CN113093078B - 一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113093078B
CN113093078B CN202110350024.XA CN202110350024A CN113093078B CN 113093078 B CN113093078 B CN 113093078B CN 202110350024 A CN202110350024 A CN 202110350024A CN 113093078 B CN113093078 B CN 113093078B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flip angle
angle correction
correction sequences
radio frequency
equation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110350024.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113093078A (zh
Inventor
王伟谦
罗海
赵越
解运浩
陈潇
吴子岳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Marvel Stone Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Marvel Stone Healthcare Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Marvel Stone Healthcare Co Ltd filed Critical Wuxi Marvel Stone Healthcare Co Ltd
Priority to CN202110350024.XA priority Critical patent/CN113093078B/zh
Publication of CN113093078A publication Critical patent/CN113093078A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113093078B publication Critical patent/CN113093078B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
    • G01R33/583—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency
    • G01R33/586—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency for optimal flip angle of RF pulses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及核磁共振技术领域，公开了一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质。通过本发明创造，可提供一种应用现有翻转角矫正序列确定射频脉冲强度与翻转角线性关系的新方案，即可应用最少两组具有除射频脉冲强度不同之外均相同的翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，然后根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法消去被测物质自身属性中时间常数T1对翻转角的准确性影响，从而保障了确定精度，同时由于可通过最少两次的回波采集即可确定得出翻转角以及射频脉冲强度与翻转角的线性关系，使得整个精确确定过程还具有快速和实施所需时间短的优点，便于实际应用和推广。

Description

一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算 机设备及存储介质
技术领域
本发明属于核磁共振技术领域，具体地涉及一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
翻转角(flipangle)，有些书籍也把它叫做激发角，它是描述射频脉冲效果的一个指标，具体是指在射频脉冲作用后，能够把宏观纵向磁化矢量翻转到偏离原来纵向的角度。在翻转角范围为0～90度时，翻转角越大，宏观磁化矢量在水平方向上的分量越大，这样理论上产生的磁共振信号越强，信噪比越高；而在翻转角范围为90～180度时，翻转角越大，宏观磁化矢量在水平方向上的分量越小，这样理论上产生的磁共振信号越弱，信噪比越低。翻转角θ的大小是由射频脉冲强度SRF决定的，并具有线性关系
Figure BDA0003002153000000011
其中，k为一个常数，同时由于无射频脉冲作用时翻转角必然为0，因此有
Figure BDA0003002153000000012
使得前述线性关系可简化为SRF＝k*θ。
在核磁共振系统中，由于对翻转角的精确控制与磁共振序列的效果好坏息息相关，因此如何精准确定前述线性关系中的常数k，在任何核磁共振系统中都是不可或缺的重要环节。目前确定上述线性关系中的常数k的方案有如下两种：
(1)应用常用的翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和激发回波信号：如图1 所示，从左至右的横轴表示时间轴，RF表示射频脉冲的时序，Gz表示主磁场方向梯度(其为前述翻转角矫正序列的常用方向梯度)的时序，Acq表示用于采集回波的采集窗的时序；所述自旋回波信号由图1中的射频脉冲1激发，并通过射频脉冲2回聚产生；所述激发回波信号由图1中的射频脉冲1、2和3组合产生。所述自旋回波信号的信号强度SSPE和所述激发回波信号的信号强度SSME具有如下的已知公式关系：
Figure BDA0003002153000000013
式中，θ表示翻转角，e表示自然对数函数的底数，t12表示射频脉冲1与射频脉冲2在时间轴方向上的时间间隔，t23表示射频脉冲2与射频脉冲3在时间轴方向上的时间间隔，T2表示横向磁化矢量衰减时间常数，T1表示反映被测物质自身属性的一个时间常数，可进一步得到如下关系：
Figure BDA0003002153000000021
假设t23远小于T1，可简化得到如下关系：
Figure BDA0003002153000000022
即当发现SSME＝SSPE时，可锁定θ＝90°，并利用此时的已知射频脉冲强度，可根据线性关系SRF＝k*θ确定出常数k，以便基于该常数k求得任意翻转角度的所需射频脉冲强度。这种确定方案虽然是当前应用最广和最普遍的方法，但是即使t23远小于T1，也不能摆脱T1对翻转角的准确性影响，特别是在低场强时，T1会减小，不能保证t23远小于T1，使得确定的常数k并不准确，此影响会随着场强降低而愈发明显。
(2)应用常规的扫描序列(例如现有的SE序列和FSE序列等)进行回波信号的采集，由于当翻转角为90度时回波信号会达到最大值，而当超过翻转角90度时回波信号强度则开始下降，因此可先设置一个较小射频脉冲强度的射频脉冲信号，然后通过缓慢提升射频脉冲强度来采集对应回波信号方式，找到回波信号强度由从小变大切换为从大变小的临界点，然后根据线性关系SRF＝k*θ和此时锁定的已知射频脉冲强度及已知翻转角(即θ＝90°)，确定出常数k，以便基于该常数k求得任意翻转角度的所需射频脉冲强度。这种确定方案虽然可以排除T1的影响，但是要精准地确定前述临界点，需要设置很小的射频脉冲强度递增步长，如此在实施过程中将非常耗时，导致需要很长时间才能确定线性关系。
发明内容
为了解决现有技术无法快速且精准地确定射频脉冲强度与翻转角的线性关系的问题，本发明目的在于提供一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质，既可保障确定精度，特别适用于低场强的核磁共振系统，还可使得整个精确确定过程具有快速和实施所需时间短的优点，便于实际应用和推广。
第一方面，本发明提供了一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法，包括：
应用第一组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第一组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的三个射频脉冲；
应用第二组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第二组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的且与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同的三个射频脉冲；
针对所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列，分别计算得到对应的回波信号强度之比，其中，所述回波信号强度之比是指受激回波信号与自旋回波信号的信号强度之比；
根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法得到对应于所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列的待解方程：
Figure BDA0003002153000000031
方程中，λ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，λ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的待求解翻转角，n表示所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值；
对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ1′；
根据所述已求解翻转角θ1′和所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度，按照如下公式计算得到在射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系SRF＝k*θ中的系数k:
Figure BDA0003002153000000032
式中，SRF,1表示所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度。
基于上述发明内容，可提供一种应用现有翻转角矫正序列确定射频脉冲强度与翻转角线性关系的新方案，即可应用最少两组具有除射频脉冲强度不同之外均相同的翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，然后根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法消去被测物质自身属性中时间常数T1对翻转角的准确性影响，从而保障了确定精度，特别适用于低场强的核磁共振系统，同时由于可通过最少两次的回波采集即可确定得出翻转角以及射频脉冲强度与翻转角的线性关系，使得整个精确确定过程还具有快速和实施所需时间短的优点，便于实际应用和推广。
在一个可能的设计中，当所述第二组翻转角矫正序列的数目为一个时，对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ1′，包括：
根据预设的已知比值n＝2，将所述待解方程转换为如下形式的一元二次方程：
Figure BDA0003002153000000033
对所述一元二次方程进行求解，得到所述已求解翻转角θ1′。
在一个可能的设计中，当所述第二组翻转角矫正序列的数目为多个且具有不同射频脉冲强度时，对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ1′，包括：
对与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程进行线性拟合求解，得到所述已求解翻转角θ1′。
在一个可能的设计中，在计算得到系数k之后，所述方法还包括：
根据目标翻转角和所述线性关系SRF＝k*θ，确定待发送射频脉冲的强度。
在一个可能的设计中，所述已知比值n为不小于1的正整数。
第二方面，本发明提供了一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定装置，包括有依次通信连接的回波信号采集模块、强度比值计算模块、待解方程获取模块、待解方程求解模块和线性系数计算模块：
所述回波信号采集模块，用于应用第一组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，以及应用第二组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第一组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的三个射频脉冲，所述第二组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的且与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同的三个射频脉冲；
所述强度比值计算模块，用于针对所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列，分别计算得到对应的回波信号强度之比，其中，所述回波信号强度之比是指受激回波信号与自旋回波信号的信号强度之比；
所述待解方程获取模块，用于根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法得到对应于所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列的待解方程：
Figure BDA0003002153000000041
方程中，λ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，λ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的待求解翻转角，n表示所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值；
所述待解方程求解模块，用于对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ1′；
所述线性系数计算模块，用于根据所述已求解翻转角θ1′和所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度，按照如下公式计算得到在射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系SRF＝k*θ中的系数k:
Figure BDA0003002153000000051
式中，SRF,1表示所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度。
在一个可能的设计中，所述待解方程求解模块包括有通信相连的方程转换子模块和第一解方程子模块；
所述方程转换子模块，用于当所述第二组翻转角矫正序列的数目为一个时，根据预设的已知比值n＝2，将所述待解方程转换为如下形式的一元二次方程：
Figure BDA0003002153000000052
所述第一解方程子模块，用于对所述一元二次方程进行求解，得到所述已求解翻转角θ1′。
在一个可能的设计中，所述待解方程求解模块包括有第二解方程子模块；
所述第二解方程子模块，用于当所述第二组翻转角矫正序列的数目为多个且具有不同射频脉冲强度时，对与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程进行线性拟合求解，得到所述已求解翻转角θ1′。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发信号，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述的方法。
第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中应用翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和激发回波信号的时序示意图。
图2是本发明提供的射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法流程示意图。
图3是本发明提供的射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定装置结构示意图。
图4是本发明提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明示例的实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明示例的实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。
应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明示例的实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
应当理解，还应当注意到在一些备选可能设计中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而, 本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
如图2所示，本实施例第一方面提供的所述射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法，可以但不限于由位于核磁共振系统中的且集成有基于现有翻转角矫正序列进行回波信号采集功能的计算机设备执行。所述射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法，可以但不限于包括有如下步骤S101～S106。
S101.应用第一组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第一组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的三个射频脉冲。
在所述步骤S101中，所述第一组翻转角矫正序列为在背景技术中所描述的常用翻转角矫正序列，其应用及采集回波信号的方式也为现有常规方式。此外，所述第一组翻转角矫正序列中三个射频脉冲可以但不限于具有相同的射频脉冲宽度和射频脉冲强度，并且该射频脉冲强度可为不等于零的任意大小。
S102.应用第二组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第二组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的且与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同的三个射频脉冲。
在所述步骤S102中，所述第二组翻转角矫正序列为在背景技术中所描述的常用翻转角矫正序列，其中的三个射频脉冲与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同是指：具有相同的射频脉冲宽度及至下一个射频脉冲相同的时间间隔等，但是具有不同的射频脉冲强度，例如所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲1的射频脉冲强度为所述第一组翻转角矫正序列中射频脉冲1的射频脉冲强度的两倍，所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲2的射频脉冲强度为所述第一组翻转角矫正序列中射频脉冲2的射频脉冲强度的两倍，所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲3的射频脉冲强度为所述第一组翻转角矫正序列中射频脉冲2的射频脉冲强度的两倍。此外，所述第二组翻转角矫正序列的数目可以为一个，也可以为多个。
S103.针对所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列，分别计算得到对应的回波信号强度之比，其中，所述回波信号强度之比是指受激回波信号与自旋回波信号的信号强度之比。
在所述步骤S103中，由于已采集到对应各组翻转角矫正序列的自旋回波信号和受激回波信号，因此可以通过常规模数转换方式测量得到这些回波信号的信号强度，然后计算得到两回波信号强度之比。
S104.根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法得到对应于所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列的待解方程：
Figure BDA0003002153000000081
方程中，λ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，λ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的待求解翻转角，n表示所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值，其优选为不小于1的正整数。
在所述步骤S104中，所述回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系可由背景技术介绍有：
Figure BDA0003002153000000082
式中，SSPE表示自旋回波信号的信号强度，SSME表示激发回波信号的信号强度，θ表示翻转角，e表示自然对数函数的底数，t23表示射频脉冲2与射频脉冲3在时间轴方向上的时间间隔，T1表示反映被测物质自身属性的一个时间常数，由此可得到如下形式的且与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比λ1和与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比λ2：
Figure BDA0003002153000000083
式中，SSME,1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的激发回波信号的信号强度，SSPE,1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的自旋回波信号的信号强度，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的翻转角，SSME,2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的激发回波信号的信号强度，SSPE,2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的自旋回波信号的信号强度，θ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的翻转角。
在所述步骤S104中，根据背景技术的介绍可知射频脉冲强度SRF与翻转角θ具有线性关系SRF＝k*θ，式中，k为一个待求解常数。根据所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值n可知，有θ2＝n*θ1。同时由于所述第二组翻转角矫正序列中三个射频脉冲与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同，以及T1表示反映被测物质自身属性的一个时间常数，因此
Figure BDA0003002153000000091
在任意射频脉冲强度下均为固定值，使得可通过两两相除消去，因此可得到如下推导过程：
Figure BDA0003002153000000092
S105.对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ1′。
在所述步骤S105中，具体的，当所述第二组翻转角矫正序列的数目为一个时，包括但不限于有：根据预设的已知比值n＝2，将所述待解方程转换为如下形式的一元二次方程：
Figure BDA0003002153000000093
对所述一元二次方程进行求解，得到所述已求解翻转角θ1′。前述对所述一元二次方程的求解过程为现有常规方法，因此可以很容易地得到所述已求解翻转角θ1′。
在所述步骤S105中，具体的，当所述第二组翻转角矫正序列的数目为多个且具有不同射频脉冲强度时，包括但不限于有：对与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程进行线性拟合求解，得到所述已求解翻转角θ1′。根据前述公式
Figure BDA0003002153000000094
可得到与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程：
Figure BDA0003002153000000095
式中， x表示正整数，λ2,x表示与第x个所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比， nx表示与第x个所述第二组翻转角矫正序列对应的已知射频脉冲强度比值。由于在所述多个待解方程中，仅有一个待求元素：θ1，因此可通过常规线性拟合方式(例如但不限于最小二乘拟合方式)求解得到所述已求解翻转角θ1′。
S106.根据所述已求解翻转角θ1′和所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度，按照如下公式计算得到在射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系SRF＝k*θ中的系数k:
Figure BDA0003002153000000101
式中，SRF,1表示所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度。
在所述步骤S106之后，由于系数k已求得，因此可以得到射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系SRF＝k*θ，以便根据任意翻转角度确定所需射频脉冲强度，实现对翻转角的精确控制，确保磁共振序列的作用效果。即在计算得到系数k之后，所述方法还包括：根据目标翻转角和所述线性关系SRF＝k*θ，确定待发送射频脉冲的强度。
由此通过上述步骤S101～S106所详细描述的线性关系确定方法，可提供一种应用现有翻转角矫正序列确定射频脉冲强度与翻转角线性关系的新方案，即可应用最少两组具有除射频脉冲强度不同之外均相同的翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，然后根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法消去被测物质自身属性中时间常数T1对翻转角的准确性影响，从而保障了确定精度，特别适用于低场强的核磁共振系统，同时由于可通过最少两次的回波采集即可确定得出翻转角以及射频脉冲强度与翻转角的线性关系，使得整个精确确定过程还具有快速和实施所需时间短的优点，便于实际应用和推广。
如图3所示，本实施例第二方面提供了一种实现第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述方法的虚拟装置，包括有依次通信连接的回波信号采集模块、强度比值计算模块、待解方程获取模块、待解方程求解模块和线性系数计算模块：
所述回波信号采集模块，用于应用第一组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，以及应用第二组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第一组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的三个射频脉冲，所述第二组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的且与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同的三个射频脉冲；
所述强度比值计算模块，用于针对所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列，分别计算得到对应的回波信号强度之比，其中，所述回波信号强度之比是指受激回波信号与自旋回波信号的信号强度之比；
所述待解方程获取模块，用于根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法得到对应于所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列的待解方程：
Figure BDA0003002153000000111
方程中，λ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，λ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的待求解翻转角，n表示所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值；
所述待解方程求解模块，用于对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ1′；
所述线性系数计算模块，用于根据所述已求解翻转角θ1′和所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度，按照如下公式计算得到在射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系 SRF＝k*θ中的系数k:
Figure BDA0003002153000000112
式中，SRF,1表示所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度。
在一种可能的设计中，所述待解方程求解模块包括有通信相连的方程转换子模块和第一解方程子模块；
所述方程转换子模块，用于当所述第二组翻转角矫正序列的数目为一个时，根据预设的已知比值n＝2，将所述待解方程转换为如下形式的一元二次方程：
Figure BDA0003002153000000113
所述第一解方程子模块，用于对所述一元二次方程进行求解，得到所述已求解翻转角θ1′。
在一种可能的设计中，所述待解方程求解模块包括有第二解方程子模块；
所述第二解方程子模块，用于当所述第二组翻转角矫正序列的数目为多个且具有不同射频脉冲强度时，对与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程进行线性拟合求解，得到所述已求解翻转角θ1′。
本实施例第二方面提供的前述装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
如图4所示，本实施例第三方面提供了一种执行第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述方法的计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发信号，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法。具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input FirstOutput，FIFO) 和/或先进后出存储器(First Input Last Output，FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号采用STM32F105系列的微处理器。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例第三方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
本实施例第四方面提供了一种存储包含第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述方法的指令的存储介质，即所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法。其中，所述存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(MemoryStick) 等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
本实施例第四方面提供的前述存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法。其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
以上所描述的实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法，其特征在于，包括：
应用第一组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第一组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的三个射频脉冲；
应用第二组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第二组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的且与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同的三个射频脉冲；
针对所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列，分别计算得到对应的回波信号强度之比，其中，所述回波信号强度之比是指受激回波信号与自旋回波信号的信号强度之比；
根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法得到对应于所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列的待解方程：
Figure FDA0003002152990000011
方程中，λ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，λ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的待求解翻转角，n表示所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值；
对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ′1；
根据所述已求解翻转角θ′1和所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度，按照如下公式计算得到在射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系SRF＝k*θ中的系数k:
Figure FDA0003002152990000012
式中，SRF,1表示所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度。
2.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，当所述第二组翻转角矫正序列的数目为一个时，对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ′1，包括：
根据预设的已知比值n＝2，将所述待解方程转换为如下形式的一元二次方程：
Figure FDA0003002152990000013
对所述一元二次方程进行求解，得到所述已求解翻转角θ′1。
3.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，当所述第二组翻转角矫正序列的数目为多个且具有不同射频脉冲强度时，对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ′1，包括：
对与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程进行线性拟合求解，得到所述已求解翻转角θ′1。
4.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在计算得到系数k之后，所述方法还包括：
根据目标翻转角和所述线性关系SRF＝k*θ，确定待发送射频脉冲的强度。
5.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述已知比值n为不小于1的正整数。
6.一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定装置，其特征在于，包括有依次通信连接的回波信号采集模块、强度比值计算模块、待解方程获取模块、待解方程求解模块和线性系数计算模块：
所述回波信号采集模块，用于应用第一组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，以及应用第二组翻转角矫正序列采集获取对应的自旋回波信号和受激回波信号，其中，所述第一组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的三个射频脉冲，所述第二组翻转角矫正序列包含有在时间轴方向上依次离散发送的且与所述第一组翻转角矫正序列中相应脉冲除具有不同射频脉冲强度之外均相同的三个射频脉冲；
所述强度比值计算模块，用于针对所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列，分别计算得到对应的回波信号强度之比，其中，所述回波信号强度之比是指受激回波信号与自旋回波信号的信号强度之比；
所述待解方程获取模块，用于根据回波信号强度之比与翻转角的已知公式关系，通过公式相除法得到对应于所述第一组翻转角矫正序列和所述第二组翻转角矫正序列的待解方程：
Figure FDA0003002152990000021
方程中，λ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，λ2表示与所述第二组翻转角矫正序列对应的已知回波信号强度之比，θ1表示与所述第一组翻转角矫正序列对应的待求解翻转角，n表示所述第二组翻转角矫正序列中射频脉冲强度与所述第一组翻转角矫正序列中相应射频脉冲强度的已知比值；
所述待解方程求解模块，用于对所述待解方程进行求解，得到已求解翻转角θ′1；
所述线性系数计算模块，用于根据所述已求解翻转角θ′1和所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度，按照如下公式计算得到在射频脉冲强度SRF与翻转角θ的线性关系SRF＝k*θ中的系数k:
Figure FDA0003002152990000031
式中，SRF,1表示所述第一组翻转角矫正序列的已知射频脉冲强度。
7.如权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述待解方程求解模块包括有通信相连的方程转换子模块和第一解方程子模块；
所述方程转换子模块，用于当所述第二组翻转角矫正序列的数目为一个时，根据预设的已知比值n＝2，将所述待解方程转换为如下形式的一元二次方程：
Figure FDA0003002152990000032
所述第一解方程子模块，用于对所述一元二次方程进行求解，得到所述已求解翻转角θ′1。
8.如权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述待解方程求解模块包括有第二解方程子模块；
所述第二解方程子模块，用于当所述第二组翻转角矫正序列的数目为多个且具有不同射频脉冲强度时，对与多个所述第二组翻转角矫正序列一一对应的多个待解方程进行线性拟合求解，得到所述已求解翻转角θ′1。
9.一种计算机设备，其特征在于,包括有依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发信号，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～5中任意一项所述的确定方法。
10.一种存储介质，其特征在于,所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～5中任意一项所述的确定方法。
CN202110350024.XA 2021-03-31 2021-03-31 一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质 Active CN113093078B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110350024.XA CN113093078B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110350024.XA CN113093078B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113093078A CN113093078A (zh) 2021-07-09
CN113093078B true CN113093078B (zh) 2021-11-30

Family

ID=76672044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110350024.XA Active CN113093078B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113093078B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994583B (zh) * 2022-08-01 2022-10-25 安徽福晴医疗科技有限公司 基于射频系统建模的磁共振射频增益校准方法及其系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03289939A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Yokogawa Medical Syst Ltd Ｍｒｉのｒｆ自動調整法
CN102116856A (zh) * 2010-12-30 2011-07-06 中国科学院深圳先进技术研究院 横向弛豫时间测量方法及系统
CN103561645A (zh) * 2011-06-09 2014-02-05 株式会社日立医疗器械 磁共振成像装置以及翻转角决定方法
CN106872920A (zh) * 2017-01-22 2017-06-20 上海东软医疗科技有限公司 磁共振成像系统射频校准方法及装置
CN106918794A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 上海联影医疗科技有限公司 磁共振系统及成像的方法
CN107024670A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 上海联影医疗科技有限公司 磁共振系统的校正方法及装置
CN110361682A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 张忠铭 快速确定磁共振射频激发翻转角度对应能量自动校准方法
CN111257810A (zh) * 2020-01-19 2020-06-09 上海联影医疗科技有限公司 磁共振信号采集系统、方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03289939A (ja) * 1990-04-06 1991-12-19 Yokogawa Medical Syst Ltd Ｍｒｉのｒｆ自動調整法
CN102116856A (zh) * 2010-12-30 2011-07-06 中国科学院深圳先进技术研究院 横向弛豫时间测量方法及系统
CN103561645A (zh) * 2011-06-09 2014-02-05 株式会社日立医疗器械 磁共振成像装置以及翻转角决定方法
CN106918794A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 上海联影医疗科技有限公司 磁共振系统及成像的方法
CN107024670A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 上海联影医疗科技有限公司 磁共振系统的校正方法及装置
CN106872920A (zh) * 2017-01-22 2017-06-20 上海东软医疗科技有限公司 磁共振成像系统射频校准方法及装置
CN110361682A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 张忠铭 快速确定磁共振射频激发翻转角度对应能量自动校准方法
CN111257810A (zh) * 2020-01-19 2020-06-09 上海联影医疗科技有限公司 磁共振信号采集系统、方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113093078A (zh) 2021-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112462311B (zh) 一种横向磁化矢量衰减时间常数的校正测量方法、装置、计算机设备及非均匀场磁共振系统
CN109541510B (zh) 一种适用于阵列辐射计通道幅相校准方法及装置
CN111948615B (zh) 一种星载全极化sar数据的极化定标方法及装置
US7112964B2 (en) Eddy current measurement and correction in magnetic resonance imaging systems with a static phantom
US20130134975A1 (en) Virtual coil emulation in parallel transmission mri
CN113093078B (zh) 一种射频脉冲强度与翻转角线性关系的确定方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112415454B (zh) 一种adc-t2二维图谱的测量方法、装置、计算机设备及非均匀场磁共振系统
CN112362080B (zh) 航天器天线在轨指向标定的器地数据同步偏差确定方法
US6670812B1 (en) B-value calculation and correction using a linear segment gradient waveform model
US20160018500A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
CN110029990B (zh) 一种核磁共振测井方法和装置
CN114201001A (zh) 一种实时时钟的补偿方法、装置、终端设备和介质
JPS60205341A (ja) 核磁気共鳴分布を求める方法および装置
CN107728090B (zh) 一种优化平衡稳态自由进动序列的方法与装置
US10261149B2 (en) Method and apparatus for determining a B1 field map in a magnetic resonance scanner
US20130076355A1 (en) Fast, Low Energy Deposition and Homogeneous T2 Weighted Variable Amplitude PSIF (T2 VAPSIF) Imaging in the Presence of B0inhomogeneities
CN103901271A (zh) 一种频率测试方法及系统
CN108574541B (zh) 天线性能测试装置、方法及系统
US10996302B2 (en) Motion-stable slice multiplexing method
CN114264990A (zh) 目标梯度检测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114325531A (zh) 磁共振系统延迟的校正方法、装置、计算机设备和介质
CN105301543A (zh) 一种基于单次屏气内多角度激发的超极化角度校准方法
CN113197566A (zh) 一种便携式核磁共振检测系统的体内定位方法、装置、计算机设备及核磁共振检测系统
CN110426610A (zh) 基于幅频响应和最小二乘法的谐振频率提取方法及系统
CN114994583B (zh) 基于射频系统建模的磁共振射频增益校准方法及其系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant