CN114062988A - 磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位编码梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；根据所述K空间数据生成磁共振图像，并根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。采用本方法能够准确分离出感兴趣体素的波谱图像。

Description

磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及磁共振技术领域，特别是涉及一种磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)，是利用原子核在强磁场内发生共振产生的信号进行图像重建的一种成像技术。
相关技术中，磁共振设备先利用射频脉冲对磁场中的感兴趣区域进行激励，然后在感兴趣区域进行弛豫的过程中的采集信号，从而形成感兴趣区域的图像；
但是，如果磁共振设备所形成的系统磁场存在不均匀的情况，那么感兴趣区域的临近区域也会被激发，从而形成干扰信号，进而导致感兴趣区域的图像出现偏差。因此，如何从检测到的信号中分离出感兴趣区域的信号，成为了亟待解决的技术问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在系统磁场不均匀的情况下，从检测到的信号中分离出感兴趣区域的信号的磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种磁共振波谱成像方法，该方法包括：
采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
根据所述K空间数据生成磁共振图像，并根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。
在其中一个实施例中，所述将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据，包括：
对于第i次采集到的所述响应信号，从所述K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；其中，所述目标填充位置的填充权重大于或者等于i，i为正整数；
将第i次采集到的所述响应信号填充到所述目标填充位置处。
在其中一个实施例中，将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据包括：
在所述空间定位梯度后施加相位编码梯度以对所述响应信号进行相位编码；
将经过相位编码后的响应信号填充至K空间生成K空间数据。
在其中一个实施例中，所述K空间中心填充位置的采集次数大于所述K空间边缘填充位置的采集次数。
在其中一个实施例中，所述感兴趣体素位于空间定位编码区域的中心；所述根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像，包括：
从所述磁共振图像的中心区域分离出目标图像，所述目标图像为所述感兴趣体素的波谱图像。
在其中一个实施例中，所述相位编码梯度确定的编码区域的尺寸是所述感兴趣体素的尺寸的整数倍。
在其中一个实施例中，所述相位编码包括一维相位编码、二维相位编码和三维相位编码中的至少一种。
一种磁共振波谱成像装置，其特征在于，所述装置包括：
扫描模块，用于采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
信号采集模块，用于采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
信号填充模块，用于将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
成像模块，用于根据所述K空间数据生成磁共振图像，并根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现：
采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
根据所述K空间数据生成磁共振图像，并从所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现：
采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
根据所述K空间数据生成磁共振图像，并从所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。
上述磁共振波谱成像方法、装置、计算机设备和存储介质，磁共振系统采用预设扫描序列进行多次扫描，并采集每次扫描的响应信号，K空间中每个填充位置的采集次数按照预设权重设置；之后，将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；接着，根据K空间数据生成磁共振图像，并根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像。通过本公开实施例，磁共振系统对感兴趣体素和感兴趣体素周围的体素均进行空间定位编码，将采集到的响应信号填充到K空间中生成K空间数据之后，根据K空间数据进行图像重建，得到的磁共振图像既包含感兴趣体素所对应的图像，也包含感兴趣体素周围的体素所对应的图像，进而可以从磁共振图像中分离出感兴趣体素的波谱图像。进一步地，按照预设的填充权重填充到K空间的相应位置中，可以增强感兴趣体素所对应的图像的清晰度，从而更方便分离感兴趣体素的波谱图像。
附图说明
图1为一个实施例中磁共振波谱成像方法的应用环境图；
图2为一个实施例中磁共振波谱成像方法的流程示意图；
图3A为一个实施例中K空间的示意图；
图3B为一个实施例中采用预设的填充权重得到的K空间数据示意图；
图4为一个实施例中磁共振波谱成像示意图；
图5为一个实施例中使用的扫描序列示意图；
图6为另一个实施例中使用的扫描序列示意图；
图7为又一个实施例中使用的扫描序列示意图；
图8A为一个实施例中采用现有技术得到的单体素波谱结果示意图；
图8B为一个实施例中采用磁共振波谱成像方法得到的单体素波谱结果示意图；
图9为一个实施例中磁共振波谱成像装置的结构框图；
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的磁共振波谱成像方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。该应用环境为磁共振系统，该磁共振系统100至少包括：磁体系统101、梯度系统102、射频系统103、病床104，患者105可被置于病床104上，并随着病床104移动，上述磁体系统101、梯度系统102、射频系统103和病床104可与控制终端106连接，控制终端106可接收操作医师的指令，并将该指令转化为电子可执行程序以控制磁体系统101、梯度系统102、射频系统103。其中，梯度系统102包括梯度线圈等设备，用于产生梯度脉冲，该梯度脉冲可以形成层面选择梯度场、相位编码梯度场以及频率编码梯度场等；射频系统103包括射频线圈等设备，射频线圈包括发射线圈和接收线圈，射频系统103用于产生射频脉冲信号以及接收对象核自旋产生的磁共振信号；控制终端106与梯度系统102和射频系统103通过网络进行通信，用于控制梯度系统102和射频系统103。上述控制终端106可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑和平板电脑。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种磁共振波谱成像方法，以该方法应用于图1中的磁共振系统100为例进行说明，包括以下步骤：
步骤201，采用预设扫描序列进行多次扫描。
其中，预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度，激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的空间定位梯度配合以确定感兴趣体素，即实现感兴趣体素的选择性激发。在此实施例中，三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的空间定位梯度配合可包括：三个频率选择性射频脉冲以及对应施加的空间选层梯度，该三个频率选择性射频脉冲配合对应的空间选层梯度能够实现沿X、Y和Z三个正交方向的空间选层，从而完成感兴趣体素的选择性激发。可选地，与三个频率选择性射频脉冲配合对应的空间选层梯度的强度根据射频脉冲的带宽和感兴趣体素的大小确定。
控制终端可以将预设扫描序列发送到射频系统，控制射频系统按照预设扫描序列中的激励脉冲发射三个互相垂直的层面选择脉冲，三个互相垂直的层面选择脉冲可以从检测对象中确定出感兴趣体素。感兴趣体素在激励脉冲的激励下共振，同时，在系统磁场非均匀的情况下，作为空间定位梯度的层面选择脉冲所确定的区域可能会大于感兴趣体素，从而使得感兴趣体素周围的体素所激发得信号受到感兴趣体素的影响，也会发生进动。
控制终端还可以将预设扫描序列发送到梯度系统，控制梯度系统按照预设扫描序列中的空间定位梯度对感兴趣体素进行空间定位。空间定位就是利用相位梯度磁场产生质子有规律的进动相位差，然后用此相位差来标定体素的空间位置。
在其中一个实施例中，感兴趣体素可以是单体素。
步骤202，采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数。
其中，响应信号包括感兴趣体素的磁共振信号和感兴趣体素周围的体素的干扰信号。
激励脉冲对感兴趣体素进行激励，之后，感兴趣体素在弛豫过程中产生共振信号，同时感兴趣体素周围的体素产生干扰信号。控制终端通过射频系统采集感兴趣体素产生的磁共振信号，以及感兴趣体素周围的体素产生的干扰信号，并将采集到的磁共振信号和干扰信号发送到控制终端。
步骤203，将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据。
上述实施例中，预设权重用于表征K空间中各位置的激励次数，该激励次数同时对应信号填充次数。K空间是存放磁共振原始数据的空间矩阵。
控制终端获取射频系统的接收线圈采集到的响应信号后，可以在每次采集到响应信号后，将采集到的响应信号填充到K空间中；也可以在采集响应信号结束后，将多次采集到的响应信号填充到K空间中。
在将响应信号填充到K空间的过程中，在每个填充位置的采集次数确定的情况下，相位编码过程后即可按照预设的填充权重对每个位置进行响应信号填充。即，针对K空间的每个位置，按照预先设定的采集次数填充相应数量的响应信号。
例如，进行了N次的扫描，如图3A所示的二维K空间，图中Kx表示频率编码方向，Ky表示相位编码方向。K空间中位置3的填充权重为2，该位置在N次扫描中采集响应信号两次；位置8的填充权重为8，该位置在N次扫描中采集响应信号八次。本公开实施例对填充权重不做限定。可选的，N可以为大于1的自然数。
步骤204，根据K空间数据生成磁共振图像，并根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像。
根据K空间数据进行磁共振图像重建，生成磁共振图像。由于采集到的响应信号既包括感兴趣体素的磁共振信号，也包括感兴趣体素周围的体素的干扰信号，因此在生成的磁共振图像中，既包括感兴趣体素所对应的图像，也包括感兴趣体素周围的体素所对应的图像。接着，就可以从磁共振图像中分离出感兴趣体素所对应的图像，即感兴趣体素的波谱图像。
上述磁共振波谱成像方法中，磁共振系统采用预设扫描序列进行多次扫描，并采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；之后，将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；接着，根据K空间数据生成磁共振图像，并根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像。通过本公开实施例，磁共振系统对感兴趣体素和感兴趣体素周围的体素均进行相位编码，将采集到的响应信号填充到K空间中生成K空间数据之后，根据K空间数据进行图像重建，得到的磁共振图像既包含感兴趣体素所对应的图像，也包含感兴趣体素周围的体素所对应的图像，进而可以分离出感兴趣体素的波谱图像。进一步地，按照预设的填充权重设置K空间中每个填充位置的采集次数，这种加权采集的方式在不额外增加扫描次数的前提下，可以增强感兴趣体素所对应的图像的清晰度，从而更方便分离感兴趣体素的波谱图像。
在一个实施例中，上述将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据的步骤，至少可以采用以下两种方式。
方式一可以包括：控制终端对于第i次采集到的响应信号，从K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；将第i次采集到的响应信号填充到目标填充位置处。
其中，目标填充位置的填充权重大于或者等于i，i为正整数。
K空间中各填充位置的填充权重不同，即K空间中各填充位置的信号填充次数不同；其中，填充权重小的填充位置，信号填充次数少或激励次数越小；填充权重大的填充位置，信号填充次数多或激励次数越多，激励次数表示K空间的填充位置的信号采集次数或每一个相位编码步级的重复次数。。
如图3A所示，对于第1次采集到的响应信号，从K空间中筛选出填充权重大于或等于1的填充位置3、7、8、11、12、13、14、15、17、18、19、22、23、24作为目标位置；对于第2次采集到的响应信号，从K空间中筛选出填充权重大于或等于2的填充位置3、7、8、11、12、13、14、15、17、18、19、23作为目标位置，本实施例中K空间中每个填充位置的填充权重与该位置的采集次数相对应。
确定第i次采集到的响应信号的目标填充位置之后，将第i次采集到的响应信号填充到目标位置中。例如，将第1次采集到的响应信号填充到K空间的填充位置3、7、8、11、12、13、14、15、17、18、19、22、23、24中。将第2次采集到的响应信号填充到目标位置中。例如，将第1次采集到的响应信号填充到K空间的填充位置3、7、8、11、12、13、14、15、17、18、19、23中。以此类推，在第16次采集到响应信号并填充后，K空间填充完毕。
方式二可以包括：控制终端根据每个填充位置的采集次数设置对应的预设的填充权重。
在一个实施例中，控制终端对于K空间中的每个填充位置，获取填充位置的采集次数j，并根据采集次数j从多个响应信号中筛选出j个响应信号，并将j个响应信号填充到填充位置中。j为大于或等于1的自然数。
例如，对于填充位置3，获取到该填充位置的采集次数为2，则从多次采集到的响应信号中筛选出2个响应信号填充到填充位置3中。对于填充位置8，获取到该填充位置的采集次数为8，则从多次采集到的响应信号中筛选出8个响应信号填充到填充位置8中。以此类推，将K空间填充完毕。
上述将多次采集到的响应信号，按照预设的填充权重填充到K空间的相应位置中生成K空间数据的过程，可以采用方式一，即对于第i次采集到的响应信号，从K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；将第i次采集到的响应信号填充到目标填充位置处；也可以采用方式二，即对于K空间中的每个填充位置，获取填充位置的采集次数j，并根据采集次数j从多个响应信号中筛选出j个响应信号，并将j个响应信号填充到填充位置中。通过本公开实施例，对于K空间的一些填充位置设置的填充权重低，而另一些填充位置设置的填充权重高，这样，可以在不增加总扫描次数的情况下，确保数据信噪比，从而得到更为清晰的磁共振图像。
在其中一个实施例中，在按照预设的填充权重填充到K空间的相应位置中生成K空间数据之前，还可以包括：控制终端根据预设窗函数确定填充权重，预设窗函数包括高斯窗(Gaussian Window)、汉明窗(Hamming Window)和汉宁窗(Hanning Window)中的至少一种。
可以预先在控制终端中设置高斯窗、汉明窗和汉宁窗中的至少一种，在填充K空间之前，获取预设窗函数，并根据预设窗函数确定K空间的填充权重，使得K空间中心填充位置的填充权重大于K空间边缘填充位置的填充权重，对应K空间中心填充位置的采集次数大于所述K空间边缘填充位置的采集次数。
在一个实施例中，可根据预设的填充权重设置K空间中每个填充位置的激励次数。根据每个填充位置的激励次数可设置每次扫描的K空间填充轨迹。如图3B为一个实施例中采用预设的填充权重得到的K空间数据示意图，其中：第一排中分布有五次扫描激发获得的K空间，且每个K空间中被填充的部分对应该位置采集一次，空白部分表述该位置采集次数为0；将多次激发的K空间进行合并，即可得到第二排所示的加权采集的K空间。在此实施例中，K空间的填充位置被采集的次数越多，则该位置的填充权重越大；K空间的填充位置被采集的次数越少，则该位置的填充权重越小。
可以理解地，K空间中心填充位置的数据影响重建图像的信噪比，如果K空间中心填充位置的填充权重大于K空间边缘填充位置的填充权重，可以增强重建图像的信噪比，从而使磁共振图像更加清晰。通过上述加权采集方式，在不增加采样时间的情况下，可以获得高信噪比的图像，利于后续感兴趣体素的波谱提取。
在一个实施例中，感兴趣体素位于空间定位区域的中心；根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像，包括：控制终端从磁共振图像的中心区域分离出目标图像，目标图像为感兴趣体素的波谱图像。
在一个实施例中，将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据包括：在空间定位梯度后施加相位编码梯度以对响应信号进行相位编码；将经过相位编码后的响应信号填充至K空间生成K空间数据。相位编码参数的具体由感兴趣体素与其周围的体素区域确定。在实际应用中，K空间数据采集过程中所使用的相位编码区域大于感兴趣体素，相位编码时不仅对感兴趣体素进行空间定位编码，也对感兴趣体素周围的体素进行空间定位编码。如果感兴趣体素位于相位编码区域的中心，则根据K空间中填充的响应信号生成磁共振图像后，感兴趣体素所对应的图像位于磁共振图像的中心区域，如图4所示的磁共振图像。此时，从磁共振图像的中心区域分离出目标图像，即可得到感兴趣体素的波谱图像。
如图4所示为一个实施例中磁共振波谱成像示意图，空间定位编码区域如图所示，且图中的
Figure BDA0002611190560000101
表示感兴趣体素；“O”、“Δ”表示感兴趣体素的相邻体素，且由于系统磁场的非均匀，上述两个体素也会被激励脉冲激发，从而产生感兴趣体素激发信号的干扰信号，本实施例中相位编码区域大于感兴趣体素的区域，即能够同时获得感兴趣体素和周围体素的磁共振信号；采用K空间加权采集的方式得到如图4所示的K空间数据；并对该K空间数据进行傅里叶变换(FFT)，得到多个体素的磁共振图像；以及在磁共振图像中确定感兴趣体素的波谱图像。可以理解地，感兴趣体素也可以位于相位编码区域的任意位置，只需在生成磁共振图像之后，从相应位置分离出目标图像，即可得到感兴趣体素的波谱图像。而将感兴趣体素设置相位编码区域的中心，从磁共振图像中分离出感兴趣体素所对应的图像会更加容易。
在其中一个实施例中，相位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的整数倍。例如，相位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的9倍；或者，相位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的25倍。本公开实施例对整数倍不做限定。
可以理解地，相位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的整数倍，在从磁共振图像中分离出感兴趣体素所对应的图像时，也会更加容易分离。
在其中一个实施例中，在采用预设扫描序列进行多次扫描前，可确定系统磁场的非均匀区域；根据系统磁场的非均匀区域确定空间定位编码梯度的方向。示例性的，通过系统磁场的非均匀区域可以计算得到非均匀区域的磁场分布梯度，该磁场分布梯度的方向可设定为空间定位编码梯度的方向。
系统磁场不均匀，会导致感兴趣体素的周围沿着系统磁场不均匀的方向产生干扰信号。因此，空间定位编码可以沿着系统磁场不均匀的方向，确保可以对产生干扰信号的体素进行空间定位编码，从而将感兴趣体素的磁共振信号与感兴趣体素周围的体素产生的干扰信号分离开。
在其中一个实施例中，相位编码包括一维相位编码、二维相位编码和三维相位编码中的至少一种。梯度信号包括x轴梯度信号、y轴梯度信号、z轴梯度信号。在实际应用中，仅采用x轴梯度信号、y轴梯度信号、z轴梯度信号中的任意一种进行相位编码即为一维相位编码；采用x轴梯度信号、y轴梯度信号、z轴梯度信号中的任意两种进行相位编码即为二维相位编码；x轴梯度信号、y轴梯度信号、z轴梯度信号进行相位编码即为三维相位编码。本公开实施例对相位编码不做限定。
在一个实施例中，利用傅里叶变换法，根据K空间数据进行图像重建，得到磁共振图像可包括：
首先，控制终端对K空间数据进行反傅里叶变换，得到转换后的时域信号，且时域信号可以进行去除残存水的信号、截趾(apodization)处理、过滤、或者添零填充等预处理操作。
其次，根据时域信号进行图像重建，得到磁共振图像。
可以利用傅里叶变换法，将时域信号变换到频率域，得到空间定位编码区域多个体素的波谱图像。对于波谱图像还可进行拟合、优化代谢物的峰以及峰面积的算法，最终对代谢物的含量进行计算。
在一个实施例中，在采用预设扫描序列进行扫描前可以首先获取扫描对象的定位像，该定位像包含了感兴趣体素以及其他多个体素的概貌图像。前述磁共振图像为多个体素的波谱图像，通过概貌图像可确定感兴趣体素的位置，与感兴趣体素的位置对应的波谱图像即为感兴趣体素的波谱图像。上述根据K空间数据生成磁共振图像的过程中，磁共振系统对K空间数据进行反傅里叶变换，得到转换后的时域信号；根据时域信号进行图像重建，得到磁共振图像。通过本公开实施例，可以得到包含感兴趣体素的磁共振图像，以便从磁共振图像中分离出感兴趣体素的波谱图像。
如图5为本申请一个实施例中使用的扫描序列示意图。其包括一个90°射频脉冲和两个180°射频脉冲。在两个180°射频脉冲的两侧对称施加有损毁梯度504和505，还有损毁梯度506，且该三个射频脉冲施加的同时配合施加空间选层梯度，且90°射频脉冲的空间选层梯度501施加在层面选择方向GSS，第一个180°射频脉冲的空间选层梯度502施加在相位编码方向GPE，第二个180°射频脉冲的空间选层梯度503施加在读出频率编码方向GRO上。损毁梯度504、505同时施加在层面选择方向GSS、相位编码方向GPE和读出频率编码方向GRO上以将杂波去相位消除。同时在两个180°射频脉冲之间同时在层面选择方向GSS、相位编码方向GPE和读出频率编码方向GRO上施加另一损毁梯度506，以将其他信号去相位去除，以及进行水抑制。最后在损毁梯度505之后沿读出频率编码方向GRO上施加相位编码梯度507，并进行磁共振信号的采集。本实施例中，空间选层梯度501之后还施加负极性的重聚梯度。在此实施例中，损毁梯度506的部分可与损毁梯度504形成梯度对，同样损毁梯度506的部分可与损毁梯度505形成梯度对。
如图6为本申请另一个实施例中使用的扫描序列示意图。其包括三个90°射频脉冲。在第二个、第三个90°射频脉冲的两侧对称施加有损毁梯度514和515，且该三个射频脉冲施加的同时配合施加空间选层梯度，且第一个90°射频脉冲的空间选层梯度511施加在层面选择方向GSS，第二个90°射频脉冲的空间选层梯度512施加在相位编码方向GPE，第三个90°射频脉冲的空间选层梯度513施加在读出频率编码方向GRO上。损毁梯度514、515同时施加在层面选择方向GSS、相位编码方向GPE和读出频率编码方向GRO上以将杂波去相位消除。同时在第二、第三个90°射频脉冲之间同时在层面选择方向GSS、相位编码方向GPE和读出频率编码方向GRO上施加另一损毁梯度516，以将其他信号去相位去除，以及进行水抑制。最后在损毁梯度515之后沿读出频率编码方向GRO上施加相位编码梯度517，并进行磁共振信号的采集。同样的损毁梯度516的部分可与损毁梯度514形成梯度对，同样损毁梯度516的部分可与损毁梯度515形成梯度对。当然，相位编码梯度还可施加在层面选择方向GSS、相位编码方向GPE上的一者或两者，以形成二维相位编码空间或者三维相位编码空间。
如图7为本申请又一个实施例中使用的扫描序列示意图。其在三个180°射频脉冲之后，运用一个90°射频脉冲，其中，第一个180度射频脉冲的空间选层梯度521施加在层面选择方向GSS，第二个180°射频脉冲的空间选层梯度522施加在相位编码方向GPE，第三个180°射频脉冲的空间选层梯度523施加在读出频率编码方向GRO上。在90°射频脉冲施加后在读出频率编码方向GRO上施加相位编码梯度，随后进行磁共振信号的采集。当然，相位编码梯度还可施加在层面选择方向GSS、相位编码方向GPE上的一者或两者，以形成二维相位编码空间或者三维相位编码空间。RF轴上的激励脉冲还可设置为0°、180°、180°、180°、90°；或者180°、0°、180°、180°、90°；或者180°、180°、0°、180°、90°等其他任意形式。
应该理解的是，虽然图2-图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-图7中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，图8A为采用现有技术得到的单体素波谱结果示意图，图中箭头位置表示因为周围体素干扰引入的误差；图8B为本公开实施例得到的波谱结果示意图，根据预先扫描的概貌图像确定中心位置为感兴趣体素的位置，该位置对应的波谱图像为感兴趣体素的波谱图像，而与图2对应的干扰信号则为感兴趣体素周围的波谱图像。可见，采用本公开实施例的磁共振波谱成像可以准确分类出感兴趣体素的结果。在一个实施例中，还可对感兴趣体素的结果进行优化处理。示例性的，可通过定位像确定感兴趣体素的干扰体素，该干扰体素为感兴趣体素的周围体素，确定波谱图像中每个干扰体素的波谱信号，即确定空间位置上的干扰信号的谱峰位置和轮廓。进一步地的，可调整感兴趣体素的波谱图像中与干扰信号的谱峰位置和轮廓对应的信号，具体可减小其在感兴趣体素的波谱图像的权重，进一步降低感兴趣体素中的干扰信号的强度。本实施例中，在不增加采集时间的情况下，可获得优化的抗B0不均匀的单体素谱线。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种磁共振波谱成像装置，包括：
扫描模块401，用于采用预设扫描序列进行多次扫描；预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
信号采集模块402，用于采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
信号填充模块403，用于将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；填充权重用于表征K空间中各位置的信号填充次数；
成像模块404，用于根据K空间数据生成磁共振图像，并根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像。
在其中一个实施例中，上述信号填充模块403，具体用于对于第i次采集到的响应信号，从K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；其中，目标填充位置的填充权重大于或者等于i，i为正整数；将第i次采集到的响应信号填充到目标填充位置处。
在其中一个实施例中，上述信号填充模块403，具体用于在空间定位梯度后施加相位编码梯度以对响应信号进行相位编码；将经过相位编码后的响应信号填充至K空间生成K空间数据。
在其中一个实施例中，上述K空间中心填充位置的采集次数大于K空间边缘填充位置的采集次数大。
在其中一个实施例中，上述感兴趣体素位于空间定位编码区域的中心；上述成像模块404，具体用于从磁共振图像的中心区域分离出目标图像，目标图像为感兴趣体素的波谱图像。
在其中一个实施例中，上述空间定位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的整数倍。
关于磁共振波谱成像装置的具体限定可以参见上文中对于磁共振波谱成像方法的限定，在此不再赘述。上述磁共振波谱成像装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种磁共振波谱成像方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
采用预设扫描序列进行多次扫描；预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位编码梯度；激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
根据K空间数据生成磁共振图像，并根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
对于第i次采集到的响应信号，从K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；其中，目标填充位置的填充权重大于或者等于i，i为正整数；
将第i次采集到的响应信号填充到目标填充位置处。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
在空间定位梯度后施加相位编码梯度以对响应信号进行相位编码；
将经过相位编码后的响应信号填充至K空间生成K空间数据。
在一个实施例中，上述K空间中心填充位置的采集次数大于K空间边缘填充位置的采集次数。
在一个实施例中，上述感兴趣体素位于空间定位编码区域的中心；处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
从磁共振图像的中心区域分离出目标图像，目标图像为感兴趣体素的波谱图像。
在一个实施例中，上述空间定位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的整数倍。
在一个实施例中，相位编码包括一维相位编码、二维相位编码和三维相位编码中的至少一种。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
采用预设扫描序列进行多次扫描；预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
将多次采集到的响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
根据K空间数据生成磁共振图像，并根据磁共振图像分离出感兴趣体素的波谱图像。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对于第i次采集到的响应信号，从K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；其中，目标填充位置的填充权重大于或者等于i，i为正整数；
将第i次采集到的响应信号填充到目标填充位置处。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
在空间定位梯度后施加相位编码梯度以对响应信号进行相位编码；
将经过相位编码后的响应信号填充至K空间生成K空间数据。
在一个实施例中，上述K空间中心填充位置的采集次数大于K空间边缘填充位置的采集次数。
在一个实施例中，上述感兴趣体素位于空间定位编码区域的中心；计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
从磁共振图像的中心区域分离出目标图像，目标图像为感兴趣体素的波谱图像。
在一个实施例中，上述空间定位编码区域的尺寸是感兴趣体素的尺寸的整数倍。
在一个实施例中，上述相位编码包括一维相位编码、二维相位编码和三维相位编码中的至少一种。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磁共振波谱成像方法，其特征在于，所述方法包括：
采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
根据所述K空间数据生成磁共振图像，并根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据，包括：
对于第i次采集到的所述响应信号，从所述K空间包括的多个填充位置中筛选出目标填充位置；其中，所述目标填充位置的填充权重大于或者等于i，i为正整数；
将第i次采集到的所述响应信号填充到所述目标填充位置处。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据包括：
在所述空间定位梯度后施加相位编码梯度以对所述响应信号进行相位编码；
将经过相位编码后的响应信号填充至K空间生成K空间数据。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述K空间中心填充位置的采集次数大于所述K空间边缘填充位置的采集次数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感兴趣体素位于空间定位编码区域的中心；所述根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像，包括：
从所述磁共振图像的中心区域分离出目标图像，所述目标图像为所述感兴趣体素的波谱图像。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相位编码梯度确定的编码区域的尺寸是所述感兴趣体素的尺寸的整数倍。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述相位编码包括一维相位编码、二维相位编码和三维相位编码中的至少一种。
8.一种磁共振波谱成像装置，其特征在于，所述装置包括：
扫描模块，用于采用预设扫描序列进行多次扫描；所述预设扫描序列包括激励脉冲和空间定位梯度；所述激励脉冲包括三个互相垂直的层面选择脉冲，所述三个互相垂直的层面选择脉冲与对应的所述空间定位梯度配合以确定感兴趣体素；
信号采集模块，用于采集每次扫描的响应信号，且按照预设权重设置K空间中每个填充位置的采集次数；
信号填充模块，用于将多次采集到的所述响应信号，填充到K空间的相应位置中生成K空间数据；
成像模块，用于根据所述K空间数据生成磁共振图像，并根据所述磁共振图像分离出所述感兴趣体素的波谱图像。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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