CN115754853A - 一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，采用正负组合梯度作为测试梯度，结合磁场非均匀性对自旋回波和梯度回波作用的差异，测量由测试梯度引发的磁场均匀性的变化，再利用该变化导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度。该方法避免了在测试梯度为零的条件下进行基准测试，克服了磁滞效应对基准信号的不良影响，保证了测量过程中采集回波信号时的磁场分布状态是确定并且稳定的，消除了测试顺序对测试结果的影响，从而提高了剩磁测量结果的精度和稳定度。本发明方法简单易行，可量度剩磁的空间各向异性，可用于评估剩磁对成像空间定位的影响，特别适用于判断永磁磁共振成像系统是否满足介入治疗中监控和导航对空间定位的要求。

Description

一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，涉及磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法。

背景技术

磁共振成像技术已经成为医学诊断中非常有用的手段。通常，在磁共振成像仪器中，当被测样品（如人体组织）处于静磁场B₀（B₀方向作为直角坐标系的Z轴方向）中达到平衡时，样品中的原子核（核自旋）因被静磁场B₀极化而产生一个宏观的磁化矢量M₀；该磁化矢量M₀在射频脉冲的激发下被旋转到水平面（XY平面），然后绕Z轴做进动。在被测样品周围放置一个接收线圈，它会感应出磁化矢量进动信号。接收线圈采集到的磁共振信号经过放大以及模数转换后，进入计算机进行图像重建。一般而言，为了进行成像，磁共振成像仪器还需要产生三路正交的梯度磁场，以便对磁共振信号进行三维空间定位。

磁共振成像仪器可以分为超导磁共振成像系统和永磁磁共振成像系统两种。两者相较，超导磁共振成像系统通常具有更高的静磁场强度，可以得到更高的图像分辨率和信噪比，扫描速度也更快，但仪器的空间开放度较低；而永磁磁共振成像系统通常具有更高的空间开放度，适合在介入治疗中实施监控和导航。在成像扫描过程中，梯度磁场不断切换。由于永磁磁共振成像系统的磁体及其附属部件具有更高的剩磁，因此扫描区域的磁场均匀性在梯度磁场切换完成之后仍会受到影响。特别是在施加高强度的梯度磁场之后，由于剩磁而导致的残留的梯度磁场可能会影响成像的空间定位。因此，需要对永磁磁共振成像系统的剩磁进行测量，以便评估其是否显著影响空间定位。

在磁共振成像应用中，梯度回波序列和自旋回波序列分属两类不同的常规扫描序列。其中，梯度回波序列对磁场非均匀性敏感，而自旋回波序列对磁场非均匀性不敏感。因此，可以利用磁场非均匀性对两种回波作用的差异，测量施加高强度梯度磁场前后磁场均匀性的变化，再利用这种变化所导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度。

但是，基于这种原理的测试方案中，通常需要进行基准测试。即，在测试梯度为零的条件下进行基准扫描，获得的梯度回波信号和自旋回波信号作为基准信号。然而，由于磁滞效应会影响磁场分布，并且该影响会保持到下一个不为零的测试梯度出现，因此尽管基准测试所采用的测试梯度为零，基准信号仍然会受到此前施加的不为零的梯度（包括但不限于测试梯度）的影响。尤其是进行基准测试之前施加过较强的梯度，会对基准信号产生显著影响，进而影响剩磁测量结果的精度和稳定度。

发明内容

针对现有问题，本发明的目的是提出一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法。以避免在测试梯度为零的条件下进行基准测试，提高剩磁测量结果的精度和稳定度。

本发明的再一目的在于，提供所述磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，采用正负组合梯度作为测试梯度，结合磁场非均匀性对自旋回波和梯度回波作用的差异，测量由测试梯度引发的磁场均匀性的变化，再利用该变化所导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度，包括下述步骤：

（1）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：

将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；

（2）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：

将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n，将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；

（3）量度剩磁强度：

计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

本发明还提出了所述优化方法用于评估剩磁对成像空间定位的影响，特别适用于判断永磁磁共振成像系统是否满足介入治疗中监控和导航对空间定位的要求。

进一步的，本发明一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，包括以下具体步骤：

（1）选定方向：

选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

（2）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：

将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；

（3）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：

将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，然后将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n，然后将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；

（4）量度剩磁强度：

计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一个优选例中，所述步骤（2）中的保持时间Tnp_n、Tnp_0与Tnp_p相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。

所述步骤（2）包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号的峰值A_se_np。

所述步骤（2）包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号的峰值A_ge_np。

所述步骤（3）中的保持时间Tpn_p、Tpn_0与Tpn_n相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。

所述步骤（3）中，包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号的峰值A_se_pn。

在一个优选例中，所述步骤（3）中，包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号的峰值A_ge_pn。

在一个优选例中，所述步骤（2）和（3）的扫描方向均相同且垂直于测试方向。

在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；R_ge_se用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np，A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；R_np_pn用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；取G_max_p和G_max_n的绝对值之和，记作G_max；R_ge_se与G_max的比值用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np，A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；取G_max_p和G_max_n的绝对值之和，记作G_max；R_np_pn与G_max的比值用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一个优选例中，在一个方向上测试完成后，更换测试方向，重复所述步骤1~5次。至少应在3个互相垂直的方向上完成所述步骤（1）~（4）。

本发明提出的方法可以用于评估剩磁对成像空间定位的影响。

进一步，特别适用于判断永磁磁共振成像系统是否满足介入治疗中监控和导航对空间定位的要求。

本发明的优越性在于：避免了在测试梯度为零的条件下进行基准测试，克服了磁滞效应对基准信号的不良影响，保证了测量过程中采集回波信号时的磁场分布状态是确定并且稳定的，消除了测试顺序对测试结果的影响，从而提高了剩磁测量结果的精度和稳定度。此外，本发明方法也不需要额外的测量仪器，测量流程简单易行，而且可以量度剩磁的空间各向异性。

附图说明

图1磁共振成像系统结构框图；

图2为本发明负正或正负组合测试梯度及一维梯度回波扫描示意图，包括：图2a负正组合测试梯度及一维梯度回波扫描示意图和图2b正负组合测试梯度及一维梯度回波扫描示意图；

图3为本发明所述的负正或正负组合测试梯度及一维自旋回波扫描示意图，包括：图3a负正组合测试梯度及一维自旋回波扫描示意图和图3b正负组合测试梯度及一维自旋回波扫描示意图；

图中标号说明：

图1中：

101——磁体；

102——梯度线圈； 112——梯度电流放大器；122——梯度波形发生器；

103——射频发射线圈；113——射频功率放大器；123——发射机；

104——射频接收线圈；114——前置放大器；124——接收机；

125——脉冲序列存储电路；

126——显示器/打印机；130——计算机；

图2 a和2b中:

Gt——测试梯度通道；RF——射频激发通道；Gs——扫描梯度通道；Echo——回波信号通道：

201a——负正组合测试梯度；201b——正负组合测试梯度；

202——激发脉冲；203——散相梯度；204——会聚梯度；205——梯度回波信号；

Tnp_n-负正组合测试梯度中负梯度的保持时间；

Tnp_0-负正组合测试梯度中正负梯度的间隔时间；

Tnp_p-负正组合测试梯度中正梯度的保持时间；

Tpn_n-正负组合测试梯度中正梯度的保持时间；

Tpn_0-正负组合测试梯度中正负梯度的间隔时间；

Tpn_p-正负组合测试梯度中负梯度的保持时间；

G_max_n-系统允许的最大负梯度；

G_max_p-系统允许的最大正梯度；

G_np-负正组合测试梯度；

G_pn-正负组合测试梯度；

图3 a和3b中：（图中Gt,RF,Gs,Echo与图2的同义）

301a-负正组合测试梯度；301b-正负组合测试梯度；

302——激发脉冲；303——散相梯度；304——会聚梯度；305——自旋回波信号；

306——反转脉冲；

Tnp_n-负正组合测试梯度中负梯度的保持时间；

Tnp_0-负正组合测试梯度中正负梯度的间隔时间；

Tnp_p-负正组合测试梯度中正梯度的保持时间；

Tpn_p-正负组合测试梯度中正梯度的保持时间；

Tpn_0-正负组合测试梯度中正负梯度的间隔时间；

Tpn_n-正负组合测试梯度中负梯度的保持时间；

G_max_p-系统允许的最大正梯度；

G_max_n-系统允许的最大负梯度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

以下各实施例使用的磁共振成像系统见图1所示的结构框图，包括磁体101，成像系统由计算机130控制，成像通过显示器/打印机126输出；包括：1）接收模块，由射频接收线圈104接收的信息经过前置放大器114，由接收机124接收后传给计算机130，由计算机130对信息处理后由脉冲序列存储电路125存储信息并与接收机124的信息进行比较；2）发射模块，由脉冲序列存储电路125向发射机123发射信号经给射频功率放大器113传输给射频发射线圈103；3）梯度模块，由脉冲序列存储电路125向梯度波形发生器122发出信号，经梯度电流放大器112放大传输给梯度线圈102。

图1中，为本发明所述MRI系统的结构框图。MRI系统中，磁体101上有用于放置样品的空腔。空腔周围放置梯度线圈102，用于产生选层方向、相位编码方向和读方向的梯度磁场，从而对样品进行空间定位。空腔周围放置射频发射线圈103和射频接收线圈104，发射线圈用于发射射频脉冲来激发样品的磁化矢量，接收线圈用于接收磁化矢量进动信号。梯度线圈102与梯度电流放大器112连接，发射线圈103和接收线圈104分别与射频功率放大器113和前置放大器114连接。

基于计算机130给出的指令，脉冲序列存储电路125根据存储于其中的脉冲序列对梯度波形发生器122和发射机123进行控制。梯度波形发生器122输出具有预定时序和波形的梯度脉冲信号，该信号经过梯度电流放大器112放大，再通过梯度线圈102在磁体空腔内产生梯度磁场。发射机123输出具有预定时序和包络的射频脉冲信号，该信号经过射频功率放大器113放大，再通过射频发射线圈103激发样品中的核自旋。

射频接收线圈104检测到磁化矢量进动信号，该信号经过前置放大器114放大后输入到接收机124。在脉冲序列存储电路125的控制下，接收机124对已放大的信号进行检波和数模转换，得到数字信号。将得到的数字信号传输给计算机130重建图像，显示器/打印机126用于显示/打印扫描得到的图像。

图2中，在测试梯度G_np或者G_pn之后，在激发脉冲202的作用下，样品中的磁化矢量从Z方向被旋转到XY平面。 磁化矢量在XY平面内绕Z轴做进动，并在散相梯度203的作用下发生散相，之后在会聚梯度204的作用下发生会聚，形成梯度回波信号205。激发脉冲202的峰点与梯度回波信号205的峰点之间的时间间隔为回波时间TE。

图3中，在测试梯度G_np或者G_pn之后，在激发脉冲302的作用下，样品中的磁化矢量从Z方向被旋转到XY平面。 磁化矢量在XY平面内绕Z轴做进动，并在散相梯度303的作用下发生散相，然后在反转脉冲306的作用下发生相位反转，之后在会聚梯度304的作用下发生会聚，形成自旋回波信号305。激发脉冲302的峰点与自旋回波信号305的峰点之间的时间间隔为回波时间TE。反转脉冲306位于激发脉冲302和自旋回波信号305的中间。

实施例1

一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，使用测试设备具有如图1所示的磁共振成像系统结构框图结构，参阅图2a、图2b、图3a和图3b，按以下具体步骤：

步骤1：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

步骤2.1：将测试梯度设置为图3a所示的负正组合测试梯度301a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度301a施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_np；

步骤2.2：将测试梯度设置为图2a所示的负正组合测试梯度201a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度201a施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_np；

步骤3.1：将测试梯度设置为图3b所示的正负组合测试梯度301b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度301b施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_pn；

步骤3.2：将测试梯度设置为图2b所示的正负组合测试梯度201b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度201b施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_pn；

步骤4：计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；R_ge_se用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一轮测试中，步骤2.1、2.2、3.1和3.2中的扫描方向均相同，且垂直于测试方向。步骤2.1、2.2、3.1和3.2的顺序可以交换。

在一个方向上测试完成后，更换测试方向，重复上述步骤1~4，至少应在3个互相垂直的方向上完成上述步骤1~4。

实施例2

一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，参阅图2a、图2b、图3a和图3b，测试设备与实施例1相同，按以下步骤：

步骤1：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

步骤2.1：将测试梯度设置为图3a所示的负正组合测试梯度301a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度301a施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_np；

步骤2.2：将测试梯度设置为图2a所示的负正组合测试梯度201a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度201a施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_np；

步骤3.1：将测试梯度设置为图3b所示的正负组合测试梯度301b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度301b施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_pn；

步骤3.2：将测试梯度设置为图2b所示的正负组合测试梯度201b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度201b施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_pn；

步骤4：计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np，A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；R_np_pn用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一轮测试中，步骤2.1、2.2、3.1和3.2中的扫描方向均相同，且垂直于测试方向。步骤2.1、2.2、3.1和3.2的顺序可以交换。

在一个方向上测试完成后，更换测试方向，重复上述步骤1~4。至少应在3个互相垂直的方向上完成上述步骤1~4。

实施例3

一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，参阅图2a、图2b、图3a和图3b，测试设备与实施例1相同，按以下步骤：

参阅图2a、图2b、图3a和图3b，本发明提供的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，包括以下具体步骤：

步骤1：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

步骤2.1：将测试梯度设置为图3a所示的负正组合测试梯度301a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度301a施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_np；

步骤2.2：将测试梯度设置为图2a所示的负正组合测试梯度201a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度201a施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_np；

步骤3.1：将测试梯度设置为图3b所示的正负组合测试梯度301b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度301b施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_pn；

步骤3.2：将测试梯度设置为图2b所示的正负组合测试梯度201b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度201b施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_pn；

步骤4：计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；取G_max_p和G_max_n的绝对值之和，记作G_max；R_ge_se与G_max的比值用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一轮测试中，步骤2.1、2.2、3.1和3.2中的扫描方向均相同，且垂直于测试方向。步骤2.1、2.2、3.1和3.2的顺序可以交换。

在一个方向上测试完成后，更换测试方向，重复上述步骤1~4。至少应在3个互相垂直的方向上完成上述步骤1~4。

实施例4

一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，参阅图2a、图2b、图3a和图3b，测试设备与实施例1相同，按以下步骤：

步骤1：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

步骤2.1：将测试梯度设置为图3a所示的负正组合测试梯度301a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度301a施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_np；

步骤2.2：将测试梯度设置为图2a所示的负正组合测试梯度201a，组合测试梯度中负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，测试梯度201a施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_np；

步骤3.1：将测试梯度设置为图3b所示的正负组合测试梯度301b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度301b施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_pn；

步骤3.2：将测试梯度设置为图2b所示的正负组合测试梯度201b，组合测试梯度中正梯度的幅度取系统允许的正最大值G_max_p，负梯度的幅度取系统允许的负最大值G_max_n，测试梯度201b施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_pn；

步骤4：计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np、A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；取G_max_p和G_max_n的绝对值之和，记作G_max；R_np_pn与G_max的比值用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

在一轮测试中，步骤2.1、2.2、3.1和3.2中的扫描方向均相同，且垂直于测试方向。步骤2.1、2.2、3.1和3.2的顺序可以交换。

在一个方向上测试完成后，更换测试方向，重复上述步骤1~4。至少应在3个互相垂直的方向上完成上述步骤1~4。

Claims (8)

1.一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于：采用正负组合梯度作为测试梯度，结合磁场非均匀性对自旋回波和梯度回波作用的差异，测量由测试梯度引发的磁场均匀性的变化，再利用该变化所导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度，包括下述步骤：

（1）选定测试方向：

将条形均匀样品沿测试方向放置；

（2）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：

设置负正组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，记录扫描信号的峰值；

（3）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：

设置正负组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n；将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，记录扫描信号的峰值；

（4）量度剩磁强度：

计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选定测试方向：

选定测试方向后，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

（2）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：

设置负正组合测试梯度，将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，扫描方向垂直于测试方向；进行一维自旋回波扫描；记录自旋回波信号的峰值A_se_np；或者，进行一维梯度回波扫描，记录梯度回波信号的峰值A_ge_np；

（3）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：

设置正负组合测试梯度，将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，扫描方向与步骤（2）相同，且垂直于测试方向；进行一维自旋回波扫描，记录自旋回波信号的峰值A_se_pn；或者，进行一维梯度回波扫描，记录梯度回波信号的峰值A_ge_pn；

（4）量度剩磁强度：

计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

3.根据权利要求1所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，步骤（2）中，保持时间Tnp_n、Tnp_0与Tnp_p相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。

4.根据权利要求1所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，步骤（3）中，保持时间Tpn_p、Tpn_0与Tpn_n相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。

5.根据权利要求1至4任一项所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，按以下步骤：

步骤1：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；

步骤2.1：设置负正组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上，进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_np；

步骤2.2：设置负正组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上，进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_np；

步骤3.1：设置正负组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n；将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上，进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号305的峰值A_se_pn；

步骤3.2：设置正负组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n；将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上，进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号205的峰值A_ge_pn；

步骤4：计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；R_ge_se用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度，完成一轮测试；

在一个方向上测试完成后，至少应在3个互相垂直的方向上完成上述步骤1~4。

6.根据权利要求5所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，按以下步骤：步骤4中，计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np，A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；R_np_pn用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

7.根据权利要求5所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，步骤4中，计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；取G_max_p和G_max_n的绝对值之和，记作G_max；R_ge_se与G_max的比值用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

8.根据权利要求5所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，步骤4中，计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np，A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；取G_max_p和G_max_n的绝对值之和，记作G_max；R_np_pn与G_max的比值用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。

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