CN117054944B - 基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法，包括以下步骤：先获取磁共振设备在顺序编码时平衡式稳态自由进动序列无伪影的相位编码数，然后选择较小的目标相位编码数；对目标相位编码数的采集信号进行相位重排，得到新相位编码梯度：令K空间边缘的数据先采集，K空间中心的数据最后采集，使在采集K空间中心的数据时信号已达到稳态；使用目标相位编码数且新相位编码梯度的平衡式稳态自由进动序列进行磁共振分层扫描并采集数据；对K空间中心采集的达到稳态的数据进行处理，得到无伪影的平衡式稳态自由进动图像。本方法可在相位编码数比较少的情况下，依然得到无伪影的平衡式稳态自由进动图像，进而缩短扫描时间。
Description
技术领域
本发明属于磁共振成像领域，涉及一种基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法。
背景技术
平衡式稳态自由进动（balance Steady State Free Precession, bSSFP）序列是在保证纵向磁化矢量和横向磁化矢量均达到稳态的基础上，通过调整TR和TE，使得FID信号，自旋回波和受激回波三个信号重合在一起，实现真正的平衡状态。
一般的bSSFP序列的翻转角在45°~60°左右。由于平衡式稳态自由进动序列采集的信号是三个回波重合的信号，所以采集到的信号强度较大，信噪比比常规的梯度回波序列高。而且序列的三个方的向梯度场都是完全平衡的，对流动组织的信号有补偿作用，血管及血液信号较亮，可用于血管显示。
如果在bSSFP序列还未达到稳态时就开始采集信号，易使图像相位编码方向上产生伪影，甚至与真实图像发生部分重叠，影响成像效果。
传统的使bSSFP序列达到稳态的方法是不断施加方向交替变化的射频脉冲，除了让纵向方向的宏观磁化矢量翻转，还可以让横向磁化矢量加速往纵向恢复，实现动态平衡，但是该过程较久。
在实施本发明的过程中，本发明人发现：若在还未完全达到动态平衡时采集，且相位编码数较小，这时采集的K空间中心部分的信号就不是稳态的信号。而K空间中心信号决定了物体的主要结构信息，因此重建得到的图像就会有较大的伪影。
发明内容
本发明的目的在于一种基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法，用于磁共振的平衡式稳态自由进动序列中，基于相位重排的方法，消除由于部分层面未达到稳态而造成伪影、影像正常图像的显示问题。
为此，本发明提供了一种基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法，包括：S1、先获取磁共振设备在顺序编码时平衡式稳态自由进动序列无伪影的相位编码数，然后选择目标相位编码数，其中，该目标相位编码数小于无伪影的顺序编码的相位编码数； S2、对目标相位编码数的采集信号进行相位重排，得到重排后的相位编码梯度，相位重排的方法为：令K空间边缘的数据先采集，K空间中心的数据最后采集，使在采集K空间中心的数据时信号已达到稳态； S3、使用所述目标相位编码数且相位编码梯度重排后的平衡式稳态自由进动序列进行磁共振分层扫描并采集数据； S4、对K空间中心采集的达到稳态的数据进行处理，得到无伪影的平衡式稳态自由进动图像。
本方法可在相位编码数比较少的情况下，依然得到无伪影的平衡式稳态自由进动图像，实现腹部快速成像、血管成像、心脏电影成像、肾动脉不打药成像序列等，而减少相位编码数则相应缩短了扫描时间。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是关掉相位编码梯度后相位编码数为256的采集信号；
图2是关掉相位编码梯度后相位编码数为128的采集信号；
图3是相位编码数为64的未进行相位重排的bSSFP图像；
图4是相位编码数为128的未进行相位重排的bSSFP图像；
图5是相位编码数256的未进行相位重排的bSSFP图像;
图6是本发明的基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提出了一种基于相位重排的消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法。由于在物体的某些层面，未达到稳态，如果相位编码数比较大，则随着序列的采集，信号逐渐达到稳态，在K空间中心的数据是达到稳态的数据，因此不会有伪影出现。但是，如果相位编码数较少，在采集到K空间中心时，信号还未达到稳态，这时重建得到的整体的数据就会有伪影出现。
因此，针对相位编码数较少的情况，如果能让K空间的 中心数据在信号达到稳态处采集，就能极大抑制伪影出现。所以，需要单独设计独特的相位编码方式，使得开始的时候采集K空间边缘的数据，在最后的时候采集K空间中心的数据。
如图6所示，本发明的基于相位重排的消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法包括如下步骤S1-S4。
S1、先获取磁共振设备在顺序编码时平衡式稳态自由进动序列无伪影的相位编码数，然后选择目标相位编码数，其中，该目标相位编码数小于无伪影的顺序编码的相位编码数。
在一实施例中，磁共振设备的无伪影的顺序编码的相位编码数为256，所述平衡式稳态自由进动序列的目标相位编码数为32、64、96、或128。
在另一实施例中，若磁共振设备的无伪影的顺序编码的相位编码数为128，所述平衡式稳态自由进动序列的目标相位编码数为32、64、或96。
S2、对目标相位编码数的采集信号进行相位重排，得到重排后的相位编码梯度，相位重排的方法为：令K空间边缘的数据先采集，K空间中心的数据最后采集，使在采集K空间中心的数据时信号已达到稳态。
在一实施例中，相位重排的方法如下：先采集K空间首尾边缘数据，接下来采集K空间首尾次边缘数据，按照这种由外向里的顺序最后采集K空间中心的数据。
在另一实施例中，相位重排的方法如下：先采集K空间中心一侧的数据，接下来采集K空间中心另一侧的数据，最后采集K中间中心的数据。
S3、使用所述目标相位编码数且相位编码梯度重排后的平衡式稳态自由进动序列进行磁共振分层扫描并采集数据。
在磁共振扫描过程中，除了采集信号进行相位重排之外，其他扫描参数与重排前原先顺序编码时的扫描参数保持一致。
S4、对K空间中心采集的达到稳态的数据进行处理，得到无伪影的平衡式稳态自由进动图像。
其中，无伪影的平衡式稳态自由进动图像包括：腹部快速成像、血管成像、心脏电影成像、肾动脉不打药成像。
下面以相位编码数为10的采集举例，从1到10，越靠近中间（比如5），就越接近K空间中心，越远离中心，就越接近K空间边缘（比如1或10）。原始的相位编码顺序为：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10,相位重排后的相位编码顺序如下表所示
除了以上相位编码顺序，还可以有其他的组合，只要原则上让K空间中心放在最后采集，或者靠后的部分采集，就可以避免在K空间中心部分采集未达到稳态的数据，从而产生明显的图像伪影。
图1是关掉相位编码梯度后相位编码数为256的采集信号。这是10个层面的相位编码数为256，将相位编码梯度关掉后采集的每个回波中心的幅值构成的数据。红色箭头所示为每个层面的K空间中心位置。层面1，2，3，4，10的信号整体是稳定的，所以K空间中心数据也是稳定的，重建的图像无伪影。层面5，6，7，8，9的前面部分小信号未达到稳定，但是由于在K空间中心处已达到稳定，所以重建的图像无伪影。因此得到的10层图像都是无伪影的。
图2是关掉相位编码梯度后相位编码数为128的采集信号。这是10个层面的相位编码数为128，将相位编码梯度关掉后采集的每个回波中心的幅值构成的数据。红色箭头所示为每个层面的K空间中心位置。层面1，2，3，4，10的信号整体是稳定的，所以K空间中心数据也是稳定的，重建的图像无伪影。层面5，6，7，8，9的前面部分小信号未达到稳定，但是由于在K空间中心处已达到稳定，所以重建的图像无伪影。因此得到的10层图像都是无伪影的。
图3是相位编码数为64的未进行相位重排的bSSFP图像。在相位编码数较小时，会在图像的相位编码方向上产生严重的伪影。图4是相位编码数为128的未进行相位重排的bSSFP图像。随着相位编码数提高，可以发现伪影变小。图5是相位编码数256的未进行相位重排的bSSFP图像。相位编码提高到256时，伪影已在常规窗宽窗位下不可见。
本发明基于相位重排操作，可以有效的消除在相位编码数较少的情况下，平衡式稳态自由自动序列未达到稳态就采集的情况下，K空间中心采集到未达到稳态的数据，从而产生的伪影。这样的好处是可以使用更小的采集矩阵（比如64 x 64或者32 x 32），得到无伪影的bSSFP数据，实现扫描时间大幅缩短的情况下，仍得到无伪影的bSSFP图像，用于其他高级成像功能，比如腹部快速扫描、心脏电影成像、内耳水成像、肾动脉不打药成像序列。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法，其特征在于，包括：
S1、先获取磁共振设备在顺序编码时平衡式稳态自由进动序列无伪影的相位编码数，然后选择目标相位编码数，其中，该目标相位编码数小于无伪影的顺序编码的相位编码数；
S2、对目标相位编码数的采集信号进行相位重排，得到重排后的相位编码梯度，相位重排的方法为：令K空间边缘的数据先采集，K空间中心的数据最后采集，使在采集K空间中心的数据时信号已达到稳态；
S3、使用所述目标相位编码数且相位编码梯度重排后的平衡式稳态自由进动序列进行磁共振分层扫描并采集数据；
S4、对K空间中心采集的达到稳态的数据进行处理，得到无伪影的平衡式稳态自由进动图像，
在磁共振扫描过程中，除了采集信号进行相位重排之外，其他扫描参数与重排前顺序编码时的扫描参数保持一致，
相位重排的方法如下：先采集K空间首尾边缘数据，接下来采集K空间首尾次边缘数据，按照这种由外向里的顺序最后采集K空间中心的数据；
或者，相位重排的方法如下：先采集K空间中心一侧边缘的数据，接下来采集K空间中心另一侧边缘的数据，最后采集K中间中心的数据。
2.根据权利要求1所述的基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法，其特征在于，所述磁共振设备的无伪影的顺序编码的相位编码数为256，所述平衡式稳态自由进动序列的目标相位编码数为32、64、96、或128。
3.根据权利要求1所述的基于相位重排消除平衡式稳态自由进动序列伪影的方法，其特征在于，所述无伪影的平衡式稳态自由进动图像包括：腹部快速成像、血管成像、心脏电影成像、肾动脉不打药成像。
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