CN118275958A - 磁共振成像系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了磁共振成像系统及方法。该磁共振成像方法包括：执行m个NEX，在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1，m大于1；以及，基于在所述m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。

Description

磁共振成像系统及方法
技术领域
本发明涉及医学成像领域，尤其是涉及一种磁共振成像(MRI)系统及方法。
背景技术
梯度回波序列(Gradient Recalled Echo)由于具有较短TR(Time of Repeat,重复时间)，是目前用于磁共振的快速成像技术之一，因此，在一些需要缩短扫描时间的应用中，选择使用GRE序列。然而，直接使用GRE序列容易带来伪影，例如，在腹部扫描中，可能带来较明显的运动伪影，或者，带来不合适的组织间的对比度，例如肝脏部位过暗、肝脏周围的脂肪组织过亮，不利于进行医学观察。
发明内容
本发明的一方面提供一种磁共振成像方法，包括：执行m个NEX，在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数；以及，基于在所述m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
本发明另一方面还提供一种磁共振成像方法，包括：在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1，m大于1；以及，基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据包括m组初始图像数据的加和，每组加和图像数据的m组初始图像数据具有不同的相位，且，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据分别是在所述m个NEX中的产生的。
本发明另一方面还提供一种磁共振成像方法，包括：
执行至少一个NEX，在所述至少一个NEX的每个内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个之后具有m个梯度回波序列，每个梯度回波序列用于产生一组初始图像数据，m大于1，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度；以及，基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
本发明另一方面还提供一种磁共振成像系统，包括：主磁体，其用于围绕扫描对象的至少一部分并产生静磁场；梯度线圈组件，其用于向所述静磁场施加至少一个梯度磁场；射频线圈组件，其用于向所述扫描对象施加射频场并从所述扫描对象接收磁共振信号；以及，处理器，所述处理器用于执行存储的计算机指令，所述计算机指令用于实现以上任一方面所述的磁共振成像方法。
应理解，提供上文的简要描述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上文中或在本公开的任一区段中所提及的任何缺点的实现。
附图说明
参考所附附图，通过阅读下列非限制性实施例的描述，本发明将被更好的理解，其中：
图1是根据一个示例性实施例的一种磁共振成像系统的示意图；
图2、图3是根据现有快速扫描技术获取的磁共振图像；
图3是图2所示方法使用的示例性成像序列的示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像方法的流程图；
图5示出了本发明一个实施例的磁共振成像方法所采用的成像序列的一个示例图；
图6示出了扰相梯度回波序列的的一个示例；
图7、图8示出了根据本发明的实施例获取的图像数据的示意图；
图9示出了根据本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图；
图10示出了根据本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图；
图11示出了根据本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图；
图12示出了根据本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图；
图13示出了根据本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图；
图14示出了本发明一个实施例的频率饱和脉冲的频域表示曲线；
图15示出了根据本发明另一实施例的磁共振成像系统的框图；
图16是根据本发明示例性实施例的方法获得的图像与通过常规方法获得的图像的比较。
附图示出了磁共振成像方法和系统的所描述的部件、系统和方法。连同以下描述，附图示出并且解释了本文描述的结构原理、方法和原理。在附图中，为了清楚起见，部件的厚度和尺寸可以被放大或以其他方式修改。没有示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊所描述的部件、系统和方法。
具体实施方式
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。此外，应当理解，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。
参考图1，示出了根据一些实施例的示例性MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)系统100的示意图。MRI系统100的操作由操作者工作站110控制，该操作者工作站110包括输入设备114、控制面板116和显示器118。输入设备114可以是操纵杆、键盘、鼠标、轨迹球、触摸激活屏、语音控制或任何类似或等效的输入设备。控制面板116可以包括键盘、触摸激活屏、语音控制、按钮、滑块或任何类似或等效的控制设备。操作者工作站110耦接到计算机系统120并且与之通信，该计算机系统使得操作者能够控制显示器118上图像的产生和观看。计算机系统120包括经由电和/或数据连接模块122彼此通信的多个部件。连接模块122可以是直接有线连接、光纤连接、无线通信链路等。计算机系统120可以包括中央处理单元(CPU)124、存储器126和图像处理器128。在一些实施方案中，图像处理器128可以由在CPU124中实现的图像处理功能来替代。计算机系统120可以连接到档案媒体设备、永久或备份存储器或网络。计算机系统120可以耦接到单独的MR系统控制器130并且与之通信。
MR系统控制器130包括经由电和/或数据连接模块132彼此通信的一组部件。连接模块132可以是直接有线连接、光纤连接、无线通信链路等。MR系统控制器130可以包括CPU131，与操作者工作站110通信的序列脉冲发生器133，收发器(或RF收发器)135，存储器137以及阵列处理器139。在一些实施方案中，序列脉冲发生器133可以集成到MRI系统100的共振组件140中。
MR扫描的对象170可以经由扫描床定位在磁共振组件140的圆柱形成像体积146内，MR系统控制器130控制扫描床沿磁共振系统的Z轴方向行进，以将对象170传送至成像体积146内。该磁共振组件140包括具有超导线圈144的超导磁体(或主磁体)、射频线圈组件和梯度线圈组件142。超导线圈144具有磁体孔，以形成该圆柱形成像体积。超导线圈144在操作中提供贯穿圆柱形成像体积146的静态均匀纵向磁场B0。射频线圈组件可包括体线圈148和表面线圈149，其可用于发送和/或接收射频信号。
MR系统控制器130可以从操作者工作站110接收命令，以指示在MRI扫描期间要执行的MRI扫描序列。MR系统控制器130的序列脉冲发生器133基于指示的序列发送描述序列中的射频脉冲和梯度脉冲的时序、强度和形状的指令来操作执行该序列的系统部件。
序列脉冲发生器133发送的扫描序列中的射频脉冲可以经由收发器135产生，该射频脉冲由射频功率放大器162放大。放大后的射频脉冲经由发射/接收开关(T/R开关)164提供给体线圈148，RF体线圈148随即提供横向磁场B1，该横向磁场B1在整个圆柱形成像体积146中大致垂直于B0，该横向磁场B1用于激发扫描对象体内的受激核(或质子)从而产生MR信号。
序列脉冲发生器133发送的扫描序列中的梯度脉冲可以经由梯度控制器136产生并作用到梯度驱动器150，该梯度驱动器150包括Gx、Gy和Gz放大器等。Gx、Gy和Gz梯度放大器的每个用于激励梯度线圈组件142中的对应梯度线圈，以产生叠加在静磁场上的梯度磁场，并用于在MR扫描期间对MR信号空间编码的磁场梯度。
序列脉冲发生器133可还接收来自生理采集控制器(图中未示出)的数据，该生理采集控制器接收来自多个不同传感器的信号(诸如来自附接到患者的电极的心电图(ECG)信号、用于监测患者呼吸运动的呼吸信号等)，这些传感器连接到经历MRI扫描的对象或患者170。序列脉冲发生器133耦接到扫描室接口系统145并且与之通信，该扫描室接口系统从与共振组件140的状态相关联的各种传感器接收信号。扫描室接口系统145还耦接到患者定位系统147并且与之通信，该患者定位系统发送和接收信号以控制患者台移动到所需位置进行MRI扫描。
RF线圈组件可以包括体线圈148，其在操作中提供横向磁场B1，该横向磁场B1在整个圆柱形成像体积146中大致垂直于B0。具体地，MR系统控制器130中的收发器135产生由RF放大器162放大的RF激励脉冲并且通过发射/接收开关(T/R开关)164提供给体线圈148。RF线圈组件还可还包括表面线圈149，其用于对经历MRI扫描的患者的不同解剖结构成像。体线圈148和表面线圈149可以被配置为在发射和接收模式、发射模式或接收模式下操作。
如上所述，RF体线圈148和RF表面线圈149可以用于发射RF激励脉冲和/或接收来自经历MRI扫描的患者的所得MR信号。由MRI扫描的患者体内被激发的核发出的MR信号可以被RF体线圈148或表面线圈149感测和接收并且通过T/R开关164发送回前置放大器166。T/R开关164可以由来自序列脉冲发生器133的信号控制，以在发射模式期间将RF放大器162电连接至体线圈148，并且在接收模式期间将前置放大器166连接至体线圈148。T/R开关164可还使得表面线圈149能够用于发射模式或接收模式。
在一些实施方案中，由RF体线圈148或RF表面线圈149感测和接收并且由前置放大器166放大的MR信号在收发器135的接收部分中被解调、滤波和数字化，并且作为原始图像数据阵列存储在存储器137中用于后处理。通过对该存储的原始图像数据进行变换/处理可以获取重建的磁共振图像。
在一些实施方案中，由RF体线圈148或RF表面线圈149感测和接收并且由前置放大器166放大的MR信号在收发器135的接收部分中被解调、滤波和数字化，并且传输至MR系统控制器130中的存储器137。对于要重建的每个图像，该数据被重新布置成单独的图像数据阵列，并且这些单独的图像数据阵列中的每个被输入至阵列处理器139，该阵列处理器被操作以将数据傅立叶变换成图像数据的阵列。
阵列处理器139使用变换方法，最常见的是傅立叶变换，以从接收的MR信号创建图像。这些图像被传送到计算机系统120，并存储在存储器126中。响应于从操作者工作站110接收到的命令，图像数据可以存放在长期存储器中，或者可以由图像处理器128进一步处理并且传送到操作者工作站110以在显示器118上呈现。
在各种实施方案中，计算机系统120和MR系统控制器130的部件可以在相同计算机系统或多个计算机系统上实现。应当理解，图1所示的MRI系统100用于说明。合适的MRI系统可以包括更多、更少和/或不同的部件。
MR系统控制器130、图像处理器128可以分别或者共有地包括计算机处理器和存储介质，在该存储介质上记录要由计算机处理器执行的预定数据处理的程序，例如该存储介质上可以存储用于实施扫描处理(例如扫描流程、成像序列)、图像重建、图像处理等的程序，例如，可以存储用于实施本发明实施例的磁共振成像方法的程序。上述存储介质可以包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、或非易失性存储卡。
上述“成像序列”是指在执行磁共振成像扫描时应用的具有特定幅度、宽度、方向和时序的脉冲的组合，这些脉冲通常可以包括例如射频脉冲和梯度脉冲。该射频脉冲可以包括，例如射频激发脉冲、射频重聚脉冲、反转恢复脉冲等、脂肪抑制脉冲。该梯度脉冲可以包括，例如用于选层的梯度脉冲、用于相位编码的梯度脉冲、用于频率编码的梯度脉冲、用于相位偏移(移相)的梯度脉冲、用于抑制脂肪组织的脂肪抑制脉冲、用于破坏或消除稳态横向磁化矢量(或加速自旋回波信号的相位离散)的扰相(Spoiled)梯度脉冲、用于离散相位(或失相位)的离相位脉冲、用于重聚离散相位的聚相位脉冲等。
通常，可以在磁共振系统中(例如磁共振系统的计算机系统120中)预先设置多个扫描序列，以使得能够选择与临床检测需求相适应的序列，该临床检测需求可以包括，例如成像部位、成像功能、成像效果等。在一些实施例中，预先存储的该多个扫描序列，可以包括应用于本发明的一个或多个序列。
在对对象进行磁共振成像时，呼吸运动可能引起图像中的呼吸运动伪影，这样的问题在进行腹部成像时可能尤为明显。现有技术中，提出过多种减少呼吸运动伪影的方法，其中一种方法是通过使用快速成像技术来减少扫描时间，进而减少呼吸运动的影响。这类成像技术通常无法与脂肪抑制序列结合，这是因为脂肪抑制序列会增加扫描时间。然而，如果不施加脂肪抑制序列，又会带来一些图像质量问题，例如图2所示的，较暗的肝脏组织和较亮的脂肪组织之间不合适的对比度，以及，如图3所示的，亮的脂肪会导致呼吸运动伪影更为明显。
另一种可以用于减少呼吸运动伪影的方法包括导航技术，即通过导航序列来追踪呼吸运动，以能够在呼吸周期的特定时段内进行成像，成像序列之外的导航序列耗费更多的时间，且对于一些具有哮喘或其它呼吸疾病的对象来说，无法提供较好的图像质量。
还可以利用呼吸门控方法，其中基于对象的呼吸信号，控制在呼吸周期的特定时间窗内执行成像扫描序列，这种方式可以减少呼吸运动伪影，然而也较为耗时。
还可以利用螺旋K空间采集轨迹来重复采集数据，基于重复采集的数据中的呼吸运动信息来进行图像校正，这增加了k空间采集的复杂度，并且很容易带来卷绕伪影。
参考图4和图5，图4示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像方法的流程图，图5示出了本发明一个实施例的磁共振成像方法所采用的成像序列的一个示例图，其中部分脉冲是可选的，而非必要的。
在步骤410中，执行m个NEX，其中m大于1。本领域技术人员理解，NEX即信号激励次数(Number of EXcitation)，通常，数量越多的NEX，能够获得越好的信噪比(SNR)。
步骤410中，每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲FS，每个脂肪抑制脉冲FS之后具有m个梯度回波序列(如图5中的序列S1-Sm)，本领域技术人员理解，梯度回波序列利用梯度场的切换来产生回波，梯度回波序列包括多种不同类型的序列，例如可以包括常规的梯度回波序列，其中在频率编码梯度上设置方向相反的离相位脉冲和聚相位脉冲，并在聚相位脉冲施加期间产生回波。梯度回波序列还可以包括稳态自由进动序列、平衡式稳态自由进动序列、非平衡式稳态自由进动序列、扰相梯度回波序列以及更多其它类型的梯度回波序列等。本实施例中可以基于扫描部位或其它成像需求采用任何类型的梯度回波序列。将在下文以扰相梯度回波序列作为示例进行详细描述。
本领域技术人员理解，扰相梯度回波序列可以包括多个小角度射频激发脉冲，这些小角度射频激发脉冲的翻转角小于90度，这些小角度射频激发脉冲中，每个在后施加的射频激发脉冲之前，在梯度轴上具有扰相梯度脉冲，其用于前次数据采集后的残留信号，避免对下次激发的信号产生影响。现有技术中存在多种具有其它不同名称的扰相梯度回波序列，例如一些磁共振厂商使用的SPGR(Spoiled Gradient Recalled Echo)、另一些厂商使用的T1-FFE(Fast Field Echo)和LASH(Fast Low Angle SHot)等。
图6示例性地示出了扰相梯度回波序列，其中包括多个小角度射频激发脉冲RF1、RF2……RFj，其中j大于2，在一些示例中，可以仅有两个射频激发脉冲，每个在后施加的小角度射频激发脉冲RF2……RFj之前都具有在梯度轴上施加的扰相梯度脉冲SP。图6所示序列仅用于示意，实际的序列还可以包括更多的细节。
步骤420中，基于在该m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
本发明的实施例中，虽然采用了脂肪抑制脉冲，然而通过在每个脂肪抑制脉冲之后施加用于快速成像的梯度回波序列，使得无需为每个快速成像序列配备相应的脂肪抑制脉冲，使得总扫描时间较短，且由于采用多个梯度回波序列作为快速成像序列，该序列由于具有较短的重复时间(TR)(相邻射频激发脉冲之间的时间间隔较小)，因此总体扫描时间也较短。当采用扰相梯度回波序列，由于施加扰相梯度脉冲SP使得具有更短的TR，可能使得扫描时间更短。通过使用脂肪抑制脉冲，使得在成像时有效抑制脂肪信号，避免了脂肪与其它组织之间不合适的对比度，同时避免了将较明显的呼吸运动伪影引入图像中。通过采用多个而非单个NEX，并基于在多个NEX获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像，使得改善图像的信噪比并减少卷绕伪影。
上述初始图像数据的每组，可以是指每个梯度回波序列期间获得的回波信号，其能够被填充在k空间而作为一组初始图像数据。
基于以上描述的实施例，每个NEX可以采集q组初始图像数据，m个NEX可以采集m*q组初始图像数据。其中q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲FS的个数，n大于1。
本发明的实施例中，m个NEX的序列结构相同，因此任意两个NEX中的脉冲分布是对应的，m个NEX中的相应梯度回波序列期间产生的初始图像数据具有相同的相位(例如，第一个NEX中的第一个梯度回波序列和第二个NEX中的第一个梯度回波序列对应)，另外，不同脂肪抑制脉冲FS后的梯度回波序列也是对应的(例如，第一个脂肪抑制脉冲后的第一个梯度回波序列和第二个脂肪抑制脉冲后的第一个梯度回波序列对应)，不同脂肪抑制脉冲FS后的相应梯度回波序列期间产生的初始图像数据也具有相同的相位，相反，同一脂肪抑制脉冲后的多个相应梯度回波序列期间产生的初始图像数据的相位是依次变化的(例如，同一NEX中，第一个脂肪抑制脉冲后的第二个梯度回波序列产生的初始图像数据与第一个脂肪抑制脉冲后的第一个梯度回波序列产生的初始图像数据的相位不同)。
图7、图8示出了执行该m个NEX期间获取的图像数据的示意图，图7中，m为2，每个NEX包括3个重复时间，即n＝3，因此，每个NEX期间采集6组初始图像数据k1-k6，其是在3个脂肪抑制脉冲时间间隔FST内产生的，每个间隔FST具有两个梯度回波序列，每个间隔FST内的梯度回波序列执行期间分别产生第一信号s1和第二信号s2，其中第一信号s1具有第一相位，第二信号s2具有第二相位。
图8中，m为3，n为2，因此，每个NEX期间采集6个初始图像数据k1-k6，其是在2个间隔FST内产生的，每个间隔FST具有三个梯度回波序列，每个间隔FST内的三个梯度回波序列执行期间分别产生第一信号s1、第二信号s2和第三信号s3，其中第一信号s1具有第一相位，第二信号s2具有第二相位，第三信号s3具有第三相位。
步骤420中，可以仅基于m*q组初始图像数据的一部分进行图像重建，例如，在图7的示例中，将第一NEX中的一个具有第一相位的第一信号s1和第二NEX中的一个具有第二相位的第二信号s2进行加和，形成一组加和图像数据。将第一NEX中的一个具有第二相位的第二信号s2和第二NEX中的一个具有第一相位的第一信号s1进行加和，形成另一组加和图像数据，通过第一信号和第二信号的这种组合方式，可以获得q-m+1组加和图像数据，即，在图7所示的示例中，可以获得5组加和图像数据I1-I5并基于该5组加和图像数据I1-I5重建磁共振图像，基于这种方式获得的图像去除或减少了卷绕伪影，且具有较好的SNR。
又如，在图8的示例中，将第一NEX中的一个具有第一相位的第一信号s1、第二NEX中的一个具有第二相位的第二信号s2和第三NEX中的一个具有第三相位的第三信号s3进行加和，形成一组加和图像数据。将第一NEX中的一个具有第二相位的第二信号s2、第二NEX中的一个具有第一相位的第一信号s1和第三NEX中的一个具有第三相位的第三信号s3进行加和，形成另一组加和图像数据。将第一NEX中的一个具有第三相位的第三信号s3、第二NEX中的一个具有第一相位的第一信号s1和第三NEX中的一个具有第二相位的第二信号s2进行加和，形成另一组加和图像数据。通过第一信号、第二信号和第三信号的这种组合方式，可以获得q-m+1组加和图像数据，即，在图8所示的示例中，可以获得4组加和图像数据I6-I9并基于该4组加和图像数据I6-I9重建磁共振图像。
然而，也可以基于该q*m组初始图像数据的全部重建磁共振图像，例如，简单地将不同NEX中的相应梯度序列期间采集的初始图像数据进行加和以获取相应的q组加和图像数据，并基于该q组加和图像数据重建磁共振图像，这方方式获得的磁共振图像可能存在一些质量问题，然而这样的质量问题可能是可以被接受或者通过其它一些图像处理技术被改善的。
图9示出了本发明另一实施例提供的磁共振成像方法的流程图，其中，在步骤920中，基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据(例如，I1-I9中的一个)包括m组初始图像数据的加和，每组加和图像数据的m组初始图像数据具有不同的相位，且，每组加和图像数据的该m组初始图像数据分别是在该m个NEX中的产生的。每组加和图像数据的每组初始图像数据是一个NEX中的该q组初始图像数据中的一个。具体可以参考以上结合图7、图8描述的示例。
图10示出了本发明另一实施例提供的磁共振成像方法的流程图，其中，步骤1020中，基于q-m+1组加和图像数据重建磁共振图像，其中该q-m+1组加和图像数据的每组数据，都包括分别在该m个NEX中采集的m组初始图像数据的加和结果，其中，每个在后执行的NEX中的第s组初始图像数据与在先执行NEX中的第s+1组初始图像数据进行加和，s大于或等于1且小于q。继续以图7和图8为例，其中，在进行加和的组合时，采用数据偏移的加和方式，具体地，在图7中，将在后执行的第二NEX中的初始图像数据相较第一NEX中的初始图像数据向后偏移一个数据格，使得在后执行的第二NEX中的第一初始图像数据(第一间隔FST中的第一信号s1)与前一个NEX(第一NEX)中的第二初始图像数据(第一间隔FST中的第二信号s2)加和，第二NEX中的第二初始图像数据(第一间隔FST中的第二信号s2)与第一NEX中的第三初始图像数据(第二间隔FST中的第一信号s1)加和……直至第一个NEX中的最后一个初始图像数据(第三间隔FST中的第二信号s2)被加和。在图8中，将在后执行的第二NEX中的初始图像数据相较第一NEX中的初始图像数据向后偏移一个数据格，将在后执行的第三NEX中的初始图像数据相较第二NEX中的初始图像数据向后偏移一个数据格，使得第三NEX中的第一初始图像数据(第一间隔FST中的第一信号s1)与前一个NEX(第二NEX)中的第二初始图像数据(第一间隔FST中的第二信号s2)加和后，与前一个NEX(第一NEX)中的第三初始图像数据(第一间隔FST中的第三信号s3)加和；第三NEX中的第二初始图像数据(第一间隔FST中的第二信号s2)与前一个NEX(第二NEX)中的第三初始图像数据(第一间隔FST中的第三信号s3)加和后，与前一个NEX(第一NEX)中的第四初始图像数据(第二间隔FST中的第一信号s1)加和，……直至第一个NEX中的最后一个初始图像数据(第二间隔FST中的第三信号s3)被加和。
发明人通过尝试采用不同数量的NEX发现，当NEX中一个脂肪抑制脉冲后具有多个梯度回波序列时，如果只采用一个NEX进行成像，没有卷绕伪影，如果采用多个NEX，可能存在卷绕伪影，且卷绕在图像两侧对称，卷绕伪影增加的数量也与NEX增加的数量一致。本发明的实施例中，通过采用多组NEX实现SNR的增加，通过将不同相位的初始图像数据进行加和(例如利用以上数据偏移的加和方式)，得到加和图像数据，以此方式来等效只采用一个NEX的成像效果(每个加和图像数据相当于单个NEX中，一个脂肪抑制脉冲之后的所有梯度回波序列采集的图像数据)，使得能够有效消除卷绕伪影，还能够保持较好的SNR。
图11示出了本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图。在步骤1130中，在执行每个NEX之前，施加触发脉冲，其用于触发相应的NEX。触发脉冲的示例可以如图5中所示的脉冲RT，其可以是基于扫描对象的呼吸信号触发相应的NEX的，可以基于现有的任一方法获取呼吸信号，并在呼吸周期的特定时间点(例如呼吸周期的30％处)触发NEX，并且由于每个NEX的时间足够短(例如可以在一个呼吸周期内完成成像序列)，使得无需设置呼吸门控，即无需设置执行成像序列的时间窗，简化了触发机制。
图12示出了本发明另一实施例的磁共振成像方法的流程图。在步骤1240中，在每个NEX和该每个NEX之前的触发脉冲之间还施加准备脉冲。该准备脉冲的一个示例如图5所示的脉冲IR，该脉冲IR可以为例如180度反转恢复脉冲，其可以用于在执行NEX之前对脂肪组织进行抑制，以提升脂肪抑制效果。
本发明的实施例中，脂肪抑制脉冲FS包括频率饱和脉冲，本领域技术人员理解，由于脂肪组织和水组织中的质子共振频率具有偏差(例如偏差为A赫兹(Hz))，如果将水组织的质子共振频率设为0，常规的脂肪抑制脉冲或压油脉冲中，则将脂肪组织的质子共振频率设为-AHz。在进行频率抑制时，施加频率饱和脉冲，其中心频率为-AHz，由于可以在相对较小的频域内有效抑制脂肪组织，因此脉冲宽度较大。而本发明的实施例中，通过减小脂肪抑制脉冲的脉冲宽度来减少施加脂肪抑制脉冲的时间，同时为了避免增大的抑制频域造成水组织被抑制，设置更大的频率偏移，即使得频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移(例如小于-AHz)，在一个实施例中，偏移后的频率饱和脉冲的中心频率的选取范围可以为-450Hz至-220Hz之间，并且，本发明使用的频率饱和脉冲的脉冲宽度的选取范围可以为3.2毫秒至8毫秒之间，比预设脉冲宽度小，其中，该预设脉冲宽度是指以脂肪组织的质子共振频率为脂肪抑制脉冲的中心频率时，该脂肪抑制脉冲的脉冲宽度。更具体地，频率饱和脉冲的中心频率的选取范围可以为-400Hz至-230Hz之间，频率饱和脉冲的脉冲宽度的选取范围可以为3.5毫秒至7毫秒之间。
图13示出了本发明另一个实施例的磁共振成像方法的流程图。在步骤1310中，执行至少一个NEX，在该至少一个NEX的每个内，施加多个脂肪抑制脉冲，该多个脂肪抑制脉冲地每个之后具有m个梯度回波序列，每个梯度回波序列用于产生一组初始图像数据，m大于1，该脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，该频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，该频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，该预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度。在步骤1320中，基于该至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
图14示出了本发明一个实施例的频率饱和脉冲的频域表示曲线，其中横轴表示频率偏移，取值范围为-C至C，C为常数，单位可以为Hz。纵轴表示纵向磁化矢量(Mz)，取值范围为0-1。可以将水组织中的质子共振频率设为0，脂肪组织的质子共振频率相较水组织的质子共振频率具有频率偏移，该频率偏移例如为-A，常规的频率饱和脉冲如曲线P1所示，其中心频率为-A，本发明采用的频率饱和脉冲可以如曲线P2所示，其中心频率为-B，相较脂肪组织的质子共振频率-A具有频率偏移，其中A,B均为常数，且B大于A。并且，本发明采用的频率饱和脉冲P2的脉冲宽度更大，大于频率饱和脉冲P1，即大于以脂肪组织的共振频率-A为中心频率时的脉冲宽度。
该实施例中，虽然采用了脂肪抑制脉冲，然而通过在每个脂肪抑制脉冲之后施加多个用于快速成像的梯度回波序列，使得无需为每个快速成像序列配备相应的脂肪抑制脉冲，使得总扫描时间较短。通过使用脂肪抑制脉冲，使得在成像时有效抑制脂肪信号，避免了脂肪与其它组织之间不合适的对比度，同时避免了将较明显的呼吸运动伪影引入图像中。并且，通过设置脂肪抑制脉冲的中心频率偏移和脉冲宽度，进一步缩短每个脂肪抑制脉冲的执行时间，从而减少总扫描时间，使得能够较大程度改善呼吸运动伪影。
本实施例中，NEX的数量可以为多个，例如m个，通过多个NEX，可以实现较好的SNR和减少卷绕伪影，然而，在一些应用中，可以采用一个NEX，来折衷总扫描时间和图像质量。
当采用多个NEX时，基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据包括m组所述初始图像数据的加和，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据具有不同的相位，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据分别是在该m个NEX中的产生的，具体的加和方式可以如前面结合图7和图8的方法类似，在此不再赘述。
类似的，本实施例中，可以在每个NEX之前施加触发脉冲，并在触发脉冲和NEX之间施加准备脉冲。
图16是根据本发明示例性实施例的方法获得的图像与通过常规方法获得的图像的比较，其中右侧图像为根据本发明实施例获得的图像，左侧图像为通过常规方法获得的图像，对比发现，通过本发明实施例获得的图像，具有更合适的图像对比、减少的呼吸运动伪影、改善的SNR和图像锐度。
本发明的示例性实施例还可以提供一种计算机可读存储介质，其包括存储的计算机程序，其中，在该计算机程序被运行时执行上述任一实施例的磁共振成像方法。
参考图15，基于上述描述，本发明的一个示例性实施例还可以提供一种磁共振成像(MRI)系统，该系统包括主磁体1510、梯度线圈组件1520、射频线圈组件1530和处理器1540，该系统的各部件的结构和工作原理可以与图1所示的相应部件的结构和工作原理类似，其中：主磁体1510用于围绕扫描对象的至少一部分并产生静磁场；梯度线圈组件1520用于向该静磁场施加至少一个梯度磁场；射频线圈组件1430用于向扫描对象施加射频场并从扫描对象接收磁共振信号；处理器用于执行存储的计算机指令，该计算机指令用于实现本发明任一实施例的磁共振成像方法。
本发明一个实施例的磁共振成像方法，包括：
执行m个NEX，在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1，m大于1；以及，基于在所述m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
进一步地，基于在所述m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像包括：将在所述m个NEX中采集的初始图像数据进行加和处理以获取q-m+1组加和图像数据，其中，每个在后执行的NEX中的第s组初始图像数据与前一个NEX中的第s+1组初始图像数据进行加和，直至所述第s+1组图像数据为其所在的所述NEX中的最后一组初始图像数据，s大于或等于1且小于q；以及,基于所述q-m+1组加和图像数据重建磁共振图像，其中所述q-m+1组加和图像数据的每组数据，都包括分别在所述m个NEX中采集的m组图像数据的加和结果。
进一步地，每组加和图像数据中的m组图像数据具有不同的相位。
进一步地，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度。
进一步地，所述频率饱和脉冲的中心频率的选取范围为-450Hz至-220Hz，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度的选取范围为3.2毫秒至8毫秒。
进一步地，执行每个NEX之前还包括：施加触发脉冲，所述触发脉冲用于触发相应的NEX。
进一步地，所述触发脉冲基于扫描对象的呼吸信号触发相应的NEX。
进一步地，在每个NEX和所述每个NEX之前的触发脉冲之间还施加准备脉冲。
本发明另一个实施例的磁共振成像方法，包括：
执行m个NEX，在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1，m大于1；以及，基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据包括m组初始图像数据的加和，每组加和图像数据的m组初始图像数据具有不同的相位，且，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据分别是在所述m个NEX中的产生的。
进一步地，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度。
本发明另一个实施例地磁共振成像方法，包括：
执行至少一个NEX，在所述至少一个NEX的每个内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个之后具有m个梯度回波序列，每个梯度回波序列用于产生一组初始图像数据，m大于1，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度；以及，基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
进一步地，所述NEX的数量为m个，基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像包括：基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据包括m组所述初始图像数据的加和，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据具有不同的相位，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据分别是在所述m个NEX中的产生的。
进一步地，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1；基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像包括：基于q-m+1组加和图像数据重建磁共振图像，其中所述q-m+1组加和图像数据的每组数据，都包括分别在所述m个NEX中采集的m组初始图像数据的加和结果，其中，每个在后执行的NEX中的第s组初始图像数据与在先执行NEX中的第s+1组初始图像数据进行加和，s大于或等于1且小于q。
除了任何先前指示的修改之外，本领域技术人员可以在不脱离本描述的实质和范围的情况下设计出许多其他变型和替换布置，并且所附权利要求书旨在覆盖此类修改和布置。因此，尽管上面已经结合当前被认为是最实际和最优选的方面对信息进行了具体和详细的描述，但对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本文阐述的原理和概念的情况下，可以进行许多修改，包括但不限于形式、功能、操作方式和使用。同样，如本文所使用的，在所有方面，示例和实施方案仅意图是说明性的，并且不应以任何方式解释为限制性的。
提供以上具体的实施例的目的是为了使得对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应理解，还可以对本发明做各种修改、等同替换和变化等等，只要这些变换未违背本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种磁共振成像方法，所述方法包括：
执行m个NEX，在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1，m大于1；以及，
基于在所述m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于在所述m个NEX中获取的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像包括：
将在所述m个NEX中采集的初始图像数据进行加和处理以获取q-m+1组加和图像数据，其中，每个在后执行的NEX中的第s组初始图像数据与前一个NEX中的第s+1组初始图像数据进行加和，直至所述第s+1组图像数据为其所在的所述NEX中的最后一组初始图像数据，s大于或等于1且小于q；以及,
基于所述q-m+1组加和图像数据重建磁共振图像，其中所述q-m+1组加和图像数据的每组数据，都包括分别在所述m个NEX中采集的m组图像数据的加和结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，每组加和图像数据中的m组图像数据具有不同的相位。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述频率饱和脉冲的中心频率的选取范围为-450Hz至-220Hz，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度的选取范围为3.2毫秒至8毫秒。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行每个NEX之前还包括：
施加触发脉冲，所述触发脉冲用于触发相应的NEX。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述触发脉冲基于扫描对象的呼吸信号触发相应的NEX。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个NEX和所述每个NEX之前的触发脉冲之间还施加准备脉冲。
9.一种磁共振成像方法，包括：
执行m个NEX，在每个NEX内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个后具有m个梯度回波序列，每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1，m大于1；以及，
基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据包括m组初始图像数据的加和，每组加和图像数据的m组初始图像数据具有不同的相位，且，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据分别是在所述m个NEX中的产生的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度。
11.一种磁共振成像方法，包括：
执行至少一个NEX，在所述至少一个NEX的每个内，施加多个脂肪抑制脉冲，所述多个脂肪抑制脉冲的每个之后具有m个梯度回波序列，每个梯度回波序列用于产生一组初始图像数据，m大于1，所述脂肪抑制脉冲包括频率饱和脉冲，所述频率饱和脉冲的中心频率相较脂肪组织的质子共振频率具有频率偏移，所述频率饱和脉冲的脉冲宽度比预设脉冲宽度小，所述预设脉冲宽度是指频率饱和脉冲以脂肪组织的质子共振频率为中心频率时的脉冲宽度；以及，
基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述NEX的数量为m个，基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像包括：
基于多组加和图像数据重建磁共振图像，其中，每组加和图像数据包括m组所述初始图像数据的加和，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据具有不同的相位，每组加和图像数据的所述m组初始图像数据分别是在所述m个NEX中的产生的。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，
每个NEX采集q组初始图像数据，q＝m*n，n为每个NEX中施加的脂肪抑制脉冲的个数，n大于1；
基于所述至少一个NEX期间产生的初始图像数据的至少一部分重建磁共振图像包括：
基于q-m+1组加和图像数据重建磁共振图像，其中所述q-m+1组加和图像数据的每组数据，都包括分别在所述m个NEX中采集的m组初始图像数据的加和结果，其中，每个在后执行的NEX中的第s组初始图像数据与在先执行NEX中的第s+1组初始图像数据进行加和，s大于或等于1且小于q。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，执行每个NEX之前还包括：
施加触发脉冲，所述触发脉冲用于触发相应的NEX。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述触发脉冲基于扫描对象的呼吸信号触发相应的NEX。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，在每个NEX和所述NEX之前的所述触发脉冲之间还施加准备脉冲。
17.一种磁共振成像系统，包括：
主磁体，其用于围绕扫描对象的至少一部分并产生静磁场；
梯度线圈组件，其用于向所述静磁场施加至少一个梯度磁场；
射频线圈组件，其用于向所述扫描对象施加射频场并从所述扫描对象接收磁共振信号；以及，
处理器，所述处理器用于执行存储的计算机指令，所述计算机指令用于实现权利要求1至16任一项所述的磁共振成像方法。
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