CN1939213A - 磁共振扫描方法和磁共振成像设备 - Google Patents

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河合秀典
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Abstract

本发明提供一种MR扫描方法和MRI设备以用于减少伪像，同时在并行成像中改善来自血管内部的信号。在用于校准数据采集的序列中，施加具有翻转角的RF脉冲以及切片梯度，随后施加相位编码脉冲。之后，在施加已经加上了流动补偿脉冲(被标记为阴影区域)的读取脉冲的同时接收MR信号。在校准扫描过程中使用加上了流动补偿脉冲的序列允许减少由血流造成的伪像。此外还可以增大来自血管内部的信号，从而允许改善校准数据的信噪比。

Description

磁共振扫描方法和磁共振成像设备
技术领域
本发明涉及一种MR(磁共振)扫描方法和MRI(磁共振成像)设备，更具体而言，涉及一种可以减少伪像同时在并行成像过程中提高来自血管内部的信号的MR扫描方法和MRI设备。
背景技术
已经知道存在常规的并行成像技术，其被称为SENSE和ASSET(例如参见专利参考文献1和非专利参考文献1)。
另一方面，已经知道存在加上了流动补偿脉冲的序列(例如参见专利参考文献2)。
【专利参考文献1】未审查专利公开No.2004-321791
【专利参考文献2】未审查专利公开No.Hei 11(1999)-318852
【非专利参考文献1】Klaas P.Pruessmann等人的“SENSE：Sensitivity Encoding for Fast MRI”，Magnetic Resonance in Medicine42(1999)pp.952-962。
传统上，在并行成像中还不存在加上了流动补偿脉冲的序列。
这可能会由于血流而导致出现伪像的问题，或者会导致减小来自血管内部的信号的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种MR扫描方法和MRI设备，其允许减少伪像并且提高在并行成像中来自血管内部的信号。
在第一方面，本发明提供一种MR扫描方法，该方法包括以下步骤：在并行成像的校准扫描中使用加上了流动补偿脉冲的序列。
在灵敏度矩阵S中顺序地列出了通过在校准扫描中获得的校准数据确定的每个线圈的灵敏度图s(coil)，在图像矩阵A中顺序地列出了利用使用每个线圈进行扫描(视场在相位编码的方向上收窄的扫描)而获得的实际数据所确定的复数图像a(coil)，基于所述灵敏度矩阵S和图像矩阵A，可以通过下面的复数计算产生合成图像V：
V＝(SHψ-1S)-1SHψ-1A
其中SH是S的共轭转置。ψ是噪声相关性矩阵。当不使用该噪声相关性矩阵时，ψ是单位矩阵。将对于每个像素执行该计算。
在上面引用的非专利参考文献1(Klaas P.Pruessmann等人的“SENSE：Sensitivity Encoding for Fast MRI”，Magnetic Resonance inMedicine 42(1999)pp.952-962)中公开了上面的等式。
在传统的校准扫描中，在所述灵敏度矩阵S和图像矩阵A中可能会引入由于血流造成的相移，这两个相移都被加入到上面引用的复数计算中，因此所述相位不被反映到所合成的图像V，从而导致伪像。此外，这可能会减小来自血管内部的信号，从而降低校准数据的信噪比。
根据本发明的第一方面的MR扫描方法在校准扫描中使用加上了流动补偿脉冲的序列。这样做使得在灵敏度矩阵S中不引入由于血液流动而造成的一阶相移。因此，只有图像矩阵A的相位被反映到所合成的图像V。换句话说，所述相位被正确地反映到所合成的图像V，从而允许减少伪像。这样做还增大了来自血管内部的信号，从而允许改善校准数据的信噪比。
在第二方面，本发明提供一种根据第一方面的MR扫描方法，其中所述序列是用于梯度回波系统的序列。
通过使用所述用于梯度回波系统的序列，根据第二方面的MR扫描方法允许缩短扫描时间。
在第三方面，本发明提供一种根据第一或第二方面的MR扫描方法，其中将流动补偿脉冲加到所述序列的读取梯度上。
利用根据第三方面的MR扫描方法，可以通过将流动补偿脉冲加到所述读取梯度上来抑制血流的影响。
在第四方面，本发明提供一种根据第一或第二方面MR扫描方法，其中将流动补偿脉冲加到所述序列的切片梯度上。
利用根据第四方面的MR扫描方法，可以通过将流动补偿脉冲加到所述切片梯度上来抑制血流的影响。
在第五方面，本发明提供一种MRI设备，其包括：多个线圈；校准扫描装置，用于利用加上了流动补偿脉冲的序列来收集校准数据，所述校准数据表示所述线圈的灵敏度分布；实际扫描装置，用于通过以收窄的视场在相位编码的方向上进行扫描对于每个线圈采集实际数据；以及合成装置，其基于每个线圈的实际数据执行计算以便在所述相位编码的方向上去除折叠，从而生成合成的图像。
根据第五方面的MRI设备适于实施根据第一方面的MR扫描方法。
在第六方面，本发明提供一种根据第五方面的MRI设备，其中所述序列是用于梯度回波系统的序列。
根据第六方面的上述MRI设备适于实施根据第二方面的MR扫描方法。
在第七方面，本发明提供一种根据第五或第六方面的MRI设备，其中将流动补偿脉冲加到所述序列的读取梯度上。
根据第七方面的上述MRI设备适于实施根据第三方面的MR扫描方法。
在第八方面，本发明提供一种根据第一或第二方面的MR扫描方法的MRI设备，其中将流动补偿脉冲加到所述序列的切片梯度上。
根据第八方面的上述MRI设备适于实施根据第四方面的MR扫描方法。
根据本发明的MR扫描方法和MRI设备，所述相位被正确地反映到合成图像V中，以便有效地减少伪像。本发明允许增大来自血管内部的信号，以便改善校准数据的信噪比。
根据本发明的MR扫描方法和MRI设备可以被用来捕获血管的断层摄影图像。
根据下面参考附图对本发明的优选实施例进行的描述，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出根据本发明第一优选实施例的MRI设备的示意方框图；
图2示出根据本发明第一优选实施例的MR扫描方法的流程图；
图3示出根据本发明第一优选实施例的用于校准数据采集的序列的示意图；以及
图4示出根据本发明第二优选实施例的用于校准数据采集的序列的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图中所示的优选实施例对本发明进行更详细的描述。应当理解的是，优选实施例不应被视为对本发明进行限制。
【第一实施例】
图1示出根据本发明的第一优选实施例的MRI设备100的示意方框图。
在MRI设备100中，磁体组件101具有：中心空间(孔径)，以用于把对象载送到其中；静态磁场线圈101C，用于以恒定强度向该对象施加静态磁场；梯度线圈101G，用于在x轴、y轴和z轴中产生梯度磁场；传输线圈101T，用于提供RF脉冲以便激励该对象内部的原子的自旋；体线圈101(0)，用于从该对象接收MR信号；以及I个信道的接收器线圈101(1)，...，101(I)。静态磁场线圈101C、梯度线圈101G、传输线圈101T、体线圈101(0)以及接收器线圈101(1)，...，101(I)被围绕所述孔径放置。
静态磁场线圈101C、梯度线圈101G和传输线圈101T分别连接到静态磁场电源102、梯度线圈驱动器电路103和RF功率放大器104。体线圈101(0)和接收器线圈101(1)，...，101(I)分别连接到其各自的前置放大器105(0)，105(1)，...，105(I)。
在某些情况下，体线圈101(0)被用于传输线圈101T。
可以用永久磁体来代替静态磁场线圈101C。
通过遵循由计算机107给出的指令，序列存储器电路108基于所存储的脉冲序列来操作梯度线圈驱动器电路103，以使得梯度线圈101G产生梯度磁场，并且其还操作栅调制器电路109，以使得该栅调制器电路109将来自RF振荡器电路110的载波输出信号调制成具有给定定时、给定包络形状以及给定相位的脉冲信号，以便作为RF脉冲加到RF功率放大器104，随后，该RF功率放大器104在将该信号施加到传输线圈101T之前放大该信号的功率。
选择器111把由体线圈101(0)、接收器线圈101(1)，...，101(I)接收并且由前置放大器105(0)，105(1)，...，105(I)放大的MR信号发送到m个接收器112(1)，112(2)，...，112(m)。这一配置使得体线圈101(0)、接收器线圈101(1)，...，101(I)以及接收器112(1)，112(2)，...，112(m)之间的对应性是可变的。
接收器112(1)，112(2)，...，112(m)将所述MR信号转换成数字信号，以便输入到计算机107。
计算机107从接收器112读取所述数字信号，并且对其进行处理以便产生MR图像。计算机107此外还对所述系统执行各种管理，比如从操作台113接收输入信息。
显示器106显示所述图像和消息。
图2示出说明MR扫描处理的流程图。
在步骤Q1，在加上了流动补偿的序列中，由体线圈101(0)、接收器线圈101(1)，...，101(I)从所述对象接收MR信号，以便收集校准数据c(0)，c(1)，...，c(I)。
图3示出根据第一优选实施例的加上了流动补偿的序列的示意图。
用于校准数据采集的序列CS1施加翻转角为α的RF脉冲以及切片梯度SS，并且施加相位编码脉冲PE。随后，在施加已经加上了流动补偿脉冲(被标记为阴影区域)的读取脉冲RD的同时接收MR信号e。
梯度线圈101G的x轴、y轴和z轴的组合形成切片轴、相位编码轴和读取轴。
现在再参考图2，在步骤Q2，由接收器线圈101(1)，...，101(I)在传统的序列中并行接收来自所述对象的MR信号，以便采集每个线圈h(1)，...，h(I)的实际成像数据。
随后，MR扫描处理终止。
之后，基于校准数据c(0)，c(1)，...，c(I)和实际成像数据h(0)，h(1)，...，h(I)，通过以下程序产生合成图像V。
(1)从校准数据c(0)，c(1)，...，c(I)产生复数图像C(0)，C(1)，...，C(I)，然后将对应于每个接收器线圈的复数图像C(1)，...，C(I)除以体线圈101(0)的复数图像C(0)，以便确定每个接收器线圈的灵敏度图s(1)，...，s(I)，随后对所述灵敏度图s(1)，...，s(I)进行并置，以便产生灵敏度矩阵S。
(2)从实际成像数据h(1)，...，h(I)产生复数图像H(1)，...，H(I)，并且对所述复数图像H(1)，...，H(I)进行并置，以便产生复数图像矩阵A。
(3)从灵敏度矩阵S和复数图像矩阵A导出合成图像V。
V＝(SHψ-1S)-1SHψ-1A
在根据第一优选实施例的MRI设备100中，在校准扫描中使用具有流动补偿的序列，从而在灵敏度矩阵S中不包括由血流导致的相移。这表明只有复数图像矩阵A的相位被反映到所述合成图像V。换句话说，所述相位被正确地反映到所述合成图像V，从而允许减少伪像。此外，来自血管内部的信号将会增大，从而允许改善校准数据的信噪比。
【第二实施例】
图4示出根据本发明第二优选实施例的加上了流动补偿的序列的示意图。
在用于校准数据采集的序列CS2中，施加翻转角为α的RF脉冲以及加上了流动补偿脉冲(被标记为阴影区域)的切片梯度SS，随后施加相位编码脉冲PE。之后，在施加读取脉冲RD的同时接收MR信号e。
【第三实施例】
体线圈101(0)不被用于接收。接收器线圈101(1)，...，101(I)被用于产生校准数据c(1)，...，c(I)，并且可以基于平方和方法来确定每个线圈的灵敏度图s(1)，...，s(I)。
【第四实施例】
在图3中示出用于校准数据采集的序列CS1，并且在图4中示出用于校准数据采集的序列CS2，这两个序列都是用于梯度回波系统的序列。然而，用于自旋回波系统的序列也可以被用于采集校准数据c(0)，c(1)，...，c(I)。
【第五实施例】
可以将所述流动补偿脉冲加到实际成像数据采集序列上。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以配置许多不同的本发明实施例。应当理解的是，本发明不限于在说明书中描述的具体实施例，而是由所附权利要求书限定。
部件列表：
图1
计算机107
序列存储器电路108
梯度线圈驱动器电路103
栅调制器电路109
RF功率放大器104
RF振荡器电路110
静态磁场电源102
接收器112(1)
接收器112(2)
接收器112(m)
选择器111
前置放大器105(0)
前置放大器105(1)
前置放大器105(I)
显示器106
操作台113
MRI设备100
磁体组件101
梯度线圈101G
传输线圈101T
静态磁场线圈101C
体线圈(ch0)101(0)
接收器线圈(ch1)101(1)
接收器线圈(chI)101(I)
图2
开始MR扫描处理
Q1通过加上了流动补偿的序列采集校准数据
Q2通过普通序列或者通过加上了流动补偿的序列采集实际扫描数据
结束
图3
用于校准数据采集的序列CS1
RF脉冲
切片轴
相位轴
读取轴
MR信号
图4
用于校准数据采集的序列CS2
RF脉冲
切片轴
相位轴
读取轴
MR信号

Claims (8)

1、一种MR扫描方法，包括以下步骤：在并行成像的校准扫描中使用加上了流动补偿脉冲的序列。
2、根据权利要求1的MR扫描方法，其中，所述序列是用于梯度回波系统的序列。
3、根据权利要求1的MR扫描方法，其中，所述流动补偿脉冲被加到所述序列的读取梯度上。
4、根据权利要求1的MR扫描方法，其中，所述流动补偿脉冲被加到所述序列的切片梯度上。
5、一种MRI设备，包括：
多个线圈；
校准扫描装置，用于利用加上了流动补偿脉冲的序列来收集校准数据，所述校准数据表示所述线圈的灵敏度分布；
实际扫描装置，用于通过以收窄的视场在相位编码的方向上进行扫描对于每个所述线圈采集实际数据；以及
合成装置，其基于每个所述线圈的所述校准数据和实际数据执行计算以便在所述相位编码的方向上去除折叠，从而生成合成的图像。
6、根据权利要求5的MRI设备，其中，所述序列是用于梯度回波系统的序列。
7、根据权利要求5的MRI设备，其中，所述流动补偿脉冲被加到所述序列的读取梯度上。
8、一种根据权利要求1的MR扫描方法的MRI设备，其中，所述流动补偿脉冲被加到所述序列的切片梯度上。
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