图1是按照本发明的实施例的装置的框图。
图2是按照本发明的实施例的装置的框图。
图3是说明由图1或者2中所示装置执行的示例性脉冲序列的示 意图。
图4是说明由图1或者2中所示的装置执行的示例性脉冲序列的 示意图。
图5是图1或2中所示装置的操作的时间表。
图6是常规装置的操作的时间表。
具体实施方式    现在将参照附图详细描述本发明的几个实施例。图 1是作为本发明的实施例的磁共振成像装置的框图。该装置的结构代 表按照本发明的装置的实施例。该装置的操作代表按照本发明的方法 的实施例。
如图1中所示，本装置具有磁系统100。所述磁系统100具有主 磁场线圈部分102、梯度线圈部分106以及RF(射频)线圈部分108。 这些线圈部分具有大体上圆筒形的形状并且是同心放置的。把要成像 的物体300搁在托架500上并且通过未示出的运载装置将其运进及运 出磁系统100的大体上圆筒形的内部空间(膛)。
主磁场线圈部分102在磁系统100的内部空间中产生静态磁场。 静态磁场的方向一般与物体300的体轴的方向平行。也就是说，产生 “水平”磁场。主磁场线圈部分102是用例如超导线圈制造的。容易 验证，主磁场线圈部分102不限于超导线圈，而是可以用普通的导电 线圈等来制造。
梯度线圈部分106产生梯度磁场以把梯度赋予静态磁场强度。要 产生的梯度磁场是以下三种：分层梯度磁场、相位编码梯度磁场以及 读出梯度磁场。梯度线圈部分106具有对应这三种梯度磁场的三种梯 度线圈，未示出。在下文中梯度磁场有时简称为梯度。三种梯度磁场 分别在三个互相垂直的方向上赋予静态磁场强度相应的梯度。
RF线圈部分108产生高频磁场，用以在静态磁场空间中激发在 物体300内的自旋。在下文中，产生高频磁场有时称为发射RF激发 信号。RF线圈部分108还接收电磁波，即由激发的自旋产生的磁共 振信号。
RF线圈部分108具有未示出的发射和接收线圈。对于发射和接 收线圈，可以使用相同的线圈或者分开的专用线圈。
梯度线圈部分106与梯度驱动部分130连接。梯度驱动部分130 把驱动信号提供给梯度线圈部分106以产生梯度磁场。梯度驱动部分 130具有对应于梯度线圈部分106中的三种梯度线圈的三种未示出的 驱动电路。
RF线圈部分108与RF驱动部分140连接。RF驱动部分140提 供驱动信号至RF线圈部分108以发出RF激发信号，由此激发物体300 内的自旋。
RF线圈部分108与数据收集部分150连接。数据收集部分150 收集通过RF线圈部分108接收的接收信号，并且以数字数据来收集 这些信号。
接收信号包括两种，即导航回波和成像回波，并且收集关于这些 回波的各个数据。下文中，有关导航回波的数据有时简称为导航回波， 有关成像回波的数据有时简称为成像回波。
梯度驱动部分130、RF驱动部分140和数据收集部分150与控制 部分160连接。控制部分160控制梯度驱动部分130、RF驱动部分140 和数据收集部分150以实现成像。控制部分160还调整来自RF驱动 部分140的输出信号的频率、即RF激发频率。
控制部分160是例如用计算机构成的。控制部分160具有未示出 的存储器。存储器存储控制部分160所用的程序和几种数据。控制部 分160的功能是通过计算机执行存储在存储器中的程序来实现的。
数据收集部分150的输出连接到数据处理部分170。把数据收集 部分150收集的数据输入数据处理部分170。数据处理部分170是例 如用计算机构成的。数据处理部分170具有未示出的存储器。存储器 存储数据处理部分170所用的程序和几种数据。本装置的功能是通过 数据处理部分170执行存储在存储器中的程序来实现的。
包括磁系统100、梯度驱动部分130、RF驱动部分140、数据收 集部分150、控制部分160和数据处理部分170的部分是本发明的磁 共振信号获取装置的实施例。装置的结构代表按照本发明的装置的实 施例。装置的操作代表按照本发明的方法的实施例。
数据处理部分170把从数据收集部分150输入的导航回波和成像 回波存储在存储器中。在存储器中形成存储成像回波的数据空间。该 数据空间构成二维傅立叶空间。数据处理部分170在二维傅立叶空间 中对数据进行二维反傅立叶变换，以产生(重显)物体300的图像。在 下文中，二维傅立叶空间有时称为k-空间。数据处理部分170根据从 数据收集部分150输入的导航回波进行计算。通过计算得出自旋的频 率和相位。
数据处理部分170连接到控制部分160。数据处理部分170在控 制部分160之上并且控制它。把从基于导航回波的计算得到的自旋的 频率和相位输入到控制部分160，作为调整RF激发信号的频率的信 息。
数据处理部分170与显示部分180和操作部分190相连。显示部 分180包括图像显示器等。操作部分190包括键盘等并且配备有指示 器。
显示部分180显示重显的图像和几种从数据处理部分170输出的 信息。操作部分190由用户来操作，并且操作部分190向数据处理部 分170输入几种命令、信息等。用户经由显示部分180和操作部分190 交互地操作本装置。
图2是作为本发明的另一实施例的另一类型的磁共振成像装置的 框图。装置的结构代表按照本发明的装置的实施例。装置的操作代表 按照本发明的方法的实施例。
图2中所示装置具有与图1中所示装置不同类型的磁系统100’。 由于除了磁系统100’之外，该装置具有与图1中所示装置类似的结 构，所以用类似的标号表示类似的部分，并且删去其说明。
磁系统100’具有主磁场磁体部分102’、梯度线圈部分106’以及RF 线圈部分108’。主磁场磁体部分102’和线圈部分每个均含有一对隔开 一定空间互相对置的构件。这些部分具有大体上盘状的形状并且放置 成具有共同的中心轴。把物体300搁在托架500上，通过运载装置(未 示出)将其运入及运出磁系统100’的内部空间(膛)。
主磁场磁体部分102’在磁系统100’的内部空间中产生静态磁场。 静态磁场的方向一般与物体300的体轴的方向垂直。也就是说，产生 “垂直”磁场。主磁场磁体部分102’是用例如永磁体制造的。容易验 证，主磁场磁体部分102’不限于永磁体，而是可以用超导或者普通导 电的电磁铁等来制造。
梯度线圈部分106’产生梯度磁场以把梯度赋予静态磁场强度。要 产生的梯度磁场是以下三种：分层梯度磁场、读出梯度磁场以及相位 编码梯度磁场。梯度线圈部分106’具有对应这三种梯度磁场的三种梯 度线圈，未示出。
RF线圈部分108’发射用于激发在静态磁场空间中的物体300内 自旋的RF激发信号。RF线圈部分108’还接收由激发的自旋产生的磁 共振信号。
RF线圈部分108’具有未示出的发射和接收线圈。对于发射和接 收线圈，可以使用相同的线圈或者分开的专用线圈。
包括磁系统100’、梯度驱动部分130、RF驱动部分140、数据收 集部分150、控制部分160和数据处理部分170的部分是本发明的磁 共振信号获取装置的实施例。装置的结构代表按照本发明的装置的实 施例。装置的操作代表按照本发明的方法的实施例。
图3说明由图1或图2中所示装置执行的成像回波获取所用的示 例性脉冲序列。所述脉冲序列是用于获取作为成像回波的梯度回波的 序列。
具体来讲，(1)是用于RF激发的α°脉冲的序列，而(2)、(3)、(4) 和(5)分别是分层梯度Gs、读出梯度Gr、相位编码梯度Gp以及梯度 回波MR的序列。应该注意，α°脉冲是由其中心信号来表示的。脉 冲序列沿时间轴t从左至右进行。
如所示，α°脉冲影响自旋的α°激发。其中α不大于90。同时， 加上分层梯度Gs以实现对特定层的选择性激发。
在α°激发之后，通过相位编码梯度Gp来对自旋进行相位编码。 接着，通过读出梯度Gr使自旋先移相、随后再定相以产生梯度回波 MR。梯度回波MR是具有关于回波中心对称的波形的RF信号。从α °激发开始经过TE(回波时间)之后发生中心回波。梯度回波MR是成 像回波。
通过数据收集部分150收集梯度回波MR作为图像数据。在数据 收集后，在与上述方向相反的方向上加上相位编码梯度Gp，以产生 使相位编码回到零的“重绕”。而且，加上读出梯度Grc以使自旋产 生相移。读出梯度是所谓的“整形器(crusher)”。
这样的脉冲序列重复64-256次。每次重复时改变相位编码梯度 Gp以便每次提供不同的相位编码。因此，在k-空间中获得64-256 幅图像的图像数据。
把由图3的脉冲序列得到的图像数据收集到数据处理部分170的 存储器中。数据处理部分170对图像数据进行二维反傅立叶变换以重 显物体300的层析图像。
图4说明由图1或者图2中所示装置执行的用于导航回波获取的 示例性脉冲序列。(1)是用于RF激发的α°脉冲的序列，而(2)、(3)、(4) 和(5)分别为分层梯度Gs、读出梯度Gr、相位编码梯度Gp以及导航 回波MR的序列。应该注意，α°脉冲是由其中心信号来表示的。脉 冲序列沿时间轴t从左至右进行。
如所示，α°脉冲进行自旋的α°激发。其中α不大于90。同时， 加上分层梯度Gs以实现对特定层的选择性激发。
在预定周期中，通过数据收集部分150收集由α°激发所产生的 导航回波MR、即FID信号。所述数据收集周期对应于图3中所示的 用于成像回波的收集周期。
在导航回波收集之后，加上读出梯度Grd。读出梯度Grd具有与 用于产生图3中所示梯度回波的读出梯度Gr相等的整数值。在梯度 之后，加上整形器Grc。在导航回波收集之前没有加读出梯度。在整 个所述周期中，没有施加相位编码梯度。
在成像回波收集之前进行这种导航回波收集，并且通过基于导航 回波的计算以获得用于RF激发、或者α°激发的频率调整的数据来确 定导航回波的频率和相位以便用于产生成像回波。
当在收集成像回波之前进行预备，如空间预饱和、化学饱和、磁 化传递或者反转时，分别示于图3和4中的成像回波获取脉冲序列和 导航回波获取脉冲序列配备有各自的预备RF激发序列。
图5(a)简单地表示了配备有预备RF激发序列的成像回波获取、 导航回波获取的示例性时间图。
如所示，在两个相继周期TR之一期间，在时间s1进行α°激发， 从时间s2至s3收集导航回波，此后，在时间s4进行用于预备的RF 激发。通过图4中所示脉冲序列获得α°激发和导航回波收集。在用 于预备的RF激发中，例如，按照需要加上用于选择性激发的分层梯 度，在图中省略了这一点。
涉及α°激发和导航回波收集的磁系统100(100’)、梯度驱动部分 130、RF驱动部分140和数据收集部分150构成本发明的回波获取装 置的实施例。
涉及用于预备的RF激发的磁系统100(100’)、梯度驱动部分130 和RF驱动部分140构成本发明的预备装置的实施例。
在另一个周期中，在时间s5进行α°激发，从时间s6至s7收集 成像回波，此后，在时间s7进行用于预备的RF激发。通过图3中所 示的脉冲序列获得α°激发和成像回波收集。在用于预备的RF激发 中，按照需要加上例如在图中删去的、用于选择性激发的分层梯度。
涉及α°激发和成像回波收集的磁系统100(100’)、梯度驱动部分 130、RF驱动部分140和数据收集部分150构成本发明的回波获取装 置的实施例。
涉及用于预备的RF激发的磁系统100(100’)、梯度驱动部分130 和RF驱动部分140构成本发明的预备装置的实施例。
把这两个周期作为一个单元，重复例如64-512次导航及成像回 波获取。因此，在导航回波收集之后的预备作为用于随后周期中的成 像回波获取的预备，并且在成像回波收集之后的预备作为用于随后周 期中的导航回波获取的预备。
代替在每个成像回波获取之前进行导航回波获取，例如通过在某 一个周期中执行导航回波获取、接着在多个相继周期中执行成像回波 获取，可以以小于成像回波获取的发生频率来执行导航回波获取。同 样在这种情况下，加在前一周期中的预备以同样方式作为用于后一周 期中的成像回波获取或者导航回波获取的预备。
在导航回波收集之后，从时间s9到时间s10进行基于收集的导航 回波的计算，如图5(b)中所示，以估算导航回波的频率和相位。涉及 此计算的数据处理部分170是本发明的计算装置的实施例。
从数据处理部分170把计算结果提供给控制部分160。控制部分 160根据所提供的计算结果调整用于下一周期的RF激发频率。涉及 频率调整的控制部分160是本发明的频率调整装置的实施例。
频率调整使用于预备的α°激发和RF激发能与在下一周期中起 作用的自旋频率的当前值一致。应该注意，通过在开始成像之前进行 的微调，事先把在第一周期中用于预备的α°激发和RF激发的频率调 整到适当的值。
如上所述，在每个周期中，先进行α°激发，并且收集导航回波 或者成像回波，此后，在下一周期中进行用于预备的RF激发。控制 这样的定时是由控制部分160来执行的。涉及定时控制的控制部分160 是本发明的控制装置的实施例。
在本装置中，如上所描述的这种定时控制使从导航回波收集结束 到下个周期开始的时段与图6中所示的常规技术相比延长了。因此， 可用来对导航回波进行计算的时间增加了。因此，可以在时段内完成 计算而不用专门提高计算速度。而且，不需要延长周期TR，或者在 某些情况下甚至可以减小TR。
用于使计算机执行如上所述的磁共振信号获取功能的程序以计算 机可读的方式记录在记录媒体上。对于记录媒体，可以使用例如磁记 录媒体、光记录媒体、磁光记录媒体以及其他适当类型的记录媒体中 的任何一种。记录媒体可以是半导体存储介质。存储介质与本说明书 中的记录媒体同义。
只要不背离本发明的精神和范围，可以构造本发明的许多大不相 同的实施例。应该明白，本发明不限于在说明书中描述的特定实施例， 而是由所附权利要求书来限定。