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相移测量方法,相移修正方法,和MRI装置

阅读:439发布:2020-05-11

专利汇可以提供相移测量方法,相移修正方法,和MRI装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且精确测量由 涡流 和归因于编码梯度曲线的剩磁等的影响产生的回波 相移 的过程包括:发射激励脉冲R,发射反相脉冲P1,在 相位 轴上施加编码梯度曲线,在读轴上施加读梯度曲线,施加回绕梯度曲线,发射反相脉冲,在相位轴上施加相差梯度曲线,当在相位轴上施加读出梯度曲线时对回波echo2进行数据 采样 ,根据对采样数据的一维富里埃变换所得到的相位数据计算由于编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gyrn的影响所产生的echo2的相移值,据此确定修正值,修正补偿脉冲。,下面是相移测量方法,相移修正方法,和MRI装置专利的具体信息内容。

1. 一种相移测量方法,其特征在于包括以下步骤:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线;在读轴上施加读梯度曲线;在所述相位轴上施加回绕梯度曲线,上述操作步骤被执行一次或多次;发射反相脉冲;在所述相位轴上施加相差梯度曲线;在所述相位轴上施加读出梯度曲线时,对来自回波的数据进行采样;以及根据对所述采样数据的一维富里埃变换所得到的相位数据,计算由于编码梯度曲线的影响所导致的相移。
2. —种相移测量方法,其特征在于包括以下步骤: 发射激励脉沖;发射反相脉沖;在相位轴上施加编码梯度曲线; 在读轴上施加读梯度曲线;在所述相位轴上施加回绕梯度曲线,上述操作步骤被重复两次或多次;发射反相脉沖;在所述相位轴上施加相差梯度曲线;在所述相位轴上施加读出梯度曲线时,对来自回波的第一数据进 行采样;在所述相位轴上施加重定相梯度曲线; 发射反相脉沖;在所述相位轴上施加相差梯度曲线;在所述相位轴上施加读出梯度曲线时,对来自另一回波的第二数据进行采样;以及根据对所述采样的第 一数据的 一 维富里埃变换所得到的相位数据和对所述采样的第二数据的 一 维富里埃变换所得到的相位数据,计算由于编码梯度曲线的影响所导致的相移。
3. —种相移测量方法,其特征在于包括以下步骤: 发射激励脉沖;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线; 在读轴上施加读梯度曲线;在所述相位轴上施加回绕梯度曲线,上述操作步骤被执行一次或多次;发射反相脉冲;当在所述读轴上施加读出梯度曲线,而未在所述相位轴上施加一 种梯度曲线时,对来自回波的数据进行采样;以及根据对所述采样数据的 一 维富里埃变换所得到的相位数据,计算 由于编码梯度曲线的影响所导致的零阶相移。
4. 一种相移测量方法,其特征在于包括以下步骤: 发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线; 在读轴上施加读梯度曲线;在所述相位轴上施加回绕梯度曲线,上述操作步骤被重复两次或多次;发射反相脉冲;当在所述相位轴上施加读出梯度曲线、而未在所述相位轴上施加 一种梯度曲线时,对来自回波的第一数据进行采样; 发射反相脉冲;当在所述读轴上施加读出梯度曲线,而未在所述相位轴上施加一种梯度曲线时,对来自另一回波的第二数据进行采样;以及根据对所述采样的第一数据的一维富里埃变换所得到的相位数 据和对所述采样的第二数据的 一维富里埃变换所得到的相位数据,计算由于编码梯度曲线的影响所导致的零阶相移。
5. —种磁共振成像MRI装置,包括: RF脉冲发射装置; 梯度磁场施加装置;核磁共振NMR信号接收装置;相移修正值确定装置,该相移修正值确定装置按照以下步骤运 行:发射激励脉沖,发射反相脉冲,在相位轴上施加编码梯度曲线, 在读轴上施加读出梯度曲线,以及在所述相位轴上施加回绕梯度曲 线,上述操作步骤被执行一次或多次,接着发射反相脉冲,在所述相 位轴上施加相差梯度曲线,接收NMR信号,当在所述相位轴上施加 读出梯度曲线时,进行数据采样,对所述采样数据进行一维富里埃变生的相移的修正值,同时,把用于根据已确定的修正值修正一阶相移 的补偿脉冲插入用于成像的脉沖序列的编码梯度曲线中,或者加到紧 接在编码梯度曲线之前和之后的 一 点或两点上,或插入回绕梯度曲线 中,或加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
6. —种MRI装置,包括: RF脉沖发射装置; 梯度磁场应用装置; NMR信号接收装置;相移修正值确定装置,该装置相移修正值确定按照以下步骤运 行:发射激励脉冲,发射反相脉冲,在相位轴上施加编码梯度曲线, 在读轴上施加读出梯度曲线,以及在所述相位轴上施加回绕梯度曲线,上述操作步骤被执行一次或多次,接着发射反相脉冲,当在所述 读轴上施加读出梯度曲线、而未在所述相位轴上施加梯度曲线时,对 回波进行数据采样,并根据对所述采样数据进行的一维富里埃变换所 产生的相位数据,确定用来修正由于编码梯度曲线影响所产生的零阶 相移的修正值,同时,把用来根据所述确定的修正值修正所述零阶相 移的偏差相位,提供给反相脉冲,或者提供给回波检测相位,或者提 供给二者。
7.—种MRI装置,包括: RF脉冲发射装置; 梯度磁场应用装置; NMR信号接收装置;相移修正值确定装置,该装置相移修正值确定按照以下步骤运 行:发射激励脉沖;发射第一反相脉冲;当在读轴上施加读梯度曲线 而未在相位轴上施加梯度曲线时对第一回波进行数据采样;根据对所 述采样数据的一维富里埃变换所产生的相位数据,计算第一零阶项 小0;发射激励脉沖;发射第一反相脉冲;在所述相位轴上施加编码梯 度曲线;在所述读轴上施加读梯度曲线并且在所述相位轴上施加回绕 梯度曲线;接着发射第二反相脉冲;当在所述读轴上施加读出梯度曲 线而未在所述相位轴上施加梯度曲线时,对第二回波进行数据采样; 根据该采样数据的一维富里埃变换所产生的相位数据,计算第二零阶 项小l;以及根据第一零阶项小O和第二零阶项(j)l,确定用来修正由于 编码梯度曲线的影响所产生的零阶相移的修正值,同时,把用来根据 所述确定的修正值修正所述零阶相移的偏差相位,提供给所述第二反 相脉冲之后的反相脉冲,或者提供给回波检测相位,或者提供给二者。

说明书全文

相移测量方法,相移^奮正方法,

和MRI装置

发明涉及相移测量方法,相移修正方法,和磁共振图像装置 (MRI)。更具体地说,本发明涉及由涡流和归因于以前的编码梯度 的剩磁等的影响所产生的回波相移的测量方法,所述回波相移的修正 方法,和实现这些方法的MRI装置。

分离回波序列法(split echo train method)旨在将回波序列的多个回 波分成前部回波和后部回波并/人前部回波产生第 一影象(PROTON加 权影像)和从后部回波产生第二影像(T2加权影像)。

为了减少周期时间,随着其持续时间的减小,分解回波列方法的 脉冲序列在其波形上具有纟艮大的编码梯度曲线幅度。

相同的技术被用于常规的高速自旋回波(SE)方法,即,为了减 少周期时间,它具有包含大幅度和短周期的的编码梯度曲线。

然而,随着梯度曲线幅度的加大,在梯度线圈周围的导体中出现 的涡流增加并且其持续时间减少。涡流影响回波中相移的增加,并且 该相移在影像的相位轴方向上产生重象,即,产生赝象。

减少这种重象的技术在由R.Scott Hinks等人在Proc.SMR, p.634, 1995中公开提出,其中,预扫描数据被采样,且在预扫描中不 施加编码梯度曲线,对采样数据进行沿K空间频率轴的一维富里埃变 换,因此而得到相位数据,并且根据影像主扫描的相位数据修正读取

梯度曲线的偏差相位和反相脉冲P。

相位修正过程的方法是由Xin Wan, Dennis L. Parker,等人在 Mag.Reso. in Med., pp.632-638, 1995,中公开提出的,其中,在影像 主扫描之后,在不施加编码梯度曲线情况下,修正数据被采样,并且 根据在影像调整计算中的修正数据来完成相位修正。

6基于永久磁的MRI装置也含有上述由涡流产生相移的问题,以 及由剩磁产生相移的问题。特别是,例如随着脉冲幅度的增加,在磁 整流板上产生的剩磁增加并且显著地影响相移。

然而,在前面所述先有技术中,在没有施加编码梯度曲线的情况 下对修正数据进行采样,修正数据不包括剩磁的影响,因此,这些方 法不能修正由于剩磁的影响所产生的相移。

本发明的第一个目的是提供一种测量相移的方法,该方法用来测 量由归因于以前的编码梯度的涡流和剩磁的影响等所产生的回波相移。

本发明的第二个目的是提供一种相移修正的方法,该方法是为了 〃修正回波相移来防止由涡流和归因于以前的编码梯度的剩磁等的影响 所引起的影像品质变坏。

本发明的第三个目的是提供一种MRI装置,该装置用来实现上述

相移测量方法和相移^參正方法。

在第一方面,本发明属于一种相移测量方法,该方法包括以下步

骤:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线; 在读取轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线; 一次或 多次地重复这些操作;接着发射反相脉冲;在相位轴上施加相差梯度 曲线,并且在相位轴上施加读出梯度曲线时,对回波进行数据采样; 以及根据对该采样数据进行一维富里埃变换所得到的相位数据,来计 算由编码梯度曲线影响所产生的相移。

笫 一方面的相移测量方法在相位轴上施加相差梯度曲线和读出 梯度曲线而不施加读梯度曲线时,从回波中采样数据。被采样的数据 排列在K空间沿相位轴的轨迹上,并且根据对该采样数据进行一维富 里埃变换所得到的相位数据可以精确地知道一阶相移(沿K空间的相 位轴显示相移值的一阶变量的相移成分)。因此,通过这种方法进行 数据采样,然后应用编码梯度曲线,读梯度曲线和回绕梯度曲线,有 可能精确地测量由涡流和归因于编码梯度的剩^t等的影响所产生的相移。

第 一变型方面,它是从第 一方面的相移测量方法中派生出来的, 包括通过施加极性相反的相差梯度曲线和读出梯度曲线来对数据进行 采样的步骤,和根据对该采样数据进行一维富里埃变换所得到的相位 数据和在极性反转之前所得到的相位数据,来计算由于编码梯度曲线 影响所产生的相移。

相移梯度曲线也将产生涡流,因此,测量结果可能与主扫描的 测量结果不一致,除非消除相移梯度曲线的影响。相移梯度曲线所产 生的涡流作用在同一方向上,与一阶相移的相差梯度曲线的极性无 关,而当相差梯度曲线的极性反向时,以前的编码梯度曲线等所产生 的相移将在相反的方向上起作用。因此,通过对相差梯形脉冲的极性 反向和不反向情况下的数据进行樣i分处理,可以消除由于相差梯度曲 线极性所引起的涡流的影响,并且可以精确地测量归因于以前的编码

梯度曲线等的相移。

在第二个方面,本发明属于一种相移测量方法,该方法包括以下

步骤:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线; 在读又轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线的步骤; 一次或多次地重复这些操作;接着发射反相脉冲;在相位轴上施加相 差梯度曲线;当在相位轴上施加读出梯度曲线时对回波进行第 一数据 采样;在相位轴上施加重定相(rephaser)梯度曲线;接着发射反向脉冲, 在相位轴上施加相差梯度曲线;当在相位轴上施加读出梯度曲线时对 另一回波进行第二数据采样;以及根据对第一采样数据进行一维富里 埃变换所得到的相位数据和对第二采样数据进行一维富里埃变换所得 到的相位数据,来计算由于编码梯度曲线影响所产生的相移。

即使编码梯度曲线为"0",相移不为"0",并且存在偏差相移 成分。对于笫一和第二数据偏差相移成分方向相同,而由于在对笫一 和第二数据进行采样之间发射反向脉冲,所以,以臆的编码梯度曲线 等引起的相移在第一和第二数据之间具有相反的方向。因此,通过对

8笫一和第二数据进行孩i分处理,可以消除偏差相移成分,并且可以精确地测量归因于以前的编码梯度曲线之前的相移。

第二变型,它是从笫二方面的相移测量方法中派生出来的,包括以下步骤:在其极性反赂的情况下通过施加相差梯度曲线,读出梯度

曲线和重定相(rephaser)梯度曲线,来对第一和第二数据进行采样;以及根据对该采样数据进行一维富里埃变换所得到的相位数据和在极性反转之前所得到的相位数据,来计算由于编码梯度曲线影响所产生的相移。

相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线也将产生涡流,因此,测量结杲可能与主扫描的测量结果不一致,除非消除相差梯度曲线的影响。相差梯度曲线和重定相梯形脉冲所产生的涡流作用在同 一方向上,与一阶相移的相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线的极性无关,而当相差梯度曲线的极性反向时,在编码梯度曲线之前所产生的相移等将作用在相反的方向上。因此,通过对相差梯形脉冲和重定相梯形脉冲的极性反向和不反向情况下的数据进行^:分处理,可以消除由于相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线极性所引起的涡流的影响,并且可以精确地测量归因于以前的编码梯度曲线等的相移。

笫三变型,它是从第一方面到第二变型的相移测量方法中派生出来的,包括为了消除激励回波而在限幅轴上施加crusher梯度曲线的步骤。

企图利用激励回波在回波上的重叠来进行相移测量,但是它不能够达到精确地测量相移的目的。因此,在限幅轴上应用crusher梯度曲线以消除激励回波,使其能够精确地测量相移。

在第三个方面,本发明属于相移测量的方法,该方法包括以下步骤:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线;在读轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线; 一次或多次地重复这些操作;接着发射反相脉冲;当在读轴上施加读梯度曲线而未在相位轴上施加梯度曲线时,对回波进行数据采样;以及才艮据对釆样数据进行一维富里埃变换所得到的相位数据,来计算由于编码梯度曲线影响所产生的零阶相移。

虽然第一方面到第三变型相移测量方法可以测量零阶相移,但是相差梯度曲线和读出梯度曲线可能会影响零阶相移。第三方面的相移测量方法在相位轴上不施加梯度曲线,因此可以精确地计算零阶相移。

在第四个方面,本发明属于相移测量方法,该方法包括以下步

骤:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线;在读轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线; 一次或多次地重复这些操作;接着发射反相脉沖;当在读轴上施加读梯度曲线而不在相位轴上施加梯度曲线时,对回波进行第一数据采样;接着发射反相脉冲,当在读轴上施加读梯度曲线,而不在相位轴上施加梯度曲线时,对回波进行第二数据采样;以及根据对第一采样数据进行一维富里埃变换所得到的相位数据和根据对第二采样数据进行一维富里埃变换所得到的相位数据,来计算由于编码梯度曲线影响所产生的零阶相移。

即使编码梯度曲线为"0",零阶相移也不为"0",并且存在偏差相移成分。偏差相移成分与笫一和第二数据方向相同,而由于在笫一和第二数据采样之间发射反向脉沖,所以,归因于以前编码梯度曲

线等的相移在第一和第二数据之间具有相反的方向。因此,通过对笫一和第二数据进行樣i分处理,可以消除偏差相移成分,并且可以精确

地测量归因于以前编码梯度曲线等的相移。尽管第一变型可以测量零阶相移,但相差梯度曲线和读出梯度曲线可能会影响零阶相移。第四方面的相移测量方法在相位轴上不施加梯度曲线,因此可以精确地计

算零阶相移。

在笫五个方面,本发明属于被归类为分解回波序列方法的相移修正的方法,它包括以下步骤:发射激励脉冲;发射第j个反相脉冲;在相位轴上施加第j个编码梯度曲线;当在读轴上施加读梯度曲线时对第j个回波进行数据采样;在相位轴上施加第j个回绕梯度曲线,对fj = l, 2,…N,重复这些操作;根据前部回波的采样数据产生第一

影像;以及根据后部回波的采样数据产生第二影像,其中为了修正由

于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的一阶相移,补偿脉冲被加到最后的前部回波之前的编码梯度曲线上,或将补偿脉冲加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上,或在最后的前部回波之后的回绕梯度曲线中插入补偿脉冲,或将补偿脉冲加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的 一点或两点上。

第五方面的相移修正方法将补偿脉冲加在前部的最后的编码梯度曲线或回绕梯度曲线上,它可以防止由前部编码梯度曲线等所引起的相差成分产生相对于后部回波的大的相移。因此,这种方法可以防止笫二影像品质变坏。

笫四变型是从第五方面的相移修正方法中派生出来的,它包括根据从第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法所测量的相移值确定补偿脉冲的修正值的步骤。

笫四变型的相移修正方法根据从第 一 方面到第三变型的任何一种相移测量方法所测量的相移值确定修正值,它可以精确地防止由于前部编码梯度曲线等所引起的相移成分产生相对于后部回波的大的相移。因此,这种方法可以适当地防止第二影像品质变坏。

笫五变型是从第四变型的相移修正方法中派生出来的,它包括

以下步骤:将具有不同类型极性图案的前部编码梯度曲线分成分开的组;确定代表各分组的一个或多个编码梯度曲线的修正值,其方法是:^f艮据第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法测量相移值;以及根据对同组的所确定的修正值的计算或根据所确定的修正值的完整应用,确定不是所述各组的编码梯度曲线的修正值。

如果前部编码梯度曲线具有不同类型的极性图案,则最终结果的涡流和剩磁将变化并且受其影响而产生的相移也将变化。因此,第五变型的相移修正方法通过第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法,来逐个测量具有不同极性图案的前部编码梯度曲线的相移值,而对于具有相同极性图案的前部编码梯度曲线,它通过测量结果或使用全部结果来计算(例如,比例计算)相移值。因此,这种方法能够平衡预扫描时间的减少和修正的精确度。

在第六方面,本发明属于被归类为分解回波序列方法的相移修正

方法,它包括以下步骤:发射激励脉冲;发射第j个反相脉沖;在相位轴上施加第j个编码梯度曲线;当在读轴上施加读梯度曲线时对第j个回波进行数据采样;在相位轴上施加第j个回绕梯度曲线;对于」=1, 2,…N,重复这些操作;根据前部回波的采样数据产生第一影像;根据后部回波的采样数据产生第二影像;其中,为了修正由于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的零阶相移,而为后部反相脉冲或为回波检测脉冲,或同时为两者提供偏差脉沖。

第六方面的相移修正方法发射具有偏差相位的后部反相脉冲,或者在接收到的回波的相位检测时提供偏差相位,或者同时执行上述两者,并且它可以防止后部回波产生零阶相移。因此,这种方法可以防止第二影像的品质变坏。

第六变型是从第六方面的相移修正方法中派生出来的,它包括根据笫三方面或第四方面的相移测量方法所测量的零阶相移来确定偏差相位的步骤。

第六变型的相移修正方法根据第三方面或第四方面的相移测量方法所精确测量到的相移值,来确定偏差相位,并且它可以精确地防止后部回波产生零阶相移。因此,这种方法可以适当地防止第二影像

品质变坏。

第七变型是从第六变型的相移修正方法中派生出来的,它包括以下步骤:将具有不同类型极性图案的前部编码梯度曲线分成分开的组;通过根据第三方面或第四方面的相移测量方法测量相移值来确定一个或多个代表各组的编码梯度曲线的偏差相位;以及根据对同组的所确定的偏差相位的计算或根据所确定的偏差相应的完整应用,确定不是所述各组的编码梯度曲线的偏差相位。

如果前部编码梯度曲线具有不同类型的极性图案,则最终结果的涡流和剩磁将变化并且受其影响所产生的零阶相移也将变化。因此,第七变型的相移修正方法通过第三方面或第四方面的相移测量方法,来逐个测量具有不同极性图案的前部编码梯度曲线的零阶相移值,而对于具有相同极性图案类型的前部编码梯度曲线,它通过测量结果或使用完整结果来计算(例如,比例计算)相移值。因此,这种方法可以平衡预扫描时间的减少和修正的精确度。

在第七方面,本发明属于被归类为分解回波序列方法的相移修正

方法,它包括以下步骤:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线;当在读轴上施加读梯度曲线时对回波数据进行采样;在相位轴上施加回绕梯度曲线;这些操作被重复多次;以及根据采样数据产生影像;其中,为了修正由于前面编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的一阶相移,在每一编码梯度曲线中插入补偿脉冲,或将补偿脉冲加到紧接在每一编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上,或在每一回绕梯度曲线中插入补偿脉冲,或将补偿脉冲加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的 一点或两点上。

第七方面的相移修正方法在每 一 编码梯度曲线或回绕梯度曲线上插入补偿脉冲,它可以防止由于前部编码梯度曲线等所引起的相差成分在连续回波中产生相移。因此,这种方法可以防止第二影像品质变坏。

笫八变型是从第七方面的相移修正方法中派生出来的,它包括根据用第一方面或第一变型的相移测量方法所测量到的相移来确定补偿脉冲的修正值的步骤。

第八变型的相移测量方法根据第一方面或笫一变型的相移测量方法所精确测量的相移值来确定修正值,它可以精确地防止相移。因此,这种方法可以适当地防止影像品质变坏。

笫九变型是从第八变型的相移修正方法中派生出来的,它包括以下步骤:将具有不同类型的极性图案的编码梯度曲线分成分开的组;

通过根据第 一方面或第 一 变型的相移测量方法测量相移值来确定一个

或多个代表各组的编码梯度曲线的修正值;以及根据对同组所确定的修正值的计算或根据所确定的修正值的完整应用,确定不是所述各组的编码梯度曲线的修正值。

如果编码梯度曲线具有不同类型的极性图案,则最终结果的涡流和剩磁将变化并且由其影响所产生的相移也将变化。因此,第九变型的相移修正方法通过第一方面或第一变型的相移测量方法,来逐个测量具有不同极性图案类型的编码梯度曲线的相移值,而对于具有相同极性图案类型的编码梯度曲线,它根据测量结果或使用完整的结果来计算(例如,比例计算)相移值。因此,这种方法可以在预扫描时间

减少和修正的精确度之间取得平衡。

第十方面是从第八方面或第九变型中派生出来的,它包括以下步骤:在相位轴上施加相差梯度曲线,而不是施加用来成像的高速自旋回波法的脉冲序列的第二读梯度曲线;当在相位轴上施加读梯度曲线时,对回波数据进行采样;以及根据该数据确定第二回波的补偿脉冲,对笫三和后续回波重复这些操作,以对所有回波确定其补偿脉冲。

第十变型的相移修正方法使用至少不同于成像的主扫描脉冲序列的预扫描的脉冲序列,来逐个确定每一回波的补偿脉冲,虽然这将需要更长的预扫描时间,但这种方法提高了修正的精度

在第八方面,本发明属于一种MRI装置,它包括:RF脉冲发射装置;梯度磁场施加装置;核磁共振(NMR)信号接收装置;和相移修正值确定装置;所述相移修正值确定装置的操作步骤包括:发射激励脉冲;发射反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线;在读轴上施加读梯度曲线;以及在相位轴上施加回绕梯度曲线, 一次或多次地执行这些4乘作;接着发射反相脉冲;在相位轴上施加相差梯度曲线;接收NMR信号;在相位轴上施加读出梯度曲线时,进行数据采样;对采样数据进行一维富里埃变换;以及根据结果相位数据,确定由编码梯度的影响所产生的用来修正相移的修正值,同时,把用来根据确定 的修正值修正一阶相移的补偿脉冲加在成像脉冲序列的编码梯度曲线 中,或加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上,或加在 回绕梯度曲线中,或加到紧接着回绕梯度曲线之前和之后的 一点或两 点上。

第八方面的MRI装置可以正确地实现上述第一方面至第三变型

的相移测量方法。它也可以正确地实现上述第五方面至第五变型,以 及上述第七方面至第十变型的相移修正方法。因此,这种装置可以产 生没有由相移产生的膺像的影像。

在第九方面,本发明属于一种MRI装置,它包括:RF脉冲发射 装置;梯度》兹场施加装置;NMR信号接收装置;和相移修正值确定装 置;所述相移修正值确定装置的操作步骤包括:发射激励脉冲;发射 反相脉冲;在相位轴上施加编码梯度曲线;在读轴上施加读梯度曲线 并且在相位轴上施加回绕梯度曲线; 一次或多次地执行这些操作;以 及接着发射反相脉冲;当在读轴上施加读梯度曲线;而在相位轴上没 有施加梯度曲线时,对回波进行数据采样;以及根据由采样数据的一 维富里埃变换产生的相位数据,确定由编码梯度曲线影响所产生的修 正零阶相移的的纟多正值,同时,为反相脉冲,或为回波检测相位,或 同时为二者提供根据被确定的修正值修正零阶相移的偏差相位。

笫九方面的MRI装置可以正确地实现上述第三或第四方面的相 移测量方法。它也可以正确地实现上述第六方面至第七变型的相移修 正方法。因此,这种装置可以产生没有由相移产生的膺像的影像。

在十方面,本发明属于一种MRI装置,它包括:RF脉冲发射装 置;梯度^t场施加装置;NMR信号接收装置;和相移修正值确定装置; 所述相移修正值确定装置的操作步骤包括:发射激励脉冲;发射第一 反相脉冲;当在读轴上施加读梯度曲线而在相位轴上没有施加梯度曲 线时,对笫一回波进行数据采样;以及根据由采样数据的一维富里埃 变换产生的相位数据,计算第一零阶项())0;发射激励脉冲;发射第一反相脉沖;在相位轴上施加编码梯度曲线;在读轴上施加读梯度曲线 并且在相位轴上施加回绕梯度曲线;接着发射笫二反相脉冲,当在读 轴上施加读梯度曲线而在相位轴上没有施加梯度曲线时,对第二回波 进行数据采样;以及根据由采样数据的 一维富里埃变换产生的相位数

据,计算第二零阶项(J)1;并且根据第一零阶项小O和第二零阶项(()l,确

定用来修正由编码梯度曲线的影响所产生的零阶相移的修正值,同 时,为第二反相脉冲之后为反相脉冲,或为回波检测相位,或同时为 二者提供用来根据已确定的修正值修正零阶相移的偏差相位。

与第十方面相等效的是可以根据对第二回波的采样数据,而不是 第 一 回波的采样数据的 一 维富里埃变换的结果相位数据,来计算笫一 零阶项小O。

附加的相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线也将产生涡 流,因此,测量结果可能与主扫描的测量结果不一致,除非它们的影 响被消除。于是,第十方面的MRI装置完全省去了相差梯度曲线和重 定相(rephaser)梯度曲线的使用,该装置摆脱了由相差梯度曲线和重定 相(rephaser)梯度曲线所产生的涡流的影响,并且它可以测量归因于先 前编码梯度的相移。因此,该装置可以产生没有由相移产生的膺像的 影像。

本发明的相移测量方法可以精确地测量由于编码梯度曲线所引 起的涡流和剩磁的影响所产生的 一阶和零阶相移。

本发明的相移测量方法可以精确地修正由于编码梯度曲线所引 起的涡流和剩磁等的影响所产生的一阶和零阶相移。从而产生良好的 影像。

本发明的MRI装置可以正确地实现这些相移测量方法和相移修 正方法。

通过以下结合附图所做的描述,本发明的其它特征和优点将显而 易见。

16图1是显示根据本发明实施例的MRI装置的方框图

图2和图3是一系列根据第一实施例确定相移修正值过程的流程

图;

图4显示基于第一实施例的预扫描脉沖序列的例子;

图5是用来说明图4的脉冲序列的K空间轨迹的筒图;

图6显示从图4的脉冲序列中所派生出来的其相位轴投影脉沖被

反相的脉冲序列的例子;

图7显示基于笫一实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子; 图8显示从图7的脉冲序列中所派生出来的其相位轴投影脉沖被

反相的脉冲序列的例子;

图9用来说明中央图像排序的段与回波之间的关系;

图10用来说明后续图像排序的段与回波之间的关系;

图11显示将补偿脉沖加在最后一个前部回绕梯度曲线末端的分

裂回波序列方法的脉冲序列的例子;

图12显示将补偿脉冲加在最后一个前部回绕梯度曲线前端的分

裂回波序列方法的"永冲序列的例子;

图13显示在最后的前部回绕梯度曲线中插入补偿脉冲的分裂回

波序列方法的脉冲序列的例子;

图14显示在最后的前部编码梯度曲线中插入补偿脉冲的分裂回

波序列方法的脉沖序列的例子;

图15说明补偿脉冲的修正效果;

图16说明采用给反相脉冲提供偏差相位的方法的修正效果; 图17说明采用给反相脉冲和检测相位提供偏差相位的方法的修 正效果;

图18和图19是说明根据笫三实施例的零阶相移修正值确定过程 的一系列流程图

图20是根据笫三实施例的预扫描脉冲序列的例子;

图21是根据第三实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子;图22和图23是说明根据第四实施例的相移修正值确定过程的一 系列流程图;

图24显示#^居第四实施例的预扫描脉冲序列的一个例子;

图25显示从图24的脉冲序列中所派生出来的,其相位轴投影脉

冲被反相的脉冲序列的例子;

图26显示#_据第四实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子;

图"显示根据第四实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子;

图28是用来说明段与回波之间关系的简图;

图29是另外一个用来说明段与回波之间关系的简图;

图30显示在每一回绕梯度曲线末端加入补偿脉冲的高速SE方

法的脉冲序列的例子;

图31显示根据笫六实施例的相移修正值的确定过程的流程图;

图32显示根据第六实施例的预扫描脉冲序列的例子;

图33显示根据第七实施例的相移修正值的确定过程的流程图;

图34显示根据第六实施例的预扫描脉冲序列的例子;

图35显示另外一个根据第六实施例的预扫描脉冲序列的例子;

图36用来说明根据第六实施例的修正值计算原理;

图1是为本发明第一至第九实施例所共有的MRI装置的方框图。 该MRI装置100包括磁组件1,该组件具有放置主体的空间 (孔)。在该孔周围放置有:永久磁铁lp,该》兹铁在主体施加恒定的 主i兹场;沿限幅轴,相位轴和读轴产生梯度》兹场的梯度场线圈lg;发 射线圈lt,该线圈发射感应主体内部核自旋的RF脉冲;以及接收线圈 lr,该线圈接收来自主体的NMR信号。梯度场线圈lg,发射线圈lt, 和接收线圈lr分别与梯度磁场驱动电路3, RF功率放大器4,和前置 放大器5连接。

顺序存储电路8按照计算机7的命令,根据存储的脉冲序列来操 作梯度磁场驱动电路3,使得磁组件1的梯度场线圏lg产生梯度磁场,并且操作调制电路9,使得RF振荡电路10的载波输出信号被调制 成为具有上述时序和上述包络的脉冲信号。该脉冲信号被RF功率放 大器4放大,并随后被送入磁组件1的发射线圈It,使得有选择地将 主体的一个预期的限幅区域激励。

前置放大器5将由磁组件1的接收线圈所检测到的主体NMR信 号放大。将接收的RF振荡器10的载波输出信号作为参考信号的相位 检测器12对被前置放大器5所放大的NMR信号进行相位检测。A/d 转换器11将来自前置放大器5的相位检测后的模拟信号转换成为数字 信号(数据)。

计算机7从A/D转换器11中读取数据并对数据进行影像重排计 算,从而产生预期限幅区域的影像,并且该影像被显示在显示器6上。 计算机7也为含有与操作终端13进行信息交流的装置的总控制服务。

实施例1

笫一实施例旨在根据分裂回波序列法修正一阶和零阶相移。

在分离回波序列法中,用来产生第 一影像的前部编码梯度曲线gy 所产生的相差成分被加到后部的回波采样时间上(施加读梯度曲线 gxw的周期),造成相对于后部回波的大的相移。这种相移被称为"一 阶相移",其值在K空间的相位轴上具有一阶变量。

梯度磁场包含由于RF屏蔽形式,线圈等布局失配所造成的零阶 项。尽管该梯度场的零阶项是一个独立于位置的不变的成分,但它最 终与涡流一样具有指数下降的时间特性,并且它将引起相移。这个相 移被成为"零阶相移"。

图2和图3显示了相移修正值的确定过程的流程图,该过程根据 分离回波序列法,确定修正一阶和零阶相移的修正值。

步骤Sl为在如图4,图6,图7和图8所示的预扫描脉冲序列中 的补偿脉冲gypli的幅度a一设定一个适当的初始值。后缀字母"i"

代表重复数,如何选择i值将在后面进行解释。步骤S2在具有正极性的编码梯度曲线gy的情况下,利用如图4 所示的预扫描脉冲序列,或者在具有负极性的编码梯度曲线gy的情况 下,利用如图7所示的预扫描脉冲序列对后部回波echo'l和echo'2进 行数据采样。

如图4和图7所示的预扫描脉冲序列中,在开始处施加激励脉冲 R和限幅梯度曲线ss。接着,施加第一反相脉冲Pl和前部限幅梯度曲 线ss。然后,在相位轴上施加编码梯度曲线gyli。接着,施加读梯度 曲线gxw。然后,在相位轴上施加具有等时间积分值并且与编码梯度 曲线gyli极性相反的回绕梯度曲线gyrli。

图4所示是回波序列数目N等于4的情况,并且对于该数目N大 于4的情况,从反相脉冲P的发射到施加回绕梯度曲线gyr的操作要 被重复N/2-l次。

然后,施加最近的反相脉冲P2和前部限幅梯度曲线ss,并在相 位轴上施加编码梯度曲线gy2i。接着,在读梯度曲线rephase上施加读 梯度曲线gxw的前半部读梯度曲线gxr。之后,读梯度曲线保持为"0"。 然后,在相位轴上施加具有等时间积分值并且与编码梯度曲线gy2i极 性相反的回绕梯度曲线gyr2i。

施加一般的读梯度曲线gxw而不是施加读梯度曲线gxr是与上述 脉冲序列等价的,然后,如图4中的虛线所示,在读轴上施加回绕梯 度曲线gxr',该梯度曲线是读梯度曲线gxw面积的 一半。

接着,在相位轴上施加与编码梯度曲线gy极性相反的补偿脉冲 gypli。

然后,施加第一后部反相脉冲P,l和限幅梯度曲线ss,同时施加 用来消除附加在前面和后面的激励回波的crusher梯度曲线gzi和 gzri 。其次,施加与回绕梯度曲线gyr2i相同的相差梯度曲线gywdli。 接着,在相位轴上施加读出梯度曲线gywli时,从echo, 1中接收NMR 信号,然后在相位轴上施加与相差梯度曲线gywdli相同的重定相 (rephaser)梯度曲线gywrli。

20图5显示从最近前部编码梯度曲线gy2i直到图4脉沖序列的读出 梯度曲线gywli期间,K空间KSP的轨迹。对echo' 1数据的采样中, 只有Ky轴上的NMR信号成分被接收。在这种情况下,相差梯度曲线 gywdli,读出梯度曲线gywli和重定相(rephaser)梯度曲线gywrli被称为 "相位轴投影(Y投影)脉冲Ypgli"。

接着,施加第二反相脉沖P,2和后部限幅梯度曲线ss。接着,在 相位轴上施加与Ypgli相同的相位轴投影脉冲Ypg2i的同时,从echo'2 中接收NMR信号。最后,为了破坏横向磁化,施加消除梯度曲线Kil。

图4和图7中的Til和i;i2表示在读出梯度曲线gyw中心和echo' 中心之间的时移,并且这些时移Til和Ti2代表涡流和归因于编码梯度 曲线gyli和gy2i的剩磁的影响。通过采样数据一维富里埃变换结果中 的相位的一次项可以精确地计算时移Til和ii2,因此,可以精确地了解 涡流和由于编码梯度曲线gyli和gy2i的剩/磁的影响。

返回图3,步骤S3对echo,l和echo'2的采样数据进行一维富里 埃变换,并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线 拟合,从而计算一阶项dil和di2以及零阶项B0il和B0i2。

步骤S4通过下列公式计算一阶相移值(()i+:

(j)i十=((dil-di2)/2〉X鄉x 10 V ( y x fov) (1)

其中(dil-di2)/2是为了消除即使当编码梯度曲线gy为"0"时也将出 现的偏差相移成分所做的处理,X^是echo'采样点的数目,y是旋磁 比,fov是单位为厘米的被测图像场的大小。

步骤S5通过下列公式计算零阶相移值ABOi+: AB0i+= (B0il掘2) /2

这是为了消除即使当编码梯度曲线gy为"0"时也将出现的偏差 相移成分所做的处理。

进到图3,步骤S6在编码梯度曲线gy具有正极性的情况下利用 如图6所示的预扫描脉冲序列或利用如图8所示的预扫描脉冲序列在 编码梯度曲线具有负极性的情况下,对后部echo'l和echo'2进行数据采样。

如图6和图8所示的预扫描脉冲序列是从如图4和图7所示的脉 冲序列中派生出来的,只是它们的相位轴投影脉冲Ypg具有相反的极 性。

返回到图3,步骤S7对从echo'l和echo'2采样的数据进行一维 富里埃变换,并且^4居最小二乘法或类似的方法对结果相位数据进行 曲线拟合,从而计算一阶项dil和di2以及零阶项B0il和B0i2。 步骤S8通过下列公式计算一阶相移值())i-: 小i- = ( ( dil-di2)/2}Xres x 10 V (Y x fov) 其中(dil-di2)/2是为了消除即使当编码梯度曲线gy为"0"时也将出 现的偏差相移成分所做的处理,X,.w.是echo'采样点的数目,y是旋磁 比,fov是被测图像场的大小。

步骤S9通过下列公式计算零阶相移值ABOi-: AB0i-= (B0il掘2) /2

这是为了消除即使当编码梯度曲线gy为"0"时也将出现的偏差 相移成分所做的处理。

步骤S10通过下列公式计算一阶相移值(j)i: = { (<()i+ )-(小i -) }/2 这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处 理。由极性相反的两个相位轴投影脉冲Ypg所引起的涡流作用在一阶 相移值的相反方向上,并可以通过将一阶相移值())i+和(l)i-的差值除以2 来消除该涡流的影响。

步骤Sll通过下列公式计算零阶相移值ABOi:

細i = ( ( AB0i+ )-(細i-) } /2 这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处理。

步骤S12通过下列公式修正补偿脉冲gypli的幅度a一.: new—a一, = (l+(|)i/gypliarea) old_aft ,.…(2)这里new—a-是被修正的幅度,old—a一,.是即时幅度,gypliarea是即

时补偿脉沖gypli (可与相差值比较的)的面积。

步骤S13将上述步骤S2到S12重复预定的次数。 步骤S14对于所有的值或对于主扫描影^象的重复数目i的适当的 值重复上述步骤Sl到S12。

如果对全部的值i重复了上述步骤Sl至S13,则可以确定对于多 个编码梯度曲线最佳的补偿脉沖gypli,以换取更长的预扫描时间。

否则,如果在寿交短的预扫描时间内对某些值i重复步骤Sl至S13, 则必须根据特殊值i的gypli通过插值法计算剩余值i的补偿脉冲 gypli,或者用最接近的特殊值i来替代。

通过对梯度曲线进行分组选择适当的i值,使得那些相同极性的 前部编码梯度曲线gy加入到一个或多个组中,而那些不同极性的前部 编码梯度曲线gy至少被加入到分开的组中,并且相对于每一组中的平 均编码梯度曲线选4奪i值。

图9和图10解释K空间KSP的分段的方法。图9所示是一种被 称为"中央图像排序centric view ordering"的方法,其中通过提供正 向编码梯度曲线gyl和gy2,段数据Sgpl是对echol和echo'l的采样, 并且段数据Sgp2是对echo2和echo,2的采样。同样地,通过提供负向 编码梯度曲线gyl和gy2,段数据Sgnl是echol和echo'l的采样,并 且段数据Sgn2是对echo2和echo'2的采样。这种方法具有两种极性的 编码梯度曲线。

图IO所示是另外一种方法被称为"后续图像排序"("sequental view ordering"),其中,通过分别^是供正向编码梯度曲线gyl和负向 编码梯度曲线gy2,采样数据Sgpl是对echol和echo'l的采样,并且 段数据Sgn2是对echo2和echo'2的采样。同样地,通过分别提供负向 编码梯度曲线gyl和正向编码梯度曲线gy2,段数据Sgnl是echol和 echo,1的采样,并且段数据Sgp2是对echo2和echo'2的采样。这种方 法也具有两种极性的编码梯度曲线。在图9中的中央图像排序N二4的情况下,不同极性的编码梯度曲

线gy至少被分开编组,并且代表这些组的i值的修正值被确定。最好

是每一种极性的编码梯度曲线被分成两个或更多个组,并且代表这些

组的i值的修正值被确定。

在图10中的后续图像排序N-4的情况下,具有正编码梯度曲线 gyl和负编码梯度曲线gy2的图案,以及具有负编码梯度曲线gyl和正 编码梯度曲线gy2的图案至少被分开编组,并且代表这些组的i值的 修正值被确定。最好是每一种图案被分成两个或更多个组,并且代表 这些组的i值的1务正值;故确定。

图11显示形成第一和第二影〗象的主扫描的脉冲序列的第一个例子。

这种脉冲序列是将上述相移修正值确定过程所确定补偿脉冲 gypli加到分离回波序列法的脉冲序列最后的前部回绕梯度曲线gyr2i 的末端,用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P"来修 正零阶相移,该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算 得到的零阶相移修正值AB0i相比较。

图12显示形成第一和第二影像的主扫描的脉冲序列的第二个例子。

这种脉沖序列是将上述相移修正值确定过程所确定的补偿脉冲 gypli加到分离回波序列法的脉冲序列最后的前部回绕梯度曲线gyr2i 的前端使得gypli和读梯度曲线gxw不重叠,用来修正一阶相移。发射 与偏差相位相同的反相脉冲P"来修正零阶相移,该偏差相位在大小上 可与通过相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值AB0i相比 较。

图11的笫一个例子和和图12的笫二个例子可以被结合,即将补 偿脉冲gypli加到回绕梯度曲线gyr2i的前端和末端。

图13显示形成第一和笫二影像的主扫描的脉冲序列的第三个例子。这种脉沖序列是将上述相移修正值确定过程所确定补偿脉冲

gypli加在分离回波序列法的脉冲序列最后的前部回绕梯度曲线gyr2i 上,用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P"来修正零 阶相移,该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算得到 的零阶相移修正值ABOi相比较。

图14显示形成笫一和第二影像的主扫描的脉冲序列的第四个例子。

这种脉冲序列是将上述相移修正值确定过程所确定的补偿脉冲 gypli加在分离回波序列法的脉冲序列的最后前部回绕梯度曲线gy2i 上,用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P"来修正零 阶相移,该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算得到 的零阶相移修正值ABOi相比较。

另外,通过将在大小上与零阶相移值ABOi可比的偏差相位复制到 相位检测器12的检测相位上,可以修正零阶相移,而不是发射与ABOi 可比,与偏差相位相同的反相脉沖P"来修正零阶相移。

另夕卜,通过将在大小上与零阶相移值ABOi可比的偏差相位复制到 相位4企测器12的^^测相位上,并另外发射与偏差相位相同的反相脉 沖,可以修正零阶相移。

图15解释一阶相移修正的效果。通过选择与图9中所示Sgpl, Sgp2,和Sgnl, Sgn2段的中心相对应,因此在每一段的中心一阶相移 为"0"并在其它点保持其状态的i值来确定补偿脉冲。

图16和图17解释零阶相移修正的效果。图16是通过只发射与偏 差相位相同的反相脉冲来修正的情况,图17是将偏差相位复制到相位 检测器12的检测相位上,另外发射与偏差相位相同的反相脉冲的情 况。非零的零阶相移是允许的,只要它在图像中基本上相同。

4吏用这种方法中可以避免由于涡流和由于前部编;梯度曲线gy 的剩磁的影响所引起的第二影像品质变坏。实施例2

与第一实施例相反,第二实施例使用两个相位轴投影脉冲Ypgli 和Ypg^并且计算所荻得的相移值的差,单一相位轴投影脉冲Ypgli 用来消除即使当编码梯度曲线gy为"0"时也将出现的偏差相移成分。 在笫二实施例的情况下,通过对从两个极性的相位轴投影脉冲Ypgli 中所得到的相移值的差值计算处理来消除偏差相移成分。

通过利用被设置成为"0"的编码梯度曲线测量一阶项diO,并且 从相移值中减去其值,也可以消除偏差相移成分。

实施例3

第三实施例旨在不使用相位轴投影脉冲Ypg来确定零阶相移修正值。

可以通过其本身的零阶相移来产生如图4和图6, 7, 8所示的预 扫描脉冲序列的相位轴投影脉沖Ypg(尤其是相差梯度曲线gywd和重 定相(rephaser)梯度曲线gywr)。因此,在确定零阶相移修正值时,不 需要使用相位轴投影脉冲Ypg。

图18和图19显示零阶相移修正值的确定过程的流程图。

步骤Ql根据如图20所示的预扫描脉冲序列对echo,l和echo'2 的数据进行采样。图20所示的预扫描脉冲序列是从通常的分离回波序 列法的预扫描脉冲序列中派生出来的,其中,发射具有再现的偏差相 位的正向前部编码梯度曲线gy和反相脉冲P",相应地,取消其后部 编-马梯度曲线gy'。

步骤Q2对echo,l和echo'2的采样数据进行一维富里埃变换,并

且^^艮据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合,从而 计算零阶项B0il和B0i2。

步骤Q3通过下列公式计算零阶相移值ABOi+: ABOi+= (B0il-B0i2) /2

该公式是为了消除即使当编码梯度曲线gy为"o"时也将出现的偏差相移成分所做的处理。

步骤Q4为后部反相脉沖P"的偏差相位设置ABOi十。 步骤Q5将上述步骤Ql至步骤Q4重复预定的次数。 图19中的步骤Q6根据如图21所示的预扫描脉冲序列,对后部

echo,l和echo,2数据进行采样。

图21所示的预扫描脉冲序列是从常规的分离回波序列法的预扫

描脉冲序列中派生出来的,其中,发射具有再现的偏差相位的负向前

部编码梯度曲线gy和反相脉冲P",相应地,取消其后部编码梯度曲

线gy,。

步骤Q7对echo'l和echo'2的釆样数据进行一维富里埃变换,并

且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合,从而

计算零阶项B0il和B0i2。

步骤Q8通过下列公式计算零阶相移值ABOi-:

AB0i-= (B0il画B0i2) /2 该公式是为了消除即使当编码梯度曲线gy为"0"时也将出现的

偏差相移成分所^:的处理。

步骤Q9为后部反相脉沖P"的偏差相位设置ABOi-。 步骤Q10将上述步骤Q6至步骤Q9重复预定的次数。 步骤Qll对于所有值或适当的i值重复上述步骤Ql至QIO。 步骤Q12利用下面的公式计算中央图像之前和之后图像的零阶相

移值AB0i+和AB0i-的差AB00

扁0 =(扁i十)-(扁i-) 步骤Q13向相位检测器12的检测相位提供偏差相位ABOO,并且

终止过程。

通过根据在本方法中所确定的零阶相移修正值所进行的修正,可 以避免由于零阶相移所引起的笫二影像品质变坏。

实施例4

27第四实施例旨在修正高速SE方法中的一阶和零阶相移。在高 速SE方法中,由已经用于前一影像回波的编码梯度曲线所产生的相差 成分被加到下一要被观察的回波上,其结果在它上面将出现相移。这 种相移是位置的一阶函数,所以它被称为"一阶相移,,。

梯度磁场包含由于RF屏蔽、线圈等的布局失配所造成的零阶

项。尽管该梯度场的零阶项是一个独立于位置的不变的成分,但它最 终与涡流一样具有指数下降的时间特性,并且它将引起相移。这种相 移被称为"零阶相移"。

图22和图23显示为了修正高速SE方法的一阶和零阶相移,用 来确定要加的相移值的相移值确定过程的流程图。

步骤Fl在如图24至图27所示的预扫描脉冲序列中,为补偿脉沖 gyp(K-l)i的幅度^:定一个适当的初始值a^(n,.。在这种情况下,K是 修正相移回波的编号,其范围从2到N(回波序列的数目)。后缀"i,, 是重复次数,后面将解释如何选择i值。

步骤F2对基于高速SE方法的脉冲序列的预扫描脉冲序列的回波 K采样,在该方法中,将相位轴投影脉冲YgpKi插在第K次回波的编 码梯度曲线gyKi和回绕梯度曲线gyrKi的位置上。

图24显示K=2和N=4的预扫描脉冲序列的例子。在这个预扫描 脉冲序列中,开始时施加激励脉冲R和限幅梯度曲线ss,然后,施加 第一反相脉冲Pl和限幅梯度曲线ss。接着在相位轴上施加编码梯度曲 线gyli。然后,施加读梯度曲线gxw,它是普通读梯度曲线gxw的前 半部分,并且该读梯度曲线被重定相(rephased)。之后,该读梯度曲 线从回波3开始保持为"0"直到接收NMR信号。然后,在相位轴上 施加具有等时间积分值、并且与编码梯度曲线gyli的极性相反的回绕 梯度曲线gyrli。

一种与上述脉冲序列等价的情况是,施加通常的读梯度曲线 gxw,而不是读梯度曲线gxr,并且其后在读轴上施加具有读梯度曲线 gxw的一半面积的回绕梯度曲线,如图24中虚线所示。接下来,在相位轴上施加与编码梯度曲线极性相反的补偿脉冲

gypii。

接下来,施加第二反相脉冲P2和限幅梯度曲线ss,同时,将用 于消除被激励的回波的crusher梯度曲线附在其前后。

接下来,施加与回绕梯度曲线gyrli相同的相差梯度曲线gywd2i。 接下来,当在相位轴上施加读出梯度曲线gyw2i时,从echo2中 接收NMR信号,并且接着在相位轴上施加与相差梯度曲线gywd2i相 同的重定相(rephaser)梯度曲线。相差梯度曲线gywd2i,读出梯度曲线 gyw2i和重定相(rephaser)梯度曲线gywr2i束一皮称为"相位轴4殳影脉冲 Ypg2i"。

接下来,对于下一个回波4的影像,施加笫三反相脉冲P3和限 幅梯度曲线ss,在相位轴上施加编码梯度曲线gy3i,并且施加一个为 通常读梯度曲线gxw后半部的读梯度曲线gxd。

作为与上述脉冲序列等效的一种情况,施加具有读梯度曲线gxw 一半面积的读轴相差梯度曲线gxd',并且接下来在读轴上施加一个通 常的读梯度曲线gxw,如图24中的虛线所示。

之后,在相位轴上施加一个与编码梯度曲线gy3i极性相反并且具 有等时间积分值的回绕梯度曲线gyr3i。

接下来,施加第四反相脉冲P4和限幅梯度曲线ss,在相位轴上 施加编码梯度曲线gy4i,施。读梯度曲线gxw,并且之后在相位轴上 施加与编码梯度曲线gy4i极性相反并且具有等时间积分值的回绕梯度 曲线gyr4i。

最后,为了石皮坏横向磁化施加一个消除梯度曲线Kil。 图24中的ii表示在读出梯度曲线gyw2i中心和echo2中心之间的 时移,时移Ti代表涡流和由于编码梯度曲线gyli的剩磁的影响。通过 采样数据一维富里埃变换结果中的相位的一次项可以精确地计算时移 化因此,可以精确地了解涡流和归因于编码梯度曲线gyli的剩磁的影 响。返回图22,步骤F3对echoK的采样数据进行一维富里埃变换, 并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合,从 而计算一阶项dil以及零阶项B0i+。

步骤F4通过下列公式计算一阶相移值())i+: (|)i+=dil xX啦x 10V (yxfov) 其中X^是echoK采样点的数目,y是旋磁比,fov是单位为厘米的被 测图像场的大小。

步骤F5根据预扫描脉冲序列对echoK数据进行采样,该预扫描 脉冲序列是从前面步骤F2中所使用的脉沖序列中派生出来的,具有与 其极性相反的相位轴^:影脉冲。

图25显示的脉冲序列是从图24中的脉冲序列中派生出来的,具 有与其极性相反的相位轴招:影脉冲Ypg2i。

返回图22,步骤F6对echoK的采样数据进行一维富里埃变换, 并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合,从 而计算一阶项dil以及零阶项B0i-。

步骤F7通过下列公式计算一阶相移值cl)i-: (j)i画-dil xXres x 106/ (yxfov) 其中X^是echoK采样点的数目,y是旋磁比,fov是图像场的大小。 进到图23,步骤F8通过下面的公式计算一阶相移值小:

小i = )-(小i-) } /2 这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处 理。由极性相反的两个相位轴投影脉冲Ypg所引起的涡流作用在一阶 相移值的相反方向上,并可以通过将一阶相移值(j)i+和(l)i-的差值除以2 来消除该涡流的影响。

步骤F9通过下列公式计算零阶相移值ABOi:

細i = {(細i十)-(ABOi-) } /2 这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处理。步骤F10通过下列公式修正补偿脉冲gyp(K-l)i的幅度agyp(K—"i: new—agyp(K—* = ( l+(()i/gyp(K-l)iarea) old—agyp(K—0, 这里 是修正后的幅度,old—

agyp(K-l)i 是修正前的幅度,

gyp(K-l)iarea是修正之前补偿脉冲gyp(K-l)i (可与相差值比较的)的 面积。

步骤Fll将上述步骤F2到F10重复预定的次数。 步骤F12对于所有的K值(从2到N)重复上述步骤F2至F11。 图26显示当K-3, N=4时预扫描脉冲序列的一个例子,图27显

示当K=3, N=4时预扫描脉沖序列的另外一个例子。

重复步骤F2到步骤F11直到K=N,接着进行步骤F13。

步骤F13对于用于成像的主扫描的重复次数i的所有的值或适当

的值重复上述步骤F1至F12,然后终止处理过程。

在对于成^象的主扫描的重复次数i的所有的值或适当的值重复上

述步骤F1至F12的情况下,可以确定对于多个编码梯度曲线最佳的补

偿脉冲gypli,以换取更长的预扫描时间。

否则,如果在更短的预扫描时间内对某些值i重复步骤F1至F12,

则必须根据特殊值i的gypli通过插值法计算其余值i的补偿脉冲

gyph,或者用最接近的特殊值i来替代。

通过对梯度曲线图案进行分组来选4奪适当的i值,使得那些具有

相同极性图案类型的编码梯度曲线gyl到gyk加入到一个或多个组

中,即,那些具有不同极性图案类型的编码梯度曲线gyl到gyk至少

被加入到分开的组中,并且选择与每一组中的平均编码梯度曲线有关

的i值。

图28和图29说明K空间KSP的分段方法。

在图28所示的方法中,通过施加正向的编码梯度曲线gyl和gy2 以及负向编码梯度曲线gy3和gy4而从echol, echo2, echo3和echo4 中采样段数据Sgl, Sg2, Sg3和Sg4。在这种情况下,只存在一种类 型的编码梯度曲线级性图案。

31确定正编码梯度曲线gyl和gy2以及负编码梯度曲线gy3和gy4 的极性图案的修正值。最好是将极性图案分成两个或多个组,并确定 代表这些组的i值的修正值。

在如图29所示的方法中,通过施加正编码梯度曲线gyl、负编码 梯度曲线gy2和gy3以及正编码梯度曲线gy4,从echol, echo2, echo3 和echo4中采样段数据Sgll, Sg21, Sg31和Sg41。另外,通过施加 正编码梯度曲线gyl和gy2以及负编码梯度曲线gy3和gy4,从echol, echo2, echo3和echo4中采样段数据Sgl2, Sg22, Sg32和Sg42。在 这种情况下有两种类型的编码梯度曲线极性图案。

正编码梯度曲线gyl ,负编码梯度曲线gy2和gy3以及正编码梯 度曲线gy4的极性图案,和正编码梯度曲线gyl, gy2和负编码梯度曲 线gy3, gy4的极性图案至少被分开分组,并且确定代表这些分组的i 值的修正值。最好是将每一极性图案分成两个或多个组,并确定代表 这些组的i值的修正值。

图30显示用于成像的主扫描的脉冲序列的例子。这个脉冲序列 准备通过在高速SE方法的脉冲序列的回绕梯度曲线gyrli, gyr2i,和 gyr3i的末端增加补偿脉冲gypli, gyp2i和gyp3i来修正一阶相移,这 些补偿脉冲是已经通过上述的相移修正值确定过程确定的。发射具有 再现的偏差相位的反相脉冲P"来修正零阶相移,该偏差相位在大小上 可与已经通过上述相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值 AB0i相比4支。

作为该脉冲序列的一种变型,可以在高速SE方法的脉冲序列 的回绕梯度曲线gyrli, gyr2i,和gyr3i的前端增加补偿脉冲gypli, gyp2i 和gyp3i。另外,可以在回绕梯度曲线gyrli, gyr2i,和gyr3i的前端和 末端增加补偿脉冲gypli, gyp2i和gyp3i,或者,可以把补偿脉冲插入 回绕梯度曲线gyrli, gyr2i,和gyr3i中,或插入编码梯度曲线gyli, gy2i,和gy3i中。

可以通过将在大小上与零阶相移值ABOi可比的偏差相位提供给相位检测器12的检测相位来修正零阶相移,而不是发射具有其大小可

以与ABOi比拟的再现的偏差相位的反相脉冲P,,来修正零阶相移。

另夕卜,可以通过将在大小上可与零阶相移值ABOi可比的偏差相位

提供给相位检测器12的检测相位,并另外发射具有再现的偏差相位的

反相脉冲,来修正零阶相移。

用这种方法,可以由于涡流和归因于编码梯度曲线gy的剩^磁的影

响所引起的影像品质变坏。

实施例5

与旨在消除即使编码梯度曲线gy为"0"时也产生的偏差相移 成分的第四实施例相反,通过计算从两种极性的相位轴投影脉冲 Ypg(K-l)i所得到的相移值的差值,有可能通过测量一阶项di0,同时 编码梯度曲线设置为"0",并且从相移值中减去其值,来消除偏差相 移成分。

实施例6

以前所述实施例基于通过使用与主扫描脉冲序列相似的预扫描 脉冲序列、延长扫描时间而能够精确地确定修正值,与以前的实施例 相反,笫六实施例旨在以降低修正值的精度为代价来减少扫描时间。 图31是本实施例相移修正值确定过程的流程图。 步骤E1为如图32所示的预扫描脉冲序列的补偿脉沖gypn的幅 度a,,设置适当的初始值。后缀字母"n"代表所要确定的修正值的编

码梯度曲线的序号。

步骤E2根据图32的脉冲序列对echo2数据采样。 在图32所示的预扫描脉冲序列中,在开始处施加激励脉冲R和 限幅梯度曲线ss。接着,施加第一反相脉冲Pl和限幅梯度曲线ss。然 后,在相位轴上施加一个要确定其修正值的编码梯度曲线gyn。

接下来,施加一个等于通常读梯度曲线gxw前半部的读梯度曲线gxr。然后,该读梯度曲线保持为"0"。接下来,在相位轴上施加回 绕梯度曲线gyrm,同时,把具有等时间积分值以及与编码梯度曲线gyn 相反的极性的补偿脉冲插入该回绕梯度曲线gyrn中。

接下来,施加第二反相脉冲p2和限幅梯度曲线ss,同时,把用 来消除被激励的回波的crusher梯度曲线gz和gzr附加在该第二反相脉 冲P2和限幅梯度曲线ss的前后。

接着,施加与回绕梯度曲线gyrn相同的相差梯度曲线gywdn。接 下来,当在相位轴上施加读出梯度曲线 gywn时,从echo2中接收NMR 信号,并且接着在相位轴上施加与相差梯度曲线gywdn相同的重定相 (rephaser)梯度曲线gywrn。 一串相差梯度曲线gywdn,读出梯度曲线 gywn和重定相(rephaser)梯度曲线gywrn #皮称为"相位轴才殳影脉沖 Ypgn,,。

图32中的ii表示在读出梯度曲线gywn中心和echo2中心之间 的时移,时移d代表涡流和归因于编码梯度曲线gyn的剩磁的影响。 作为采样数据的一维富里埃变换结果中的相位的一次项,可以精确地 计算时移Ti,因此,可以精确地了解涡流和归因于编码梯度曲线gyn 的剩i兹的影响。

回到图31,步骤E3对echo2的采样数据进行一维富里埃变换, 并且根据最d 、 二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合,从 而计算一阶项dn以及零阶项B0n。

步骤E4通过下列公式计算一阶相移: 小i--dn x Xres x 106/ (Yxfov) 其中X^是echo2采样点的数目,y是旋磁比,fov是单位为厘米的被 测图像场的大小。

步骤E5通过下列公式修正补偿脉冲gypn的幅度a,,:

new—agypn = ( l+小i/gypnarea) old—agypn 这里new_ a,是被修正的幅度,old_ agypn是即时幅度,gypnarea是 即时补偿脉冲gypn (可与相差值比较的)的面积。步骤E6将上述步骤E2到E5重复预定的次数。

步骤E7对于所有n值重复上述步骤El,然后终止该处理过程。

用这种方法,可以确定所要的编码梯度曲线gyn的〗爹正值。

实施例7

前一实施例使用相差梯度曲线gywdn和重定相(rephaser)梯度曲线 gywrn,由于它们所引起的涡流的影响,因此有可能产生与主扫描的测 量结果不一致的测量结果,与此相反,第七实施例旨在不使用相差梯 度曲线gywdn和重定相(rephaser)梯度曲线来确定修正值。 如33显示本实施例相移^修正值确定过程的流程图。 步骤Q51根据如图34所示的脉冲序列而对第一回波echol的数 据进行采样。

如图34所示的预扫描脉沖序列中,在开始处施加激励脉冲R和 限幅梯度曲线ss。接着,施加笫一反相脉冲Pl和限幅梯度曲线ss。然 后,当在相位轴上施加读梯度曲线gxw,而未施加梯度曲线时,对echol 进行数据采样。

返回图33,步骤Q52对采样数据进行一维富里埃变换,并且对结 果相位数据进行曲线拟合,从而清楚在作为笫一零阶项小O的梯度区的 "0"点处的相位。

步骤Q53根据如图35所示的脉冲序列而对第二回波echo2的数 据进行采样。

如图35所示的预扫描脉冲序列中,在开始处施加激励脉冲R和 限幅梯度曲线ss。接着,施加第一反相脉冲Pl和限幅梯度曲线ss。然 后,在相位轴上施加要为其确定修正值的编码梯度曲线gyn。接着, 施加读梯度曲线gxw。然后,在相位轴上施加具有等时间积分值和与 编码梯度曲线gyn相反的才及性的回绕梯度曲线gyrn。然后,施加第二 反相脉冲P2和限幅梯度曲线ss。当施加读梯度曲线gxw时,对echo2 进行数据采样。返回图33,步骤Q54对采样数据进行一维富里埃变换,并对结果 相位数据进行曲线拟合,从而清楚在作为笫二零阶项())l的梯度区的 "0"点处的相位。

步骤Q55根据第一零阶项小0和第二零阶项c()l计算①值: ①=(小0國(|)1 ) /2

图36说明该计算的原理。假设在图34预扫描脉冲序列中施加第 一反相脉冲Pl后的磁化Mxy—pl由于某种原因与旋转轴x不重合,而 是沿逆时针方向与旋转轴x成一个度())O。进一步假设,由于已经通 过图35所示的预扫描脉冲序列而施加在相位轴上的编码梯度曲线gyn 和回绕梯度曲线gyrn所引起的涡流的影响,旋转轴x移动到x'。

角度小0被作为第一零阶项。在通过图35所示的预扫描脉冲序列 施加了第 一反相脉冲Pl之后,磁化方向仍然是Mxy_pl,并且施加了 第二反相脉冲P2之后的磁化方向与第 一磁化方向相对于旋转轴x成一 角度。第二零阶项(()l表示沿旋转轴x顺时针方向所测量到的磁化方向 Mxy_p2的相位。

磁化方向Mxy_pl。从图36中可知,((J)0-小1 ) /2表示沿旋转轴x'顺时 针方向所测量到的磁化方向Mxy_pl的相位。

利用该相位作为修正磁化方向Mxy_pl角度的修正值,它等价于 由于编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gym所引起的涡流的影响导致 旋转轴x'的移动。即,旋转轴将与》兹化方向Mxy_pl重合,并且施加 了反相脉冲P2之后的磁化方向Mxy_p2与磁化方向Mxy_pl重合,其 结果消除了由于编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gym所造成的涡流 的影响。

回到图33,步骤Q56提供修正值①作为在图34和图3S的预扫描 脉冲序列中,第一反相脉冲P2之后的反相脉冲的偏差相位。

步骤Q57重复步骤Q51至Q56预定的次数,从而得到最佳修正 值0>,然后终止处理过程。用这种方法,可以为所指定的编码梯度曲线gyn确定修正值。

在不背离本发明的精神和不超出本发明范围的情况下可以构造

出很多各种不同的本发明的实施例。应该明白本发明除了后面的权利 要求书所规定以外,并不限于说明书中所描述的具体的实施例。

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