磁共振成像方法和系统

文档序号:133832 发布日期:2021-10-22 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 磁共振成像方法和系统 (Magnetic resonance imaging method and system ) 是由 李国斌 杨沙沙 王超洪 谭国陞 于 2020-04-14 设计创作,主要内容包括:本发明实施例公开了一种磁共振成像方法和系统。该方法包括:利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集所述扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,所述预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现所述多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,所述预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间;对所述多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成所述扫描对象各层的磁共振图像。通过上述技术方案,实现同时多层激发成像的多层混叠信号的解混叠,提高解混叠效率和图像信噪比。(The embodiment of the invention discloses a magnetic resonance imaging method and a magnetic resonance imaging system. The method comprises the following steps: simultaneously exciting multiple layers of a scanned object by using a preset imaging sequence, and acquiring multiple layers of aliasing magnetic resonance signals of the scanned object, wherein the preset imaging sequence is provided with a preset gradient peak at a preset time point of a slice selection gradient so as to realize interlayer preset field-of-view shift of the multiple layers of aliasing magnetic resonance signals on an image domain, and the preset time point is between an excitation pulse and a first refocusing pulse in a radio frequency pulse and between any two refocusing pulses; and performing interlayer de-aliasing and image reconstruction on the multilayer aliasing magnetic resonance signals to generate magnetic resonance images of all layers of the scanning object. By the technical scheme, the de-aliasing of the multi-layer aliasing signals of simultaneous multi-layer excitation imaging is realized, and the de-aliasing efficiency and the image signal-to-noise ratio are improved.)

磁共振成像方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及磁共振技术,尤其涉及一种磁共振成像方法和系统。

背景技术

为了提高磁共振的数据采集效率,目前的磁共振成像技术中已有同时多层激发成像技术(Simultaneous Multi-Slice,SMS),SMS技术允许在同一时间激发扫描对象的几个片层。但是该成像技术所得到的采集数据是多层切片混叠的,直接利用该采集数据重建所得的磁共振图像也是多层混叠的,图像信噪比较低,无法满足临床需求。

发明内容

本发明实施例提供一种磁共振成像方法和系统,以实现同时多层激发成像的多层混叠信号的解混叠,提高解混叠效率和图像信噪比。

第一方面,本发明实施例提供了一种磁共振成像方法,包括:

利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集所述扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,所述预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现所述多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,所述预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间;

对所述多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成所述扫描对象各层的磁共振图像。

第二方面,本发明实施例还提供了一种磁共振成像方法,包括:

在扫描视场内确定扫描对象的待检测区域,所述待检测区域包括多片层;

获取所述多片层中至少两个相邻片层的间距;

利用自旋回波序列同时激发所述至少两个相邻片层,且在所述自旋回波序列的执行过程中先后在层面选择梯度上施加梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰,其中,所述第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的梯度矩根据所述至少两个相邻片层的间距确定,且所述第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的施加引起所述扫描视场的偏移;

利用接收线圈采集所述至少两个相邻片层的多层混叠磁共振信号,并依据所述多层混叠磁共振信号生成所述扫描对象的每个片层的磁共振图像。

第三方面,本发明实施例还提供了一种磁共振成像系统,该系统包括:

MRI扫描装置,以及与所述MRI扫描装置通信连接的处理器;

所述MRI扫描装置,用于利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集所述扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,所述预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现所述多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,所述预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间;

所述处理器,用于对所述多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成所述扫描对象各层的磁共振图像。

第四方面,本发明实施例还提供了一种磁共振成像系统,该系统包括:

MRI扫描装置,以及与所述MRI扫描装置通信连接的处理器;

所述MRI扫描装置用于:

在扫描视场内确定扫描对象的待检测区域,所述待检测区域包括多片层;

获取所述多片层中至少两个相邻片层的间距;

利用自旋回波序列同时激发所述至少两个相邻片层,且在所述自旋回波序列的执行过程中先后在层面选择梯度上施加梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰,其中,所述第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的梯度矩根据所述至少两个相邻片层的间距确定,且所述第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的施加引起所述扫描视场的偏移;

利用接收线圈采集所述至少两个相邻片层的多层混叠磁共振信号;

所述处理器,用于依据所述多层混叠磁共振信号生成所述扫描对象的每个片层的磁共振图像。

本发明实施例通过利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间;对多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成扫描对象各层的磁共振图像。实现了磁共振扫描过程中,通过向预设成像序列的层面选择梯度上施加梯度距不同的预设梯度尖峰,引起层间预设视场偏移,从而增大层间灵敏度差异,对多层混叠磁共振信号进行解混叠,提高了解混叠效率和磁共振图像的信噪比。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种磁共振成像方法的流程图;

图2是本发明实施例二中的一种磁共振成像方法中的预设成像序列生成方法的流程图;

图3是本发明实施例二中的预设成像序列的示意图;

图4是本发明实施例三中的一种磁共振成像方法的流程图;

图5是本发明实施例四中的一种磁共振成像系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本实施例提供的磁共振成像方法可适用于同时多层激发的磁共振成像。该方法可以由磁共振成像系统来执行,该系统可以由软件和/或硬件的方式实现。例如,可以将序列设计、扫描控制和信号处理等过程由软件方式实现,但是对扫描对象的磁共振扫描则是通过磁共振扫描装置来实现。参见图1,本实施例的方法具体包括如下步骤:

S110、利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间。

其中,预设成像序列是指预先设定的,用于磁共振数据采集的脉冲序列,例如可以是快速自旋回波序列FSE。预设梯度尖峰(gradient blips)是具有预设梯度距和预设梯度波形的梯度尖峰。层间预设视场偏移是指预先设置的、层与层之间的视场偏移(FOVshift),或者相邻层图像移位。

具体地,为了提高磁共振扫描速度,可以采用激发扫描对象的多层以同时采集磁共振信号的同时多层激发(Simultaneous Multi-Slice,SMS)扫描技术。但是同时多层激发扫描所得的磁共振信号(即多层混叠磁共振信号)是多层的磁共振信号混叠在一起的,需要对其进行解混叠(将不同层的信号分离)才能获得每层的磁共振信号。在磁共振技术中进行层间解混叠的依据是不同层面的接收线圈的线圈灵敏度不同,层与层之间具有足够的线圈灵敏度差异。但是实际扫描时,由于相邻两层的间距较小或沿选层方向排列的接收线圈较少等原因,会使得层与层之间的灵敏度矩阵差异(即层间灵敏度差异)较小,无法很好地解混叠。

本发明实施例中为了提高解混叠效率和后续重建图像的图像信噪比,对磁共振扫描序列进行了特殊设计,即在成像序列的层面选择梯度上的不同位置处增加了不同梯度距的预设梯度尖峰以构成预设成像序列。这些预设梯度尖峰的设置能够实现后续扫描所得的磁共振信号在图像域上的层与层之间的层间预设视场偏移,而该层间预设视场偏移能够保证层与层之间具有足够的层间灵敏度差异,这样后续便可利用该层间灵敏度差异来很好地解混叠扫描所得的多层混叠磁共振信号。

上述预设梯度尖峰的添加位置对应于预设时间点,该预设时间点处于射频脉冲RF中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间或者任两个回聚脉冲之间。示例性的,预设时间点设置在信号采集窗之前,可对相位编码方向的奇数相位编码位置进行采样。预设时间点设置在信号采集窗之后,可对相位编码方向的偶数相位编码位置进行采样。设计好预设成像序列后,利用该预设成像序列来同时激发扫描对象的多层,并利用接收线圈来采集磁共振信号,获得多层混叠磁共振信号。

S120、对多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成扫描对象各层的磁共振图像。

具体地,利用层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异来对多层混叠磁共振信号进行解混叠处理,获得解混叠的单层的磁共振信号。之后,利用图像重建算法来对单层的磁共振信号进行图像重建,便可获得各层的磁共振图像。

示例性地,对多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成扫描对象各层的解混叠图像包括:将多层混叠磁共振信号填充至K空间,获取混叠K空间数据;基于层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异,对混叠K空间数据进行层间解混叠,生成扫描对象各层的解混叠K空间数据;对每层解混叠K空间数据进行图像重建,获得扫描对象各层的磁共振图像。

具体地,获得磁共振图像的过程可以是:首先将多层混叠磁共振信号经过一定的转换(包括相位编码和频率编码)后填充至K空间,获得信号混叠的K空间数据(即混叠K空间数据)。然后,利用层间灵敏度差异对混叠K空间上数据进行层间解混叠,获得每层的解混叠的K空间数据(即解混叠K空间数据)。之后,根据所选用的图像重建算法,对每层的解混叠K空间数据进行相应的重建处理,生成每层的磁共振图像。示例性的,利用层间灵敏度差异对混叠K空间上数据进行层间解混叠可采用子校准并行采集(Split-slice GRAPPA)算法、并行重建算法(SENSE)等。

本实施例的技术方案,通过利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间;对多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成扫描对象各层的磁共振图像。实现了磁共振扫描过程中,通过向预设成像序列的层面选择梯度上施加梯度距不同的预设梯度尖峰,引起层间预设视场偏移,从而增大层间灵敏度差异,对多层混叠磁共振信号进行解混叠,提高了解混叠效率和磁共振图像的信噪比。

在上述技术方案的基础上,利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集扫描对象的多层混叠磁共振信号包括:基于欠采样方式,利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集扫描对象的多层混叠磁共振信号。

具体地,为了进一步提高磁共振扫描速度,本发明实施例中在采集多层混叠磁共振信号时,可以在多层同时激发扫描的基础上,再结合欠采样的扫描方式进行层内扫描加速,获得每层层内欠采样的多层混叠磁共振信号。

相应地,当多层混叠磁共振信号的每层层内欠采样时,对多层混叠磁共振信号解混叠所获得的各层解混叠K空间数据便为欠采样的解混叠K空间数据。

在上述技术方案的基础上,对每层解混叠K空间数据进行图像重建,获得扫描对象各层的磁共振图像包括:获取接收线圈的线圈灵敏度分布图;依据线圈灵敏度分布图对每层欠采样的解混叠K空间数据进行恢复,生成相应欠采样的解混叠K空间数据的全采样K空间数据;依据各全采样K空间数据进行图像重建,获得扫描对象各层的磁共振图像。

具体地,对于层内欠采样的磁共振信号,如果要进行磁共振图像重建,那么就需要先对欠采样的K空间数据进行填充。为了准确填充K空间数据,可以利用接收线圈的线圈灵敏度分布图。这是因为磁共振的接收线圈是相控阵线圈,其是由多个子线圈按照一定的阵列组合而成,各个子线圈的敏感性即构成了线圈敏感度阵列,该线圈敏感度阵列中线圈敏感度越高,K空间数据中的信号强度越强。所以,可以利用线圈灵敏度分布图和欠采样的解混叠K空间数据,计算出K空间中未采样的数据,并将其填充至K空间中的相应位置,获得该层欠采样的解混叠K空间数据对应的全采样K空间数据。之后,再对该全采样K空间数据进行图像重建,获得该层的磁共振图像。

这里的线圈灵敏度分布图可以是预先已有的数据,也可以是在正式扫描之前加入低分辨率的参考扫描来获得。例如,激发检测区域,利用磁体自身的体线圈得到检测区域的一幅低分辨率、全FOV的参考图像;各个接收线圈分别采集得到检测区域的多个接收线圈的图像,然后把各个接收线圈的图像逐个除以参考图像,得到各个接收线圈的线圈灵敏度分布图。这样设置的好处在于,既能进一步提高磁共振扫描速度,节省扫描时间,又能提高图像信噪比。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上,对“预设成像序列”进行了进一步优化。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图2,本实施例提供的磁共振成像方法中预设成像序列生成方法包括:

S210、依据层间预设视场偏移确定第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰。

具体地,层间预设视场偏移是预设成像序列需要实现的扫描图像在相位编码方向上的相位偏移,所以可以根据层间预设视场偏移来计算向成像序列中添加的不同的预设梯度尖峰的梯度距,即第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰。第一预设梯度尖峰设置在射频脉冲中的激发脉冲之后且位于回聚脉冲之前,该第一预设梯度尖峰施加在层面选择梯度方向,对K空间的数据线进行相位调制,以引起扫描对象的图像视场偏移。

示例性地,S210包括:依据层间预设视场偏移确定梯度零阶矩,并依据梯度零阶矩确定第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰。

具体地,层间预设视场偏移和梯度零阶距具有如下关系:

其中,M表示梯度零阶距;表示层间预设视场偏移对应的相位值,例如预设视场偏移为FOV/2,那么为π;γ表示磁旋比,γ=42.58·2·π·106·T-1;d表示层间距,即两个相邻的扫描片层之间的缝隙宽度,也可称为距离因子,例如10mm、20mm、50mm或者其他值。

按照公式(1),可以根据层间预设视场偏移和层间距来计算梯度零阶矩。然后,将0.5M和M分别作为第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰。在其他实施例中,当预设视场偏移改变,层间预设视场偏移对应的相位值也会发生变化,例如预设视场偏移为FOV/3,那么为2π/3;预设视场偏移为FOV/4,那么为π/2,即本申请实施例中对于预设视场偏移并无具体限制,具体可根据医师的设定确定。

S220、依据预设相位编码模式,在射频脉冲的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间确定第一预设时间点,且在射频脉冲的任两个回聚脉冲之间确定第二预设时间点。

其中,预设相位编码模式是指向K空间中填充数据时的相位编码模式,例如可以是随机编码模式、奇(偶)数相位编码模式等。

具体地,层面选择梯度上预设梯度尖峰的添加位置与扫描信号在K空间中的相位编码方式有关,所以在预设相位编码模式不同时,预设成像序列中第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰在层面选择梯度上的添加位置也需相应的不同。参见图3,预设成像序列包括层面选择梯度、频率梯度和相位编码梯度、射频脉冲以及信号采集窗(ADC),射频脉冲可包括翻转角90度的射频脉冲(称为激发脉冲303)和随后时间的一个或者多个翻转角180度的射频脉冲(称为回聚脉冲304)。在层面选择梯度上,施加有多个梯度尖峰。第一预设梯度尖峰301在第一预设时间点P0处,该第一预设时间点对应于射频脉冲的激发脉冲303和第一个回聚脉冲304之间。第二预设梯度尖峰302在第二预设时间点处,第二预设时间点对应于射频脉冲的每两个回聚脉冲304之间。而第二预设梯度尖峰在两个回聚脉冲之间的具体位置(即第二预设时间点)取决于预设相位编码模式。

示例性地,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的任两个回聚脉冲之间确定第二预设时间点包括:在每两个回聚脉冲之间,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点。

具体地,基于相位编码和读出编码不可重叠的序列设计要求,在任两个回聚脉冲之间,根据预设相位编码模式的不同,可以在两个回聚脉冲的前一个回聚脉冲和信号采集窗305之间(如P11、P21或P31)、以及信号采集窗305和两个回聚脉冲的后一个回聚脉冲之间(对应P11、P21、P31为P12、P22、P32)选择一个时间点作为第二预设时间点。

示例性地,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点包括:当预设相位编码模式为随机编码模式时,随机地在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点。

具体地,当预设相位编码模式为随机编码模式时,第二预设时间点可以随机地确定为两个回聚脉冲之间、信号采集窗之前或之后的位置,例如图3中第二预设时间点可以随机确定为P11或P12、P21或P22、P31或P32。

示例性地,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点包括:当预设相位编码模式为奇数相位编码模式时,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间确定第二预设时间点;当预设相位编码模式为偶数相位编码模式时,在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点。

具体地,当预设相位编码模式为奇数编码模式时,第二预设时间点确定为前一个回聚脉冲与信号采集窗305之间的位置,例如图3中第二预设时间点确定为P11、P21、P31。当预设相位编码模式为偶数编码模式时,第二预设时间点确定为信号采集窗305与后一回聚脉冲之间的位置,例如图3中第二预设时间点确定为P12、P22、P32。

S230、在层面选择梯度中,向第一预设时间点处添加第一预设梯度尖峰,并向各第二预设时间点处添加第二预设梯度尖峰。

具体地,在成像序列(如FSE)的层面选择梯度上,向第一预设时间点处添加第一预设梯度尖峰0.5M,并且向每个第二预设时间点处均添加第二预设梯度尖峰M,便生成预设成像序列。

本实施例的技术方案,通过依据层间预设视场偏移确定第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰;依据预设相位编码模式,在射频脉冲的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间确定第一预设时间点,且在射频脉冲的任两个回聚脉冲之间确定第二预设时间点;在层面选择梯度中,向第一预设时间点处添加第一预设梯度尖峰,并向各第二预设时间点处添加第二预设梯度尖峰。实现了向成像序列的选层梯度方向上的不同位置处添加梯度距不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰,生成了预设成像序列,提高了后续多层混叠磁共振信号的解混叠效率。

实施例三

本实施例提供的磁共振成像方法可适用于同时多层激发的磁共振成像。该方法可以由磁共振成像系统来执行,该系统可以由软件和/或硬件的方式实现。例如,可以将序列设计、扫描控制和信号处理等过程由软件方式实现,但是对扫描对象的磁共振扫描则是通过磁共振扫描装置来实现。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。

参见图4,本实施例的方法具体包括如下步骤:

S310、在扫描视场内确定扫描对象的待检测区域,待检测区域包括多片层。

具体地,在实施磁共振扫描之前,先确定扫描视场内的待检测区域,该待检测区域包含两个及以上的扫描片层,以便后续可以实施同时多层激发的磁共振扫描。在一实施例中,扫描视场内的待检测区域可以通过医生设置定位框选定,或者通过计算机设备通过自动识别算法确定,本实施例中对于待检测区域的获取方式并不作具体限定。进一步地,待检测区域通常包含有多层,具体可在扫描执行前由医生设置扫描层数和层厚确定。

S320、获取多片层中至少两个相邻片层的间距。

具体地,确定待检测区域后,还需根据设定的扫描参数来确定每两个相邻片层之间的间距(即层间距d)。层间距指的是相邻两层的缝隙宽度,例如10mm、20mm、50mm或者其他值,也可以称之为距离因子。

S330、利用自旋回波序列同时激发至少两个相邻片层,且在自旋回波序列的执行过程中先后在层面选择梯度上施加梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰,其中,第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的梯度矩根据至少两个相邻片层的间距确定,且第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的施加引起扫描视场的偏移。

具体地,利用自旋回波序列来同时激发待检测区域中的至少两个相邻片层的扫描。因扫描序列的设计,在自旋回波序列的执行过程中,会先后在扫描序列的层面选择梯度上上施加梯度距不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰。该两个梯度距不同的预设梯度尖峰的施加会引起图像在相位编码方向上的相对位移,即引起图像域上的层间预设视场偏移。

示例性地,根据至少两个相邻片层的间距确定第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰包括:依据至少两个相邻片层的间距确定梯度零阶矩,并依据梯度零阶矩确定第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰。具体地,可根据层间预设视场偏移对应的相位值和层间距,按照公式(1)来计算获得第一预设梯度尖峰0.5M和第二预设梯度尖峰M。

S340、利用接收线圈采集至少两个相邻片层的多层混叠磁共振信号,并依据多层混叠磁共振信号生成扫描对象的每个片层的磁共振图像。

具体地,利用接收线圈采集多层混叠磁共振信号,并利用层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异进行多层混叠磁共振信号的解混叠。之后,利用图像重建算法对解混叠后的磁共振信号进行图像重建,获得扫描对象的每个片层的磁共振图像。

可选地,在层面选择梯度上施加梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰包括:

依据预设相位编码模式,在自旋回波序列的射频脉冲的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间确定第一预设时间点,且在射频脉冲的任两个回聚脉冲之间确定第二预设时间点;

在层面选择梯度中,向第一预设时间点处添加第一预设梯度尖峰,并向各第二预设时间点处添加第二预设梯度尖峰。

可选地,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的任两个回聚脉冲之间确定第二预设时间点包括:

在每两个回聚脉冲之间,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点。

可选地,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点包括:

当预设相位编码模式为随机编码模式时,随机地在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点。

可选地,依据预设相位编码模式,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间,或在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点包括:

当预设相位编码模式为奇数相位编码模式时,在射频脉冲的前一个回聚脉冲与信号采集窗之间确定第二预设时间点;

当预设相位编码模式为偶数相位编码模式时,在信号采集窗与射频脉冲的后一回聚脉冲之间,确定第二预设时间点。

可选地,依据多层混叠磁共振信号生成扫描对象的每个片层的磁共振图像包括:

将多层混叠磁共振信号填充至K空间,获取混叠K空间数据;

基于层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异,对混叠K空间数据进行层间解混叠,生成扫描对象各层的解混叠K空间数据;

对每层解混叠K空间数据进行图像重建,获得扫描对象各层的磁共振图像。

可选地,利用自旋回波序列同时激发至少两个相邻片层包括:

基于欠采样方式,利用自旋回波序列同时激发至少两个相邻片层;

相应地,解混叠K空间数据为欠采样的解混叠K空间数据。

进一步地,对每层解混叠K空间数据进行图像重建,获得扫描对象各层的磁共振图像包括:

获取接收线圈的线圈灵敏度分布图;

依据线圈灵敏度分布图对每层欠采样的解混叠K空间数据进行恢复,生成相应欠采样的解混叠K空间数据的全采样K空间数据;

依据各全采样K空间数据进行图像重建,获得扫描对象各层的磁共振图像。

本实施例的技术方案,通过在扫描视场内确定扫描对象的待检测区域,待检测区域包括多片层;获取多片层中至少两个相邻片层的间距;利用自旋回波序列同时激发至少两个相邻片层,且在自旋回波序列的执行过程中先后在层面选择梯度上施加梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰,其中,第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的梯度矩根据至少两个相邻片层的间距确定,且第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的施加引起扫描视场的偏移;利用接收线圈采集至少两个相邻片层的多层混叠磁共振信号,并依据多层混叠磁共振信号生成扫描对象的每个片层的磁共振图像。实现了磁共振扫描过程中,通过向预设成像序列的层面选择梯度上施加梯度距不同的预设梯度尖峰,引起层间预设视场偏移,从而增大层间灵敏度差异,对多层混叠磁共振信号进行解混叠,提高了解混叠效率和磁共振图像的信噪比。

实施例四

本实施例提供一种磁共振成像系统500,参见图5,该系统具体包括:MRI扫描装置510,以及与MRI扫描装置510通信连接的处理器520;

MRI扫描装置510,用于利用预设成像序列同时激发扫描对象的多层,采集扫描对象的多层混叠磁共振信号,其中,预设成像序列在层面选择梯度的预设时间点处设置有预设梯度尖峰,以实现多层混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移,预设时间点处于射频脉冲中的激发脉冲与第一个回聚脉冲之间以及任两个回聚脉冲之间;

处理器520,用于对多层混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建,生成扫描对象各层的磁共振图像。

当然,本领域技术人员可以理解,处理器520还可以实现本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法的技术方案。

图5显示的磁共振成像系统500仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图5所示,该磁共振成像系统500在上述技术方案的基础上,还包括输出装置530。

处理器520可同时监测或控制MRI扫描装置510和输出装置530。处理器520可以包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、专门应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)、专用指令处理器(Application SpecificInstruction Set Processor,ASIP)、图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)、物理处理器(Physics Processing Unit,PPU)、数字信号处理器(Digital ProcessingProcessor,DSP)、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、ARM处理器等中的一种或几种的组合。

输出装置530,比如显示器,可显示感兴趣区域的磁共振图像。进一步地,输出装置530还可显示受检者的身高、体重、年龄、成像部位、以及MRI扫描装置510的工作状态等。输出装置530的类型可以是阴极射线管(CRT)输出装置、液晶输出装置(LCD)、有机发光输出装置(OLED)、等离子输出装置等中的一种或几种的组合。

磁共振成像系统500可连接一个局域网(Local Area Network,LAN)、广域网(WideArea Network,WAN)、公用网络、私人网络、专有网络、公共交换电话网(Public SwitchedTelephone Network,PSTN)、互联网、无线网络、虚拟网络、或者上述网络的任何组合。

MRI扫描装置510包括MR信号获取模块、MR控制模块和MR数据存储模块。其中,MR信号获取模块包括磁体单元和射频单元。磁体单元主要包括产生B0主磁场的主磁体和产生梯度的梯度组件。磁体单元中包含的主磁体可以是永磁体或超导磁体,梯度组件主要包含梯度电流放大器(AMP)、梯度线圈,梯度组件还可包含三个独立通道Gx、Gy、Gz,每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈,产生用于生成相应空间编码信号的梯度场,以对磁共振信号进行空间定位。射频单元主要包括射频发射线圈和射频接收线圈,射频发射线圈用于向受检者或人体发射射频脉冲信号,射频接收线圈用于接收从人体采集的磁共振信号,且根据功能的不同,组成射频单元的射频线圈可分为体线圈和局部线圈。在一个实施例中,体线圈或局部线圈的种类可以是鸟笼形线圈、螺线管形线圈、马鞍形线圈、亥姆霍兹线圈、阵列线圈、回路线圈等。在一个具体实施例中,局部线圈设置为阵列线圈,且该阵列线圈可设置为4通道模式、8通道模式或16通道模式。磁体单元和射频单元可组成开放性低场磁共振装置或者封闭型超导磁共振装置。

MR控制模块可监测包含磁体单元和射频单元的MR信号获取模块、MR数据处理模块。具体地,MR控制模块可接收MR信号获取模块发送的信息或者脉冲参数;此外,MR控制模块还可控制MR数据处理模块的处理过程。在一个实施例中,MR控制模块还连接有包含脉冲序列发生器、梯度波形发生器、发射机和接收机等,在接受用户从控制台发出的指令后,控制磁场模块执行相应扫描序列。

示例性地,本发明MRI扫描装置510产生MR数据的具体过程包括:主磁体产生B0主磁场,受检者体内的原子核在主磁场作用下产生进动频率,该进动频率与主磁场强度呈正比;MR控制模块存储和发送需要执行的扫描序列(scan sequence)的指令,脉冲序列发生器根据扫描序列指令对梯度波形发生器和发射机进行控制,梯度波形发生器输出具有预定时序和波形的梯度脉冲信号,该信号经过Gx、Gy和Gz梯度电流放大器,再通过梯度组件中的三个独立通道Gx、Gy、Gz,每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈,产生用于生成相应空间编码信号的梯度场,以对磁共振信号进行空间定位;脉冲序列发生器还执行扫描序列,输出包括射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状等数据以及射频接收的计时和数据采集窗口的长度到发射机,同时发射机将相应射频脉冲发送至射频单元中的体发射线圈产生B1场,在B1场作用下病人体内被激发的原子核发出的信号被射频单元中的接收线圈感知到,然后通过发送/接收开关传输到MR数据处理模块,经过放大、解调、过滤、AD转换等数字化处理,然后传输到MR数据存储模块。当MR数据存储模块获取一组原始的K空间数据后,扫描结束。原始的K空间数据被重新整理成与每个将被重建的图像对应的单独的K空间数据组,每个K空间数据组被输入到阵列处理器,进行图像重建后结合磁共振信号,形成一组图像数据。

通过本发明实施例四的一种磁共振成像系统,实现了磁共振扫描过程中,通过向预设成像序列的层面选择梯度上施加梯度距不同的预设梯度尖峰,引起层间预设视场偏移,从而增大层间灵敏度差异,对多层混叠磁共振信号进行解混叠,提高了解混叠效率和磁共振图像的信噪比。

本发明实施例还提供了另一磁共振成像系统,其包括:MRI扫描装置,以及与MRI扫描装置通信连接的处理器;

MRI扫描装置用于:

在扫描视场内确定扫描对象的待检测区域,待检测区域包括多片层;

获取多片层中至少两个相邻片层的间距;

利用自旋回波序列同时激发至少两个相邻片层,且在自旋回波序列的执行过程中先后在层面选择梯度上施加梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰,其中,第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的梯度矩根据至少两个相邻片层的间距确定,且第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰的施加引起扫描视场的偏移;

利用接收线圈采集至少两个相邻片层的多层混叠磁共振信号;

处理器,用于依据多层混叠磁共振信号生成扫描对象的每个片层的磁共振图像。

当然,本领域技术人员可以理解,处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法的技术方案。该磁共振成像系统的硬件结构以及功能可参见实施例四的内容解释。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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