扫描协议参数确定方法和磁共振系统

文档序号:1935918 发布日期:2021-12-07 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 扫描协议参数确定方法和磁共振系统 (Scanning protocol parameter determination method and magnetic resonance system ) 是由 刘双双 贾二维 周晓东 于 2020-06-04 设计创作,主要内容包括:本发明实施例公开了一种扫描协议参数确定方法和磁共振系统,该方法包括:设定扫描协议参数,所述扫描协议参数用于激发目标对象的一个或多个片层,所述扫描协议参数包括层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度;在检测到所述扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,更新所述扫描协议参数,其中,所述扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向;根据更新后的扫描协议参数对所述目标对象进行磁共振成像。解决了现有技术的磁共振扫描方法存在扫描协议参数修改费时费力的问题。(The embodiment of the invention discloses a scanning protocol parameter determining method and a magnetic resonance system, wherein the method comprises the following steps: setting scanning protocol parameters, wherein the scanning protocol parameters are used for exciting one or more slices of a target object and comprise a slice selection gradient, a phase encoding gradient and a frequency encoding gradient; when the scanning protocol parameters are detected to enable a target object to have a to-be-scanned slice with the PNS exceeding the limit in the magnetic resonance data acquisition process, updating the scanning protocol parameters, wherein the updating method of the scanning protocol parameters comprises the step of determining the application direction of one or more of a slice selection gradient, a phase encoding gradient and a frequency encoding gradient based on a golden ratio algorithm; and performing magnetic resonance imaging on the target object according to the updated scanning protocol parameters. The problem that the magnetic resonance scanning method in the prior art wastes time and labor in scanning protocol parameter modification is solved.)

扫描协议参数确定方法和磁共振系统

技术领域

本发明实施例涉及医疗设备控制领域,尤其涉及一种扫描协议参数确定方法和磁共振系统。

背景技术

通常情况下,磁共振对受检者都是安全的,但由于磁场强度的不断升高以及新技术的不断涌现,MRI的生物学效应和安全问题仍不容忽视,尤其涉及到系统硬件(比如高磁场5T、7T等)。

较高的梯度强度和切换率会使扫描腔内的磁通密度在短时间内发生较大的变化,产生的感应电场会激励末梢神经,产生周围神经刺激(Peripheral Nervous Stimulate,简称PNS),如果感应电场达到一定程度的话就会使人感觉到不舒服或者有明显疼痛感,甚至可能有生命的威胁,所以要对磁场梯度实施监控。IEC60601-2-332002和2010标准中通过探测受检者体内由变化梯度磁场引起的感应电场(也可以是dB/dt)来描述PNS阈值与累积持续时间的关系。在磁共振临床扫描之前,操作人员会根据实际情况对扫描协议参数进行修改,如果修改不当,会导致扫描腔内的磁场梯度爬升率超限,从而出现PNS安全检查一级模式超限而无法扫描的情况。目前,该情况出现后,通常需要操作人员根据经验重新设置PNS超限的待扫描片层的扫描协议参数,然后再次启动PNS安全检查,直至所有的待扫描片层不会出现PNS超限。

综上,对于高磁场,现有技术的磁共振扫描方法存在扫描协议参数修改费时费力的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种扫描协议参数确定方法和磁共振系统,解决了现有技术的磁共振扫描方法存在扫描协议参数修改费时费力的问题。

第一方面,本发明实施例提供了一种扫描协议参数确定方法,包括:

设定扫描协议参数,所述扫描协议参数用于激发目标对象的一个或多个片层,所述扫描协议参数包括层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度;

在检测到所述扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,更新所述扫描协议参数,其中,所述扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向;

根据更新后的扫描协议参数对所述目标对象进行磁共振成像。

第二方面,本发明实施例还提供了一种磁共振系统,包括:

射频发射线圈,用于向目标对象的扫描部位发射射频脉冲,以激发扫描部位的核自旋;

梯度线圈,用于对扫描部位施加层面选择梯度场、相位编码梯度场和频率编码梯度场,以产生回波信号;

射频接收线圈,用于接收所述回波信号以形成磁共振扫描数据;

控制器,用于接收设定的扫描协议参数,所述扫描协议参数用于激发目标对象的一个或多个片层,所述扫描协议参数包括层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度;在所述扫描协议参数显示目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,更新所述扫描协议参数,其中,所述扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向;更新后的扫描协议参数用于获取所述目标对象的磁共振数据。

本发明实施例提供的扫描协议参数确定方法的技术方案,如果设定的扫描协议参数会使目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层,则更新该扫描协议参数,该扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向。由于黄金比例算法可以给出密集均匀分布的法向量分布图,因此根据黄金比例算法确定的待扫描片层的梯度场的法向量既能解决PNS超限问题,又能使更新后的待扫描片层的梯度场的法向量与其原法向量之间的夹角较小,而较小的法向量夹角对应较短的梯度场形成时间,而且自动更新扫描协议参数有助于减少操作人员修改扫描协议参数所花费的时间,因此可以从多个方面减少磁共振成像时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的扫描协议参数确定方法的流程图;

图2A是本发明实施例一提供的法向量分布图示意图;

图2B是本发明实施例一提供的目标法向量的投影示意图;

图3A是本发明实施例一提供的目标法向量与原磁场法向量之间的球面距离对应的目标法向量个数的示意图;

图3B是本发明实施例一提供的目标法向量之间的最小球面距离与对应数量的关系示意图;

图4是本发明实施例一提供的推荐参数提示信息的示意图;

图5是本发明实施例三提供的磁共振系统的控制框图;

图6是本发明实施例三提供的磁共振系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将参照本发明实施例中的附图,通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的磁共振扫描方法的流程图。本实施例的技术方案适用于快速自动地完成扫描协议参数修改的情况。该方法可以由本发明实施例提供的控制器来执行。该方法具体包括如下步骤:

S101、设定扫描协议参数,该扫描协议参数用于激发目标对象的一个或多个片层,扫描协议参数包括层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度。

在对目标对象进行磁共振扫描之前,需要在参数设置界面设置对应的扫描协议参数。该扫描协议参数包括层面选择梯度(参数)、相位编码梯度(参数)和频率编码梯度(参数),并用于激发目标对象的一个或多个片层。示例性的,层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的参数可以是梯度场的施加方向、梯度场场强、梯度的施加时刻以及梯度的持续时间等。目标对象可以是人体或者动物体中的感兴趣区的组织、器官或者局部区域,且目标对象包含了一层或者多层待扫描片层。

在一些实施例中,该扫描协议参数还包括但不限于重复时间、回波时间、有效回波时间、回波链长度、回波间隙、反转时间、激励次数以及采集时间等与时间相关的参数,或者层厚、层间距、矩阵以及视野等空间分辨率相关的参数,亦或者偏转角度等于能量相关的参数。

S101、在检测到扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,更新扫描协议参数,其中,扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向。

在一个实施例中,扫描协议可包括对应不同扫描时间段的分段扫描协议,可分别计算每一分段扫描协议的扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中是否存在PNS超限的待扫描片层,且仅对存在PNS超限的待扫描片层的分段扫描协议进行扫描协议参数的更新,提高序列的在线运行效率。

在一个实施例中,扫描协议可包括对应不同扫描时间段的分段扫描协议,可分别计算每一分段扫描协议的扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中是否存在PNS超限的待扫描片层,且对所有分段扫描协议的进行扫描协议参数的更新,得到全局优化的扫描协议,保证最终成像的质量。

扫描协议参数设置之后,为了提高磁共振扫描的安全性,在使用该扫描协议参数对目标对象进行磁共振扫描之前,优选先对该扫描协议参数进行PNS安全检查。如果在安全检查时,检测到该扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层,则更新该扫描协议参数。

其中,扫描协议参数的更新方法包括,基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向。具体可选为:根据黄金比例算法生成PNS超限的待扫描片层的法向量分布图,其中,法向量分布图中的法向量分布在该待扫描片层的原法向量周围。图2A和图2B示出了待扫描片层原法向量周围5度范围内的大量法向量的分布情况,目标对象的中心等效为图2A或图2B中的坐标原点,目标对象的待扫描片层处于XY所确定的平面,图2A中的多个点为多个预设法向量在球面上的多个投影点,图2B为经过目标对象的中心的多个预设法向量,且每个预设法向量相对该待扫描片层的原法向量的旋转角度不同;在法向量分布图中确定目标法向量;根据目标法向量确定该待扫描片层对应的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向。

其中,基于黄金比例算法生成向量分布图的方法包括:确定多个预设法向量所对应的黄金角;通过预设法向量所对应的黄金角分别计算在黄金比例下,每个预设法向量在球面上的多个投影点在XY所确定平面上的X轴方向的坐标、Y轴方向的坐标,以及每个预设法向量在球面上的多个投影点在Z轴的坐标;以及根据上述三个坐标得到投影点与目标对象的中心在黄金比例下的距离(或者最小球面距离)。其中:

phi(n)=2×3.14×137.51×n/360

theta(n)=asin(n/N)

x=cos(theta(n))×cos(phi(n))

y=cos(theta(n))×sin(phi(n))

z=sin(theta(n))

其中,n是索引标号,phi是角度,theta(n)是层法向量与XY平面的夹角;Phi(n)法向量在XY平面上的投影与X的夹角。在一些实施例中,待扫描片层方向为XY平面方向,X是读出梯度方向,Y是相位编码方向,Z是层面选择梯度方向。

为了便于更加直观地了解法向量分布图中的分布,将法向量的分布角度范围设置为180度,即法向量在半球上分布,参见图3A,多个预设法向量的投影分布在球面表面。图3A中,法向量之间的最小球面距离与对应数量的关系参见图3B。本发明实施例中,基于黄金比例算法生成向量分布图并基于该分布图确定目标法向量的方法,不容易受到预设法向量数量的影响,当预设法向量数量从0到1000变化,目标法向量与原始层面法向量的距离差别很小,在0.05-0.08范围内波动,具有很好的鲁棒性。即采用本申请所选取的目标法向量不会因预设法向量数量的多少而产生较大误差,目标法向量的计算准确率高。

优选地,扫描协议参数更新方法包括:将法向量分布图中与待扫描片层的原法向量夹角最小的法向量的编号设置为0,则从编号为0的法向量开始,计算每个法向量对应的磁场的梯度爬升率是否超过阈值,如果是,则确定该法向量会使该待扫描片层出现PNS超限,如果否,则确定该法向量不会使该待扫面片层组出现PNS超限。将第一个不会使该待扫描片层在磁共振数据采集时出现PNS超限的法向量作为该待扫描片层的目标法向量。需要说明的是,法向量分布图中的法向量数量,即图2A中的球面点数从0-1000之间变化时,优化得到的梯度场所对应的PNS基本保持在0.05-0.08之间,也就是说,该基于黄金比例算法进行扫描协议参数更新的方法不容易受到法向量数量的影响,稳定性好,更新结果的准确性高。

在一实施例中,扫描协议可包括对应不同扫描时间段的分段扫描协议,每个分段扫描协议对应的PNS值计算公式为:其中,SR为梯度爬升率,Gscale是梯度以1T/m/s爬升率爬升时,在符合容积中产生的最大dB/dt,Limit为正常模式或一级受控运行模式的阈值。

在一个实施例中,扫描协议可包括对应不同扫描时间段的分段扫描协议,扫描协议对应的全局PNS值计算公式为:其中,o表示三个方向的梯度单元合并后等效全局最大PNS值;wi表示各个方向梯度单元的权重;oi表示各梯度单元单独的PNS值,所述i表示梯度单元的序号,1≤i≤3,梯度单元例如可以形成层面选择梯度场、相位编码梯度场和频率编码梯度场。

在判断磁场的梯度爬升率是否超过阈值时,可以仅判断磁场在某个轴上的梯度爬升率是否超过该轴的阈值,也可以判断磁场在各个轴上的梯度爬升率是否超过各个轴的阈值,本实施例优选后者。

在一些实施例中,扫描协议参数更新时,仅基于黄金比例算法确定存在PNS超限的待扫描片层的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向,同时保留没有出现PNS超限的待扫描片层的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度。换言之,在扫描协议参数需要更新时,可以仅更新存在PNS超限的待扫描片层对应的部分扫描协议参数。

在一些实施例中,扫描协议参数更新时,根据黄金比例算法和存在PNS超限的待扫描片层的原法向量重新确定所有待扫描片层的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向。换言之,在检测到扫描协议参数需要更新时,则基于黄金比例算法更新所有待扫描片层的扫描协议参数,以使所有的待扫描片层均不存在PNS超限的问题。

在一些实施例中,在检测到扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,输出PNS超限提示信息,以使用户及时了解当前的扫描协议参数的可扫描范围。

在一些实施例中,在完成扫描协议参数的更新之前,还输出更新提示信息。如图4所示,该更新提示信息包含所述协议参数的推荐值,所述推荐值包括:梯度旋转角度推荐值、梯度推荐模式、带宽推荐值、读出分辨率推荐值、相位分辨率推荐值中的一种或多种,用户可选择接受一种或多种推荐值,进行扫描协议参数的更新。

在一些实施例中,更新提示信息还包括概要信息,如图4中为一显示界面显示的协议参数的推荐值,根据扫描协议参数判定PNS受限,当前安全模式为正常模式。推荐参数中的与待扫描片层对应的旋转角一栏,扫描协议参数为用户将当前的横断面(TRA)调整为冠状面(COR)旋转3.5度,系统推荐为用户将当前的横断面(TRA)调整为冠状面(COR)旋转5.6度。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的梯度模式一栏,扫描协议参数为用户将梯度模式设置为高,系统推荐为用户将梯度模式设置为低。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的带宽一栏,扫描协议参数为用户将当前的带宽设置为2500,系统推荐为用户将当前的带宽设置为2450。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的层厚一栏,扫描协议参数为用户将当前的层厚设置为3mm,系统推荐为用户将当前的层厚设置为3.2mm。推荐参数中的读出分辨率一栏,扫描协议参数为用户将当前的读出分辨率设置为256,系统推荐为用户将当前的读出分辨率设置为240。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的相位分辨率一栏,扫描协议参数为用户将当前的相位分辨率设置为100%,系统推荐为用户将当前的相位分辨率设置为98%。当然,还包括用于查询更新后的扫描协议参数具体信息的协议详情选项,如图4中的“打开协议”。

在一些实施例中,更新提示信息还包括扫描协议参数选择选项,参见图4中的“O”,被选中的“O”(图4中的第一个“O”)对应的参数为用户选择的扫描协议参数,没有被选中的“O”对应的参数为用户放弃的扫描协议参数。可以理解的是,被用户放弃的扫描协议参数为禁止使能的扫描协议参数。

图4中还包括“确定”选项和“取消”选项。在一些实施例中,如果用户点击“确定”选项,则表示用户接受当前的扫描协议参数更新信息,如果用户点击“取消”选项,则表示用户没有接受当前的扫描协议参数更新信息,此时优选输出PNS超限提示,且该PNS超限提示关联该更新提示信息,以使用户重新查阅该更新提示信息。

S103、根据更新后的扫描协议参数对目标对象进行磁共振成像。

得到更新后的扫描协议参数之后,根据更新后的扫描协议参数对目标对象进行磁共振扫描以得到磁共振数据,然后对该磁共振数据进行磁共振图像重建即可得到目标对象的磁共振图像。

本发明实施例提供的扫描协议参数确定方法的技术方案,如果设定的扫描协议参数会使目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层,则更新该扫描协议参数,该扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向。由于黄金比例算法可以给出密集均匀分布的法向量分布图,因此根据黄金比例算法确定的待扫描片层的梯度场的法向量既能解决PNS超限问题,又能使更新后的待扫描片层的梯度场的法向量与其原法向量之间的夹角较小,而较小的法向量夹角对应较短的梯度场形成时间,而且自动更新扫描协议参数有助于减少操作人员修改扫描协议参数所花费的时间,因此可以从多个方面减少磁共振成像时间。

实施例二

在上述扫描协议参数确定方法的基础上,本申请还提出一种磁共振成像方法,其将扫描协议划分为多个可视化序列子模块:序列常规子模块、序列基本构成模块,这些模块以可视化模块的方式存在工具箱中。其中,序列常规子模块例如包括压脂模块、空间饱和带模块、反转恢复模块等;序列基本构成模块例如包括RF激发脉冲、回聚脉冲、层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度等。这些基本构成单元可以灵活机动地进行参数配置,以满足目标序列的设计要求。其中,层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度的参数设置可采用如前述步骤S101、S102的方式。

在一个实施例中,操作者可以拖动工具箱中的模块到目标序列中,按照设计需要任意调整序列组成模块以及时序关系。进一步地,时序关系可以实现自动优化的功能。示例性的,扫描协议需要最短重复时间(repetition time,TR)设计时,系统能够利用自动算法优化各个RF激发脉冲及梯度层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度的时序,以达到最小TR的设计目的。

在一个实施例中,扫描协议关联一人体模型,该人体模型包括患者身高、体重、脂肪含量与分布、生理运动状态等一种或多种信息,针对不同患者可以相适应的修改人体模型参数,同时与人体模型关联的扫描协议的阈值也会同步修改,扫描协议的阈值例如可以是比吸收率(SAR)值、PNS值等。通过设置扫描协议关联一人体模型,能够被方便灵活的调整以适应不同的扫描需求。

实施例三

本发明实施例提供了一种磁共振系统,如图5和图6所示,该系统包括扫描装置110,该扫描装置110包括射频发射线圈111、梯度线圈112、射频接收线圈113和控制器120,射频发射线圈111用于向目标对象的扫描部位发射射频脉冲,以激发扫描部位的核自旋;梯度线圈112用于对扫描部位施加层面选择梯度场、相位编码梯度场和频率编码梯度场,以产生回波信号;射频接收线圈113用于接收回波信号以形成磁共振扫描数据;控制器120用于接收设定的扫描协议参数,扫描协议参数用于激发目标对象的一个或多个片层,扫描协议参数包括层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度;在扫描协议参数显示目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,更新扫描协议参数,其中,扫描协议参数的更新方法包括基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度中一者或多者的施加方向;更新后的扫描协议参数用于获取所述目标对象的磁共振数据。

在对目标对象进行磁共振扫描之前,需要在参数设置界面设置对应的扫描协议参数。该扫描协议参数包括层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度,并用于驱动梯度线圈,以向目标对象施加层面选择方向、相位编码方向以及频率编码方向的梯度场。

在一些实施例中,该扫描协议参数还包括但不限于层厚、带宽、梯度模式。

扫描协议参数设置之后,为了提高磁共振扫描的安全性,在使用该扫描协议参数对目标对象进行磁共振扫描之前,优选先对该扫描协议参数进行PNS安全检查。如果在安全检查时,检测到该扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层,则更新该扫描协议参数。

其中,扫描协议参数的更新方法包括,基于黄金比例算法确定层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度一者或多者的的施加方向。具体可选为:根据黄金比例算法生成PNS超限的待扫描片层的法向量分布图,其中,法向量分布图中的法向量分布在该待扫描片层的原法向量周围。图2A和图2B示出了待扫描片层原法向量周围5度范围内的大量法向量的分布情况;在法向量分布图中确定目标法向量;根据目标法向量与待扫描片层的法向量之间的夹角确定旋转角度,根据该旋转角度与待扫描片层的法向量重新确定该待扫描片层对应的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向。

其中,基于黄金比例算法生成向量分布图的方法包括:确定多个预设法向量所对应的黄金角;通过预设法向量所对应的黄金角分别计算在黄金比例下,每个预设法向量在球面上的多个投影点在XY所确定平面上的X轴方向的坐标、Y轴方向的坐标,以及每个预设法向量在球面上的多个投影点在Z轴的坐标;以及根据上述三个坐标得到投影点与目标对象的中心在黄金比例下的距离(或者最小球面距离)。其中:

phi(n)=2×3.14×137.51×n/360

theta(n)=asin(n/N)

x=cos(theta(n))×cos(phi(n))

y=cos(theta(n))×sin(phi(n))

z=sin(theta(n))

其中,n是索引标号,phi是角度,theta(n)是层法向量与XY平面的夹角;Phi(n)法向量在XY平面上的投影与X的夹角。在一些实施例中,待扫描片层方向为XY平面方向,X是读出梯度方向,Y是相位编码方向,Z是层面选择梯度方向。

为了便于更加直观地了解法向量分布图中的分布,将法向量的分布角度范围设置为180度,即法向量在半球上分布,参见图3A。图3A中,法向量之间的最小球面距离与对应数量的关系参见图3B。

优选地,扫描协议参数更新方法包括:将法向量分布图中与待扫描片层的原法向量夹角最小的法向量的编号设置为0,则从编号为0的法向量开始,计算每个法向量对应的磁场的梯度爬升率是否超过阈值,如果是,则确定该法向量会使该待扫描片层出现PNS超限,如果否,则确定该法向量不会使该待扫面片层组出现PNS超限。将第一个不会使该待扫描片层在磁共振数据采集时出现PNS超限的法向量作为该待扫描片层的目标法向量。需要说明的是,法向量分布图中的法向量数量,即图2A中的球面点数从0-1000之间变化时,优化得到的梯度场所对应的PNS基本保持在0.05-0.08之间,也就是说,该基于黄金比例算法进行扫描协议参数更新的方法不容易受到法向量数量的影响,稳定性好,更新结果的准确性高。

在判断磁场的梯度爬升率是否超过阈值时,可以仅判断磁场在某个轴上的梯度爬升率是否超过该轴的阈值,也可以判断磁场在各个轴上的梯度爬升率是否超过各个轴的阈值,本实施例优选后者。

在一些实施例中,扫描协议参数更新时,仅基于黄金比例算法确定存在PNS超限的待扫描片层的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向,同时保留没有出现PNS超限的待扫描片层的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度。换言之,在扫描协议参数需要更新时,可以仅更新存在PNS超限的待扫描片层对应的部分扫描协议参数。

在一些实施例中,扫描协议参数更新时,根据黄金比例算法和存在PNS超限的待扫描片层的原法向量重新确定所有待扫描片层的层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的施加方向。换言之,在检测到扫描协议参数需要更新时,则基于黄金比例算法更新所有待扫描片层的扫描协议参数,以使所有的待扫描片层均不存在PNS超限的问题。

在一些实施例中,在检测到扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层时,输出PNS超限提示信息,以使用户及时了解当前的扫描协议参数的可扫描范围。

在一些实施例中,在完成扫描协议参数的更新之后,还输出更新提示信息。如图4所示,该更新提示信息包含横断面(TRA)旋转角度信息和冠状面(COR)旋转角度信息、梯度模式、带宽、分辨率和层厚。

在一些实施例中,更新提示信息还包括概要信息,如图4中为一显示界面显示的协议参数的推荐值,根据扫描协议参数判定PNS受限,当前安全模式为正常模式。推荐参数中的与待扫描片层对应的旋转角一栏,扫描协议参数为用户将当前的横断面(TRA)调整为冠状面(COR)旋转3.5度,系统推荐为用户将当前的横断面(TRA)调整为冠状面(COR)旋转5.6度。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的梯度模式一栏,扫描协议参数为用户将梯度模式设置为高,系统推荐为用户将梯度模式设置为低。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的带宽一栏,扫描协议参数为用户将当前的带宽设置为2500,系统推荐为用户将当前的带宽设置为2450。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的层厚一栏,扫描协议参数为用户将当前的层厚设置为3mm,系统推荐为用户将当前的层厚设置为3.2mm。推荐参数中的读出分辨率一栏,扫描协议参数为用户将当前的读出分辨率设置为256,系统推荐为用户将当前的读出分辨率设置为240。在一些实施例中,还可包括推荐参数中的相位分辨率一栏,扫描协议参数为用户将当前的相位分辨率设置为100%,系统推荐为用户将当前的相位分辨率设置为98%。当然,还包括用于查询更新后的扫描协议参数具体信息的协议详情选项,如图4中的“打开协议”。

在一些实施例中,更新提示信息还包括扫描协议参数选择选项,参见图4中的“O”,被选中的“O”(图4中的第一个“O”)对应的参数为用户选择的扫描协议参数,没有被选中的“O”对应的参数为用户放弃的扫描协议参数。可以理解的是,被用户放弃的扫描协议参数为禁止使能的扫描协议参数。

图4中还包括“确定”选项和“取消”选项。在一些实施例中,如果用户点击“确定”选项,则表示用户接受当前的扫描协议参数更新信息,如果用户点击“取消”选项,则表示用户没有接受当前的扫描协议参数更新信息,此时优选输出PNS超限提示,且该PNS超限提示关联该更新提示信息,以使用户重新查阅该更新提示信息。

得到更新后的扫描协议参数之后,根据更新后的扫描协议参数对目标对象进行磁共振扫描以得到磁共振数据,然后对该磁共振数据进行磁共振图像重建即可得到目标对象的磁共振图像。

由于黄金比例算法可以给出密集均匀分布的法向量分布图,因此根据黄金比例算法确定的待扫描片层的梯度场的法向量既能解决PNS超限问题,又能使更新后的待扫描片层的梯度场的法向量与其原法向量之间的夹角较小,而较小的法向量夹角对应较短的梯度场形成时间,而且自动更新扫描协议参数有助于减少操作人员修改扫描协议参数所花费的时间,因此可以从多个方面减少磁共振成像时间。

如图6所示,该磁共振成像系统100还包括处理器130、输入装置140和输出装置150,控制器120可以包括中央控制器(Central Processing Unit,CPU)、专门应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)、专用指令控制器(ApplicationSpecific Instruction Set Processor,ASIP)、图形处理单元(Graphics ProcessingUnit,GPU)、物理控制器(Physics Processing Unit,PPU)、数字信号控制器(DigitalProcessing Processor,DSP)、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、ARM控制器等中的一种或几种的组合。

输出装置150,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150还可显示受检者的身高、体重、年龄、成像部位、以及扫描装置110的工作状态等。输出装置150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。在一实施例中,显示器响应于扫描协议参数使得目标对象在磁共振数据采集过程中存在PNS超限的待扫描片层,显示所述协议参数的推荐值,推荐值包括:梯度旋转角度推荐值、梯度推荐模式、带宽推荐值、读出分辨率推荐值、相位分辨率推荐值中的一种或多种。

磁共振成像系统100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。

扫描装置110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,本发明实施例中的扫描装置110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控制器,进行图像重建后结合磁共振信号,形成一组图像数据。

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,本发明不限于这里所述的特定实施例,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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