具体实施方式

MRI成像包括沿期望方向的各种横断面的图像。k空间是每个横断面的数据空间，即k空间数据表示可形成一个图像的一组原数据。例如，采用三维快速梯度回波序列进 行k空间的回波数据采集后，回波数据被填充至一相位编码k空间。之后通过对k空间 数据执行傅里叶变换，可获得期望的图像。

本发明实施例中，考虑到目前的k空间填充主要采用图2A至图2C三种填充方式，其中，图2A和图2B为线性填充，图2C为伪中间序填充。如图2A至图2C所示，深色 区域为脂肪信号低L的回波数据，浅色区域为脂肪信号高H的回波数据。横坐标为相位 编码方向的相位编码PE，纵坐标为选层方向的相位编码。可见，图2A是采用由下往上 的填充顺序，图2B采用由左至右的填充顺序，图2C采用由中心向上下两侧的填充顺序。 针对图2A中的填充顺序，脂肪信号最低的回波数据位于k空间的下方，针对图2B中的 填充顺序，脂肪信号最低的回波数据位于k空间的左侧，针对图2C中的填充顺序，脂肪 信号最低的回波数据位于k空间的上下方向的中心条。

本发明中的发明人通过对比发现，不同的填充方向对应的重建后的磁共振图像的图 像对比度不同。其中，图2C的填充顺序对应的重建后的磁共振图像的图像对比度优于图2A和图2B的线性填充方式。但由中心向上下两侧的填充顺序较线性填充顺序要复杂。 为此本发明实施例中提出了一种新型的回波数据采集方案，即施加一个将脂肪信号抑制 为设定负值而非零值的压脂脉冲，然后在脂肪信号被抑制并恢复到设定正值期间施加RF脉 冲串，该压脂脉冲的大小以在采集RF脉冲串中间的RF脉冲对应的回波数据时脂肪信号为零或接近于零为标准进行计算，这样在进行k空间的线性填充时，脂肪信号低L的回波数据 正好位于k空间的中心区域，并且相比于基于已有压脂脉冲的脂肪信号从0值增加到第 一正值的方案，基于新型压脂脉冲的脂肪信号从负值增加到第二正值的方案，由于脂肪 信号主要位于0值附近，因此压脂效果更佳。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图3为本发明实施例中一种数据采集装置的结构示意图。如图3中的实线部分所示， 该装置可包括：压脂脉冲施加模块310和激励采集模块320。

其中，压脂脉冲施加模块310用于按照一设定间隔向成像区域施加一压脂脉冲，所述压脂脉冲能够将初始脂肪信号压制为负值，并使得两个压脂脉冲之间采集的回波数据中的中间回波数据对应的脂肪信号为0或近似为0，例如使得两个压脂脉冲之间采集的 回波数据中的中间回波数据对应的脂肪信号位于[0,a]之内，a为预先设定的接近于0的阈值，如0.1。

图4为本发明一个例子中基于新型脂肪抑制进行回波数据采集的示意图。本例子中， 以RF脉冲串中包括5个RF脉冲的情况为例。如图4所示，在第四层的脂肪信号层107 可以看出，每次施加压脂脉冲106后，脂肪信号107会被抑制为一个负值，之后被抑制为负 值的脂肪信号107开始缓慢地恢复，在采集对应中间的回波数据3时，脂肪信号为0或近似 为0，之后在采集最后一个回波数据5时，脂肪信号变为一个正值。

具体计算时，为了获取能够使得每个压脂脉冲后采集的中间回波数据对应的脂肪信 号为0或近似为0的效果，可结合图5所示图示采用下方的公式(1)至(5)来计算压脂脉冲的翻转角度取值：

其中，i＝2,3,……,m；β为压脂脉冲的翻转角，θ为激励脉冲的激励角度，为第n 时刻脂肪的纵向磁化矢量，为经过翻转角β角的翻转后得到，为第i个射频脉冲处脂肪的纵向磁化矢量，为经过激励角θ角的翻转后得到；T1为脂肪的纵 向驰豫时间，T2为脂肪的横向驰豫时间，t1为压脂脉冲和第一个RF脉冲的时间间隔，t2 为回波时间，定义为激发脉冲到采集k空间中心点的时间间隔，t3为回波间隔，定义为 两个回波之间的时间间隔；M0为热平衡态的磁化矢量，m为回波链长度。

因为脂肪的横向磁化矢量与脂肪信号是成正比的，因此当时，所对应的β值即为所确定的压脂脉冲的翻转角度的数值。

在其他实施方式中，该数据采集装置也可如图3中的虚线部分所示，进一步包括一压脂脉冲确定模块330，用于按照上述过程即使得两个压脂脉冲之间采集的回波数据中 的中间回波数据对应的脂肪信号为0或近似为0的原则确定压脂脉冲的翻转角度。相应 地，压脂脉冲施加模块310用于按照第一设定间隔向成像区域施加一具有所述翻转角度 的压脂脉冲。

本实施例中，在第n个脂肪抑制周期，脂肪的纵向磁化是从初始磁化开始的，而在第n+1个脂肪抑制周期，脂肪的纵向磁化则是从第n+1个脂肪抑制周期的脂肪纵向 磁化结果开始的，即满足下式(4)：

脂肪信号振荡只发生在最初的几个回波链长度(ETL)中，之后便进入周期性重复。也就是说脂肪信号在ETL之间进入稳态非相干(SSI，Steady State Incoherent)运动。忽略开始的几十个ETL，可以假定脂肪信号在每个ETL中都进入稳定状态，则有：

图6A和图6B示出了一个例子中翻转角度从90度到180度改变时，施加压脂脉冲 后脂肪信号及幅值的变化示意图。其中，图6A为脂肪信号S的示意图，图6B为对图6A 所示脂肪信号取模后得到的脂肪信号幅值A的变化示意图。图6A和图6B中的横坐标均 为一个回波链长度内的回波数，图6A的纵坐标为脂肪信号S的数值，可以看出，不同 的翻转角度对应的压脂效果是不同。

激励采集模块320用于在每个压脂脉冲后施加RF脉冲串及一系列相位编码梯度并采集 得到对应的回波数据，将所述回波数据采用线性填充方式填充到一k空间中。

在本发明的一个实施方式中，若压脂脉冲确定模块330针对正常回波链长度(ETL)内的回波M_ETL计算压脂脉冲的翻转角度取值时，无法满足使中间回波数据对应的脂肪信 号为0或近似为0的条件的话，则可以减少回波链长度。回波链长度可按照下式进行缩 短处理：

可见，上述回波链长度是按照倍数缩减的，因此为了和现有k空间相匹配，并使得缩减后的回波链长度内的回波数据中的中间回波数据位于k空间的中心位置处，可按照 回波链长度的缩减倍数，将正常ETL内的回波按照等间距依次交替提取组员的方式划分 为对应的回波组，也即至少两个回波组，通常为两个回波组或三个回波组。例如，若n＝2， 原回波链长度为10，则将回波链长度为10的回波划分为两个组时，可一个回波组由第 一、第三、第五、第七和第九个回波组成，另一个回波组由第二、第四、第六、第八和 第十个回波组成。又如，若n＝3，回波链长度为15，则将回波链长度为15的回波划分为 三个组时，可第一个回波组由第一、第四、第七、第十和第十三个回波组成，第二个回 波组由第二、第五、第八、第十一和第十四个回波成，第三个回波组由第三、第六、第 九、第十二和第十五个回波组成。之后，再针对每个回波组计算施加在该回波组前面的 压脂脉冲的翻转角的值，以使得对应该回波组的回波数据中的中间回波数据的脂肪信号 为0或近似为0。

其中，对应不同的回波所施加的相位编码梯度是不同的。

图7A示出了一个例子中由下到上进行线性填充k空间的示意图。

此外，针对将一个ETL内的回波划分为至少两个回波组的情况，例如，仍以将ETL为10的回波划分为两个组的情况为例，则针对由第二、第四、第六、第八和第十个回波 组成的回波组，采集的回波数据为第二、第四、第六、第八和第十个回波数据，填充到 k空间后的示意图可如图7B所示，针对由第一、第三、第五、第七和第九个回波组成的 回波组，采集的回波数据为第一、第三、第五、第七和第九个回波，填充到k空间后的 示意图可如图7C所示。也就是说，通过依次进行如图7B和图7C所示的填充后，便可 得到如图7A所示的k空间。

具体实现时，压脂脉冲确定模块330可包括：第一处理单元331、判断单元332、第二处理单元333和第三处理单元334。

其中，第一处理单元331用于设置压脂脉冲的翻转角度为180度，并按照公式(1)至(5)计算一个回波链长度M中所有回波中的脂肪信号，将脂肪信号最低的回波号记录为 M_nin(R₀)，并将k空间中心对应的回波号标记为M_c。

判断单元332用于判断M_c与M_nin的大小，如果M_c≤M_nin，则发第一处理通知给第二 处理单元333；如果M_c>M_nin，则发第二处理通知给第三处理单元334。

第二处理单元333用于根据所述第一处理通知按照设定间隔减小压脂脉冲的翻转角 度，并计算一个回波链长度中所有回波中的脂肪信号，直到M_c处的脂肪信号最小或足够接近最小值，此时所对应的压脂脉冲的翻转角度即为最终的翻转角度。

第三处理单元334用于根据所述第二处理通知减小回波链长度，按照上述式(8)得到 减小后的回波链长度M，并指示第一处理单元331基于所述减小后的回波链长度执行所述设置压脂脉冲的翻转角度为180度并计算一个压脂回波链长度M中所有回波中的脂肪 信号的操作。

本发明实施例中的磁共振成像装置可包括上述图3所示的数据采集装置，并可在图 3所示基础上进一步包括其他必要模块，例如包括一用于利用所述k空间中的数据重建一磁共振图像的图像重建模块等。

以上对本发明实施例中的装置实施例进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的 方法实施例进行详细描述。对于本发明方法实施例中未披露的细节，可参考本发明装置实施例中的对应描述，此处不再一一赘述。

图8为本发明实施例中一种数据采集方法的示例性流程图。如图8中的实线部分所示，该方法可包括：

步骤S84，按照一设定间隔向成像区域施加一压脂脉冲，所述压脂脉冲能够将初始脂肪信号压制为负值，并使得两个压脂脉冲之间采集的回波数据中的中间回波数据对应的脂肪信号为0或近似为0，例如使得两个压脂脉冲之间采集的回波数据中的中间回波 数据对应的脂肪信号位于[0,a]之内，a为预先设定的接近于0的阈值，如0.1。

步骤S86，在每个压脂脉冲后施加射频脉冲串及一系列相位编码梯度并采集得到对应 的回波数据，将所述回波数据采用线性填充方式填充到一k空间中。

此外，在另一个实施方式中可如图7中的虚线部分所示，进一步包括步骤S82，按照使得两个压脂脉冲之间采集的回波数据中的中间回波数据对应的脂肪信号为0或近似为0的原则确定压脂脉冲的翻转角度。相应地，步骤S84中按照第一设定间隔向成像区 域施加一具有所述翻转角度的压脂脉冲。

在本发明的一个例子中，上述步骤S82在具体实现时，确定压脂脉冲翻转角度的过程可如图9所示，包括如下步骤：

步骤S92，设置压脂脉冲的翻转角度为180度，并计算一个压脂回波链长度M中所有回波中的脂肪信号。

步骤S94，比较k空间中心对应的回波号M_c与脂肪信号最低的回波号M_nin的大小，如果M_c≤M_nin，则执行步骤S96；否则执行步骤S98，即M_c>M_nin时，执行步骤S98。

本实施例中，将脂肪信号最低的回波号记录为M_nin(R₀)，并将k空间中心对应的回波 号标记为M_c。

步骤S96，按照设定间隔减小压脂脉冲的翻转角度，并计算一个回波链长度中所有回波中的脂肪信号，直到M_c处的脂肪信号最小或足够接近最小值，此时所对应的压脂脉 冲的翻转角度即为最终的翻转角度。

步骤S98，减小回波链长度，按照上述式(8)得到减小后的回 波链长度M，将所述标准回波链长度M_ETL内的回波按照依次交替提取组员的方式划分为至少两个回波组，之后返回执行步骤S92。

本步骤S98中，上述回波链长度是按照倍数缩减的，因此为了和现有k空间相匹配，并使得缩减后的回波链长度内的回波数据中的中间回波数据位于k空间的中心位置处， 可按照回波链长度的缩减倍数，将正常ETL内的回波按照等间距依次交替提取组员的方 式划分为对应的回波组，也即至少两个回波组，通常为两个回波组或三个回波组。例如， 若n＝2，原回波链长度为10，则将回波链长度为10的回波划分为两个组时，可一个回波 组由第一、第三、第五、第七和第九个回波组成，另一个回波组由第二、第四、第六、 第八和第十个回波组成。又如，若n＝3，回波链长度为15，则将回波链长度为15的回波 划分为三个组时，可第一个回波组由第一、第四、第七、第十和第十三个回波组成，第 二个回波组由第二、第五、第八、第十一和第十四个回波成，第三个回波组由第三、第 六、第九、第十二和第十五个回波组成。之后，再针对每个回波组计算施加在该回波组 前面的压脂脉冲的翻转角的值，以使得对应该回波组的回波数据中的中间回波数据的脂 肪信号为0或近似为0。

在步骤S92和步骤S96中的所述计算一个回波链长度中所有回波中的脂肪信号为：采用上述公式(1)至(5)计算一个回波链长度中所有回波中的脂肪信号。

下面通过实验验证本发明实施例中的技术方案实施效果。

本实验采用西门子3T磁频谱系统(16-Cha)进行活体实验，使用16通道的头/颈线圈对 志愿者进行头部检测。所用协议参数为：TE/TR＝2.47/6.42ms，BW＝250Hz，FOV＝173×190， Matrix 230×288，slices per slab＝56，slice OS＝28.6％，voxel＝0.7×0.7×1.0mm，Q-fat sat， lines per shot＝60，FA＝9。

下面内容为对上述协议参数的含义解释：

TE---回波时间，单位毫秒；

TR---重复时间，单位毫秒；

BW---采样带宽，单位赫兹；

FOV---视野窗，单位毫米；

Matrix---采样矩阵大小；

slices per slab---每个成像块选层方向编码数；

voxel---体素大小，单位毫米；

Q-fat sat---快速压脂；

Lines per shot---每次压脂之后采样的线数；

FA---翻转角大小，单位°。

图9中示出了志愿者的磁共振图像，其中，第一列是采用图2C所示的伪中间序填充方式进行数据采集得到的磁共振图像，第二列为采用本发明实施例中的线性填充方式进行数据采集得到的磁共振图像。

通过对图9中不同排序方式下的磁共振图像进行对比，可以发现，在相同的参数设置下，本发明实施例中的线性填充方式的数据采集比伪中心序填充方式的数据采集具有更好的脂肪信号抑制效果，从而进一步抑制了眼眶脂肪信号，使重建之后的图像中视觉 神经更加突显，清晰。

从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中施加一个使采集中间回波数据时的脂 肪信号为0或接近于零的压脂脉冲，即该压脂脉冲首先将脂肪信号抑制为设定负值而非零值，然后在脂肪信号被抑制并恢复到设定正值期间施加RF脉冲串，这样在进行k空间的线性填充时，脂肪信号低L的回波数据正好位于k空间的中心区域，并且相比于基于已 有压脂脉冲的脂肪信号从0值增加到第一正值的方案，基于新型压脂脉冲的脂肪信号从 负值增加到第二正值的方案，由于脂肪信号主要位于0值附近，因此压脂效果更佳。

此外，通过在针对正常回波链长度ETL内的回波计算压脂脉冲的翻转角度时，无法满足使中间回波数据对应的脂肪信号为0或近似为0的条件的情况减少回波链长度，将 正常ETL内的回波按照等间距依次交替提取组员的方式划分为至少两个回波组，可以得 到针对每个回波组施加的压脂脉冲翻转角度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。