一種動態頻率漂移校正方法

2023-05-14 10:39:31 1

專利名稱：一種動態頻率漂移校正方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像技術領域，特別是一種用於二項式水激勵方法的動態頻率漂移校正方法。
背景技術：
在磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)中，由於人體內脂肪組織中的氫質子和其它組織中的氫質子所處的分子環境不同，使得它們的共振頻率不相同；當脂肪和其它組織的氫質子同時受到射頻脈衝激勵後，它們的弛豫時間也不一樣。在不同的回波時間採集信號，脂肪組織和非脂肪組織表現出不同的相位以及信號強度。在磁共振成像領域中，通常可以採用脂肪飽和、翻轉恢復、水脂分離等方法來抑制脂肪信號。在脂肪飽和方法中，磁共振成像設備選擇一定頻率的射頻(RF)脈衝，使用該RF 脈衝將脂肪信號翻轉到橫向平面，然後施加破壞梯度，從而在成像RF脈衝之前消除脂肪信號。在翻轉恢復方法中，磁共振成像設備使用一個180度脈衝將所有信號翻轉到負極軸上， 在弛豫時間(Tl)之後當脂肪信號恢復到縱軸上零點時，施加成像RF脈衝，獲取沒有脂肪信號的圖像。在例如狄克遜(Dixon)法等的水脂分離方法中，磁共振成像設備使用具有不同回波時間(TE)的多幅圖像來進行水脂分離計算。脂肪飽和方法可以用於自旋迴波序列和梯度回波序列，但是不能用於低磁場MRI 系統，這是因為在低磁場MRI系統中存在由化學位移引起的少量頻率偏置。翻轉恢復廣泛應用於各種序列，該方法產生的圖像的信噪比(SNR)較低，但是掃描時間較長。二項式水激勵方法是一種折中的脂肪抑制方法，能夠用於各種序列，並且能夠用於低場MRI系統和高場MRI系統。二項式水激勵方法與脂肪飽和方法相比，具有大致相同的SNR，但是大幅降低了掃描時間。二項式水激勵方法主要的問題是，對主磁場(BO)的穩定性較為敏感，這限制了二項式水激勵方法在永磁體MRI系統中的應用。對於二項式水激勵方法，可以用頻率定位(frequency scout)技術來尋找最佳的靜態頻率偏置，補償主磁場的不均勻性，以求更好地抑制脂肪。但是，頻率定位不能解決主要由於磁體材料溫度上升弓I起的主磁場頻率漂移問題。在申請人為西門子公司(Siemens Aktiengesellschaft)的中國專利申請 200510068442. 0 「在磁共振光譜學試驗中動態檢測磁共振頻率的方法」中，提出了一種用於在磁共振光譜學試驗中對磁共振頻率進行動態頻率檢測的方法，該方法包括通過在多個依次進行的序列流程的每一個序列流程中在分別相同的時刻測量導航信號，並且通過對這些導航信號的比較確定磁共振頻率的頻率漂移，在此基礎上針對所測量的頻率漂移校正從每個序列流程中得到的相應各個頻譜。

發明內容
有鑑於此，本發明提出了一種能夠用於二項式水激勵方法的動態頻率漂移校正方法，用以校正由於磁體材料溫度上升引起的主磁場頻率漂移。
因此，本發明提供了一種動態頻率漂移校正方法，該方法包括磁共振成像設備採集參考一維導航信號；在掃描了 N幅圖像之後，採集一個當前的一維導航信號，其中N為正整數；根據所述參考一維導航信號和所述當前的一維導航信號，計算頻率漂移；磁共振成像設備根據所述頻率漂移，計算並設置下一個射頻信號的初始相位。優選地，該方法進一步包括磁共振成像設備發射具有所述初始相位的下一個射
頻信號。優選地，根據以下公式計算所述頻率漂移，
( \anSle Yj(s^kx)' conAs(^kx)))
Δ/(η) = ^-J-
v 『2π·ΤΕ其中，Af (η)為頻率漂移，S(n, kx)為所述當前的一維導航信號，S(0，kx)為所述參考一位導航信號，angle 為相位算子，conjO為共軛算子，kx為頻率編碼，TE為回波時間。優選地，根據以下公式計算所述初始相位，θ (η) = Af (η) · τ其中，θ (η)為初始相位，Af (η)為頻率漂移，τ為一組射頻脈衝中第一個射頻脈衝與所述下一個射頻脈衝之間的時間間隔。在上述技術方案中，該方法進一步包括判斷是否要採集當前的一維導航信號的步
馬聚ο優選地，該方法進一步包括對於一組射頻脈衝，利用所述參考一維導航信號和前一個一維導航信號計算頻率漂移，並計算和設置下一個射頻信號的初始相位。從上述方案中可以看出，由於本發明在掃描期間通過一維導航信號實時計算主磁場頻率漂移，並校正射頻信號的相位，從而消除了由於主磁場頻率漂移所引起的問題(梯度場的方向沒有始終與脂肪質子自旋形成的平面相互垂直)。根據本發明的技術方案，能夠動態實時地修改多項式水激勵方法中第二個射頻脈衝、以及(如果存在的話)以後的射頻脈衝的初始相位，從而確保梯度場(Bi)的方向始終與脂肪質子自旋形成的平面相互垂直， 在激勵之後只留有水的信號，以得到水的圖像。


圖IA和圖IB為二項式水激勵的梯度回波(GRE)序列的示意圖。圖2為根據本發明一個實施例的動態頻率漂移校正方法的流程示意圖。圖3為根據本發明另一個實施例的動態頻率漂移校正方法的流程示意圖。圖4Α為根據常規方法得到的圖像，圖4Β為根據本發明方法得到的圖像。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本發明進一步詳細說明。首先簡單描述一下二項式水激勵方法的序列。在二項式水激勵方法的每組RF脈衝中，各個RF脈衝的幅值比為二項式係數，例如1-1、1-2-1、1-3-3-1、1-4-6-4-1、……。圖IA和圖IB中，RF表示射頻脈衝，RO表示讀出梯度。出於簡明的目的，圖IA和圖IB中未示出選層梯度和相位編碼梯度。圖IA示出的是1-1 二項式水激勵方法的GRE序列的示意圖。如圖IA所示，每組脈衝中的第一個射頻脈衝RF_1與第二個射頻脈衝RF_2的幅值比為1 1。圖IB示出的是 1-2-1 二項式水激勵方法的GRE序列的示意圖。如圖IB所示，每組脈衝中的第一個射頻脈衝RF_1、第二個射頻脈衝RF_2以及第三個射頻脈衝R_3的幅值比為1 2 1。圖IA和圖IB中還示出了回波時間TE和重複時間TR，進一步還示出了每組射頻脈衝中第一個射頻脈衝之後的射頻脈衝與第一個射頻脈衝的時間間隔τ、T1以及τ 2等。本發明在掃描期間利用一維(ID)導航信號(navigator)實時測量頻率漂移，在導航信號掃描之後，向激勵射頻脈衝施加頻率漂移的校正。圖2為根據本發明一個實施例的流程示意圖。如圖2所示，根據該實施例的方法包括如下步驟步驟101，磁共振成像設備在開始掃描時，採集一個參考一維導航信號S(0，kx)所述s(0，kx)可以用公式⑴來表示
權利要求
1.一種動態頻率漂移校正方法，該方法包括 磁共振成像設備採集參考一維導航信號；在掃描了 N幅圖像之後，採集一個當前的一維導航信號，其中N為正整數； 根據所述參考一維導航信號和所述當前的一維導航信號，計算頻率漂移； 磁共振成像設備根據所述頻率漂移，計算並設置下一個射頻信號的初始相位。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括磁共振成像設備發射具有所述初始相位的下一個射頻信號。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據以下公式計算所述頻率漂移，
4.根據權利要求1或3所述的方法，其特徵在於，根據以下公式計算所述初始相位，θ (η) = Af (η) 『 τ其中，θ (η)為初始相位，Af (η)為頻率漂移，τ為一組射頻脈衝中第一個射頻脈衝與所述下一個射頻脈衝之間的時間間隔。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括判斷是否要採集當前的一維導航信號的步驟。
6.根據權利要求1或5所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括對於一組射頻脈衝，利用所述參考一維導航信號和前一個一維導航信號計算頻率漂移，並計算和設置下一個射頻信號的初始相位。
全文摘要
本發明涉及磁共振成像技術領域，並提供了一種用於二項式水激勵方法的動態頻率漂移校正方法，該方法包括磁共振成像設備採集參考一維導航信號；在掃描了N幅圖像之後，採集一個當前的一維導航信號，其中N為正整數；根據所述參考一維導航信號和所述當前的一維導航信號，計算頻率漂移；磁共振成像設備根據所述頻率漂移，計算並設置下一個射頻信號的初始相位。由於本發明在掃描期間通過一維導航信號實時計算主磁場頻率漂移，並校正射頻信號的相位，從而確保梯度場的方向始終與脂肪質子自旋形成的平面相互垂直，在激勵之後只留有水的信號，以得到水的圖像。
文檔編號A61B8/00GK102232849SQ20101016044
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者周曉東, 翁得河, 賀強 申請人:西門子(深圳)磁共振有限公司