專利名稱：相移測(cè)量方法,相移修正方法,和mri裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相移測(cè)量方法，相移修正方法，和磁共振圖像裝置(MRI)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及由渦流和歸因于以前的編碼梯度的剩磁等的影響所產(chǎn)生的回波相移的測(cè)量方法，所述回波相移的修正方法，和實(shí)現(xiàn)這些方法的MRI裝置。
分離回波序列法(split echo train method)旨在將回波序列的多個(gè)回波分成前部回波和后部回波并從前部回波產(chǎn)生第一影象(PROTON加權(quán)影像)和從后部回波產(chǎn)生第二影像(T2加權(quán)影像)。
為了減少周期時(shí)間，隨著其持續(xù)時(shí)間的減小，分解回波列方法的脈沖序列在其波形上具有很大的編碼梯度曲線幅度。
相同的技術(shù)被用于常規(guī)的高速自旋回波(SE)方法，即，為了減少周期時(shí)間，它具有包含大幅度和短周期的的編碼梯度曲線。
然而，隨著梯度曲線幅度的加大，在梯度線圈周圍的導(dǎo)體中出現(xiàn)的渦流增加并且其持續(xù)時(shí)間減少。渦流影響回波中相移的增加，并且該相移在影像的相位軸方向上產(chǎn)生重象，即，產(chǎn)生贗象。
減少這種重象的技術(shù)在由R.Scott Hinks等人在Proc.SMR，p.634，1995中公開提出，其中，預(yù)掃描數(shù)據(jù)被采樣，且在預(yù)掃描中不施加編碼梯度曲線，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行沿K空間頻率軸的一階富里埃變換，因此而得到相位數(shù)據(jù)，并且根據(jù)影像主掃描的相位數(shù)據(jù)修正讀取梯度曲線的偏差相位和反相脈沖P。
相位修正過(guò)程的方法是由Xin Wan，Dennis L.Parker，等人在Mag.Reso.in Med.，pp.632-638，1995，中公開提出的，其中，在影像主掃描之后，在不施加編碼梯度曲線情況下，修正數(shù)據(jù)被采樣，并且根據(jù)在影像調(diào)整計(jì)算中的修正數(shù)據(jù)來(lái)完成相位修正。
基于永久磁鐵的MRI裝置也含有上述由渦流產(chǎn)生相移的問(wèn)題，以及由剩磁產(chǎn)生相移的問(wèn)題。特別是，例如隨著脈沖幅度的增加，在磁整流板上產(chǎn)生的剩磁增加并且顯著地影響相移。
然而，在前面所述先有技術(shù)中，在沒(méi)有施加編碼梯度曲線的情況下對(duì)修正數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，修正數(shù)據(jù)不包括剩磁的影響，因此，這些方法不能修正由于剩磁的影響所產(chǎn)生的相移。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種測(cè)量相移的方法，該方法用來(lái)測(cè)量由歸因于以前的編碼梯度的渦流和剩磁的影響等所產(chǎn)生的回波相移。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種相移修正的方法，該方法是為了修正回波相移來(lái)防止由渦流和歸因于以前的編碼梯度的剩磁等的影響所引起的影像品質(zhì)變壞。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種MRI裝置，該裝置用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述相移測(cè)量方法和相移修正方法。
在第一方面，本發(fā)明屬于一種相移測(cè)量方法，該方法包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀取軸上施加讀梯度曲線和在相位軸上施加回繞梯度曲線；一次或多次地重復(fù)這些操作；接著發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加相差梯度曲線，并且在相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)，對(duì)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)該采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算由編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的相移。
第一方面的相移測(cè)量方法在相位軸上施加相差梯度曲線和讀出梯度曲線而不施加讀梯度曲線時(shí)，從回波中采樣數(shù)據(jù)。被采樣的數(shù)據(jù)排列在K空間沿相位軸的軌跡上，并且根據(jù)對(duì)該采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)可以精確地知道一階相移(沿K空間的相位軸顯示相移值的一階變量的相移成分)。因此，通過(guò)這種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，然后應(yīng)用編碼梯度曲線，讀梯度曲線和回繞梯度曲線，有可能精確地測(cè)量由渦流和歸因于編碼梯度的剩磁等的影響所產(chǎn)生的相移。
第一變型方面，它是從第一方面的相移測(cè)量方法中派生出來(lái)的，包括通過(guò)施加極性相反的相差梯度曲線和讀出梯度曲線來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的步驟，和根據(jù)對(duì)該采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)和在極性反轉(zhuǎn)之前所得到的相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算由于編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的相移。
相移梯度曲線也將產(chǎn)生渦流，因此，測(cè)量結(jié)果可能與主掃描的測(cè)量結(jié)果不一致，除非消除相移梯度曲線的影響。相移梯度曲線所產(chǎn)生的渦流作用在同一方向上，與一階相移的相差梯度曲線的極性無(wú)關(guān)，而當(dāng)相差梯度曲線的極性反向時(shí)，以前的編碼梯度曲線等所產(chǎn)生的相移將在相反的方向上起作用。因此，通過(guò)對(duì)相差梯度曲線的極性反向和不反向情況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行微分處理，可以消除由于相差梯度曲線極性所引起的渦流的影響，并且可以精確地測(cè)量歸因于以前的編碼梯度曲線等的相移。
在第二個(gè)方面，本發(fā)明屬于一種相移測(cè)量方法，該方法包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀取軸上施加讀梯度曲線和在相位軸上施加回繞梯度曲線的步驟；一次或多次地重復(fù)這些操作；接著發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加相差梯度曲線；當(dāng)在相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)對(duì)回波進(jìn)行第一數(shù)據(jù)采樣；在相位軸上施加重定相(rephaser)梯度曲線；接著發(fā)射反向脈沖，在相位軸上施加相差梯度曲線；當(dāng)在相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)對(duì)另一回波進(jìn)行第二數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)第一采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)和對(duì)第二采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算由于編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的相移。
即使編碼梯度曲線為“0”，相移不為“0”，并且存在偏差相移成分。對(duì)于第一和第二數(shù)據(jù)偏差相移成分方向相同，而由于在對(duì)第一和第二數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣之間發(fā)射反向脈沖，所以，以前的編碼梯度曲線等引起的相移在第一和第二數(shù)據(jù)之間具有相反的方向。因此，通過(guò)對(duì)第一和第二數(shù)據(jù)進(jìn)行微分處理，可以消除偏差相移成分，并且可以精確地測(cè)量歸因于以前的編碼梯度曲線之前的相移。
第二變型，它是從第二方面的相移測(cè)量方法中派生出來(lái)的，包括以下步驟在其極性反向的情況下通過(guò)施加相差梯度曲線，讀出梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線，來(lái)對(duì)第一和第二數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；以及根據(jù)對(duì)該采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)和在極性反轉(zhuǎn)之前所得到的相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算由于編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的相移。
相差梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線也將產(chǎn)生渦流，因此，測(cè)量結(jié)果可能與主掃描的測(cè)量結(jié)果不一致，除非消除相差梯度曲線的影響。相差梯度曲線和重定相梯度曲線所產(chǎn)生的渦流作用在同一方向上，與一階相移的相差梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線的極性無(wú)關(guān)，而當(dāng)相差梯度曲線的極性反向時(shí)，在編碼梯度曲線之前所產(chǎn)生的相移等將作用在相反的方向上。因此，通過(guò)對(duì)相差梯度曲線和重定相梯度曲線的極性反向和不反向情況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行微分處理，可以消除由于相差梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線極性所引起的渦流的影響，并且可以精確地測(cè)量歸因于以前的編碼梯度曲線等的相移。
第三變型，它是從第一方面到第二變型的相移測(cè)量方法中派生出來(lái)的，包括為了消除激勵(lì)回波而在限幅軸上施加crusher梯度曲線的步驟。
企圖利用激勵(lì)回波在回波上的重疊來(lái)進(jìn)行相移測(cè)量，但是它不能夠達(dá)到精確地測(cè)量相移的目的。因此，在限幅軸上應(yīng)用crusher梯度曲線以消除激勵(lì)回波，使其能夠精確地測(cè)量相移。
在第三個(gè)方面，本發(fā)明屬于相移測(cè)量的方法，該方法包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線和在相位軸上施加回繞梯度曲線；一次或多次地重復(fù)這些操作；接著發(fā)射反相脈沖；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線而未在相位軸上施加梯度曲線時(shí)，對(duì)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算由于編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的零階相移。
雖然第一方面到第三變型相移測(cè)量方法可以測(cè)量零階相移，但是相差梯度曲線和讀出梯度曲線可能會(huì)影響零階相移。第三方面的相移測(cè)量方法在相位軸上不施加梯度曲線，因此可以精確地計(jì)算零階相移。
在第四個(gè)方面，本發(fā)明屬于相移測(cè)量方法，該方法包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線和在相位軸上施加回繞梯度曲線；一次或多次地重復(fù)這些操作；接著發(fā)射反相脈沖；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線而不在相位軸上施加梯度曲線時(shí)，對(duì)回波進(jìn)行第一數(shù)據(jù)采樣；接著發(fā)射反相脈沖，當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線，而不在相位軸上施加梯度曲線時(shí)，對(duì)回波進(jìn)行第二數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)第一采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)和根據(jù)對(duì)第二采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算由于編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的零階相移。
即使編碼梯度曲線為“0”，零階相移也不為“0”，并且存在偏差相移成分。偏差相移成分與第一和第二數(shù)據(jù)方向相同，而由于在第一和第二數(shù)據(jù)采樣之間發(fā)射反向脈沖，所以，歸因于以前編碼梯度曲線等的相移在第一和第二數(shù)據(jù)之間具有相反的方向。因此，通過(guò)對(duì)第一和第二數(shù)據(jù)進(jìn)行微分處理，可以消除偏差相移成分，并且可以精確地測(cè)量歸因于以前編碼梯度曲線等的相移。盡管第一變型可以測(cè)量零階相移，但相差梯度曲線和讀出梯度曲線可能會(huì)影響零階相移。第四方面的相移測(cè)量方法在相位軸上不施加梯度曲線，因此可以精確地計(jì)算零階相移。
在第五個(gè)方面，本發(fā)明屬于被歸類為分解回波序列方法的相移修正的方法，它包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射第j個(gè)反相脈沖；在相位軸上施加第j個(gè)編碼梯度曲線；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線時(shí)對(duì)第j個(gè)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；在相位軸上施加第j個(gè)回繞梯度曲線，對(duì)于j＝1，2，…N，重復(fù)這些操作；根據(jù)前部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第一影像；以及根據(jù)后部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二影像，其中為了修正由于前部編碼梯度曲線和回繞梯度曲線的影響所引起的后部回波的一階相移，補(bǔ)償脈沖被加到最后的前部回波之前的編碼梯度曲線上，或?qū)⒀a(bǔ)償脈沖加到緊接在編碼梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上，或在最后的前部回波之后的回繞梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖，或?qū)⒀a(bǔ)償脈沖加到緊接在回繞梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上。
第五方面的相移修正方法將補(bǔ)償脈沖加在前部的最后的編碼梯度曲線或回繞梯度曲線上，它可以防止由前部編碼梯度曲線等所引起的相差成分產(chǎn)生相對(duì)于后部回波的大的相移。因此，這種方法可以防止第二影像品質(zhì)變壞。
第四變型是從第五方面的相移修正方法中派生出來(lái)的，它包括根據(jù)從第一方面到第三變型的任何一種相移測(cè)量方法所測(cè)量的相移值確定補(bǔ)償脈沖的修正值的步驟。
第四變型的相移修正方法根據(jù)從第一方面到第三變型的任何一種相移測(cè)量方法所測(cè)量的相移值確定修正值，它可以精確地防止由于前部編碼梯度曲線等所引起的相移成分產(chǎn)生相對(duì)于后部回波的大的相移。因此，這種方法可以適當(dāng)?shù)胤乐沟诙跋衿焚|(zhì)變壞。
第五變型是從第四變型的相移修正方法中派生出來(lái)的，它包括以下步驟將具有不同類型極性圖案的前部編碼梯度曲線分成分開的組；確定代表各分組的一個(gè)或多個(gè)編碼梯度曲線的修正值，其方法是根據(jù)第一方面到第三變型的任何一種相移測(cè)量方法測(cè)量相移值；以及根據(jù)對(duì)同組的所確定的修正值的計(jì)算或根據(jù)所確定的修正值的完整應(yīng)用，確定不是所述各組的編碼梯度曲線的修正值。
如果前部編碼梯度曲線具有不同類型的極性圖案，則最終結(jié)果的渦流和剩磁將變化并且受其影響而產(chǎn)生的相移也將變化。因此，第五變型的相移修正方法通過(guò)第一方面到第三變型的任何一種相移測(cè)量方法，來(lái)逐個(gè)測(cè)量具有不同極性圖案的前部編碼梯度曲線的相移值，而對(duì)于具有相同極性圖案的前部編碼梯度曲線，它通過(guò)測(cè)量結(jié)果或使用全部結(jié)果來(lái)計(jì)算(例如，比例計(jì)算)相移值。因此，這種方法能夠平衡預(yù)掃描時(shí)間的減少和修正的精確度。
在第六方面，本發(fā)明屬于被歸類為分解回波序列方法的相移修正方法，它包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射第j個(gè)反相脈沖；在相位軸上施加第j個(gè)編碼梯度曲線；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線時(shí)對(duì)第j個(gè)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；在相位軸上施加第j個(gè)回繞梯度曲線；對(duì)于j＝1，2，…N，重復(fù)這些操作；根據(jù)前部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第一影像；根據(jù)后部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二影像；其中，為了修正由于前部編碼梯度曲線和回繞梯度曲線的影響所引起的后部回波的零階相移，而為后部反相脈沖或?yàn)榛夭z測(cè)脈沖，或同時(shí)為兩者提供偏差脈沖。
第六方面的相移修正方法發(fā)射具有偏差相位的后部反相脈沖，或者在接收到的回波的相位檢測(cè)時(shí)提供偏差相位，或者同時(shí)執(zhí)行上述兩者，并且它可以防止后部回波產(chǎn)生零階相移。因此，這種方法可以防止第二影像的品質(zhì)變壞。
第六變型是從第六方面的相移修正方法中派生出來(lái)的，它包括根據(jù)第三方面或第四方面的相移測(cè)量方法所測(cè)量的零階相移來(lái)確定偏差相位的步驟。
第六變型的相移修正方法根據(jù)第三方面或第四方面的相移測(cè)量方法所精確測(cè)量到的相移值，來(lái)確定偏差相位，并且它可以精確地防止后部回波產(chǎn)生零階相移。因此，這種方法可以適當(dāng)?shù)胤乐沟诙跋衿焚|(zhì)變壞。
第七變型是從第六變型的相移修正方法中派生出來(lái)的，它包括以下步驟將具有不同類型極性圖案的前部編碼梯度曲線分成分開的組；通過(guò)根據(jù)第三方面或第四方面的相移測(cè)量方法測(cè)量相移值來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)代表各組的編碼梯度曲線的偏差相位；以及根據(jù)對(duì)同組的所確定的偏差相位的計(jì)算或根據(jù)所確定的偏差相應(yīng)的完整應(yīng)用，確定不是所述各組的編碼梯度曲線的偏差相位。
如果前部編碼梯度曲線具有不同類型的極性圖案，則最終結(jié)果的渦流和剩磁將變化并且受其影響所產(chǎn)生的零階相移也將變化。因此，第七變型的相移修正方法通過(guò)第三方面或第四方面的相移測(cè)量方法，來(lái)逐個(gè)測(cè)量具有不同極性圖案的前部編碼梯度曲線的零階相移值，而對(duì)于具有相同極性圖案類型的前部編碼梯度曲線，它通過(guò)測(cè)量結(jié)果或使用完整結(jié)果來(lái)計(jì)算(例如，比例計(jì)算)相移值。因此，這種方法可以平衡預(yù)掃描時(shí)間的減少和修正的精確度。
在第七方面，本發(fā)明屬于被歸類為分解回波序列方法的相移修正方法，它包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線時(shí)對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；在相位軸上施加回繞梯度曲線；這些操作被重復(fù)多次；以及根據(jù)采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生影像；其中，為了修正由于前面編碼梯度曲線和回繞梯度曲線的影響所引起的后部回波的一階相移，在每一編碼梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖，或?qū)⒀a(bǔ)償脈沖加到緊接在每一編碼梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上，或在每一回繞梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖，或?qū)⒀a(bǔ)償脈沖加到緊接在回繞梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上。
第七方面的相移修正方法在每一編碼梯度曲線或回繞梯度曲線上插入補(bǔ)償脈沖，它可以防止由于前部編碼梯度曲線等所引起的相差成分在連續(xù)回波中產(chǎn)生相移。因此，這種方法可以防止第二影像品質(zhì)變壞。
第八變型是從第七方面的相移修正方法中派生出來(lái)的，它包括根據(jù)用第一方面或第一變型的相移測(cè)量方法所測(cè)量到的相移來(lái)確定補(bǔ)償脈沖的修正值的步驟。
第八變型的相移測(cè)量方法根據(jù)第一方面或第一變型的相移測(cè)量方法所精確測(cè)量的相移值來(lái)確定修正值，它可以精確地防止相移。因此，這種方法可以適當(dāng)?shù)胤乐褂跋衿焚|(zhì)變壞。
第九變型是從第八變型的相移修正方法中派生出來(lái)的，它包括以下步驟將具有不同類型的極性圖案的編碼梯度曲線分成分開的組；通過(guò)根據(jù)第一方面或第一變型的相移測(cè)量方法測(cè)量相移值來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)代表各組的編碼梯度曲線的修正值；以及根據(jù)對(duì)同組所確定的修正值的計(jì)算或根據(jù)所確定的修正值的完整應(yīng)用，確定不是所述各組的編碼梯度曲線的修正值。
如果編碼梯度曲線具有不同類型的極性圖案，則最終結(jié)果的渦流和剩磁將變化并且由其影響所產(chǎn)生的相移也將變化。因此，第九變型的相移修正方法通過(guò)第一方面或第一變型的相移測(cè)量方法，來(lái)逐個(gè)測(cè)量具有不同極性圖案類型的編碼梯度曲線的相移值，而對(duì)于具有相同極性圖案類型的編碼梯度曲線，它根據(jù)測(cè)量結(jié)果或使用完整的結(jié)果來(lái)計(jì)算(例如，比例計(jì)算)相移值。因此，這種方法可以在預(yù)掃描時(shí)間減少和修正的精確度之間取得平衡。
第十方面是從第八方面或第九變型中派生出來(lái)的，它包括以下步驟在相位軸上施加相差梯度曲線，而不是施加用來(lái)成像的高速自旋回波法的脈沖序列的第二讀梯度曲線；當(dāng)在相位軸上施加讀梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；以及根據(jù)該數(shù)據(jù)確定第二回波的補(bǔ)償脈沖，對(duì)第三和后續(xù)回波重復(fù)這些操作，以對(duì)所有回波確定其補(bǔ)償脈沖。
第十變型的相移修正方法使用至少不同于成像的主掃描脈沖序列的預(yù)掃描的脈沖序列，來(lái)逐個(gè)確定每一回波的補(bǔ)償脈沖，雖然這將需要更長(zhǎng)的預(yù)掃描時(shí)間，但這種方法提高了修正的精度。
在第八方面，本發(fā)明屬于一種MRI裝置，它包括RF脈沖發(fā)射裝置；梯度磁場(chǎng)施加裝置；核磁共振(NMR)信號(hào)接收裝置；和相移修正值確定裝置；所述相移修正值確定裝置的操作步驟包括發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線；以及在相位軸上施加回繞梯度曲線，一次或多次地執(zhí)行這些操作；接著發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加相差梯度曲線；接收NMR信號(hào)；在相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換；以及根據(jù)結(jié)果相位數(shù)據(jù)，確定由編碼梯度的影響所產(chǎn)生的用來(lái)修正相移的修正值，同時(shí)，把用來(lái)根據(jù)確定的修正值修正一階相移的補(bǔ)償脈沖加在成像脈沖序列的編碼梯度曲線中，或加到緊接在編碼梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上，或加在回繞梯度曲線中，或加到緊接著回繞梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上。
第八方面的MRI裝置可以正確地實(shí)現(xiàn)上述第一方面至第三變型的相移測(cè)量方法。它也可以正確地實(shí)現(xiàn)上述第五方面至第五變型，以及上述第七方面至第十變型的相移修正方法。因此，這種裝置可以產(chǎn)生沒(méi)有由相移產(chǎn)生的膺像的影像。
在第九方面，本發(fā)明屬于一種MRI裝置，它包括RF脈沖發(fā)射裝置；梯度磁場(chǎng)施加裝置；NMR信號(hào)接收裝置；和相移修正值確定裝置；所述相移修正值確定裝置的操作步驟包括發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線并且在相位軸上施加回繞梯度曲線；一次或多次地執(zhí)行這些操作；以及接著發(fā)射反相脈沖；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線；而在相位軸上沒(méi)有施加梯度曲線時(shí)，對(duì)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)由采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)，確定由編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的修正零階相移的的修正值，同時(shí)，為反相脈沖，或?yàn)榛夭z測(cè)相位，或同時(shí)為二者提供根據(jù)被確定的修正值修正零階相移的偏差相位。
第九方面的MRI裝置可以正確地實(shí)現(xiàn)上述第三或第四方面的相移測(cè)量方法。它也可以正確地實(shí)現(xiàn)上述第六方面至第七變型的相移修正方法。因此，這種裝置可以產(chǎn)生沒(méi)有由相移產(chǎn)生的膺像的影像。
在十方面，本發(fā)明屬于一種MRI裝置，它包括RF脈沖發(fā)射裝置；梯度磁場(chǎng)施加裝置；NMR信號(hào)接收裝置；和相移修正值確定裝置；所述相移修正值確定裝置的操作步驟包括發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射第一反相脈沖；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線而在相位軸上沒(méi)有施加梯度曲線時(shí)，對(duì)第一回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)由采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算第一零階項(xiàng)φ0；發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射第一反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線并且在相位軸上施加回繞梯度曲線；接著發(fā)射第二反相脈沖，當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線而在相位軸上沒(méi)有施加梯度曲線時(shí)，對(duì)第二回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)由采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算第二零階項(xiàng)φ1；并且根據(jù)第一零階項(xiàng)φ0和第二零階項(xiàng)φ1，確定用來(lái)修正由編碼梯度曲線的影響所產(chǎn)生的零階相移的修正值，同時(shí)，為第二反相脈沖之后的反相脈沖，或?yàn)榛夭z測(cè)相位，或同時(shí)為二者提供用來(lái)根據(jù)已確定的修正值修正零階相移的偏差相位。
與第十方面相等效的是可以根據(jù)對(duì)第二回波的采樣數(shù)據(jù)，而不是第一回波的采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換的結(jié)果相位數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算第一零階項(xiàng)φ0。
附加的相差梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線也將產(chǎn)生渦流，因此，測(cè)量結(jié)果可能與主掃描的測(cè)量結(jié)果不一致，除非它們的影響被消除。于是，第十方面的MRI裝置完全省去了相差梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線的使用，該裝置擺脫了由相差梯度曲線和重定相(rephaser)梯度曲線所產(chǎn)生的渦流的影響，并且它可以測(cè)量歸因于先前編碼梯度的相移。因此，該裝置可以產(chǎn)生沒(méi)有由相移產(chǎn)生的膺像的影像。
本發(fā)明的相移測(cè)量方法可以精確地測(cè)量由于編碼梯度曲線所引起的渦流和剩磁的影響所產(chǎn)生的一階和零階相移。
本發(fā)明的相移測(cè)量方法可以精確地修正由于編碼梯度曲線所引起的渦流和剩磁等的影響所產(chǎn)生的一階和零階相移。從而產(chǎn)生良好的影像。
本發(fā)明的MRI裝置可以正確地實(shí)現(xiàn)這些相移測(cè)量方法和相移修正方法。
通過(guò)以下結(jié)合附圖所做的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MRI裝置的方框圖；圖2和圖3是一系列根據(jù)第一實(shí)施例確定相移修正值過(guò)程的流程圖；圖4顯示基于第一實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的例子；圖5是用來(lái)說(shuō)明圖4的脈沖序列的K空間軌跡的簡(jiǎn)圖；圖6顯示從圖4的脈沖序列中所派生出來(lái)的其相位軸投影脈沖被反相的脈沖序列的例子；圖7顯示基于第一實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的另外一個(gè)例子；圖8顯示從圖7的脈沖序列中所派生出來(lái)的其相位軸投影脈沖被反相的脈沖序列的例子；圖9用來(lái)說(shuō)明中央圖像排序的段與回波之間的關(guān)系；圖10用來(lái)說(shuō)明后續(xù)圖像排序的段與回波之間的關(guān)系；圖11顯示將補(bǔ)償脈沖加在最后一個(gè)前部回繞梯度曲線末端的分裂回波序列方法的脈沖序列的例子；圖12顯示將補(bǔ)償脈沖加在最后一個(gè)前部回繞梯度曲線前端的分裂回波序列方法的脈沖序列的例子；圖13顯示在最后的前部回繞梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖的分裂回波序列方法的脈沖序列的例子；圖14顯示在最后的前部編碼梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖的分裂回波序列方法的脈沖序列的例子；圖15說(shuō)明補(bǔ)償脈沖的修正效果；圖16說(shuō)明采用給反相脈沖提供偏差相位的方法的修正效果；圖17說(shuō)明采用給反相脈沖和檢測(cè)相位提供偏差相位的方法的修正效果；圖18和圖19是說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施例的零階相移修正值確定過(guò)程的一系列流程圖；圖20是根據(jù)第三實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的例子；
圖21是根據(jù)第三實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的另外一個(gè)例子；圖22和圖23是說(shuō)明根據(jù)第四實(shí)施例的相移修正值確定過(guò)程的一系列流程圖；圖24顯示根據(jù)第四實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的一個(gè)例子；圖25顯示從圖24的脈沖序列中所派生出來(lái)的，其相位軸投影脈沖被反相的脈沖序列的例子；圖26顯示根據(jù)第四實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的另外一個(gè)例子；圖27顯示根據(jù)第四實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的另外一個(gè)例子；圖28是用來(lái)說(shuō)明段與回波之間關(guān)系的簡(jiǎn)圖；圖29是另外一個(gè)用來(lái)說(shuō)明段與回波之間關(guān)系的簡(jiǎn)圖；圖30顯示在每一回繞梯度曲線末端加入補(bǔ)償脈沖的高速SE方法的脈沖序列的例子；圖31顯示根據(jù)第六實(shí)施例的相移修正值的確定過(guò)程的流程圖；圖32顯示根據(jù)第六實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的例子；圖33顯示根據(jù)第七實(shí)施例的相移修正值的確定過(guò)程的流程圖；圖34顯示根據(jù)第六實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的例子；圖35顯示另外一個(gè)根據(jù)第六實(shí)施例的預(yù)掃描脈沖序列的例子；圖36用來(lái)說(shuō)明根據(jù)第六實(shí)施例的修正值計(jì)算原理；圖1是為本發(fā)明第一至第九實(shí)施例所共有的MRI裝置的方框圖。
該MRI裝置100包括磁組件1，該組件具有放置主體的空間(孔)。在該孔周圍放置有永久磁鐵lp，該磁鐵在主體施加恒定的主磁場(chǎng)；沿限幅軸，相位軸和讀軸產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)的梯度場(chǎng)線圈lg；發(fā)射線圈lt，該線圈發(fā)射感應(yīng)主體內(nèi)部核自旋的RF脈沖；以及接收線圈lr，該線圈接收來(lái)自主體的NMR信號(hào)。梯度場(chǎng)線圈lg，發(fā)射線圈lt，和接收線圈lr分別與梯度磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路3，RF功率放大器4，和前置放大器5連接。
順序存儲(chǔ)電路8按照計(jì)算機(jī)7的命令，根據(jù)存儲(chǔ)的脈沖序列來(lái)操作梯度磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路3，使得磁組件1的梯度場(chǎng)線圈lg產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，并且操作門調(diào)制電路9，使得RF振蕩電路10的載波輸出信號(hào)被調(diào)制成為具有上述時(shí)序和上述包絡(luò)的脈沖信號(hào)。該脈沖信號(hào)被RF功率放大器4放大，并隨后被送入磁組件1的發(fā)射線圈lt，使得有選擇地將主體的一個(gè)預(yù)期的限幅區(qū)域激勵(lì)。
前置放大器5將由磁組件1的接收線圈所檢測(cè)到的主體NMR信號(hào)放大。將接收的RF振蕩器10的載波輸出信號(hào)作為參考信號(hào)的相位檢測(cè)器12對(duì)被前置放大器5所放大的NMR信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)。A/d轉(zhuǎn)換器11將來(lái)自前置放大器5的相位檢測(cè)后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)(數(shù)據(jù))。
計(jì)算機(jī)7從A/D轉(zhuǎn)換器11中讀取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行影像重排計(jì)算，從而產(chǎn)生預(yù)期限幅區(qū)域的影像，并且該影像被顯示在顯示器6上。計(jì)算機(jī)7也為含有與操作終端13進(jìn)行信息交流的裝置的總控制服務(wù)。實(shí)施例1第一實(shí)施例旨在根據(jù)分裂回波序列法修正一階和零階相移。
在分離回波序列法中，用來(lái)產(chǎn)生第一影像的前部編碼梯度曲線gy所產(chǎn)生的相差成分被加到后部的回波采樣時(shí)間上(施加讀梯度曲線gxw的周期)，造成相對(duì)于后部回波的大的相移。這種相移被稱為“一階相移”，其值在K空間的相位軸上具有一階變量。
梯度磁場(chǎng)包含由于RF屏蔽形式，線圈等布局失配所造成的零階項(xiàng)。盡管該梯度場(chǎng)的零階項(xiàng)是一個(gè)獨(dú)立于位置的不變的成分，但它最終與渦流一樣具有指數(shù)下降的時(shí)間特性，并且它將引起相移。這個(gè)相移被成為“零階相移”。
圖2和圖3顯示了相移修正值的確定過(guò)程的流程圖，該過(guò)程根據(jù)分離回波序列法，確定修正一階和零階相移的修正值。
步驟S1為在如圖4，圖6，圖7和圖8所示的預(yù)掃描脈沖序列中的補(bǔ)償脈沖gyp1i的幅度agyp1i設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)某跏贾?。后綴字母“i”代表重復(fù)數(shù)，如何選擇i值將在后面進(jìn)行解釋。
步驟S2在具有正極性的編碼梯度曲線gy的情況下，利用如圖4所示的預(yù)掃描脈沖序列，或者在具有負(fù)極性的編碼梯度曲線gy的情況下，利用如圖7所示的預(yù)掃描脈沖序列對(duì)后部回波echo’1和echo’2進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。
如圖4和圖7所示的預(yù)掃描脈沖序列中，在開始處施加激勵(lì)脈沖R和限幅梯度曲線ss。接著，施加第一反相脈沖P1和前部限幅梯度曲線ss。然后，在相位軸上施加編碼梯度曲線gy1i。接著，施加讀梯度曲線gxw。然后，在相位軸上施加具有等時(shí)間積分值并且與編碼梯度曲線gy1i極性相反的回繞梯度曲線gyr1i。
圖4所示是回波序列數(shù)目N等于4的情況，并且對(duì)于該數(shù)目N大于4的情況，從反相脈沖P的發(fā)射到施加回繞梯度曲線gyr的操作要被重復(fù)N/2-1次。
然后，施加最近的反相脈沖P2和前部限幅梯度曲線ss，并在相位軸上施加編碼梯度曲線gy2i。接著，在讀梯度曲線rephase上施加讀梯度曲線gxw的前半部讀梯度曲線gxr。之后，讀梯度曲線保持為“0”。然后，在相位軸上施加具有等時(shí)間積分值并且與編碼梯度曲線gy2i極性相反的回繞梯度曲線gyr2i。
施加一般的讀梯度曲線gxw而不是施加讀梯度曲線gxr是與上述脈沖序列等價(jià)的，然后，如圖4中的虛線所示，在讀軸上施加回繞梯度曲線gxr’，該梯度曲線是讀梯度曲線gxw面積的一半。
接著，在相位軸上施加與編碼梯度曲線gy極性相反的補(bǔ)償脈沖gyp1i。
然后，施加第一后部反相脈沖P’1和限幅梯度曲線ss，同時(shí)施加用來(lái)消除附加在前面和后面的激勵(lì)回波的crusher梯度曲線gzi和gzri。其次，施加與回繞梯度曲線gyr2i相同的相差梯度曲線gywd1i。接著，在相位軸上施加讀出梯度曲線gyw1i時(shí)，從echo’1中接收NMR信號(hào)，然后在相位軸上施加與相差梯度曲線gywd1i相同的重定相(rephaser)梯度曲線gywr1i。
圖5顯示從最近前部編碼梯度曲線gy2i直到圖4脈沖序列的讀出梯度曲線gyw1i期間，K空間KSP的軌跡。對(duì)echo’1數(shù)據(jù)的采樣中，只有Ky軸上的NMR信號(hào)成分被接收。在這種情況下，相差梯度曲線gywd1i，讀出梯度曲線gyw1i和重定相(rephaser)梯度曲線gywr1i被稱為“相位軸投影(Y投影)脈沖Ypg1i”。
接著，施加第二反相脈沖P’2和后部限幅梯度曲線ss。接著，在相位軸上施加與Ypg1i相同的相位軸投影脈沖Ypg2i的同時(shí)，從echo’2中接收NMR信號(hào)。最后，為了破壞橫向磁化，施加消除梯度曲線Ki1。
圖4和圖7中的τi1和τi2表示在讀出梯度曲線gyw中心和echo’中心之間的時(shí)移，并且這些時(shí)移τi1和τi2代表渦流和歸因于編碼梯度曲線gy1i和gy2i的剩磁的影響。通過(guò)采樣數(shù)據(jù)一階富里埃變換結(jié)果中的相位的一次項(xiàng)可以精確地計(jì)算時(shí)移τi1和τi2，因此，可以精確地了解渦流和由于編碼梯度曲線gy1i和gy2i的剩磁的影響。
返回圖3，步驟S3對(duì)echo’1和echo’2的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法和類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算一階項(xiàng)di1和di2以及零階項(xiàng)B0i1和B0i2。
步驟S4通過(guò)下列公式計(jì)算一階相移值φi+φi+＝{(di1-di2)/2}Xres×106/(γ×fov) (1)其中(di1-di2)/2是為了消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分所做的處理，Xres是echo’采樣點(diǎn)的數(shù)目，γ是旋磁比，fov是單位為厘米的被測(cè)圖像場(chǎng)的大小。
步驟S5通過(guò)下列公式計(jì)算零階相移值ΔB0i+ΔB0i+＝(B0i1-B0i2)/2這是為了消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分所做的處理。
進(jìn)到圖3，步驟S6在編碼梯度曲線gy具有正極性的情況下利用如圖6所示的預(yù)掃描脈沖序列或在編碼梯度曲線具有負(fù)極性的情況下利用如圖8所示的預(yù)掃描脈沖序列，對(duì)后部echo’1和echo’2進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。
如圖6和圖8所示的預(yù)掃描脈沖序列是從如圖4和圖7所示的脈沖序列中派生出來(lái)的，只是它們的相位軸投影脈沖Ypg具有相反的極性。
返回到圖3，步驟S7對(duì)從echo’1和echo’2采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法或類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算一階項(xiàng)di1和di2以及零階項(xiàng)B0i1和B0i2。
步驟S8通過(guò)下列公式計(jì)算一階相移值φi-φi-＝{(di1-di2)/2}Xres×106/(γ×fov)其中(di1-di2)/2是為了消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分所做的處理，Xres是echo’采樣點(diǎn)的數(shù)目，γ是旋磁比，fov是被測(cè)圖像場(chǎng)的大小。
步驟S9通過(guò)下列公式計(jì)算零階相移值ΔB0i-ΔB0i-＝(B0i1-B0i2)/2這是為了消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分所做的處理。
步驟S10通過(guò)下列公式計(jì)算一階相移值φiφi＝{(φi+)-(φi-)}/2這是為了消除相位軸投影脈沖Ypg所產(chǎn)生渦流的影響所做的處理。由極性相反的兩個(gè)相位軸投影脈沖Ypg所引起的渦流作用在一階相移值的相反方向上，并可以通過(guò)將一階相移值φi+和φi-的差值除以2來(lái)消除該渦流的影響。
步驟S11通過(guò)下列公式計(jì)算零階相移值ΔB0iΔB0i＝{(ΔB0i+)-(ΔB0i-)}/2
這是為了消除相位軸投影脈沖Ypg所產(chǎn)生渦流的影響所做的處理。
步驟S12通過(guò)下列公式修正補(bǔ)償脈沖gyp1i的幅度agyp1inew_agyp1i＝(1+φi/gypliarea)old_agyp1i....(2)這里new_agyp1i是被修正的幅度，old_agyp1i是即時(shí)幅度，gypliarea是即時(shí)補(bǔ)償脈沖gyp1i(可與相差值比較的)的面積。
步驟S13將上述步驟S2到S12重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。
步驟S14對(duì)于所有的值或?qū)τ谥鲯呙栌跋竦闹貜?fù)數(shù)目i的適當(dāng)?shù)闹抵貜?fù)上述步驟S1到S12。
如果對(duì)全部的值i重復(fù)了上述步驟S1至S13，則可以確定對(duì)于多個(gè)編碼梯度曲線最佳的補(bǔ)償脈沖gyp1i，以換取更長(zhǎng)的預(yù)掃描時(shí)間。
否則，如果在較短的預(yù)掃描時(shí)間內(nèi)對(duì)某些值i重復(fù)步驟S1至S13，則必須根據(jù)特殊值i的gyp1i通過(guò)插值法計(jì)算剩余值i的補(bǔ)償脈沖gyp1i，或者用最接近的特殊值i來(lái)替代。
通過(guò)對(duì)梯度曲線進(jìn)行分組選擇適當(dāng)?shù)膇值，使得那些相同極性的前部編碼梯度曲線gy加入到一個(gè)或多個(gè)組中，而那些不同極性的前部編碼梯度曲線gy至少被加入到分開的組中，并且相對(duì)于每一組中的平均編碼梯度曲線選擇i值。
圖9和圖10解釋K空間KSP的分段的方法。圖9所示是一種被稱為“中央圖像排序centric view ordering”的方法，其中通過(guò)提供正向編碼梯度曲線gy1和gy2，段數(shù)據(jù)Sgp1是對(duì)echo1和echo’1的采樣，并且段數(shù)據(jù)Sgp2是對(duì)echo2和echo’2的采樣。同樣地，通過(guò)提供負(fù)向編碼梯度曲線gy1和gy2，段數(shù)據(jù)Sgn1是echo1和echo’1的采樣，并且段數(shù)據(jù)Sgn2是對(duì)echo2和echo’2的采樣。這種方法具有兩種極性的編碼梯度曲線。
圖10所示是另外一種方法被稱為“后續(xù)圖像排序”(“sequentalview ordering”)，其中，通過(guò)分別提供正向編碼梯度曲線gy1和負(fù)向編碼梯度曲線gy2，采樣數(shù)據(jù)Sgp1是對(duì)echo1和echo’1的采樣，并且段數(shù)據(jù)Sgn2是對(duì)echo2和echo’2的采樣。同樣地，通過(guò)分別提供負(fù)向編碼梯度曲線gy1和正向編碼梯度曲線gy2，段數(shù)據(jù)Sgn1是echo1和echo’1的采樣，并且段數(shù)據(jù)Sgp2是對(duì)echo2和echo’2的采樣。這種方法也具有兩種極性的編碼梯度曲線。
在圖9中的中央圖像排序N＝4的情況下，不同極性的編碼梯度曲線gy至少被分開編組，并且代表這些組的i值的修正值被確定。最好是每一種極性的編碼梯度曲線被分成兩個(gè)或更多個(gè)組，并且代表這些組的i值的修正值被確定。
在圖10中的后續(xù)圖像排序N＝4的情況下，具有正編碼梯度曲線gy1和負(fù)編碼梯度曲線gy2的圖案，以及具有負(fù)編碼梯度曲線gy1和正編碼梯度曲線gy2的圖案至少被分開編組，并且代表這些組的i值的修正值被確定。最好是每一種圖案被分成兩個(gè)或更多個(gè)組，并且代表這些組的i值的修正值被確定。
圖11顯示形成第一和第二影像的主掃描的脈沖序列的第一個(gè)例子。
這種脈沖序列是將上述相移修正值確定過(guò)程所確定補(bǔ)償脈沖gyp1i加到分離回波序列法的脈沖序列最后的前部回繞梯度曲線gyr2i的末端，用來(lái)修正一階相移。發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移，該偏差相位在大小上可與通過(guò)相移修正值確定過(guò)程計(jì)算得到的零階相移修正值ΔB0i相比較。
圖12顯示形成第一和第二影像的主掃描的脈沖序列的第二個(gè)例子。
這種脈沖序列是將上述相移修正值確定過(guò)程所確定的補(bǔ)償脈沖gyp1i加到分離回波序列法的脈沖序列最后的前部回繞梯度曲線gyr2i的前端使得gyp1i和讀梯度曲線gxw不重疊，用來(lái)修正一階相移。發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移，該偏差相位在大小上可與通過(guò)相移修正值確定過(guò)程計(jì)算得到的零階相移修正值ΔB0i相比較。
圖11的第一個(gè)例子和和圖12的第二個(gè)例子可以被結(jié)合，即將補(bǔ)償脈沖gyp1i加到回繞梯度曲線gyr2i的前端和末端。
圖13顯示形成第一和第二影像的主掃描的脈沖序列的第三個(gè)例子。
這種脈沖序列是將上述相移修正值確定過(guò)程所確定補(bǔ)償脈沖gyp1i加在分離回波序列法的脈沖序列最后的前部回繞梯度曲線gyr2i上，用來(lái)修正一階相移。發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移，該偏差相位在大小上可與通過(guò)相移修正值確定過(guò)程計(jì)算得到的零階相移修正值ΔB0i相比較。
圖14顯示形成第一和第二影像的主掃描的脈沖序列的第四個(gè)例子。
這種脈沖序列是將上述相移修正值確定過(guò)程所確定的補(bǔ)償脈沖gyp1i加在分離回波序列法的脈沖序列的最后前部回繞梯度曲線gy2i上，用來(lái)修正一階相移。發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移，該偏差相位在大小上可與通過(guò)相移修正值確定過(guò)程計(jì)算得到的零階相移修正值ΔB0i相比較。
另外，通過(guò)將在大小上與零階相移值ΔB0i可比的偏差相位復(fù)制到相位檢測(cè)器12的檢測(cè)相位上，可以修正零階相移，而不是發(fā)射與ΔB0i可比，與偏差相位相同的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移。
另外，通過(guò)將在大小上與零階相移值ΔB0i可比的偏差相位復(fù)制到相位檢測(cè)器12的檢測(cè)相位上，并另外發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖，可以修正零階相移。
圖15解釋一階相移修正的效果。通過(guò)選擇與圖9中所示Sgp1，Sgp2，和Sgn1，Sgn2段的中心相對(duì)應(yīng)，因此在每一段的中心一階相移為“0”并在其它點(diǎn)保持其狀態(tài)的i值來(lái)確定補(bǔ)償脈沖。
圖16和圖17解釋零階相移修正的效果。圖16是通過(guò)只發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖來(lái)修正的情況，圖17是將偏差相位復(fù)制到相位檢測(cè)器12的檢測(cè)相位上，另外發(fā)射與偏差相位相同的反相脈沖的情況。非零的零階相移是允許的，只要它在圖像中基本上相同。
使用這種方法中可以避免由于渦流和由于前部編碼梯度曲線gy的剩磁的影響所引起的第二影像品質(zhì)變壞。實(shí)施例2與第一實(shí)施例相反，第二實(shí)施例使用兩個(gè)相位軸投影脈沖YPg1i和Ypg2i并且計(jì)算所獲得的相移值的差，單一相位軸投影脈沖YPg1i用來(lái)消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分。在第二實(shí)施例的情況下，通過(guò)對(duì)從兩個(gè)極性的相位軸投影脈沖Ypg1i中所得到的相移值的差值計(jì)算處理來(lái)消除偏差相移成分。
通過(guò)利用被設(shè)置成為“0”的編碼梯度曲線測(cè)量一階項(xiàng)di0，并且從相移值中減去其值，也可以消除偏差相移成分。實(shí)施例3第三實(shí)施例旨在不使用相位軸投影脈沖Ypg來(lái)確定零階相移修正值。
可以通過(guò)其本身的零階相移來(lái)產(chǎn)生如圖4和圖6，7，8所示的預(yù)掃描脈沖序列的相位軸投影脈沖Ypg(尤其是相差梯度曲線gywd和重定相(rephaser)梯度曲線gywr)。因此，在確定零階相移修正值時(shí)，不需要使用相位軸投影脈沖YPg。
圖18和圖19顯示零階相移修正值的確定過(guò)程的流程圖。
步驟Q1根據(jù)如圖20所示的預(yù)掃描脈沖序列對(duì)echo’1和echo’2的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。圖20所示的預(yù)掃描脈沖序列是從通常的分離回波序列法的預(yù)掃描脈沖序列中派生出來(lái)的，其中，發(fā)射具有再現(xiàn)的偏差相位的正向前部編碼梯度曲線gy和反相脈沖P”，相應(yīng)地，取消其后部編碼梯度曲線gy’。
步驟Q2對(duì)echo’1和echo’2的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法和類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算零階項(xiàng)B0i1和B0i2。
步驟Q3通過(guò)下列公式計(jì)算零階相移值ΔB0i+ΔB0i+＝(B0i1-B0i2)/2該公式是為了消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分所做的處理。
步驟Q4為后部反相脈沖P”的偏差相位設(shè)置ΔB0i+。
步驟Q5將上述步驟Q1至步驟Q4重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。
圖19中的步驟Q6根據(jù)如圖21所示的預(yù)掃描脈沖序列，對(duì)后部echo’1和echo’2數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。
圖21所示的預(yù)掃描脈沖序列是從常規(guī)的分離回波序列法的預(yù)掃描脈沖序列中派生出來(lái)的，其中，發(fā)射具有再現(xiàn)的偏差相位的負(fù)向前部編碼梯度曲線gy和反相脈沖P”，相應(yīng)地，取消其后部編碼梯度曲線gy’。
步驟Q7對(duì)echo’1和echo’2的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法和類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算零階項(xiàng)B0i1和B0i2。
步驟Q8通過(guò)下列公式計(jì)算零階相移值ΔB0i-ΔB0i-＝(B0i1-B0i2)/2該公式是為了消除即使當(dāng)編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也將出現(xiàn)的偏差相移成分所做的處理。
步驟Q9為后部反相脈沖P”的偏差相位設(shè)置ΔB0i-。
步驟Q10將上述步驟Q6至步驟Q9重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。
步驟Q11對(duì)于所有值或適當(dāng)?shù)膇值重復(fù)上述步驟Q1至Q10。
步驟Q12利用下面的公式計(jì)算中央圖像之前和之后圖像的零階相移值ΔB0i+和ΔB0i-的差ΔB00ΔB00＝(ΔB0i+)-(ΔB0i-)
步驟Q13向相位檢測(cè)器12的檢測(cè)相位提供偏差相位ΔB00，并且終止過(guò)程。
通過(guò)根據(jù)在本方法中所確定的零階相移修正值所進(jìn)行的修正，可以避免由于零階相移所引起的第二影像品質(zhì)變壞。實(shí)施例4第四實(shí)施例旨在修正高速SE方法中的一階和零階相移。在高速SE方法中，由已經(jīng)用于前一影像回波的編碼梯度曲線所產(chǎn)生的相差成分被加到下一要被觀察的回波上，其結(jié)果在它上面將出現(xiàn)相移。這種相移是位置的一階函數(shù)，所以它被稱為“一階相移”。
梯度磁場(chǎng)包含由于RF屏蔽、線圈等的布局失配所造成的零階項(xiàng)。盡管該梯度場(chǎng)的零階項(xiàng)是一個(gè)獨(dú)立于位置的不變的成分，但它最終與渦流一樣具有指數(shù)下降的時(shí)間特性，并且它將引起相移。這種相移被稱為“零階相移”。
圖22和圖23顯示為了修正高速SE方法的一階和零階相移，用來(lái)確定要加的相移值的相移值確定過(guò)程的流程圖。
步驟F1在如圖24至圖27所示的預(yù)掃描脈沖序列中，為補(bǔ)償脈沖gyp(K-1)i的幅度設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)某跏贾礱gyp(K-1)i。在這種情況下，K是修正相移回波的編號(hào)，其范圍從2到N(回波序列的數(shù)目)。后綴“i”是重復(fù)次數(shù)，后面將解釋如何選擇i值。
步驟F2對(duì)基于高速SE方法的脈沖序列的預(yù)掃描脈沖序列的回波K采樣，在該方法中，將相位軸投影脈沖YgpKi插在第K次回波的編碼梯度曲線gyKi和回繞梯度曲線gyrKi的位置上。
圖24顯示K＝2和N＝4的預(yù)掃描脈沖序列的例子。在這個(gè)預(yù)掃描脈沖序列中，開始時(shí)施加激勵(lì)脈沖R和限幅梯度曲線ss，然后，施加第一反相脈沖P1和限幅梯度曲線ss。接著在相位軸上施加編碼梯度曲線gy1i。然后，施加讀梯度曲線gxw，它是普通讀梯度曲線gxw的前半部分，并且該讀梯度曲線被重定相(rephased)。之后，該讀梯度曲線從回波3開始保持為“0”直到接收NMR信號(hào)。然后，在相位軸上施加具有等時(shí)間積分值、并且與編碼梯度曲線gy1i的極性相反的回繞梯度曲線gyr1i。
一種與上述脈沖序列等價(jià)的情況是，施加通常的讀梯度曲線gxw，而不是讀梯度曲線gxr，并且其后在讀軸上施加具有讀梯度曲線gxw的一半面積的回繞梯度曲線，如圖24中虛線所示。
接下來(lái)，在相位軸上施加與編碼梯度曲線極性相反的補(bǔ)償脈沖gyp1i。
接下來(lái)，施加第二反相脈沖P2和限幅梯度曲線ss，同時(shí)，將用于消除被激勵(lì)的回波的crusher梯度曲線附在其前后。
接下來(lái)，施加與回繞梯度曲線gyr1i相同的相差梯度曲線gywd2i。
接下來(lái)，當(dāng)在相位軸上施加讀出梯度曲線gyw2i時(shí)，從echo2中接收NMR信號(hào)，并且接著在相位軸上施加與相差梯度曲線gywd2i相同的重定相(rephaser)梯度曲線。相差梯度曲線gywd2i，讀出梯度曲線gyw2i和重定相(rephaser)梯度曲線gywr2i束被稱為“相位軸投影脈沖Ypg2i”。
接下來(lái)，對(duì)于下一個(gè)回波4的影像，施加第三反相脈沖P3和限幅梯度曲線ss，在相位軸上施加編碼梯度曲線gy3i，并且施加一個(gè)為通常讀梯度曲線gxw后半部的讀梯度曲線gxd。
作為與上述脈沖序列等效的一種情況，施加具有讀梯度曲線gxw一半面積的讀軸相差梯度曲線gxd’，并且接下來(lái)在讀軸上施加一個(gè)通常的讀梯度曲線gxw，如圖24中的虛線所示。
之后，在相位軸上施加一個(gè)與編碼梯度曲線gy3i極性相反并且具有等時(shí)間積分值的回繞梯度曲線gyr3i。
接下來(lái)，施加第四反相脈沖P4和限幅梯度曲線ss，在相位軸上施加編碼梯度曲線gy4i，施加讀梯度曲線gxw，并且之后在相位軸上施加與編碼梯度曲線gy4i極性相反并且具有等時(shí)間積分值的回繞梯度曲線gyr4i。
最后，為了破壞橫向磁化施加一個(gè)消除梯度曲線Ki1。
圖24中的τi表示在讀出梯度曲線gyw2i中心和echo2中心之間的時(shí)移，時(shí)移τi代表渦流和由于編碼梯度曲線gy1i的剩磁的影響。通過(guò)采樣數(shù)據(jù)一階富里埃變換結(jié)果中的相位的一次項(xiàng)可以精確地計(jì)算時(shí)移τi，因此，可以精確地了解渦流和歸因于編碼梯度曲線gy1i的剩磁的影響。
返回圖22，步驟F3對(duì)echoK的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法和類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算一階項(xiàng)di1以及零階項(xiàng)B0i+。
步驟F4通過(guò)下列公式計(jì)算一階相移值φi+φi+＝di1×Xres×106/(γ×fov)其中Xres是echoK采樣點(diǎn)的數(shù)目，γ是旋磁比，fov是單位為厘米的被測(cè)圖像場(chǎng)的大小。
步驟F5根據(jù)預(yù)掃描脈沖序列對(duì)echoK數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，該預(yù)掃描脈沖序列是從前面步驟F2中所使用的脈沖序列中派生出來(lái)的，具有與其極性相反的相位軸投影脈沖。
圖25顯示的脈沖序列是從圖24中的脈沖序列中派生出來(lái)的，具有與其極性相反的相位軸投影脈沖Ypg2i。
返回圖22，步驟F6對(duì)echoK的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法和類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算一階項(xiàng)di1以及零階項(xiàng)B0i-。
步驟F7通過(guò)下列公式計(jì)算一階相移值φi-φi-＝di1×Xres×106/(γ×fov)其中Xres是echoK采樣點(diǎn)的數(shù)目，γ是旋磁比，fov是圖像場(chǎng)的大小。
進(jìn)到圖23，步驟F8通過(guò)下面的公式計(jì)算一階相移值φφi＝{(φi+)-(φi-)}/2
這是為了消除相位軸投影脈沖Ypg所產(chǎn)生渦流的影響所做的處理。由極性相反的兩個(gè)相位軸投影脈沖Ypg所引起的渦流作用在一階相移值的相反方向上，并可以通過(guò)將一階相移值φi+和φi-的差值除以2來(lái)消除該渦流的影響。
步驟F9通過(guò)下列公式計(jì)算零階相移值ΔB0iΔB0i＝{(ΔB0i+)-(ΔB0i-)}/2這是為了消除相位軸投影脈沖Ypg所產(chǎn)生渦流的影響所做的處理。
步驟F10通過(guò)下列公式修正補(bǔ)償脈沖gyp(K-1)i的幅度agyp(K-1)new_agyp(K-1)i＝(1+φi/gyp(K-1)iarea)old_agyp(K-1)i這里new_agyp(K-1)i是修正后的幅度，old_agyp(K-1)i是修正前的幅度，gyp(K-1)iarea是修正之前補(bǔ)償脈沖gyp(K-1)i(可與相差值比較的)的面積。
步驟F11將上述步驟F2到F10重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。
步驟F12對(duì)于所有的K值(從2到N)重復(fù)上述步驟F2至F11。
圖26顯示當(dāng)K＝3，N＝4時(shí)預(yù)掃描脈沖序列的一個(gè)例子，圖27顯示當(dāng)K＝3，N＝4時(shí)預(yù)掃描脈沖序列的另外一個(gè)例子。
重復(fù)步驟F2到步驟F11直到K＝N，接著進(jìn)行步驟F13。
步驟F13對(duì)于用于成像的主掃描的重復(fù)次數(shù)i的所有的值或適當(dāng)?shù)闹抵貜?fù)上述步驟F1至F12，然后終止處理過(guò)程。
在對(duì)于成像的主掃描的重復(fù)次數(shù)i的所有的值或適當(dāng)?shù)闹抵貜?fù)上述步驟F1至F12的情況下，可以確定對(duì)于多個(gè)編碼梯度曲線最佳的補(bǔ)償脈沖gyp1i，以換取更長(zhǎng)的預(yù)掃描時(shí)間。
否則，如果在更短的預(yù)掃描時(shí)間內(nèi)對(duì)某些值i重復(fù)步驟F1至F12，則必須根據(jù)特殊值i的gyp1i通過(guò)插值法計(jì)算其余值i的補(bǔ)償脈沖gyp1i，或者用最接近的特殊值i來(lái)替代。
通過(guò)對(duì)梯度曲線圖案進(jìn)行分組來(lái)選擇適當(dāng)?shù)膇值，使得那些具有相同極性圖案類型的編碼梯度曲線gy1到gyk加入到一個(gè)或多個(gè)組中，即，那些具有不同極性圖案類型的編碼梯度曲線gy1到gyk至少被加入到分開的組中，并且選擇與每一組中的平均編碼梯度曲線有關(guān)的i值。
圖28和圖29說(shuō)明K空間KSP的分段方法。
在圖28所示的方法中，通過(guò)施加正向的編碼梯度曲線gy1和gy2以及負(fù)向編碼梯度曲線gy3和gy4而從echo1，echo2，echo3和echo4中采樣段數(shù)據(jù)Sg1，Sg2，Sg3和Sg4。在這種情況下，只存在一種類型的編碼梯度曲線級(jí)性圖案。
確定正編碼梯度曲線gy1和gy2以及負(fù)編碼梯度曲線gy3和gy4的極性圖案的修正值。最好是將極性圖案分成兩個(gè)或多個(gè)組，并確定代表這些組的i值的修正值。
在如圖29所示的方法中，通過(guò)施加正編碼梯度曲線gy1、負(fù)編碼梯度曲線gy2和gy3以及正編碼梯度曲線gy4，從echo1，echo2，echo3和echo4中采樣段數(shù)據(jù)Sg11，Sg21，Sg31和Sg41。另外，通過(guò)施加正編碼梯度曲線gy1和gy2以及負(fù)編碼梯度曲線gy3和gy4，從echo1，echo2，echo3和echo4中采樣段數(shù)據(jù)Sg12，Sg22，Sg32和Sg42。在這種情況下有兩種類型的編碼梯度曲線極性圖案。
正編碼梯度曲線gy1，負(fù)編碼梯度曲線gy2和gy3以及正編碼梯度曲線gy4的極性圖案，和正編碼梯度曲線gy1，gy2和負(fù)編碼梯度曲線gy3，gy4的極性圖案至少被分開分組，并且確定代表這些分組的i值的修正值。最好是將每一極性圖案分成兩個(gè)或多個(gè)組，并確定代表這些組的i值的修正值。
圖30顯示用于成像的主掃描的脈沖序列的例子。這個(gè)脈沖序列準(zhǔn)備通過(guò)在高速SE方法的脈沖序列的回繞梯度曲線gyr1i，gyr2i，和gyr3i的末端增加補(bǔ)償脈沖gyp1i，gyp2i和gyp3i來(lái)修正一階相移，這些補(bǔ)償脈沖是已經(jīng)通過(guò)上述的相移修正值確定過(guò)程確定的。發(fā)射具有再現(xiàn)的偏差相位的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移，該偏差相位在大小上可與已經(jīng)通過(guò)上述相移修正值確定過(guò)程計(jì)算得到的零階相移修正值ΔB0i相比較。
作為該脈沖序列的一種變型，可以在高速SE方法的脈沖序列的回繞梯度曲線gyr1i，gyr2i，和gyr3i的前端增加補(bǔ)償脈沖gyP1i，gyp2i和gyp3i。另外，可以在回繞梯度曲線gyr1i，gyr2i，和gyr3i的前端和末端增加補(bǔ)償脈沖gyp1i，gyp2i和gyp3i，或者，可以把補(bǔ)償脈沖插入回繞梯度曲線gyr1i，gyr2i，和gyr3i中，或插入編碼梯度曲線gy1i，gy2i，和gy3i中。
可以通過(guò)將在大小上與零階相移值ΔB0i可比的偏差相位提供給相位檢測(cè)器12的檢測(cè)相位來(lái)修正零階相移，而不是發(fā)射具有其大小可以與ΔB0i比擬的再現(xiàn)的偏差相位的反相脈沖P”來(lái)修正零階相移。
另外，可以通過(guò)將在大小上可與零階相移值ΔB0i可比的偏差相位提供給相位檢測(cè)器12的檢測(cè)相位，并另外發(fā)射具有再現(xiàn)的偏差相位的反相脈沖，來(lái)修正零階相移。
用這種方法，可以由于渦流和歸因于編碼梯度曲線gy的剩磁的影響所引起的影像品質(zhì)變壞。實(shí)施例5與旨在消除即使編碼梯度曲線gy為“0”時(shí)也產(chǎn)生的偏差相移成分的第四實(shí)施例相反，通過(guò)計(jì)算從兩種極性的相位軸投影脈沖Ypg(K-1)i所得到的相移值的差值，有可能通過(guò)測(cè)量一階項(xiàng)di0，同時(shí)編碼梯度曲線設(shè)置為“0”，并且從相移值中減去其值，來(lái)消除偏差相移成分。實(shí)施例6以前所述實(shí)施例基于通過(guò)使用與主掃描脈沖序列相似的預(yù)掃描脈沖序列、延長(zhǎng)掃描時(shí)間而能夠精確地確定修正值，與以前的實(shí)施例相反，第六實(shí)施例旨在以降低修正值的精度為代價(jià)來(lái)減少掃描時(shí)間。
圖31是本實(shí)施例相移修正值確定過(guò)程的流程圖。
步驟E1為如圖32所示的預(yù)掃描脈沖序列的補(bǔ)償脈沖gypn的幅度agypn設(shè)置適當(dāng)?shù)某跏贾?。后綴字母“n”代表所要確定的修正值的編碼梯度曲線的序號(hào)。
步驟E2根據(jù)圖32的脈沖序列對(duì)echo2數(shù)據(jù)采樣。
在圖32所示的預(yù)掃描脈沖序列中，在開始處施加激勵(lì)脈沖R和限幅梯度曲線ss。接著，施加第一反相脈沖P1和限幅梯度曲線ss。然后，在相位軸上施加一個(gè)要確定其修正值的編碼梯度曲線gyn。
接下來(lái)，施加一個(gè)等于通常讀梯度曲線gxw前半部的讀梯度曲線gxr。然后，該讀梯度曲線保持為“0”。接下來(lái)，在相位軸上施加回繞梯度曲線gyrm，同時(shí)，把具有等時(shí)間積分值以及與編碼梯度曲線gyn相反的極性的補(bǔ)償脈沖插入該回繞梯度曲線gyrn中。
接下來(lái)，施加第二反相脈沖p2和限幅梯度曲線ss，同時(shí)，把用來(lái)消除被激勵(lì)的回波的crusher梯度曲線gz和gzr附加在該第二反相脈沖P2和限幅梯度曲線ss的前后。
接著，施加與回繞梯度曲線gyrn相同的相差梯度曲線gywdn。接下來(lái)，當(dāng)在相位軸上施加讀出梯度曲線gywn時(shí)，從echo2中接收NMR信號(hào)，并且接著在相位軸上施加與相差梯度曲線gywdn相同的重定相(rephaser)梯度曲線gywrn。一串相差梯度曲線gywdn，讀出梯度曲線gywn和重定相(rephaser)梯度曲線gywrn被稱為“相位軸投影脈沖Ypgn”。
圖32中的τi表示在讀出梯度曲線gywn中心和echo2中心之間的時(shí)移，時(shí)移τi代表渦流和歸因于編碼梯度曲線gyn的剩磁的影響。作為采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換結(jié)果中的相位的一次項(xiàng)，可以精確地計(jì)算時(shí)移τi，因此，可以精確地了解渦流和歸因于編碼梯度曲線gyn的剩磁的影響。
回到圖31，步驟E3對(duì)echo2的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且根據(jù)最小二乘法和類似的方法對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而計(jì)算一階項(xiàng)dn以及零階項(xiàng)B0n。
步驟E4通過(guò)下列公式計(jì)算一階相移φi-＝dn×Xres×106/(γ×fov)其中Xres是echo2采樣點(diǎn)的數(shù)目，γ是旋磁比，fov是單位為厘米的被測(cè)圖像場(chǎng)的大小。
步驟E5通過(guò)下列公式修正補(bǔ)償脈沖gypn的幅度agypnnew_agypn＝(1+φi/gypnarea)old_agypn這里new_agypn是被修正的幅度，old_agypn是即時(shí)幅度，gypnarea是即時(shí)補(bǔ)償脈沖gypn(可與相差值比較的)的面積。
步驟E6將上述步驟E2到E5重復(fù)預(yù)定的次數(shù)。
步驟E7對(duì)于所有n值重復(fù)上述步驟E1，然后終止該處理過(guò)程。
用這種方法，可以確定所要的編碼梯度曲線gyn的修正值。實(shí)施例7前一實(shí)施例使用相差梯度曲線gywdn和重定相(rephaser)梯度曲線gywrn，由于它們所引起的渦流的影響，因此有可能產(chǎn)生與主掃描的測(cè)量結(jié)果不一致的測(cè)量結(jié)果，與此相反，第七實(shí)施例旨在不使用相差梯度曲線gywdn和重定相(rephaser)梯度曲線來(lái)確定修正值。
如33顯示本實(shí)施例相移修正值確定過(guò)程的流程圖。
步驟Q51根據(jù)如圖34所示的脈沖序列而對(duì)第一回波echo1的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。
如圖34所示的預(yù)掃描脈沖序列中，在開始處施加激勵(lì)脈沖R和限幅梯度曲線ss。接著，施加第一反相脈沖P1和限幅梯度曲線ss。然后，當(dāng)在相位軸上施加讀梯度曲線gxw，而未施加梯度曲線時(shí)，對(duì)echo1進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。
返回圖33，步驟Q52對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并且對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而清楚在作為第一零階項(xiàng)φ0的梯度區(qū)的“0”點(diǎn)處的相位。
步驟Q53根據(jù)如圖35所示的脈沖序列而對(duì)第二回波echo2的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。
如圖35所示的預(yù)掃描脈沖序列中，在開始處施加激勵(lì)脈沖R和限幅梯度曲線ss。接著，施加第一反相脈沖P1和限幅梯度曲線ss。然后，在相位軸上施加要為其確定修正值的編碼梯度曲線gyn。接著，施加讀梯度曲線gxw。然后，在相位軸上施加具有等時(shí)間積分值和與編碼梯度曲線gyn相反的極性的回繞梯度曲線gyrn。然后，施加第二反相脈沖P2和限幅梯度曲線ss。當(dāng)施加讀梯度曲線gxw時(shí)，對(duì)echo2進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。
返回圖33，步驟Q54對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并對(duì)結(jié)果相位數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，從而清楚在作為第二零階項(xiàng)φ1的梯度區(qū)的“0”點(diǎn)處的相位。
步驟Q55根據(jù)第一零階項(xiàng)φ0和第二零階項(xiàng)φ1計(jì)算φ值φ＝(φ0-φ1)/2圖36說(shuō)明該計(jì)算的原理。假設(shè)在圖34預(yù)掃描脈沖序列中施加第一反相脈沖P1后的磁化Mxy_p1由于某種原因與旋轉(zhuǎn)軸x不重合，而是沿逆時(shí)針?lè)较蚺c旋轉(zhuǎn)軸x成一個(gè)角度φ0。進(jìn)一步假設(shè)，由于已經(jīng)通過(guò)圖35所示的預(yù)掃描脈沖序列而施加在相位軸上的編碼梯度曲線gyn和回繞梯度曲線gyrn所引起的渦流的影響，旋轉(zhuǎn)軸x移動(dòng)到x。
角度φ0被作為第一零階項(xiàng)。在通過(guò)圖35所示的預(yù)掃描脈沖序列施加了第一反相脈沖P1之后，磁化方向仍然是Mxy_p1，并且施加了第二反相脈沖P2之后的磁化方向與第一磁化方向相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸x成一角度。第二零階項(xiàng)φ1表示沿旋轉(zhuǎn)軸x順時(shí)針?lè)较蛩鶞y(cè)量到的磁化方向Mxy_p2的相位。
于是，φ0-φ1項(xiàng)表示沿磁化方向Mxy_p2的順時(shí)針?lè)较蛩鶞y(cè)量到的磁化方向Mxy_p1。從圖36中可知，(φ0-φ1)/2表示沿旋轉(zhuǎn)軸x’順時(shí)針?lè)较蛩鶞y(cè)量到的磁化方向Mxy_p1的相位。
利用該相位作為修正磁化方向Mxy_p1角度的修正值，它等價(jià)于由于編碼梯度曲線gyn和回繞梯度曲線gyrn所引起的渦流的影響導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸x’的移動(dòng)。即，旋轉(zhuǎn)軸將與磁化方向Mxy_p1重合，并且施加了反相脈沖P2之后的磁化方向Mxy_p2與磁化方向Mxy_p1重合，其結(jié)果消除了由于編碼梯度曲線gyn和回繞梯度曲線gyrn所造成的渦流的影響。
回到圖33，步驟Q56提供修正值φ作為在圖34和圖35的預(yù)掃描脈沖序列中，第一反相脈沖P2之后的反相脈沖的偏差相位。
步驟Q57重復(fù)步驟Q51至Q56預(yù)定的次數(shù)，從而得到最佳修正值φ，然后終止處理過(guò)程。
用這種方法，可以為所指定的編碼梯度曲線gyn確定修正值。
在不背離本發(fā)明的精神和不超出本發(fā)明范圍的情況下可以構(gòu)造出很多各種不同的本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該明白本發(fā)明除了后面的權(quán)利要求書所規(guī)定以外，并不限于說(shuō)明書中所描述的具體的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種相移測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被執(zhí)行一次或多次；發(fā)射反相脈沖；在所述相位軸上施加相差梯度曲線；在所述相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；根據(jù)對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算由于編碼梯度曲線的影響所導(dǎo)致的相移。
2.一種相移測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線；在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被重復(fù)兩次或多次；發(fā)射反相脈沖；在所述相位軸上施加相差梯度曲線；在所述相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行第一數(shù)據(jù)采樣；在所述相位軸上施加重定相(rephaser)梯度曲線；發(fā)射反相脈沖；在所述相位軸上施加相差梯度曲線；在所述相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行第二數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)所述第一采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)和對(duì)所述第二采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算由于編碼梯度曲線的影響所導(dǎo)致的相移。
3.一種相移測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線；在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被執(zhí)行一次或多次；發(fā)射反相脈沖；當(dāng)在所述讀軸上施加讀出梯度曲線，而未在所述相位軸上施加一種梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算由于編碼梯度曲線的影響所導(dǎo)致的相移。
4.一種相移測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射反相脈沖；在相位軸上施加編碼梯度曲線；在讀軸上施加讀梯度曲線；在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被重復(fù)兩次或多次；發(fā)射反相脈沖；當(dāng)在所述相位軸上施加讀出梯度曲線、而未在所述相位軸上施加一種梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行第一數(shù)據(jù)采樣；發(fā)射反相脈沖；當(dāng)在所述讀軸上施加讀出梯度曲線，而未在所述相位軸上施加一種梯度曲線時(shí)，對(duì)另外的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行第二數(shù)據(jù)采樣；以及根據(jù)對(duì)所述第一采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)和對(duì)所述第二采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算由于編碼梯度曲線的影響所導(dǎo)致的零階相移。
5.一種被歸類為分裂回波序列法的相移修正的方法，它包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖，發(fā)射第j個(gè)反相脈沖，在相位軸上施加第j個(gè)編碼梯度曲線，當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線時(shí)，對(duì)第j個(gè)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，以及，在所述相位軸上施加第j個(gè)回繞梯度曲線，對(duì)于j＝1，2，…N，重復(fù)這些操作并根據(jù)來(lái)自前部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第一影像，以及根據(jù)來(lái)自后部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二影像，其特征在于為了修正由于前部編碼梯度曲線和回繞梯度曲線的影響所引起的后部回波的一階相移，把補(bǔ)償脈沖插入最后的前部回波之前的編碼梯度曲線中，或者將補(bǔ)償脈沖加到緊接在編碼梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上，或者在最后的前部回波之后的回繞梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖，或者將補(bǔ)償脈沖加到緊接在回繞梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上。
6.一種被被歸類為分裂回波序列法的相移修正的方法，它包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖，發(fā)射第j個(gè)反相脈沖，在相位軸上施加第j個(gè)編碼梯度曲線，當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線時(shí)，對(duì)第j個(gè)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，以及，在相位軸上施加第j個(gè)回繞梯度曲線，對(duì)于j＝1，2，…N，重復(fù)這些操作，并根據(jù)前部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第一影像，以及根據(jù)后部回波的采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二影像，其特征在于為了修正由于前部編碼梯度曲線和回繞梯度曲線的影響所引起的后部回波的零階相移，而為后部反相脈沖或?yàn)榛夭z測(cè)脈沖，或同時(shí)為兩者提供偏差脈沖。
7.一種被歸類為高速分裂回波序列法的相移修正方法，它包括以下步驟發(fā)射激勵(lì)脈沖，發(fā)射反相脈沖，在相位軸上施加編碼梯度曲線，當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線時(shí)，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以及在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被重復(fù)多次，并且根據(jù)所述采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生影像，其特征在于為了修正由于前部編碼梯度曲線和回繞梯度曲線的影向所引起的后部回波的一階相移，把補(bǔ)償脈沖插入每一編碼梯度曲線中，或?qū)⒀a(bǔ)償脈沖加到緊接在編碼梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上，或在每一回繞梯度曲線中插入補(bǔ)償脈沖，或?qū)⒀a(bǔ)償脈沖加到緊接在回繞梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上。
8.一種磁共振成像(MRI)裝置包括RF脈沖發(fā)射裝置；梯度磁場(chǎng)施加裝置；核磁共振(NMR)信號(hào)接收裝置；相移修正值確定裝置；該裝置按照以下步驟運(yùn)行發(fā)射激勵(lì)脈沖，發(fā)射反相脈沖，在相位軸上施加編碼梯度曲線，在讀軸上施加讀出梯度曲線，以及在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被執(zhí)行一次或多次，接著發(fā)射反相脈沖，在所述相位軸上施加相差梯度曲線，接收NMR信號(hào)，當(dāng)在所述相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一階富里埃變換，并根據(jù)結(jié)果相位數(shù)據(jù)確定用來(lái)修正由于編碼梯度曲線的影響所產(chǎn)生的相移的修正值，同時(shí)，把用于根據(jù)已確定的修正值修正一階相移的補(bǔ)償脈沖插入用于成像的脈沖序列的編碼梯度曲線中，或者加到緊接在編碼梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上，或插入回繞梯度曲線中，或加到緊接在回繞梯度曲線之前和之后的一點(diǎn)或兩點(diǎn)上。
9.一種MRI裝置包括RF脈沖發(fā)射裝置；梯度磁場(chǎng)應(yīng)用裝置；NMR信號(hào)接收裝置；相移修正值確定裝置；該裝置按照以下步驟運(yùn)行發(fā)射激勵(lì)脈沖，發(fā)射反相脈沖，在相位軸上施加編碼梯度曲線，在讀軸上施加讀出梯度曲線，以及在所述相位軸上施加回繞梯度曲線，這些操作被執(zhí)行一次或多次，接著發(fā)射反相脈沖，當(dāng)在所述讀軸上施加讀出梯度曲線、而未在所述相位軸上施加梯度曲線時(shí)，對(duì)回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，并根據(jù)對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行的一階富里埃變換所產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)，確定用來(lái)修正由于編碼梯度曲線影響所產(chǎn)生的零階相移的修正值，同時(shí)，把用來(lái)根據(jù)所述已確定的修正值修正所述零階相移的偏差相位，提供給反相脈沖，或者提供給回波檢測(cè)相位，或者提供給二者。
10.一種MRI裝置包括RF脈沖發(fā)射裝置；梯度磁場(chǎng)應(yīng)用裝置；NMR信號(hào)接收裝置；相移修正值確定裝置；該裝置按照以下步驟運(yùn)行發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射第一反相脈沖；當(dāng)在讀軸上施加讀梯度曲線而未在相位軸上施加梯度曲線時(shí)對(duì)第一回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；根據(jù)對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算第一零階項(xiàng)φ0；發(fā)射激勵(lì)脈沖；發(fā)射第一反相脈沖；在所述相位軸上施加編碼梯度曲線；在所述讀軸上施加讀梯度曲線并且在所述相位軸上施加回繞梯度曲線；接著發(fā)射第二反相脈沖；當(dāng)在所述讀軸上施加讀出梯度曲線而未在所述相位軸上施加梯度曲線時(shí)，對(duì)第二回波進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所產(chǎn)生的相位數(shù)據(jù)，計(jì)算第二零階項(xiàng)φ1；以及根據(jù)第一零階項(xiàng)φ0和第二零階項(xiàng)φ1，確定用來(lái)修正由于編碼梯度曲線的影響所產(chǎn)生的零階相移的的修正值，同時(shí)，把用來(lái)根據(jù)所述已確定的修正值修正所以零階相移的偏差相位，提供給所述第二反相脈沖之后的反相脈沖，或者提供給回波檢測(cè)相位，或者提供給二者。
全文摘要
精確測(cè)量由渦流和歸因于編碼梯度曲線的剩磁等的影響產(chǎn)生的回波相移的過(guò)程包括:發(fā)射激勵(lì)脈沖R,發(fā)射反相脈沖P1,在相位軸上施加編碼梯度曲線,在讀軸上施加讀梯度曲線,施加回繞梯度曲線,發(fā)射反相脈沖,在相位軸上施加相差梯度曲線,當(dāng)在相位軸上施加讀出梯度曲線時(shí)對(duì)回波echo2進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣,根據(jù)對(duì)采樣數(shù)據(jù)的一階富里埃變換所得到的相位數(shù)據(jù)計(jì)算由于編碼梯度曲線gyn和回繞梯度曲線gyrn的影響所產(chǎn)生的echo2的相移值,據(jù)此確定修正值,修正補(bǔ)償脈沖。
文檔編號(hào)G01R33/32GK1171921SQ97114669
公開日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月11日
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