用于降低MR成像中声音噪声水平的系统和方法技术方案

公开了一种用于降低MRI生成的声音噪声的系统和方法。MRI装置中的系统控制导致MRI装置中的多个梯度线圈和RF线圈组装件生成各自导致生成回波系列的脉冲序列，以及从脉冲序列来采集关注对象的k空间数据的片，其中片与每一其它片相比绕k空间的一部分旋转。系统控制还导致所述多个梯度线圈生成具有优化梯度波形的每个脉冲序列中的梯度脉冲，所述优化梯度波形能降低由此生成的声音噪声水平；并且导致RF线圈组装件在生成RF激发脉冲之后和生成第一RF重聚焦脉冲之前生成180度预脉冲，该180度预脉冲最小化回波系列中的回波间距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术实施例一般涉及磁共振(MR)成像，并且更具体地涉及用于在图像采集期间降低声音噪声水平的MR脉冲序列。当诸如人体组织的物质遭受均匀磁场(极化场B0)时，组织中自旋的各个磁矩试图与这个极化场对齐，但是绕着其以它们的特征拉莫尔(Larmor)频率按随机次序进动。如果物质或组织遭受处于x-y平面中并且接近拉莫尔频率的磁场(激发场B1)，则净对准力矩(netalignedmoment)或“纵向磁化”Mz可被旋转或“倾斜”进入x-y平面中，以产生净横向磁矩Mt。在激发信号B1终止之后通过激发的自旋而发射信号，并且可以接收和处理该信号以形成图像。当利用这些信号产生图像时，磁场梯度(Gx、Gy和Gz)被采用。通常，待成像的区域通过测量循环的序列来扫描，其中，这些梯度根据所使用的具体定位方法而改变。接收到的NMR信号的结果集合被数字化和处理以使用许多已知的重构技术中之一来重构图像。在现有的MR系统中，遭遇的一个问题是由系统生成的大声音噪声。对于患者或对象以及对于操作者，MR系统生成的噪声水平能够变得不舒服的大。这种声音噪声的来源能够是许多并且变化的，但通常来说，噪声能够归因于包含在MR系统中的梯度线圈的振动。来自梯度线圈的噪声/振动是由于静磁场和电流相互作用所导致的应用在其上的洛伦兹(Lorentz)力，而洛伦兹力由此在梯度线圈中创造振动。梯度线圈中从振动生成的结构承载和空气传播的(airborne)噪声从而辐射声音噪声到MR系统的患者腔内。已存在降低在MR成像期间生成的声音噪声的尝试——其中一些这类尝试关注于经由用于采集MR图像数据所使用的脉冲序列来降低声音噪声。一种这种技术称作SWIFT(带有傅里叶变换的扫描成像)。在SWIFT中，在核自旋的扫描射频激发过程中以时间共享(time-shared)的方式采集时域信号——允许以极短的横向弛豫时间T2*来捕获来自自旋的信号。用于空间编码的场梯度并不被脉冲开和关，而是以递增的方式在方向上步进，并且由于连续投影的方向以平滑的方式变化(即：x、y、z梯度的值从视图到视图只出现小的增量)，SWIFT扫描接近于无声并且对梯度时序误差和涡流不敏感。然而，SWIFT由于其固有梯度回波属性而在T1/PD对比度方面是受限的，并且因此用SWIFT可获得的图像质量受限于固有梯度回波对比度。另一种提供了降低声音噪声的MR成像技术是与降级的梯度召回回波(GRE)序列结合的3DRADIAL成像，其能够仅以略高于背景噪声的声音水平输送T1对比度。然而，3DRADIAL不能生成临床可用的T2和流动衰减反转恢复(FLAIR)对比度。相反，虽然降级的2D快速自旋回波(FSE)和3DFSE(即“3D立方”)是提供T2和FLAIR对比度的可用技术，但这类技术不能被视作“无声的”应用，因为它们具有90dBA的声音水平，其带有10T/m/s的梯度回转率降级。虽然通过进一步降级梯度回转率来降低声音水平是可能的，但这种附加的降级是不实际的，因为这样做会由于大相位编码梯度而显著增加回波间距，这导致图像模糊、SNR损失、相位重影伪影以及运动引发的伪影。因此将会希望具有一种能够在降低的声音噪声水平下采集T2和FLAIR对比度的系统和方法。也将会希望对不同类型的脉冲序列都能达到这种声音噪声水平的降低，并且同时最小化对图像质量的影响。
技术实现思路
按照本专利技术的一方面，一种MRI装置包括绕磁体腔定位的多个梯度线圈，耦合到脉冲生成器以发射RF脉冲序列并且布置成接收从关注对象导致的MR信号的射频(RF)线圈组装件，以及耦合到所述多个梯度线圈和RF线圈组装件来控制其操作的系统控制，该系统控制被编程为导致所述多个梯度线圈和RF线圈组装件生成各自导致形成回波系列的脉冲序列，其中每个脉冲序列包括RF激发脉冲、RF重聚焦脉冲和梯度脉冲，并且被编程为从脉冲序列来采集关注对象的k空间数据的片(blade)，其中每个片通过相应脉冲序列的回波系列来填充，并且其中片与每一其它片(everyotherblade)相比绕k空间的一部分旋转。该MRI装置还包括计算机，其编程来从采集的k空间数据的片来重构关注对象的图像。该MRI装置的系统控制还编程为导致所述多个梯度线圈生成具有优化梯度波形的每个脉冲序列中的梯度脉冲，所述优化梯度波形降低由此生成的声音噪声水平；并且导致RF线圈组装件在生成RF激发脉冲之后和生成第一RF重聚焦脉冲之前生成180度预脉冲，该180度预脉冲配置成最小化回波系列中的回波间距。按照本专利技术的另一方面，一种MR成像的方法包括：生成声音模型，其对MR脉冲序列采用的任何给定梯度波形提供声音噪声水平的估计；基于生成的声音模型对MR脉冲序列中的梯度脉冲确定优化梯度波形，其最小化由此生成的声音噪声水平；以及导致MR成像系统中的RF线圈组装件在多个MR脉冲序列的每个序列的重复时间(TR)间隔期间应用RF脉冲，以生成所述多个MR脉冲序列的每个序列的回波系列，其中每个MR脉冲序列中的RF脉冲包括RF激发脉冲、包括第一RF重聚焦脉冲和多个附加RF重聚焦脉冲的多个RF重聚焦脉冲、以及在RF激发脉冲和第一RF重聚焦脉冲之间应用的180度预脉冲。该方法还包括使MR成像系统中的多个梯度线圈在所述多个MR脉冲序列的每个序列的TR间隔期间应用梯度脉冲，所述梯度脉冲具有由声音模型确定的优化梯度波形。该方法还包括从所述多个MR脉冲序列来采集关注对象的k空间数据的片，其中每个片通过相应MR脉冲序列的回波系列来填充，并且其中片与每一其它片相比绕k空间的一部分旋转，以及从采集的k空间数据的片来重构关注对象的图像。按照本专利技术的还有的另一方面，提供一种在其上已存储包含指令的计算机程序的计算机可读存储媒体，所述指令当被计算机运行时，导致所述计算机对MR脉冲序列中的梯度脉冲确定优化梯度波形，其最小化由此生成的声音噪声水平，其中优化梯度波形基于先前生成的声音模型。所述指令还导致所述计算机导致MR成像系统中的RF线圈组装件和梯度线圈组装件在多个MR脉冲序列的每个序列的重复时间(TR)间隔期间应用射频(RF)脉冲和梯度脉冲，其中所述梯度脉冲与确定的优化梯度波形一起被应用，并且其中每个MR脉冲序列中的RF脉冲包括RF激发脉冲、包括第一RF重聚焦脉冲和多个附加RF重聚焦脉冲的多个RF重聚焦脉冲、以及在RF激发脉冲和第一RF重聚焦脉冲之间应用的180度预脉冲。所述指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振(MRI)装置，包括：多个梯度线圈，绕磁体的腔来定位；射频(RF)线圈组装件，耦合到脉冲生成器以发射RF脉冲序列并且布置成接收从关注对象导致的MR信号；系统控制，耦合到所述多个梯度线圈和所述RF线圈组装件以控制其操作，所述系统控制编程为：导致所述多个梯度线圈和所述RF线圈组装件生成各自导致形成回波系列的脉冲序列，所述脉冲序列的每个序列包括RF激发脉冲、RF重聚焦脉冲和梯度脉冲；从所述脉冲序列来采集所述关注对象的k空间数据的片，每个片通过相应脉冲序列的回波系列来填充，并且所述片与每一其它片相比绕k空间的一部分旋转；以及计算机，编程为从所采集的k空间数据的片来重构所述关注对象的图像；其中所述系统控制还编程为：导致所述多个梯度线圈生成具有优化梯度波形的每个脉冲序列中的梯度脉冲，所述优化梯度波形降低由此生成的声音噪声水平；以及导致所述RF线圈组装件在生成所述RF激发脉冲之后和生成第一RF重聚焦脉冲之前生成180度预脉冲，所述180度预脉冲配置成最小化所述回波系列中的回波间距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.22 US 13/8996911.一种磁共振(MRI)装置，包括：
多个梯度线圈，绕磁体的腔来定位；
射频(RF)线圈组装件，耦合到脉冲生成器以发射RF脉冲序列并且
布置成接收从关注对象导致的MR信号；
系统控制，耦合到所述多个梯度线圈和所述RF线圈组装件以控制其
操作，所述系统控制编程为：
导致所述多个梯度线圈和所述RF线圈组装件生成各自导致形成
回波系列的脉冲序列，所述脉冲序列的每个序列包括RF激发脉冲、RF
重聚焦脉冲和梯度脉冲；
从所述脉冲序列来采集所述关注对象的k空间数据的片，每个片
通过相应脉冲序列的回波系列来填充，并且所述片与每一其它片相比绕k
空间的一部分旋转；以及
计算机，编程为从所采集的k空间数据的片来重构所述关注对象的图
像；
其中所述系统控制还编程为：
导致所述多个梯度线圈生成具有优化梯度波形的每个脉冲序列
中的梯度脉冲，所述优化梯度波形降低由此生成的声音噪声水平；以及
导致所述RF线圈组装件在生成所述RF激发脉冲之后和生成第
一RF重聚焦脉冲之前生成180度预脉冲，所述180度预脉冲配置成最小
化所述回波系列中的回波间距。
2.如权利要求1所述的MRI装置，其中所述计算机还编程为生成声
音模型，所述声音模型在所述脉冲序列中采用的任何给定梯度波形提供
声音噪声水平的估计。
3.如权利要求2所述的MRI装置，其中所述计算机在编程为生成所
述声音模型中编程为：
以缓慢变化频率播放正弦梯度波形；
测量作为频率函数的来自所述正弦梯度波形的声音响应以提供可传
性函数；
估计与所述声音响应的频率幅度对应的相位以提供可传性传递函数；
基于所述可传性传递函数来估计由梯度波形导致的声音噪声水平，其
中估计所述声音噪声水平包括：
采用梯度波形的导数；
确定所述梯度波形导数的频率内容；以及
将所述频率内容与所述可传性传递函数相乘以计算等价平均声
压水平和等价A加权的平均声压水平。
4.如权利要求2所述的MRI装置，其中，在导致所述多个梯度线圈
生成具有优化梯度波形的梯度脉冲中，所述系统控制还编程为：
访问所述声音模型以确定用于所述脉冲序列的优化梯度波形，其将最
小化由此生成的声音噪声水平；以及
导致所述多个梯度线圈生成具有所确定的优化梯度波形的每个脉冲
序列中的梯度脉冲。
5.如权利要求1所述的MRI装置，其中相应脉冲序列中的梯度脉冲
包括层面选择梯度、相位编码梯度、以及频率编码梯度。
6.如权利要求5所述的MRI装置，其中在导致所述多个梯度线圈生
成具有优化梯度波形的梯度脉冲中，所述系统控制还编程为降低所述频
率编码梯度和所述层面选择梯度的至少一个的最大幅度。
7.如权利要求5所述的MRI装置，其中在降低所述频率编码梯度和
所述层面选择梯度的至少一个的最大幅度中，所述系统控制还编程为从
形成所述频率编码梯度和所述层面选择梯度的所述至少一个的桥接脉冲
移除高幅度肩，以便使所述桥接脉冲的幅度平坦。
8.如权利要求5所述的MRI装置，其中在导致所述多个梯度线圈生
成具有优化梯度波形的梯度脉冲中，所述系统控制还编程为延长所述相
位编码梯度的时间方面的长度。
9.如权利要求5所述的MRI装置，其中在导致所述多个梯度线圈生
成具有优化梯度波形的梯度脉冲中，所述系统控制还编程为降低所述梯
度脉冲的回转速率。
10.如权利要求9所述的MRI装置，其中所述系统控制还编程为导致
对于所述层面选择梯度、相位编码梯度和频率编码梯度的混合梯度回转

\t降级，以便控制所述回波系列中的回波间距。
11.如权利要求1所述的MRI装置，其中所述脉冲序列包括快速自旋
回波(FSE)序列，所述RF激发脉冲包括90度脉冲以及所述RF重聚焦
脉冲包括180度脉冲。
12.如权利要求11所述的MRI装置，其中在导致所述多个梯度线圈
生成梯度脉冲中，所述系统控制还编程为导致所述多个梯度线圈在第一
和第二180度RF重聚焦脉冲之间、而不是在90度RF激发脉冲和第一
180度重聚焦脉冲之间应用预相位梯度脉冲，以便降低B0异质性伪影。
13.如权利要求1所述的MRI装置，其中在采集与每一其它片相比绕
k空间的一部分旋转的k空间数据的片中，所述系统控制编程为实现2D
周期性旋转重叠并行行和增强重构(PROPELLER)技术和3D
PROPELLER状技术之一。
14.一种磁共振(MR)成像的方法，包括：
生成声音模型，所述声音模型为MR脉冲序列中采用的任何...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·桂，A·M·林兹，A·加迪帕蒂，X·赵，S·常，D·霍，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US