使用低谐波脉冲序列的低噪声磁共振成像制造技术

公开用于磁共振成像的系统及方法，其利用正弦梯度波形来驱动MRI系统中的梯度线圈。正弦梯度波形可以施加于全部两个或多个（例如三个）梯度轴上，以产生相对纯的声学声调。在某些实施例中，可以使梯度方向在三维中成螺旋形，以生成径向枕型k‑空间轨迹。

Low noise magnetic resonance imaging using low harmonic pulse sequences

A system and method for magnetic resonance imaging using a sinusoidal gradient waveform to drive a gradient coil in a MRI system. Sinusoidal gradient waveforms can be applied to all two or more (e.g., three) gradient axes to produce relatively pure acoustic tones. In some embodiments, the gradient direction in 3D spiral trajectory generation, with radial pillow type K space.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景通常，磁共振成像（MRI）检查基于主磁场、射频（RF）磁场以及时变磁梯度场之间的相互作用，其中旋磁材料在诸如患者的感兴趣的受试者内具有核自旋。诸如水分子中的氢核的某些旋磁材料具有响应于外部磁场的特性行为。这些核的自旋的进动能够通过对场的操纵来影响以产生RF信号，这些RF信号能够被检测、处理且用来重建有用的图像。用来在MRI系统中生成图像的磁场包括由主磁体产生的高度地均匀的静磁场。通过位于其中放置受试者的成像体积周围的一组梯度线圈而产生一系列的梯度场。梯度场在二维或三维中对个别平面或体积元素（像素或体素）的位置进行编码。采用RF线圈来产生RF磁场。该RF磁场扰乱一些旋磁核从其均衡方向的自旋，从而引起自旋以便围绕其均衡磁化的轴产生进动。在该进动期间，通过自旋而发射RF场，使核产生进动，并且，RF场由相同的发射RF线圈检测或由一个或多个单独的线圈检测。这些信号被放大、滤波并且数字化。然后，使用一个或多个算法来处理数字化信号，以重建有用的图像。实际上，由于所采用的波形和这些波形在声学上相互作用的方式，对梯度线圈的驱动可导致大量的声学噪声。一个当前的用于低噪声MRI的方法可以利用非常低的顶锥角激励脉冲，这导致固有的质子密度对比度，并且约束其他类型的可获得的对比度的使用。为了解决这些问题，一些方法采用自旋准备序列来扩大可获得的对比度的范围，但这类方法涉及增加的复杂度和扫描持续时间。因而，存在用于不受到相同的约束的低噪声MRI方法的需要。
技术实现思路
在一个实施例中，提供用于对磁共振成像系统的梯度线圈进行驱动的方法。该方法包括如下的步骤：至少,使用第一正弦梯度波形来对与第一梯度方向相关联的第一梯度线圈进行驱动和使用第二正弦梯度波形来对与第二梯度方向相关联的第二梯度线圈进行驱动。在第一正弦梯度波形和第二正弦梯度波形与其相应的梯度零线相交时，在一个或多个交叉事件生成RF脉冲。在每个RF脉冲之后，采集相应的读出信号。使用所采集的读出信号来生成图像。在进一步实施例中，提供一个或多个有形的非暂时性机器可读媒体，该媒体对处理器可运行的例程进行编码。在由处理器运行时，例程引起要执行的动作,包含：至少,使用第一正弦梯度波形来对与第一梯度方向相关联的第一梯度线圈进行驱动和使用第二正弦梯度波形来对与第二梯度方向相关联的第二梯度线圈进行驱动；在第一正弦梯度波形和第二正弦梯度波形与其相应的梯度零线相交时，在一个或多个交叉事件生成RF脉冲；在每个RF脉冲之后，采集相应的读出信号；以及使用所采集的读出信号来生成图像。在另外的实施例中，提供磁共振成像（MRI）系统。MRI系统包括主场磁体、多个梯度场线圈、射频（RF）发射线圈、接收线圈阵列以及与梯度场线圈、RF发射线圈以及接收线圈阵列耦合的控制电路系统。控制电路系统配置成：至少,使用第一正弦梯度波形来对与第一梯度方向相关联的第一梯度线圈进行驱动和使用第二正弦梯度波形来对与第二梯度方向相关联的第二梯度线圈进行驱动；在第一正弦梯度波形和第二正弦梯度波形与其相应的梯度零线相交时，在一个或多个交叉事件生成RF脉冲；在每个RF脉冲之后，采集相应的读出信号；以及使用所采集的读出信号来生成图像。附图说明在参考附图来阅读下面的详细描述时，本专利技术的这些及其他特征、方面以及优点将变得更好理解，其中，在遍及附图中，相似的字符表示相似的零件，其中：图1是根据本公开的方面的配置成采集MR图像并且执行本文中所描述的图像校正技术的磁共振（MR）成像系统的实施例的图解图示；图2A描绘根据本公开的方面的采用偏移正弦梯度波形的脉冲序列图的实施例；图2B描绘根据本公开的方面的图2A的脉冲序列图的轴向k-空间分量；图2C描绘根据本公开的方面的图2A的脉冲序列图的径向k-空间轨迹的示例；图3A描绘根据本公开的方面的采用正弦梯度波形的脉冲序列图的实施例；图3B描绘根据本公开的方面的图3A的脉冲序列图的轴向k-空间分量；图3C描绘根据本公开的方面的图3A的脉冲序列图的径向k-空间轨迹的示例；图4描绘根据本公开的方面的采用正弦梯度波形的脉冲序列图的进一步实施例；图5描绘根据本公开的方面的采用间断的正弦梯度波形的脉冲序列图的实施例；图6描绘根据本公开的方面的将方形激励脉冲施加于正弦波梯度零交叉处的效果；并且，图7描绘根据本公开的方面的将方形激励脉冲施加于间断的正弦波梯度零交叉处的方案。具体实施方式将在下文中描述一个或多个特定的实施例。致力于提供对这些实施例的简明的描述，可在说明书中不描述实际实现的所有的特征。应当领会，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多实现特定的决策，以实现开发者的特定目标，例如对系统相关的约束和商业相关的约束一致,该目标可从一个实现变化到另一个实现。此外，应当领会，这种开发努力可能是复杂的而费时的，但对于得益于本公开的普通技术人员，将仍然是设计、制备和制造的常规任务。在介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意图意味着存在一个或多个元件。术语“包含”、“包括”以及“具有”意图为包括的，并且意味着可能存在除了所列出的元件之外的附加的元件。此外，下面的讨论中的任何数字的示例意图为非限制的，并且因而附加的数字的值、范围以及百分率处于所公开的实施例的范围内。如上文所注意到的，当前的MRI方法可导致相对嘈杂的环境，其中对梯度线圈的驱动尤其导致声学噪声。如本文中所讨论的，公开了利用至少两个或全部三个梯度轴上的纯的（或基本上纯的）声调（例如，正弦波或近似于正弦波的交变极性的长倾斜的梯形）的梯度波形的各种方法。在以可能取决于所采用的脉冲序列而变化的比指定的阈值更大的重复时间（TR）（即，连续的RF脉冲之间的时间间隔）采用时，所得到的基频可能相对于环境噪声而基本上是听不见的（例如，低于60 Hz）。作为示例，对于采用垂直地偏移的梯度波形的某些预期的梯度回波（GRE）脉冲序列，10 Hz至60 Hz之间的频率分别与100 ms至16.7 ms之间的TR相对应。在其他示例中，对于其中梯度波形未偏移的某些预期的梯度回波（GRE）脉冲序列，10 Hz至60 Hz之间的频率与50 ms至8.3 ms之间的TR相对应。在进一步的示例中，对于其中梯度波形未偏移的某些预期的多回波梯度回波（GRE）脉冲序列，10 Hz至60 Hz之间的频率分别与200 ms至33.3 ms之间的TR相对应。关于成像，在某些实施例中，RF激励脉冲可以施加于梯度的零交叉（诸如每个零交叉处或交替的零交叉处）处，允许在当前的低噪声方法中是可能的更大的顶锥角（可能高达90°）将被施加。在其他实施例中，在交替的梯度波瓣期间，可以在RF脉冲之后，立即对信号进行采样。在一个实施例中，使梯度方向在三维（3D）中成螺旋形，导致径向枕型(pin-cushion)k-空间轨迹。在采用时，这种螺旋形仅引入有限的谐波。考虑到前述的，可以通过磁共振成像（MRI）系统而执行目前描述的方法，由用户（例如，放射科医师）在该系统上发起具体的成像例程。MRI系统可以执行数据采集、数据构建、图像重建/合成以及图像处理。因此，参考图1，合适的磁共振成像系统10的示例示意地图示为包括扫描仪12、扫描仪控制电路14以及系统控制电路系统16。系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对磁共振成像系统的梯度线圈进行驱动的方法，包含：至少,使用第一正弦梯度波形来对与第一梯度方向相关联的第一梯度线圈进行驱动和使用第二正弦梯度波形来对与第二梯度方向相关联的第二梯度线圈进行驱动；在所述第一正弦梯度波形和所述第二正弦梯度波形与其相应的梯度零线相交时，在一个或多个交叉事件生成RF脉冲；在每个RF脉冲之后，采集相应的读出信号；以及使用所采集的读出信号来生成图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 US 14/2600691.一种用于对磁共振成像系统的梯度线圈进行驱动的方法，包含：至少,使用第一正弦梯度波形来对与第一梯度方向相关联的第一梯度线圈进行驱动和使用第二正弦梯度波形来对与第二梯度方向相关联的第二梯度线圈进行驱动；在所述第一正弦梯度波形和所述第二正弦梯度波形与其相应的梯度零线相交时，在一个或多个交叉事件生成RF脉冲；在每个RF脉冲之后，采集相应的读出信号；以及使用所采集的读出信号来生成图像。2.如权利要求1所述的方法，还包含：采用第三正弦梯度波形来对第三梯度线圈进行驱动，其中，在所述第三正弦梯度波形与其相应的梯度零线相交时，也生成所述RF脉冲。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一正弦梯度波形和所述第二正弦梯度波形垂直地偏移，使得由所述正弦梯度波形的正部分和负部分所包围的相应的面积不相等。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述正弦梯度波形的正部分的相应的面积是所述正弦梯度波形的所述负部分的相应的面积的大约两倍。5.如权利要求1所述的方法，其中，在每个零交叉事件生成RF脉冲。6.如权利要求1所述的方法，其中，在交替的交叉事件生成RF脉冲。7.如权利要求1所述的方法，其中，在成像序列期间，使所述梯度方向在三维中成螺旋形。8.如权利要求1所述的方法，其中，在每个RF脉冲之后，立即采集读出信号。9.如权利要求1所述的方法，其中，在相应的RF脉冲和第一正弦波瓣之后的第二正弦波瓣期间，采集每个读出信号。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一正弦梯度波形或所述第二正弦梯度波形中的一个或两者与平坦梯度波形交错。11.如权利要求10所述的方法，其中，在所述平坦梯度波形与所述正弦梯度波形交错期间，生成所述RF脉冲。12.如权利要求1所述的方法，其中，在使用所述相应的第一正弦梯度波形和第二正弦梯度波形来驱动时，所述第一梯度线圈和所述第二梯度线圈以大约10 Hz至60 Hz之间操作。13.如权利要求1所述的方法，其中，重复时间比大约8ms更大。14.一种对处理器可运行的例程...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ哈迪，GC麦金农，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US