减小傅利叶轭式图示法成象误差的方法技术

技术编号:2638855 阅读:190 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
用傅利叶轭式图示法生成的核磁共振象包含有扰动误差,这个误差主要由固有干涉信号所引起的(例如,常值误差,180°反转脉冲不理想).根据本发明专利技术,在相邻的测量循环中应用交替的90°相位差的激励脉冲,在测量周期中取得的信号采样值存在象频矩阵中相邻的行里,矩阵中每隔一行的采样值反一次相,因此使得固有干扰信号引起的误差分量沿着列的方向每隔一行改变一次符号,对列进行傅利叶变换时,由干涉信号引起的误差则被移到象的边缘部分.(*该技术在2005年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种方法,用以确定一个物体某部位的核磁共振分布,该物体处于磁场方向为第一方向的一个稳定的、均匀的磁场之中,本方法包括下列步骤a)产生一个高频电磁脉冲,它的磁场方向与稳定的、均匀的磁场方向垂直,以使物体中的核子磁化产生相对于第一磁场方向的进动,这样产生共振信号。b)然后,在准备周期,至少施加一个梯度磁场,其磁场方向与第一磁场方向相一致。c)然后,在测量周期内,取一组(n个)信号采样值。d)然后,经过一个等待周期,重复包括a)、b)和c)项的测量循环,以取得多组(n′)数据,至少对一个梯度磁场的强度在准备周期内积分,在不同的重复次中有不同的值,这是为了取得n个信号的n′组采样值,将数值以矩阵的形式存起来,经过傅利叶变换,就可以确定核子磁化的分布象。本专利技术还涉及一种装置,用来确定一个物体某部位的核磁共振分布,装置包括a)产生稳定的、均匀的磁场的设备。b)产生高频电磁辐射的设备。c)产生至少两个(第一和第二)梯度磁场的设。其梯度方向互相正交。d)采样设备。在测量周期内,对a)、b)段所定义设备产生的共振信号进行采样。在采样之前的准备周期内,共振信号被c)段定义设备产生的至少一个梯度磁场所调节。e)处理设备。用来处理采样设备所取得的信号。f)控制设备。用来控制至少b)到e)段所定义的设备,以产生、调节采样及处理多个共振信号,在准备周期,对每个共振信号分别进行调节,控制设备给c)段所定义之设备提供控制信号,以调整至少一个梯度磁场的强度和(或)持续时间,对至少一个梯度磁场的强度在持续时间内的积分来说,在经过每个等待周期后是不同的。在本文中核磁共振分布可理解为核磁场强度分布。流速分布,张弛时间T1,T2分布或者核磁共振频谱分布(核磁共振频谱与位置的关系),等等。还有,在本文中,共振信号可理解为,与共振激励的自施核子总数及因而产生的自由感应衰减(FID)信号二者有关。这样一种方法(也称作傅利叶轭式图解法)及设备见于德国专利申请DE-O S26.11.497。按照这样的方法,被检查的物体要承受一个稳定的、均匀的强磁场Bo,其磁场方向,比如,与直角作标系(X、Y、Z)的Z轴相一致。此稳定磁场Bo引起物体中核自旋的轻微极化,并使核自旋能够产生对磁场Bo方向的进动。在施加Bo磁场之后,最好产生90°高频电磁辐射脉冲(角频率W=γ.Bo,这里γ为旋磁比,Bo是磁通密度),以将物体中的自旋核磁化方向旋转90°角。90°脉冲结束以后,核自旋将开始相对磁场方向Bo进动,这样就激励了共振信号(自由感应衰减信号)。利用与磁场Bo方向完全一致的梯度磁场GX,GY,GZ,可以产生一个磁场B=Bo+GX.X+GY.Y+GZ.Z,其磁通密度是与位置相关的,因为每一个梯度磁场GX,GY和GZ的强度在X,Y和Z方向有各自的梯度。90°脉冲之后,在tY期间内加磁场Gx,然后,在ty期间内加磁场GY,因而被激励的核自旋的进动按位置相关方式变化。经过这个准备周期(即经过tx+ty)之后,加磁场Gz,在tz期间内Nz个测量时刻采样自由感应衰减信号(实际上是核子的全部磁化之和)。上述测量过程接着重复进行1×m次,在每种情况下使用不同的tx和(或)ty值。这样,得到了(Nz×m×1)个信号采样值,其中包含着X,Y,Z空间中一个物体的某个部位的磁化分布信息。将这1×m被测组的Nz个信号采样值存入存贮器中(在Nz×m×1个存贮单元中),以后,对自由感应衰减(FID)信号的采样值进行三维傅利叶变换,就可以得到核磁共振的分布象。很明显,也可以用选择的激励,由只在二维空间内的核自旋自由感应衰减(FID)信号,这样,(例如),FID信号只需产生m次,就可借助二维傅利叶变换得到在选定的二维空间中m×Nz个点的磁化分布象。用所描述的方法,可以在二维或三维空间中确定核自旋磁通密度分布。用相似的办法,对二维或三维空间中每个象元素确定一个频谱,是可能的(该频谱代表相应象元区域中物质的化学状态)。要作到这一点,比如,在测量周期内不施加梯度磁场,而是在准备周期中施加1,2或者3梯度磁场。用这样的方法,信号采样值可组成2维,3维或者4维矩阵,经过2维,3维或者4维傅利叶变换可转换为位置相关的频谱,其位置相关性是1,2或者3维(例如X,或者X,Y,或者X,Y,Z)。然而,用上述二维或者三维核磁共振傅利叶轭式图解法得到的核磁共振分布图,包含误差因素,它影响核磁共振(NMR)象中的信息,甚至(部分地)抵消这种信息。对测得的,经过解调的共振信号进行2维或3维傅利叶变换,可以得到核磁共振象,而解调的共振信号中包含频率为f的范围为0≤f≤fmax的低频信号。象误差通常就是由此频率范围内不希望有的信号造成的。第一类误差当象元位于象中心时是很明显的,它有不同的强度,是由偏置电压等因素造成的。另一类误关差是由第二个象叠加在第一象上造成的,当采用所谓自旋回波技术,使用不理想的180°脉冲,就产生这类误差。这类误差被认为是由相关干扰信号引起的。由于这些相关干扰信号,实际上两类信息混在一起了,当然是很烦人的,也是我们所不希望的。取消这些误差的一个途径是,对矩阵中的每个信号采样值进行两次测量,第一次测量与第二次测量期间的共振信号激励相位相反,此两个信号采样相加,以补偿误差,即减小了误差,然而,此法中,一个测量要占用二倍长的时间,因而是不方便的。本专利技术的目的是为提供一种方法及装置,用来形成不受误差干扰的核磁共振象(甚至,当采用自旋回波核磁共振技术的情况下),它所需要的信号采样时间并不比已知的方法与设备所需要的时间长,而对后者,误差的出现是不可避免的。为了达到这个目的,本专利技术方法的特点是,在一个接着一个按照梯度磁场强度在准备周期中积分,值次序的测量循环中,这样激励共振信号,以使与接续的行相关联的共振信号之间引入一个附加的相位差角Δφ,由于对矩阵中的各列进行傅利叶变换,这个附加的相位差角被抵消了。本专利技术方法的第一种方案的特点是相位差Δφ等于π弧度/秒或者(n′-1).π/n′弧度/秒(n′是行号)。本专利技术方法的另一种方案的特点是,当行号n′是偶数时,附加相位差等于π弧度/秒,这是由于,在测量周期中,对接续的行采用交替反相激励共振信号,对矩阵中各列或者偶数行或者奇数行被反相的现时值进行傅利叶变换。使用所建议的结果可达到在多次测量周期中得到的信号采样值被存贮在以矩阵形式构成的存贮器中,在各接续的测量周期中,对梯度磁场强度在准备周期中积分,该积分值的序列决定了要以引为单位存贮的相应信号采样(n)的行位(行标号)。一个相关干扰信号,例如,检测和采样共振信号所要求的电子线路所产生的偏差信号,对每次信号采样以同样Y别力出现。然而,交替反相激励的共振信号采样值的集合存在矩阵贮存器中,当信号样本是从此矩阵中每隔一行抽取时,则隔行反相以后,对相关干扰信号的影响从一行到另一行得反号。因而,经过对矩阵中各行进行傅利叶变换后,这种影响将只在象矩阵各行的边缘象元中出现,因为干扰信号的符号一行一变,所以将只包括出现在矩阵中的最高频率。作为使用交替激励相法的结果,偏差电压对中心象素元(0频)的影响将移至象的边缘。即实际上减小了干扰影响要注意的是,交替相关干扰信号通过傅利叶变换,转换为大家知道的点扩展函数,此函数的极大值位置被本文档来自技高网...

【技术保护点】
用来测定物体某一部位的核磁共振分布的方法,该物体置于一个所产生的稳定的均匀磁场之中。该方法包括下列步骤:a)产生一个高频电磁脉冲,使被测物体的核磁化强度围绕稳定磁场的方向产生运动,从而产生共振信号,b)然后,在准备周期里,至少施加以 一个梯度磁场,c)然后,在测量周期里取一组n个共振信号的采样值,d)然后,在每经过一个等待周期之后重复由步骤a),b)和c)组成的测量循环,重复n'次,每次重复,在等待周期里对至少一个梯度磁场的强度进行积分,每次所得结果是不同的。目 的是要得到n'行有n个信号采样值,将这些数值以矩阵结构形式存贮起来。就可以确定感应核磁化的象分布。本方法的特点是,在一个接一个的不同测量循环中对应于在准备周期里对梯度场强进行逐次积分,积分值顺序,这样激励共振信号,使其在相邻的行与行之间 引入一个附加的相位差△φ,而且通过对矩阵各列的采样值进行傅利叶变换,而将此附加相位差抵消掉。

【技术特征摘要】
1.用来测定物体某一部位的核磁共振分布的方法,该物体置于一个所产生的稳定的均匀磁场之中。该方法包括下列步骤a)产生一个高频电磁脉冲,使被测物体的核磁化强度围绕稳定磁场的方向产生运动,从而产生共振信号,b)然后,在准备周期里,至少施加以一个梯度磁场,c)然后,在测量周期里取一组n个共振信号的采样值,d)然后,在每经过一个等待周期之后重复由步骤a),b)和c)组成的测量循环,重复n′次,每次重复,在等待周期里对至少一个梯度磁场的强度进行积分,每次所得结果是不同的。目的是要得到n′行有n个信号采样值,将这些数值以矩阵结构形式存贮起来。就可以确定感应核磁化的象分布。本方法的特点是,在一个接一个的不同测量循环中对应于在准备周期里对梯度场强进行逐次积分,积分值顺序,这样激励共振信号,使其在相邻的行与行之间引入一个附加的相位差△φ,而且通过对矩阵各列的采样值进行傅利叶变换,而将此附加相位差抵消掉。2.根据权利要求1所述的方法其特征是,相位差Δφ等于π弧度/秒或等予(n′-1).π/n′弧度/秒,这里n′是行数。3.根据权利要求2所述的方法,其特征是,如果行数n′是偶数时,附加相位差Δφ等于π弧度/秒,这是通过在测量循环中,对相邻的行交替地反相激励共振信号。然后或是偶数行或是奇数行的信号值反相,再对矩阵各列的值进行傅利叶变换来实现的。4.根据权利要求3所述的方法,在准备周期内梯度磁场强度的积分值相对每个相接续的测量循环等值增加,本方法的特点是在接续的测量循环中,共振信号被交替反相激励,这样测得的信号采样值,每隔一组反一次相,再对矩阵列中的值进行傅利叶变换。5.根据权利要求3或4所述方法的特征是在进行傅利叶变换时,先对矩阵的行进行一维傅利叶变换,此后,对每隔一行的变换结果反相,然后对各列进行傅利叶变换。6.用来确定物体在三维区域中的核磁共振分布的方法,该物体置于一个形成的稳定均匀磁场里,这个方法包括下列步骤a)产生一个高频电磁脉冲,使得物体中核子磁化强度绕稳定磁场的方向产生运动。这样就产生了共振信号,b)然后,在准备周期中至少加第一和第二两个梯度磁场,这两个磁场方向互相垂直,c)然后,在测量周期中,对共振信号取一组(n个)采样值,d)然后,经过一个等待周期之后,重复包括a),b)和c)步骤的测量循环,取得多组(m×n′组)数据,第一个积分包括第一梯度磁场在准备周期里的积分,它具m个不同的积分值,m是第一个数,而第二个积分值包括第二梯度磁场在准备周期里的积分,它有n′个不同的积分值,n′是第二个数,这样则提供了第一个数m这么多个平面,每个平面具有第二数n′这么多行,每行有n个采样数据,构成一个三维数据矩阵的形式,对它进行傅利叶变换可以确定一个物体在三维区域中产生核磁化分布象,这个方法特点是,在一个接一个的测量循环中,相应于第一梯度磁场强度在准备周期内积分的顺序,交替地反相激励共振信号,使得在上面所述相继的测量循环的共振信号之间,引入一个附加的相位差Δφ,而且当对m个平面的采样值进行傅利叶变换时,这个附加的相位差被抵消了。7.根据权利要求6所述方法的特征是,这个附加相位差Δφ等于π弧度/秒或等于(m-1).π/m弧度/秒,这里m是平面的数目。8.根据权利要求7所确定的用以确定物体在三维区域中核磁共振方法的特点是,如果平面数m是偶数,则附加相位差为π弧度/秒,它是通过在相继的测量循环...

【专利技术属性】
技术研发人员:博夫
申请(专利权)人:菲利普光灯制造公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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