一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法和设备，包括：在非均匀磁场下，根据被测物体的预估纵向弛豫时间，设置包含不同重复时间的测量序列组；其中，每一重复时间内包括一个主序列，该主序列前设有对应的纵向磁化矢量调制时间；在第一个重复时间之前施加预饱和脉冲模块，并利用测量序列组对被测物体进行扫描，以采集磁共振信号；对磁共振信号进行信号处理，得到有效磁共振信号；对有效磁共振信号进行非线性拟合，计算得到纵向弛豫时间。本发明专利技术能够有效减少测量序列扫描的时间，极大提高纵向弛豫时间的测量效率。极大提高纵向弛豫时间的测量效率。极大提高纵向弛豫时间的测量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法和设备


[0001]本专利技术属于核磁共振
，具体涉及一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法和设备。

技术介绍

[0002]在非均匀磁场的磁共振系统中，磁共振信号的调制受到重复时间TR(Time of Repetition)的控制，从而影响纵向弛豫时间T1(Relaxation Time One)对信号的加权作用。对于不断变更TR的脉冲序列，采集准确的磁共振信号要求其纵向磁化矢量Mz(Longitudinal Magnetization Vector)达到稳态。序列脉冲将纵向磁化矢量转向横向磁化矢量M
⊥
(Transverse Magnetization Vector)来进行信号的采集，而脉冲之后其磁化矢量逐渐向纵向磁化矢量恢复。其中，TR决定了纵向磁化矢量的恢复时间，进而决定了纵向弛豫时间的大小。
[0003]现有技术中，测量物质的纵向弛豫时间通常是在相同的TR下，通过反转脉冲或者饱和脉冲调制不同的纵向磁化矢量，进而根据纵向磁化矢量的调制时间以及测量信号的强度，实现对纵向弛豫时间参数的计算。
[0004]其中，如图1所示，对于反转恢复的序列方法，在非均匀场下扫描时，先通过180
°
的脉冲翻转角，将宏观磁化矢量转向反方向，即反向纵向磁化矢量，然后经过不同的反转恢复时间TI后，调制不同的纵向磁化矢量强度，再通过测量序列来获取此时的磁共振信号强度，测量结束后，需要等待足够时间进行磁化恢复，一般是3
‑
5倍的纵向弛豫时间，才能进行下一次的测量。每次测量时，通过设定不同的反转恢复时间值来调制纵向磁化矢量，并且采用相同的TR来保证信号的一致性。对于采用多次扫描后的数据，一般用关系式：相同的TR来保证信号的一致性。对于采用多次扫描后的数据，一般用关系式：来求解纵向弛豫时间T1的值，其中，Mz表示调制后的磁化矢量强度，M0表示初始的磁化矢量强度。
[0005]其中，饱和恢复序列的方法与上述方法类似，在非均匀场下时，先通过90
°
的脉冲翻转角，将宏观磁化矢量由纵向磁化矢量转向横向磁化矢量，然后等待不同的调制时间MT来调制不同的纵向磁化矢量，再通过测量序列获得信号强度，同样需要等待足够的恢复时间，再进行下一次的不同恢复时间参数的信号采集。对于采用多次扫描后的数据，一般用关系式：来求解纵向弛豫时间T1的值，其中MT表示饱和调制时间，Mz表示调制后的磁化矢量强度，M0表示初始的磁化矢量强度。
[0006]然而，上述的两种测量纵向弛豫时间的方法，均存在以下缺陷：在一次扫描中的反转恢复时间TI(或饱和调制时间MT)和信号恢复时间均非常漫长，导致整个序列的重复时间TR值长达数秒，特别是在非均匀磁场中，需要多次平均来获取较好的信噪比信号，以及矫正测量中其他干扰带来的误差。此外，如果要准确估计纵向弛豫时间值，还需要扫描多次不同反转恢复时间TI(饱和调制时间MT)参数的信号，而这使得整个测量过程十分耗时。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法和设备，用于解决现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法，包括：
[0010]在非均匀磁场下，根据被测物体的预估纵向弛豫时间，设置包含不同重复时间的测量序列组；其中，每一重复时间内包括一个主序列，该主序列前设有对应的纵向磁化矢量调制时间；
[0011]在第一个重复时间之前施加预饱和脉冲模块，并利用所述测量序列组对所述被测物体进行扫描，以采集磁共振信号；
[0012]对所述磁共振信号进行信号处理，得到有效磁共振信号；
[0013]对所述有效磁共振信号进行非线性拟合，计算得到纵向弛豫时间。
[0014]在一种可能的设计中，在设置包含不同重复时间的测量序列组时，所述方法还包括：
[0015]设置所述测量序列组的平均周期性相位循环组合；
[0016]利用所述测量序列组对所述被测物体进行扫描，采集磁共振信号，包括：
[0017]利用所述测量序列按照所述平均周期性相位循环组合对所述被测物体进行扫描，以采集磁共振信号。
[0018]在一种可能的设计中，所述主序列为FID序列、梯度回波序列或CPMG序列。
[0019]在一种可能的设计中，当所述主序列为FID序列、梯度回波序列或回波数量小于阈值的CPMG序列时，所述方法还包括：
[0020]在每一主序列之后分别施加一个第一90度饱和脉冲模块。
[0021]在一种可能的设计中，所述预饱和脉冲模块是与包含第一个重复时间的主序列相同的序列块，或者是一个第二90度脉冲饱和模块。
[0022]在一种可能的设计中，对所述磁共振信号进行信号处理，得到有效磁共振信号，包括：
[0023]对周期性相位循环采集的磁共振信号进行平均，得到第一磁共振信号；对所述第一磁共振信号进行降噪处理、傅里叶变换以及信号截取，得到第二磁共振信号；其中，所述第二磁共振信号为多个纵向磁化矢量调制时间MT
i
下的有效磁共振信号S
i
。
[0024]在一种可能的设计中，对所述有效磁共振信号进行非线性拟合，计算得到纵向弛豫时间，包括：
[0025]根据所述有效磁共振信号S
i
，利用如下公式构建多个方程组；
[0026][0027]其中，M0表示初始的磁化矢量强度，T1表示纵向弛豫时间；
[0028]利用最小二乘法，对纵向磁化矢量调制时间MT
i
和纵向弛豫时间T1所决定的目标函数进行非线性拟合，计算得到纵向弛豫时间T1，计算公式如下：
[0029][0030]其中，Q表示纵向磁化矢量调制时间的参数数量。
[0031]第二方面，本专利技术提供一种计算机设备，其包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法。
[0032]第三方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法。
[0033]第五方面，本专利技术提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中第一方面任意一种可能的设计中所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法。
[0034]有益效果：
[0035]本专利技术通过在非均匀磁场下，根据被测物体的预估纵向弛豫时间，设置包含不同重复时间的测量序列组；其中，每一重复时间内包括一个主序列，该主序列前设有对应的纵向磁化矢量调制时间，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法，其特征在于，包括：在非均匀磁场下，根据被测物体的预估纵向弛豫时间，设置包含不同重复时间的测量序列组；其中，每一重复时间内包括一个主序列，该主序列前设有对应的纵向磁化矢量调制时间；在第一个重复时间之前施加预饱和脉冲模块，并利用所述测量序列组对所述被测物体进行扫描，以采集磁共振信号；对所述磁共振信号进行信号处理，得到有效磁共振信号；对所述有效磁共振信号进行非线性拟合，计算得到纵向弛豫时间。2.根据权利要求1所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法，其特征在于，在设置包含不同重复时间的测量序列组时，所述方法还包括：设置所述测量序列组的平均周期性相位循环组合；利用所述测量序列组对所述被测物体进行扫描，采集磁共振信号，包括：利用所述测量序列按照所述平均周期性相位循环组合对所述被测物体进行扫描，以采集磁共振信号。3.根据权利要求1所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法，其特征在于，所述主序列为FID序列、梯度回波序列或CPMG序列。4.根据权利要求3所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法，其特征在于，当所述主序列为FID序列、梯度回波序列或回波数量小于阈值的CPMG序列时，所述方法还包括：在每一主序列之后分别施加一个第一90度饱和脉冲模块。5.根据权利要求1所述的非均匀磁场下测量纵向弛豫时间的方法，其特征在于，所述预饱和脉冲模块是与所述第一个重复时间内的主序列相同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：解运浩，罗海，王伟谦，赵越，胡剑雄，侯文魁，汪源，
申请(专利权)人：无锡鸣石峻致医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：