一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，采用正负组合梯度作为测试梯度，结合磁场非均匀性对自旋回波和梯度回波作用的差异，测量由测试梯度引发的磁场均匀性的变化，再利用该变化导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度。该方法避免了在测试梯度为零的条件下进行基准测试，克服了磁滞效应对基准信号的不良影响，保证了测量过程中采集回波信号时的磁场分布状态是确定并且稳定的，消除了测试顺序对测试结果的影响，从而提高了剩磁测量结果的精度和稳定度。本发明专利技术方法简单易行，可量度剩磁的空间各向异性，可用于评估剩磁对成像空间定位的影响，特别适用于判断永磁磁共振成像系统是否满足介入治疗中监控和导航对空间定位的要求。航对空间定位的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法


[0001]本专利技术属于磁共振成像
，涉及磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法。

技术介绍

[0002]磁共振成像技术已经成为医学诊断中非常有用的手段。通常，在磁共振成像仪器中，当被测样品（如人体组织）处于静磁场B0（B0方向作为直角坐标系的Z轴方向）中达到平衡时，样品中的原子核（核自旋）因被静磁场B0极化而产生一个宏观的磁化矢量M0；该磁化矢量M0在射频脉冲的激发下被旋转到水平面（XY平面），然后绕Z轴做进动。在被测样品周围放置一个接收线圈，它会感应出磁化矢量进动信号。接收线圈采集到的磁共振信号经过放大以及模数转换后，进入计算机进行图像重建。一般而言，为了进行成像，磁共振成像仪器还需要产生三路正交的梯度磁场，以便对磁共振信号进行三维空间定位。
[0003]磁共振成像仪器可以分为超导磁共振成像系统和永磁磁共振成像系统两种。两者相较，超导磁共振成像系统通常具有更高的静磁场强度，可以得到更高的图像分辨率和信噪比，扫描速度也更快，但仪器的空间开放度较低；而永磁磁共振成像系统通常具有更高的空间开放度，适合在介入治疗中实施监控和导航。在成像扫描过程中，梯度磁场不断切换。由于永磁磁共振成像系统的磁体及其附属部件具有更高的剩磁，因此扫描区域的磁场均匀性在梯度磁场切换完成之后仍会受到影响。特别是在施加高强度的梯度磁场之后，由于剩磁而导致的残留的梯度磁场可能会影响成像的空间定位。因此，需要对永磁磁共振成像系统的剩磁进行测量，以便评估其是否显著影响空间定位。
[0004]在磁共振成像应用中，梯度回波序列和自旋回波序列分属两类不同的常规扫描序列。其中，梯度回波序列对磁场非均匀性敏感，而自旋回波序列对磁场非均匀性不敏感。因此，可以利用磁场非均匀性对两种回波作用的差异，测量施加高强度梯度磁场前后磁场均匀性的变化，再利用这种变化所导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度。
[0005]但是，基于这种原理的测试方案中，通常需要进行基准测试。即，在测试梯度为零的条件下进行基准扫描，获得的梯度回波信号和自旋回波信号作为基准信号。然而，由于磁滞效应会影响磁场分布，并且该影响会保持到下一个不为零的测试梯度出现，因此尽管基准测试所采用的测试梯度为零，基准信号仍然会受到此前施加的不为零的梯度（包括但不限于测试梯度）的影响。尤其是进行基准测试之前施加过较强的梯度，会对基准信号产生显著影响，进而影响剩磁测量结果的精度和稳定度。

技术实现思路

[0006]针对现有问题，本专利技术的目的是提出一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法。以避免在测试梯度为零的条件下进行基准测试，提高剩磁测量结果的精度和稳定度。
[0007]本专利技术的再一目的在于，提供所述磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法的应用。
[0008]本专利技术目的通过下述方案实现：一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，采用正负组合梯度作为测试梯度，结合磁场非均匀性对自旋回波和梯度回波作用的差异，测量由测试梯度引发的磁场均匀性的变化，再利用该变化所导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度，包括下述步骤：（1）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；（2）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n，将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；（3）量度剩磁强度：计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。
[0009]本专利技术还提出了所述优化方法用于评估剩磁对成像空间定位的影响，特别适用于判断永磁磁共振成像系统是否满足介入治疗中监控和导航对空间定位的要求。
[0010]进一步的，本专利技术一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，包括以下具体步骤：（1）选定方向：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；（2）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；（3）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，然后将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n，然后将测试梯度的幅度设置为0，进行扫描，记录扫描信号的峰值；（4）量度剩磁强度：计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。
[0011]在一个优选例中，所述步骤（2）中的保持时间Tnp_n、Tnp_0与Tnp_p相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。
[0012]所述步骤（2）包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号的峰值A_se_np。
[0013]所述步骤（2）包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号的峰值A_ge_np。
[0014]所述步骤（3）中的保持时间Tpn_p、Tpn_0与Tpn_n相等，为系统允许的最小梯度脉
宽的100倍。
[0015]所述步骤（3）中，包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维自旋回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录自旋回波信号的峰值A_se_pn。
[0016]在一个优选例中，所述步骤（3）中，包括：将测试梯度施加在测试方向上；进行一维梯度回波扫描，扫描方向垂直于测试方向；记录梯度回波信号的峰值A_ge_pn。
[0017]在一个优选例中，所述步骤（2）和（3）的扫描方向均相同且垂直于测试方向。
[0018]在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_np与A_ge_pn的比值R_ge，A_se_np与A_se_pn的比值R_se；计算R_ge与R_se之间的差值，记作R_ge_se；R_ge_se用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。
[0019]在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_np与A_se_np的比值R_np，A_ge_pn与A_se_pn的比值R_pn；计算R_np与R_pn之间的差值，记作R_np_pn；R_np_pn用于量度磁共振成像系统中剩磁的强度。
[0020]在一个优选例中，所述步骤（4）中，包括：计算A_ge_本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于：采用正负组合梯度作为测试梯度，结合磁场非均匀性对自旋回波和梯度回波作用的差异，测量由测试梯度引发的磁场均匀性的变化，再利用该变化所导致的回波峰值的改变来量度剩磁的强度，包括下述步骤：（1）选定测试方向：将条形均匀样品沿测试方向放置；（2）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：设置负正组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，记录扫描信号的峰值；（3）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：设置正负组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tpn_p，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tpn_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tpn_n；将测试梯度的幅度设置为0；将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，记录扫描信号的峰值；（4）量度剩磁强度：计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）选定测试方向：选定测试方向后，并将条形均匀样品沿测试方向放置；（2）获取负正组合测试梯度下的扫描信号峰值：设置负正组合测试梯度，将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，扫描方向垂直于测试方向；进行一维自旋回波扫描；记录自旋回波信号的峰值A_se_np；或者，进行一维梯度回波扫描，记录梯度回波信号的峰值A_ge_np；（3）获取正负组合测试梯度下的扫描信号峰值：设置正负组合测试梯度，将设置的测试梯度施加在测试方向上进行扫描，扫描方向与步骤（2）相同，且垂直于测试方向；进行一维自旋回波扫描，记录自旋回波信号的峰值A_se_pn；或者，进行一维梯度回波扫描，记录梯度回波信号的峰值A_ge_pn；（4）量度剩磁强度：计算所述两种扫描信号峰值的比值间的差值，量度磁共振成像系统中剩磁的强度。3.根据权利要求1所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，步骤（2）中，保持时间Tnp_n、Tnp_0与Tnp_p相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。4.根据权利要求1所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，步骤（3）中，保持时间Tpn_p、Tpn_0与Tpn_n相等，为系统允许的最小梯度脉宽的100倍。5.根据权利要求1至4任一项所述的磁共振成像系统中剩磁测量过程的优化方法，其特征在于，按以下步骤：步骤1：选定测试方向，并将条形均匀样品沿测试方向放置；
步骤2.1：设置负正组合测试梯度：将测试梯度的幅度先设置为系统允许的负最大值G_max_n保持时间Tnp_n，将测试梯度的幅度设置为0保持时间Tnp_0，再将测试梯度的幅度设置为系统允许的正最大值G_max_p保持时间Tnp_p，将测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁瑞鹏，李倩文，李哲宇，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：