一种平面回波成像方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种平面回波成像方法，施加射频脉冲和选层梯度后，施加连续正反向切换的读出梯度，并在每个读出梯度开始前施加一个相位编码梯度，该方法还包括：在施加相位编码梯度的同时，施加选层梯度在读出梯度的持续时间内采集扫描信号；根据所述扫描信号进行图像重建获得扫描图像。同时，本发明专利技术还公开了平面回波成像系统，采用本发明专利技术所述的方法和系统，能够避免扫描图像失真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像领域，特别涉及一种平面回波成像方法和系统。
技术介绍
磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)的原理为当施加外在磁场时， 采用特定频率的射频(RF，Radio Frequency)脉冲激发被测组织内的质子，质子吸收一定的 能量而发生共振，当停止发射RF脉冲后，被激发的质子将吸收的能量以扫描信号的形式逐 步释放出来，对扫描信号进行采集，并采用图像重建技术对扫描信号进行处理就可获得被 测组织的扫描图像。需要说明的是，信号处理的基本单位为体素，一个体素可包括一个或多 个质子，在进行图像重建时，处理对象为所采集的每个体素的扫描信号。其中，外在磁场包括主磁场和三个正交的梯度磁场，在三个正交的梯度磁场中，通 常将与主磁场相同的方向定义为Z轴方向，X轴、Y轴与Z轴正交。具体来说，将沿Z轴方向 的梯度磁场称为选层(ss，Slice Selection)梯度，同时，Z轴方向也可称为SS方向；将沿 Y轴方向的梯度磁场称为相位编码(PEJhase Encode)梯度，同时，Y轴方向也可称为PE方 向；将沿X轴方向的梯度磁场称为频率编码梯度，在实际应用中，也将频率编码梯度称为读 出(R0，Read Out)梯度，X轴方向也可称为RO方向。随着MRI技术的发展，平面回波成像(EPI，Echo Planar Imaging)序列是目前扫 描速度最快的序列，图1为现有技术中EPI序列的示意图。如图1所示，在SS方向施加选层 梯度101，则SS方向上不同位置的体素具有不同的共振频率，此时使用90度的RF脉冲102 选择性地激发某一频率的体素，被激发的某一频率的体素为一层面，然后在PE方向施加相 位编码梯度103，则在PE方向上不同位置的体素存在相位差，同时，在RO方向施加读出梯 度104，则在RO方向上不同位置的质子会以不同频率衰减。其中，EPI序列最大的特点为， 读出梯度104连续正反向切换，在每个读出梯度104期间进行一个回波采集，也就是扫描信 号的采集，相位编码梯度103在每个回波采集开始前施加。然而，在实际应用中，由于涡流、主磁场不均勻或磁化率不均勻等因素的影响，会 导致磁场的不均勻，体素的共振频率会发生变化，在进行频率编码和相位编码时，体素的 相位有可能出现错误，在EPI序列中，这种情况在相位编码时犹为突出，因此，采用EPI序列 虽然能够进行快速成像，但是无法克服由于磁场不均勻而导致的图像失真。由此，在采用现 有EPI序列进行扫描的基础上，还进行了一系列的改进，主要有下列几种改进方法第一， 采用EPI序列扫描完毕后，采用双梯度回波序列再次进行扫描，当采用双梯度回波序列扫 描完毕后，可获得磁场不均勻场图，从磁场不均勻场图中可推导出每个体素在扫描图像中 发生位移的像素数，然后对由EPI序列获得的扫描图像进行校正；第二，采用基于正极性相 位编码梯度的EPI序列进行一次扫描，然后采用基于负极性相位编码梯度的EPI序列进行 一次扫描，由此可获得两幅扫描图像，在这两幅图像中，由磁场不均勻导致的在相位编码方 向上发生位移的方向是相反的，通过分别求解两幅扫描图像中每个体素在相位编码方向的 体素模的积分，可推导出每个体素在扫描图像中发生位移的像素数，需要说明的是，图1所示为基于正极性相位编码梯度的EPI序列，在基于负极性相位编码梯度的EPI序列中，相位 编码梯度的方向与图1所示的相位编码梯度的方向相反；第三，增大相位编码梯度的有效 带宽，其中，相位编码梯度的有效带宽与每个回波采集的时间的倒数成正比，而图像的失真 程度与相位编码方向的有效带宽成反比，例如，假设相位编码梯度的有效带宽为10Hz，而磁 场不均勻导致的频率差(实际共振频率与均勻场共振频率差)为20Hz，那么导致的位移像 素数为20/10 = 2 ；假设相位编码梯度的有效带宽增加到20Hz，而磁场不均勻导致的频率差 不变的话，那么这时导致的位移像素数便为20/20 = 1。但是，上述三种改进方法依然存在缺陷，第一种改进方法和第二种改进方法增加 了扫描时间，而且在第一种改进方法中，当磁场的不均勻性比较大时，磁场不均勻场图和 EPI扫描图像本身在形状上就会发生偏差，因此，从磁场不均勻场图推导出的每个质子发生 位移的像素数是不准确的，在第二种改进方法中，两次扫描时的噪声是不同的，因此对两幅 扫描图像中每个体素在相位编码方向进行积分时，所受噪声信号的影响不相同，这样，从两 幅图像所推导出的质子发生位移的像素数是不准确的，第三种扫描方法在理论上是可以实 现的，但是相位编码方向的有效带宽的最大值受到梯度系统等硬件设备的限制，不可无限 增大相位编码方向的有效带宽，由此可见，这三种改进方法都不能有效地避免扫描图像失 直ο
技术实现思路
本专利技术提供了一种平面回波成像方法，以避免扫描图像失真。本专利技术还提供了一种平面回波成像系统，以避免扫描图像失真。一种平面回波成像方法，施加射频脉冲和选层梯度后，施加连续正反向切换的读 出梯度，并在每个读出梯度开始前施加一个相位编码梯度，其特征在于，该方法还包括在施加相位编码梯度的同时，施加选层梯度；在读出梯度的持续时间内采集扫描信号；根据所述扫描信号进行图像重建获得扫描图像。在施加相位编码梯度的同时所施加的选层梯度的幅度与相位编码梯度的幅度相寸。该方法进一步包括按照预定要求增加相位编码梯度的有效带宽。一种平面回波成像系统，该系统包括一个射频脉冲施加单元、一个选层梯度施 加单元、一个读出梯度施加单元、一个相位编码梯度施加单元、一个采集单元和一个重建单 元；其中，所述射频脉冲施加单元，用于施加射频脉冲；所述读出梯度施加单元，用于施加连续正反向切换的读出梯度；所述相位编码梯度施加单元，用于在每个读出梯度开始前施加一个相位编码梯 度；所述选层梯度施加单元；用于在施加相位编码梯度的同时，施加选层梯度；所述采集单元，用于在读出梯度的持续时间内采集扫描信号；所述重建单元，用于根据所述扫描信号进行图像重建获得扫描图像。该系统进一步包括一个有效带宽控制单元，用于按照预定要求增加相位编码梯度的有效带宽。由上述技术方案可见，本专利技术所提供的平面回波成像方法和系统在施加相位编码 梯度的同时，还施加了额外的选层梯度，这样，当成像时，体素在相位编码方向的投影角度 发生倾斜，克服了由于磁场不均勻而导致体素的相位差出现错误的问题，能够避免扫描图像失真。附图说明图1为现有技术中EPI序列的示意图。图2为本专利技术实施例的一种平面回波成像方法的流程图。图3a为本专利技术所提供的一种EPI序列的实施例的示意图。图北为现有技术中基于自旋回波的EPI序列的示意图。图3c为本专利技术所提供的基于自旋回波的EPI序列的示意图。图如为在理想情况下采用现有技术中EPI序列的成像示意图。图4b为磁场不均勻时采用现有技术中EPI序列的成像示意图。图如为采用本专利技术所提供的EPI序列的成像示意图。 图5为本专利技术实施例的一种平面回波成像系统的结构图。图6a为采用现有技术中EPI序列的实验效果图。图6b为采用本专利技术所提供的EPI序列的实验效果图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对 本专利技术进一步详细说明。图2为本专利技术实施例的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种平面回波成像方法，施加射频脉冲和选层梯度后，施加连续正反向切换的读出梯度，并在每个读出梯度开始前施加一个相位编码梯度，该方法还包括：在施加相位编码梯度的同时，施加选层梯度；在读出梯度的持续时间内采集扫描信号；根据所述扫描信号进行图像重建获得扫描图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁得河，
申请(专利权)人：西门子迈迪特深圳磁共振有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]