專利名稱：磁共振成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜磁場不均勻性分布測量方法，靜磁場均勻化方法，MR(磁共振)數(shù)據(jù)采集方法和MRI(磁共振成像)裝置，具體而言涉及一種靜磁場不均勻性測量方法，靜磁場均勻化方法，MR數(shù)據(jù)采集方法，以及MRI裝置，它能夠徹底減小梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化效應(yīng)。
這個靜磁場不均勻性分布測量序列SQJ應(yīng)用一個射頻脈沖P1和一個切片選擇性梯度脈沖Ss1；然后再應(yīng)用一個切片再定相梯度脈沖Sr1’，它的強度(幅度)等于切片選擇性梯度脈沖Ss1的強度(幅度)；應(yīng)用一個相位編碼梯度脈沖Pe1；應(yīng)用一個頻率去相位梯度脈沖)Fd1’，它的強度等于讀出梯度脈沖Ro1的強度；接下來在應(yīng)用讀出梯度脈沖Ro1的同時采集第一個MR數(shù)據(jù)；然后應(yīng)用一個相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1’，它的強度等于相位編碼梯度脈沖Pe1的強度；再應(yīng)用一個消磁梯度脈沖Sk1’，它的強度大于切片選擇性梯度脈沖的強度。在第一個梯度脈沖回波序列以后，回波時間平移了δt的第二個梯度脈沖回波序列采集第二個MR數(shù)據(jù)。然后，在第一個和第二個MR數(shù)據(jù)之間相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場的不均勻性分布。
此外，第2001-54510號日本專利申請公開了已知磁化強度調(diào)節(jié)板中，例如MRI裝置中，剩余磁化強度變化的裝置，這種變化取決于梯度脈沖應(yīng)用歷史，在這種裝置中(1)緊跟脈沖編碼梯度脈沖之后，立即應(yīng)用一個剩余磁化強度減小脈沖；(2)緊跟相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖之后，立即應(yīng)用一個剩余磁化強度減小脈沖；(3)緊跟消磁梯度脈沖之后，立即應(yīng)用一個剩余磁化強度減小脈沖；(4)切片再定相梯度脈沖的強度(幅度)等于切片選擇性梯度脈沖強度(幅度)的一半；和
(5)調(diào)整頻率去相位梯度脈沖的強度。
圖8是一個磁化強度特性圖，用于說明圖7所示靜磁場不均勻性分布測量序列SQJ中梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響。應(yīng)該指出，給出這個圖僅僅是為了對概念進行說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
首先只是概括地考慮應(yīng)用于切片軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用切片選擇性梯度脈沖Ss1和切片再定相梯度脈沖Sr1’導(dǎo)致磁化強度從a點通過b、c和e到達f點。接下來，應(yīng)用消磁梯度脈沖Sk1’的時候，磁化強度從f點通過b點進入主磁滯回線，通過B’點到達c’點。在第二個梯度脈沖回波序列中，磁化強度沿著包括c’點的另一條小磁滯回線改變。
下面只是概略地考慮應(yīng)用到相位軸上的梯度脈沖的影響，當磁化強度位于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點時，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用相位編碼梯度脈沖Pe1會導(dǎo)致磁化強度從a點通過b點到達c點，然后應(yīng)用相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1’會導(dǎo)致磁化強度從c點通過e點到達f點。下一步，第二個梯度脈沖回波序列應(yīng)用相位編碼梯度脈沖Pe2的時候，磁化強度從f點通過b點到達c點，應(yīng)用相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr2’的時候，磁化強度從c點通過e點到達f點。
下面只考慮應(yīng)用到頻率軸上的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個回波序列應(yīng)用頻率去相位梯度脈沖Fd1’和讀出梯度脈沖Ro1使得磁化強度從a點通過e、f、b點到達c點。磁化強度的變化方式類似于第二個梯度脈沖回波序列。
如上所述，傳統(tǒng)的靜磁場不均勻性分布測量序列SQJ存在一個問題，那就是無法精確地測量靜磁場不均勻性的分布，因為磁化強度會因為梯度脈沖而變化。
因此，不能進行正確的圖像修正，圖像質(zhì)量會明顯下降，特別是在中低強度磁場(0.3～0.5T)的MRI裝置中采用利用水和脂肪之間共振頻率差的成像方法的時候，比方說CHESS(化學(xué)替換選擇性成像)法，更是如此。
為了解決這個問題，本發(fā)明的發(fā)明人研究了采用第2001-54510號日本專利申請公開的裝置的效果，但是只是采用這個裝置仍然不能非常精確地測量靜磁場不均勻性的分布。因此進行了更進一步的研究，以期找到新的裝置來抑制依賴于梯度脈沖應(yīng)用歷史的剩余磁化強度的變化，從而完成了本發(fā)明。
一方面，本發(fā)明提供一種靜磁場不均勻性分布測量方法，其特征在于它包括從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)，其中應(yīng)用到切片軸上去的消磁梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍；從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt；在所述MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。
按照慣例，應(yīng)用于切片軸的消磁梯度脈沖的強度大于切片選擇性梯度脈沖的強度。因此，消磁梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化很大。上面描述的第2001-54510號日本專利申請?zhí)岢鲈谙盘荻让}沖以后立即應(yīng)用剩余磁化強度減小脈沖。
相反，應(yīng)用于本發(fā)明第一個方面中切片軸的消磁梯度脈沖的強度等于靜磁場不均勻性測量方法中切片選擇性梯度脈沖的強度。因此，消磁梯度脈沖剩余磁化強度的變化被限制在消磁梯度脈沖以后應(yīng)用的切片選擇性梯度脈沖剩余磁化強度的變化范圍內(nèi)，這種變化可以通過利用切片選擇性梯度脈沖抑制剩余磁化強度的變化來加以控制，下面將對此進行介紹。這樣就不需要在消磁梯度脈沖以后立即應(yīng)用剩余磁化強度減小脈沖。
此外，在第一個方面的靜磁場不均勻性分布測量方法中，切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半。這樣就能夠抑制切片選擇性梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化，就象第2001-54510號日本專利申請所公開的一樣。
也就是說，減小了應(yīng)用到切片軸上的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度效應(yīng)。
下一步，對于相位軸，上面描述的第2001-54510號日本專利申請?zhí)岢鼍o接著相位編碼梯度脈沖以后立即應(yīng)用剩余磁化強度減小脈沖。
相反，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于第一個方面中靜磁場不均勻性分布測量方法里相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。這樣就能夠減小應(yīng)用到相位軸的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，下面將參考圖3對此加以介紹。
下一步，對于頻率軸，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍。這樣就能夠減小應(yīng)用到頻率軸上的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，就象第2001-54510號日本專利申請所公開的一樣。
最后，由于在第一個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法中應(yīng)用于梯度脈沖軸的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響被減小，因此能夠高精度地測量靜磁場不均勻性的分布。
第二方面，本發(fā)明提供一種靜磁場不均勻性分布測量方法，其特征在于包括從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)，其中切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用消磁梯度脈沖；從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt；在所述MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。
在第二個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法中，應(yīng)用切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖，它的強度等于應(yīng)用于3D成像的切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。這樣就減小了切片編碼和反轉(zhuǎn)梯度脈沖的剩余磁化強度的影響，就象后面將參考圖3所描述的一樣。此外，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用消磁梯度脈沖。因此，可以將消磁梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化看成與讀出梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度合并了。由于頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，因此能夠減小應(yīng)用于頻率軸的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，就象第2001-54510號日本專利申請所公開的一樣。其它特征類似于第一個方面中靜磁場不均勻性分布測量方法。
最后，在本發(fā)明第二個方面的靜磁場不均勻性分布測量方法中，3D成像中也減小了應(yīng)用到所有梯度脈沖軸上的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，從而能夠高精度地測量靜磁場不均勻性的分布。
第三個方面，本發(fā)明提供一種靜磁場不均勻性分布測量方法，其特征在于包括從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)，其中切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，應(yīng)用到頻率軸上的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用消磁梯度脈沖；從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt；在所述MR數(shù)據(jù)之間相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。
在第三個方面的靜磁場不均勻性分布測量方法中，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用消磁梯度脈沖。因此，消磁梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化可以被看成與讀出梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度發(fā)生了合并。因為頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，因此能夠減小應(yīng)用于頻率軸的梯度脈沖的剩余磁化強度的影響，就象第2001-54510號日本專利申請所公開的一樣。其它特征類似于第一個方面中靜磁場不均勻性分布測量方法的特征。
最后，在第三個方面的靜磁場不均勻性分布測量方法中減小了應(yīng)用到所有梯度脈沖軸的梯度脈沖的剩余磁化強度的影響，因而能夠高精度地測量靜磁場不均勻性的分布。
第四方面，本發(fā)明提供一種靜磁場均勻化方法，其特征在于包括利用具有以上結(jié)構(gòu)的靜磁場不均勻性分布測量方法采集MR數(shù)據(jù)進行修正。
在第四個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法中，由于能夠高精度地測量MR數(shù)據(jù)，因此能夠進行正確的修正，并且能夠提高圖像質(zhì)量，特別是在中低強度磁場的MRI裝置中采用利用水和脂肪之間共振頻率差的成像方法的時候尤其如此，比方說采用CHESS方法的時候。
第五方面，本發(fā)明提供一種MR數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。
在第五個方面的MR數(shù)據(jù)采集方法中，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。這樣就能夠減小應(yīng)用到相位軸的梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，就象后面將參考圖3所介紹的一樣。
第六方面，本發(fā)明提供一種MR數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。
在第六個方面的MR數(shù)據(jù)采集方法中，切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于采用3D成像的時候應(yīng)用的切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。這樣就能夠減小切片編碼梯度脈沖和切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，就象后面將參考圖3所介紹的一樣。
第七方面，本發(fā)明提供一種MR數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于包括應(yīng)用一個消磁梯度脈沖，它的強度等于應(yīng)用于切片軸的切片選擇性梯度脈沖的強度。
在第七個方面中的MR采集方法里，應(yīng)用于切片軸的消磁梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖的強度。因此，消磁梯度脈沖剩余磁化強度的變化被限制在消磁梯度脈沖以后應(yīng)用的切片選擇性梯度脈沖的剩余磁化強度變化內(nèi)，不需要特殊措施來處理消磁梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化。
第八方面，本發(fā)明提供一種MR數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于包括應(yīng)用一個消磁梯度脈沖，它的強度等于讀出梯度脈沖以后應(yīng)用到頻率軸的讀出梯度脈沖的強度。
在第八個方面中的MR數(shù)據(jù)采集方法里，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，消磁梯度脈沖是在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用的。因此，既然消磁梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化可以被看成合并在讀出梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度內(nèi)，就不需要任何特殊措施來處理消磁梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的變化。
第九方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，其特征在于包括射頻脈沖發(fā)射裝置；梯度脈沖應(yīng)用裝置；MR信號接收裝置；第一個MR數(shù)據(jù)采集裝置，通過控制前面的裝置，用于從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)，其中應(yīng)用于切片軸的消磁梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖的強度，切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍；用于從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)的第二個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中的回波時間相對于所述第一個梯度脈沖回波序列平移了δt。
在第九個方面的MRI裝置中，可以采用第一個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法。
第十個方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，其特征在于包括射頻脈沖發(fā)射裝置；梯度脈沖應(yīng)用裝置；MR信號接收裝置；第一個MR數(shù)據(jù)采集裝置，通過控制所述裝置，用于從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)，其中切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，消磁梯度脈沖是在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用的；第二個MR數(shù)據(jù)采集裝置，用于從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt。
在第十個方面中的MRI裝置里，可以采用第二個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法。
第十一個方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，其特征在于包括射頻脈沖發(fā)射裝置；梯度脈沖應(yīng)用裝置；MR信號接收裝置；第一個MR數(shù)據(jù)采集裝置，通過控制所述裝置，用于從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)，其中切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度，消磁梯度脈沖是在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用的；第二個MR數(shù)據(jù)采集裝置，用于從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt。
在第十一個方面中的MRI裝置里，可以采用第三個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法。
第十二個方面，本發(fā)明提供具有以上結(jié)構(gòu)的MRI裝置，其特征在于還包括靜磁場不均勻性分布測量裝置，用于在所述第一個和第二個MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場的不均勻性分布。
在第十二個方面的MRI裝置里，可以采用第一個到第三個方面中的靜磁場不均勻性分布測量方法。
第十三個方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，它包括射頻脈沖發(fā)射裝置、梯度脈沖應(yīng)用裝置和MR信號接收裝置，其特征在于所述梯度脈沖應(yīng)用裝置讓相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。
在第十三個方面的MRI裝置里，可以采用第五個方面中的MR數(shù)據(jù)采集方法。
第十四個方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，包括射頻脈沖發(fā)射裝置、梯度脈沖應(yīng)用裝置和MR信號接收裝置，其特征在于所述梯度脈沖應(yīng)用裝置讓切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半。
在第十四個方面的MRI裝置里，可以采用第六個方面中的MR數(shù)據(jù)采集方法。
第十五個方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，包括射頻脈沖發(fā)射裝置、梯度脈沖應(yīng)用裝置和MR信號接收裝置，其特征在于所述梯度脈沖應(yīng)用裝置讓消磁梯度脈沖的強度等于應(yīng)用于切片軸的切片選擇性梯度脈沖的強度。
在第十五個方面的MRI裝置里，可以采用第七個方面中的MR數(shù)據(jù)采集方法。
第十六個方面，本發(fā)明提供一種MRI裝置，包括射頻脈沖發(fā)射裝置、梯度脈沖應(yīng)用裝置和MR信號接收裝置，其特征在于讀出梯度脈沖以后的所述梯度脈沖應(yīng)用裝置讓消磁梯度脈沖的強度等于應(yīng)用于頻率軸的讀出梯度脈沖的強度。
在第十六個方面的MRI裝置里，可以采用第八個方面中的MR數(shù)據(jù)采集方法。
利用本發(fā)明的靜磁場不均勻性分布測量方法、靜磁場均勻化方法、MR數(shù)據(jù)采集方法和MRI裝置，可以徹底減小梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響。結(jié)果就能夠進行正確的修正，提高圖像質(zhì)量，特別是采用具有中低磁場強度的MRI裝置中利用水和脂肪之間共振頻率差的成像方法的時候尤其如此，比方說應(yīng)用CHESS方法的時候。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以從下面參考附圖
對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的介紹中了解到。
圖2是第一個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列的一個脈沖序列圖。
圖3是一個磁化強度特性圖，用于說明第一個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列里切片和相位軸中梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度。
圖4是一個磁化強度特性圖，用于說明第一個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列里頻率軸中梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度。
圖5是第二個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列的一個脈沖序列圖。
圖6是第三個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列的一個脈沖序列圖。
圖7是傳統(tǒng)靜磁場不均勻性分布測量序列的一個脈沖序列圖。
圖8是一個磁化強度特性圖，用于說明傳統(tǒng)靜磁場不均勻性分布測量序列里梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度。
在這個MRI裝置100中，磁鐵裝置1有一個空腔部分(孔)，用于讓受檢者進入其中，有一個永久磁鐵1p，用于給受檢者施加恒定強度H0的一個靜磁場，一個梯度脈沖磁場線圈1g，用于將梯度脈沖應(yīng)用于切片軸、相位軸和頻率軸，一個發(fā)射線圈1t，用于施加射頻脈沖，激勵受檢者體內(nèi)的原子核自旋，以及一個接收線圈1r，用于檢測來自受檢者的MR信號，這些部件安裝在空腔部分的周圍。
梯度脈沖磁場線圈1g、發(fā)射線圈1t和接收線圈1r分別與一個梯度脈沖磁場驅(qū)動電路3、一個射頻放大器4和一個前置放大器5連接。
應(yīng)該明白可以用超導(dǎo)或者常導(dǎo)磁鐵來替換永久磁鐵類型的磁鐵1p。
序列存儲器電路8在儲存的脈沖序列的基礎(chǔ)之上響應(yīng)計算機7的指令控制梯度脈沖磁場驅(qū)動電路3，從而從磁鐵裝置1中的梯度脈沖磁場線圈1g產(chǎn)生梯度脈沖。序列存儲器電路8還控制一個柵極調(diào)制電路9將射頻振蕩電路10輸出的載波信號調(diào)制成具有預(yù)定時序和包絡(luò)形狀的脈沖信號。將脈沖信號作為射頻脈沖提供給射頻功率放大器4，在射頻功率放大器4中進行功率放大，然后將它提供給磁鐵裝置1中的發(fā)射線圈1t，有選擇地激勵需要激勵的切片區(qū)域。
前置放大器5放大磁鐵裝置1中接收線圈1r檢測到的來自受檢者的MR信號，將這個信號輸入給相位檢測器12。相位檢測器12將射頻振蕩電路10過來的載波輸出信號作為基準信號，對前置放大器5的MR信號進行相位檢測，將相位檢測得到的信號提供給一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器11。模數(shù)轉(zhuǎn)換器11將相位檢測信號從模擬信號變換成數(shù)字信號，輸入給計算機7。
計算機從模數(shù)轉(zhuǎn)換器11讀出數(shù)據(jù)，進行圖像重構(gòu)計算，產(chǎn)生所需切片區(qū)域的圖像。將圖像顯示在顯示器6上。計算機7還負責(zé)接收操作員控制臺12提供的信息這樣的整體控制。
圖2是一個脈沖序列圖，它說明第一個實施方案中的靜磁場不均勻性分布測量序列SQ1。
這個靜磁場不均勻性分布測量序列SQ1應(yīng)用一個射頻脈沖和一個切片選擇性梯度脈沖Ss1；隨后應(yīng)用一個切片再定相梯度脈沖Sr1，它的強度等于切片選擇性梯度脈沖Ss1強度的一半或者大致一半；應(yīng)用一個相位編碼梯度脈沖Pe1；應(yīng)用一個頻率去相位梯度脈沖Fd1，它的強度等于讀出梯度脈沖Ro1強度的兩倍或者大致兩倍；接下來在應(yīng)用讀出梯度脈沖Ro1的同時采集第一個MR數(shù)據(jù)；然后應(yīng)用相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1，它的強度等于相位編碼梯度脈沖Pe1強度的一半或者大致一半；還應(yīng)用一個消磁梯度脈沖Sk1，它的強度等于切片選擇性梯度脈沖Ss1的強度。在第一個梯度脈沖回波序列以后，回波時間平移了δt的第二個梯度脈沖回波序列采集第二個MR數(shù)據(jù)。
然后在第一個和第二個MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。此外還要進行修正，以校正靜磁場不均勻性的分布。
圖3和圖4是圖2所示靜磁場不均勻性分布測量序列SQ1中梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的磁化強度特性圖。應(yīng)該指出，給出這些圖僅僅是為了說明一個概念，而不是要限制本發(fā)明的范圍。
首先只一般性地考慮施加在切片軸上的梯度脈沖的影響，當磁化強度位于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用切片選擇性梯度脈沖Ss1和切片再定相梯度脈沖Sr1導(dǎo)致磁化強度從a點通過b、c和d點到達a點，如圖3所示。也就是說，磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點。接下來，應(yīng)用消磁梯度脈沖Sk1的時候，磁化強度從a點通過b點到達c點。在隨后的第二個梯度脈沖回波序列中，應(yīng)用切片選擇性梯度脈沖Ss2和切片再定相梯度脈沖Sr2的時候，磁化強度從c點通過b、c和d點到達a點。也就是說，磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點。這樣，采集MR數(shù)據(jù)的時候，磁化強度總是對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
下面只一般性地考慮施加在相位軸上的梯度脈沖的影響，當磁化強度位于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用相位編碼梯度脈沖Pe1導(dǎo)致磁化強度從a點通過b點到達c點，隨后應(yīng)用相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1導(dǎo)致磁化強度從c點通過d點回到a點，如圖3所示。由于從相位編碼梯度脈沖Pe1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很短，因此c點剩余磁化強度的影響可以忽略不計。另一方面，由于第二個梯度脈沖回波序列中相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很長，因此它們之間剩余磁化強度的影響不能忽略，但是剩余磁化強度的影響被消除，因為相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1以后，磁化強度返回到了對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
下一步只一般性地考慮施加在頻率軸上的梯度脈沖的影響，當磁化強度位于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，如圖4所示，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用頻率再定相梯度脈沖Fd1和讀出梯度脈沖Ro1導(dǎo)致磁化強度從a點通過e、f和g點回到a點。
如上所述，由于第一個實施方案中的靜磁場不均勻性分布測量序列SQ1能夠抑制梯度脈沖的剩余磁化強度效應(yīng)，因此能夠高精度地測量靜磁場不均勻性的分布。結(jié)果就能夠進行正確的修正。第二個實施方案圖5是第二個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列SQ2的一個脈沖序列圖。
這個靜磁場不均勻性分布測量序列SQ2應(yīng)用一個射頻脈沖P1和一個切片選擇性梯度脈沖Ss1；接下來應(yīng)用一個切片再定相梯度脈沖Sr1，它的強度等于切片選擇性梯度脈沖Ss1強度的一半或者大致一半；應(yīng)用一個切片編碼梯度脈沖Se1；應(yīng)用一個切片編碼梯度脈沖Se1；應(yīng)用一個相位編碼梯度脈沖Pe1；應(yīng)用一個頻率去相位梯度脈沖Fd1，它的強度等于讀出梯度脈沖Ro1強度的兩倍或者大致兩倍；隨后在應(yīng)用讀出梯度脈沖Ro1的同時采集第一個MR數(shù)據(jù)；然后應(yīng)用一個切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖Sr1，它的強度等于切片編碼梯度脈沖Se1強度的一半或者大致一半；應(yīng)用一個相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Prl，它的強度等于相位編碼梯度脈沖Pe1強度的一半或者大致一半；還在讀出梯度脈沖Ro1以后對頻率軸應(yīng)用一個消磁梯度脈沖Fk1，它的強度等于讀出脈沖Ro1的強度。在第一個梯度脈沖回波序列以后，回波時間平移了δt的第二個梯度脈沖回波序列采集第二個MR數(shù)據(jù)。
然后，在第一個和第二個MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。此外，還要進行修正，以校正靜磁場不均勻性的分布。
現(xiàn)在只一般性地考慮應(yīng)用于切片軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用切片選擇性梯度脈沖Ss1和切片再定相梯度脈沖Srl導(dǎo)致磁化強度從a點通過b、c和d點到達a點，如圖3所示。也就是說，磁化強度回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點。然后，應(yīng)用切片編碼梯度脈沖Se1的時候(假設(shè)它的強度等于切片選擇性梯度脈沖Ss1的強度)，磁化強度從a點通過b點到達c點；下一步應(yīng)用切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖Sr1的時候，磁化強度從c點通過d點回到a點。既然從切片編碼梯度脈沖Se1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很短，所以可以忽略c點剩余磁化強度的影響。另一方面，由于第二個梯度脈沖回波序列中切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖Sr1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很長，因此不能忽略它們之間剩余磁化強度的影響，但是消除了剩余磁化強度的影響，因為在切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖Sr1以后，磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
下一步只一般性地考慮應(yīng)用于相位軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用相位編碼梯度脈沖Pe1導(dǎo)致磁化強度從a點通過b點到達c點，隨后應(yīng)用相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1導(dǎo)致磁化強度從c點通過d點回到a點，如圖3所示。既然從相位編碼梯度脈沖Pe1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很短，所以可以忽略c點剩余磁化強度的影響。另一方面，由于第二個梯度脈沖回波序列中相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很長，因此不能忽略它們之間剩余磁化強度的影響，但是消除了剩余磁化強度的影響，因為在相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1以后，磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
下面只一般性地考慮應(yīng)用于頻率軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，如圖4所示，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用頻率去相位梯度脈沖Fd1、讀出梯度脈沖Ro1和消磁梯度脈沖Fk1導(dǎo)致磁化強度從a點通過e、f和g點回到a點。也就是說，剩余磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
如上所述，由于第二個實施方案中的靜磁場不均勻性分布測量序列SQ2在3D成像中能夠用梯度脈沖抑制剩余磁化強度的影響，因此能夠更加高精度地測量靜磁場的不均勻性分布。結(jié)果就能夠進行正確的修正。第三個實施方案圖6是第三個實施方案中靜磁場不均勻性分布測量序列SQ3的一個脈沖序列圖。
這個靜磁場不均勻性分布測量序列SQ3應(yīng)用一個射頻脈沖P1和一個切片選擇性梯度脈沖Ss1；接下來應(yīng)用一個切片再定相梯度脈沖Sr1，它的強度等于切片選擇性梯度脈沖Ss1強度的一半或者大致一半；應(yīng)用一個相位編碼梯度脈沖Pe1；應(yīng)用一個頻率去相位梯度脈沖Fd1，它的強度等于讀出梯度脈沖Ro1強度的兩倍或者大致兩倍；隨后在應(yīng)用讀出梯度脈沖Ro1的同時采集第一個MR數(shù)據(jù)；然后應(yīng)用一個相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1，它的強度等于相位編碼梯度脈沖Pe1強度的一半或者大致一半；還在讀出梯度脈沖Ro1以后對頻率軸應(yīng)用一個消磁梯度脈沖Fk1，它的強度等于讀出脈沖Ro1的強度。在第一個梯度脈沖回波序列以后，回波時間平移了δt的第二個梯度脈沖回波序列采集第二個MR數(shù)據(jù)。
然后，在第一個和第二個MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。此外，還要進行修正，以校正靜磁場不均勻性的分布。
現(xiàn)在只一般性地考慮應(yīng)用于切片軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，如圖3所示，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用切片選擇性梯度脈沖Ss1和切片再定相梯度脈沖Sr1導(dǎo)致磁化強度從a點通過b、c和d點到達a點。也就是說，磁化強度回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點。這樣就消除了剩余磁化強度的影響，因為磁化強度回到了對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
下一步只一般性地考慮應(yīng)用于相位軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用相位編碼梯度脈沖Pe1導(dǎo)致磁化強度從a點通過b點到達c點，隨后應(yīng)用相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1導(dǎo)致磁化強度從c點通過d點回到a點，如圖3所示。既然從相位編碼梯度脈沖Pe1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很短，所以可以忽略c點剩余磁化強度的影響。另一方面，由于第二個梯度脈沖回波序列中相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1到MR數(shù)據(jù)采集之間的時間很長，因此不能忽略它們之間的剩余磁化強度的影響，但是消除了剩余磁化強度的影響，因為在相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖Pr1以后，磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
下面只一般性地考慮應(yīng)用于頻率軸的梯度脈沖的影響，當磁化強度處于對應(yīng)于靜磁場強度H0的磁化強度B0的a點的時候，如圖4所示，第一個梯度脈沖回波序列應(yīng)用頻率去相位梯度脈沖Fd1、讀出梯度脈沖Ro1和消磁梯度脈沖Fk1導(dǎo)致磁化強度從a點通過e、f和g點回到a點。也就是說，消除了剩余磁化強度的影響，因為磁化強度返回到對應(yīng)于靜磁場強度H0的B0。
如上所述，由于第三個實施方案中的靜磁場不均勻性分布測量序列SQ3能夠用梯度脈沖抑制剩余磁化強度的影響，因此能夠更加高精度地測量靜磁場不均勻性的分布。結(jié)果就能夠進行正確的修正。其它實施方案雖然在前面的說明中將本發(fā)明應(yīng)用于靜磁場不均勻性分布測量方法，但是一般而言，可以將本發(fā)明應(yīng)用于獲得MR數(shù)據(jù)的脈沖序列。具體而言，通過應(yīng)用下面幾項措施中的一項，可以抑制梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響(1)讓相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半；(2)讓切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半；(3)將強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的消磁梯度脈沖應(yīng)用于切片軸；和(4)在讀出梯度脈沖以后將強度等于讀出梯度脈沖強度的消磁梯度脈沖應(yīng)用于頻率軸。
可以構(gòu)造出本發(fā)明的許多其它實施方案而不會偏離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)。應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于說明中給出的具體實施方案，除了下面的權(quán)利要求所說明的以外。
權(quán)利要求
1.一種MRI裝置，包括射頻脈沖發(fā)射裝置；梯度脈沖應(yīng)用裝置；MR信號接收裝置；通過控制上述裝置，用于從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)的第一個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中應(yīng)用于切片軸的消磁梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖的強度，切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍；和從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)的第二個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt。
2.一種MRI裝置，包括射頻脈沖發(fā)射裝置；梯度脈沖應(yīng)用裝置；MR信號接收裝置；通過控制上述裝置，用于從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)的第一個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用消磁梯度脈沖；和從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)的第二個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt。
3.一種MRI裝置，包括射頻脈沖發(fā)射裝置；梯度脈沖應(yīng)用裝置；MR信號接收裝置；通過控制上述裝置，用于從第一個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第一個MR數(shù)據(jù)的第一個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中切片再定相梯度脈沖的強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的一半或者大致一半，相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半，頻率去相位梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖強度的兩倍或者大致兩倍，應(yīng)用于頻率軸的消磁梯度脈沖的強度等于讀出梯度脈沖的強度，在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用消磁梯度脈沖；和從第二個梯度脈沖回波序列聚焦的回波采集第二個MR數(shù)據(jù)的第二個MR數(shù)據(jù)采集裝置，其中的回波時間相對于第一個梯度脈沖回波序列平移了δt。
4.權(quán)利要求1～3中任意一個的MRI裝置，還包括靜磁場不均勻性分布測量裝置，用于在第一個和第二個MR數(shù)據(jù)相位差的基礎(chǔ)之上測量靜磁場不均勻性的分布。
全文摘要
為了徹底減小梯度脈沖產(chǎn)生的剩余磁化強度的影響，讓相位反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于相位編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半；切片反轉(zhuǎn)梯度脈沖的強度等于切片編碼梯度脈沖強度的一半或者大致一半；將強度等于切片選擇性梯度脈沖強度的消磁梯度脈沖應(yīng)用于切片軸；在讀出梯度脈沖以后應(yīng)用強度等于讀出梯度脈沖強度的消磁梯度脈沖。
文檔編號G01R33/38GK1439336SQ03105459
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月22日
發(fā)明者淺野健二, 小杉進 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司