[發明專利]一種磁共振成像系統磁場梯度延時的校正方法

無效

• 申請號: 201110052788.7
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN102156270A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 寧瑞鵬;楊光;李鯁穎
• 申請（專利權）人: 華東師范大學;上海卡勒幅磁共振技術有限公司
• 主分類號: G01R33/561
• 分類號: G01R33/561
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

技術領域

本發明涉及磁共振成像系統中的磁場梯度技術，具體涉及磁場梯度延時的校正方法。

背景技術

磁共振成像技術已經成為醫學診斷中非常有用的手段。磁共振成像硬件系統主要包括以下幾個部分：磁體子系統、磁場梯度（以下簡稱梯度）子系統、射頻子系統、譜儀子系統、主計算機。其中，梯度子系統主要包括：梯度電流放大器、梯度線圈；譜儀子系統主要包括以下單元部件：脈沖序列發生器、梯度波形發生器、射頻發射源和接收機等。

在成像過程中，在脈沖序列發生器的控制下，梯度波形發生器產生成像所需的梯度波形信號。該信號經過梯度電流放大器放大之后，輸出到梯度線圈，在成像空間區域內產生線性梯度磁場。譜儀子系統中的梯度波形發生器、梯度子系統中的梯度電流放大器以及梯度線圈組成一個完整的梯度通道。一般而言，為了在成像過程中進行空間定位，需要三個梯度通道（x、y、z）。此外，磁共振系統中還需要射頻通道，用于激發樣品和采集磁共振信號。

為了提高性能，梯度波形發生器、梯度電流放大器的設計中一般都采用了濾波器。濾波器的使用不可避免地導致梯度通道的信號相對于其他通道（主要是射頻通道）產生延時。此外，梯度線圈的電感也將導致延時的產生；每個梯度通道的總延時稱為該梯度通道的梯度延時。由于三個梯度線圈（x、y、z）的結構不同，通常情況下，三個梯度延時（Dx、Dy、Dz）不相等。另外，即使是相同型號，每臺成像設備的梯度延時也存在一定差異。

對于多回波成像而言，梯度延時對圖像質量的影響是非常顯著的。這里的多回波成像是指，在一個重復時間（TR）周期內，采集多個回波信號的磁共振成像。例如，FSE、EPI、Spiral等成像方法。解決這一問題的現有技術可以分為兩大類，一類是通過修改脈沖序列設計來消除梯度延時產生的影響，另一類是通過預掃描來校正梯度延時產生的影響。盡管這兩類方法在一定程度上減小了梯度延時對圖像質量的影響，但是仍然存在一些問題：

第一類方法增加了脈沖序列設計的難度。這是因為為了達到任意斷層掃描的目的，在2維多層面成像方法中，三個相互正交的方向：頻率編碼、相位編碼和選層，構成一個邏輯坐標系。它與物理直角坐標系（x、y、z）之間的轉換需要一個坐標變換矩陣。而在脈沖序列的設計中，給出的是邏輯坐標系里面的參數。特別是當掃描平面為斜剖面（與xy面、yz面、zx面均不平行）時，由于三個梯度延時（Dx、Dy、Dz）不一定相等，通過修改脈沖序列設計來消除梯度延時產生的影響，將導致脈沖序列變得很復雜。

第二類方法在成像過程中額外增加了預掃描過程，導致成像的總時間增加。在斜剖面成像情況下，預掃描過程需要占用更多的時間，甚至失敗（在可接受時間內不能給出合理結果）。此外，當掃描平面為斜剖面時，如果三個梯度延時不相等，則無法通過預掃描找到最優的參數組合，其結果是至少一個方向（x、y、z）上的梯度延時校正不足或者校正過度。這是因為，預掃描過程是按照邏輯方向（頻率編碼、相位編碼和選層）進行優化的，而在斜剖面成像中，邏輯方向與x、y、z并不是一一對應的。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種磁共振成像系統磁場梯度延時的校正方法，該方法在譜儀子系統中增加三個獨立的脈沖序列發生器或者采用一個具有多個獨立控制通道的脈沖序列發生器，獨立控制x、y、z三個梯度通道，使三個梯度通道分別按照各自的延時提前輸出信號，從而抵消梯度延時產生的影響。

本發明的目的是這樣實現的：

一種磁共振成像系統磁場梯度延時的校正方法，該方法在譜儀子系統中增加三個獨立的脈沖序列發生器來分別控制x、y、z三個梯度通道。這三個獨立的脈沖序列發生器與譜儀子系統的主脈沖序列發生器并行工作。所有脈沖序列發生器共用一個時鐘源。在脈沖序列執行過程中，與主脈沖序列發生器相比，這三個脈沖序列發生器總是提前發出控制（觸發）信號，提前量分別為三個梯度通道的延時值。這樣，梯度延時與提前觸發的效果相互抵消，從而消除了梯度延時對圖像質量的影響。

如果譜儀子系統中的脈沖序列發生器具有多個獨立的控制通道，可以采用其中三個獨立的控制通道代替三個獨立的脈沖序列發生器，實現上述技術方案。即，在譜儀子系統中采用一個具有多個獨立控制通道的脈沖序列發生器來分別控制x、y、z三個梯度通道。脈沖序列發生器的所有控制通道并行工作，其中的三個控制通道分別用于控制x、y、z梯度通道。在脈沖序列執行過程中，這三個控制通道總是比主控制通道提前發出控制（觸發）信號，提前量分別為x、y、z三個梯度通道的延時值。這樣，梯度延時與提前觸發的效果相互抵消，從而消除了梯度延時對圖像質量的影響。