[發明專利]磁共振成像方法和裝置

有效

• 申請號: 201310464659.8
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104515961B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 林厚全;佟瞳;何金強;黃艷圖;戴光寶;王瀾;李文明;汪堅敏
• 申請（專利權）人: 西門子(深圳)磁共振有限公司
• 主分類號: G01R33/36
• 分類號: G01R33/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及磁共振成像系統，特別涉及包括磁共振成像系統的模式矩陣處理器。

背景技術

磁共振成像是隨著計算機技術、電子電路技術、超導體技術的發展而迅速發展起來的一種生物磁學核自旋成像技術。在磁共振成像中，人體組織被置于靜磁場B₀中，隨后用頻率與氫原子核的進動頻率相同的射頻脈沖激發人體組織內的氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量；在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，由體外的接收器收錄，經計算機處理后獲得圖像。

圖1是現有技術的磁共振成像系統的模塊示意圖。如圖1所示，現有技術的磁共振成像系統包括掃描床插座、接收線圈通道選擇器、模擬接收機、數字接收機以及圖像數據處理器。其中，接收線圈用于接收磁共振回波信號，進入線圈單元的磁共振回波信號的初始相位為該磁共振回波信號的空間相位。線圈單元接收的磁共振信號經過接收線圈，傳輸到掃描床插座。掃描床插座接收到的磁共振回波信號，經過系統電纜傳輸到接收線圈通道選擇器。接收線圈通道選擇器接收到的磁共振回波信號，經過通道映射傳輸到模擬接收機。模擬接收機對接收到的磁共振回波信號進行模數轉換，并且將模數轉換所得到第一數字信號傳輸給數字接收機。數字接收機將所接收到的第一數字信號轉換至零頻段，由此得到圖像處理的原始數據。圖像數據處理器通過一定的傅里葉變換及后處理工作，形成MRI圖像。

德國專利公開文件DE200310313004公開一種模式矩陣處理器，其中包括通過硬件方式實現移相器、功分器和合成器，這是目前普遍使用的技術。圖2是現有技術的多個線圈單元的磁共振成像系統的模塊示意圖。如圖2所示，在現有技術的磁共振成像系統中，當磁共振成像系統接收多個線圈單元關于同一區域的磁共振回波信號時，根據特定相位關系，模式矩陣處理器(Mode-Matrix)直接對來自空間位置上有相連關系的多個線圈單元的N個磁共振回波信號進行處理，并輸出同樣數量的模式信號。模式矩陣的概念在于從輸入的信號產生線性組合，在數學上可以將線性組合用矩陣來描述，線性組合的結果相應地稱為“模式”。在輸出的模式信號中，第一模式信號(CP模式信號)包含了圖像的大部分信息，提供了圖像中心區域的最大信噪比；其他高階模式信號(LR模式信號、ACP模式信號等)則進一步改善圖像周邊區域的信噪比。在接收機接收通道不足的情況下，可以僅向磁共振成像系統提供第一模式信號(CP模式信號)，即僅以損失少量整體圖像信噪比為代價丟棄高階模式(LR模式信號、ACP模式信號等)。

在現有技術的磁共振成像系統中，模式矩陣處理器通過硬件的方式實現，其中包括移相器、功分器和合成器。同時，如圖2所示，在現有技術的磁共振成像系統中，模式矩陣處理器直接處理來自多個線圈單元的磁共振回波信號并向磁共振成像系統。

在現有技術的磁共振成像系統中，模式矩陣處理器的處理過程是一個復數運算，其處理的對象是來自多個線圈單元的磁共振回波信號的空間相位。具體而言，模式矩陣處理器包括N個輸入信號，和至少一個輸出信號，通常N的取值是2或者3，例如N＝3的模式矩陣處理器可以(但不僅限于)表述如下，其中，L、R、M分別表示3個并排的左、右、中線圈單元接收到的磁共振回波信號，第一模式信號(CP模式信號)、第二模式信號(LR模式信號)、第三模式信號(ACP模式信號)分別代表了模式矩陣處理器輸出的第一模式及兩個高階模式，模式處理矩陣處理器通常僅輸出第一模式信號(CP模式信號)：

其中，功分器進行減法運算，合成器進行加法運算，移相器進行復數運算。

現有技術中存在多種第一模式信號和高階模式信號的計算方式，同時輸入信號的數量和模式信號數量也存在多種組合。

電子技術及磁共振技術的發展，使得高速采樣鏈路的成本下降并且線圈通道數提高，因此磁共振成像系統接受磁共振回波信號的線圈單元越來越多。在現有技術的磁共振成像系統中模式矩陣處理器在不同系統間的不易移植性，但運用模式矩陣處理器將多個線圈單元對N個磁共振回波信號進行綜合，依然是圖像處理上的一個重要方式。

發明內容