[發明專利]一種實現發射源和接收源相位同步的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410001287.X
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103760507A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 湯偉男;高家紅
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01R33/54
• 分類號: G01R33/54
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 俞達成

技術領域

本發明涉及磁共振成像領域，具體涉及一種在磁共振成像中實現發射源和接收源相位同步的方法及裝置。

背景技術

發射裝置和接收裝置是磁共振譜儀的兩個重要組成部分，發射裝置用來發生射頻脈沖以激發樣品產生磁共振信號，接收裝置用來采集磁共振信號。在現代化磁共振譜儀中，發射裝置和接收裝置通常均采用直接數字式頻率合成器（DirectDigitalSynthesizer，DDS）分別實現發射調制的頻率源（以下簡稱為發射源）和接收解調的頻率源（以下簡稱為接收源），解調后磁共振信號的相位取決于發射源相位（以下簡稱為發射相位）和接收源相位（以下簡稱為接收相位）的差。

在常規的磁共振波譜儀中，發射頻率和接收頻率總是保持一致，因此發射相位和接收相位可以維持固定相位差即相位同步，這樣接收得到的磁共振信號的相位是穩定的。但在磁共振成像中，為了進行多層面的選擇性激發，發射源需要在掃描過程中反復進行頻率切換（用于選擇性激發不同的層面），而接收源在信號采集時保持拉莫頻率ω₀不變，因此發射源和接收源在多層面激發的序列掃描中難以保證相位同步關系，這樣接收得到的磁共振信號的相位就會產生波動，從而影響信號累加和相位梯度編碼的正確性。

在多層面激發成像中，為了實現發射源和接收源之間的相位同步關系，通常采用一種叫做“頻率回繞（Frequencyrewinding）”的技術。為了簡化說明，選擇激發兩個層面，相位編碼為兩次，每個層面在不同相位編碼下采集一個回波。如圖1所示，接收頻率始終固定為ω₀，設在第一個相位編碼（PE1）期間從t_1,1時刻起發射源從初始選層頻率ω₀切換至下一個選層頻率ω₁(ω₁>ω₀)，那么在t_1,2時刻發射相位會超前接收相位，超前的相位為(ω₁-ω₀)×(t_1,2-t_1,1)。在t_1,2時刻起將發射頻率從ω₁切換至回繞頻率ω₁′(ω₁′<ω₀)，如果滿足條件(ω₁-ω₀)×(t_1,2-t_1,1)＝(ω₀-ω₁')×(t_2,1-t_1,2)，那么在t_2,1時刻接收相位會恰好和發射相位保持一致。這樣在第二個相位編碼（PE2）期間，當發射頻率從t_2,1時刻起切換回初始選層頻率ω₀后，發射源和接收源仍然可以保持固定的相位差，因此在數據采集時可以保證回波信號具有正確的相位。否則，即使不加相位編碼梯度，相同層面的不同回波也會具有不同的相移，則無法進行正確的相位編碼操作。在實際的多層面成像掃描中，發射源可以經過多次切換回繞頻率以實現發射和接收的相位同步。該方法雖然有效，但是需要精確計算回繞頻率或回繞延時，還要在序列執行過程中多次插入額外的回繞延時，增加了脈沖序列設計復雜度和執行的時間。