[發明專利]一種磁共振中心頻率和射頻功率校正掃描序列及方法

有效

• 申請號: 201810154087.6
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108387856B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 羅海;朱高杰;周翔;王文周;陳梅濘;王超;劉霞;吳子岳
• 申請（專利權）人: 奧泰醫療系統有限責任公司
• 主分類號: G01R33/565
• 分類號: G01R33/565
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 謝一平;曾克

本發明公開一種磁共振中心頻率和射頻功率校正掃描序列及方法，屬于磁共振成像技術領域，在現有的用于90度翻轉角校正的經典三脈沖序列的基礎上，增加了一個大于原恒定梯度場的第二梯度場，使得在第二梯度場作用下能夠采集到被回聚的第二自旋回波信號；在新的梯度場下依次獲取第一自旋回波信號、受激回波信號、被回聚的第二自旋回波信號的后半個回波，根據第一自旋回波信號和受激回波信號獲取校正后的射頻功率；根據被回聚的第二自旋回波信號的后半個回波獲取校正后的中心頻率。本發明提供的技術方案，能夠在進行射頻功率校正的同時，實現中心頻率的校正，從而大大縮短預掃描校正時間。

技術領域

本發明涉及磁共振成像技術領域，尤其涉及一種磁共振中心頻率和射頻功率校正掃描序列及方法。

背景技術

磁共振成像技術是利用氫質子的核磁共振現象進行成像的一種技術。人體內包含單數質子的原子核，例如廣泛存在的氫原子核，其質子具有自旋運動。帶電原子核的自旋運動，在物理上類似于單獨的小磁體，而且在沒有外部條件影響下這些小磁體的方向性分布是隨機的。當人體置于外部磁場中時，這些小磁體將按照外部磁場的磁力線重新排列，具體為在平行于或反平行于外在磁場磁力線的兩個方向排列，將上述平行于外在磁場磁力線的方向稱為正縱向軸，將上述反平行于外在磁場磁力線的方向稱為負縱向軸，原子核只具有縱向磁化分量，該縱向磁化分量既具有方向又具有幅度。

用特定頻率的射頻(Radio Frequency，RF)脈沖激發處于外在磁場中的原子核，使這些原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸，產生共振，這就是磁共振現象。上述被激發原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸之后，原子核具有了橫向磁化分量。停止發射射頻脈沖后，被激發的原子核發射回波信號，將吸收的能量逐步以電磁波的形式釋放出來，其相位和能級都恢復到激發前的狀態，將原子核發射的回波信號經過空間編碼等進一步處理即可重建圖像。

在每次磁共振掃描開始之前，需要進行系統校正，確保系統工作在最佳狀態。其中，中心頻率校正和射頻功率校正是必須的校正步驟。

在人體不同組織中，氫質子的拉莫爾頻率略有不同，例如在1.5T磁場中，水和脂肪中的氫質子的拉莫爾頻率大約相差225Hz；另一方面，人體不同組織的磁化率存在差異，當人體進入磁體中心后，會改變磁場分布，也會導致拉莫爾頻率發生微小改變。溫度改變也會導致拉莫爾頻率改變。因此，對于不同的時間、不同的病人、同一病人不同的掃描部位，拉莫爾頻率都可能發生改變，需要在磁共振掃描前重新調整發射機的射頻頻率，以確保磁共振信號激勵在最佳的拉莫爾頻率，該過程稱作中心頻率校正。

人體體型差異、人體組織介電常數差異、人體與空氣的介電常數差異等多種因素，使得不同的病人、不同的掃描部位，需要用不同的射頻能量，才能將氫質子激發到指定的狀態。因此，在掃描前需要重新調整發射機的射頻能量，確保將掃描部位的氫質子激發到指定的狀態，該過程稱為射頻功率校正或翻轉角校正。

在現有的中心頻率校正過程中，用于采集磁共振信號的掃描序列主要有兩種。第一種采用FID(Free Induction Decay)序列，該序列不需要梯度磁場進行編碼，適用于較大范圍中心頻率查找，但不能進行空間選擇，中心頻率校正精度較低。第二種序列基于自旋回波序列，可以進行一定的空間選擇，但信噪比較高，其將采集到的磁共振信號進行傅里葉變換得到頻譜，通過計算水峰信號與零頻率基線的偏差調整中心頻率。

在現有的射頻功率校正過程中，用于采集磁共振信號的掃描序列大多采用經典的3脈沖序列，根據3個脈沖翻轉角的不同，又分為(α-α-α)型和(α-β-β)型。(α-α-α)型用于校正90度脈沖的射頻功率，如圖1所示。(α-β-β)用于校正180度脈沖的射頻功率。只要校正出90度或180度脈沖中的任意一個，其他任意翻轉角的脈沖可通過線性關系計算得到。