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在层复用情况下特定于层的相位校正

摘要

本发明涉及一种在层复用法中在拍摄检查对象的MR信号时用于校正信号相位的方法,其中在拍摄MR信号时同时检测来自于检查对象的至少两个不同层的MR信号,包括以下步骤:-对于至少两个层的每一层确定层选择方向上的线性校正相位,-在至少两个不同的层中的每一层中入射具有特定于层的频率的HF激励脉冲,-在层选择时间段期间接通层选择梯度,在该期间将不同的HF激励脉冲入射到至少两个不同的层中,其中在层选择时间段的中心具有时间中点,其中对于至少两个不同的层,不同的HF激励脉冲在时间上重叠,-这样确定每个HF激励脉冲相对于时间中点的时间偏移,使得在层选择方向上的特定于层的校正梯度矩作用于各自的层的磁化。

著录项

  • 公开/公告号CN103364748A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-10-23

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 西门子公司;

    申请/专利号CN201310112011.4

  • 发明设计人 T.费韦尔;

    申请日2013-04-02

  • 分类号G01R33/56;A61B5/055;

  • 代理机构北京市柳沈律师事务所;

  • 代理人谢强

  • 地址 德国慕尼黑

  • 入库时间 2024-02-19 21:05:45

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-02-15

    专利权的转移 IPC(主分类):A61B 5/055 专利号:ZL2013101120114 登记生效日:20220128 变更事项:专利权人 变更前权利人:西门子公司 变更后权利人:西门子医疗有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:德国慕尼黑 变更后权利人:德国埃朗根

    专利申请权、专利权的转移

  • 2017-04-26

    授权

    授权

  • 2014-08-13

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01R33/56 申请日:20130402

    实质审查的生效

  • 2013-10-23

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种在层复用法中在拍摄检查对象的磁共振(MR)信号时用于 校正信号相位的方法和一种为此的MR设备。

背景技术

在临床领域中对越来越快的MR拍摄的期望目前导致同时拍摄多个图像的 方法的复兴。一般地,该方法的特征通过如下来表示,即,在测量的一部分期 间有针对性地同时对于成像过程使用至少两个层的横向磁化(“Multi-Schicht- Bildgebung,多层成像”、“Schicht-Multiplexing,层复用”)。与之不同,在建立 的“多层成像”中交替地、即,完全互相独立地以相应更长的测量时间从至少两 个层拍摄信号。属于层复用法的例如有:

哈达马特编码(Hadamard-Kodierung)(例如Souza et al.,J.CAT12:1026 (1988)):两个(或多个)层被同时激励,通过HF激励脉冲的相应构造对每个 层施加定义的信号相位。来自于两层的磁化的信号被同时接收。进行两个层的 这样的第二激励,但是利用层中的改变的相对信号相位。其余的成像过程(相 位编码步骤)一如既往地进行,该方法与任意的拍摄技术((多)梯度回波、(多) 自旋回波等)组合。借助合适的计算操作可以从两个拍摄中分开两个层的信号 信息。

同时的回波重聚焦(SER,SIR,例如Feinberg et al.,MRM48:1(2002)): 两个(或多个)层被短时先后激励,对每个层通过合适的梯度脉冲施加一个定 义的空间去相位。来自于两个层的磁化的信号借助合适的梯度接通以短的时间 间隔被接收。其余的成像过程(相位编码步骤)一如既往地进行,该方法与任 意的拍摄技术((多)梯度回波、(多)自旋回波等)结合。从分开拍摄的数据 中可以一如既往地产生两个层的图像。

宽带数据拍摄(例如Wu et al.,Proc.ISMRM2009:2768):两个(或多个) 层被同时激励。来自于两个层的磁化的信号被同时接收。在数据接收期间沿着 层法线接通梯度,其导致在频率空间中两个层的信号的分离。其余的成像过程 (相位编码步骤)一如既往地进行,该方法与任意的拍摄技术((多)梯度回波、 (多)自旋回波等)结合。借助合适的滤波可以从同时拍摄的数据中分离两个 层的信号。

层方向上的并行成像(例如Larkman et al.JMRI13:313(2001)):两个(或 多个)层被同时激励。来自于两个层的磁化的信号被同时利用至少两个(或多 个)线圈元件接收。其余的成像过程(相位编码步骤)一如既往地进行,该方 法与任意的拍摄技术((多)梯度回波、(多)自旋回波等)结合。进行附加的 校准测量以确定线圈元件的空间接收特征。借助合适的计算操作(例如GRAPPA 算法)可以从同时拍摄的数据中分离两个层的信号。

此外在单层成像中可以需要,校正图像伪影,其中校正参数强烈取决各个 层的空间方位或信号。对此的例子是通过伴随的麦克斯韦场(Maxwell Feld)形 成的相位误差的校正。该相位误差通过如下形成,即,在接通线性磁场梯度的 情况下不产生磁场梯度的完整线性,而是总是出现更高阶的项(Therme)。该所 谓的麦克斯韦场导致检测的MR信号中的相位误差。校正的一种可能性在Meier  et al.,MRM60:128(2008)中描述。同样在单层成像情况下有时需要,校正磁 基本场的局部非均匀性,该非均匀性会导致信号消失或图像失真。这样的非均 匀性的校正例如在Deng et al.,MRM61:255(2009)和在Lu et al.,MRM62:66 (2009)中描述。

在许多情况下足够的是,在特定于层的校正情况下在单层拍摄时仅施加沿 着层编码的附加线性信号相位。后面将结合不同的例子解释,为何施加线性信 号相位在许多情况中是足够的:

a)线性校正的一种应用可能性是校正通过麦克斯韦场引起的在扩散成像 中的相位误差。

在MRM60:128(2008)中描述,扩散编码梯度的麦克斯韦场的伴随的场 如何导致沿着三个空间坐标轴的附加信号去相位。沿着频率和相位编码轴的去 相位仅导致k空间中信号的位移(回波不再在k=0的情况下被记录,而是在(稍 微)位移的位置。K空间中的回波位移在(在傅里叶变换之后的)位置空间中相 应于图像中的线性相位特性)如果仅大小图像是感兴趣的,则该效应仅起不太 重要的作用。此外通过拍摄足够大的k空间区域(例如弃用部分傅里叶技术)确 保,回波信号在任何情况下都位于扫描的区域中。但是沿着层选择轴的去相位 间接地导致不可补偿的信号损失。去相位的程度在此取决于伴随的麦克斯韦场 的振幅(并且由此取决于层的方位)。在同时拍摄多层的情况下成立,对于每个 层要校正单独的去相位。在第一阶中去相位可以通过线性相位特性来描述。

b)线性相位校正在校正流成像的通过麦克斯韦场引起的相位误差时同样 是足够的。

如前面的例子中,在此是关于由伴随的麦克斯韦场引起的去相位(在此通 过对于流编码使用的梯度引起的去相位)的补偿。用于推动沿着层编码轴的线 性的特定于层的校正相位的实施与此类似。在图像中未校正的线性相位特性(由 于k空间中的回波的位移)可以以简单的方式在数据处理中被考虑。

c)为了校正磁基本场的局部非均匀性和由此引起的信号消失(z匀场), 线性校正同样是可以的。

在MRM61:255(2009)(和其中引用的参考文献,特别是在Yang et al., MRM39:402(1998)中描述了,在回波平面的梯度回波成像中通过磁基本场 的非均匀性引起的成像误差如何通过以在层编码方向上的不同的附加梯度重复 执行测量来降低。在此是(局部)磁场梯度,其导致沿着三个空间坐标轴的信 号的去相位。又是仅沿着层编码方向的梯度,其由于与之相关的在体素内的信 号损失(体素内去相位)而对图像质量具有最大影响。所谓的z匀场方法对于不 同的测量改变背景梯度,以便对于每个层的每个空间区域至少在一个测量中保 证好的重聚相位。一层的多个图(像或者通过简单平均(绝对值平均值、“Sum of  Squares,平方和”)或者通过麻烦的组合方法)被组合为具有降低的信号消失的 图像。

d)在通过磁基本场的局部非均匀性产生的(SEMAC)的校正信号消失和 图像失真的情况下同样应用线性相位校正。

在MRM62:66(2009)中描述了,通过金属植入物(或与之相关的磁基本 场的局部非均匀性)引起的信号消失和二维成像中的图像失真如何通过使用沿 着层法线的(有限的)附加相位编码来降低。类似地,在z匀场情况下对每层利 用在层编码方向上的不同的附加梯度拍摄多个测量并且将这些数据以合适的方 式组合。

发明内容

从上面提到的现有技术出发此时本发明要解决的技术问题是,以简单方式 提供层复用法中的线性相位校正,其中同时将特殊吸收率(SAR)和入射的HF 脉冲的HF尖峰功率最小化。

上述技术问题利用独立权利要求的特征来解决。从属权利要求描述了本发 明的优选实施方式。

按照本发明的第一方面,提供了一种在层复用法中在拍摄检查对象的MR 信号时用于校正信号相位的方法,其中检测在拍摄MR信号时检查对象的至少两 个不同层的MR信号。按照该方法的步骤,对于至少两层的每一层确定层选择方 向上的线性校正相位。此外在,同时被拍摄的至少两个不同的层中的每一层中 入射具有特定于层的频率的HF激励脉冲。同样在层选择时间段期间接通层选择 梯度,在该层选择时间段期间对于至少两个不同的层入射不同的HF激励脉冲。 层选择时间段在层选择时间段的中心具有时间中点。此外对于至少两个不同的 层,不同的HF激励脉冲重叠,所述HF激励脉冲在层选择时间段期间被入射。同 样对于每个HF激励脉冲这样确定各自的HF激励脉冲相对于层选择时间段的时 间中点的时间偏移,使得在层选择方向上特定于层的校正梯度矩作用于各自的 层的磁化,该校正梯度矩相应于各自的层的线性校正相位。

通过在施加层选择梯度期间不同的HF脉冲的时间偏移对于每个由HF脉冲 激励的层得到激励的自旋的一个稍微不同的相干路径。由时间上在前面应用的 HF脉冲激励的或重聚焦的信号,经历通过另外施加的层选择梯度的比在时间上 在后面应用的HF脉冲的信号更强的或不同的影响。通过时间偏移的确定可以单 独地对于每个层确定线性的校正相位或线性的校正梯度矩,其是为了实现各自 的层中的期望的线性校正所需的。因为在所有层中的线性相位校正不相同,并 且由此HF脉冲的时间偏移不相同,所以通过HF激励脉冲的不同的时间偏移在层 选择时间段中在时间中点达到SAR(特殊吸收率)的降低。SAR平方地取决于 施加的脉冲电压和所需的HF尖峰功率。如果用于激励两层的脉冲包络线被同时 入射,则其相加地叠加。当两个极大值位于相同的位置时,需要双倍的HF尖峰 振幅并且由此产生四倍的SAR。在对于各个层的极大值的位移的情况下,由此 首先施加对于各自的层所需的校正梯度矩并且其次极大降低SAR。

对于每个单层所需的线性校正相位,可以根据应用而事先解析地计算或者 利用前面的测量确定。对于通过麦克斯韦场引起的线性相位误差的校正,例如 首先对于每层S确定沿着层法线的在那里占主要的平均场梯度。该平均梯度场可 以根据MRM60:128(2008)中的说明来计算,方法是,将对于场振幅的绝对 值的方程关于实际上的层位置z=zS展开直到第一阶。对于通过基本场的非均匀 性引起的线性相位误差的校正,例如用户可以给出区域,对于该区域,应当考 虑沿着层法线的线性场梯度。此外用户可以给出要使用的分辨率,即,对于每 层要使用的附加梯度的数量。替换地也可以,首先借助专业人员公知的MR方法 进行基本场的非均匀性的测量。这样获得的场图可以对于每层S关于在那里占主 要的沿着层法线的平均场梯度而被分析。这样也可以确定该场梯度的分布的宽 度。可以使用这样获得的数据,以便对于每层单独地确定待使用的附加梯度。

在一种实施方式中,可以将对于各自的层的时间偏移直接根据线性的、对 于该层所需的校正相位来计算并且以计算的时间偏移来应用HF脉冲。在另一种 实施方式中,可以确定对于每个不同的层所属的校正梯度矩,其中根据属于每 层的校正梯度矩确定平均的校正梯度矩,该平均的校正梯度矩被应用于至少两 个不同的层的全部。此外,对于每个不同的层确定相应的特定于层的校正梯度 矩与平均的校正梯度矩的偏差。该偏差然后分别相应于层单独的附加梯度矩。 对于每个不同的层然后可以这样计算时间偏移,使得层单独的附加梯度矩作用 于各自的层。通过使用对于所有层应用的平均的校正梯度矩,和使用层单独的 附加梯度矩,层单独的附加梯度矩通常小于属于每层的校正梯度矩。由此可以 减小HF激励脉冲在时间中点的时间偏移,从而可以总体上减小时间段,这缩短 了MR信号的拍摄。

在另一个步骤中,可以根据至少一个选择标准来选择同时要拍摄的层的数 量。作为选择标准例如可以使用在展开过程中层的尽可能好的可分性。这通常 通过层的足够大的间隔来实现。展开过程用于分离不同层的同时拍摄的MR信 号。另一个标准是,所需的层校正梯度矩的尽可能大的相似性,以便尽可能少 地必须相对移动HF脉冲。另一种可能性在于,达到所需的层校正梯度矩的最小 区别,由此保证了HF脉冲的最小间隔以用于SAR降低。这些不同的选择标准也 可以互相任意组合,或者单独地使用。

在一种实施方式中,利用具有线性校正相位的特定于层的校正梯度矩,校 正由于麦克斯韦场引起的沿着层方向的去相位。

在使用平均的校正梯度矩的情况下可以通过接通在层方向上的附加的校正 梯度将该平均的校正梯度矩施加到至少两个不同的层中。在层方向上的该附加 的校正梯度例如也可以与层重聚相位梯度重叠。

如在说明书引言部分描述的那样,公知对唯一的层施加多个不同的校正梯 度矩的方法。在此按照本发明可以对至少两个层的每个施加所有在不同的层中 使用的不同的校正梯度矩。如果例如对每个层施加J个校正梯度矩,其中J≥2, 并且如果N是同时拍摄的层的数量并且N是J的整数倍,则在第一步骤中对每个层 施加特定于层的校正梯度矩,其中在交换层顺序的情况下重复该第一步骤,直 到对每个层施加了J个校正梯度矩。然而更复杂的交换方案也是可以的,例如当 J不是N的整数倍时。

在另一个实施方式中,可以在拍摄MR信号之前将多个HF激励脉冲入射到 分别一个层中,其中所述多个HF激励脉冲在各自的层选择时间段期间被入射。 多个HF激励脉冲和具有其各自的时间中点的所属的层选择时间段此时可以这样 来选择,使得在各自的层中的磁化总体上在接通多个HF激励脉冲之后被施加特 定于层的校正梯度矩。

本发明不仅可以应用于激励脉冲的情况下,而且例如也可以在重聚焦脉冲 的情况下如在自旋回波实验或在存储脉冲,例如在激励的回波实验中应用。该 方法可以在激励层的情况下对于成像目的以及对于光谱学目的被使用。该重聚 焦或存储脉冲同样同时以层选择梯度施加。本发明还涉及一种MR设备,其构造 为,执行上述方法,具有用于确定第一线性校正相位或对于同时激励的层的每 一层的校正梯度矩的模块,和MR拍摄序列控制装置,其构造为这样控制MR信 号的拍摄,使得层选择方向上的特定于层的校正梯度矩作用于各自的层的磁化, 该特定于层的校正梯度矩相应于各自的层的确定的线性校正相位。

附图说明

以下借助附图详细解释本发明。附图中:

图1示意性示出了MR设备,利用所述MR设备在层复用法中可以为各个层施 加特定于层的校正梯度矩,

图2示意性示出了在施加层选择梯度的情况下,用于激励两个不同的层的两 个HF脉冲的时间偏移,

图3示出了当使用按照本发明的用于校正麦克斯韦引起的相位误差的方法 时,具有步骤的流程图,

图4示出了当对每个层重复地施加不同的校正梯度矩时,使用该方法时,具 有步骤的流程图,

图5示出了按照现有技术应用梯度矩和HF脉冲,

图6示出了按照本发明按照图4的方法中HF脉冲的应用。

具体实施方式

图1示意性示出了MR设备,利用所述MR设备在层复用法中可以对各个 层按照本发明施加层单独的梯度校正矩。在本发明中提到的梯度是用于位置编 码的磁场梯度。图1中示出了MR设备10,具有用于产生极化场B0的磁体11。 在卧榻12上布置的检查对象13被移动到MR设备中。为了检测来自于第一层 14和第二层15的MR图像数据示意性示出了高频线圈装置16和17,利用它们 可以检测来自于两个不同的层14和15的MR信号。MR设备还具有梯度系统 18,用于利用由HF脉冲16和17发送的HF脉冲实现位置编码。如公知的那样 示出在入射在基本磁场B0方向上的HF脉冲之前在两个层14和15中产生的磁 化。通过高频线圈16和17可以产生高频脉冲,利用所述高频脉冲可以将不同 的层中的磁化从其静止状态偏转。两个层的MR信号可以同样利用HF线圈16 和17来检测。HF脉冲的入射也可以结合没有示出的全身HF线圈来进行或者利 用局部线圈16、17之一或利用两个局部线圈16、17。可以将分开的线圈用于发 送HF脉冲(全身线圈)和用于接收数据(局部线圈),但是也可以使用多个发 送或接收线圈。

如何可以通过磁场梯度的顺序和HF脉冲的入射基本上检测MR信号,对 于专业人员来说是公知的并且在此不详细解释。为了控制MR设备设置其他不 同的模块,例如拍摄控制装置20,在其中HF脉冲和磁场梯度的入射的时间顺 序根据选择的成像序列来控制。设置HF模块21,其根据拍摄控制装置20的控 制信号来控制高频脉冲的产生。此外设置梯度模块22,利用所述梯度模块控制 用于位置编码的磁场梯度的接通。经由输入单元23操作人员可以通过输入来控 制MR拍摄的流程,例如通过选择合适的成像序列或者在光谱序列的情况下合 适的光谱序列。在相位确定模块24中确定校正相位,所述校正相位应当在同时 拍摄多个层的情况下被施加到每个单个的层。如在说明书引言部分提到的,例 如在扩散成像、流成像或在B0场非均匀性校正的情况下期望,对激励的层施加 线性的信号相位,以便校正相位误差。该在层14和15中要施加的线性相位例 如可以对于应用者来说是已知的并且经由输入单元23输入,由此然后相位确定 模块接收输入的值。此外层单独的相位误差可以在前面的测量中被确定并且被 存储在MR设备中,从而相位确定模块从存储器中读出预先存储的所需的相位 校正。在显示单元25上可以显示利用MR设备10产生的MR图像。当然MR 设备还具有其他未示出的组件。但是出于清楚性原因而去除这些组件并且仅描 述对于理解本发明所需的组件。同样当然在图1中示出的不同的模块和单元也 可以按照另外的配置构造并且不一定必须构造为分开的单元。不同的模块或单 元也可以不同地互相组合。此外不同的单元可以通过硬件组件或通过软件或通 过硬件和软件的组合来构造。

图2中此时示出,如何通过选择在施加层选择梯度情况下在两个HF脉冲 情况下的时间偏移,对于每个层得到一个稍微不同的相干路径。这两个不同的 层例如可以是同时激励的并且是在图1中示出的层14和15。图2对于两个层的 同时激励的情况示出这一点。但是原理对于多于两层的激励也成立。层选择梯 度26在层选择时间段27期间被接通,其中层选择时间段具有时间中点,该时 间中点通过虚线28表示。如通常的那样,层选择梯度同样具有负的分量26a, 其基本上是正的分量的一半长并且用于激励的层的重聚焦。精确地在时间中点 被入射的也就是与时间中点对称的并且在时间中点具有最大值的HF激励脉冲, 产生具有沿着层法线的磁化的完整重聚相位的层激励。在层复用情况下入射两 个不同的HF激励脉冲并且进行两个层的MR信号的未示出的同时读出。这两个 示出的HF激励脉冲,即,具有频率ω1的HF激励脉冲29和具有频率ω2的 HF激励脉冲30,其可以表示具有两个同时拍摄的层的层复用法的部分,在时间 中点以时间ΔT1及ΔT2被偏移。作为结果,通过HF脉冲29被激励的层中的磁 化被施加振幅ΔT1GS的校正梯度矩,其中GS是层选择梯度的强度。同样在通 过HF脉冲30激励的层中的磁化被施加振幅ΔT2GS的校正梯度矩。在示出的例 子中在此ΔT2<0。通过选择相应的时间偏移,可以产生任意的校正梯度矩。以 这种方式可以在层复用法中对于每个同时考察的层实现沿着层选择轴的梯度的 单独作用。这一点同时具有优点,即,通过各个HF激励脉冲的时间分离或位移, 可以降低入射到检查对象中的能量,即所谓的SAR,和所需的HF尖峰功率。 与第二HF脉冲没有交叉的、用于激励所述层中的一个的HF脉冲的唯一接通, 以便可以仅对于一层单独起作用,是不需要的。图2示出了为了激励分别一层 所需的两个HF脉冲29和30的包络线。产生的HF脉冲(利用所述HF脉冲可 以同时激励两层)从两个单脉冲的振幅和相位的时间走向的复数相加得到。当 两个最大值位于相同的位置时,ΔT1=ΔT2,则需要双倍的HF尖峰振幅并且由 此产生四倍的SAR。

以下结合图3描述,如何通过对每层施加唯一的校正梯度矩可以实现线性 的相位改变,即线性的校正相位。在图3中示出的方法可以用于校正通过麦克 斯韦场引起的并且例如在扩散成像中或流成像中出现的相位误差。

在步骤S31中开始该方法之后,在步骤S32中对于每层i确定沿着层法线 的所需的校正梯度矩Ki。特定于层的校正梯度矩Ki可以是预先已知的或者被计 算。在步骤S33中然后选择同时激励的层的数量。作为选择标准例如可以使用 在展开过程中层的尽可能好的可分性,这通常导致层的足够大的间隔。同样可 以使用特定于层的校正梯度矩的尽可能大的相似性作为标准,由此尽可能少地 必须相对移动HF脉冲。另一方面可以使用需要的特定于层的校正梯度矩的最小 区别作为另外的标准,以便为了SAR降低的目的保证HF脉冲的最小间隔。“最 小间隔”在此理解为“一定的最小间隔”,也就是在a)足够大的分离以用于SAR 的降低和b)足够小的分离以用于不太强地改变回波时间之间的折衷。上面提到 的对于层的数量的选择的标准可以单独地或组合地使用。

在步骤S34中确定平均的校正梯度矩。该平均的校正梯度矩可以共同地施 加到所有层,例如通过附加的分离的校正梯度矩。其也可以与层反转梯度重叠, 如图2的负的梯度片段26a。但是该共同的分量的在时间上的分离是有利的,但 是并非必须的。在步骤S35中对于每层确定与平均的校正梯度矩MK的偏差。该 偏差表示了对于每个同时激励的层的层单独的附加梯度矩ΔMKi,其中i是层索 引。在步骤S36中然后确定各个HF脉冲的所需的时间偏移。HF脉冲可以是激 励、重聚焦或存储HF脉冲。如果仅应当移动激励HF脉冲,则偏移计算为 ΔTi=ΔMKi/GS,其中ΔMKi=MKi-MK。当使用多个HF脉冲时,如在自旋回波实 验中那样,原则上可以移动这些脉冲的每一个。最后仅需确保,对于层i中的磁 化的相干路径施加此前计算的校正梯度矩MKi。部分的校正也是可以的,例如当 对于完整的校正的时间偏移对于特定的应用来说太大时。在该情况下特定的特 定于层的校正相位不是理论上期望的相位而是在具体情况中应当达到的相位。 在步骤S37中最后执行选择的层的拍摄,其中使用具有计算的时间偏移的HF 脉冲和计算的当地的校正梯度矩。在步骤S38中检查,是否拍摄了所有的层。 如果否,则以步骤S33继续,其中执行循环,直到拍摄了所有期望的层。该方 法在步骤S39结束。

层选择梯度的振幅GS可以在给定的层厚S的情况下通过HF脉冲的带宽 BW在一定的边界中改变。其中GS=2π/γ·BW/S。在此可以假定对于HF脉冲的 时间分离的影响。

图4中描述了方法,在该方法中对每个层施加多个不同的校正梯度矩,其 中它们中的一个也可以是零。校正梯度矩可以对于所有的层是相同的,但是这 并非必须的前提条件。在图4中描述的方法中具有优势的是,通过灵活布置HF 脉冲实现SAR和需要的HF尖峰功率的降低。

在详细讨论图4之前,再次参考图5描述,如何在现有技术中施加不同的 校正梯度矩。如在图5中所示,在第一层中在接通具有正的分量51a、负的分量 51b和分量51c的层选择梯度51的情况下入射具有共振频率ω1的HF脉冲50a, 其相应于特定于层的校正梯度矩。同时在具有时间中点54的层选择时间段53 期间与第一HF脉冲50a同时入射对于第二层的、具有附图标记50b的具有共振 频率ω2的HF脉冲。在第二拍摄中入射具有第二校正梯度矩51d的各自的HF 脉冲50a和50b。如从图5可以看出的,HF脉冲包络线的完整重叠导致提高的 HF尖峰功率和提高的SAR。在图5中示出的缺陷可以利用在图6中示出的实施 方式来防止。在层选择时间段期间,将两个HF脉冲60a和60b时间偏移地以各 自的共振频率ω1和ω2在第一测量中在时间段62期间在具有正的梯度矩61a 和负的梯度矩61b的层选择梯度61期间入射。在时间中点63的时间偏移对于 脉冲60a为ΔT1,对于脉冲60b为相对于时间中点63的ΔT2。图5的附加的梯 度矩51c及51d的施加是不需要的,因为通过时间偏移产生了特定于层的校正 梯度矩。在第二测量中然后这样处理,使得此时在图6的上面的例子中HF脉冲 60a的时间偏移分配给第二HF脉冲60b并且反之亦然。这意味着,对每层施加 另外同时拍摄的层的每个校正梯度矩。结合图5再次详细解释该方法。在步骤 S40中开始该方法之后在步骤S41中确定对于每个层所需的j=2…J个校正梯度 矩MKj。如在步骤S33中那样在步骤S42中选择同时要拍摄的层的数量N。在 最简单的情况下J是N的整数倍,其中N等于同时拍摄的层的数量。同样在步 骤S43中类似于步骤S34确定平均的校正梯度矩MK,其可以施加给所有的测量。

在步骤S44中类似于步骤S35确定对于每层的平均校正梯度矩,其中 ΔMKj=MKj-MK。该偏差表示对于J个测量所需的校正梯度矩。在步骤S45中类 似于步骤S36确定各个HF脉冲的时间偏移,其是激励脉冲、重聚焦脉冲或存储 脉冲。如果仅移动激励HF脉冲,则偏移表现为ΔTj=ΔMKj/GS。对于每层分别必 须在一个测量中实现该时间偏移。其他方面S45类似于步骤S36。在步骤S46 中利用计算的时间偏移和计算的共同的平均校正梯度矩MK进行选择的层的第 一拍摄的执行。在步骤S47中检查,是否对一层施加了其他层的所有不同的校 正梯度矩。如果否,则以层顺序的交换重复步骤S46。例如可以在N=3和J=3 的例子中在步骤S46和S47中进行以下的测量:测量1:对层1使用时间偏移ΔT1, 对层2使用时间偏移ΔT2并且对层3使用时间偏移ΔT3。在相同层的另一个测量 中对第一层使用时间偏移ΔT2,对第二层使用时间偏移ΔT3并且对第三层使用时 间偏移ΔT1。在第三测量中对第一层使用时间偏移ΔT3,对第二层使用时间偏移 ΔT1并且对第三层使用时间偏移ΔT2。然后在步骤S48中检查,是否拍摄了所有 层,其中步骤S42至S48一直重复,直到拍摄了所有层。

当J是N的整数倍时,可以以简单方式匹配步骤S46和S47中的交换方案, 当在第一交换顺序中使用J=1…N并且在第二顺序中使用J=N+1,…2N等等。

当然还可以使用更复杂的交换方案。当例如N=2和J=3时,即,J不是N 的整数倍并且总共拍摄四层,则这例如按照如下实现:

此外可以利用交换的更复杂的顺序来考虑,所需的特定于层的校正梯度矩 的序列对于每个层i是特定的。例如可以将层的总量划分为P个子集,对于所述 子集应当施加相同的校正梯度矩MKj,p。对于这些子集的每一个然后可以使用事 先在图4中示出的流程。在图4中示出的方法在步骤S49结束。

在图4中描述的方法可以不仅用于校正不期望的相位效应,而且也可以用 于相位编码本身,当应当拍摄多个分开地并行取向的三维体积时(所谓的多片 成像)。在这种情况中,线性相位特性的施加不是为了校正不期望的信号相位而 进行,而是对于三维成像中的相位编码进行。在多个分开的三维体积的情况下 必须对于这些子体积的每一个执行具有在层编码方向上的不同的相位编码梯度 的多个激励。这意味着,线性校正相位在本发明的意义上不是校正相位,而是 相位编码相位,其中特定于层的校正梯度矩在该意义上不是校正梯度矩,而是 对各自的子体积施加的相位编码梯度矩。在这样的方法中如上所述通过HF脉冲 的时间偏移同时激励两个子体积,其中对每个子体积施加不同的相位编码梯度。 然后利用合适的交换对于每个子体积进行需要的相位编码步骤,如参考图4对 于不同的校正梯度矩所描述的。在这样的方法中在步骤中对于每个层或对于每 个子体积确定在层选择方向上的线性相位编码相位,其中这样选择HF脉冲,使 得分别在层选择方向上的特定于层的相位编码梯度矩在子体积中起作用,所述 相位编码梯度矩相应于各自的层的特定的线性相位编码相位。在该方法中沿着 层法线的需要的相位编码梯度自动地从拍摄参数、诸如子体积在层法线方向上 的尺寸以及在该方向上的分辨率,或从待拍摄的k空间的从中直接导出的区域 中得到。

总之本发明允许在层复用法中在同时降低SAR和HF尖峰功率的情况下特 定于层地校正图像伪影。

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