一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法及装置，包括：将弥散梯度施加至自旋回波信号不同梯度，从而获得各个梯度的FID信号的相位差，通过相位差修正对应梯度的相位，完成自旋回波信号的预处理，将多个采集节点的FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，并消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像，有效的降低图像的伪影。

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，具体涉及一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法装置。

背景技术

弥散加权成像是一种新的磁共振成像技术，通过利用水分子运动弥散特性，在施加弥散梯度后，氢质子在梯度方向上表现出不同的信号幅度。由于不同组织的弥散系数不同，因此可以通过信号强度区分出不同组织。

弥散加权成像是的快速自旋回波具有扫描速度快，对匀场条件要求低，运动伪影小的特点，在弥散加权成像中使用，可以有效降低平面回波类图像的变形和伪影。快速自旋回波本身也有一些缺点，由于系统很难达到理论的理想状态，大量的聚相脉冲和梯度，导致回波链中的信号相位存在差异，体现在图像出现不可忽视的伪影。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法，包括：

将弥散梯度分别施加至自旋回波信号不同梯度的第一预设节点脉冲，以及多个第二预设节点脉冲之后；

采集所述弥散梯度分别施加至自旋回波信号的选层梯度、读出梯度和相位梯度的FID信号，获取所述FID信号的相位差；

使用所述相位差，修正对应梯度的相位，并获得修正后的自旋回波信号，完成所述自旋回波信号的预处理；

依次采集修正后的自旋回波信号，将弥散梯度施加至所述自旋回波信号的预设采集节点，获得所述采集节点的FID信号，以及所述采集节点后的磁共振成像信号；

由所述FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，将第一个回波链作为基准信号，后续的回波链的FID信号与所述基准信号的FID信号进行对比，消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像。

进一步的，将弥散梯度分别施加至自旋回波信号不同轴的第一预设节点脉冲，以及多个第二预设节点脉冲之后，包括：

将弥散梯度分别施加至自旋回波信号X、Y、Z三个轴的第一预设节点脉冲90°，以及多个第二预设节点脉冲180°之后。

进一步的，采集所述弥散梯度分别施加至自旋回波信号的选层梯度、读出梯度和相位梯度的FID信号，获取所述FID信号的相位差，包括：

在弥散梯度施加至自旋回波信号的选层梯度之后，采集一个FID信号，计为S1；

在弥散梯度施加至自旋回波信号的读出梯度之后，采集一个FID信号，计为S2；

在弥散梯度施加至自旋回波信号的相位梯度之后，采集一个FID信号，计为S3；

当S1作为基准信号，层方向的修正相φ

S

S

其中conj表示复共轭信号；

将S

进一步的，使用所述相位差，修正对应梯度的相位，并获得修正后的自旋回波信号，完成所述自旋回波信号的预处理，包括：

将所述相位差，带入自旋回波信号，按照其对应轴的相位信号进行修正，获得修正后的自旋回波信号S

进一步的，依次采集修正后的自旋回波信号，将弥散梯度施加至所述自旋回波信号的预设采集节点，获得所述采集节点的FID信号和校正信号，包括：

将采集的修正后的自旋回波信号的读梯度设置在第二个180°脉冲之后；采集预设采集节点第一个180°脉冲的FID信号，以及采集节点第一个180°脉冲后的校正信号。

本发明同时提供一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像装置，包括：

弥散梯度施加单元，用于将弥散梯度分别施加至自旋回波信号不同梯度的第一预设节点脉冲，以及多个第二预设节点脉冲之后；

相位差获取单元，用于采集所述弥散梯度分别施加至自旋回波信号的选层梯度、读出梯度和相位梯度的FID信号，获取所述FID信号的相位差；

预处理单元，用于使用所述相位差，修正对应梯度的相位，并获得修正后的自旋回波信号，完成所述自旋回波信号的预处理；

信号获取单元，用于依次采集修正后的自旋回波信号，将弥散梯度施加至所述自旋回波信号的预设采集节点，获得所述采集节点的FID信号，以及所述采集节点后的磁共振成像信号；

磁共振成像单元，用于由所述FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，将第一个回波链作为基准信号，后续的回波链的FID信号与所述基准信号的FID信号进行对比，消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像。

进一步的，弥散梯度施加单元，包括：

弥散梯度施加子单元，用于将弥散梯度分别施加至自旋回波信号X、Y、Z三个轴的第一预设节点脉冲90°，以及多个第二预设节点脉冲180°之后。

进一步的，相位差获取单元，包括：

第一采集子单元，用于在弥散梯度施加至自旋回波信号的选层梯度之后，采集一个FID信号，计为S1；

第二采集子单元，用于在弥散梯度施加至自旋回波信号的读出梯度之后，采集一个FID信号，计为S2；

第三采集子单元，用于在弥散梯度施加至自旋回波信号的相位梯度之后，采集一个FID信号，计为S3；

相位差计算子单元，当S1作为基准信号，层方向的修正相φ

S

S

其中conj表示复共轭信号；

将S

进一步的，预处理单元，包括：

修改子单元，用于将所述相位差，带入自旋回波信号，按照其对应轴的相位信号进行修正，获得修正后的自旋回波信号S

进一步的，磁共振成像单元，包括：

信号采集子单元，用于将采集的修正后的自旋回波信号的读梯度设置在第二个180°脉冲之后；采集预设采集节点第一个180°脉冲的FID信号，以及采集节点第一个180°脉冲后的校正信号。

本发明提供一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法及装置，将弥散梯度施加至自旋回波信号不同梯度，从而获得各个梯度的FID信号的相位差，通过相位差修正对应梯度的相位，完成自旋回波信号的预处理，将多个采集节点的FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，并消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像，有效的降低图像的伪影。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法的流程示意图；

图2是本发明涉及的基础弥散加权自旋回波序列时序图；

图3是本发明涉及的基准信号位置图；

图4是本发明涉及的自旋回波间的误差修正图；

图5是本发明涉及的磁共振图像处理前后的对比图；

图6是本发明提供的一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像装置的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明针对弥散加权成像的自旋回波类序列，提出一种成像方法，可以有效降低图像的伪影，所述方法的流程图如图1所示，包括如下步骤：

步骤S101，将弥散梯度分别施加至自旋回波信号不同梯度的第一预设节点脉冲，以及多个第二预设节点脉冲之后。

基础弥散加权自旋回波序列如图2所示，将弥散梯度分别施加至自旋回波信号X、Y、Z三个轴的第一预设节点脉冲90°，以及多个第二预设节点脉冲180°之后。

其他部分与常规快速自旋回波序列一致，后续采用回波链形式采集信号。

步骤S102，采集所述弥散梯度分别施加至自旋回波信号的选层梯度、读出梯度和相位梯度的FID信号，获取所述FID信号的相位差。

由于弥散梯度在不同轴带来的涡流剩磁等因素影响，会对回波信号的一致性产生影响，所以，在正式采集前做预扫描。

在弥散梯度施加至自旋回波信号的选层梯度之后，采集一个FID信号，计为S1，如图3箭头所示位置；

同样的。在弥散梯度施加至自旋回波信号的读出梯度之后，采集一个FID信号，计为S2；

同样的，在弥散梯度施加至自旋回波信号的相位梯度之后，采集一个FID信号，计为S3；

当S1作为基准信号，层方向的修正相φ

S

S

其中conj表示复共轭信号；

将S

步骤S103，使用所述相位差，修正对应梯度的相位，并获得修正后的自旋回波信号，完成所述自旋回波信号的预处理。

将所述相位差，带入自旋回波信号，按照其对应轴的相位信号进行修正，获得修正后的自旋回波信号S

步骤S104，依次采集修正后的自旋回波信号，将弥散梯度施加至所述自旋回波信号的预设采集节点，获得所述采集节点的FID信号，以及所述采集节点后的磁共振成像信号。

除了自旋回波不完美带来的误差，弥散梯度还会对运动等人为因素特别敏感，最终也会导致不同程度的伪影和误差。为了消除影响，我们将图2中的序列时序图做如下修改，将采集的修正后的自旋回波信号的读梯度设置在第二个180°脉冲之后；采集预设采集节点第一个180°脉冲的FID信号，以及采集节点第一个180°脉冲后的校正信号，如图4所示，具体的，

①将读梯度的平衡梯度(箭头2)由90°脉冲后，移到第二个180聚相脉冲前(图示位置)。

②第一个180°聚相脉冲后不采集常规图像信号，取而代之的是采集FID信号(箭头1)。

③第二个180°聚相脉冲后开始采集常规图像信号。

步骤S105，由所述FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，将第一个回波链作为基准信号，后续的回波链的FID信号与所述基准信号的FID信号进行对比，消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像。

根据上一个步骤中采集信号的步骤，将所述FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，在每一个回波链中的第一个180°聚相脉冲后，都会获得一个校正的信号，此信号记录了每个回波链采集时刻由于志愿者运动等因素带来的相位差。

重建时，按照自旋回波信号的预处理的计算步骤，将第一个回波链的信息作为基准，后续的FID信号与此进行比较，可以去除回波链间的差异，得到一致性很好的回波信号，形成一个完整的K空间数据。

图5为自旋回波处理前后的结果，可以看出图5(a)由于K空间数据之间的误差很大，造成脑室和脑组织结构不清，甚至下半截图像损失明显，出现了明显的信号丢失，很难分辨具体的组织信息，图5(b)做如上处理后，脑室和脑组织的对比差异显著提高。

基于同一发明构思，本发明同时提供一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像装置600，如图6所示，包括：

弥散梯度施加单元610，用于将弥散梯度分别施加至自旋回波信号不同梯度的第一预设节点脉冲，以及多个第二预设节点脉冲之后；

相位差获取单元620，用于采集所述弥散梯度分别施加至自旋回波信号的选层梯度、读出梯度和相位梯度的FID信号，获取所述FID信号的相位差；

预处理单元630，用于使用所述相位差，修正对应梯度的相位，并获得修正后的自旋回波信号，完成所述自旋回波信号的预处理；

信号获取单元640，用于依次采集修正后的自旋回波信号，将弥散梯度施加至所述自旋回波信号的预设采集节点，获得所述采集节点的FID信号，以及所述采集节点后的磁共振成像信号；

磁共振成像单元650，用于由所述FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，将第一个回波链作为基准信号，后续的回波链的FID信号与所述基准信号的FID信号进行对比，消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像。

进一步的，弥散梯度施加单元，包括：

弥散梯度施加子单元，用于将弥散梯度分别施加至自旋回波信号X、Y、Z三个轴的第一预设节点脉冲90°，以及多个第二预设节点脉冲180°之后。

进一步的，相位差获取单元，包括：

第一采集子单元，用于在弥散梯度施加至自旋回波信号的选层梯度之后，采集一个FID信号，计为S1；

第二采集子单元，用于在弥散梯度施加至自旋回波信号的读出梯度之后，采集一个FID信号，计为S2；

第三采集子单元，用于在弥散梯度施加至自旋回波信号的相位梯度之后，采集一个FID信号，计为S3；

相位差计算子单元，当S1作为基准信号，层方向的修正相φ

S

S

其中conj表示复共轭信号；

将S

进一步的，预处理单元，包括：

修改子单元，用于将所述相位差，带入自旋回波信号，按照其对应轴的相位信号进行修正，获得修正后的自旋回波信号S

进一步的，磁共振成像单元，包括：

信号采集子单元，用于将采集的修正后的自旋回波信号的读梯度设置在第二个180°脉冲之后；采集预设采集节点第一个180°脉冲的FID信号，以及采集节点第一个180°脉冲后的校正信号。

本发明提供一种基于弥散加权的自旋回波磁共振成像方法及装置，将弥散梯度施加至自旋回波信号不同梯度，从而获得各个梯度的FID信号的相位差，通过相位差修正对应梯度的相位，完成自旋回波信号的预处理，将多个采集节点的FID信号和磁共振成像信号构成自旋回波信号的回波链，并消除后续的回波链与第一个回波链间的信号差异，获得自旋回波磁共振成像的k空间数据，由所述k空间数据获得磁共振成像，有效的降低图像的伪影。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。