CN112244812A - 磁共振成像方法、磁共振成像***和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁共振成像方法、***、电子装置和存储介质。其中，该方法包括：将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号；将第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加第一射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加第二射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。通过本申请，解决了相关技术的化学位移成像方法需要同时施加选择性抑制一种物质的一种射频脉冲信号以及选择性激发另一种物质的另一种射频脉冲信号的问题。

Description

磁共振成像方法、磁共振成像***和电子装置

技术领域

本申请涉及磁共振成像领域，特别是涉及一种磁共振成像方法、磁共振成像***、电子装置和存储介质。

背景技术

磁共振化学位移成像一般分为两大类：1)单种类组织信号激发与采集；2) 多种类组织信号激发与采集。以下分析以水与脂肪两种常见组织为例，若以水信号为参考，则水的化学位移为0ppm，而脂肪的(频谱主峰)化学位移为- 3.5ppm。

第一类化学位移成像方法的实现方式，一般是通过有选择性地抑制或者激发其中一种组织的信号，从而直接获得对单种类组织(水或脂肪)的信号。常见的第一类方法包括：

·脂肪饱和(Fat Saturation)技术。先用中心频率与脂肪频率相同的90度 RF脉冲将脂肪信号激发(水信号不受影响)，然后通过磁场梯度将脂肪信号进行完全散相，使得脂肪信号完全被饱和(即可激发信号为0)，从而在后面的第二次激发脉冲之后不贡献任何信号。

·水激发(Water Excitation)技术。通过设计一组RF脉冲，其效果是只有水信号会被激发，而脂肪信号不被激发(但可激发信号不为0)。

第二类化学位移成像方法的实现方式，是通过无差别地同时激发水与脂肪的信号，在数据采集的时候，根据不同采集参数(一般为多个回波时间)所对应的信号特征(信号幅值与相位)，通过化学位移模型(即水脂化学位移之差为3.5ppm)进行信号分离计算，从而将水与脂肪各自的信号分离出来。常见的第二类方法包括：

·水脂分离(Water Fat Separation)：如Dixon、IDEAL、FACT。

·脂肪含量(Fat Fraction,简称为FF)。

但是，在上述技术中需要使用不同的射频脉冲信号来预饱和或者激发相应的信号。例如，第一类化学位移成像方法的脂肪饱和技术中，在采集信号时需要同时施加选择性的抑制脂肪信号的一组射频脉冲，还需要施加选择性的激发水信号的另一组射频脉冲。在第二类化学位移成像方法中可以通过两组射频脉冲信号同时激发水与脂肪的信号，但是这两组射频脉冲信号对水和脂肪的激发效率不同，如果需要进行物质成分定量计算(例如脂肪含量定量计算)，则需要确定不同射频脉冲信号对水和脂肪的激发效率的加权因子，一旦加权因子不准确，则物质成分定量计算结果也将出现很大偏差。而第一类化学位移成像方法的水激发技术只能够得到水信号图像，无法实现物质成分定量计算。

针对相关技术中化学位移成像方法需要同时施加选择性抑制一种物质的一种射频脉冲信号以及选择性激发另一种物质的另一种射频脉冲信号的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

在本申请实施例中提供了一种磁共振成像方法、磁共振成像***、电子装置和存储介质，以至少解决相关技术的化学位移成像方法需要同时施加选择性抑制一种物质的一种射频脉冲信号以及选择性激发另一种物质的另一种射频脉冲信号的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种磁共振成像方法，包括：将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，其中，所述第一射频脉冲信号用于激发第一物质信号并抑制第二物质信号，所述第二射频脉冲信号用于抑制第一物质信号并激发第二物质信号；将所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加所述第一射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加所述第二射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

在其中一些实施例中，所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号的激发效率相同；以及在施加所述第一射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大激发-抑制比，与在施加所述第二射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大抑制-激发比相等。

在其中一些实施例中，所述射频脉冲包括以下至少之一：非中心共振双矩形脉冲、非中心非共振单矩形脉冲。

在其中一些实施例中，将所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加所述第一射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加所述第二射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像包括：在第一扫描时间段内将所述第一射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集所述第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到所述第一物质信号图像；在第二扫描时间段内将所述第二射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集所述第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到所述第二物质信号图像。

在其中一些实施例中，将所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加所述第一射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加所述第二射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像包括：循环执行下列步骤以分别采集对应于所述第一物质信号图像和所述第二物质信号图像的每条K空间信号线，直至与所述第一物质信号图像对应的第一K空间和与所述第二物质信号图像对应的第二K空间被填充完毕：在一个扫描时间段内将所述第一射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集一条K空间信号线并填充到所述第一K空间；在下一个扫描时间段内将所述第二射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集一条K空间信号线并填充到所述第二K空间；根据所述第一K空间的信号，重建得到所述第一物质信号图像；以及根据所述第二K空间的信号，重建得到所述第二物质信号图像。

在其中一些实施例中，所述第一物质与所述第二物质为具有化学位移；其中，具有化学位移的物质包括以下至少之二：水、脂肪、硅胶。

在其中一些实施例中，在根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像，以及根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像之后，所述方法还包括：根据所述第一物质信号图像和所述第二物质信号图像，生成所述第一物质和所述第二物质的物质比例图像。

第二方面，本申请实施例提供了一种磁共振成像***，所述磁共振成像***包括：具有成像视野的孔腔的磁共振扫描仪；以及被配置为在受试者位于磁共振扫描仪中时操作所述磁共振扫描仪，通过从受试者感兴趣区域中采集磁共振信号来执行诊断扫描的处理器，以及存储有计算机程序的存储器；其中，所述处理器还被配置为运行所述计算机程序以执行第一方面所述的磁共振成像方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，在其中一些实施例中，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行第一方面所述的磁共振成像方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，在其中一些实施例中，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面所述的磁共振成像方法。

通过本申请实施例提供的磁共振成像方法、磁共振成像***、电子装置和存储介质，通过将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，其中，第一射频脉冲信号用于激发第一物质信号并抑制第二物质信号，第二射频脉冲信号用于抑制第一物质信号并激发第二物质信号；将第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加第一射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加第二射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像的方式，解决了相关技术的化学位移成像方法需要同时施加选择性抑制一种物质的一种射频脉冲信号以及选择性激发另一种物质的另一种射频脉冲信号的问题，实现了基于相同脉冲信号实现不同物质信号的单独采集的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本申请实施例的磁共振成像***的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的磁共振成像方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的BORR脉冲的示意图；

图4是根据本申请实施例的施加BORR脉冲后水和脂肪的频率响应示意图；

图5是根据本申请实施例的膝盖图像的磁共振图像的示意图；

图6是根据本申请实施例的电子装置的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

除非另作定义，本申请中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。

“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。

本申请中使用的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请所涉及的***和方法不仅可用于非侵入成像，如疾病的诊断和研究，还可用于工业领域等，其所涉及的处理***可以包括磁共振成像***(MR***)、正电子发射计算机断层显像-磁共振多模态混合***(PET-MR***)等。本申请所涉及的方法、装置、***或者存储介质既可以与上述的处理***集成在一起，也可以是相对独立的。

下面将以磁共振成像***为例对本申请实施例进行说明。

本申请实施例提供了一种磁共振成像***。图1是根据本申请实施例的磁共振成像***的结构示意图，如图1所示，该磁共振成像***包括：扫描仪和计算机，其中计算机包括存储器125、处理器122及存储在存储器125上并可在处理器122上运行的计算机程序。其中，处理器122被配置为运行计算机程序以执行本申请实施例的磁共振成像方法。

扫描仪具有成像视野的孔腔，其通常包括磁共振机架，机架内有主磁体 101，主磁体101可以是由超导线圈构成，用来产生主磁场，在一些情况下也可以采用永磁体。主磁体101可以用来产生0.2特斯拉、0.5特斯拉、1.0特斯拉、1.5特斯拉、3.0特斯拉或者更高的主磁场强度。在磁共振成像时，成像对象150 会由患者床106进行承载，随着床板的移动，将成像对象150移入主磁场磁场分布较为均匀的区域105内。通常对于磁共振成像***，如图1所示，空间坐标系(即磁共振成像***的坐标系)的z方向设置为与磁共振成像***机架的轴向相同，通常将患者的身长方向与z方向保持一致进行成像，磁共振成像***的水平平面设置为xz平面，x方向与z方向垂直，y方向与x和z方向均垂直。

在磁共振成像中，脉冲控制单元111控制射频脉冲产生单元116产生射频脉冲，射频脉冲由放大器放大后，经过开关控制单元117，最终由体线圈103或者局部线圈104发出，对成像对象150进行射频激发。成像对象150根据射频激发，会由共振产生相应的射频信号。在接收成像对象150根据激发产生的射频信号时，可以由体线圈103或者局部线圈104进行接收，射频接收链路可以有很多条，射频信号发送到射频接收单元118后，进一步发送到图像重建单元 121进行图像重建，形成磁共振图像。

磁共振扫描仪还包括梯度线圈102，梯度线圈可以用来在磁共振成像时对射频信号进行空间编码。脉冲控制单元111控制梯度信号产生单元112产生梯度信号，梯度信号通常会分为三个相互正交方向的信号：x方向、y方向和z方向，不同方向的梯度信号经过梯度放大器(113、114、115)放大后，由梯度线圈102发出，在区域105内产生梯度磁场。

脉冲控制单元111、图像重建单元121与处理器122、显示单元123、输入/ 输出设备124、存储器125、通信端口126之间可以通过通信总线127进行数据传输，从而实现对磁共振成像过程的控制。

其中，处理器122可以由一个或多个处理器组成，可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为 ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

其中，显示单元123可以是提供给用户用来显示图像的显示器。

其中，输入/输出设备124可以是键盘、鼠标、控制盒等相关设备，支持输入/输出相应数据流。

其中，存储器125可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器125可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，简称为HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，简称为USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器125可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器 125可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器125是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器125包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM (EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。存储器125可以用来存储需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器122所执行的可能的程序指令。当处理器122执行存储器125中的存储的指定程序时，该处理器122 可执行被本申请提出的磁共振成像方法。

其中，通信端口126可以实现与其他部件例如：外接设备、图像采集设备、数据库、外部存储以及图像处理工作站等之间进行数据通信。

其中，通信总线127包括硬件、软件或两者，将磁共振成像***的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT) 互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、***组件互连(PCI)总线、PCI- Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，通信总线127可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

在其中一些实施例中，处理器122被配置为将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，其中，第一射频脉冲信号用于激发第一物质信号并抑制第二物质信号，第二射频脉冲信号用于抑制第一物质信号并激发第二物质信号；处理器122还被配置为将第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；处理器122还被配置为在施加第一射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及处理器122还被配置为在施加第二射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

在其中一些实施例中，第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号的激发效率相同；以及在施加第一射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大激发-抑制比，与在施加第二射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大抑制-激发比相等。

在其中一些实施例中，射频脉冲包括但不限于以下至少之一：非中心共振双矩形脉冲、非中心非共振单矩形脉冲。

在其中一些实施例中，处理器122还被配置为在第一扫描时间段内将第一射频脉冲信号施加到成像视野中，从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；处理器122还被配置为在第二扫描时间段内将第二射频脉冲信号施加到成像视野中，从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

在其中一些实施例中，处理器122还被配置为循环执行下列步骤以分别采集对应于第一物质信号图像和第二物质信号图像的每条K空间信号线，直至与第一物质信号图像对应的第一K空间和与第二物质信号图像对应的第二K空间被填充完毕：在一个扫描时间段内将第一射频脉冲信号施加到成像视野中，从成像视野采集一条K空间信号线并填充到第一K空间；在下一个扫描时间段内将第二射频脉冲信号施加到成像视野中，从成像视野采集一条K空间信号线并填充到第二K空间。处理器122还被配置为根据第一K空间的信号，重建得到第一物质信号图像；以及根据第二K空间的信号，重建得到第二物质信号图像。

在其中一些实施例中，第一物质与第二物质为具有化学位移；其中，具有化学位移的物质包括但不限于以下至少之二：水、脂肪、硅胶。

在其中一些实施例中，处理器122还被配置为在根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像以及根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像之后，根据第一物质信号图像和第二物质信号图像，生成第一物质和第二物质的物质比例图像。

在本实施例中还提供了一种磁共振成像方法。图2是根据本申请实施例的磁共振成像方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，其中，第一射频脉冲信号用于激发第一物质信号并抑制第二物质信号，第二射频脉冲信号用于抑制第一物质信号并激发第二物质信号。

步骤S202，将第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中。

步骤S203，在施加第一射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像。

步骤S204，在施加第二射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

在上述步骤中，磁共振成像***在传统的2D磁共振成像或者传统的3D磁共振成像时，在成像视野中施加射频脉冲，再采集在该射频脉冲施加期间的磁共振数据，并根据磁共振数据重建得到相应的物质信号图像。本实施例中用于激发或者抑制物质信号的射频脉冲是具有相同强度、相同波形的射频脉冲信号，该射频脉冲信号被调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，并且其中的第一射频脉冲信号能够激发第一物质信号并抑制第二物质信号，其中的第二射频脉冲信号能够激发第二物质信号并抑制第一物质信号。

在本实施例中，第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号对不同物质的激发效率相同；以及在施加第一射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大激发-抑制比，与在施加第二射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大抑制-激发比相等。其中，最大激发-抑制比是指第一物质和第二物质对第一射频脉冲信号的频率响应中，第一物质被激发时的信号强度和第二物质被抑制时的信号强度的最大比值；最大抑制-激发比是指第一物质和第二物质对第二射频脉冲信号的频率响应中，第一物质被抑制时的信号强度和第二物质被激发时的信号强度的最大比值。

能够满足上述要求的射频脉冲信号有多种。在本申请实施例中可以选用非中心共振双矩形(Binomial Off-Resonant Rectangular，简称为BORR)脉冲，或者非中心非共振单矩形脉冲。

图3是根据本申请实施例的BORR脉冲的示意图。如图3所示，BORR脉冲的波形由两个方形射频脉冲组成，这两个方形射频脉冲的长度和强度相同，相位差180°。TE是指第二个射频脉冲的断点和回波中心之间的间隔。

图4是根据本申请实施例的施加BORR脉冲后水和脂肪的频率响应示意图。在图4中，横坐标表示相对于磁共振***中心频率(与水的谐振频率相等)的频率偏移量，纵坐标表示信号强度，单位a.u(任意单位)。从图4可知，水和脂肪的谐振频率分别为0和-460Hz。在施加BORR脉冲时，例如选择BORR脉冲的射频频率偏移量为-780Hz时，可以激发脂肪信号并抑制水信号；而选择 BORR脉冲的射频频率偏移量为+320Hz时，可以激发水信号并抑制脂肪信号。由图4可以看到水信号在+320Hz频率偏移量附近或者脂肪信号在-780Hz频率偏移量附近被激发时，具有一段较为平坦的频段区域，表明水和脂肪在BORR脉冲下的频率响应具有较宽的激发带宽。同样地，在上述+320Hz或者-780Hz频率偏移量附近，脂肪信号被抑制时也具有一段较为平坦的频段区域，表明水和脂肪在BORR脉冲下的频率响应具有较宽的抑制带宽(又称有抑制带宽)。其中，本实施例中的激发带宽和抑制带宽均在200Hz以上，足够宽的信号激发带宽和信号抑制带宽能够保证磁场不均匀性对信号的激发与抑制效率的影响最小化。

在本实施例中，定义被激发的信号保持在最大值的95％以上，而被抑制的信号保持在最大值的5％以下的频段为采集磁共振信号的频率通带。换言之，在上述频率通带内，对待抑制的信号能够达到95％以上的抑制效率，在该频率通带内采集的激发信号能够获得最优的信噪比，从而避免被选择性激发的信号不受到被抑制信号的污染，确保后续可能进行的物质成分定量分析的准确性。

以BORR脉冲为例，其用于激发水信号的第一射频脉冲信号的中心频率相对于水的谐振频率的频率偏移范围包括+210Hz至+440Hz。用于激发脂肪信号的第二射频脉冲信号的中心频率相对于水的谐振频率的频率偏移范围包括- 920Hz至-670Hz。

继续参考图4，在BORR脉冲的作用下，水和脂肪具有相同的响应模式 (但中心频率不同)和激发效率(激发信号的最大强度值相同)。相同的响应模式和激发效率避免了所激发的水与脂肪的信号中引入不同且不可知的加权因子，保证两者的相对信号可通过磁共振信号的物理模型建立联系，保证定量分析的准确性。并且，在信号激发带宽范围内，最高能够获得等效于90°(即 100％)的激发效率，从而保证了射频脉冲激发效率，有利于提高信号的信噪比水平。

需要说明的是，在上述实施例中虽然是以水和脂肪这两种具有化学位移的物质为例进行描述和说明的。但是本实施例提供的磁共振成像方法不局限于上述两种物质的磁共振成像，还可以应用于任意的其他存在可分辨的化学位移的物质的成像或者物质比例的定量分析。例如硅胶与水或者脂肪也具有化学位移，因此本实施例中也能够用于硅胶、水、脂肪之间任意至少两种物质的磁共振成像和物质比例的定量分析。

上述的步骤S202至步骤S204中，通过分时施加第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号中的其中一个射频脉冲信号并且采集对应的磁共振数据重建磁共振图像，得到的磁共振图像分别为第一物质磁共振图像和第二物质磁共振图像。

其中，分时施加和采集射频脉冲信号可以采取的方式包括以下两种方式：

方式一、在一个扫描时间段内向成像视野施加第一射频脉冲信号进行完整的第一物质信号采集之后，再在另一个扫描时间段内向成像视野施加第二射频脉冲信号进行完整的第二物质信号采集。

例如，在第一扫描时间段内将第一射频脉冲信号施加到成像视野中的情况下，从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；在第二扫描时间段内将第二射频脉冲信号施加到成像视野中的情况下，从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

上述采集方式不需要频繁地将射频脉冲信号调制到不同的中心频率，两次射频脉冲调制就能够完成重建两种磁共振图像的两种物质磁共振信号的采集。

方式二、将一次扫描过程划分为多个连续的K空间信号线采集时间段，在相邻的两个采集时间段中，其中一个采集时间段向成像视野施加第一射频脉冲信号采集第一物质对应的K空间信号线，另一个采集时间段向成像视野施加第二射频脉冲信号采集第二物质对应的K空间信号线。

例如，首先，循环执行下列步骤以分别采集对应于第一物质信号图像和第二物质信号图像的每条K空间信号线，直至与第一物质信号图像对应的第一K 空间和与第二物质信号图像对应的第二K空间被填充完毕：在一个扫描时间段内将第一射频脉冲信号施加到成像视野中的情况下，从成像视野采集一条K空间信号线并填充到第一K空间；在下一个扫描时间段内将第二射频脉冲信号施加到成像视野中的情况下，从成像视野采集一条K空间信号线并填充到第二K 空间。然后，根据第一K空间的信号，重建得到第一物质信号图像，以及根据第二K空间的信号，重建得到第二物质信号图像。

上述方式二的优势在于一次磁共振扫描就能够分别完成两种物质的磁共振信号的采集，相对于方式一而言，减少了磁共振扫描过程。

在本实施例中，磁共振成像所采用的成像序列可以是任意的成像序列，例如包括但不限于相关技术的快速自旋回波序列(Fast Spin Echo，简称为FSE)、梯度回波序列(Gradient Recalled Echo，简称为GRE)、回波平面成像(Echo Planer Imaging，简称为EPI)、以及任何非笛卡尔坐标系(Non-Cartesian)采集。并且，磁共振成像也允许使用降采样技术，即无需采集完整的K空间数据而基于部分K空间数据进行磁共振图像的重建得到上述的图像。

在其中一些实施例中，在根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像，以及根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像之后，还可以根据第一物质信号图像和第二物质信号图像，生成第一物质和第二物质的物质比例图像。

例如，以采用上述方式一采集和重建和脂肪的磁共振图像，并生成脂肪比例图像为例，可以采用包括下列步骤的流程生成脂肪比例图像：

步骤1，设置BORR脉冲中心频率为水激发频率，单次扫描获得单独的水激发图像A。

步骤2，设置BORR脉冲中心频率为脂肪激发频率，单次扫描获得单独的脂肪激发图像B。

步骤3，基于每个像素，进行脂肪含量计算，即FF＝SB/(SA+SB)×100％。其中，FF为脂肪比例图像中的像素值，SA和SB分别为水激发磁共振图像和脂肪激发磁共振图像中相同位置的像素的像素值。

再例如，以采用上述方式二采集和重建水和脂肪的磁共振图像，并生成脂肪比例图像为例，可以采用包括下列步骤的流程生成脂肪比例图像：

重复步骤1和步骤2，直到图像A与图像B的k空间信号采集完毕，然后执行步骤3：

步骤1，设置BORR脉冲中心频率为水激发频率，采集对应水激发图像A 的一条k空间信号线。

步骤2，设置BORR脉冲中心频率为脂肪激发频率，采集对应脂肪激发图像B的一条k空间信号线。

步骤3，根据k空间信号，重建图像A与图像B，即单次扫描可同时获取水激发图像与脂肪激发图像。

步骤4，基于每个像素，进行脂肪含量的计算，即FF＝SB/(SA+SB)×100％；其中，FF为脂肪比例图像中的像素值，SA和SB分别为水激发磁共振图像和脂肪激发磁共振图像中相同位置的像素的像素值。

图5是根据本申请实施例的膝盖图像的磁共振图像。如图5所示，其中的 (a)是水激发磁共振图像，(b)是脂肪激发磁共振图像，(c)是脂肪比例图像。

由于在本实施例中采用了相同强度和波形的射频脉冲信号激发和抑制具有化学位移的两种物质，并且这些具有化学位移的两种物质在该射频脉冲信号下具有相同的激发效率和响应模式，因此在本实施例中可以根据第一物质信号图像和第二物质信号图像以相同加权因子生成物质比例图像，排除了加权因子不同对物质比例定量分析的影响。

本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器604和处理器602，该存储器604中存储有计算机程序，该处理器602被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

具体地，上述处理器602可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

其中，存储器604可以包括用于数据或指令的大容量存储器604。举例来说而非限制，存储器604可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，简称为HDD)、软盘驱动器、固态驱动器(Solid State Drive，简称为SSD)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(UniversalSerial Bus，简称为USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器604可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器604可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器604是非易失性(Non-Volatile)存储器。在特定实施例中，存储器604包括只读存储器(Read-Only Memory，简称为 ROM)和随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(Programmable Read- Only Memory，简称为PROM)、可擦除PROM(ErasableProgrammable Read- Only Memory，简称为EPROM)、电可擦除PROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，简称为EEPROM)、电可改写ROM(Electrically Alterable Read-Only Memory，简称为EAROM)或闪存(FLASH) 或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器(StaticRandom-Access Memory，简称为SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory，简称为DRAM)，其中，DRAM 可以是快速页模式动态随机存取存储器604(Fast PageMode Dynamic Random Access Memory，简称为FPMDRAM)、扩展数据输出动态随机存取存储器 (Extended Date Out Dynamic Random Access Memory，简称为EDODRAM)、同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称 SDRAM)等。

存储器604可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器602所执行的可能的计算机程序指令。

处理器602通过读取并执行存储器604中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种磁共振成像方法。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备606以及输入输出设备608，其中，该传输设备606和上述处理器602连接，该输入输出设备608和上述处理器602连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器602可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，其中，第一射频脉冲信号用于激发第一物质信号并抑制第二物质信号，第二射频脉冲信号用于抑制第一物质信号并激发第二物质信号。

S2，将第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中。

S3，在施加第一射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第一磁共振数据，根据第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像。

S4，在施加第二射频脉冲信号的情况下从成像视野采集第二磁共振数据，根据第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

另外，结合上述实施例中的磁共振成像方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种磁共振成像方法。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磁共振成像方法，其特征在于包括：

将射频脉冲调制为不同中心频率的第一射频脉冲信号和第二射频脉冲信号，其中，所述第一射频脉冲信号用于激发第一物质信号并抑制第二物质信号，所述第二射频脉冲信号用于抑制第一物质信号并激发第二物质信号；

将所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；

在施加所述第一射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及

在施加所述第二射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号的激发效率相同；以及在施加所述第一射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大激发-抑制比，与在施加所述第二射频脉冲的情况下第一物质信号强度与第二物质信号强度的最大抑制-激发比相等。

3.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述射频脉冲包括以下至少之一：非中心共振双矩形脉冲、非中心共振单矩形脉冲。

4.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，将所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加所述第一射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加所述第二射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像包括：

在第一扫描时间段内将所述第一射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集所述第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到所述第一物质信号图像；

在第二扫描时间段内将所述第二射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集所述第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到所述第二物质信号图像。

5.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，将所述第一射频脉冲信号和所述第二射频脉冲信号分时地施加到磁共振成像***的成像视野中；在施加所述第一射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第一磁共振数据，根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像；以及在施加所述第二射频脉冲信号的情况下从所述成像视野采集第二磁共振数据，根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像包括：

循环执行下列步骤以分别采集对应于所述第一物质信号图像和所述第二物质信号图像的每条K空间信号线，直至与所述第一物质信号图像对应的第一K空间和与所述第二物质信号图像对应的第二K空间被填充完毕：在一个扫描时间段内将所述第一射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集一条K空间信号线并填充到所述第一K空间；在下一个扫描时间段内将所述第二射频脉冲信号施加到所述成像视野中，从所述成像视野采集一条K空间信号线并填充到所述第二K空间；

根据所述第一K空间的信号，重建得到所述第一物质信号图像；以及根据所述第二K空间的信号，重建得到所述第二物质信号图像。

6.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一物质与所述第二物质具有化学位移；其中，具有化学位移的物质包括以下至少之二：水、脂肪、硅胶。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的磁共振成像方法，其特征在于，在根据所述第一磁共振数据重建得到第一物质信号图像，以及根据所述第二磁共振数据重建得到第二物质信号图像之后，所述方法还包括：

根据所述第一物质信号图像和所述第二物质信号图像，生成所述第一物质和所述第二物质的物质比例图像。

8.一种磁共振成像***，其特征在于，所述磁共振成像***包括：具有成像视野的孔腔的磁共振扫描仪；以及被配置为在受试者位于磁共振扫描仪中时操作所述磁共振扫描仪，通过从受试者感兴趣区域中采集磁共振信号来执行诊断扫描的处理器，以及存储有计算机程序的存储器；其中，所述处理器还被配置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至7中任一项所述的磁共振成像方法。

9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至7中任一项所述的磁共振成像方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的磁共振成像方法。

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