CN112716476A - 磁共振成像方法及***、计算机可读存储介质 - Google Patents

磁共振成像方法及***、计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供一种磁共振成像方法和***，以及计算机可读存储介质。该方法包括：执行预扫描，其中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第一相位偏移的第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第二相位偏移的第三图像数据和第四图像数据，第一相位偏移和第二相位偏移的方向相反、角度相同；基于第一图像数据、第二图像数据获取分别对应多个切片的多个射频场图，并基于第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应多个切片的多个静磁场图；以及，基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。

Description

磁共振成像方法及***、计算机可读存储介质
技术领域
本发明公开的实施例涉及医学成像技术，更具体地涉及一种用于磁共振成像方法及***。
背景技术
磁共振成像(MRI)作为一种医学成像模态，可以在不使用X射线或其他电离辐射的情况下获得人体的图像。MRI利用具有强磁场的磁体来产生静磁场B0。当将人体的待成像部位定位于静磁场B0中时，与人体组织中的氢原子核相关联的核自旋产生极化，使待成像部位的组织在宏观上产生纵向磁化矢量。当施加与静磁场B0的方向相交的射频场B1后，质子旋转的方向发生改变，使待成像部位的组织在宏观上产生横向磁化矢量。移除射频场B1后，横向磁化矢量以螺旋状进行衰减直至恢复为零，衰减的过程中产生自由感应衰减信号，该自由感应衰减信号能够作为磁共振信号被采集，并基于采集的该信号可以重建待成像部位的组织图像。
磁共振成像中，基于不同的成像目的具有多种应用，其中一些应用对于静磁场B0和射频场B1的均匀性有着非常高的敏感度，也就是说，在这些应用中，静磁场B0和射频场B1的非均匀性会对成像效果产生较大的影响。这些应用包括，例如水脂分离，其中通过抑制脂肪组织信号，以利于在图像中突出病变组织，
而引起静磁场B0和射频场B1不均匀的因素有多种，例如患者身体引起的介电效应、较短体线圈设计等有可能引起射频场B1不均匀，患者体型较大引起的静磁场B0的变化、无法基于整个静磁场B0空间中的数据进行匀场造成的B0场的匀场准确性不够等，这些原因可能客观存在，使得进一步通过改善静磁场B0和射频场B1的均匀性来提高成像质量变得越来越困难。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种磁共振成像方法，包括：
执行预扫描，其中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第一相位偏移的第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第二相位偏移的第三图像数据和第四图像数据，该第一相位偏移和第二相位偏移的方向相反、角度相同；
基于该第一图像数据、第二图像数据获取分别对应该多个切片的多个射频场图，并基于该第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应该多个切片的多个静磁场图；以及，
基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
可选地，基于该第一图像数据和第二图像数据之间的数据差以及该第三图像数据和第四图像数据之间的数据差的其中之一获取对应切片的射频场图。
可选地，基于该第一图像数据和第三图像数据之间的数据差以及该第二图像数据和第四图像数据之间的数据差中的至少一个获取对应切片的静磁场图。
可选地，计算适于对应的切片的正式扫描参数包括：基于对应切片的静磁场图计算适于该切片的中心频率和梯度匀场值。
可选地，计算适于对应的切片的正式扫描参数包括：基于对应切片的射频场图计算适于该切片的发射增益。
可选地，在第一序列中，在回波之前施加第一移相脉冲，在第二序列中，在回波之前施加第二移相脉冲，该第一移相脉冲的频率相相较当前采用的共振频率具有正向偏移，该第二移相脉冲的频率相较当前采用的共振频率具有负向偏移，该第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较该当前采用的共振频率的偏移幅度相同，以使得该第三图像数据与第一图像数据、第四图像数据与第二图像数据分别产生方向相反、角度相同的相位偏移。
可选地，该第一移相脉冲和第二移相脉冲为费米脉冲。
可选地，该多个切片是在正式扫描时扫描的一系列切片中选择的一部分切片，该方法还包括：，基于被选择的切片的正式扫描参数估计未被选择的切片的正式扫描参数。
可选地，基于被选择的切片的正式扫描参数执行插值算法来估计未被选择的切片的正式扫描参数。
可选地，采用参考扫描参数来执行该预扫描，并基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个以及该参考扫描参数计算适于对应的切片的正式扫描参数。
可选地，还包括：基于该第一图像数据、第二图像数据、第三图像数据或第四图像数据获取掩膜图像，并基于该掩膜图像去除该静磁场图和射频场图中非感兴趣组织的数据；计算对应切片的正式扫描参数的步骤包括：基于去除了非感兴趣组织的数据后的每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于该切片的正式扫描参数。
本发明的另一个实施例还提供一种磁共振成像方法，包括：
执行预扫描，其中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，在射频发射脉冲之后施加第一移相脉冲，在该第一移相脉冲之后连续获得两次回波以分别获得第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，在射频发射脉冲之后施加第二移相脉冲，在该第二移相脉冲之后连续获得两次回波以分别获得第三图像数据和第四图像数据；该第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较该射频发射脉冲的频率具有幅度相同，方向相反的偏移；
基于该第一图像数据、第二图像数据获取分别对应该多个切片的多个射频场图，并基于该第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应该多个切片的多个静磁场图；以及，
基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
本发明的另一个实施例还提供一种磁共振成像***，包括：
扫描仪；
控制器单元，用于控制该扫描仪执行预扫描，该预扫描包括：针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第一相位偏移的第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第二相位偏移的第三图像数据和第四图像数据，该第一相位偏移和第二相位偏移的方向相反、角度相同；以及，
数据处理单元，其用于基于该第一图像数据、第二图像数据获取分别对应该多个切片的多个射频场图，基于第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应该多个切片的多个静磁场图，并基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
可选地，该数据处理单元用于基于该第一图像数据和第二图像数据之间的数据差以及该第三图像数据和第四图像数据之间的数据差的其中之一获取对应切片的射频场图。
可选地，该数据处理单元用于基于所述第一图像数据和第三图像数据之间的数据差以及所述第二图像数据和第四图像数据之间的数据差中的至少一个获取对应切片的静磁场图。
可选地，所述数据处理单元用于基于对应切片的静磁场图计算适于该切片的中心频率和梯度匀场值。
可选地，该数据处理单元用于基于对应切片的射频场图计算适于该切片的发射增益。
可选地，在第一序列中，在回波之前施加第一移相脉冲，在第二序列中，在回波之前施加第二移相脉冲，该第一移相脉冲的频率相相较当前采用的共振频率具有正向偏移，该第二移相脉冲的频率相较当前采用的共振频率具有负向偏移，该第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较该当前采用的共振频率的偏移幅度相同，以使得该第三图像数据与第一图像数据、第四图像数据与第二图像数据分别产生方向相反、幅度相同的相位偏移。
可选地，该第一移相脉冲和第二移相脉冲为费米脉冲。
可选地，该多个切片是在正式扫描时扫描的一系列切片中选择的一部分切片，该数据处理单元用于基于被选择的切片的正式扫描参数估计未被选择的切片的正式扫描参数。
可选地，基于被选择的切片的正式扫描参数执行插值算法来估计未被选择的切片的正式扫描参数。
可选地，该控制器单元控制该扫描仪采用参考扫描参数来执行该预扫描，该数据处理单元基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个以及该参考扫描参数计算适于对应的切片的正式扫描参数。
可选地，该数据处理单元用于：
基于该第一图像数据、第二图像数据、第三图像数据或第四图像数据获取掩膜图像；
基于该掩膜图像去除该静磁场图和射频场图中非感兴趣组织的数据；以及，
基于去除了非感兴趣组织的数据后的每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
本发明的另一个实施例还可以提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读指令，当执行该计算机可读指令时实现上述任一可选实施例的方法。
应理解，提供上文的简要描述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上文中或在本公开的任一区段中所提及的任何缺点的实现。
附图说明
参考所附附图，通过阅读下列非限制性实施例的描述，本发明将被更好地理解，其中：
图1示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像方法的流程图；
图2示出了应用于图1所示方法中的第一序列的一个示例；
图3示出了应用于图2所示方法中的第二序列的一个示例；
图4示出了在一系列切片中选择其中一部分以确定相应的正式扫描参数、并基于这些正式扫描参数确定未被选择的切片的正式扫描参数的示意图；
图5示出了一种磁共振成像***的结构示意图；
图6示出了根据本发明另一个实施例的磁共振成像方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像方法的流程图，如图1所示，该方法包括步骤S11、S13和S15。
在步骤S11中，执行预扫描以便预先确定正式扫描时的扫描参数，该扫描参数例如可以包括射频发射增益、中心频率、梯度匀场值等。射频发射增益反映射频发射功率，决定发射到被检测的患者身体中的射频能量。中心频率即感兴趣组织的质子的共振频率，由于静磁场的不均匀性，使得在不同位置需要的中心频率可能存在差异，因此针对不同的切片位置设置更准确的中心频率有助于提升图像质量。例如在脂肪抑制技术中，为了抑制脂肪组织，需要首先使得脂肪组织的质子发生共振，而采用准确的共振频率显然有助于提升脂肪抑制的效果。梯度匀场值可以包括施加在匀场线圈(梯度线圈)的电流的增加值或减少值，通过增加或减少匀场线圈的电流来补偿静磁场的不均匀性。
在上述预扫描中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列。
本领域技术人员可以理解，上述“序列”是指在执行磁共振成像扫描时应用的具有特定幅度、宽度、方向和时序的脉冲的组合，这些脉冲通常可以包括例如射频脉冲和梯度脉冲。该射频脉冲可以包括，例如用于激发人体内质子发生共振的射频发射脉冲，该梯度脉冲可以包括，例如切片选择梯度脉冲、相位编码梯度脉冲、频率编码梯度脉冲等。
图2示出了第一序列的一个示例，图3示出了第二序列的一个示例，应当理解，图示的第一序列和第二序列仅仅是执行预扫描的序列中的一部分，例如，图1和图2中仅示出了一个重复时间(TR)内的序列，本领域技术人员可以理解，该重复时间是指成像序列的相邻两个射频发射脉冲的时间间隔。图2、图3示出的序列还可以包含其它脉冲，这些其它脉冲例如可以位于任意两个相邻脉冲之间，本发明的示例仅用于说明图2、图3示出的各脉冲之间本身的时序关系，而不限定这些脉冲与其它未示出的脉冲之间的时序关系。
如图2所示，在第一序列的每个重复时间内，连续获得两次回波E1、E2以分别获得第一图像数据T1和第二图像数据T2。上述“连续”可以指两次回波被先后执行的过程中，没有执行其它的序列脉冲。作为一个示例，在第一序列的每个重复时间内，包括射频发射脉冲21，该射频发射脉冲21可以具有90度的翻转角度，其用于控制磁共振成像***的射频发射线圈向患者发射射频信号，该射频信号具有预设的中心频率(共振频率)以激发感兴趣组织的质子的共振。该射频发射脉冲21之后，还包括第一移相脉冲22，其用于控制磁共振成像***的射频发射线圈向患者发射射频信号，该射频信号的频率相较共振频率(例如射频发射脉冲21的频率)具有微小的正向偏差(例如+(1～2)kHZ))，使得在不直接激发质子共振的情况下产生回波信号的正向移相，即，使得该第一图像数据和第二图像数据(相较未施加第一移相脉冲22时产生的图像数据)具有第一相位偏移。
第一序列的每个重复时间内，还包括与该射频发射脉冲21同时发出的选层梯度脉冲23，其用于控制磁共振成像***的Z方向的梯度线圈向静磁场B0施加梯度，以为该第一图像数据和第二图像数据提供Z方向上的位置信息；选层梯度脉冲23之后还包括相位编码梯度脉冲24，其用于控制Y方向的梯度线圈向静磁场B0施加梯度，以为该第一图像数据和第二图像数据提供Y方向上的位置信息；相位编码梯度脉冲24之后还包括频率编码梯度脉冲25、26，其也称为读梯度脉冲，用于控制磁共振成像***的X方向的梯度线圈向静磁场BO施加梯度，以分别为该第一图像数据和第二图像数据提供X方向上的位置信息，伴随/响应该频率编码梯度脉冲25、26分别产生第一回波E1和第二回波E2，即人体中由于被激发的质子的自旋产生的自由感应衰减信号。
如图3所示，第二序列与第一序列类似，其包括射频发射脉冲31、第二移相脉冲32、选层梯度脉冲33、相位编码梯度脉冲34和频率编码梯度脉冲35、36，并且，在第二序列的每个重复时间内，连续获得两次回波E3、E4以分别获得第三图像数据和第四图像数据。该第二序列与第一序列的区别在于，第二移相脉冲32的频率相较共振频率具有微小的负向偏差(例如-(1～2)kHZ))，使得在不直接激发质子自旋的情况下产生回波信号的负向移相，进而使得第三图像数据和第四图像数据(相较未施加第二移相脉冲32时产生的图像数据)具有第二相位偏移，并且该第二相位偏移与第一相位偏移的角度相同、方向相反。
上述第一移相脉冲和第二移相脉冲优选地为费米脉冲(Fermi Pulse)，费米脉冲即如图2、图3所示的，具有偏共振频率，其幅度可以表现为：中间较为平坦，自中间向两边呈指数减少。
上述多个切片可以是将在正式扫描时扫描的一系列切片中按照一定规则选择的一部分切片，例如，被选择的相邻切片之间还可以具有数个未执行上述第一序列和第二序列的切片。
在步骤S13中，基于上述第一图像数据、第二图像数据(或者第三图像书数据、第四图像数据)获取分别获取对应该多个切片的多个射频场图，并基于第一图像数据和第三图像数据、第二图像数据和第四图像数据中的至少一组分别获取对应该多个切片的多个静磁场图。
静磁场图，即BO Map，反映静磁场的空间分布情况，由于施加的静磁场的大小会影响质子的纵向磁化矢量的偏转角速度，进而，静磁场的大小与磁共振信号的相位随时间的变化有着特定的函数关系，则通过在相同位置处不同时刻采集的磁共振信号之间的差，可以得到静磁场图，例如，通过计算一个切片位置处获得的第一图像数据和第二图像数据之间的相位差，可以得到对应该切片的静磁场图。
射频场图，即B1 Map，反映射频场的空间分布情况。当施加上述第一、第二移相脉冲后，磁共振信号的相位随时间的变化不仅受到静磁场的影响，还受到移相脉冲的影响，则将通过执行第一序列得到的图像(例如第一图像)和执行第二序列得到的图像(例如第三图像)相减，则能够消除相位变化中的静磁场因素，仅保留移相脉冲的因素，由于移相脉冲的幅度与射频场B1的值有着特定的函数关系，则通过获得第一图像数据和第三图像数据之间的相位差，或者获得第二图像数据和第四图像数据之间的相位差，可以得到对应每个切片的射频场图。
在步骤S15中，基于每个射频场图和静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
在步骤S11中，可以采用参考扫描参数来执行该预扫描，上述参考扫描参数可以包括，例如，执行预扫描时采用的参考翻转角、参考发射增益、参考中心频率等，并在S15中，进一步基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个以及上述参考扫描参数计算适于对应的切片的正式扫描参数。
例如，可以基于每个射频场图计算适于对应切片的发射增益，在一个示例中，可以基于射频场图得到翻转角的分布图，进一步计算切片内的翻转角的平均值。可以通过以下方式计算适于对应切片的发射增益，首先利用以下公式(1)计算Delta TG。
Delta TG＝-200*log10(R/RO) (1)；
其中，Delta TG为相对于执行上述预扫描时设置的参考发射增益的偏移值，R为基于射频场图计算的翻转角的平均值，RO为执行上述预扫描时设置的翻转角。将上述偏移值加上参考发射增益，即为正式扫描时适于该切片的发射增益。
可以基于每个静磁场图计算适于对应切片的中心频率的偏移值，其是相对于执行预扫描时设置的参考中心频率的偏移值，将该偏移值与预扫描时设置的参考中心频率相加，即可得到正式扫描时适于该切片的中心频率。
本领域技术人员应当理解，还可以基于每个静磁场图计算适于对应切片的梯度匀场值，正式扫描时，基于计算的梯度匀场值来控制相应的梯度线圈(例如梯度线圈Gx、Gy、Gz)的电流，以对不均匀的静磁场施加三维方向上的补偿磁场，来实现静磁场的匀场。
如上所述的，针对其执行上述第二序列和第三序列的多个切片是在一系列切片中按照一定规则选择的。图4示出了在一系列切片(例如Slice#1～17)中选择其中一部分(例如Slice#1、Slice#5、Slice#9、Slice#13和Slice#17)以确定相应的正式扫描参数、并基于这些正式扫描参数确定未被选择的切片的正式扫描参数的示意图。如图4所示，对于未被选择的切片的正式扫描参数，可以基于这些被选择的切片的正式扫描参数被估算。例如，基于被选择的切片的正式扫描参数执行插值算法来估计未被选择的切片的正式扫描参数。
可选地，还可以基于上述第一图像数据、第二图像数据、第三图像数据或第四图像数据获取掩膜图像，并基于该掩膜图像去除静磁场图和射频场图中非感兴趣组织的数据。则在步骤S15中，计算对应切片的正式扫描参数的步骤包括：基于去除了非感兴趣组织的数据后的每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于该切片的正式扫描参数。例如，基于掩膜图像中的诸如轮廓特征能够提取与被成像对象相关的像素区域，则在静磁场图和射频场图中仅提取这些像素区域的数据，可以基于提取的数据进行后续的正式扫描参数的计算，能够获得更精确的正式扫描参数，避免感兴趣组织之外的数据的干扰。
本发明的实施例中，在执行上述和第一序列和第二序列时，优选地通过射频表面线圈来从被扫描的患者体接收信号以得到上述第一图像数据、第二图像数据、第三图像数据和第四图像数据，从而进一步获取上述静磁场图和射频场图，相较传统的利用体线圈接收信号获得静磁场图的方式，由于具有较高的信噪比从而获得更精确的静磁场图。
另外，针对同一切片执行两个序列，并在一个序列中执行两次回波，可以从表面线圈接收的信号中既获得射频场图，又获得静磁场图，避免了为了分别获取上述两种场图而单独执行扫描。
图5示出了一种磁共振成像***的结构示意图，可以通过该***实现上述磁共振成像方法，图5所示***仅作为一个示例进行描述，在其它实施例中，该***可以具有多种变换形式。
如图5所示，磁共振成像***500至少包括：扫描仪510、控制器单元520和数据处理单元530。扫描仪510可以用于在对对象执行预扫描或正式扫描时获取该对象的数据。控制器单元520耦合至扫描仪510，以用于控制扫描仪510的操作，例如，控制扫描仪510对对象56在预扫描时针对多个切片执行上述第一序列和第二序列以获取对象56的图像数据。数据处理单元530用于对获取的图像数据进行处理以计算正式扫描时适于每个切片的正式扫描参数。
具体地，控制器单元520用于控制扫描仪执行预扫描，在该预扫描中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，先后获得两次回波以分别获得具有第一相位偏移的第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，先后获得两次回波以分别获得具有第二相位偏移的第三图像数据和第四图像数据，该第一相位偏移和第二相位偏移的方向相反、角度相同。
具体地，控制器单元520可以通过序列发生器(图中未示出)来向扫描仪510的相关部件(例如下文将描述的射频发生器、梯度线圈驱动器等)发送序列控制信号，使得扫描仪510执行该第一序列和第二序列。
数据处理单元530用于基于上述第一图像数据、第二图像数据获取分别对应该多个切片的多个射频场图，并基于第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应该多个切片的多个静磁场图；
数据处理单元530还基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
在一个示例中，扫描仪510可以包括主磁体组件511，主磁体组件511通常包括限定在外壳内的环形超导磁体，该环形超导磁体安装在环形的真空容器内。该环形超导磁体及其外壳限定了环绕扫描对象56的圆柱形的空间，即图5所示的扫描腔512。扫描腔512限定磁共振成像***的成像区域或者成像区域的至少一部分。主磁体组件511生成沿扫描腔512的Z方向的恒定磁场，如静磁场B0。磁共振成像***利用所形成的静磁场B0将静磁脉冲信号发射至放置在扫描腔512中的扫描对象56，使得对象56体内的质子的进动有序化，产生纵向磁化矢量。
如图5所示，扫描仪510还包括RF发射线圈518、射频发生器513、梯度线圈组件514、梯度线圈驱动器515、RF接收线圈516以及数据采集单元517。
射频发生器513用于响应控制器单元530的控制信号以产生射频脉冲，例如图2、图3中的射频发射脉冲21、31，该射频发射脉冲经(例如射频功率放大器(未示出))放大后施加至RF发射线圈518，使得RF发射线圈512向对象16发射正交于静磁场B0的射频场B1以激发对象56体内的原子核，纵向磁化矢量转变为横向磁化矢量。
在一种实施例中，RF发射线圈518可以为体线圈，该体线圈一般沿着磁体组件511周向设置而并非通过贴合、包裹等方式与对象56相耦合，体线圈可以连接发射/接收(T/R)开关(未示出)，通过控制该发射/接收开关可以使得体线圈在发射和接收模式进行切换，在接收模式时，体线圈可以用于接收来自对象56的磁共振信号，现有技术中，通常利用体线圈接收的磁共振信号来计算静磁场图，使得精确性受到低信噪比的影响。
当射频发射脉冲结束后，对象16的横向磁化矢量逐渐恢复为零的过程中产生自由感应衰减信号，即能够被采集的磁共振信号。
当射频发射脉冲结束后，对象16的横向磁化矢量逐渐恢复为零的过程中产生自由感应衰减信号，即能够被采集的磁共振信号。
射频发生器513还可以用于产生上述第一移相脉冲22和第二移相脉冲32，该还可以用于产生上述第一移相脉冲22和第二移相脉冲32可以同样地经放大后施加至RF发射线圈518，使得RF发射线圈518向对象16发射射频移相脉冲，该射频移相脉冲不用于激发对象16体内的原子核，而用于使得磁共振信号发生相位偏移。使得数据处理单元530能够基于上述相位偏移来计算静磁场图。
梯度线圈组件514一方面在成像空间中形成变化的磁场以便为上述磁共振信号提供三维位置信息，另一方面用于产生静磁场的补偿磁场以对静磁场进行匀场。
梯度线圈组件514可以包括三个梯度线圈，三个梯度线圈中的每一个生成倾斜到互相垂直的三个空间轴(例如X轴、Y轴和Z轴)之一中的梯度磁场，并且根据成像条件在切片选择方向、相位编码方向和频率编码方向中的每一个上生成梯度场。更具体地，梯度线圈组件514在对象16的切片选择方向(Z向)上施加梯度场以便选择切片，当对该切片进行扫描时，RF发射线圈518将RF发射脉冲发射至扫描对象56的该切片并激发该切片。梯度线圈组件514随后在扫描对象56的相位编码方向上施加梯度场，以便对被激发的切片的磁共振信号进行相位编码。梯度线圈组件514随后在对象56的频率编码方向上施加梯度场，以便对被激发的切片的磁共振信号进行频率编码。
梯度线圈驱动器515用于响应控制器单元520发出的序列控制信号或者匀场控制信号以为上述三个梯度线圈分别提供合适的电流/功率。
RF接收线圈516用于响应控制器单元520的线圈控制信号(例如选择开通哪些接收线圈以及选择开通线圈的哪些通道)接收上述带有三维位置信息的磁共振信号，根据成像部位的不同，该RF接收线圈516可以包括附着在扫描对象56的表面的表面线圈阵列单元，该RF接收线圈516还可以包括设置在床540的背对扫描对象56的一侧的表面线圈阵列单元。RF接收线圈516一般定位至足够靠近扫描对象56的感兴趣部位，以能够接收到高信噪比的磁共振信号。
数据采集单元517用于响应控制器单元520的数据采集控制信号以采集由RF接收线圈516接收的磁共振信号，该数据采集单元517可以包括，例如射频前置放大器、相位检测器以及模拟/数字转化器，其中射频前置放大器用于对RF接收线圈516接收的磁共振信号进行放大，相位检测器用于对放大后的磁共振信号进行相位检测，模拟/数字转换器用于将经相位检测的磁共振信号从模拟信号转换为数字信号。
上述数字化的磁共振信号作为图像数据，可以经由数据处理单元530进行处理，例如，基于该磁共振信号确定上述的静磁场图和射频场图，并进一步基于上述静磁场图和射频场图确定正式扫描时的扫描参数；又如，基于磁共振信号进行图像重建以获得对象56感兴趣组织的图像。
如图5所示，该磁共振成像***500进一步包括；床540、操作控制台550和显示单元560。
床540用于承载对象56，并响应控制器单元520的控制以沿着Z方向行进以进出上述扫描腔，例如，其可以在扫描过程中将对象16定位至扫描腔的合适位置。或在扫描腔中沿Z方向行进。
控制器单元520可以基于用户经由操作控制台550的操作或者一些自动检测的结果来生成控制信号，以控制诸如扫描仪510、数据处理单元530、床540等执行相应的操作。操作控制台550可以包括用户输入设备，诸如键盘和鼠标，操作者可以通过用户输入设备来向控制器单元520输入各种控制信号。
显示单元560可以连接操作控制台550以显示操作界面，还可以连接数据处理单元530以显示数据处理过程中产生的各种数据或图像。
控制器单元520、数据处理单元530可以包括计算机和存储介质，在该存储介质上记录要由计算机执行的预定的控制程序、数据处理程序。上述存储介质可以包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、或非易失性存储卡。
参考图6，基于上述描述，本发明的实施例还可以提供一种磁共振成像方法，其包括步骤S61、S63和S65。
在步骤S61中，执行预扫描，其中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，在射频发射脉冲之后施加第一移相脉冲，在该第一移相脉冲之后连续获得两次回波以分别获得第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，在射频发射脉冲之后施加第二移相脉冲，在该第二移相脉冲之后连续获得两次回波以分别获得第三图像数据和第四图像数据；该第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较该射频发射脉冲的频率具有幅度相同，方向相反的偏移；
在步骤S63中，基于该第一图像数据、第二图像数据获取分别对应该多个切片的多个射频场图，并基于该第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应该多个切片的多个静磁场图；
在步骤S65中，基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
基于上述描述，本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序用于控制磁共振成像***执行上述任一实施例的磁共振成像方法。
本发明的实施例中，在执行预扫描时，以一个切片为例，在对应该切片的第一序列的一个重复时间内连续采集两次回波数据来生成第一图像和第二图像，基于该第一图像和第二图像计算对应该切片的射频场图，并且还针对该切片执行第二序列，基于通过第一序列采集的图像数据和通过第二序列采集的图像数据，可以进一步计算对应该切片的静磁场图。因此，在一次预扫描中同时获得两种场图，并基于生成的静磁场图和射频场图可以得到更精确的正式扫描参数，使得通过正式扫描来获得对象的解剖图像，具有改善的脂肪抑制效果或者改善的其它图像质量问题，例如由于对静磁场或射频场不均匀性敏感而造成的图像质量问题。
当针对多个切片获得精确的正式扫描参数后，还可以通过例如插值算法获取其它切片的正式扫描参数，无需过多扫描资源即可改善所有切片的上述图像质量问题。
如本文中所使用的，以单数叙述且冠以用词“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非此类排除被明确地陈述。此外，参照本发明的“一个实施例”并不旨在被解释为排除同时纳入所叙述的特征的额外实施例的存在。而且，除非明确叙述相反情况，实施例“包含(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”具有特定性质的元件或多个元件可包括不具有该性质的附加的这样的元件。术语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相应的术语“包含(comprising)”和“其特征在于(wherein)”的简明语言对等词。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对其对象强加数值要求或特定位置顺序。
此书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，也可以使任何相关技术领域的普通技术人员能够实现本发明，包括制造并使用任何设备或***以及执行任何涵盖的方法。本发明的专利保护范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员知道的其他示例。如果它们具有与权利要求书的文字语言没有区别的结构要素，或者它们包括与权利要求书的文字语言无实质区别的等效结构要素，则旨在使该其它示例落在权利要求书的范围内。

Claims (24)

1.一种磁共振成像方法，包括：
执行预扫描，其中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第一相位偏移的第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第二相位偏移的第三图像数据和第四图像数据，所述第一相位偏移和第二相位偏移的方向相反、角度相同；
基于所述第一图像数据、第二图像数据获取分别对应所述多个切片的多个射频场图，并基于所述第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应所述多个切片的多个静磁场图；
基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一图像数据和第二图像数据之间的数据差以及所述第三图像数据和第四图像数据之间的数据差的其中之一获取对应切片的射频场图。
3.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一图像数据和第三图像数据之间的数据差以及所述第二图像数据和第四图像数据之间的数据差中的至少一个获取对应切片的静磁场图。
4.如权利要求1所述的方法，其中，计算适于对应的切片的正式扫描参数包括：基于对应切片的静磁场图计算适于该切片的中心频率和梯度匀场值。
5.如权利要求1所述的方法，其中，计算适于对应的切片的正式扫描参数包括：基于对应切片的射频场图计算适于该切片的发射增益。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在第一序列中，在回波之前施加第一移相脉冲，在第二序列中，在回波之前施加第二移相脉冲，所述第一移相脉冲的频率相较当前采用的共振频率具有正向偏移，所述第二移相脉冲的频率相较当前采用的共振频率具有负向偏移，所述第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较所述当前采用的共振频率的偏移幅度相同，以使得所述第三图像数据与第一图像数据、第四图像数据与第二图像数据分别产生方向相反、角度相同的相位偏移。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一移相脉冲和第二移相脉冲为费米脉冲。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个切片是在正式扫描时扫描的一系列切片中选择的一部分切片，所述方法还包括：，基于被选择的切片的正式扫描参数估计未被选择的切片的正式扫描参数。
9.如权利要求8所述的方法，其中，基于被选择的切片的正式扫描参数执行插值算法来估计未被选择的切片的正式扫描参数。
10.如权利要求1所述的方法，其中，采用参考扫描参数来执行所述预扫描，并基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个以及所述参考扫描参数计算适于对应的切片的正式扫描参数。
11.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：基于所述第一图像数据、第二图像数据、第三图像数据或第四图像数据获取掩膜图像，并基于所述掩膜图像去除所述静磁场图和射频场图中非感兴趣组织的数据；计算对应切片的正式扫描参数的步骤包括：基于去除了非感兴趣组织的数据后的每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于该切片的正式扫描参数。
12.一种磁共振成像方法，包括：
执行预扫描，其中，针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，在射频发射脉冲之后施加第一移相脉冲，在所述第一移相脉冲之后连续获得两次回波以分别获得第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，在射频发射脉冲之后施加第二移相脉冲，在所述第二移相脉冲之后连续获得两次回波以分别获得第三图像数据和第四图像数据；所述第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较所述射频发射脉冲的频率具有幅度相同，方向相反的偏移；
基于所述第一图像数据、第二图像数据获取分别对应所述多个切片的多个射频场图，并基于所述第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应所述多个切片的多个静磁场图；
基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
13.一种磁共振成像***，包括：
扫描仪；
控制器单元，用于控制所述扫描仪执行预扫描，所述预扫描包括：针对多个切片分别执行第一序列和第二序列；在第一序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第一相位偏移的第一图像数据和第二图像数据；在第二序列中，连续获得两次回波以分别获得具有第二相位偏移的第三图像数据和第四图像数据，所述第一相位偏移和第二相位偏移的方向相反、角度相同；以及，
数据处理单元，其用于基于所述第一图像数据、第二图像数据获取分别对应所述多个切片的多个射频场图，基于第一图像和第三图像、第二图像和第四图像中的至少一组获取分别对应所述多个切片的多个静磁场图，并基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
14.如权利要求13所述的***，其中，所述数据处理单元用于基于所述第一图像数据和第二图像数据之间的数据差以及所述第三图像数据和第四图像数据之间的数据差的其中之一获取对应切片的射频场图。
15.如权利要求13所述的***，其中，所述数据处理单元用于基于所述第一图像数据和第三图像数据之间的数据差以及所述第二图像数据和第四图像数据之间的数据差中的至少一个获取对应切片的静磁场图。
16.如权利要求13所述的***，其中，所述数据处理单元用于基于对应切片的静磁场图计算适于该切片的中心频率和梯度匀场值。
17.如权利要求13所述的***，其中，所述数据处理单元用于基于对应切片的射频场图计算适于该切片的发射增益。
18.如权利要求13所述的***，其中，在第一序列中，在回波之前施加第一移相脉冲，在第二序列中，在回波之前施加第二移相脉冲，所述第一移相脉冲的频率相相较当前采用的共振频率具有正向偏移，所述第二移相脉冲的频率相较当前采用的共振频率具有负向偏移，所述第一移相脉冲和第二移相脉冲的频率相较所述当前采用的共振频率的偏移幅度相同，以使得所述第三图像数据与第一图像数据、第四图像数据与第二图像数据分别产生方向相反、角度相同的相位偏移。
19.如权利要求18所述的***，其中，所述第一移相脉冲和第二移相脉冲为费米脉冲。
20.如权利要求13所述的***，其中，所述多个切片是在正式扫描时扫描的一系列切片中选择的一部分切片，所述数据处理单元用于基于被选择的切片的正式扫描参数估计未被选择的切片的正式扫描参数。
21.如权利要求20所述的方法，其中，基于被选择的切片的正式扫描参数执行插值算法来估计未被选择的切片的正式扫描参数。
22.如权利要求13所述的***，其中，所述控制器单元控制所述扫描仪采用参考扫描参数来执行所述预扫描，所述数据处理单元基于每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个以及所述参考扫描参数计算适于对应的切片的正式扫描参数。
23.如权利要求13所述的***，其中，所述数据处理单元用于：
基于所述第一图像数据、第二图像数据、第三图像数据或第四图像数据获取掩膜图像；
基于所述掩膜图像去除所述静磁场图和射频场图中非感兴趣组织的数据；以及，
基于去除了非感兴趣组织的数据后的每个射频场图和对应的静磁场图中的至少一个计算适于对应的切片的正式扫描参数。
24.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读指令，当执行所述计算机可读指令时实现权利要求1-12任一项所述的方法。
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