CN113219389A - 磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质。其中，所述磁共振射频模式确定方法包括：基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；激发所述至少两种射频发射模式；以及，基于所述至少两种射频发射模式采集到磁共振信号。如此配置，在高场上可以有效缓解射频发射场不均匀引起的图像不均匀，同时也可以有效降低射频能量沉积，在高场上对降SAR也有积极作用。

Description

磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别涉及一种磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质。

背景技术

由于在高场磁共振射频波长变短，介质电导率增加引起射频吸收增加，介电效应更加显著。在磁共振成像时容易形成明暗相间的不均匀(射频发射场不均匀，也称作B1不均匀)，严重影响了成像质量。在3T以上的场强，射频波长的尺寸已经小于人体躯干的尺寸，因此腹部盆腔这些部位在高场的成像变得尤其困难，介电伪影也逐渐成为制约高场体部磁共振研究的重要瓶颈之一。

高场上，目前主要的解决射频场不均匀的方法包括射频匀场(RF Shimming，其中RF是Radio Frequency的缩写，射频脉冲)，RF Shimming通过预采集单通道灵敏度，通过单次匀场，在不改变原有序列时序的情况下，通过调节每个通道的幅值以及相位，得到最优的射频场均匀性。然而，该方法由于自由度较少，通常在头，关节，脊柱等感兴趣区域较小的部位较好的效果。对于体部大躯干，效果一般，容易形成局部的介电伪影。

现有技术中缺乏在高场上有效缓解射频发射场不均匀引起的图像不均匀的综合效果较优的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质，以解决现有技术中缺乏在高场上有效缓解射频发射场不均匀引起的图像不均匀的综合效果较优的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁共振射频模式确定方法，所述磁共振射频模式确定方法包括：

基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；

基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；

激发所述至少两种射频发射模式；以及，

基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号。

可选的，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：

第N个射频发射模式的发射参数基于前N-1个射频发射模式下的射频发射场获得，其中，N为大于或等于2的整数；以及，

N个射频发射模式中第1个射频发射模式为预设模式。

可选的，所述预设模式为全局最优的射频匀场模式。

可选的，获得第N个射频发射模式的发射参数的步骤包括：

对前N-1个射频发射模式下的射频发射场符合预设条件的区域的目标发射场进行加强，获得第N个射频发射模式的发射参数。

可选的，所述预设条件包括：所述区域的射频发射场的场强小于预设场强。

可选的，所述预设条件包括：采集到的所述区域的磁共振信号强度小于预设强度。

可选的，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：射频发射模式与磁共振序列的工作模块相匹配。

可选的，所述激发所述至少两种射频发射模式包括：

射频发射模式的激发方式是交替激发方式或次序激发方式。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第二个方面，提供了一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序运行时，执行上述的磁共振射频模式确定方法。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第三个方面，提供了一种磁共振设备，所述磁共振设备包括校准模块、控制器、采集模块和设置模块，其中，

所述校准模块用于基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；

所述控制器用于基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；

所述采集模块基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号；

所述设置模块用于驱使所述各个单通道激发所述至少两种射频发射模式。

与现有技术相比，本发明提供的磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质中，所述磁共振射频模式确定方法包括：基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；激发所述至少两种射频发射模式；以及，基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号。如此配置，在高场上可以有效缓解射频发射场不均匀引起的图像不均匀，同时也可以有效降低射频能量沉积，在高场上对降SAR(Specific Absorption Rate，特别吸收率)也有积极作用。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是本发明一实施例的磁共振射频模式确定方法的流程示意图；

图2a是本发明一实施例的第1个射频发射模式的射频发射场图；

图2b是图2a的实施例的第2个射频发射模式的射频发射场图；

图3a是本发明一实施例的第1个射频发射模式的中间图像；

图3b是图3a的实施例的第2个射频发射模式的中间图像；

图3c是图3a的实施例的最终成像结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，术语“近端”通常是靠近操作者的一端，术语“远端”通常是靠近患者的一端，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的核心思想在于提供一种磁共振射频模式确定方法、设备及可读存储介质，以解决现有技术中缺乏在高场上有效缓解射频发射场不均匀引起的图像不均匀的综合效果较优的方法。

以下参考附图进行描述。

请参考图1至图3c，其中，图1是本发明一实施例的磁共振射频模式确定方法的流程示意图；图2a是本发明一实施例的第1个射频发射模式的射频发射场图；图2b是图2a的实施例的第2个射频发射模式的射频发射场图；图3a是本发明一实施例的第1个射频发射模式的中间图像；图3b是图3a的实施例的第2个射频发射模式的中间图像；图3c是图3a的实施例的最终成像结果。

如图1所示，在一些实施例中，所述磁共振射频模式确定方法包括：

S10基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；

S20基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；

S30激发所述至少两种射频发射模式；以及，

S40基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号。

需理解，灵敏度通过各个单通道的预采集数据获得，以各个通道的B1场强度图表征，当灵敏度参与射频发射模式的参数计算时，可以通过所述单通道的灵敏度优化各个单通道的权重系数，通过这些权重系数加权求和使得射频发射模式的发射总场符合当前的需要，最后，通过这些权重系数反算每个通道的发射参数，例如幅值和相位等。

在不同的实施例中，步骤S20又可以具体为基于所述各个单通道的灵敏度获得两种射频发射模式、基于所述各个单通道的灵敏度获得三种射频发射模式或者基于所述各个单通道的灵敏度获得五种射频发射模式；后续步骤则根据射频发射模式的数量进行适应性地调整。

本实施例通过设置至少两种的射频发射模式并进行激发，一方面可以获得更多的磁共振信号、互相印证以消除射频发射场不均匀引起的图像不均匀的现象；另一方面还可以降低射频能量沉积，降低SAR值。另外，还便于在特定的成像工况下针对性地设计相应的射频发射模式，以避免特定工况下的特定缺陷。

本实施例与现有技术中的射频匀场方式相比，能够较多地消除高场下体部大躯干的介电伪影，在FSE(Fast Spin Echo,快速自旋回波)上的效果也较好且具有计算简单、实时性好、对主磁场的要求相对较低的优点，因此，本实施例具有综合效果较优的有益效果。

在本实施例中，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：第N个射频发射模式的发射参数基于前N-1个射频发射模式下的射频发射场获得，其中，N为大于或等于2的整数；以及，N个射频发射模式中第1个射频发射模式为预设模式。

在其中的一个实施例中，N＝2，第1个射频发射模式为全局最优的射频匀场模式，第2个射频发射模式的发射参数基于第1个射频发射模式下的射频发射场获得。

在其中的一个实施例中，N＝3，第1个射频发射模式为全局最优的射频匀场模式，第2个射频发射模式的发射参数基于第1个射频发射模式下的射频发射场获得，第3个射频发射模式的发射参数基于第1个和第2个射频发射模式下的射频发射场获得。在其他实施例中，N还可以是其他大于等于2的整数。

所述发射参数包括每个单通道发射射频脉冲的幅值和相位，为了实现本实施例的磁共振射频模式确定方法，需要与各个发射通道的幅值和相位可独立控制的设备配合，以实现较优的效果。在获得所述至少两种射频发射模式时，可根据该模式下的B1场强、信号能量、图像的清晰度等信号进行权重调整。需理解，上述的参数，并非需要运行对应的模式才能获得，也可以通过理论计算进行预测或者通过实际扫描前的校准数据采集获得，从而简化所述磁共振射频模式确定方法的步骤，以及消除各射频发射模式之间的耦合关系。

较优地，所述预设模式为全局最优的射频匀场模式。如此配置，可以在第1个射频发射模式下获得较多的有效信息。

在一实施例中，获得第N个射频发射模式的发射参数的步骤包括：对前N-1个射频发射模式下的射频发射场均符合预设条件的区域的目标发射场进行加权，获得第N个射频发射模式的发射参数。

所述加权方式举例说明如下，当在前N-1个射频发射模式下，一区域的B1场偏弱，则在第N个射频发射模式下，该区域的惩罚项加大，在第N个射频发射模式下，该区域的B1场就会增强。需理解，在实施加权算法的过程中，权重系数的具体调整逻辑，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，在本说明中不再详细说明。

请参考图2a和图2b，在一实施例中，所述预设条件包括：所述区域的射频发射场的场强小于预设场强，所述预设场强可以根据实际需要进行设置，在本说明书中不再进行详细说明。

在图2a所示的实施例中，一共有两个射频发射模式，应用场景为高场5T腹部。图2a是根据全局最优得到的射频发射模式1下的B1场强，可以看到全局最优时，图2a的B1场图上看箭头指向的部分仍然存在不均匀。因此发射模式1对应的FSE图像在B1场图低翻转角的相同位置存在明显不匀(可参考图3a中箭头位置理解)。为了缓解这个不均匀，图2b根据图2a的结果，对发射模式1不均匀的区域进行特殊加权，射频匀场时优先考虑发射模式1对应的低B1区域，最终得到发射模式2的B1的场图如图2b所示。图2b的发射模式2的场图和发射模式1的场图相比，发射模式1的低B1场区域在发射模式2中为高B1场区域，发射模式2中的低B1区域在发射模式1中为高B1区域，发射模式2对应的FSE图像如图3b所示，它与发射模式1的FSE图像(即图3a)可以形成比较好的互补。

在另一实施例中，所述预设条件包括：采集到的所述区域的磁共振信号能量小于预设强度。所述预设能量可以根据实际需要进行设置，在本说明书中不再进行详细说明。

在其他的实施例中，也可以根据实际需要选择其他的所述预设条件。通过预设条件的设置，所述磁共振射频模式确定方法可以通过优化前N-1个的射频发射模式下都仍然存在缺陷的区域的B1场特性，从而获得该区域下较好的成像效果。

进一步地，基于所述至少两种射频发射模式下采集到的磁共振信号得到成像结果的步骤包括：基于每个射频发射模式下采集到的磁共振信号得到各自独立的中间图像；以及，合并拼接所述中间图像得到所述成像结果。请参考图3a至3c进行理解，图3a和图3b即是所述中间图像，这两者在箭头所指位置都存在成像地缺陷；后续通过联合重建，将两幅图融合在一起，可以得到如图3c所示的FSE图像，该图像和图3a以及图3b的图像相比，图像整体比较均匀，具有较好地效果。

在一些实施例中，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：射频发射模式与磁共振序列的工作模块相匹配。

例如，在一实施例中，对B1不敏感的模块(比如GRE(Gradient echo,梯度回波)模块)以发射效果最优优先，进行射频匀场，得到发射模式1。对B1敏感的模块(比如压脂模块)进行全局最优匀场，得到发射模式2。这样的发射模式交替可以有效缓解高场带来的SAR沉积问题，同时也兼顾了图像质量。

在另一些实施例中，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：所述射频发射模式与成像的兴趣区域相匹配。

例如，在一实施例中，对特定的感兴趣区域进行B1匀场，例如，ASL(Arterial SpinLabeling，动脉自旋标记技术)的标记区域，膈肌导航的呼吸监测区域，或者饱和带区域等，得到发射模式1。成像模块进行全局最优匀场，得到发射模式2，这样的发射模式交替也可以兼顾感兴趣区域标记质量以及SAR的同时，得到比较优的图像质量。

在步骤S30中，所述射频发射模式的激发方式可以是交替激发方式或次序激发方式，次序激发是指各个所述射频发射模式只发生一次，不重复发生。交替激发是指至少一个射频发射模式会重复性地发生，例如发生两次或者周期性地发生。每个所述射频发射模式具体地发生次数以及在发生序列中所处的顺序，在不同的实施例中会有所不同。在其中的一个实施例中，共激发3种射频发射模式，第1个射频发射模式是全局最优的射频匀场模式，第2个射频发射模式的发射参数基于第1个射频发射模式下的射频发射场获得，第3个射频发射模式的发射参数基于第1个和第2个射频发射模式下的射频发射场获得，其中，第2个射频发射模式和第3个射频发射模式交替重复激发。

本实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序运行时，执行上述的磁共振射频模式确定方法。上述的可读存储介质也具有成像效果综合较优的有益效果。

本实施例还提供了一种磁共振设备，所述磁共振设备包括校准模块、控制器、采集模块和设置模块，其中，

所述校准模块用于基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；

所述控制器用于基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；

所述采集模块基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号；

所述设置模块用于驱使所述各个单通道激发所述至少两种射频发射模式。

所述磁共振设备其他的模块及其工作原理，以及各模块之间的连接关系，本领域的技术人员可以根据实际需要和现有技术进行设置，在此不进行详细的描述。

由于上述的磁共振设备通过至少两种射频发射模式采集磁共振信号，因此也具有成像效果综合较优的有益效果。

综上所述，上述实施例中的磁共振射频模式确定方法包括：基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；激发所述至少两种射频发射模式；以及，基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号。如此配置，在高场上可以有效缓解射频发射场不均匀引起的图像不均匀，同时也可以有效降低射频能量沉积，在高场上对降SAR也有积极作用。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述磁共振射频模式确定方法包括：

基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；

基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；

激发所述至少两种射频发射模式；以及，

基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号。

2.根据权利要求1所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：

第N个射频发射模式的发射参数基于前N-1个射频发射模式下的射频发射场获得，其中，N为大于或等于2的整数；以及，

N个射频发射模式中第1个射频发射模式为预设模式。

3.根据权利要求2所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述预设模式为全局最优的射频匀场模式。

4.根据权利要求2～3中任一项所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，获得第N个射频发射模式的发射参数的步骤包括：

对前N-1个射频发射模式下的射频发射场符合预设条件的区域的目标发射场进行加强，获得第N个射频发射模式的发射参数。

5.根据权利要求4所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述区域的射频发射场的场强小于预设场强。

6.根据权利要求4所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述预设条件包括：采集到的所述区域的磁共振信号强度小于预设强度。

7.根据权利要求1所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式包括：所述射频发射模式与磁共振序列的工作模块相匹配。

8.根据权利要求1所述的磁共振射频模式确定方法，其特征在于，所述激发所述至少两种射频发射模式包括：

所述射频发射模式的激发方式是交替激发方式或次序激发方式。

9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序运行时，执行如权利要求1～8中任一项所述的磁共振射频模式确定方法。

10.一种磁共振设备，其特征在于，所述磁共振设备包括校准模块、控制器、采集模块和设置模块，其中，

所述校准模块用于基于灵敏度预采集获得各个单通道的灵敏度；

所述控制器用于基于所述各个单通道的灵敏度获得至少两种射频发射模式；

所述采集模块基于所述至少两种射频发射模式采集磁共振信号；

所述设置模块用于驱使所述各个单通道激发所述至少两种射频发射模式。

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