CN113945877B - 磁共振黑血成像方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种磁共振黑血成像方法和***。该方法包括：利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，扫描对象包括第一数量的血流信号被抑制的层面；在达到预设反转时间时，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；在预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行黑血激发和信号采集，生成第四数量的层面的层间混叠磁共振信号；对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成各层的磁共振黑血图像。通过上述技术方案，实现了多层血流信号被同时完全抑制的磁共振信号的采集，提高了磁共振黑血成像速度。

Description

磁共振黑血成像方法和***

技术领域

本发明实施例涉及磁共振技术，尤其涉及一种磁共振黑血成像方法和***。

背景技术

磁共振黑血成像技术是指磁共振成像过程中抑制血流信号，使得所得图像中血液呈现黑色低信号，而周围组织呈亮色高信号的技术。

目前，常用的磁共振黑血成像技术主要有：空间预饱和、双反转恢复(DIR)、三反转恢复(TIR)、四反转恢复(QIR)、DENTY预备脉冲等方法。DIR脉冲模块通常由一个非选择性脉冲(反转整个体积的磁化)和一个选择性脉冲(反转成像层面的磁化)组成，TIR脉冲模块在DIR之后增加第三个选择性脉冲IR(反转成像层面的脂肪)，QIR脉冲模块在DIR之后增加一个DIR模块，从而减轻对T1的敏感性。这些方法的相关原理特点就是利用一些磁化准备脉冲(也称预备脉冲)在射频激发之前将扫描层面内或空间中的流体信号进行抑制，而保留静止组织的磁化矢量，而后采集单一层面的k空间中的数条线，使得最终的图像显示为黑血血管图像。

但是，上述黑血成像方法都只能采集到一层血流信号被完全抑制的磁共振信号，对于扫描部位包含多层面的情况，会造成多层面黑血成像的采集时间过长。

发明内容

本发明实施例提供一种磁共振黑血成像方法和***，以实现多层血流信号被完全抑制的磁共振信号的采集和成像，提高磁共振黑血成像速度，减少多层面黑血成像时长。

第一方面，本发明实施例提供了一种磁共振黑血成像方法，包括：

利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，所述扫描对象包括第一数量的层面，且所述第一数量的层面的血流信号被抑制；

在达到预设反转时间时，利用所述预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集所述扫描对象的所述第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

在所述预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行所述第一数量的层面的黑血激发和所述第二数量的层面的信号采集，生成所述扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号；

对所述第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成所述扫描对象各层的磁共振黑血图像；

其中，所述第一数量小于或等于所述第四数量，所述第二数量依据所述第四数量和所述第三数量确定，且所述第二数量介于两层和所述第一数量之间。

第二方面，本发明实施例还提供了一种磁共振黑血成像***，该***包括：

MRI扫描装置，以及与所述MRI扫描装置通信连接的处理器；

所述MRI扫描装置，用于：

利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象的第一数量的血流抑制层面；

在达到预设反转时间时，利用所述预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集所述扫描对象的所述第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

在所述预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行所述第一数量的层面的黑血激发和所述第二数量的层面的信号采集，生成所述扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号，其中，所述第一数量小于或等于所述第四数量，所述第二数量依据所述第四数量和所述第三数量确定，且所述第二数量介于两层和所述第一数量之间；

所述处理器，用于对所述第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成所述扫描对象各层的磁共振黑血图像。

本发明实施例通过利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，该扫描对象包括第一数量的层面，且第一数量的层面的血流信号被抑制；在达到预设反转时间时，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；在预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行第一数量的层面的黑血激发和第二数量的层面的信号采集，生成扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号；对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成扫描对象各层的磁共振黑血图像；其中，第一数量小于或等于第四数量，第二数量依据第四数量和第三数量确定，且第二数量介于两层和第一数量之间。实现了在预设成像序列的一个重复时间内重复执行黑血激发模块(即预备脉冲模块)和同时多层采集成像模块，以利用预备脉冲模块同时抑制多层面的血流信号，并且在达到多层面的血流信号均过零点的预设反转时间时，利用采集成像模块同时激发需成像的多层面，获得多层同时成像的混叠磁共振信号，解决了多层面黑血成像时只有一个层面的血流信号过零点的问题，提高了磁共振黑血成像速度，减少了多层面黑血成像时长。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种磁共振黑血成像方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种磁共振黑血成像方法的流程图；

图3是本发明实施例二中的一种多层同时采集的快速自旋回波序列的序列示意图；

图4是本发明实施例二中的双反转恢复序列的序列示意图；

图5是本发明实施例二中的预设成像序列的一个重复时间内的一种序列设计示意图；

图6是本发明实施例二中的预设成像序列的一个重复时间内的另一种序列设计示意图；

图7是本发明实施例二中的预设成像序列的一个重复时间内的又一种序列设计示意图；

图8是本发明实施例二中的预设成像序列的一个重复时间内的又一种序列设计示意图；

图9是本发明实施例二中的一种采集参考图像时所用的成像序列的一个重复时间内的序列设计示意图；

图10是本发明实施例四中的一种磁共振黑血成像***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本实施例提供的磁共振黑血成像方法，可适用于磁共振中多个层面同时进行黑血成像的情况。该方法可以由磁共振黑血成像***来执行，该***可以由软件和/或硬件的方式实现。例如，可以将序列设计、扫描控制和信号处理等过程由软件方式实现，但是对扫描对象的磁共振扫描则是通过磁共振扫描装置来实现。参见图1，本实施例的方法具体包括如下步骤：

S110、利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，扫描对象包括第一数量层面，且第一数量层面的血流信号被抑制。

其中，预设成像序列是指预先设定的，用于磁共振数据采集的脉冲序列。预备脉冲模块是指在采集成像之前实施的脉冲序列，其可以包含至少一个非选择性脉冲(反转整个体积的磁化)和至少一个选择性脉冲(反转成像层面的磁化)，用于将扫描层面内的流体信号(如血液)进行抑制，而保留静止组织的磁化矢量。示例性地，预备脉冲模块为空间预饱和序列、双反转恢复序列、三反转恢复序列、四反转恢复序列或DENTY预备脉冲序列。即预备脉冲模块可以采用相关技术中的任一实现黑血技术的脉冲模块。

第一数量M1是指预先设定的层面数量，其对应于预设脉冲模块的选择性脉冲激发的层面的数量，其可在序列设计时给定。示例性地，第一数量可等于或小于第四数量M。第四数量M对应于预设成像序列的单个重复时间(repetition time，TR)内需要成像的层面的总数量，由成像需求确定。本发明实施例中要通过同时多层激发成像技术(SimultaneousMulti-Slice,SMS)实现黑血成像的层面加速，故每次的成像层数至少为2层，而血流信号被抑制的层面至少需要覆盖成像层面，故第一数量要不小于两层。为了提高成像速度，减少不必要的脉冲激发操作，第一数量要不超过第四数量。

为了实现多个层面的血流信号一致性地同时过零点(无纵向磁化矢量)，达到多层面血流信号的完全抑制，本发明实施例中将同时多层激发成像技术应用至预备脉冲模块中。扫描成像过程中，在预设成像序列的一个重复时间(TR)内，先利用预备脉冲模块同时激发扫描对象(也称为黑血激发)。该扫描对象至少包含有第一数量的层面。该第一数量的层面中的每一层在已经被非选择性脉冲磁化之后，均被同时施加选择性脉冲，故每一层面中的血流抑制情况是一致的。需要说明的是，该第一数量层面中任意相邻的层面之间均存在间隙(层间距)。

S120、在达到预设反转时间时，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号。

其中，预设反转时间是指预先设置的反转时间TI。示例性地，预设反转时间依据血流的纵向弛豫时间T1、重复时间TR和第三数量确定。第三数量N是指预先设定的又一数量，其对应于一个重复时间TR内预备脉冲模块和采集成像模块构成的组合模块的重复执行次数，其在序列设计时给定。作为一个示例，预设反转时间通过公式TI＝T1*(In(2)-In(1+exp(-TR/T1/N))来计算确定，其中，In表示以e为底的对数，In2表示以e为底2的对数。采集成像模块是指用于采集磁共振信号以成像的脉冲序列，该脉冲序列采用自旋回波类序列。示例性地，采集成像模块为自旋回波SE序列或快速自旋回波FSE序列。这是因为自旋回波类序列的血液流空效应可以达到抑制成像层面的血流信号的目的。

第二数量M2是指预先设定的又一数量，其对应于一次信号采集时所需激发的层面数量。示例性地，第二数量依据第四数量和第三数量确定，且第二数量介于两层和第一数量之间。预设成像序列设计时，会设定一个重复时间TR内的成像总层数(第四数量M)和组合模块的重复执行次数(第三数量N)，那么就可以计算出一个组合模块中的采集成像模块激发的成像层面数量(第二数量M2)，即M2＝M/N。同样地，由于同时多层激发成像，且血流抑制层面至少需要覆盖成像层面，故第二数量需要不小于2层，并且需要不超过第一数量。

在预备脉冲模块中的选择性脉冲施加之后，各选择层面中的血流的纵向磁化矢量会一致的逐渐变小，等待预设反转时间，这些选择层面中的血流的纵向磁化矢量均恰好过零点，此时的血流信号被完全抑制。故在上述重复时间内，在预备脉冲模块施加后的预设反转时间达到时，便向扫描对象施加采集成像模块，该采集成像模块会在第一数量的血流信号被抑制的层面中同时激发第二数量的层面，磁共振接收线圈便可采集到扫描对象的上述第二数量的层面的磁共振信号。由于是多层同时采集，故第二数量的层面的磁共振信号是多层混叠的磁共振信号，称为层间混叠磁共振信号。可以理解的是，采集到的层间混叠磁共振信号中的血流信号为零。

示例性地，同时激发的各血流抑制层面中的第二数量的层面中的任意两个层面均是非相邻的。例如，第二数量的层面分别为第1层和第3层，或者分别为第2层和第4层等。这样设置的好处在于，通过增加信号采集层面的层间距，能够扩大层间灵敏度差异，从而提高层间混叠磁共振信号的层间解混叠效率，也提高磁共振黑血图像的图像信噪比。

S130、在预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行第一数量的层面的黑血激发和第二数量的层面的信号采集，生成扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号。

如果第二数量小于第四数量(第三数量不为1)，那么一个TR内执行一个组合模块无法实现第四数量的层面的磁共振黑血成像，故需要在预设成像序列的一个TR内重复设计第三数量的组合模块。如此，利用预设成像序列对扫描对象进行扫描时，便会按序重复执行第三数量次的S110和S120，每次执行均可获得第二数量的层面的层间混叠磁共振信号，则在一个TR内可获得总共为第四数量的层面的层间混叠磁共振信号。

S140、对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成扫描对象各层的磁共振黑血图像。

利用层间视场偏移和/或参考图像，对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠(将不同层的信号分离)处理，获得解混叠的单层的磁共振信号。然后，利用图像重建算法来对单层的磁共振信号进行图像重建，便可获得各层的磁共振黑血图像。

基于上述说明，本发明实施例的预设成像序列中结合了黑血成像技术(体现为预备脉冲模块)和同时多层成像技术(体现为采集成像模块)，并且只要能够实现第四数量的层面的同时成像，在一个重复时间内，预备脉冲模块和采集成像模块的序列种类和数量均可以变更。

本实施例的技术方案，通过利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，该扫描对象包括第一数量的层面，且第一数量的层面的血流信号被抑制；在达到预设反转时间时，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；在预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行第一数量的层面的黑血激发和第二数量的层面的信号采集，生成扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号；对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成扫描对象各层的磁共振黑血图像；其中，第一数量小于或等于第四数量，第二数量依据第四数量和第三数量确定，且第二数量介于两层和第一数量之间。实现了在预设成像序列的一个重复时间内重复执行黑血激发模块(即预备脉冲模块)和同时多层采集成像模块，以利用预备脉冲模块同时抑制多层面的血流信号，并且在达到多层面的血流信号均过零点的预设反转时间时，利用采集成像模块同时激发需成像的多层面，获得多层同时成像的混叠磁共振信号，解决了多层面黑血成像时只有一个层面的血流信号过零点的问题，提高了磁共振黑血成像速度，减少了多层面黑血成像时长。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上，对“预设成像序列”的序列设计进行了举例说明。在此基础上，对“对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成扫描对象各层的磁共振黑血图像”进行了进一步优化。其中，与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图2，本实施例提供的磁共振黑血成像方法包括：

S210、利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，扫描对象包括第一数量的层面，且第一数量的层面的血流信号被抑制。

S220、在达到预设反转时间时，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号。

示例性地，采集成像模块中的选层梯度方向上先后施加有梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰，以实现层间混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移。

其中，第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰分别是指具有不同的预设梯度距和预设梯度波形的梯度尖峰(gradient blips)，例如第一预设梯度尖峰设置为梯度零阶矩的一半，而第二预设梯度尖峰设置为梯度零阶矩。层间预设视场偏移是指预先设置的、层与层之间的视场偏移(FOV shift)，或者相邻层图像移位。

磁共振技术中进行层间解混叠的依据是不同层面的接收线圈的线圈灵敏度不同，层与层之间具有足够的线圈灵敏度差异。但是实际扫描时，由于相邻两层的层间距较小或沿选层方向排列的接收线圈较少等原因，会使得层与层之间的灵敏度矩阵差异(即层间灵敏度差异)较小，无法很好地解混叠。为解决该问题，本实施例中对预设成像序列进行了特殊设计。参见图3，在预设成像序列的层面选择梯度上，在射频脉冲的激发脉冲303和第一个回聚脉冲304之间P0处增加第一预设梯度尖峰；同时，根据相位编码模式的不同，可以在两个回聚脉冲的前一个回聚脉冲和信号采集窗(ADC)305之间(如P11、P21或P31)、以及信号采集窗305和两个回聚脉冲的后一个回聚脉冲之间(对应P11、P21、P31为P12、P22、P32)选择一个位置来增加第二预设梯度尖峰。这些预设梯度尖峰的设置能够实现磁共振信号在图像域上的层与层之间的层间预设视场偏移，而该层间预设视场偏移能够保证层与层之间具有足够的层间灵敏度差异，从而很好地解混叠层间混叠磁共振信号。

S230、在预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行第一数量的层面的黑血激发和第二数量的层面的信号采集，生成扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号。

示例性地，在一个重复时间内，第一数量为4，第二数量为2，第三数量为2，第四数量为4。

参见图4和图5，在一个示例中，以预备脉冲模块为双反转恢复序列DIR，采集成像模块为多层采集模式的快速自旋回波序列(multi-band fast spin echo)为例来说明预设成像序列的设计。如图4所示，为本申请一实施例所用的DIR示意图，其当检测到QRS波时，首先施加第一个反转脉冲(图中RF轴的第一个射频脉冲)，该反转脉冲可以是非层面选择的180度反转脉冲，即将扫描对象中的所有组织反转。接着，立马施加第二个反转脉冲，该第二反转脉冲是多频带射频脉冲，该多频带射频脉冲配合线性变化的磁场强度，实现多层同时激发。多频带射频脉冲的设计方法有多种，可以通过频移特性对辛格脉冲(Sinc Pulse)或SLR脉冲进行调制而得，也可以利用PINS算法等得到所需的多频带射频脉冲。

在一个实施例中，多频带射频脉冲通过如下方式获得：首先，可根据用户设置的扫描参数和需要同时激发的扫描对象的第一数量的层面数，计算实际的扫描设置参数；根据第一数量的层面的每个层面的层厚与层间距等参数，计算多频带射频脉冲。

请参考图4，多频带射频脉冲可以包括多个子SINC波形，且对应的沿着层面选择梯度(GS)方向施加对应的层面选择梯度，即：第二个反转脉冲与层面选择方向的梯度相配合作为层面选择的反转脉冲，这种方式对梯度波形的真实轨迹要求降低，从而更容易得到预期的激发轮廓。本实施例中，SINC波形可通过如下方式获取：

其中，N表示第一数量的层面数；t表示时间；i表示当前层面的标号；dω与第一数量的层面的层厚和层间距相关，可用如下公式表示：

其中，BW表示多频带射频脉冲的设定带宽；Δz表示第一数量的层面的层厚；dz表示层间距。

请参考图5，该预设成像序列中的一个重复时间TR内，总共需要成像4层，即第四数量M为4；组合模块(DIR+MB_FSE)的重复执行次数(第三数量N)为2，即一个TR内包含的脉冲模块依次为DIR、MB_FSE、DIR、MB_FSE；每个组合模块中的DIR模块的选择性脉冲同时激发4个层面，即第一数量N为4，该4个层面的血流信号被抑制；可以计算出每个组合模块中的MB_FSE模块的选择性脉冲同时激发的层面数量为4/2＝2，即第二数量为2。该预设成像序列的扫描实施过程为：一个TR内，先施加DIR模块，同时激发扫描对象的4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的磁化；待血流的纵向磁化矢量过零点对应的预设反转时间TI到达后，再施加MB_FSE模块，同时激发上述4个血流信号被抑制的层面中的第1层和第3层，并进行这两层混叠的层间混叠磁共振信号的采集；之后，继续施加DIR模块，同时激发上述4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的磁化；待预设反转时间TI到达后，再施加MB_FSE模块，同时激发上述4个血流抑制层面中的第2层和第4层，并进行这两层混叠的层间混叠磁共振信号的采集。

示例性地，在一个重复时间内，第一数量为4，第二数量为4，第三数量为1，第四数量为4。

参见图6，在一个示例中，以DIR模块和MB_FSE模块为例来说明预设成像序列的设计。该预设成像序列中的一个重复时间TR内，总共需要成像4层，即第四数量M为4；组合模块(DIR+MB_FSE)的重复执行次数(第三数量N)为1，即一个TR内包含的脉冲模块依次为DIR模块和MB_FSE模块；每个组合模块中的DIR模块的选择性脉冲同时激发4个层面，即第一数量N为4；可以计算出每个组合模块中的MB_FSE模块的选择性脉冲同时激发的层面数量为4/1＝4，即第二数量为4。在该示例中，血流信号被抑制的层面和采集成像层面完全重叠。该预设成像序列的扫描实施过程为：一个TR内，先施加DIR模块，同时激发扫描对象的4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的磁化；待预设反转时间TI到达后，再施加MB_FSE模块，同时激发上述4个血流信号被抑制的层面，并进行4层混叠的层间混叠磁共振信号的采集。

在一个实施例中，在DIR模块和MB_FSE模块之间还可施加脂肪抑制脉冲。参见图7，在一个示例中，以三反转恢复序列TIR模块和MB_FSE模块为例来说明预设成像序列的设计。第一数量、第二数量、第三数量和第四数量的设计与图6的示例相同。一个TR内包含的脉冲模块依次为TIR模块和MB_FSE模块，而TIR模块中包含DIR模块和IR模块。该预设成像序列的扫描实施过程为：一个TR内，先施加DIR模块，同时激发扫描对象的4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的磁化；待预设反转时间TI到达后，再施加IR模块，同时激发上述4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的脂肪的磁化；待脂肪的纵向磁化矢量过零点对应的反转时间TI_Fat到达后，继续施加MB_FSE模块，同时激发上述4个血流信号被抑制的层面，并进行4层混叠的层间混叠磁共振信号的采集。

参见图8，在一个示例中，以四反转恢复序列QIR模块和MB_FSE模块为例来说明预设成像序列的设计。第一数量、第二数量、第三数量和第四数量的设计与图6的示例相同。一个TR内包含的脉冲模块依次为QIR模块和MB_FSE模块，而QIR模块中包含2个DIR模块。该预设成像序列的扫描实施过程为：一个TR内，先施加第一个DIR模块，同时激发扫描对象的4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的磁化；待第一个预设反转时间TI1到达后，再施加第二个DIR模块，再次同时激发上述4个血流信号被抑制的层面，反转4个成像层面的磁化，以减轻对反转时间的敏感性；待第二个预设反转时间TI2到达后，继续施加MB_FSE模块，同时激发上述4个血流信号被抑制的层面，并进行4层混叠的层间混叠磁共振信号的采集。需要说明的是，TI1和TI2为经验设定的反转时间，使得TI1和TI2的组合能够尽可能地抑制血流信号。

S240、将第四数量的层面的层间混叠磁共振信号填充至K空间，获取混叠K空间数据。

对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号处理时，首先将层间混叠磁共振信号经过一定的转换(包括相位编码和频率编码)后填充至K空间，获得信号混叠的K空间数据(即混叠K空间数据)。

S250、基于层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异，对混叠K空间数据进行层间解混叠，生成扫描对象各层的解混叠K空间数据。

然后，利用层间预设视场偏移产生的层间灵敏度差异对混叠K空间数据进行层与层之间的解混叠，获得每层的解混叠的K空间数据(即解混叠K空间数据)。在一些实施例中，也可利用参考图像来获得层间灵敏度差异。示例性的，利用层间灵敏度差异对混叠K空间数据进行层间解混叠可采用子校准并行采集(Split-slice GRAPPA)算法、并行重建算法(SENSE)等。

S260、对每层解混叠K空间数据进行图像重建，获得扫描对象各层的磁共振黑血图像。

最后，根据所选用的图像重建算法，对每层的解混叠K空间数据进行相应的重建处理，生成每层的磁共振黑血图像。

本实施例的技术方案，通过在预设成像序列设计时，将一个重复时间内，第一数量设置为4，第二数量设置为2，第三数量设置为2，第四数量设置为4；或者将一个重复时间内，第一数量设置为4，第二数量设置为4，第三数量设置为1，第四数量设置为4；以及将预备脉冲模块设计为DIR模块、TIR模块和QIR模块中的一种。实现了在满足第四数量的层面的同时黑血成像的成像需求的前提下，提供预设成像序列的多种变形设计，不仅提高了黑血成像速度，而且提高了层面加速的黑血成像的序列设计的灵活性和多样性。通过将第四数量的层面的层间混叠磁共振信号填充至K空间，获取混叠K空间数据；基于层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异，对混叠K空间数据进行层间解混叠，生成扫描对象各层的解混叠K空间数据；对每层解混叠K空间数据进行图像重建，获得扫描对象各层的磁共振黑血图像。进一步提高了层间混叠磁共振信号的解混叠效率，且进一步提高了磁共振黑血图像的图像质量。

在上述技术方案的基础上，S220中利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号包括：基于欠采样方式，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；相应地，解混叠K空间数据为欠采样的解混叠K空间数据。

为了进一步提高磁共振扫描速度，本发明实施例中在采集层间混叠磁共振信号时，可以在多层同时激发扫描的基础上，再结合欠采样的扫描方式进行层内扫描加速，获得每个层面层内欠采样的层间混叠磁共振信号。那么，解混叠之后的解混叠K空间数据便为欠采样的解混叠K空间数据。

相应地，S260包括：获取线圈灵敏度分布图，并依据线圈灵敏度分布图对每层欠采样的解混叠K空间数据进行恢复，生成相应欠采样的解混叠K空间数据的全采样K空间数据；依据各全采样K空间数据进行图像重建，获得扫描对象各层的磁共振黑血图像。

对于层内欠采样的磁共振信号，如果要进行磁共振图像重建，那么就需要先对欠采样的K空间数据进行填充。为了准确填充K空间数据，可以利用接收线圈的线圈灵敏度分布图。这是因为磁共振的接收线圈是相控阵线圈，其是由多个子线圈按照一定的阵列组合而成，各个子线圈的敏感性即构成了线圈敏感度阵列，该线圈敏感度阵列中线圈敏感度越高，K空间数据中的信号强度越强。所以，可以利用线圈灵敏度分布图和欠采样的解混叠K空间数据，计算出K空间中未采样的数据，并将其填充至K空间中的相应位置，获得该层欠采样的解混叠K空间数据对应的全采样K空间数据。之后，再对该全采样K空间数据进行图像重建，获得该层的磁共振图像。

这里的线圈灵敏度分布图可以是预先已有的数据，也可以是在正式扫描之前加入低分辨率的参考扫描来获得。例如，在第四数量为4的示例中，可以利用图9所示的成像序列(预备脉冲模块DIR激发4层，采集成像模块FSE成像1层，DIR+FSE的组合模块重复执行4次)、现有的单层黑血成像序列或者现有的非黑血成像序列等，激发检测区域，利用磁体自身的体线圈得到检测区域的一幅低分辨率、全FOV的参考图像；各个接收线圈分别采集得到检测区域的多个接收线圈的图像，然后把各个接收线圈的图像逐个除以参考图像，得到各个接收线圈的线圈灵敏度分布图。这样设置的好处在于，既能进一步提高磁共振扫描速度，节省扫描时间，又能提高图像信噪比。

实施例三

本实施例在上述实施例一、二的基础上，提出一种磁共振成像方法。其包括如下步骤：

首先，利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，且扫描的多个层面的血流信号被抑制，其中，预备脉冲模块包括第一个反转脉冲和第二反转脉冲，且第一反转脉冲为非层面选择反转脉冲，第二反转脉冲为多频带层面选择反转脉冲。

其次，在预设成像序列的一个重复时间内同时采集至少两个层面的磁共振信号，该至少两个层面的磁共振信号存在层间混叠。可选的，在一个重复时间内可执行两次或者更多次采集，且每次采集过程中同时获取两个层面的磁共振信号。例如，扫描对象包含四个层面，在一个重复时间内第一次采集同时获取第一层面、第三层面的磁共振信号，第二次采集同时获取第二层面、第四层面的磁共振信号。

接着，分别获取扫描对象每个层面的参考信号。示例性的，可对扫描对象施加预备脉冲模块，以使得的多个层面的血流信号被抑制；以及，在一个重复时间内分别获取每个层面的血流受抑制的参考信号；

最后，在图像重建过程中，根据参考信号对层间混叠的磁共振信号进行解混叠，以获取每一层的磁共振图像。

实施例四

本实施例提供一种磁共振成像***，参见图10，该***具体包括：MRI扫描装置1010，以及与MRI扫描装置1010通信连接的处理器1020；

MRI扫描装置1010，用于：

利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，扫描对象包括第一数量的层面，且第一数量的层面的血流信号被抑制；

在达到预设反转时间时，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

在预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行第一数量的层面的黑血激发和第二数量的层面的信号采集，生成扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号，其中，第一数量小于或等于第四数量，第二数量依据第四数量和第三数量确定，且第二数量介于两层和第一数量之间；

处理器1020，用于：

对第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成扫描对象各层的磁共振黑血图像。

可选地，预设反转时间依据血流的纵向弛豫时间、重复时间和第三数量确定。

可选地，预备脉冲模块为空间预饱和序列、双反转恢复序列、三反转恢复序列、四反转恢复序列或DENTY预备脉冲序列。

可选地，采集成像模块为自旋回波序列或快速自旋回波序列。

可选地，在一个重复时间内，第一数量为4，第二数量为2，第三数量为2，第四数量为4。

可选地，在一个重复时间内，第一数量为4，第二数量为4，第三数量为1，第四数量为4。

可选地，采集成像模块中的选层梯度方向上先后施加有梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰，以实现层间混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移。

可选地，处理器1020包括：

混叠K空间数据获取模块，用于将第四数量的层面的层间混叠磁共振信号填充至K空间，获取混叠K空间数据；

解混叠模块，用于基于层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异，对混叠K空间数据进行层间解混叠，生成扫描对象各层的解混叠K空间数据；

黑血图像重建模块，用于对每层解混叠K空间数据进行图像重建，获得扫描对象各层的磁共振黑血图像。

进一步地，MRI扫描装置1010具体用于：

基于欠采样方式，利用预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集扫描对象的第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

相应地，解混叠K空间数据为欠采样的解混叠K空间数据；

相应地，黑血图像重建模块具体用于：

获取线圈灵敏度分布图，并依据线圈灵敏度分布图对每层欠采样的解混叠K空间数据进行恢复，生成相应欠采样的解混叠K空间数据的全采样K空间数据；

依据各全采样K空间数据进行图像重建，获得扫描对象各层的磁共振黑血图像。

图10显示的磁共振成像***1000仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图10所示，该磁共振成像***1000在上述技术方案的基础上，还包括输出装置1030。

处理器1020可同时监测或控制MRI扫描装置1010和输出装置1030。处理器1020可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、专门应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)、专用指令处理器(Application SpecificInstruction Set Processor，ASIP)、图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)、物理处理器(Physics Processing Unit，PPU)、数字信号处理器(Digital ProcessingProcessor，DSP)、现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、ARM处理器等中的一种或几种的组合。

输出装置1030，比如显示器，可显示感兴趣区域的磁共振图像。进一步地，输出装置1030还可显示受检者的身高、体重、年龄、成像部位、以及MRI扫描装置1010的工作状态等。输出装置1030的类型可以是阴极射线管(CRT)输出装置、液晶输出装置(LCD)、有机发光输出装置(OLED)、等离子输出装置等中的一种或几种的组合。

磁共振成像***1000可连接一个局域网(Local Area Network，LAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)、公用网络、私人网络、专有网络、公共交换电话网(PublicSwitched Telephone Network，PSTN)、互联网、无线网络、虚拟网络、或者上述网络的任何组合。

MRI扫描装置1010包括MR信号获取模块、MR控制模块和MR数据存储模块。其中，MR信号获取模块包括磁体单元和射频单元。磁体单元主要包括产生B0主磁场的主磁体和产生梯度的梯度组件。磁体单元中包含的主磁体可以是永磁体或超导磁体，梯度组件主要包含梯度电流放大器(AMP)、梯度线圈，梯度组件还可包含三个独立通道Gx、Gy、Gz，每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的梯度场，以对磁共振信号进行空间定位。射频单元主要包括射频发射线圈和射频接收线圈，射频发射线圈用于向受检者或人体发射射频脉冲信号，射频接收线圈用于接收从人体采集的磁共振信号，且根据功能的不同，组成射频单元的射频线圈可分为体线圈和局部线圈。在一个实施例中，体线圈或局部线圈的种类可以是鸟笼形线圈、螺线管形线圈、马鞍形线圈、亥姆霍兹线圈、阵列线圈、回路线圈等。在一个具体实施例中，局部线圈设置为阵列线圈，且该阵列线圈可设置为4通道模式、8通道模式或16通道模式。磁体单元和射频单元可组成开放性低场磁共振装置或者封闭型超导磁共振装置。

MR控制模块可监测包含磁体单元和射频单元的MR信号获取模块、MR数据处理模块。具体地，MR控制模块可接收MR信号获取模块发送的信息或者脉冲参数；此外，MR控制模块还可控制MR数据处理模块的处理过程。在一个实施例中，MR控制模块还连接有包含脉冲序列发生器、梯度波形发生器、发射机和接收机等，在接受用户从控制台发出的指令后，控制磁场模块执行相应扫描序列。

示例性地，本发明MRI扫描装置1010产生MR数据的具体过程包括：主磁体产生B0主磁场，受检者体内的原子核在主磁场作用下产生进动频率，该进动频率与主磁场强度呈正比；MR控制模块存储和发送需要执行的扫描序列(scan sequence)的指令，脉冲序列发生器根据扫描序列指令对梯度波形发生器和发射机进行控制，梯度波形发生器输出具有预定时序和波形的梯度脉冲信号，该信号经过Gx、Gy和Gz梯度电流放大器，再通过梯度组件中的三个独立通道Gx、Gy、Gz，每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的梯度场，以对磁共振信号进行空间定位；脉冲序列发生器还执行扫描序列，输出包括射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状等数据以及射频接收的计时和数据采集窗口的长度到发射机，同时发射机将相应射频脉冲发送至射频单元中的体发射线圈产生B1场，在B1场作用下病人体内被激发的原子核发出的信号被射频单元中的接收线圈感知到，然后通过发送/接收开关传输到MR数据处理模块，经过放大、解调、过滤、AD转换等数字化处理，然后传输到MR数据存储模块。当MR数据存储模块获取一组原始的K空间数据后，扫描结束。原始的K空间数据被重新整理成与每个将被重建的图像对应的单独的K空间数据组，每个K空间数据组被输入到阵列处理器，进行图像重建后结合磁共振信号，形成一组图像数据。

通过本发明实施例三的一种磁共振成像***，实现了在预设成像序列的一个重复时间内重复执行步骤一和步骤二分别对应的黑血激发模块(即预备脉冲模块)和同时多层采集成像模块，以利用预备脉冲模块同时抑制多层面的血流信号，并且在达到多层面的血流信号均过零点的预设反转时间时，利用采集成像模块同时激发需成像的多层面，获得多层同时成像的混叠磁共振信号，解决了多层面黑血成像时只有一个层面的血流信号过零点的问题，提高了磁共振黑血成像速度，减少了多层面黑血成像时长。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种磁共振黑血成像方法，其特征在于，包括：

利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，所述扫描对象包括第一数量的层面，且所述第一数量的层面的血流信号被抑制；

在达到预设反转时间时，利用所述预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集所述扫描对象的所述第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

在所述预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行所述第一数量的层面的黑血激发和所述第二数量的层面的信号采集，生成所述扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号；

对所述第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成所述扫描对象各层的磁共振黑血图像；

其中，所述第一数量小于或等于所述第四数量，所述第二数量依据所述第四数量和所述第三数量确定，且所述第二数量介于2和所述第一数量之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设反转时间依据血流的纵向弛豫时间、所述重复时间和所述第三数量确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预备脉冲模块为空间预饱和序列、双反转恢复序列、三反转恢复序列、四反转恢复序列或DENTY预备脉冲序列。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集成像模块为快速自旋回波序列。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个重复时间内，所述第一数量为4，所述第二数量为2，所述第三数量为2，所述第四数量为4。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个重复时间内，所述第一数量为4，所述第二数量为4，所述第三数量为1，所述第四数量为4。

7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述采集成像模块中的选层梯度方向上先后施加有梯度矩不同的第一预设梯度尖峰和第二预设梯度尖峰，以实现所述层间混叠磁共振信号在图像域上的层间预设视场偏移。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成所述扫描对象各层的磁共振黑血图像包括：

将所述第四数量的层面的层间混叠磁共振信号填充至K空间，获取混叠K空间数据；

基于所述层间预设视场偏移对应的层间灵敏度差异，对所述混叠K空间数据进行层间解混叠，生成所述扫描对象各层的解混叠K空间数据；

对每层所述解混叠K空间数据进行图像重建，获得所述扫描对象各层的磁共振黑血图像。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，利用所述预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集所述扫描对象的所述第二数量的层面的层间混叠磁共振信号包括：

基于欠采样方式，利用所述预设成像序列中的采集成像模块同时激发各血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集所述扫描对象的所述第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

相应地，所述解混叠K空间数据为欠采样的解混叠K空间数据；

相应地，对每层所述解混叠K空间数据进行图像重建，获得所述扫描对象各层的磁共振黑血图像包括：

获取线圈灵敏度分布图，并依据所述线圈灵敏度分布图对每层欠采样的所述解混叠K空间数据进行恢复，生成相应欠采样的解混叠K空间数据的全采样K空间数据；

依据各所述全采样K空间数据进行图像重建，获得所述扫描对象各层的磁共振黑血图像。

10.一种磁共振黑血成像***，其特征在于，所述***包括：MRI扫描装置，以及与所述MRI扫描装置通信连接的处理器；

所述MRI扫描装置，用于：

利用预设成像序列中的预备脉冲模块同时激发扫描对象，所述扫描对象包括第一数量的层面，且所述第一数量的层面的血流信号被抑制；

在达到预设反转时间时，利用所述预设成像序列中的采集成像模块同时激发血流信号被抑制的各层面中的第二数量的层面，采集所述扫描对象的所述第二数量的层面的层间混叠磁共振信号；

在所述预设成像序列的一个重复时间内，按照第三数量重复执行所述第一数量的层面的黑血激发和所述第二数量的层面的信号采集，生成所述扫描对象的第四数量的层面的层间混叠磁共振信号，其中，所述第一数量小于或等于所述第四数量，所述第二数量依据所述第四数量和所述第三数量确定，且所述第二数量介于2和所述第一数量之间；

所述处理器，用于对所述第四数量的层面的层间混叠磁共振信号进行层间解混叠和图像重建，生成所述扫描对象各层的磁共振黑血图像。