CN1278648C - 射频脉冲调谐的方法和装置 - Google Patents

Abstract

为了射频(RF)脉冲调谐以便有效地利用RF传输装置的能力，在调谐激励用的RF脉冲中使自旋翻转角与其目标值相等，使RF脉冲的脉冲宽度从其预定初始值连续地增加直至自旋翻转角变成与其目标值相等(从步骤902到步骤912)。此外，如果，该RF脉冲的振幅即使升高到了可调整的最大值，该翻转角仍然不能达到它的目标值，则按照不能达到该目标值的程度来确定该脉冲宽度的下一个增量。

Description

射频脉冲调谐的方法和装置

技术领域

本发明涉及射频(RF)脉冲调谐的方法和装置，尤其涉及用于控制激励用的RF脉冲以使自旋的翻转角与它的目标值相等的方法和装置。

背景技术

在磁共振成像(MRI)装置中，成像对象被带进该装置的磁体***的内部空间，也就是成像空间，在此空间，形成了一个静磁场，把一个梯度磁场和一个高频磁场施加到成像对象上，在其中由被激励的自旋产生了磁共振信号，并且根据所接收到的信号重建一幅图像。

高频磁场是以传输RF(射频)脉冲的形式施加的。为了确保恰当地激励自旋，在成像之前，要控制该RF脉冲。控制RF脉冲也被称为RF脉冲调谐。

在RF脉冲调谐时，当连续改变RF传输装置的传输增益(也就是改变RF脉冲的振幅)时，试着实施RF脉冲的传输。根据磁共振信号，每一次检查自旋翻转角达到的程度，以计算出最佳传输增益。

最佳传输增益是指能够使自旋翻转角与它的目标值相等时的传输增益。因为一个成像对象相对于另一个成像对象的最佳传输增益是不同的，所以对每一个成像对象，都需要进行RF脉冲调谐。在下文的说明中，有时可以把RF脉冲调谐简单地称为调谐。

为了确保对体型大的成像对象的适当调谐，可以把RF脉冲的宽度改变到某一个大的量值。可以根据成像对象的体重改变脉冲宽度。由磁共振成像装置的使用者事先输入该重量数据。

为了确保对体型大的成像对象的调谐能够成功实施(不失败)，脉冲宽度的上限可以设定到很高的水平值。换言之，RF传输装置的构造成以允许达到这样的高输出。

相对于实际成像中真实需要的输出，这种RF传输装置具有很大的剩余能力。由于这个原因，在使用大脉冲宽度的场合，RF脉冲通常都是以比最大增益低得多的增益来传输的。这意味着RF传输装置的能力没有有效地利用。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提供了用于进行RF脉冲调谐以使RF传输装置的能力得以有效地利用的方法和装置。

(1)从一个观点解决上述问题的本发明提供了一种用于调谐激励用的RF脉冲以使自旋翻转角与目标值相等的方法，其特征在于，使该RF脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与该目标值相等。

(2)从另一个观点解决上述问题的本发明提供了一种用于调谐激励用的RF脉冲以使自旋翻转角与目标值相等的装置，其特征在于，提供一种用于使该RF脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加直至该自旋翻转角变成与它的目标值相等的脉冲宽度调整装置。

根据在(1)和(2)中所述的观点的本发明，因为使该RF脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与该目标值相等，所以该RF脉冲被调谐成使该脉冲宽度达到最小值，并且使该脉冲振幅达到最大值。通过使用这种用于自旋激励的RF脉冲，可有效地利用RF传输装置的能力。

(3)从另一个观点解决上述问题的本发明提供了一种用于调谐激励用的RF脉冲以使自旋翻转角与目标值相等的方法，其特征在于，使该RF脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与中间目标值相等，并且由用于使该自旋翻转角与该中间目标值相等的RF脉冲的条件，来计算用于使该自旋翻转角与小于该中间目标值的最终目标值相等的RF脉冲的条件。

(4)从另一个观点解决上述问题的本发明提供了一种用于调谐激励用的RF脉冲以使自旋翻转角与目标值相等的RF脉冲调谐装置，其特征在于，提供一种用于使该RF脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加直至该自旋翻转角变成与它的一个中间目标值相等的脉冲宽度调整装置，和一种计算装置，该计算装置由用于使该自旋翻转角与该中间目标值相等的RF脉冲的条件来计算用于使该自旋翻转角与小于该中间目标值的最终目标值相等的RF脉冲的条件。

根据在(3)和(4)中所述的观点的本发明，因为使该RF脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与中间目标值相等，所以该RF脉冲被中间地调谐成使该脉冲宽度达到最小值，并且使该脉冲振幅达到最大值。

因为使该自旋翻转角与小于该中间目标值的最终目标值相等的RF脉冲的条件，是由使该自旋翻转角与该中间目标值相等的RF脉冲的条件计算得到的，所以获得了一个使脉冲宽度达到最小值并使脉冲振幅达到最大值的最终调谐脉冲。通过使用这种用于自旋激励的RF脉冲，可有效地利用RF传输装置的能力。

优选的是，上述计算以使得该RF脉冲的宽度达到最小值为目的计算出在该RF脉冲的最大可调节的振幅时的脉冲宽度。

如果，该RF脉冲的振幅即使升高到了可调整的最大值，该翻转角仍然不能达到该目标值，那么优选为以减小调谐所需的时间长度为目的，按照不能达到该目标的程度来确定该脉冲宽度的下一个增量。

优选的是，以90°脉冲调谐为目的，上述目标值定为90°。

优选的是，以180°脉冲调谐为目的，上述目标值定为180°。

按照本发明，有可能实现用于实施RF脉冲调谐以有效地利用RF传输装置的能力的方法和装置。

从下文对附图所示的本发明的优选实施例进行说明，可以明显地看到本发明的另外的目的和优点。

附图说明

图1为装置的方块图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图2为装置的方块图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图3为说明由装置实施的脉冲序列的一个示例的图线，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图4为说明由装置实施的脉冲序列的一个示例的图线，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图5为k-空间的简图。

图6为装置的运行流程图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图7为装置的功能方块图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图8为RF脉冲的波形图。

图9为装置的运行流程图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图10为说明翻转角和用信号强度表示的FID(自由诱导衰减)之间的关系的曲线图。

图11为装置的运行流程图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图12为装置的功能方块图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图13为装置的运行流程图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

图14为装置的运行流程图，其示出了本发明的实施模式的一示例。

具体实施方式

下文将参阅附图详细地说明实施本发明的模式。图1为一台磁共振成像(MRI)装置的方块图。用这种装置实施RF脉冲调谐。这种装置体现了实施本发明的模式的一个示例。该装置的构造具体表现了实施本发明的模式的示例。该装置的运行体现了实施关于按照本发明的方法的模式的示例。

如该图所示，此装置具有一磁体***100。该磁体***被安装在扫描室中。该磁体***100具有主磁场线圈部段102、梯度线圈部段106和RF(射频)线圈部段108。这些线圈部段基本上都是圆柱形的，而且都是同轴地设置的。固定在托架500上的成像对象1被运送机构(未示出)带进和带出该磁体***100的大致圆柱形的内部空间(内腔)。

主磁场线圈部段102在磁体***100的内部空间产生一个静磁场。该静磁场的方向基本上与成像对象1的躯体轴线的方向平行。因此，形成了一个所谓水平磁场。主磁场线圈部段102是由例如种超导线圈制成的。当然，这种线圈不限于超导线圈，也可以用常规的导电线圈构成。

梯度线圈部段106产生三个梯度磁场，以便沿三条相互垂直的轴线的方向，即分层轴线、相位轴线和频率轴线的方向中的每一个方向给出一个相对于该静磁场强度的梯度。

在用x、y和z表示的静磁场中、相互垂直的轴线中的任何一条轴线都可以是分层轴线。然后，假定其余两条轴线中的一条轴线为相位轴线，那么另一条则就是频率轴线了。在分层轴线、相位轴线和频率轴线保持相互垂直的情况下，这些轴线可以相对于x、y和z轴线倾斜所希望的任何角度。在该装置中，成像对象1的躯体轴线的方向被假定为就是z轴线的方向。

沿分层轴线方向的梯度磁场也可以称为分层梯度磁场。可以把沿相位轴线方向的梯度磁场称为相位编码梯度磁场。可以把沿频率轴线方向的梯度磁场称为读出梯度磁场。为了产生这些梯度磁场，梯度线圈部段106具有三个线形发梯度线圈(未示出)。在下文中，把梯度磁场简单地称为梯度。

RF线圈部段108在静磁场空间中产生一个用于在成像对象1的躯体中激励自旋的高频磁场。在下文中，可以把产生此高频磁场称为RF激励信号的传输。也可以把RF激励信号称为RF脉冲。RF线圈部段108还接收基于被激励的自旋而产生的电磁波，也就是磁共振信号。

RF线圈部段108具有传输线圈和接收线圈(两者都没有示出)。可以共用同一个线圈作为传输线圈和接收线圈，或者可以为两种不同的用途中的每一种用途各提供一个专用线圈。

梯度驱动部段130被连接到梯度线圈部段106。梯度驱动部段130向梯度线圈部段106提供一个驱动信号，从而使它产生梯度磁场。梯度驱动部段130具有与在梯度线圈部段106中的三条线形梯度线圈匹配的三条线形驱动回路(未示出)。

RF驱动部段140被连接到该RF线圈部段108。该RF驱动部段140向RF线圈部段108提供一个驱动信号，从而使它传输该RF脉冲，并且因此在成像对象1躯体中激励自旋。

数据收集部段150被连接到该RF线圈部段108。该数据收集部段150接收由RF线圈部段108抽样接收的信号，并且收集它们作为数字数据。

控制部段160被连接到梯度驱动部段130、RF驱动部段140和数据收集部段150。该控制部段160控制梯度驱动部段130或数据收集部段150，以便收集磁共振信号。

该控制部段160是由例如计算机或类似的器件构造成的。控制部段160具有存储器(未示出)。此存储器贮存了用于该控制部段160的程序和各种数据。控制部段160的功能由贮存在该存储器中的各个相应的程序有关的计算机的运行来实现。

该数据收集部段150的输出侧被连接到数据处理部段170。由数据收集部段150收集的数据被输入到该数据处理部段170。数据处理部段170由例如计算机或类似的器件构造成。数据处理部段170具有存储器(未示出)。此存储器贮存了用于数据处理部段170的程序和各种数据。

该数据处理部段170被连接到控制部段160。数据处理部段170在位置上处于控制部段160的高一级，并且监控控制部段160。该装置的功能由贮存在该存储器中的各个相应的程序有关的数据处理部段170的运行来实现。

该数据处理部段170把由数据收集部段150收集的数据贮存在该存储器中。在此存储器中，形成了一个数据空间。这个数据空间构造成二维傅立叶(Fourier)空间。下文也把该二维傅立叶空间称为k-空间。通过使在k-空间中的数据经历二维反傅立叶变换，从而使数据处理部段170重建一幅成像对象1的图像。

显示部段180和操作部段190被连接到数据处理部段170。该显示部段180由图形显示器或类似器件构造成。此操作部段190由键盘或类似的配有指向设置的器件构造成。

该显示部段180显示重建的图像和从数据处理部段170输出的各种信息条目。使用者操作此操作部段190，把各种指令、信息和有关的内容输入到数据处理部段170。使用者通过显示部段180和操作部段190从而相互配合地操作着该装置。

图2为另一种方案的磁共振成像装置的方块图。RF脉冲调谐也通过该装置来实施。在该图中所示的磁共振成像装置体现了实施本发明的另一个示例。该装置的构造具体表现了实施本发明的模式的示例。该装置的运行体现了实施关于按照本发明的方法的模式的示例。

这种装置具有一个在方案上与图1所示的装置的磁体***不同的磁体***100’。此磁体***100’安装在扫描室中。除了磁体***100’以外，这种装置的构造相似于图1中所示装置的构造，而且用相同的附图标记分别表示相同的部件，因而省略了对这些部件的说明。

该磁体***100’具有主磁场磁体部段102’、梯度线圈部段106’和RF线圈部段108’。这些主磁场磁体部段102’和线圈部段中的每一个都是成对出现的，这些构成每一对的单元都互相面对地设置，并在它们之间留有一定的空间。这些单元的每一个基本上都是盘形的，所有这些单元都布置成以便共享同一条中心轴线。固定在托架500上的成像对象1被运送机构(未示出)带进和带出该磁体***100’的内部空间(内腔)。

该主磁场磁体部段102’在磁体***100’的内部空间形成了一个静磁场。该磁场的方向基本上垂直于成像对象1的躯体的轴线的方向。因此，形成了一个所谓垂直磁场。主磁场线圈部段102’是由例如永久磁体构造成的。当然，这不限于永久磁体，也能够用超导电磁体、常规的导电电磁体或类似的机件制成。

梯度线圈部段106’产生三个梯度磁场，以便沿三条相互垂直的轴线的方向，即分层轴线、相位轴线和频率轴线的方向的每一个方向给出一个相对于该静磁场强度的梯度。

在用x、y和z表示的静磁场中、相互垂直的轴线中的任何一条轴线都可以是分层轴线。然后，假定其余两条轴线中的一条轴线为相位轴线，那么另一条则就是频率轴线了。在分层轴线、相位轴线和频率轴线保持相互垂直的情况下，这些轴线可以相对于x、y和z轴线倾斜所希望的任何角度。在该装置中，成像对象1的躯体轴线的方向被假定为就是z轴线的方向。

也可以把在分层轴线方向的梯度磁场称为分层梯度磁场。还可以把在相位轴线方向的梯度磁场称为相位编码梯度磁场。在频率轴线方向的梯度磁场也可以称为读出梯度磁场。为了产生这些梯度磁场，梯度线圈部段106’有梯度线圈的三条线(未示出)。

RF线圈部段108’在静磁场空间产生一个用于在成像对象1的躯体中激励自旋的高频磁场。RF线圈部段108’还接收基于被激励的自旋的电磁波，也就是磁共振信号。

RF线圈部段108’具有传输线圈和接收线圈(两者都没有示出)。可以共用同一个线圈作为传输线圈和接收线圈，或者可以为两种不同的用途中的每一种用途各提供一个专用线圈。

图3示出了一个用于磁共振成像的脉冲序列的示例。这种脉冲序列是一种用自旋回波(SE)方法(形成)的脉冲序列。

因此，(1)是通过自旋回波(SE)方法用于RF激励的90°脉冲和180°脉冲序列，而(2)、(3)、(4)和(5)分别为分层梯度Gs、读出梯度Gr、相位编码梯度Gp和自旋回波MR序列。该90°脉冲和该180°脉冲用各自的中心信号表示。脉冲序列是沿时间轴线t从左到右地发出的。

如图所示，90°自旋激励是用90°脉冲实施的。然后，施加分层梯度Gs，并且就一个指定的层面实施选择性的激励。从该90°激励起经过一段指定的时间长度以后，用180°脉冲进行180°激励，也就是自旋反转。这一次再施加分层梯度Gs，相对于同样的层面进行选择性的反转。

在90°激励和自旋反转之间这段时间间隔内，施加读出梯度Gr和相位编码梯度Gp。用读出梯度Gr使该自旋产生相位差。用相位编码梯度Gp实施自旋的相位编码。

在自旋反转以后，用读出梯度Gr使该自旋恢复相位(rephase)从而产生一个自旋回波MR。该自旋回波MR是按照本发明磁共振信号的实施模式的一个示例。自旋回波MR构成了一个具有相对于回波中心对称的波形的RF信号。在90°激励后，该中心回波产生了一个TE(回波时间)。该自旋回波MR作为观察数据被数据收集部段150收集。

这一脉冲序列在TR(重复时间)的循环中重复64到512次。每重复一次，就改变相位编码梯度Gp，以便每一次以不同的方式实施相位编码。对于64到512个观察，这就提供了相位编码量不同的观察数据。

图4中示出了用于磁共振成像的脉冲序列的另一个示例。这种脉冲序列是一种用梯度回波(GRE)方法形成的脉冲序列。

因此，(1)是通过梯度回波(GRE)方法用于RF激励的一种α°脉冲序列，而(2)、(3)、(4)和(5)分别为分层梯度Gs、读出梯度Gr、相位编码梯度Gp和自旋回波MR序列。该α°脉冲用相应的中心信号表示。脉冲序列是沿时间轴线t从左到右地发出的。

如图所示，α°自旋激励是用α°脉冲实施的，在这里，α不大于90度。然后，施加分层梯度Gs，并且就一个指定的层面实施选择性的激励。

在α°激励以后，用相位编码梯度Gp对该自旋进行相位编码。然后，使用读出梯度Gr首先使该自旋产生相位差，随后使该自旋再恢复相位，从而产生一个梯度回波MR。该梯度回波MR是按照本发明磁共振成像信号的实施模式的一个示例。梯度回波MR构成了一个具有相对于回波中心对称的波形的RF信号。在α°激励后，该中心回波产生了TE(回波时间)。此梯度回波MR作为观察数据被数据收集部段150收集。

这一脉冲序列在TR的循环中重复64到512次。每重复一次，就改变相位编码梯度Gp，以便每一次以不同的方式实施相位编码。对于64到512个观察，这就提供了相位编码量不同的观察数据。

由在图3和图4所示的脉冲序列得到的观察数据被收集到数据处理部段170的存储器中。此外，脉冲序列并不限于SE方法或GRE方法，不言而喻，还可以使用任何其它适当的技术，例如，诸如快速自旋回波(FSE)方法或回波平面成像(EPI)方法之类的方法。

图5是一幅k-空间的简图。在k-空间中，水平轴线kx为频率轴线，而垂直轴线ky为相位轴线。在此图中，若干个在水平方向较长的矩形中的每一个代表了一组观察数据。在下文中，也可以把观察数据称为MR数据。在每一个矩形中标注的数字表示相位编码量。通过π/N使相位编码量标准化。N的范围从64到512。在相位轴线ky的中心，相位编码量为0。相位编码量从该中心逐渐向两端增加。这种增加的极性彼此相反。通过使观察数据进行二维反傅立叶变换，数据处理部段170重建了一幅成像对象1的体层摄影图像。此重建的图像则被存入储存器。

图6是一幅本发明的装置的成像操作的流程图。如该图所示，在步骤602，设定成像的状态。成像状态的设定由使用者通过操作部段190来完成。包括扫描参数在内的所期望的成像状态在此部段设定。作为设定成像状态的一个部分，进行RF脉冲调谐。下文还将对RF脉冲调谐进行说明。

在步骤604进行扫描。在控制部段160的控制下，通过执行上述的脉冲序列，完成扫描，并且对每一次观察连续地获得MR数据。

对于所有的观察的MR数据获得以后，在步骤606中由数据处理部段170完成图像重建。在步骤608中此重建的图像显示在显示部段180上，并且存入该储存器。

图7是一幅本发明装置的功能方块图，重点放在RF脉冲调谐上。此功能方块图示出了该RF脉冲调谐装置的构成。如该图所示，此装置具有脉冲发生部段702和传输部段704。通过传输部段704，把由脉冲发生部段702发生的RF脉冲供给到RF线圈部段108，以便在对象1中激励自旋。

供给到RF线圈部段108的RF脉冲具有例如图8所示的波形。该RF脉冲的振幅为a，而脉冲宽度为τ。输出部段704的输出增益是变化的。RF冲脉的振幅a随增益而变化。该增益受增益控制部段706的控制。因此，RF脉冲的振幅是受增益控制部段706控制的。

由脉冲发生部段702、传输部段704和增益控制部段706组成的那部分的功能相当于在图1或图2所示的装置中由RF驱动部段140和控制部段160组成的那部分的功能。

在成像对象1中激励的自旋产生了磁共振信号。这些磁共振信号包括，例如，FID(自由诱导衰减)。这些磁共振信号通过RF线圈部段108被接收部段708所接收。接收部段708的功能相当于数据收集部段150的功能。

所接收的磁共振信号被输入到翻转角确定部段710。根据接收到的信号，翻转角确定部段710确定自旋翻转角是否与它的目标值相等。下文还将对由翻转角确定部段710确定翻转角的问题进行说明。

来自翻转角确定部段710的确定信号被输入到脉冲宽度调整部段712。脉冲宽度调整部段712根据确定信号产生脉冲宽度调整信号。此脉冲宽度调整信号又被输入到脉冲发生部段702，并且用以调整由脉冲发生部段702发生的RF脉冲宽度。

由翻转角确定部段710和脉冲宽度调整部段712组成的那部分的功能相当于数据处理部段170的功能。由翻转角确定部段710和脉冲宽度调整部段712组成的那部分体现了按照本发明的脉冲宽度调整装置的实施模式的一个示例。

图9是本发明装置的一幅工作流程图。如该图所示，在步骤902中设定脉冲宽度。由脉冲宽度调整部段712完成脉冲宽度的设定。在此设定脉冲宽度τ₀。

下一步，在步骤904中，进行最佳脉冲振幅的搜索。最佳脉冲振幅的搜索是一种搜索RF脉冲振幅的最佳程度的操作。RF脉冲振幅的最佳程度就是指这样一种振幅，该振幅能够激励一个自旋，以使翻转角与它的目标值相等。

翻转角与RF脉冲振幅成正比。因此，可以弄清，当连续地改变RF脉冲振幅并检查每一次得到的自由诱导衰减(FID)时，通过传输RF脉冲，该翻转角是否已经变成与它的目标值相等。作为反转角的目标值，选择90°或180°。

在图10中示出了翻转角与用信号强度表示的FID之间的关系。因此，当翻转角为90°时，FID的信号强度达到它的最大值，当翻转角为0°或180°时，FID的信号强度达到它的最小值。利用这种关系可以计算出激励一个使翻转角为90°或180°自旋的RF脉冲的振幅。

RF脉冲的连续传输是通过对脉冲发生部段702和输出部段704进行操作而完成的。在每一次传输时，增益控制部段706连续地增加RF脉冲的振幅。由翻转角确定部段710完成根据FID来确定翻转角是否已经达到它的目标值的操作。这种确定是以在图10中所示的翻转角和FID之间的关系为依据的。

达到使翻转角与它的目标值相等的脉冲振幅，这意味着这一搜索成功。在这种情况下，按照在步骤906的确定，完成了RF脉冲调谐操作。

即使把RF脉冲的振幅调到了它的最大值也不能达到该目标值，这意味着搜索未能成功。在这种情况下，按照在步骤906的确定，在步骤910中把脉冲宽度取为τ+Δτ。换言之，脉冲宽度增加了一个Δτ。由脉冲宽度调整部段712来增加脉冲宽度。由此对由脉冲发生部段702发生的RF脉冲的脉冲宽度进行更新。

随后，在步骤912中确定τ＞T是否保持确实。T是RF脉冲正常宽度的上限。上限T是考虑了传输部段704的性能和其它因素后适当地确定的。假如发现τ＞T保持确实，则将此处理成误差，否则过程转向步骤904。随后，在一个新的脉冲宽度下，以与上述相似的方式，搜索最佳脉冲振幅。

因为翻转角也与RF脉冲的宽度成正比，所以即使脉冲振幅保持相同，翻转角也会因脉冲宽度的增大而增加。因此，即使通过上一次的搜索不能获得最佳脉冲振幅，那么这次就可以获得最佳脉冲振幅。此后，以这种方式，假如证明最佳脉冲振幅搜索不成功，那么可以在步骤910中以每次增加一个Δτ的脉冲宽度的方式来重复这种搜索。

通过将初始值τ₀和RF脉冲宽度的增量Δτ保持成较小值，以便：使翻转角与它的目标值相等的RF脉冲振幅与传输部段704能够输出的最大值相等或接近。以精确地或实际上100％地利用传输部段704的能力的方式，输出了这样一个脉冲振幅。因此，可以得到一个能够有效利用传输部段704的能力的脉冲振幅。

此外，这样一个脉冲振幅可以把该脉冲宽度减少到它的必需的最小值。小的脉冲宽度有可能使脉冲序列的时间长度减小，因此减少了成像所需的时间，或改善了图像质量。

通过计算还可以动态地改变脉冲宽度的增量Δτ，而与上述脉冲宽度固定的方式不同。在这种情况下，如图11所示，在步骤908计算脉冲宽度增量Δτ。由脉冲宽度调整部段712完成对Δτ的计算。将按下述方法实现对Δτ的计算。

最佳脉冲振幅搜索不成功意味着：即使脉冲振幅增加到了使传输部段704能够输出的最大值，翻转角也没有达到它的目标值。在这种情况下达不到目标值的程度表明了激励不充分的程度。因此，假如增加脉冲宽度可补偿这种激励的不足，那么能使翻转角与其目标值相等。

例如，假设：用传输部段704的最大输出来激励的自旋的翻转角相对于某一个目标值180°是170°，那么用180°/170°再乘以由RF脉冲激励的量，就能够达到此目标值。为了实现这一点，可用180°/170°乘以脉冲宽度τ。因此，由下列方程式可以计算脉冲宽度增量Δτ。

将此推广到一般的情况，由下列方程式给出Δτ的计算公式。使用这个Δτ将有可能减少调谐时间的长度。

$\mathrm{\Δ\τ}=[\frac{{\mathrm{\θ}}_T}{{\mathrm{\θ}}_{\max }}-1]\mathrm{\τ}---\left(2\right)$

式中，

θ_T为目标翻转角；和

θ_max为达到的翻转角。

假如翻转角的目标值小于90°，例如为20°，那么如下所述，根据算出的最佳脉冲振幅和脉冲宽度可以计算出适合于该目标值的最终的最佳脉冲振幅和脉冲宽度。

图12为当以这种方式实施RF脉冲调谐时，本发明的装置的一幅功能方块图。在此图中，用相同的附图标记分别表示与图7中所示的相同的部件，因而省略了对这些部件的说明。

如此图所示，此装置具有脉冲宽度计算部段714。脉冲宽度计算部段714的功能相当于数据处理部段170的功能。通过使用来自于翻转角确定部段710和脉冲宽度调整部段712的输入信号，脉冲宽度计算部段714进行计算。来自翻转角确定部段710的输入信号为最佳脉冲振幅。来自脉冲宽度调整部段712的输入信号为脉冲设定点。脉冲宽度计算部段714体现了按照本发明的计算装置的实施模式的一个示例。

图13和图14为本发明装置的两幅运行流程图。这些流程图分别为图9和图11所示流程图的变型，但是补充了步骤914。在步骤914中，按照翻转角进行脉冲宽度计算。这种计算是由脉冲宽度计算部段714完成的。脉冲宽度计算部段714按下列公式计算脉冲宽度τ。

$\mathrm{\τ}=\frac{{\mathrm{\θ}}_{T_2}}{{\mathrm{\θ}}_{T_1}}\·\frac{{\mathrm{\α}}_{T_1}}{{\mathrm{\α}}_{\max }}\·{\mathrm{\τ}}_{T_1}---\left(3\right)$

式中，

θ_T1为中间目标翻转角；

θ_T2为最终目标翻转角；

a_T1为最佳脉冲振幅；

a_max为传输部段704能够输出的RF脉冲的最大振幅；和

τ_T1为脉冲宽度设定点。

中间目标翻转角θ_T1为，例如，90°或180°。最终目标翻转角θ_T2为，例如，30°。最佳脉冲振幅a_T1是来自翻转角确定部段710的输入信号。就是这个最佳脉冲振幅使翻转角与该中间目标值相等。脉冲宽度设定点τ_T1是来自脉冲宽度调整部段712的输入信号。就是这个脉冲宽度设定点使翻转角与该中间目标值相等。

公式(3)是用于计算当使脉冲振幅成为传输部段704能够输出的RF脉冲的最大振幅a_max时使翻转角与该最终目标值θ_T2相等的脉冲宽度。因为使脉冲振幅成为最大振幅a_max了，所以脉冲宽度就采用比该角度为90°或180°时的值更小的值了。这就有可能更进一步减少成像所需的时间长度了。

虽然，至此参阅实施本发明的优选模式的若干示例已经对本发明进行了说明，但是只要不偏离本发明的技术范围，本领域的普通技术人员可以修改或替换上述的实施模式。因此，本发明的技术范围不仅覆盖实施模式的上述示例，而且包括所有处于权利要求范围内的实施模式。

只要不偏离本发明的精神和范围可以构成许多范围宽广的、各种不同实施例。应该理解，所附的权利要求规定的内容之外，本发明不限于在本说明书中所描述的那些特定实施例。

[图1]

1成像对象100磁体***

102主磁场线圈部段

106梯度线圈部段

108RF线圈部段

130梯度驱动部段

140RF驱动部段

150数据收集部段

160控制部段

170数据处理部段

180显示部段

190操作部段

500托架

[图2]

100’磁体***

102’主磁场磁体部段

106’梯度线圈部段

108’RF线圈部段

130梯度驱动部段

140RF驱动部段

150数据收集部段

160控制部段

170数据处理部段

180显示部段

190操作部段

[图3]、[图4]

时间

[图5]

相位编码量

N个观察

[图6]

开始

602设定成像状态

604扫描

606重建图像

608显示/存储

结束

[图7]

702脉冲发生部段

704传输部段

706增益控制部段

708接收部段

710翻转角确定部段

712脉冲宽度调整部段

[图9]

开始

904搜索最佳脉冲振幅

906搜索是否成功？

误差

结束

[图10]

FID的信号强度

翻转角

[图11]

开始

904搜索最佳脉冲振幅

906搜索是否成功？

908计算脉冲宽度增量Δτ

误差

结束

[图12]

702脉冲生成部段

704传输部段

706增益控制部段

708接收部段

710翻转角确定部段

712脉冲宽度调整部段

714脉冲宽度计算部段

[图13]

开始

904搜索最佳脉冲振幅

906搜索是否成功？

结束

914计算相应于翻转角的脉冲宽度

误差

[图14]

开始

904搜索最佳脉冲振幅

906搜索是否成功？

908计算脉冲宽度增量Δτ

结束

914计算相应于翻转角的脉冲宽度

误差

Claims (12)

1.一种射频脉冲调谐方法，用于调谐激励用射频脉冲，以使自旋翻转角与目标值相等，该方法包括：

当该射频脉冲的振幅升高到多个值中的最大值时，确定翻转角是否未达到目标值；

使该射频脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与该目标值相等，所述连续地增加包括在增加振幅时如果翻转角未达到目标值对脉冲宽度的增加。

2.如权利要求1所述的射频脉冲调谐方法，其特征在于，还包括按照不能达到该目标值的程度来确定该脉冲宽度的增量。

3.如权利要求1所述的射频脉冲调谐方法，其特征在于，所述目标值为90°。

4.如权利要求1所述的射频脉冲调谐方法，其特征在于，所述目标值为180°。

5.一种射频脉冲调谐装置，用于调谐激励用射频脉冲，以使自旋翻转角与目标值相等，该射频脉冲调谐装置包括：

翻转角确定部段，当该射频脉冲的振幅升高到多个值中的最大值时，确定翻转角是否未达到目标值；以及

脉冲宽度调整装置，用于使该射频脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与该目标值相等，所述脉冲宽度调整装置在增加振幅时如果翻转角未达到目标值对脉冲宽度连续地增加。

6.如权利要求5所述的射频脉冲调谐装置，其特征在于，所述脉冲宽度调整装置按照不能达到该目标值的程度来确定该脉冲宽度的增量。

7.如权利要求5所述的射频脉冲调谐装置，其特征在于，所述目标值为90°。

8.如权利要求5所述的射频脉冲调谐装置，其特征在于，所述目标值为180°。

9.一种射频脉冲调谐装置，用于调谐激励用射频脉冲，以使自旋翻转角与目标值相等，该射频脉冲调谐装置包括：

脉冲宽度调整装置，用于使该射频脉冲的脉冲宽度从它的预定初始值连续地增加，直至该自旋翻转角变成与中间目标值相等；和

计算装置，该计算装置由使该自旋翻转角与该中间目标值相等的RF脉冲条件来计算用于使该自旋翻转角与小于该中间目标值的最终目标值相等的RF脉冲条件，使该自旋翻转角与该中间目标值相等的所述RF脉冲条件包括射频脉冲的多个振幅中的最大的一个。

10.如权利要求9所述的射频脉冲调谐装置，其特征在于，所述计算装置计算出该射频脉冲的多个振幅中最大振幅时的该脉冲宽度。

11.如权利要求9所述的射频脉冲调谐装置，其特征在于，所述中间目标值为90°。

12.如权利要求9所述的射频脉冲调谐装置，其特征在于，所述中间目标值为180°。

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