[发明专利]一种平面回波成像方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，特别涉及一种平面回波成像方法和系统。

背景技术

磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)的原理为：当施加外在磁场时，采用特定频率的射频(RF，Radio Frequency)脉冲激发被测组织内的质子，质子吸收一定的能量而发生共振，当停止发射RF脉冲后，被激发的质子将吸收的能量以扫描信号的形式逐步释放出来，对扫描信号进行采集，并采用图像重建技术对扫描信号进行处理就可获得被测组织的扫描图像。需要说明的是，信号处理的基本单位为体素，一个体素可包括一个或多个质子，在进行图像重建时，处理对象为所采集的每个体素的扫描信号。

其中，外在磁场包括主磁场和三个正交的梯度磁场，在三个正交的梯度磁场中，通常将与主磁场相同的方向定义为Z轴方向，X轴、Y轴与Z轴正交。具体来说，将沿Z轴方向的梯度磁场称为选层(SS，Slice Selection)梯度，同时，Z轴方向也可称为SS方向；将沿Y轴方向的梯度磁场称为相位编码(PE，Phase Encode)梯度，同时，Y轴方向也可称为PE方向；将沿X轴方向的梯度磁场称为频率编码梯度，在实际应用中，也将频率编码梯度称为读出(RO，Read Out)梯度，X轴方向也可称为RO方向。

随着MRI技术的发展，平面回波成像(EPI，Echo Planar Imaging)序列是目前扫描速度最快的序列，图1为现有技术中EPI序列的示意图。如图1所示，在SS方向施加选层梯度101，则SS方向上不同位置的体素具有不同的共振频率，此时使用90度的RF脉冲102选择性地激发某一频率的体素，被激发的某一频率的体素为一层面，然后在PE方向施加相位编码梯度103，则在PE方向上不同位置的体素存在相位差，同时，在RO方向施加读出梯度104，则在RO方向上不同位置的质子会以不同频率衰减。其中，EPI序列最大的特点为，读出梯度104连续正反向切换，在每个读出梯度104期间进行一个回波采集，也就是扫描信号的采集，相位编码梯度103在每个回波采集开始前施加。

然而，在实际应用中，由于涡流、主磁场不均匀或磁化率不均匀等因素的影响，会导致磁场的不均匀，体素的共振频率会发生变化，在进行频率编码和相位编码时，体素 的相位有可能出现错误，在EPI序列中，这种情况在相位编码时犹为突出，因此，采用EPI序列虽然能够进行快速成像，但是无法克服由于磁场不均匀而导致的图像失真。由此，在采用现有EPI序列进行扫描的基础上，还进行了一系列的改进，主要有下列几种改进方法：第一，采用EPI序列扫描完毕后，采用双梯度回波序列再次进行扫描，当采用双梯度回波序列扫描完毕后，可获得磁场不均匀场图，从磁场不均匀场图中可推导出每个体素在扫描图像中发生位移的像素数，然后对由EPI序列获得的扫描图像进行校正；第二，采用基于正极性相位编码梯度的EPI序列进行一次扫描，然后采用基于负极性相位编码梯度的EPI序列进行一次扫描，由此可获得两幅扫描图像，在这两幅图像中，由磁场不均匀导致的在相位编码方向上发生位移的方向是相反的，通过分别求解两幅扫描图像中每个体素在相位编码方向的体素模的积分，可推导出每个体素在扫描图像中发生位移的像素数，需要说明的是，图1所示为基于正极性相位编码梯度的EPI序列，在基于负极性相位编码梯度的EPI序列中，相位编码梯度的方向与图1所示的相位编码梯度的方向相反；第三，增大相位编码梯度的有效带宽，其中，相位编码梯度的有效带宽与每个回波采集的时间的倒数成正比，而图像的失真程度与相位编码方向的有效带宽成反比，例如，假设相位编码梯度的有效带宽为10Hz，而磁场不均匀导致的频率差(实际共振频率与均匀场共振频率差)为20Hz，那么导致的位移像素数为20/10＝2；假设相位编码梯度的有效带宽增加到20Hz，而磁场不均匀导致的频率差不变的话，那么这时导致的位移像素数便为20/20＝1。