[发明专利]用于磁共振系统的激发脉冲序列生成器

说明书

技术领域

本发明涉及用于磁共振系统的激发脉冲序列生成器。

背景技术

当人体组织等物质置于均匀静磁场(B₀场，即主磁场)下时，组织内的质子磁矩方向将倾向于与该B₀场一致，且沿着该方向以拉莫频率进动，令此时的磁化矢量方向为z轴正向，幅值为M₀，称组织内的质子处于平衡态。如果此时施加方向与B₀场垂直(即xy平面内)、且接近拉莫频率的射频场(B₁场)，组织内部的磁化矢量将向xy平面旋转，其轨迹处于与B₁场垂直的平面内，其旋转的角度称为受激翻转角，此时的B₁场称为激发场。撤去激发场后，组织内部的磁化矢量的xy分量将逐渐减弱、z分量将逐渐增强，并逐渐恢复为原平衡态磁化矢量M₀，该过程称为弛豫。在弛豫过程中，之前受激发的质子将释放出以拉莫频率为载波频率的信号，从而被磁共振系统采集并处理成像。

由此可见，人们赖以分析组织结构、功能状态的信息来自于这个受激区域内质子的弛豫信号。只有当受激区域内的所有质子从同样的状态(即同样的翻转角)开始弛豫，该区域内的组织结构和功能状态才能在磁共振成像中得以准确的体现。此为受激翻转角的均匀性要求。

影响翻转角激发均匀性的主要因素为激发射频场的均匀性。随着人们对磁共振成像高分辨率的追求，主磁场场强由0.35T逐渐提高到3T甚至11T，相应的射频场频率随之由15MHz提高至128MHz乃至470MHz，射频场的波长逐渐与人体尺寸相近，场的干涉和衰减效应显著，射频线圈的设计与改进已经不足以改善加载负载(即人体)后的射频场均匀性。因此激发脉冲序列的设计成为必需。

裁剪脉冲法是利用小翻转角前提下、目标场分布与射频场之间的傅里叶变换关系，来计算对应的激发脉冲序列的方法。它可以补偿射频场不均匀的影响，并且均匀激发任意形状的目标区域。但是该方法用在多维、尤其是三维上的脉冲序列的设计时，所得到的脉冲序列常常占用过长的激发时间，使得该激发过程极易受到偏共振效应的影响，而无法被实际应用。

近期发展的并行激发技术(parallel transmission或parallel excitation)，采用多个射频线圈或同一个射频线圈上的多个发射信道发射射频脉冲，该技术利用各射频线圈或各发射信道的射频场分布的变化性所带来的K空间内的点扩散作用，来实现对K空间的欠采样，从而加速对目标场的激发，减小脉冲序列时长。