[发明专利]用于磁共振的运动探查梯度脉冲波设计方法及装置

说明书

本发明公开了用于磁共振的运动探查梯度脉冲波设计方法及装置。该方法包括步骤：设定运动探查梯度脉冲的b值和持续时间；以及根据设定的b值和持续时间确定运动探查梯度脉冲的波形，使得该波形对应的运动梯度探查脉冲在靠近与其对应的回聚脉冲的一半持续时间内的平均幅度小于在远离与其对应的回聚脉冲的另一半持续时间内的平均幅度。本发明的技术方案设计的MPG脉冲的b值与现有技术中的MPG脉冲相同，所需要的电流强度小于产生现有技术中的MPG脉冲所需的电流强度。

技术领域

本发明涉及医学设备技术领域，特别涉及磁共振的梯度脉冲技术领域。

背景技术

在磁共振的各种成像技术中，扩散加权成像(Diffusion Weighted Imaging，DWI)是新发展的一种，其利用组织间扩散系数不同产生的组织对比进行成像，是一种不同于常规磁共振成像的方法，其可以在分子水平对生物体的组织结构和功能状态进行无创性检查。

在进行扩散加权成像时，需要在片层选择梯度、相位编码梯度以及读出梯度中的至少一者上，施加扩散梯度(diffusion gradient)脉冲序列，也叫做运动探查梯度(MotionProbing Gradient，MPG)脉冲序列。

现有技术中一般用b值(b-factor)来反映MPG脉冲的影响大小，γ为常数，TE为回波时间，G(t)为表示该MPG脉冲的波形的函数。

b值越高，所得到的扩散加权成像的图像质量就越好。但是，要产生高b值的MPG脉冲，需要很大的输出功率。而现有的功率放大器能够产生的输出功率是有一个上限的，即：输出功率不能无限地提高。

现有的设计MPG脉冲波形的方法，都是尽量使得设计的MPG脉冲的波形接近矩形，并满足其他一些要求，比如：b值、脉冲持续时间、MPG脉冲与回聚脉冲之间的时间间隔等。

图1示意性地示出了现有方法设计的一种MPG脉冲波图。图1中的横轴表示时间，纵轴表示脉冲的幅度。施加MPG脉冲序列的时间在激发脉冲101之后。MPG脉冲序列仅仅被施加在相位编码梯度GP上。回聚脉冲103仅有一个。如果按照施加这些MPG脉冲的时间顺序来说，MPG脉冲序列中的第一个MPG脉冲102和第二个MPG脉冲104会被成对地施加在回聚脉冲103的两侧，即：第一个MPG脉冲102的施加时间在回聚脉冲103的施加时间之前，第二个MPG脉冲的施加时间在回聚脉冲103的施加时间之后。MPG脉冲102和104的波形可以关于回聚脉冲103对称。

图2示意性地示出了现有方法设计的另一种MPG脉冲波图。图2中的横轴表示时间，纵轴表示脉冲的幅度。施加MPG脉冲序列的时间在激发脉冲201之后。MPG脉冲序列被施加在片层选择梯度GS、相位编码梯度GP以及读出梯度GR上。回聚脉冲203和206共有两个。以施加在片层选择梯度GS上的MPG脉冲序列为例，MPG脉冲序列中的第一个MPG脉冲202和第二个MPG脉冲204会被成对地施加在第一个回聚脉冲203的两侧，即：第一个MPG脉冲202的施加时间在第一个回聚脉冲203的施加时间之前，第二个MPG脉冲204的施加时间在第一个回聚脉冲203的施加时间之后。同样，MPG脉冲序列中的第三个MPG脉冲205和第四个MPG脉冲207会被成对地施加在第二个回聚脉冲206的两侧，即：第三个MPG脉冲205的施加时间在第二个回聚脉冲206的施加时间之前，第四个MPG脉冲207的施加时间在第二个回聚脉冲206的施加时间之后。MPG脉冲202和207的波形可以关于其时间中点对称，而MPG脉冲204和205的波形也可以关于其时间中点对称。其他两个梯度上施加的MPG脉冲序列的位置与片层选择梯度GS上的MPG脉冲序列的位置相同。

由图1和图2可以看出，现有的设计MPG脉冲波的方法在设计MPG脉冲的波形时，都是选择非常接近矩形的、波形对称的脉冲，即：对于每一个MPG脉冲，都存在一个平行于纵轴的对称轴，使得该MPG脉冲关于该轴自对称。这样的脉冲的上升沿和下降沿的斜率值很大且相等，平顶区也只有一个。并且，现有技术中关于MPG脉冲设计的教导，都仅关注如何将MPG脉冲的波形设计成尽量接近矩形。