[发明专利]一种实现发射源和接收源相位同步的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，具体涉及一种在磁共振成像中实现发射源和接收源相位同步的方法及装置。

背景技术

发射装置和接收装置是磁共振谱仪的两个重要组成部分，发射装置用来发生射频脉冲以激发样品产生磁共振信号，接收装置用来采集磁共振信号。在现代化磁共振谱仪中，发射装置和接收装置通常均采用直接数字式频率合成器（DirectDigitalSynthesizer，DDS）分别实现发射调制的频率源（以下简称为发射源）和接收解调的频率源（以下简称为接收源），解调后磁共振信号的相位取决于发射源相位（以下简称为发射相位）和接收源相位（以下简称为接收相位）的差。

在常规的磁共振波谱仪中，发射频率和接收频率总是保持一致，因此发射相位和接收相位可以维持固定相位差即相位同步，这样接收得到的磁共振信号的相位是稳定的。但在磁共振成像中，为了进行多层面的选择性激发，发射源需要在扫描过程中反复进行频率切换（用于选择性激发不同的层面），而接收源在信号采集时保持拉莫频率ω₀不变，因此发射源和接收源在多层面激发的序列扫描中难以保证相位同步关系，这样接收得到的磁共振信号的相位就会产生波动，从而影响信号累加和相位梯度编码的正确性。

在多层面激发成像中，为了实现发射源和接收源之间的相位同步关系，通常采用一种叫做“频率回绕（Frequencyrewinding）”的技术。为了简化说明，选择激发两个层面，相位编码为两次，每个层面在不同相位编码下采集一个回波。如图1所示，接收频率始终固定为ω₀，设在第一个相位编码（PE1）期间从t_1,1时刻起发射源从初始选层频率ω₀切换至下一个选层频率ω₁(ω₁>ω₀)，那么在t_1,2时刻发射相位会超前接收相位，超前的相位为(ω₁-ω₀)×(t_1,2-t_1,1)。在t_1,2时刻起将发射频率从ω₁切换至回绕频率ω₁′(ω₁′<ω₀)，如果满足条件(ω₁-ω₀)×(t_1,2-t_1,1)＝(ω₀-ω₁')×(t_2,1-t_1,2)，那么在t_2,1时刻接收相位会恰好和发射相位保持一致。这样在第二个相位编码（PE2）期间，当发射频率从t_2,1时刻起切换回初始选层频率ω₀后，发射源和接收源仍然可以保持固定的相位差，因此在数据采集时可以保证回波信号具有正确的相位。否则，即使不加相位编码梯度，相同层面的不同回波也会具有不同的相移，则无法进行正确的相位编码操作。在实际的多层面成像扫描中，发射源可以经过多次切换回绕频率以实现发射和接收的相位同步。该方法虽然有效，但是需要精确计算回绕频率或回绕延时，还要在序列执行过程中多次插入额外的回绕延时，增加了脉冲序列设计复杂度和执行的时间。