[发明专利]化学位移选择饱和压脂脉冲翻转角的优化方法

说明书

本发明涉及化学位移选择饱和压脂脉冲翻转角的优化方法，该方法以用户输入的压脂翻转角为参考，由压脂射频脉冲时间间隔、压脂脉冲到激发脉冲的时间间隔等参数，依据布洛赫方程，推导出最优的压脂翻转角。本发明允许操作医师在压脂翻转角上进行经验操作和偏好操作，且将由压脂射频脉冲时间间隔改变等引起的、操作医师不易掌控的影响因素自动去除，使得压脂参数调节更简便，压脂效果更稳定。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及化学位移选择饱和压脂脉冲翻转角的优化方法。

背景技术

在磁共振成像中，由于脂肪组织具有短T1弛豫时间常数和中等T2弛豫时间常数，在T1和T2加权成像中，脂肪组织都会呈高亮信号，会掩盖临近病变组织的信号；另外高亮的脂肪信号往往会加重运动伪影，以及导致化学位移伪影等。因此，磁共振成像中，需要采用脂肪抑制技术，提升图像对比度和抑制伪影。

化学位移选择饱和压脂是磁共振中应用最普遍的压脂技术。由于化学位移的存在，脂肪和水分子中的氢质子进动频率存在差别，如图1(a)所示，在谱线中脂肪峰和水峰化学位移大约为3.5ppm(parts per million,百万分之一)。所谓化学位移选择饱和压脂技术，即预先施加一个窄带射频脉冲于脂肪所在的进动频率，如图1(b)所示，使得脂肪中的氢质子被饱和，在后续成像过程中，氢质子不会被再次激发成像，从而达到抑制脂肪信号的目的。

若扫描重复时间(TR)无限长，脂肪能实现充分的T1弛豫，则理论上压脂脉冲采用90度翻转角即可取得理想的压脂效果。实际中受扫描时间限制，重复时间有限。另外，在磁共振多层扫描成像过程中，在同一个重复周期内，需要多次施加压脂脉冲。有限的压脂脉冲时间间隔会改变脂肪组织的T1弛豫的稳态模式，从而需要调整翻转角才能将脂肪信号饱和。图2给出了在理想情况下，最优压脂翻转角随压脂射频脉冲时间间隔的变化曲线。可见，当压脂脉冲时间间隔缩短后需要增加压脂翻转角。

因此，在应用化学位移选择饱和压脂时，往往会采用一个大于90度的压脂翻转角，且大多数磁共振系统会提供一个接口允许医生调节压脂翻转角。但是，当操作技师调节扫描参数，包括重复周期TR，扫描层数，呼吸采集窗宽度等，都会改变压脂射频脉冲之间的时间间隔，从而需要调整压脂翻转角才能达到最优的压脂效果。这对于操作技师而言，不是一个简单和直观的过程。虽然根据压脂射频脉冲时间间隔计算出理论的最优翻转角并应用，可消除射频脉冲时间间隔对压脂的影响，但是该方法只能适用于理想的情况，实际上还有如下几个因素会影响最优压脂翻转角的选择：

1)不同的被试者以及不同的扫描部位，射频场的均匀性和准确性存在差异，有经验的操作技师会根据扫描部位等因素调节压脂翻转角，改善射频场不均匀性的影响；

2)脂肪组织在主峰附近存在多个小的脂肪峰以及主磁场的非均匀性，使得脂肪频谱变宽；而压脂采用的窄带脉冲，其频谱具有一定的过渡带，当脂肪频谱较宽时，过渡带作用在脂肪频谱边缘，从而需要更高的翻转角才能到达较好的抑制效果；

3)阅片医生的偏好：不同的阅片医生对于压脂程度有一定的偏好，需要一个接口调节压脂程度，往往是通过调整翻转角实现。

发明内容

本发明旨在提供化学位移选择饱和压脂脉冲翻转角的优化方法，该方法以用户输入的压脂翻转角为参考，由压脂射频脉冲时间间隔等参数，依据布洛赫方程，推导出最优的压脂翻转角。该方法可以允许操作医师在压脂翻转角上进行经验操作和偏好操作，且将由压脂射频脉冲时间间隔改变等引起的、操作医师不易掌控的影响因素自动去除，使得压脂参数调节更简便，压脂效果更稳定。

具体包括以下步骤：

步骤1，输入扫描参数：扫描参数包括重复时间、片层数目和压脂翻转角；

步骤2，根据扫描参数计算出压脂脉冲时间间隔和压脂脉冲到激发脉冲的时间间隔；

步骤3，利用公式(1)计算出优化后的压脂翻转角；