[发明专利]基于单扫描超快速正交时空编码的小视野磁共振成像方法

摘要

本发明公开了基于单扫描超快速正交时空编码的小视野磁共振成像方法。该方法通过正交分布的空间编码梯度和线性扫频脉冲的有机结合，在激发阶段使空间内的质子自旋获得一个和空间位置相关的二次相位，从而对成像平面内的质子自旋进行两维的时空编码；对于经过正交时空编码空间内的质子自旋，在解码采样期只有静态相位分布的质子自旋才能被检测到，根据正交时空编码的这种特性，通过设计解码采样梯度，就可以对空间内多个任意分布的区域进行解码采样，最终获得多个感兴趣区域的磁共振数据。将获得的多个区域的磁共振数据，依次进行高分辨重建，最后就可以得到多个区域的高分辨的小视野磁共振图像。

主权项

1.基于单扫描超快速正交时空编码的小视野磁共振成像方法，包含如下步骤：（1）首先对成像物体进行感兴趣区域定位，然后进行调谐、匀场、功率和频率校正；（2）导入事先编译好的单扫描正交时空编码序列；根据实验情况，设置脉冲序列的各个参数；所述单扫描正交时空编码序列的结构依次为：高扫频率的90度线性扫频脉冲、TE₁/2、低扫频率的180度线性扫频脉冲、TE₁/2、TE₂/2、180度的sinc脉冲、TE₂/2、采样回波链；所述高扫频率的90度线性扫频脉冲结合90度的空间编码梯度G₉₀对低带宽维（y方向）进行空间编码，重聚梯度G_er紧接着作用在所述空间编码梯度G₉₀之后,其梯度面积为所述空间编码梯度G₉₀面积的一半，正负与所述空间编码梯度G₉₀相反；所述低扫频率的180度线性扫频脉冲结合180度的空间编码梯度G₁₈₀对高带宽维（x方向）进行空间编码；所述180度的sinc脉冲和层选梯度G_ss进行层选；所述低扫频率的180度线性扫频脉冲前后施分别加了回波延时TE₁/2，所述180度的sinc脉冲前后分别施加了回波延时TE₂/2,所述低扫频率的180度线性扫频脉冲与180度的sinc脉冲前后都有x,y,z三个方向的破坏梯度作用；所述采样回波链是由分别作用在x,y方向的梯度链组成；x方向的梯度链是由一系列正负切换的梯度构成，且每个梯度的面积是所述空间编码梯度G₁₈₀面积的二倍；y方向的梯度链是由一系列大小相等的“blips”梯度构成，且所述“blips”梯度的总面积和等于所述空间编码梯度G₉₀的面积，正负和所述空间编码梯度G₉₀一致；在所述采样回波链之前，x和y方向分别施加了重聚梯度G_ror和G_ar，所述G_ror的面积是x方向第一个梯度面积的一半，方向与之相反；所述G_ar的面积是所有所述“blips”梯度的总面积的一半，方向与所述“blips”梯度相反；（3）执行步骤（2）设置好的所述单扫描正交时空编码序列，进行数据采样；数据采样完成后，对采样数据进行高分辨率重建，获得高分辨的正交时空编码磁共振图像；所述高分辨率重建的步骤是将获得的二维单扫描正交时空编码数据先进行相位平滑处理，然后进行二维的插值，最后逐维进行高分辨率重建；（4）对步骤（3）得到的所述高分辨的正交时空编码磁共振图像进行感兴趣区域标记，然后记下每个区域的坐标和视野大小；（5）根据步骤（4）得到的各区域坐标和视野大小，根据正交时空编码的原理，设计对应的小视野解码梯度；所述设计对应的小视野解码梯度具体步骤为：首先根据步骤（4）中记录的感兴趣区域的坐标和视野大小，按如下的关系获得相应的梯度文件：y=(-12+∫0tayGacqy(t)dtG90T90)·Lyx=(12-∫0taxGacqx(t)dtG180T180)·Lx]]>式中的x,y为空间位置坐标，L_x，L_y分别为x，y方向的视野大小；T₉₀为所述高扫频率的90度线性扫频脉冲的时间；T₁₈₀为所述低扫频率的180度线性扫频脉冲的时间；按着此关系式就可以获得小视野解码梯度；（6）将步骤（5）设计的灵活视野成像梯度导入所述单扫描正交时空编码序列中，得到基于单扫描正交时空编码的小视野成像序列并运行，获得小视野磁共振像成数据；（7）将步骤（6）获得的所述小视野磁共振成像数据，按解码采样的先后顺序，依次进行高分辨重建从而得到高分辨的小视野磁共振成像数据，并根据步骤（4）记下的坐标和视野大小，将获得的多个区域的所述高分辨的小视野磁共振成像数据组合到一幅图像中，最后得到完整的磁共振图像；对所述小视野磁共振成像数据进行高分辨率重建的步骤为：按解码采样的先后顺序，分别将每个所述小视野磁共振成像数据填充到独立的网格矩阵里，形成多个二维数据矩阵，再将这些二维数据按照步骤（3）的重建过程进行高分辨重建。