[发明专利]一种降低特殊吸收率的压缩型螺旋梯度射频脉冲设计方法

摘要

一种降低特殊吸收率的压缩型螺旋梯度射频脉冲设计方法，在磁共振仪器上进行预扫描，得到扫描对象激发射频场的分布；根据目标激发轮廓计算出激发傅里叶空间即k空间能量的分布情况；由激发分辨率以及激发视野设计得到传统螺旋梯度轨迹；根据上述梯度轨迹结合k空间的能量分布情况设计螺旋梯度轨迹的压缩因子，得到压缩型螺旋梯度轨迹；根据激发目标和预扫描中射频场的分布，利用空间域的并行激发脉冲设计方法，计算出在压缩型螺旋梯度轨迹下，各个激发通道的射频脉冲波形及大小。相较于现有的螺旋梯度轨迹，本发明提出的方法可以在相近的激发效果下，降低各个发射通道的峰值射频强度，从而降低扫描对象所吸收的射频能量，即特殊吸收率(SAR)。

主权项

1.一种降低特殊吸收率的压缩型螺旋梯度射频脉冲设计方法，其步骤如下：(1)预扫描：在磁共振仪器扫描得到待扫描对象所在的激发射频场的空间分布；(2)计算激发k空间能量分布：根据一定形状的目标激发轮廓直接傅里叶变换得到激发k空间能量分布；(3)设计传统螺旋梯度轨迹：根据激发分辨率以及激发视野设计出传统的螺旋梯度轨迹K，传统螺旋梯度轨迹K在复数空间内的极坐标表示可以写成K＝re^jθ(r)，其中r为k空间轨迹上的点到k空间中心的圆心距，θ为该点对应的方向角，可以由激发视野大小以及圆心距共同定义：(4)压缩型螺旋梯度轨迹：利用傅里叶空间的能量分布情况，对传统螺旋梯度轨迹进行压缩因子设计，使得k空间能量分布高的位置梯度轨迹更加密集，k空间能量分布低的位置梯度轨迹更加稀疏，与传统螺旋梯度轨迹进行逐点乘积得到压缩型螺旋梯度轨迹；其中对于压缩因子的设计，定义在复空间下的压缩因子S，极坐标表示为其中λ为压缩强度，为压缩的方向角，基于传统的螺旋梯度轨迹的参数<r,θ>，定义正弦变化压缩强度和压缩方向角如下：其中，λ₀(r)为根据k空间圆心距定义的压缩强度；为根据k空间圆心距定义的压缩角强度；κ₁为压缩轨迹的极化角，对于矩形的激发轮廓，k空间能量集中分布在k空间中心和两个垂直的坐标轴上，极化角取4；κ₂为压缩轨迹的旋转角度，激发轮廓旋转时k空间能量也会发生对应的旋转，通过调整κ₂使压缩轨迹的旋转与k空间的旋转匹配；(5)局部激发的并行发射射频脉冲设计：根据激发目标和步骤(1)预扫描中得到的激发射频场的空间分布情况，利用空间域的并行激发脉冲设计方法计算出在步骤(4)得到的压缩型螺旋梯度轨迹下的各个激发通道的射频脉冲波形及大小。