校正磁共振成像系统中主磁场不稳定的方法

摘要

本发明涉及磁共振成像领域，具体的是一种校正磁共振成像系统中主磁场不稳定导致的图像伪影的方法，该方法采集图像时，在采集图像回波的脉冲序列之前或之后施加一个导航回波采集序列，并通过图像处理，得到校正后的图像，有效地解决了主磁场不稳定导致的图像模糊、图像错位及严重的伪影等问题，其优点是，导航回波信号的采集对图像回波信号的回波时间没有了影响；导航回波的信号很强；本发明的校正效果更加准确而有效。

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，具体的是一种校正磁共振成像系统中主磁场不稳定导致的图像伪影的方法。

背景技术

磁共振成像具有无损伤、软组织对比度高、任意方向断层等特点。同时，MRI不仅能够提供组织形态学信息，而且能够反映组织的功能特性(弥散、灌注、脑功能成像等)，能够反映分子水平的信息，因此磁共振成像已广泛用于医学临床诊断。

磁共振成像系统中，主磁场的稳定性对图像质量的影响非常大。主磁场的不稳定会使得每次采集得到的图像回波信号的相位出现波动，导致图像模糊、图像错位及严重的伪影，从而影响医学诊断的正确性。目前的解决方法之一是：在未增加射频激发的前提下，于测量图像回波信号前或后，采集一个不加相位编码梯度的导航回波信号；在图像处理时由导航回波的信息补偿图像回波的相位。该方法中的导航回波信号与图像回波信号来自同一层面，并来自同一射频激发脉冲，但导航回波信号与图像回波信号的回波时间是不一样的。

上述导航回波方法可以消除主磁场不稳定导致的图像伪影，但是如在图像回波信号采集之前采集导航回波信号，则图像信号的回波时间就会增加，从而影响图像的对比度和信噪比。如在图像回波信号采集之后采集导航回波信号，在实际病人扫描时，由于T2或T2^*的衰减，导航回波信号非常小，信噪比很差，得到的相位也很不准确，相位校正效果不理想。采用上述方法的另一个缺点是：由于涡流、剩磁、梯度对称性、接收机死时间等多方面的原因，图像回波信号和导航回波信号的回波时间难以精确确定，从而直接影响补偿的有效性。上述方法的还有一个缺点是：如果主磁场波动很大，则有可能引起的相位差超过2π，即导致相位折叠，校正则出现错误。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术的不足，提供一种校正磁共振成像系统中主磁场不稳定的方法，该方法采集图像时，在采集图像回波的脉冲序列之前或之后施加一个导航回波采集序列，并通过图像处理，得到校正后的图像，有效地解决了主磁场不稳定导致的图像模糊、图像错位及严重的伪影等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种校正磁共振成像系统中主磁场不稳定的方法，包括数据采集和图像处理，其特征在于在数据采集时，在采集图像回波的脉冲序列之前或之后施加一个导航回波采集序列，其中用于产生图像回波或导航回波的选层射频激发频率不一致，即导航回波和图像回波来源于不同的空间层面，并且仅在采集图像回波前施加相位编码梯度，从而采集得到二维图像回波数据和二维导航回波数据，最后根据所采集的数据完成图像处理。

所述的图像处理是对所述采集得到的图像回波二维数据和导航回波二维数据分别在频率编码方向上进行一维傅立叶变换，并计算所有导航回波的相位，利用导航回波的相位校正对应的图像回波的相位，再对所述经相位校正后的图像数据在相位编码方向进行一维傅立叶变换，得到校正后的图像。

其中，所述导航回波信号和图像回波信号的回波时间一致，主磁场波动造成的导航回波信号和图像回波信号的相位波动一致。

本发明的优点是，本发明的导航回波信号的采集对图像回波信号的回波时间没有影响；导航回波的信号很强；导航回波信号和图像回波信号的回波时间完全一致，主磁场波动造成的导航回波信号和图像回波信号的相位波动完全一致，且校正效果更加准确、有效，有助于医学临床上的确切诊断。

附图说明

图1是整合有导航回波的梯度回波脉冲序列时序图；

图2是数据采集和图像处理流程图；

图3未经校正的水模图像；

图4经本发明方法校正后的水模图像。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本实施例采用的磁共振成像系统为低场永磁开放式磁共振成像系统，由于外界的干扰，主磁场的瞬间快速波动达到0.70微特斯拉(μT)，如此大的主磁场快速波动会导致磁共振图像尤其是梯度回波脉冲序列得到的图像上产生严重的伪影。本实施例的脉冲序列为梯度回波。

本实施例按照数据采集和图像处理两个方面的方法分步进行操作。

如图1是整合有导航回波的梯度回波脉冲序列时序图。在采集图像数据的梯度回波脉冲序列后紧接着再施加一个导航回波采集序列，这需要另外增加一个射频激发脉冲。采集导航回波的脉冲序列与采集图像回波的脉冲序列有两点不同：(1)用于导航回波的选层射频激发频率与用于图像回波的选层射频激发频率是不一样的，即导航回波和图像回波来源于不同的空间层面。(2)采集图像回波前需要施加相位编码梯度，而采集导航回波前不需要施加相位编码梯度。采集导航回波的脉冲序列与采集图像回波的脉冲序列的其他方面均一致。整个数据采集和图像处理流程如图2。具体步骤如下：采集二维图像回波数据和二维导航回波数据；对二维图像回波数据在频率编码方向上进行一维傅立叶变换；对二维导航回波数据在频率编码方向上进行一维傅立叶变换；计算得到每一条导航回波的相位；利用导航回波的相位校正对应的图像回波的相位；对经相位校正后的图像数据在相位编码方向进行一维傅立叶变换，从而得到清晰图像，有效校正图像伪影问题。

上述每一条导航回波的相位计算公式如下：

φ＝argtan(I/Q)

公式中φ为相位，I为每一条导航回波中心数据点的虚部，Q为每一条导航回波中心数据点的实部。

本实施例具体试验过程如下：将一10cm方型水模放入头线圈内，然后将头线圈放置在磁体中心；采用上述整合有导航回波的梯度回波脉冲序列同时采集二维图像数据和水模导航回波数据，本实施例采用的具体扫描参数如下：恢复时间为840ms，回波时间为23ms，翻转角为30°，观察野为18cm×18cm，层厚为5mm，频率编码次数为256，相位编码次数为160。；采用上述图像处理流程处理数据，得到清晰图像，见图4。

图3和图4分别为校正前后的水模图像，由图可见，校正前的水模图像有严重的伪影，而校正后的图像则未见明显伪影。