专利名称：磁共振成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量FID(自由感应衰减)信号的相位偏移的方法，一种测量SE(自旋回声)/STE(受激回声)信号的相位偏移的方法，一种MR(磁共振)成像方法和MRI(磁共振成像)装置，特别是涉及一种测量由于静态磁场的不均匀所引起的FID信号相位偏移的方法，一种测量由于静态磁场的不均匀所引起的SE/STE信号相位偏移的方法，一种MR成像方法，其中校正了由于静态磁场的不均匀所引起的FID信号相位偏移和SE/STE信号(SE信号和STE信号)相位偏移，和一种能够实施这种方法的MRI装置。
上述MR成像方法中在SSFP状态下采集的数据既包含FID信号分量也包含SE/STE信号分量。
众所周知，依照编号为2,898,329的日本专利所公开的MR成像方法中，当根据在SSFP状态下采集的数据产生一幅图像时，如果存在不均匀静态磁场的话，在图像中产生频带人工效应。
由于静态磁场的不均匀，FID信号和SE/STE信号中的相位偏移产生频带人工效应，导致FID和SE/STE信号之间的相互干扰。
依照第一个方面，本发明提供了一种测量FID相位偏移的方法，其特征包括增加一个用于将SE/STE信号的相位重新设置的强冲击(crusher)增加到在一个脉冲序列中，重复该脉冲序列以在SSFP状态下重复进行数据采集，并从中省略一个相位编码轴脉冲；通过重复所得到的脉冲序列，在SSFP状态下采集相位偏移测量数据；和根据获得的相位偏移测量数据来测量FID信号的相位偏移。
在第一个方面的测量FID信号的相位偏移的方法中，因为通过增加一个强冲击，重新设置了SE/STE信号的相位，所获得的相位偏移测量数据显示了FID信号分量的相位偏移。因此，能够根据所获得的相位偏移测量数据来测量FID信号的相位偏移。
依照第二个方面，本发明提供了一种具有上述配置的测量FID信号相位偏移的方法，其特征是用于重新设置SE/STE信号相位的所谓强冲击是一个在数据采集周期后施加于相位编码轴和读取轴中至少一个轴上的梯度脉冲。
在第二个方面的测量FID信号的相位偏移的方法中，因为在数据采集周期之后在相位编码轴和读取轴中的至少一个轴上施加了一个梯度脉冲，可以重新设置SE/STE信号的相位，而不会影响FID信号分量的相位。
依照第三个方面，本发明提供了一种测量SE/STE信号相位偏移的方法，其特征包括用于将FID信号的相位重新设置的强冲击增加到在一个脉冲序列中，所述脉冲序列被重复以在SSFP状态下进行数据采集，并从中省略一个相位编码轴脉冲；通过重复所得到的脉冲序列，在SSFP状态下采集相位偏移测量数据；和根据获得的相位偏移测量数据来测量SE/STE信号的相位偏移。
在第三个方面的测量FID信号的相位偏移的方法中，因为通过增加一个所谓的强冲击，重新设置了FID信号的相位，所获得的相位偏移测量数据显示了SE/STE信号分量的相位偏移。因此，能够根据所获得的相位偏移测量数据来测量SE/STE信号的相位偏移。
依照第四个方面，本发明提供了一种具有上述配置的测量SE/STE信号相位偏移的方法，其特征是用于重新设置FID信号相位的所谓的强冲击是在一个RF(射频)脉冲之后和一次数据采集周期之前施加于相位编码轴和读取轴中的至少一个轴上的梯度脉冲。
在第四个方面的测量FID信号的相位偏移的方法中，因为在一个RF脉冲之后和一次数据采集周期之前在相位编码轴和读取轴中至少一个轴上施加了一个梯度脉冲，可以重新设置FID信号的相位，而不会影响SE/STE信号分量的相位。
依照第五个方面，本发明提供了一种MR成像方法，其特征包括在一个SSFP状态下在重复进行数据采集的脉冲序列中调整RF脉冲的相位，来校正FID信号和SE/STE信号的相位偏移；通过重复所得到的脉冲序列，在SSFP状态下采集成像数据；并且由获得的成像数据产生一幅图像。
在第五个方面的MR成像方法中，因为可以通过调整RF脉冲的相位来校正FID信号和SE/STE信号的零阶相位偏移，从而可以减小由于静态磁场的不均匀所引起的频带人工效应。
依照第六个方面，本发明提供了一种MR成像方法，其特征包括增加一个校正脉冲，将FID信号和SE/STE信号的相位偏移校正为一个在SSFP状态下重复进行数据采集的脉冲序列；通过重复所得到的脉冲序列，在SSFP状态下采集成像数据；并且由获得的成像数据产生图像。
在第六个方面的MR成像方法中，因为通过增加一个校正脉冲能够校正FID信号和SE/STE信号的一阶相位偏移，所以可以减小由于静态磁场的不均匀所引起的频带人工效应。
依照第七个方面，本发明提供了一种MR成像方法，其特征包括在SSFP状态下在重复进行数据采集的脉冲序列中调整RF脉冲的相位，并增加一种用于校正FID信号和SE/STE信号相位偏移的校正脉冲，通过重复所得到的脉冲序列，在SSFP状态下采集成像数据；并且由获得的成像数据产生图像。
在第七个方面的MR成像方法中，因为可以通过调整RF脉冲的相位和增加一个校正脉冲来校正FID信号和SE/STE信号的零阶和一阶相位偏移，从而可以减小由于静态磁场的不均匀所引起的频段人工效应。
依照第八个方面，本发明提供了具有上述配置的MR成像方法，其特征是该校正脉冲被合并到一个读取轴脉冲中。
尽管该校正脉冲可以独立作用，可以将其合并到一个读取轴脉冲中。
依照第九个方面，本发明提供了一种MRI装置，包括一个RF脉冲的发射线圈，一个用于施加一个梯度磁场的梯度线圈，一个用于接收一个NMR信号的接收线圈，用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置，用于算术处理采集到的数据来产生一幅图像的数据处理装置，该MRI装置的特征包括相位偏移测量装置，用于将重新设置SE/STE信号的强冲击增加到一个脉冲序列中，所述脉冲序列被重复以在SSFP状态下进行数据采集，并且从中省略了一个相位编码轴脉冲，通过重复所得到的脉冲序列在SSFP状态下采集相位偏移测量数据，和根据获得的相位偏移测量数据来测量FID信号的相位偏移。
在第九个方面的MRI装置中，可以按第一方面中所描述的那样，来恰当地实现该测量一个FID信号相位的方法。
依照第十个方面，本发明提供了一个具有上述配置的MRI装置，其特征是用于重新设置SE/STE信号的相位的强冲击是在一个数据采集周期后施加到相位编码轴和读取轴中的至少一个轴上的梯度脉冲。
在依照第十个方面的MRI装置中，可以按第二方面中所描述的那样，来恰当地实现该测量一个FID信号相位的方法。
依照第十一个方面，本发明提供了一个MRI装置，包括一个用于传输一个RF脉冲的发射线圈，一个施加一个梯度磁场的梯度线圈，一个用于接收一个NMR信号的接收线圈，用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置，用于算术处理采集的数据来产生一幅图像的数据处理装置，该MRI装置的特征包括相位偏移测量装置，用于将FID信号的相位重新设置的强冲击，增加到一个在SSFP状态下进行数据采集的被重复的脉冲序列中，并且从中省略了一个相位编码轴脉冲，通过重复所得到的脉冲序列在SSFP状态下采集相位偏移测量数据，和根据获得的相位偏移测量数据来测量SE/STE信号的相位偏移。
在依照第十一个方面的MRI装置中，可以按第三方面中所描述的那样，来恰当地实现该测量SE/STE信号相位的方法。
依照第十二个方面，本发明提供了一个具有上述配置的MRI装置，其特征是用于重新设置FID信号的相位的强冲击是在一个数据采集周期前和一个RF脉冲后施加到相位编码轴和读取轴中的至少一个轴上的梯度脉冲。
在依照第十二个方面的MRI装置中，可以按第四方面中所描述的那样，来恰当地实现该测量一个SE/STE信号相位的方法。
依照第十三个方面，本发明提供了一个MRI装置，包括一个用于传输一个RF脉冲的发射线圈，一个施加一个梯度磁场的梯度线圈，一个用于接收一个NMR信号的接收线圈，用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置，用于算术处理采集的数据来产生一幅图像的数据处理装置，该MRI装置的特征包括该扫描装置调节一个在SSFP状态下重复进行数据采集脉冲序列中的RF脉冲的相位，来校正FID信号和SE/STE信号的相位偏移，并通过重复所得到的脉冲序列在SSFP状态下来采集成像数据。
在依照第十三个方面的MRI装置中，可以按第五方面中所描述的那样，来恰当地实现该MR成像方法。
依照第十四个方面，本发明提供了一个MRI装置，包括一个用于RF脉冲的发射线圈，一个施加一个梯度磁场的梯度线圈，一个用于接收一个NMR信号的接收线圈，用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置，用于算术处理采集到的数据来产生一幅图像的数据处理装置，该MRI装置的特征在于该扫描装置将用于校正FID信号和SE/STE信号的相位偏移的校正脉冲增加到一个脉冲序列中，所述脉冲序列被重复以在SSFP状态下进行数据采集，并通过重复所得到的脉冲序列在SSFP状态下采集成像数据。
在依照第十四个方面的MRI装置中，可以按第六方面中所描述的那样，来恰当地实现该MR成像方法。
依照第十五个方面，本发明提供了一个MRI装置，包括一个用于传输一个RF脉冲的发射线圈，一个施加一个梯度磁场的梯度线圈，一个用于接收一个NMR信号的接收线圈，用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置，用于算术处理采集的数据来产生一幅图像的数据处理装置，该MRI装置的特征在于该扫描装置调节一个在SSFP状态下进行数据采集的被重复的脉冲序列中的RF脉冲的相位，加入用于校正校正FID信号和SE/STE信号的相位偏移的校正脉冲校正来校正FID信号和SE/STE信号的相位偏移，并通过重复所得到的脉冲序列在SSFP状态下来采集成像数据。
在依照第十五个方面的MRI装置中，可以按第七方面中所描述的那样，来恰当地实现该MR成像方法。
依照第十六个方面，本发明提供了一个具有上述配置的MRI装置，其特征是所谓的校正脉冲被合并到一个读取轴脉冲中。
在依照第十六个方面的MRI装置中，可以按第八方面中所描述的那样，来恰当地实现该MR成像方法。
依照本发明的MR成像方法和MRI装置，可以获得一个没有频带人工效应的图像质量良好的图像。
通过下面对本发明的如附图所示的优选实施方案的描述，将清楚地了解本发明的进一步的目的和优势。
图2是一个脉冲序列图，显示的是测量FID信号相位偏移的脉冲序列的第一个例子。
图3是一个脉冲序列图，显示的是测量FID信号相位偏移的脉冲序列的第二个例子。
图4显示的是FID信号的零阶相位偏移的概念表示。
图5显示的是FID信号的一阶相位偏移的概念表示。
图6是一个脉冲序列图，显示的是测量SE/STE信号相位偏移的脉冲序列的第一个例子。
图7是一个脉冲序列图，显示的是测量SE/STE信号相位偏移的脉冲序列的第二个例子。
图8显示的是SE/STE信号的零阶相位偏移的概念表示。
图9显示的是SE/STE信号的一阶相位偏移的概念表示。


图10图示一个FID信号相位偏移。
图11图示一个SE/STE信号相位偏移。
图12图示一个校正相位偏移的方法。
图13图示一个成像脉冲序列的脉冲序列图。
图1是显示一个依照本发明的一个实施方案的MRI装置，在该MRI装置100中磁体组件具有一个送入受试体的空腔部分(内腔)，利用一个静态磁场线圈1p向受试体施加一个不变的静止磁场，一个梯度磁场线圈1g产生一个X轴、Y轴和Z轴的梯度磁场(由X、Y和Z轴的组合形成一个切片轴，一个读取轴和一个相位编码轴)，一个发射线圈1t提供RF脉冲，在受试体中激励原子核旋转，一个接收线圈1r用于检测来自受试体的NMR信号，这些部件布置在空腔部分周围。静止磁场线圈1p、梯度磁场线圈1g、发射线圈1t和接收线圈1r分别与一个静态磁场电源2、一个梯度磁场驱动电路3、一个RF功率放大器4和一个前置放大器5相连。
应当注意，也可以采用永磁体来替代静态磁场线圈1p。
一个顺序存储电路6响应计算机7发出的一指令，根据一个存储的脉冲序列来操作梯度磁场驱动电路3，由此由梯度磁场线圈1g在磁体组件1中产生梯度磁场。顺序存储电路6还操作一个门调制电路8，将一个RF振荡电路9发出的载波输出信号调制成一个预定时间和包络形状的脉冲信号。将该脉冲信号作为一个RF脉冲施加到RF功率放大器4，在RF功率放大器4中进行功率放大，然后施加到磁体组件1中的发射线圈1t，有选择地激发一个希望的成像平面。
前置放大器5放大受试体在磁体组件1中的接收线圈1r处接收的一个NMR信号，并将该信号输入到一个相位检测器10。相位检测器10采用来自于RF振荡电路9的载波输出信号作为一个参考信号，对来自于前置放大器5的NMR信号进行相位检测，并将该相位检测信号提供给A/D转换器11。该A/D转换器11将相位检测的模拟信号转换为数字数据信号，并输入到计算机7。
计算机7负责进行全面控制，如接收一个操作控制台12提供的信息。计算机7还读取A/D转换器11的数字数据，并进行数字处理，以产生一幅图象。
一个显示装置13显示该图象和消息。
图2是一个脉冲序列图，显示了用于测量一个FID信号的相位偏移的脉冲序列的第一个例子。尽管图2中显示了两个TR，脉冲序列是重复的，直到达到SSFP状态。
用于测量一个FID信号的相位偏移的脉冲序列是通过增加一个强冲击Cs将SE/STE信号的相位重新设置为一个脉冲序列来获得的，重复该脉冲序列，用来在SSFP状态下进行数据采集，和从中省略一个相位编码轴脉冲。
用于重新设置SE/STE信号相位的强冲击Cs在每次数据采集周期后施加于相位编码轴。
图3是一个脉冲序列图，显示了用于测量一个FID信号的相位偏移的脉冲序列的第二个例子。尽管图3中显示了两个TR，脉冲序列是重复的，直到达到SSFP状态。
用于测量一个FID信号的相位偏移的脉冲序列是通过将用于重新设置SE/STE信号的相位的强冲击Cs与脉冲序列的一个读取轴脉冲进行结合来获得的，重复该脉冲序列，用来在SSFP状态下进行数据采集，和从中省略一个相位编码轴脉冲。
用于重新设置SE/STE信号相位的强冲击Cs在每次数据采集周期后施加于相位编码轴。
图4是一个概念性说明，显示了一个利用测量一个FID信号相位偏移的脉冲序列来采集的原始数据RDf。
如果静态磁场是均匀的，则信号强度在一个0采样指数处达到一个峰值；但是，如果静态磁场不均匀，则信号强度的峰值出现在偏离0采样指数处。可以根据该偏移来测量FID信号的一阶相位偏移ΔΦf。
图5是一个概念性说明，显示了对一个利用测量一个FID信号相位偏移的脉冲序列来采集到的原始数据RDf进行傅立叶变换来获得的图象相位。
如果静态磁场是均匀的，所有位置的相位均为0；但是，当静态磁场不均匀时，则相位不为0，通常随位置而变化。这种相位随位置的变化能够测量FID信号的一阶相位偏移ΔΦf。而且，还可以测量FID信号的零阶相位偏移Φf0。
图6是一个脉冲序列图，显示了用于测量SE/STE信号相位偏移的脉冲序列的第一个例子。尽管图6中显示了两个TR，脉冲序列是重复的，直到达到SSFP状态。
用于测量SE/STE信号的相位偏移的脉冲序列是通过将用于重新设置FID信号相位的强冲击Cf增加到一个脉冲序列来获得的，重复该脉冲序列，用来在SSFP状态下进行数据采集，并从中省略一个相位编码轴脉冲。
用于重新设置FID信号相位的强冲击Cf每次在一个RF脉冲α之后和数据采集周期之前施加于相位编码轴。
图7是一个脉冲序列图，显示了用于测量SE/STE信号相位偏移的脉冲序列的第二个例子。尽管图7中显示了两个TR，但脉冲序列是重复的，直到达到SSFP状态。
用于测量SE/STE信号相位偏移的脉冲序列是通过将用于FID信号的相位重新设置的强冲击Cf结合到脉冲序列的一个读取轴脉冲来获得的，重复该脉冲序列，用来在SSFP状态下进行数据采集，并从中省略一个相位编码轴脉冲。
用于重新设置FID信号相位的强冲击Cf每次在一个RF脉冲α之后和数据采集周期之前作用于相位编码轴。
图8是一个概念性说明，显示了一个利用测量一个SE/STE信号相位偏移的脉冲序列来采集的原始数据RDe。
如果静态磁场是均匀的，则信号强度在一个0采样指数处达到一个峰值；但是，如果静态磁场不均匀，则信号强度的峰值出现在偏离0采样指数处。可以根据该偏移来测量SE/STE信号的一阶相位偏移Δe。
图9是一个概念性说明，显示了对一个利用测量一个SE/STE信号相位偏移的脉冲序列采集到的原始数据Rde进行傅立叶变换来获得的图象相位。
如果静态磁场是均匀的，所有位置的相位均为0；但是，当静态磁场不均匀时，则相位不为0，通常随位置而变化。这种相位随位置的变化能够测量SE/STE信号的一阶相位偏移Δe。而且，还可以衡量SE/STE信号的零阶相位偏移Φe0。
下面将描述强冲击Cs和Cf的功能。
图10是一个概要的表示，用来说明由静态磁场不均匀所引起的FID信号相位偏移。
图10表示静态磁场不均匀、涡流、剩磁等的影响，如同读取轴方向驻留一个恒定磁场。FID信号的相位偏移是源自对每个TR，从RF脉冲α到数据采集周期的恒定磁场积分的区域Zf。
图11是一个概要的表示，用来说明由静态磁场不均匀所引起的SE/STE信号相位偏移。
图11表示在读取轴方向有一个恒定磁场时，静态磁场不均匀、涡流、剩磁等的影响。SE/STE信号的相位偏移是从第二或相对于所关注的数据采集周期更前面的RF脉冲α到所关注的数据采集周期的恒定磁场积分区域Ze所产生的。(因为干预一个RF脉冲的相同区域的影响相互抵消，仅有区域Ze具有一个实际的影响。)因为图2中显示的强冲击Cs的区域比图11中的区域Ze大得多，由强冲击Cs来重新设置SE/STE信号的相位。而且，由于图2中的强冲击Cs是数据采集周期之后施加的，因此对FID信号的相位是没有影响的。
另一方面，因为图6中显示的强冲击Cf的区域比图10中的区域Zf大得多，由强冲击Cf来重新设置FID信号的相位。而且，由于图6中的各强冲击Cf插入在RF脉冲α中间，因此对SE/STE信号的相位是没有影响的。(强冲击相互抵消。)强冲击Cs和Cf既可以用于相位编码轴，也可用于读取轴。
图12是一个概念性说明，显示一种校正相位偏移的方法。
如(a)中所示，可以通过调整RF脉冲α的相位来校正FID信号和SE/STE信号的零阶相位偏移Φf0和Φe0。
而且，如(b)中所示，可以通过将校正脉冲合并到读取轴脉冲中来校正FID信号和SE/STE信号的一阶相位偏移ΔΦf和ΔΦe。
利用相位调整的RF脉冲α和被结合校正脉冲h的读取轴对该相位偏移进行重新测量，并且根据相位偏移的结果重新调节RF脉冲α相位和校正脉冲。重复所述的重新测量和重新调节若干次以优化校正。
图13为一个脉冲序列图，显示在SSFP状态下进行数据采集的重复脉冲序列。
至此，已经对RF脉冲α的相位进行了调整，来校正零阶相位偏移。而且，用于校正一阶相位偏差的校正脉冲也已经合并到读取轴脉冲。
将相位编码轴脉冲(即编码器和倒片器)施加于相位编码轴。
当从利用该脉冲序列采集的成像数据产生一幅图象时，即使出现静态磁场的不均匀，也可以减小频带人工效应。
根据MRI装置100，可以获得下列效果(A)可以测量由静态磁场不均匀引起的FID信号的相位偏移；(B)可以测量由静态磁场不均匀引起的SE/STE信号的相位偏移；(C)可以校正由静态磁场不均匀引起的FID信号的相位偏移和SE/STE信号的相位偏移，以减小频带人工效应。
本发明也可以应用于在SSFP状态下进行数据采集的脉冲序列，例如，FIESTA(采用稳态获取的快速成像)脉冲序列和True SFP脉冲序列。而且，本发明可以用于这些脉冲序列的3D型式。此外，本发明可用于具有流量校正的的脉冲序列。
在不背离本发明的宗旨和范围的前提下，可以制定出本发明的多种实施方案。应当清楚，除了附加的权利要求所限定的内容，本发明不局限于本说明中所描述的特定实施方案。
权利要求
1.一个MRI装置，包括一个用于发射RF脉冲的发射线圈；一个用于施加梯度磁场的梯度线圈；一个用于接收NMR信号的接收线圈；一个用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置；和一个数据处理装置，用于算术处理所采集到的数据，来产生一幅图象，其中，该扫描装置调节一个脉冲序列中的RF脉冲的相位，所述脉冲序列被重复以在SSFP状态下进行数据采集来校正一个FID信号和SE/STE信号的相位偏移，并通过重复所得到的脉冲序列在一个SSFP状态下采集成像数据。
2.一个MRI装置，包括一个用于发射一个RF脉冲的发射线圈；一个用于施加一个梯度磁场的梯度线圈；一个用于接收一个NMR信号的接收线圈；一个用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置；和一个数据处理装置，用于算术处理所采集的数据，来产生一幅图象，其中，该扫描装置将一个用于校正FID信号和SE/STE信号的相位偏移的校正脉冲添加到一个脉冲序列中，所述脉冲序列被重复以在SSFP状态下进行数据采集，并通过重复所得到的脉冲序列在一个SSFP状态下采集成像数据。
3.一个MRI装置，包括一个用于发射一个RF脉冲的发射线圈；一个用于施加一个梯度磁场的梯度线圈；一个用于接收一个NMR信号的接收线圈；一个用于驱动该发射线圈、梯度线圈和接收线圈来采集数据的扫描装置；和一个数据处理装置，用于算术处理所采集的数据来产生图象，其中，所述扫描装置调节在一个脉冲序列中RF脉冲的相位，所述脉冲序列被重复以在SSFP状态下进行数据采集，并且添加一个用于校正一个FID信号和SE/STE信号的相位偏移的校正脉冲，来校正一个FID信号和SE/STE信号的相位偏移，并通过重复所得到的脉冲序列在一个SSFP状态下采集成像数据。
4.依照权利要求1或3的MRI装置，其中校正脉冲被结合到一个读取轴脉冲中。
全文摘要
为了获得一幅无频带人工效应的图象，在一个在SSFP状态下进行数据采集的脉冲序列中，调节一个RF脉冲α的相位，来校正一个FID信号和SE/STE信号的零阶相位偏移，并将一个用于校正一个FID信号和SE/STE信号的一阶相位偏移的校正脉冲结合到一个读取轴脉冲中。
文档编号G01R33/565GK1433737SQ0310338
公开日2003年8月6日 申请日期2003年1月23日 优先权日2002年1月23日
发明者山崎亚纪 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司