用于降低mr成像中声音噪声水平的系统和方法
【专利说明】用于降低MR成像中声音噪声水平的系统和方法
【背景技术】
[0001] 本发明实施例一般涉及磁共振(MR)成像，并且更具体地涉及用于在图像采集期间 降低声音噪声水平的MR脉冲序列。
[0002] 当诸如人体组织的物质遭受均匀磁场(极化场Bo)时，组织中自旋的各个磁矩试图 与这个极化场对齐，但是绕着其以它们的特征拉莫尔(Larmor)频率按随机次序进动。如果 物质或组织遭受处于x-y平面中并且接近拉莫尔频率的磁场（激发场以），则净对准力矩 (net aligned moment)或"纵向磁化"Mz可被旋转或"倾斜"进入x-y平面中，以产生净横向 磁矩Mt。在激发信号出终止之后通过激发的自旋而发射信号，并且可以接收和处理该信号以 形成图像。
[0003] 当利用这些信号产生图像时，磁场梯度(Gx、Gy和Gz)被采用。通常，待成像的区域通 过测量循环的序列来扫描，其中，这些梯度根据所使用的具体定位方法而改变。接收到的 NMR信号的结果集合被数字化和处理以使用许多已知的重构技术中之一来重构图像。
[0004] 在现有的MR系统中，遭遇的一个问题是由系统生成的大声音噪声。对于患者或对 象以及对于操作者，MR系统生成的噪声水平能够变得不舒服的大。这种声音噪声的来源能 够是许多并且变化的，但通常来说，噪声能够归因于包含在MR系统中的梯度线圈的振动。来 自梯度线圈的噪声/振动是由于静磁场和电流相互作用所导致的应用在其上的洛伦兹 (Lorentz)力，而洛伦兹力由此在梯度线圈中创造振动。梯度线圈中从振动生成的结构承载 和空气传播的(airborne)噪声从而辐射声音噪声到MR系统的患者腔内。
[0005] 已存在降低在MR成像期间生成的声音噪声的尝试一一其中一些这类尝试关注于 经由用于采集MR图像数据所使用的脉冲序列来降低声音噪声。一种这种技术称作SWIFT(带 有傅里叶变换的扫描成像）。在S WIF T中，在核自旋的扫描射频激发过程中以时间共享 (t ime-shared)的方式采集时域信号--允许以极短的横向弛豫时间T2*来捕获来自自旋 的信号。用于空间编码的场梯度并不被脉冲开和关，而是以递增的方式在方向上步进，并且 由于连续投影的方向以平滑的方式变化（即：x、y、z梯度的值从视图到视图只出现小的增 量），SWIFT扫描接近于无声并且对梯度时序误差和涡流不敏感。然而，SWIFT由于其固有梯 度回波属性而在τι/ro对比度方面是受限的，并且因此用SWIFT可获得的图像质量受限于固 有梯度回波对比度。
[0006] 另一种提供了降低声音噪声的MR成像技术是与降级的梯度召回回波(GRE)序列结 合的3D RADIAL成像，其能够仅以略高于背景噪声的声音水平输送Tl对比度。然而，3D RADIAL不能生成临床可用的T2和流动衰减反转恢复(FLAIR)对比度。相反，虽然降级的2D快 速自旋回波(FSE)和3D FSE(SP "3D立方"）是提供T2和FLAIR对比度的可用技术，但这类技术 不能被视作"无声的"应用，因为它们具有90dBA的声音水平，其带有lOT/m/s的梯度回转率 降级。虽然通过进一步降级梯度回转率来降低声音水平是可能的，但这种附加的降级是不 实际的，因为这样做会由于大相位编码梯度而显著增加回波间距，这导致图像模糊、SNR损 失、相位重影伪影以及运动引发的伪影。
[0007] 因此将会希望具有一种能够在降低的声音噪声水平下采集T2和FLAIR对比度的系 统和方法。也将会希望对不同类型的脉冲序列都能达到这种声音噪声水平的降低，并且同 时最小化对图像质量的影响。
【发明内容】
[0008] 按照本发明的一方面，一种MRI装置包括绕磁体腔定位的多个梯度线圈，耦合到脉 冲生成器以发射RF脉冲序列并且布置成接收从关注对象导致的MR信号的射频(RF)线圈组 装件，以及耦合到所述多个梯度线圈和RF线圈组装件来控制其操作的系统控制，该系统控 制被编程为导致所述多个梯度线圈和RF线圈组装件生成各自导致形成回波系列的脉冲序 列，其中每个脉冲序列包括RF激发脉冲、RF重聚焦脉冲和梯度脉冲，并且被编程为从脉冲序 列来采集关注对象的k空间数据的片(blade)，其中每个片通过相应脉冲序列的回波系列来 填充，并且其中片与每一其它片(every other blade)相比绕k空间的一部分旋转。该MRI装 置还包括计算机，其编程来从采集的k空间数据的片来重构关注对象的图像。该MRI装置的 系统控制还编程为导致所述多个梯度线圈生成具有优化梯度波形的每个脉冲序列中的梯 度脉冲，所述优化梯度波形降低由此生成的声音噪声水平;并且导致RF线圈组装件在生成 RF激发脉冲之后和生成第一 RF重聚焦脉冲之前生成180度预脉冲，该180度预脉冲配置成最 小化回波系列中的回波间距。
[0009] 按照本发明的另一方面，一种MR成像的方法包括:生成声音模型，其对MR脉冲序列 采用的任何给定梯度波形提供声音噪声水平的估计;基于生成的声音模型对MR脉冲序列中 的梯度脉冲确定优化梯度波形，其最小化由此生成的声音噪声水平；以及导致MR成像系统 中的RF线圈组装件在多个MR脉冲序列的每个序列的重复时间（TR)间隔期间应用RF脉冲，以 生成所述多个MR脉冲序列的每个序列的回波系列，其中每个MR脉冲序列中的RF脉冲包括RF 激发脉冲、包括第一RF重聚焦脉冲和多个附加 RF重聚焦脉冲的多个RF重聚焦脉冲、以及在 RF激发脉冲和第一 RF重聚焦脉冲之间应用的180度预脉冲。该方法还包括使MR成像系统中 的多个梯度线圈在所述多个MR脉冲序列的每个序列的TR间隔期间应用梯度脉冲，所述梯度 脉冲具有由声音模型确定的优化梯度波形。该方法还包括从所述多个MR脉冲序列来采集关 注对象的k空间数据的片，其中每个片通过相应MR脉冲序列的回波系列来填充，并且其中片 与每一其它片相比绕k空间的一部分旋转，以及从采集的k空间数据的片来重构关注对象的 图像。
[0010]按照本发明的还有的另一方面，提供一种在其上已存储包含指令的计算机程序的 计算机可读存储媒体，所述指令当被计算机运行时，导致所述计算机对MR脉冲序列中的梯 度脉冲确定优化梯度波形，其最小化由此生成的声音噪声水平，其中优化梯度波形基于先 前生成的声音模型。所述指令还导致所述计算机导致MR成像系统中的RF线圈组装件和梯度 线圈组装件在多个MR脉冲序列的每个序列的重复时间（TR)间隔期间应用射频(RF)脉冲和 梯度脉冲，其中所述梯度脉冲与确定的优化梯度波形一起被应用，并且其中每个MR脉冲序 列中的RF脉冲包括RF激发脉冲、包括第一 RF重聚焦脉冲和多个附加 RF重聚焦脉冲的多个RF 重聚焦脉冲、以及在RF激发脉冲和第一RF重聚焦脉冲之间应用的180度预脉冲。所述指令还 导致所述计算机使用周期性旋转重叠并行行和增强重构(PROPELLER)采集技术从所述多个 MR脉冲序列来采集关注对象的k空间数据的片，其中每个片通过相应MR脉冲序列的回波系 列来填充，并且其中片与每一其它片相比绕k空间的一部分旋转，以及从采集的k空间数据 的片来重构关注对象的图像。
[0011] 各种其它特征和优点将从以下详细描述和附图而变得明显。
【附图说明】
[0012] 附图图示用于实施本发明的目前所设想的实施例。
[0013] 附图中：
[0014] 图1是结合本发明实施例的示例性MR成像系统的示意框图。
[0015] 图2是根据本发明实施例的MR成像技术的流程图。
[0016] 图3A是2D PR0PELL0R的k空间数据采集的图示。
[0017]图3B是3D PR0PELL0R的k空间数据采集的图示。
[0018]图4是已知的2D MR脉冲序列和数据采集的图示。
[0019] 图5是根据本发明实施例的修改的2D MR脉冲序列和数据采集的图示。
[0020] 图6是已知的3D MR脉冲序列和数据采集的图示。
[0021]图7是根据本发明实施例的修改的3D MR脉冲序列和数据采集的图示。
【具体实施方式