专利名称：相移测量方法,相移修正方法,和mri装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及相移测量方法，相移修正方法，和磁共振图像装置(MRI)。更具体地说，本发明涉及由涡流和归因于以前的编码梯度的剩磁等的影响所产生的回波相移的测量方法，所述回波相移的修正方法，和实现这些方法的MRI装置。
分离回波序列法(split echo train method)旨在将回波序列的多个回波分成前部回波和后部回波并从前部回波产生第一影象(PROTON加权影像)和从后部回波产生第二影像(T2加权影像)。
为了减少周期时间，随着其持续时间的减小，分解回波列方法的脉冲序列在其波形上具有很大的编码梯度曲线幅度。
相同的技术被用于常规的高速自旋回波(SE)方法，即，为了减少周期时间，它具有包含大幅度和短周期的的编码梯度曲线。
然而，随着梯度曲线幅度的加大，在梯度线圈周围的导体中出现的涡流增加并且其持续时间减少。涡流影响回波中相移的增加，并且该相移在影像的相位轴方向上产生重象，即，产生赝象。
减少这种重象的技术在由R.Scott Hinks等人在Proc.SMR，p.634，1995中公开提出，其中，预扫描数据被采样，且在预扫描中不施加编码梯度曲线，对采样数据进行沿K空间频率轴的一阶富里埃变换，因此而得到相位数据，并且根据影像主扫描的相位数据修正读取梯度曲线的偏差相位和反相脉冲P。
相位修正过程的方法是由Xin Wan，Dennis L.Parker，等人在Mag.Reso.in Med.，pp.632-638，1995，中公开提出的，其中，在影像主扫描之后，在不施加编码梯度曲线情况下，修正数据被采样，并且根据在影像调整计算中的修正数据来完成相位修正。
基于永久磁铁的MRI装置也含有上述由涡流产生相移的问题，以及由剩磁产生相移的问题。特别是，例如随着脉冲幅度的增加，在磁整流板上产生的剩磁增加并且显著地影响相移。
然而，在前面所述先有技术中，在没有施加编码梯度曲线的情况下对修正数据进行采样，修正数据不包括剩磁的影响，因此，这些方法不能修正由于剩磁的影响所产生的相移。
本发明的第一个目的是提供一种测量相移的方法，该方法用来测量由归因于以前的编码梯度的涡流和剩磁的影响等所产生的回波相移。
本发明的第二个目的是提供一种相移修正的方法，该方法是为了修正回波相移来防止由涡流和归因于以前的编码梯度的剩磁等的影响所引起的影像品质变坏。
本发明的第三个目的是提供一种MRI装置，该装置用来实现上述相移测量方法和相移修正方法。
在第一方面，本发明属于一种相移测量方法，该方法包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读取轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线；一次或多次地重复这些操作；接着发射反相脉冲；在相位轴上施加相差梯度曲线，并且在相位轴上施加读出梯度曲线时，对回波进行数据采样；以及根据对该采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据，来计算由编码梯度曲线影响所产生的相移。
第一方面的相移测量方法在相位轴上施加相差梯度曲线和读出梯度曲线而不施加读梯度曲线时，从回波中采样数据。被采样的数据排列在K空间沿相位轴的轨迹上，并且根据对该采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据可以精确地知道一阶相移(沿K空间的相位轴显示相移值的一阶变量的相移成分)。因此，通过这种方法进行数据采样，然后应用编码梯度曲线，读梯度曲线和回绕梯度曲线，有可能精确地测量由涡流和归因于编码梯度的剩磁等的影响所产生的相移。
第一变型方面，它是从第一方面的相移测量方法中派生出来的，包括通过施加极性相反的相差梯度曲线和读出梯度曲线来对数据进行采样的步骤，和根据对该采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据和在极性反转之前所得到的相位数据，来计算由于编码梯度曲线影响所产生的相移。
相移梯度曲线也将产生涡流，因此，测量结果可能与主扫描的测量结果不一致，除非消除相移梯度曲线的影响。相移梯度曲线所产生的涡流作用在同一方向上，与一阶相移的相差梯度曲线的极性无关，而当相差梯度曲线的极性反向时，以前的编码梯度曲线等所产生的相移将在相反的方向上起作用。因此，通过对相差梯度曲线的极性反向和不反向情况下的数据进行微分处理，可以消除由于相差梯度曲线极性所引起的涡流的影响，并且可以精确地测量归因于以前的编码梯度曲线等的相移。
在第二个方面，本发明属于一种相移测量方法，该方法包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读取轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线的步骤；一次或多次地重复这些操作；接着发射反相脉冲；在相位轴上施加相差梯度曲线；当在相位轴上施加读出梯度曲线时对回波进行第一数据采样；在相位轴上施加重定相(rephaser)梯度曲线；接着发射反向脉冲，在相位轴上施加相差梯度曲线；当在相位轴上施加读出梯度曲线时对另一回波进行第二数据采样；以及根据对第一采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据和对第二采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据，来计算由于编码梯度曲线影响所产生的相移。
即使编码梯度曲线为“0”，相移不为“0”，并且存在偏差相移成分。对于第一和第二数据偏差相移成分方向相同，而由于在对第一和第二数据进行采样之间发射反向脉冲，所以，以前的编码梯度曲线等引起的相移在第一和第二数据之间具有相反的方向。因此，通过对第一和第二数据进行微分处理，可以消除偏差相移成分，并且可以精确地测量归因于以前的编码梯度曲线之前的相移。
第二变型，它是从第二方面的相移测量方法中派生出来的，包括以下步骤在其极性反向的情况下通过施加相差梯度曲线，读出梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线，来对第一和第二数据进行采样；以及根据对该采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据和在极性反转之前所得到的相位数据，来计算由于编码梯度曲线影响所产生的相移。
相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线也将产生涡流，因此，测量结果可能与主扫描的测量结果不一致，除非消除相差梯度曲线的影响。相差梯度曲线和重定相梯度曲线所产生的涡流作用在同一方向上，与一阶相移的相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线的极性无关，而当相差梯度曲线的极性反向时，在编码梯度曲线之前所产生的相移等将作用在相反的方向上。因此，通过对相差梯度曲线和重定相梯度曲线的极性反向和不反向情况下的数据进行微分处理，可以消除由于相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线极性所引起的涡流的影响，并且可以精确地测量归因于以前的编码梯度曲线等的相移。
第三变型，它是从第一方面到第二变型的相移测量方法中派生出来的，包括为了消除激励回波而在限幅轴上施加crusher梯度曲线的步骤。
企图利用激励回波在回波上的重叠来进行相移测量，但是它不能够达到精确地测量相移的目的。因此，在限幅轴上应用crusher梯度曲线以消除激励回波，使其能够精确地测量相移。
在第三个方面，本发明属于相移测量的方法，该方法包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线；一次或多次地重复这些操作；接着发射反相脉冲；当在读轴上施加读梯度曲线而未在相位轴上施加梯度曲线时，对回波进行数据采样；以及根据对采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据，来计算由于编码梯度曲线影响所产生的零阶相移。
虽然第一方面到第三变型相移测量方法可以测量零阶相移，但是相差梯度曲线和读出梯度曲线可能会影响零阶相移。第三方面的相移测量方法在相位轴上不施加梯度曲线，因此可以精确地计算零阶相移。
在第四个方面，本发明属于相移测量方法，该方法包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线和在相位轴上施加回绕梯度曲线；一次或多次地重复这些操作；接着发射反相脉冲；当在读轴上施加读梯度曲线而不在相位轴上施加梯度曲线时，对回波进行第一数据采样；接着发射反相脉冲，当在读轴上施加读梯度曲线，而不在相位轴上施加梯度曲线时，对回波进行第二数据采样；以及根据对第一采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据和根据对第二采样数据进行一阶富里埃变换所得到的相位数据，来计算由于编码梯度曲线影响所产生的零阶相移。
即使编码梯度曲线为“0”，零阶相移也不为“0”，并且存在偏差相移成分。偏差相移成分与第一和第二数据方向相同，而由于在第一和第二数据采样之间发射反向脉冲，所以，归因于以前编码梯度曲线等的相移在第一和第二数据之间具有相反的方向。因此，通过对第一和第二数据进行微分处理，可以消除偏差相移成分，并且可以精确地测量归因于以前编码梯度曲线等的相移。尽管第一变型可以测量零阶相移，但相差梯度曲线和读出梯度曲线可能会影响零阶相移。第四方面的相移测量方法在相位轴上不施加梯度曲线，因此可以精确地计算零阶相移。
在第五个方面，本发明属于被归类为分解回波序列方法的相移修正的方法，它包括以下步骤发射激励脉冲；发射第j个反相脉冲；在相位轴上施加第j个编码梯度曲线；当在读轴上施加读梯度曲线时对第j个回波进行数据采样；在相位轴上施加第j个回绕梯度曲线，对于j＝1，2，…N，重复这些操作；根据前部回波的采样数据产生第一影像；以及根据后部回波的采样数据产生第二影像，其中为了修正由于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的一阶相移，补偿脉冲被加到最后的前部回波之前的编码梯度曲线上，或将补偿脉冲加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上，或在最后的前部回波之后的回绕梯度曲线中插入补偿脉冲，或将补偿脉冲加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
第五方面的相移修正方法将补偿脉冲加在前部的最后的编码梯度曲线或回绕梯度曲线上，它可以防止由前部编码梯度曲线等所引起的相差成分产生相对于后部回波的大的相移。因此，这种方法可以防止第二影像品质变坏。
第四变型是从第五方面的相移修正方法中派生出来的，它包括根据从第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法所测量的相移值确定补偿脉冲的修正值的步骤。
第四变型的相移修正方法根据从第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法所测量的相移值确定修正值，它可以精确地防止由于前部编码梯度曲线等所引起的相移成分产生相对于后部回波的大的相移。因此，这种方法可以适当地防止第二影像品质变坏。
第五变型是从第四变型的相移修正方法中派生出来的，它包括以下步骤将具有不同类型极性图案的前部编码梯度曲线分成分开的组；确定代表各分组的一个或多个编码梯度曲线的修正值，其方法是根据第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法测量相移值；以及根据对同组的所确定的修正值的计算或根据所确定的修正值的完整应用，确定不是所述各组的编码梯度曲线的修正值。
如果前部编码梯度曲线具有不同类型的极性图案，则最终结果的涡流和剩磁将变化并且受其影响而产生的相移也将变化。因此，第五变型的相移修正方法通过第一方面到第三变型的任何一种相移测量方法，来逐个测量具有不同极性图案的前部编码梯度曲线的相移值，而对于具有相同极性图案的前部编码梯度曲线，它通过测量结果或使用全部结果来计算(例如，比例计算)相移值。因此，这种方法能够平衡预扫描时间的减少和修正的精确度。
在第六方面，本发明属于被归类为分解回波序列方法的相移修正方法，它包括以下步骤发射激励脉冲；发射第j个反相脉冲；在相位轴上施加第j个编码梯度曲线；当在读轴上施加读梯度曲线时对第j个回波进行数据采样；在相位轴上施加第j个回绕梯度曲线；对于j＝1，2，…N，重复这些操作；根据前部回波的采样数据产生第一影像；根据后部回波的采样数据产生第二影像；其中，为了修正由于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的零阶相移，而为后部反相脉冲或为回波检测脉冲，或同时为两者提供偏差脉冲。
第六方面的相移修正方法发射具有偏差相位的后部反相脉冲，或者在接收到的回波的相位检测时提供偏差相位，或者同时执行上述两者，并且它可以防止后部回波产生零阶相移。因此，这种方法可以防止第二影像的品质变坏。
第六变型是从第六方面的相移修正方法中派生出来的，它包括根据第三方面或第四方面的相移测量方法所测量的零阶相移来确定偏差相位的步骤。
第六变型的相移修正方法根据第三方面或第四方面的相移测量方法所精确测量到的相移值，来确定偏差相位，并且它可以精确地防止后部回波产生零阶相移。因此，这种方法可以适当地防止第二影像品质变坏。
第七变型是从第六变型的相移修正方法中派生出来的，它包括以下步骤将具有不同类型极性图案的前部编码梯度曲线分成分开的组；通过根据第三方面或第四方面的相移测量方法测量相移值来确定一个或多个代表各组的编码梯度曲线的偏差相位；以及根据对同组的所确定的偏差相位的计算或根据所确定的偏差相应的完整应用，确定不是所述各组的编码梯度曲线的偏差相位。
如果前部编码梯度曲线具有不同类型的极性图案，则最终结果的涡流和剩磁将变化并且受其影响所产生的零阶相移也将变化。因此，第七变型的相移修正方法通过第三方面或第四方面的相移测量方法，来逐个测量具有不同极性图案的前部编码梯度曲线的零阶相移值，而对于具有相同极性图案类型的前部编码梯度曲线，它通过测量结果或使用完整结果来计算(例如，比例计算)相移值。因此，这种方法可以平衡预扫描时间的减少和修正的精确度。
在第七方面，本发明属于被归类为分解回波序列方法的相移修正方法，它包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；当在读轴上施加读梯度曲线时对回波数据进行采样；在相位轴上施加回绕梯度曲线；这些操作被重复多次；以及根据采样数据产生影像；其中，为了修正由于前面编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的一阶相移，在每一编码梯度曲线中插入补偿脉冲，或将补偿脉冲加到紧接在每一编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上，或在每一回绕梯度曲线中插入补偿脉冲，或将补偿脉冲加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
第七方面的相移修正方法在每一编码梯度曲线或回绕梯度曲线上插入补偿脉冲，它可以防止由于前部编码梯度曲线等所引起的相差成分在连续回波中产生相移。因此，这种方法可以防止第二影像品质变坏。
第八变型是从第七方面的相移修正方法中派生出来的，它包括根据用第一方面或第一变型的相移测量方法所测量到的相移来确定补偿脉冲的修正值的步骤。
第八变型的相移测量方法根据第一方面或第一变型的相移测量方法所精确测量的相移值来确定修正值，它可以精确地防止相移。因此，这种方法可以适当地防止影像品质变坏。
第九变型是从第八变型的相移修正方法中派生出来的，它包括以下步骤将具有不同类型的极性图案的编码梯度曲线分成分开的组；通过根据第一方面或第一变型的相移测量方法测量相移值来确定一个或多个代表各组的编码梯度曲线的修正值；以及根据对同组所确定的修正值的计算或根据所确定的修正值的完整应用，确定不是所述各组的编码梯度曲线的修正值。
如果编码梯度曲线具有不同类型的极性图案，则最终结果的涡流和剩磁将变化并且由其影响所产生的相移也将变化。因此，第九变型的相移修正方法通过第一方面或第一变型的相移测量方法，来逐个测量具有不同极性图案类型的编码梯度曲线的相移值，而对于具有相同极性图案类型的编码梯度曲线，它根据测量结果或使用完整的结果来计算(例如，比例计算)相移值。因此，这种方法可以在预扫描时间减少和修正的精确度之间取得平衡。
第十方面是从第八方面或第九变型中派生出来的，它包括以下步骤在相位轴上施加相差梯度曲线，而不是施加用来成像的高速自旋回波法的脉冲序列的第二读梯度曲线；当在相位轴上施加读梯度曲线时，对回波数据进行采样；以及根据该数据确定第二回波的补偿脉冲，对第三和后续回波重复这些操作，以对所有回波确定其补偿脉冲。
第十变型的相移修正方法使用至少不同于成像的主扫描脉冲序列的预扫描的脉冲序列，来逐个确定每一回波的补偿脉冲，虽然这将需要更长的预扫描时间，但这种方法提高了修正的精度。
在第八方面，本发明属于一种MRI装置，它包括RF脉冲发射装置；梯度磁场施加装置；核磁共振(NMR)信号接收装置；和相移修正值确定装置；所述相移修正值确定装置的操作步骤包括发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线；以及在相位轴上施加回绕梯度曲线，一次或多次地执行这些操作；接着发射反相脉冲；在相位轴上施加相差梯度曲线；接收NMR信号；在相位轴上施加读出梯度曲线时，进行数据采样；对采样数据进行一阶富里埃变换；以及根据结果相位数据，确定由编码梯度的影响所产生的用来修正相移的修正值，同时，把用来根据确定的修正值修正一阶相移的补偿脉冲加在成像脉冲序列的编码梯度曲线中，或加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上，或加在回绕梯度曲线中，或加到紧接着回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
第八方面的MRI装置可以正确地实现上述第一方面至第三变型的相移测量方法。它也可以正确地实现上述第五方面至第五变型，以及上述第七方面至第十变型的相移修正方法。因此，这种装置可以产生没有由相移产生的膺像的影像。
在第九方面，本发明属于一种MRI装置，它包括RF脉冲发射装置；梯度磁场施加装置；NMR信号接收装置；和相移修正值确定装置；所述相移修正值确定装置的操作步骤包括发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线并且在相位轴上施加回绕梯度曲线；一次或多次地执行这些操作；以及接着发射反相脉冲；当在读轴上施加读梯度曲线；而在相位轴上没有施加梯度曲线时，对回波进行数据采样；以及根据由采样数据的一阶富里埃变换产生的相位数据，确定由编码梯度曲线影响所产生的修正零阶相移的的修正值，同时，为反相脉冲，或为回波检测相位，或同时为二者提供根据被确定的修正值修正零阶相移的偏差相位。
第九方面的MRI装置可以正确地实现上述第三或第四方面的相移测量方法。它也可以正确地实现上述第六方面至第七变型的相移修正方法。因此，这种装置可以产生没有由相移产生的膺像的影像。
在十方面，本发明属于一种MRI装置，它包括RF脉冲发射装置；梯度磁场施加装置；NMR信号接收装置；和相移修正值确定装置；所述相移修正值确定装置的操作步骤包括发射激励脉冲；发射第一反相脉冲；当在读轴上施加读梯度曲线而在相位轴上没有施加梯度曲线时，对第一回波进行数据采样；以及根据由采样数据的一阶富里埃变换产生的相位数据，计算第一零阶项φ0；发射激励脉冲；发射第一反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线并且在相位轴上施加回绕梯度曲线；接着发射第二反相脉冲，当在读轴上施加读梯度曲线而在相位轴上没有施加梯度曲线时，对第二回波进行数据采样；以及根据由采样数据的一阶富里埃变换产生的相位数据，计算第二零阶项φ1；并且根据第一零阶项φ0和第二零阶项φ1，确定用来修正由编码梯度曲线的影响所产生的零阶相移的修正值，同时，为第二反相脉冲之后的反相脉冲，或为回波检测相位，或同时为二者提供用来根据已确定的修正值修正零阶相移的偏差相位。
与第十方面相等效的是可以根据对第二回波的采样数据，而不是第一回波的采样数据的一阶富里埃变换的结果相位数据，来计算第一零阶项φ0。
附加的相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线也将产生涡流，因此，测量结果可能与主扫描的测量结果不一致，除非它们的影响被消除。于是，第十方面的MRI装置完全省去了相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线的使用，该装置摆脱了由相差梯度曲线和重定相(rephaser)梯度曲线所产生的涡流的影响，并且它可以测量归因于先前编码梯度的相移。因此，该装置可以产生没有由相移产生的膺像的影像。
本发明的相移测量方法可以精确地测量由于编码梯度曲线所引起的涡流和剩磁的影响所产生的一阶和零阶相移。
本发明的相移测量方法可以精确地修正由于编码梯度曲线所引起的涡流和剩磁等的影响所产生的一阶和零阶相移。从而产生良好的影像。
本发明的MRI装置可以正确地实现这些相移测量方法和相移修正方法。
通过以下结合附图所做的描述，本发明的其它特征和优点将显而易见。
图1是显示根据本发明实施例的MRI装置的方框图；图2和图3是一系列根据第一实施例确定相移修正值过程的流程图；图4显示基于第一实施例的预扫描脉冲序列的例子；图5是用来说明图4的脉冲序列的K空间轨迹的简图；图6显示从图4的脉冲序列中所派生出来的其相位轴投影脉冲被反相的脉冲序列的例子；图7显示基于第一实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子；图8显示从图7的脉冲序列中所派生出来的其相位轴投影脉冲被反相的脉冲序列的例子；图9用来说明中央图像排序的段与回波之间的关系；图10用来说明后续图像排序的段与回波之间的关系；图11显示将补偿脉冲加在最后一个前部回绕梯度曲线末端的分裂回波序列方法的脉冲序列的例子；图12显示将补偿脉冲加在最后一个前部回绕梯度曲线前端的分裂回波序列方法的脉冲序列的例子；图13显示在最后的前部回绕梯度曲线中插入补偿脉冲的分裂回波序列方法的脉冲序列的例子；图14显示在最后的前部编码梯度曲线中插入补偿脉冲的分裂回波序列方法的脉冲序列的例子；图15说明补偿脉冲的修正效果；图16说明采用给反相脉冲提供偏差相位的方法的修正效果；图17说明采用给反相脉冲和检测相位提供偏差相位的方法的修正效果；图18和图19是说明根据第三实施例的零阶相移修正值确定过程的一系列流程图；图20是根据第三实施例的预扫描脉冲序列的例子；
图21是根据第三实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子；图22和图23是说明根据第四实施例的相移修正值确定过程的一系列流程图；图24显示根据第四实施例的预扫描脉冲序列的一个例子；图25显示从图24的脉冲序列中所派生出来的，其相位轴投影脉冲被反相的脉冲序列的例子；图26显示根据第四实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子；图27显示根据第四实施例的预扫描脉冲序列的另外一个例子；图28是用来说明段与回波之间关系的简图；图29是另外一个用来说明段与回波之间关系的简图；图30显示在每一回绕梯度曲线末端加入补偿脉冲的高速SE方法的脉冲序列的例子；图31显示根据第六实施例的相移修正值的确定过程的流程图；图32显示根据第六实施例的预扫描脉冲序列的例子；图33显示根据第七实施例的相移修正值的确定过程的流程图；图34显示根据第六实施例的预扫描脉冲序列的例子；图35显示另外一个根据第六实施例的预扫描脉冲序列的例子；图36用来说明根据第六实施例的修正值计算原理；图1是为本发明第一至第九实施例所共有的MRI装置的方框图。
该MRI装置100包括磁组件1，该组件具有放置主体的空间(孔)。在该孔周围放置有永久磁铁lp，该磁铁在主体施加恒定的主磁场；沿限幅轴，相位轴和读轴产生梯度磁场的梯度场线圈lg；发射线圈lt，该线圈发射感应主体内部核自旋的RF脉冲；以及接收线圈lr，该线圈接收来自主体的NMR信号。梯度场线圈lg，发射线圈lt，和接收线圈lr分别与梯度磁场驱动电路3，RF功率放大器4，和前置放大器5连接。
顺序存储电路8按照计算机7的命令，根据存储的脉冲序列来操作梯度磁场驱动电路3，使得磁组件1的梯度场线圈lg产生梯度磁场，并且操作门调制电路9，使得RF振荡电路10的载波输出信号被调制成为具有上述时序和上述包络的脉冲信号。该脉冲信号被RF功率放大器4放大，并随后被送入磁组件1的发射线圈lt，使得有选择地将主体的一个预期的限幅区域激励。
前置放大器5将由磁组件1的接收线圈所检测到的主体NMR信号放大。将接收的RF振荡器10的载波输出信号作为参考信号的相位检测器12对被前置放大器5所放大的NMR信号进行相位检测。A/d转换器11将来自前置放大器5的相位检测后的模拟信号转换成为数字信号(数据)。
计算机7从A/D转换器11中读取数据并对数据进行影像重排计算，从而产生预期限幅区域的影像，并且该影像被显示在显示器6上。计算机7也为含有与操作终端13进行信息交流的装置的总控制服务。实施例1第一实施例旨在根据分裂回波序列法修正一阶和零阶相移。
在分离回波序列法中，用来产生第一影像的前部编码梯度曲线gy所产生的相差成分被加到后部的回波采样时间上(施加读梯度曲线gxw的周期)，造成相对于后部回波的大的相移。这种相移被称为“一阶相移”，其值在K空间的相位轴上具有一阶变量。
梯度磁场包含由于RF屏蔽形式，线圈等布局失配所造成的零阶项。尽管该梯度场的零阶项是一个独立于位置的不变的成分，但它最终与涡流一样具有指数下降的时间特性，并且它将引起相移。这个相移被成为“零阶相移”。
图2和图3显示了相移修正值的确定过程的流程图，该过程根据分离回波序列法，确定修正一阶和零阶相移的修正值。
步骤S1为在如图4，图6，图7和图8所示的预扫描脉冲序列中的补偿脉冲gyp1i的幅度agyp1i设定一个适当的初始值。后缀字母“i”代表重复数，如何选择i值将在后面进行解释。
步骤S2在具有正极性的编码梯度曲线gy的情况下，利用如图4所示的预扫描脉冲序列，或者在具有负极性的编码梯度曲线gy的情况下，利用如图7所示的预扫描脉冲序列对后部回波echo’1和echo’2进行数据采样。
如图4和图7所示的预扫描脉冲序列中，在开始处施加激励脉冲R和限幅梯度曲线ss。接着，施加第一反相脉冲P1和前部限幅梯度曲线ss。然后，在相位轴上施加编码梯度曲线gy1i。接着，施加读梯度曲线gxw。然后，在相位轴上施加具有等时间积分值并且与编码梯度曲线gy1i极性相反的回绕梯度曲线gyr1i。
图4所示是回波序列数目N等于4的情况，并且对于该数目N大于4的情况，从反相脉冲P的发射到施加回绕梯度曲线gyr的操作要被重复N/2-1次。
然后，施加最近的反相脉冲P2和前部限幅梯度曲线ss，并在相位轴上施加编码梯度曲线gy2i。接着，在读梯度曲线rephase上施加读梯度曲线gxw的前半部读梯度曲线gxr。之后，读梯度曲线保持为“0”。然后，在相位轴上施加具有等时间积分值并且与编码梯度曲线gy2i极性相反的回绕梯度曲线gyr2i。
施加一般的读梯度曲线gxw而不是施加读梯度曲线gxr是与上述脉冲序列等价的，然后，如图4中的虚线所示，在读轴上施加回绕梯度曲线gxr’，该梯度曲线是读梯度曲线gxw面积的一半。
接着，在相位轴上施加与编码梯度曲线gy极性相反的补偿脉冲gyp1i。
然后，施加第一后部反相脉冲P’1和限幅梯度曲线ss，同时施加用来消除附加在前面和后面的激励回波的crusher梯度曲线gzi和gzri。其次，施加与回绕梯度曲线gyr2i相同的相差梯度曲线gywd1i。接着，在相位轴上施加读出梯度曲线gyw1i时，从echo’1中接收NMR信号，然后在相位轴上施加与相差梯度曲线gywd1i相同的重定相(rephaser)梯度曲线gywr1i。
图5显示从最近前部编码梯度曲线gy2i直到图4脉冲序列的读出梯度曲线gyw1i期间，K空间KSP的轨迹。对echo’1数据的采样中，只有Ky轴上的NMR信号成分被接收。在这种情况下，相差梯度曲线gywd1i，读出梯度曲线gyw1i和重定相(rephaser)梯度曲线gywr1i被称为“相位轴投影(Y投影)脉冲Ypg1i”。
接着，施加第二反相脉冲P’2和后部限幅梯度曲线ss。接着，在相位轴上施加与Ypg1i相同的相位轴投影脉冲Ypg2i的同时，从echo’2中接收NMR信号。最后，为了破坏横向磁化，施加消除梯度曲线Ki1。
图4和图7中的τi1和τi2表示在读出梯度曲线gyw中心和echo’中心之间的时移，并且这些时移τi1和τi2代表涡流和归因于编码梯度曲线gy1i和gy2i的剩磁的影响。通过采样数据一阶富里埃变换结果中的相位的一次项可以精确地计算时移τi1和τi2，因此，可以精确地了解涡流和由于编码梯度曲线gy1i和gy2i的剩磁的影响。
返回图3，步骤S3对echo’1和echo’2的采样数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算一阶项di1和di2以及零阶项B0i1和B0i2。
步骤S4通过下列公式计算一阶相移值φi+φi+＝{(di1-di2)/2}Xres×106/(γ×fov) (1)其中(di1-di2)/2是为了消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分所做的处理，Xres是echo’采样点的数目，γ是旋磁比，fov是单位为厘米的被测图像场的大小。
步骤S5通过下列公式计算零阶相移值ΔB0i+ΔB0i+＝(B0i1-B0i2)/2这是为了消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分所做的处理。
进到图3，步骤S6在编码梯度曲线gy具有正极性的情况下利用如图6所示的预扫描脉冲序列或在编码梯度曲线具有负极性的情况下利用如图8所示的预扫描脉冲序列，对后部echo’1和echo’2进行数据采样。
如图6和图8所示的预扫描脉冲序列是从如图4和图7所示的脉冲序列中派生出来的，只是它们的相位轴投影脉冲Ypg具有相反的极性。
返回到图3，步骤S7对从echo’1和echo’2采样的数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法或类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算一阶项di1和di2以及零阶项B0i1和B0i2。
步骤S8通过下列公式计算一阶相移值φi-φi-＝{(di1-di2)/2}Xres×106/(γ×fov)其中(di1-di2)/2是为了消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分所做的处理，Xres是echo’采样点的数目，γ是旋磁比，fov是被测图像场的大小。
步骤S9通过下列公式计算零阶相移值ΔB0i-ΔB0i-＝(B0i1-B0i2)/2这是为了消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分所做的处理。
步骤S10通过下列公式计算一阶相移值φiφi＝{(φi+)-(φi-)}/2这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处理。由极性相反的两个相位轴投影脉冲Ypg所引起的涡流作用在一阶相移值的相反方向上，并可以通过将一阶相移值φi+和φi-的差值除以2来消除该涡流的影响。
步骤S11通过下列公式计算零阶相移值ΔB0iΔB0i＝{(ΔB0i+)-(ΔB0i-)}/2
这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处理。
步骤S12通过下列公式修正补偿脉冲gyp1i的幅度agyp1inew_agyp1i＝(1+φi/gypliarea)old_agyp1i....(2)这里new_agyp1i是被修正的幅度，old_agyp1i是即时幅度，gypliarea是即时补偿脉冲gyp1i(可与相差值比较的)的面积。
步骤S13将上述步骤S2到S12重复预定的次数。
步骤S14对于所有的值或对于主扫描影像的重复数目i的适当的值重复上述步骤S1到S12。
如果对全部的值i重复了上述步骤S1至S13，则可以确定对于多个编码梯度曲线最佳的补偿脉冲gyp1i，以换取更长的预扫描时间。
否则，如果在较短的预扫描时间内对某些值i重复步骤S1至S13，则必须根据特殊值i的gyp1i通过插值法计算剩余值i的补偿脉冲gyp1i，或者用最接近的特殊值i来替代。
通过对梯度曲线进行分组选择适当的i值，使得那些相同极性的前部编码梯度曲线gy加入到一个或多个组中，而那些不同极性的前部编码梯度曲线gy至少被加入到分开的组中，并且相对于每一组中的平均编码梯度曲线选择i值。
图9和图10解释K空间KSP的分段的方法。图9所示是一种被称为“中央图像排序centric view ordering”的方法，其中通过提供正向编码梯度曲线gy1和gy2，段数据Sgp1是对echo1和echo’1的采样，并且段数据Sgp2是对echo2和echo’2的采样。同样地，通过提供负向编码梯度曲线gy1和gy2，段数据Sgn1是echo1和echo’1的采样，并且段数据Sgn2是对echo2和echo’2的采样。这种方法具有两种极性的编码梯度曲线。
图10所示是另外一种方法被称为“后续图像排序”(“sequentalview ordering”)，其中，通过分别提供正向编码梯度曲线gy1和负向编码梯度曲线gy2，采样数据Sgp1是对echo1和echo’1的采样，并且段数据Sgn2是对echo2和echo’2的采样。同样地，通过分别提供负向编码梯度曲线gy1和正向编码梯度曲线gy2，段数据Sgn1是echo1和echo’1的采样，并且段数据Sgp2是对echo2和echo’2的采样。这种方法也具有两种极性的编码梯度曲线。
在图9中的中央图像排序N＝4的情况下，不同极性的编码梯度曲线gy至少被分开编组，并且代表这些组的i值的修正值被确定。最好是每一种极性的编码梯度曲线被分成两个或更多个组，并且代表这些组的i值的修正值被确定。
在图10中的后续图像排序N＝4的情况下，具有正编码梯度曲线gy1和负编码梯度曲线gy2的图案，以及具有负编码梯度曲线gy1和正编码梯度曲线gy2的图案至少被分开编组，并且代表这些组的i值的修正值被确定。最好是每一种图案被分成两个或更多个组，并且代表这些组的i值的修正值被确定。
图11显示形成第一和第二影像的主扫描的脉冲序列的第一个例子。
这种脉冲序列是将上述相移修正值确定过程所确定补偿脉冲gyp1i加到分离回波序列法的脉冲序列最后的前部回绕梯度曲线gyr2i的末端，用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P”来修正零阶相移，该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值ΔB0i相比较。
图12显示形成第一和第二影像的主扫描的脉冲序列的第二个例子。
这种脉冲序列是将上述相移修正值确定过程所确定的补偿脉冲gyp1i加到分离回波序列法的脉冲序列最后的前部回绕梯度曲线gyr2i的前端使得gyp1i和读梯度曲线gxw不重叠，用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P”来修正零阶相移，该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值ΔB0i相比较。
图11的第一个例子和和图12的第二个例子可以被结合，即将补偿脉冲gyp1i加到回绕梯度曲线gyr2i的前端和末端。
图13显示形成第一和第二影像的主扫描的脉冲序列的第三个例子。
这种脉冲序列是将上述相移修正值确定过程所确定补偿脉冲gyp1i加在分离回波序列法的脉冲序列最后的前部回绕梯度曲线gyr2i上，用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P”来修正零阶相移，该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值ΔB0i相比较。
图14显示形成第一和第二影像的主扫描的脉冲序列的第四个例子。
这种脉冲序列是将上述相移修正值确定过程所确定的补偿脉冲gyp1i加在分离回波序列法的脉冲序列的最后前部回绕梯度曲线gy2i上，用来修正一阶相移。发射与偏差相位相同的反相脉冲P”来修正零阶相移，该偏差相位在大小上可与通过相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值ΔB0i相比较。
另外，通过将在大小上与零阶相移值ΔB0i可比的偏差相位复制到相位检测器12的检测相位上，可以修正零阶相移，而不是发射与ΔB0i可比，与偏差相位相同的反相脉冲P”来修正零阶相移。
另外，通过将在大小上与零阶相移值ΔB0i可比的偏差相位复制到相位检测器12的检测相位上，并另外发射与偏差相位相同的反相脉冲，可以修正零阶相移。
图15解释一阶相移修正的效果。通过选择与图9中所示Sgp1，Sgp2，和Sgn1，Sgn2段的中心相对应，因此在每一段的中心一阶相移为“0”并在其它点保持其状态的i值来确定补偿脉冲。
图16和图17解释零阶相移修正的效果。图16是通过只发射与偏差相位相同的反相脉冲来修正的情况，图17是将偏差相位复制到相位检测器12的检测相位上，另外发射与偏差相位相同的反相脉冲的情况。非零的零阶相移是允许的，只要它在图像中基本上相同。
使用这种方法中可以避免由于涡流和由于前部编码梯度曲线gy的剩磁的影响所引起的第二影像品质变坏。实施例2与第一实施例相反，第二实施例使用两个相位轴投影脉冲YPg1i和Ypg2i并且计算所获得的相移值的差，单一相位轴投影脉冲YPg1i用来消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分。在第二实施例的情况下，通过对从两个极性的相位轴投影脉冲Ypg1i中所得到的相移值的差值计算处理来消除偏差相移成分。
通过利用被设置成为“0”的编码梯度曲线测量一阶项di0，并且从相移值中减去其值，也可以消除偏差相移成分。实施例3第三实施例旨在不使用相位轴投影脉冲Ypg来确定零阶相移修正值。
可以通过其本身的零阶相移来产生如图4和图6，7，8所示的预扫描脉冲序列的相位轴投影脉冲Ypg(尤其是相差梯度曲线gywd和重定相(rephaser)梯度曲线gywr)。因此，在确定零阶相移修正值时，不需要使用相位轴投影脉冲YPg。
图18和图19显示零阶相移修正值的确定过程的流程图。
步骤Q1根据如图20所示的预扫描脉冲序列对echo’1和echo’2的数据进行采样。图20所示的预扫描脉冲序列是从通常的分离回波序列法的预扫描脉冲序列中派生出来的，其中，发射具有再现的偏差相位的正向前部编码梯度曲线gy和反相脉冲P”，相应地，取消其后部编码梯度曲线gy’。
步骤Q2对echo’1和echo’2的采样数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算零阶项B0i1和B0i2。
步骤Q3通过下列公式计算零阶相移值ΔB0i+ΔB0i+＝(B0i1-B0i2)/2该公式是为了消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分所做的处理。
步骤Q4为后部反相脉冲P”的偏差相位设置ΔB0i+。
步骤Q5将上述步骤Q1至步骤Q4重复预定的次数。
图19中的步骤Q6根据如图21所示的预扫描脉冲序列，对后部echo’1和echo’2数据进行采样。
图21所示的预扫描脉冲序列是从常规的分离回波序列法的预扫描脉冲序列中派生出来的，其中，发射具有再现的偏差相位的负向前部编码梯度曲线gy和反相脉冲P”，相应地，取消其后部编码梯度曲线gy’。
步骤Q7对echo’1和echo’2的采样数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算零阶项B0i1和B0i2。
步骤Q8通过下列公式计算零阶相移值ΔB0i-ΔB0i-＝(B0i1-B0i2)/2该公式是为了消除即使当编码梯度曲线gy为“0”时也将出现的偏差相移成分所做的处理。
步骤Q9为后部反相脉冲P”的偏差相位设置ΔB0i-。
步骤Q10将上述步骤Q6至步骤Q9重复预定的次数。
步骤Q11对于所有值或适当的i值重复上述步骤Q1至Q10。
步骤Q12利用下面的公式计算中央图像之前和之后图像的零阶相移值ΔB0i+和ΔB0i-的差ΔB00ΔB00＝(ΔB0i+)-(ΔB0i-)
步骤Q13向相位检测器12的检测相位提供偏差相位ΔB00，并且终止过程。
通过根据在本方法中所确定的零阶相移修正值所进行的修正，可以避免由于零阶相移所引起的第二影像品质变坏。实施例4第四实施例旨在修正高速SE方法中的一阶和零阶相移。在高速SE方法中，由已经用于前一影像回波的编码梯度曲线所产生的相差成分被加到下一要被观察的回波上，其结果在它上面将出现相移。这种相移是位置的一阶函数，所以它被称为“一阶相移”。
梯度磁场包含由于RF屏蔽、线圈等的布局失配所造成的零阶项。尽管该梯度场的零阶项是一个独立于位置的不变的成分，但它最终与涡流一样具有指数下降的时间特性，并且它将引起相移。这种相移被称为“零阶相移”。
图22和图23显示为了修正高速SE方法的一阶和零阶相移，用来确定要加的相移值的相移值确定过程的流程图。
步骤F1在如图24至图27所示的预扫描脉冲序列中，为补偿脉冲gyp(K-1)i的幅度设定一个适当的初始值agyp(K-1)i。在这种情况下，K是修正相移回波的编号，其范围从2到N(回波序列的数目)。后缀“i”是重复次数，后面将解释如何选择i值。
步骤F2对基于高速SE方法的脉冲序列的预扫描脉冲序列的回波K采样，在该方法中，将相位轴投影脉冲YgpKi插在第K次回波的编码梯度曲线gyKi和回绕梯度曲线gyrKi的位置上。
图24显示K＝2和N＝4的预扫描脉冲序列的例子。在这个预扫描脉冲序列中，开始时施加激励脉冲R和限幅梯度曲线ss，然后，施加第一反相脉冲P1和限幅梯度曲线ss。接着在相位轴上施加编码梯度曲线gy1i。然后，施加读梯度曲线gxw，它是普通读梯度曲线gxw的前半部分，并且该读梯度曲线被重定相(rephased)。之后，该读梯度曲线从回波3开始保持为“0”直到接收NMR信号。然后，在相位轴上施加具有等时间积分值、并且与编码梯度曲线gy1i的极性相反的回绕梯度曲线gyr1i。
一种与上述脉冲序列等价的情况是，施加通常的读梯度曲线gxw，而不是读梯度曲线gxr，并且其后在读轴上施加具有读梯度曲线gxw的一半面积的回绕梯度曲线，如图24中虚线所示。
接下来，在相位轴上施加与编码梯度曲线极性相反的补偿脉冲gyp1i。
接下来，施加第二反相脉冲P2和限幅梯度曲线ss，同时，将用于消除被激励的回波的crusher梯度曲线附在其前后。
接下来，施加与回绕梯度曲线gyr1i相同的相差梯度曲线gywd2i。
接下来，当在相位轴上施加读出梯度曲线gyw2i时，从echo2中接收NMR信号，并且接着在相位轴上施加与相差梯度曲线gywd2i相同的重定相(rephaser)梯度曲线。相差梯度曲线gywd2i，读出梯度曲线gyw2i和重定相(rephaser)梯度曲线gywr2i束被称为“相位轴投影脉冲Ypg2i”。
接下来，对于下一个回波4的影像，施加第三反相脉冲P3和限幅梯度曲线ss，在相位轴上施加编码梯度曲线gy3i，并且施加一个为通常读梯度曲线gxw后半部的读梯度曲线gxd。
作为与上述脉冲序列等效的一种情况，施加具有读梯度曲线gxw一半面积的读轴相差梯度曲线gxd’，并且接下来在读轴上施加一个通常的读梯度曲线gxw，如图24中的虚线所示。
之后，在相位轴上施加一个与编码梯度曲线gy3i极性相反并且具有等时间积分值的回绕梯度曲线gyr3i。
接下来，施加第四反相脉冲P4和限幅梯度曲线ss，在相位轴上施加编码梯度曲线gy4i，施加读梯度曲线gxw，并且之后在相位轴上施加与编码梯度曲线gy4i极性相反并且具有等时间积分值的回绕梯度曲线gyr4i。
最后，为了破坏横向磁化施加一个消除梯度曲线Ki1。
图24中的τi表示在读出梯度曲线gyw2i中心和echo2中心之间的时移，时移τi代表涡流和由于编码梯度曲线gy1i的剩磁的影响。通过采样数据一阶富里埃变换结果中的相位的一次项可以精确地计算时移τi，因此，可以精确地了解涡流和归因于编码梯度曲线gy1i的剩磁的影响。
返回图22，步骤F3对echoK的采样数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算一阶项di1以及零阶项B0i+。
步骤F4通过下列公式计算一阶相移值φi+φi+＝di1×Xres×106/(γ×fov)其中Xres是echoK采样点的数目，γ是旋磁比，fov是单位为厘米的被测图像场的大小。
步骤F5根据预扫描脉冲序列对echoK数据进行采样，该预扫描脉冲序列是从前面步骤F2中所使用的脉冲序列中派生出来的，具有与其极性相反的相位轴投影脉冲。
图25显示的脉冲序列是从图24中的脉冲序列中派生出来的，具有与其极性相反的相位轴投影脉冲Ypg2i。
返回图22，步骤F6对echoK的采样数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算一阶项di1以及零阶项B0i-。
步骤F7通过下列公式计算一阶相移值φi-φi-＝di1×Xres×106/(γ×fov)其中Xres是echoK采样点的数目，γ是旋磁比，fov是图像场的大小。
进到图23，步骤F8通过下面的公式计算一阶相移值φφi＝{(φi+)-(φi-)}/2
这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处理。由极性相反的两个相位轴投影脉冲Ypg所引起的涡流作用在一阶相移值的相反方向上，并可以通过将一阶相移值φi+和φi-的差值除以2来消除该涡流的影响。
步骤F9通过下列公式计算零阶相移值ΔB0iΔB0i＝{(ΔB0i+)-(ΔB0i-)}/2这是为了消除相位轴投影脉冲Ypg所产生涡流的影响所做的处理。
步骤F10通过下列公式修正补偿脉冲gyp(K-1)i的幅度agyp(K-1)new_agyp(K-1)i＝(1+φi/gyp(K-1)iarea)old_agyp(K-1)i这里new_agyp(K-1)i是修正后的幅度，old_agyp(K-1)i是修正前的幅度，gyp(K-1)iarea是修正之前补偿脉冲gyp(K-1)i(可与相差值比较的)的面积。
步骤F11将上述步骤F2到F10重复预定的次数。
步骤F12对于所有的K值(从2到N)重复上述步骤F2至F11。
图26显示当K＝3，N＝4时预扫描脉冲序列的一个例子，图27显示当K＝3，N＝4时预扫描脉冲序列的另外一个例子。
重复步骤F2到步骤F11直到K＝N，接着进行步骤F13。
步骤F13对于用于成像的主扫描的重复次数i的所有的值或适当的值重复上述步骤F1至F12，然后终止处理过程。
在对于成像的主扫描的重复次数i的所有的值或适当的值重复上述步骤F1至F12的情况下，可以确定对于多个编码梯度曲线最佳的补偿脉冲gyp1i，以换取更长的预扫描时间。
否则，如果在更短的预扫描时间内对某些值i重复步骤F1至F12，则必须根据特殊值i的gyp1i通过插值法计算其余值i的补偿脉冲gyp1i，或者用最接近的特殊值i来替代。
通过对梯度曲线图案进行分组来选择适当的i值，使得那些具有相同极性图案类型的编码梯度曲线gy1到gyk加入到一个或多个组中，即，那些具有不同极性图案类型的编码梯度曲线gy1到gyk至少被加入到分开的组中，并且选择与每一组中的平均编码梯度曲线有关的i值。
图28和图29说明K空间KSP的分段方法。
在图28所示的方法中，通过施加正向的编码梯度曲线gy1和gy2以及负向编码梯度曲线gy3和gy4而从echo1，echo2，echo3和echo4中采样段数据Sg1，Sg2，Sg3和Sg4。在这种情况下，只存在一种类型的编码梯度曲线级性图案。
确定正编码梯度曲线gy1和gy2以及负编码梯度曲线gy3和gy4的极性图案的修正值。最好是将极性图案分成两个或多个组，并确定代表这些组的i值的修正值。
在如图29所示的方法中，通过施加正编码梯度曲线gy1、负编码梯度曲线gy2和gy3以及正编码梯度曲线gy4，从echo1，echo2，echo3和echo4中采样段数据Sg11，Sg21，Sg31和Sg41。另外，通过施加正编码梯度曲线gy1和gy2以及负编码梯度曲线gy3和gy4，从echo1，echo2，echo3和echo4中采样段数据Sg12，Sg22，Sg32和Sg42。在这种情况下有两种类型的编码梯度曲线极性图案。
正编码梯度曲线gy1，负编码梯度曲线gy2和gy3以及正编码梯度曲线gy4的极性图案，和正编码梯度曲线gy1，gy2和负编码梯度曲线gy3，gy4的极性图案至少被分开分组，并且确定代表这些分组的i值的修正值。最好是将每一极性图案分成两个或多个组，并确定代表这些组的i值的修正值。
图30显示用于成像的主扫描的脉冲序列的例子。这个脉冲序列准备通过在高速SE方法的脉冲序列的回绕梯度曲线gyr1i，gyr2i，和gyr3i的末端增加补偿脉冲gyp1i，gyp2i和gyp3i来修正一阶相移，这些补偿脉冲是已经通过上述的相移修正值确定过程确定的。发射具有再现的偏差相位的反相脉冲P”来修正零阶相移，该偏差相位在大小上可与已经通过上述相移修正值确定过程计算得到的零阶相移修正值ΔB0i相比较。
作为该脉冲序列的一种变型，可以在高速SE方法的脉冲序列的回绕梯度曲线gyr1i，gyr2i，和gyr3i的前端增加补偿脉冲gyP1i，gyp2i和gyp3i。另外，可以在回绕梯度曲线gyr1i，gyr2i，和gyr3i的前端和末端增加补偿脉冲gyp1i，gyp2i和gyp3i，或者，可以把补偿脉冲插入回绕梯度曲线gyr1i，gyr2i，和gyr3i中，或插入编码梯度曲线gy1i，gy2i，和gy3i中。
可以通过将在大小上与零阶相移值ΔB0i可比的偏差相位提供给相位检测器12的检测相位来修正零阶相移，而不是发射具有其大小可以与ΔB0i比拟的再现的偏差相位的反相脉冲P”来修正零阶相移。
另外，可以通过将在大小上可与零阶相移值ΔB0i可比的偏差相位提供给相位检测器12的检测相位，并另外发射具有再现的偏差相位的反相脉冲，来修正零阶相移。
用这种方法，可以由于涡流和归因于编码梯度曲线gy的剩磁的影响所引起的影像品质变坏。实施例5与旨在消除即使编码梯度曲线gy为“0”时也产生的偏差相移成分的第四实施例相反，通过计算从两种极性的相位轴投影脉冲Ypg(K-1)i所得到的相移值的差值，有可能通过测量一阶项di0，同时编码梯度曲线设置为“0”，并且从相移值中减去其值，来消除偏差相移成分。实施例6以前所述实施例基于通过使用与主扫描脉冲序列相似的预扫描脉冲序列、延长扫描时间而能够精确地确定修正值，与以前的实施例相反，第六实施例旨在以降低修正值的精度为代价来减少扫描时间。
图31是本实施例相移修正值确定过程的流程图。
步骤E1为如图32所示的预扫描脉冲序列的补偿脉冲gypn的幅度agypn设置适当的初始值。后缀字母“n”代表所要确定的修正值的编码梯度曲线的序号。
步骤E2根据图32的脉冲序列对echo2数据采样。
在图32所示的预扫描脉冲序列中，在开始处施加激励脉冲R和限幅梯度曲线ss。接着，施加第一反相脉冲P1和限幅梯度曲线ss。然后，在相位轴上施加一个要确定其修正值的编码梯度曲线gyn。
接下来，施加一个等于通常读梯度曲线gxw前半部的读梯度曲线gxr。然后，该读梯度曲线保持为“0”。接下来，在相位轴上施加回绕梯度曲线gyrm，同时，把具有等时间积分值以及与编码梯度曲线gyn相反的极性的补偿脉冲插入该回绕梯度曲线gyrn中。
接下来，施加第二反相脉冲p2和限幅梯度曲线ss，同时，把用来消除被激励的回波的crusher梯度曲线gz和gzr附加在该第二反相脉冲P2和限幅梯度曲线ss的前后。
接着，施加与回绕梯度曲线gyrn相同的相差梯度曲线gywdn。接下来，当在相位轴上施加读出梯度曲线gywn时，从echo2中接收NMR信号，并且接着在相位轴上施加与相差梯度曲线gywdn相同的重定相(rephaser)梯度曲线gywrn。一串相差梯度曲线gywdn，读出梯度曲线gywn和重定相(rephaser)梯度曲线gywrn被称为“相位轴投影脉冲Ypgn”。
图32中的τi表示在读出梯度曲线gywn中心和echo2中心之间的时移，时移τi代表涡流和归因于编码梯度曲线gyn的剩磁的影响。作为采样数据的一阶富里埃变换结果中的相位的一次项，可以精确地计算时移τi，因此，可以精确地了解涡流和归因于编码梯度曲线gyn的剩磁的影响。
回到图31，步骤E3对echo2的采样数据进行一阶富里埃变换，并且根据最小二乘法和类似的方法对结果相位数据进行曲线拟合，从而计算一阶项dn以及零阶项B0n。
步骤E4通过下列公式计算一阶相移φi-＝dn×Xres×106/(γ×fov)其中Xres是echo2采样点的数目，γ是旋磁比，fov是单位为厘米的被测图像场的大小。
步骤E5通过下列公式修正补偿脉冲gypn的幅度agypnnew_agypn＝(1+φi/gypnarea)old_agypn这里new_agypn是被修正的幅度，old_agypn是即时幅度，gypnarea是即时补偿脉冲gypn(可与相差值比较的)的面积。
步骤E6将上述步骤E2到E5重复预定的次数。
步骤E7对于所有n值重复上述步骤E1，然后终止该处理过程。
用这种方法，可以确定所要的编码梯度曲线gyn的修正值。实施例7前一实施例使用相差梯度曲线gywdn和重定相(rephaser)梯度曲线gywrn，由于它们所引起的涡流的影响，因此有可能产生与主扫描的测量结果不一致的测量结果，与此相反，第七实施例旨在不使用相差梯度曲线gywdn和重定相(rephaser)梯度曲线来确定修正值。
如33显示本实施例相移修正值确定过程的流程图。
步骤Q51根据如图34所示的脉冲序列而对第一回波echo1的数据进行采样。
如图34所示的预扫描脉冲序列中，在开始处施加激励脉冲R和限幅梯度曲线ss。接着，施加第一反相脉冲P1和限幅梯度曲线ss。然后，当在相位轴上施加读梯度曲线gxw，而未施加梯度曲线时，对echo1进行数据采样。
返回图33，步骤Q52对采样数据进行一阶富里埃变换，并且对结果相位数据进行曲线拟合，从而清楚在作为第一零阶项φ0的梯度区的“0”点处的相位。
步骤Q53根据如图35所示的脉冲序列而对第二回波echo2的数据进行采样。
如图35所示的预扫描脉冲序列中，在开始处施加激励脉冲R和限幅梯度曲线ss。接着，施加第一反相脉冲P1和限幅梯度曲线ss。然后，在相位轴上施加要为其确定修正值的编码梯度曲线gyn。接着，施加读梯度曲线gxw。然后，在相位轴上施加具有等时间积分值和与编码梯度曲线gyn相反的极性的回绕梯度曲线gyrn。然后，施加第二反相脉冲P2和限幅梯度曲线ss。当施加读梯度曲线gxw时，对echo2进行数据采样。
返回图33，步骤Q54对采样数据进行一阶富里埃变换，并对结果相位数据进行曲线拟合，从而清楚在作为第二零阶项φ1的梯度区的“0”点处的相位。
步骤Q55根据第一零阶项φ0和第二零阶项φ1计算φ值φ＝(φ0-φ1)/2图36说明该计算的原理。假设在图34预扫描脉冲序列中施加第一反相脉冲P1后的磁化Mxy_p1由于某种原因与旋转轴x不重合，而是沿逆时针方向与旋转轴x成一个角度φ0。进一步假设，由于已经通过图35所示的预扫描脉冲序列而施加在相位轴上的编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gyrn所引起的涡流的影响，旋转轴x移动到x。
角度φ0被作为第一零阶项。在通过图35所示的预扫描脉冲序列施加了第一反相脉冲P1之后，磁化方向仍然是Mxy_p1，并且施加了第二反相脉冲P2之后的磁化方向与第一磁化方向相对于旋转轴x成一角度。第二零阶项φ1表示沿旋转轴x顺时针方向所测量到的磁化方向Mxy_p2的相位。
于是，φ0-φ1项表示沿磁化方向Mxy_p2的顺时针方向所测量到的磁化方向Mxy_p1。从图36中可知，(φ0-φ1)/2表示沿旋转轴x’顺时针方向所测量到的磁化方向Mxy_p1的相位。
利用该相位作为修正磁化方向Mxy_p1角度的修正值，它等价于由于编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gyrn所引起的涡流的影响导致旋转轴x’的移动。即，旋转轴将与磁化方向Mxy_p1重合，并且施加了反相脉冲P2之后的磁化方向Mxy_p2与磁化方向Mxy_p1重合，其结果消除了由于编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gyrn所造成的涡流的影响。
回到图33，步骤Q56提供修正值φ作为在图34和图35的预扫描脉冲序列中，第一反相脉冲P2之后的反相脉冲的偏差相位。
步骤Q57重复步骤Q51至Q56预定的次数，从而得到最佳修正值φ，然后终止处理过程。
用这种方法，可以为所指定的编码梯度曲线gyn确定修正值。
在不背离本发明的精神和不超出本发明范围的情况下可以构造出很多各种不同的本发明的实施例。应该明白本发明除了后面的权利要求书所规定以外，并不限于说明书中所描述的具体的实施例。
权利要求
1.一种相移测量方法，其特征在于包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被执行一次或多次；发射反相脉冲；在所述相位轴上施加相差梯度曲线；在所述相位轴上施加读出梯度曲线时，对回波数据进行采样；根据对所述采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据，计算由于编码梯度曲线的影响所导致的相移。
2.一种相移测量方法，其特征在于包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线；在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被重复两次或多次；发射反相脉冲；在所述相位轴上施加相差梯度曲线；在所述相位轴上施加读出梯度曲线时，对回波数据进行第一数据采样；在所述相位轴上施加重定相(rephaser)梯度曲线；发射反相脉冲；在所述相位轴上施加相差梯度曲线；在所述相位轴上施加读出梯度曲线时，对回波数据进行第二数据采样；以及根据对所述第一采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据和对所述第二采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据，计算由于编码梯度曲线的影响所导致的相移。
3.一种相移测量方法，其特征在于包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线；在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被执行一次或多次；发射反相脉冲；当在所述读轴上施加读出梯度曲线，而未在所述相位轴上施加一种梯度曲线时，对回波数据进行数据采样；以及根据对所述采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据，计算由于编码梯度曲线的影响所导致的相移。
4.一种相移测量方法，其特征在于包括以下步骤发射激励脉冲；发射反相脉冲；在相位轴上施加编码梯度曲线；在读轴上施加读梯度曲线；在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被重复两次或多次；发射反相脉冲；当在所述相位轴上施加读出梯度曲线、而未在所述相位轴上施加一种梯度曲线时，对回波数据进行第一数据采样；发射反相脉冲；当在所述读轴上施加读出梯度曲线，而未在所述相位轴上施加一种梯度曲线时，对另外的回波数据进行第二数据采样；以及根据对所述第一采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据和对所述第二采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据，计算由于编码梯度曲线的影响所导致的零阶相移。
5.一种被归类为分裂回波序列法的相移修正的方法，它包括以下步骤发射激励脉冲，发射第j个反相脉冲，在相位轴上施加第j个编码梯度曲线，当在读轴上施加读梯度曲线时，对第j个回波进行数据采样，以及，在所述相位轴上施加第j个回绕梯度曲线，对于j＝1，2，…N，重复这些操作并根据来自前部回波的采样数据产生第一影像，以及根据来自后部回波的采样数据产生第二影像，其特征在于为了修正由于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的一阶相移，把补偿脉冲插入最后的前部回波之前的编码梯度曲线中，或者将补偿脉冲加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上，或者在最后的前部回波之后的回绕梯度曲线中插入补偿脉冲，或者将补偿脉冲加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
6.一种被被归类为分裂回波序列法的相移修正的方法，它包括以下步骤发射激励脉冲，发射第j个反相脉冲，在相位轴上施加第j个编码梯度曲线，当在读轴上施加读梯度曲线时，对第j个回波进行数据采样，以及，在相位轴上施加第j个回绕梯度曲线，对于j＝1，2，…N，重复这些操作，并根据前部回波的采样数据产生第一影像，以及根据后部回波的采样数据产生第二影像，其特征在于为了修正由于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影响所引起的后部回波的零阶相移，而为后部反相脉冲或为回波检测脉冲，或同时为两者提供偏差脉冲。
7.一种被归类为高速分裂回波序列法的相移修正方法，它包括以下步骤发射激励脉冲，发射反相脉冲，在相位轴上施加编码梯度曲线，当在读轴上施加读梯度曲线时，对回波数据进行采样，以及在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被重复多次，并且根据所述采样数据产生影像，其特征在于为了修正由于前部编码梯度曲线和回绕梯度曲线的影向所引起的后部回波的一阶相移，把补偿脉冲插入每一编码梯度曲线中，或将补偿脉冲加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上，或在每一回绕梯度曲线中插入补偿脉冲，或将补偿脉冲加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
8.一种磁共振成像(MRI)装置包括RF脉冲发射装置；梯度磁场施加装置；核磁共振(NMR)信号接收装置；相移修正值确定装置；该装置按照以下步骤运行发射激励脉冲，发射反相脉冲，在相位轴上施加编码梯度曲线，在读轴上施加读出梯度曲线，以及在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被执行一次或多次，接着发射反相脉冲，在所述相位轴上施加相差梯度曲线，接收NMR信号，当在所述相位轴上施加读出梯度曲线时，进行数据采样，对所述采样数据进行一阶富里埃变换，并根据结果相位数据确定用来修正由于编码梯度曲线的影响所产生的相移的修正值，同时，把用于根据已确定的修正值修正一阶相移的补偿脉冲插入用于成像的脉冲序列的编码梯度曲线中，或者加到紧接在编码梯度曲线之前和之后的一点或两点上，或插入回绕梯度曲线中，或加到紧接在回绕梯度曲线之前和之后的一点或两点上。
9.一种MRI装置包括RF脉冲发射装置；梯度磁场应用装置；NMR信号接收装置；相移修正值确定装置；该装置按照以下步骤运行发射激励脉冲，发射反相脉冲，在相位轴上施加编码梯度曲线，在读轴上施加读出梯度曲线，以及在所述相位轴上施加回绕梯度曲线，这些操作被执行一次或多次，接着发射反相脉冲，当在所述读轴上施加读出梯度曲线、而未在所述相位轴上施加梯度曲线时，对回波进行数据采样，并根据对所述采样数据进行的一阶富里埃变换所产生的相位数据，确定用来修正由于编码梯度曲线影响所产生的零阶相移的修正值，同时，把用来根据所述已确定的修正值修正所述零阶相移的偏差相位，提供给反相脉冲，或者提供给回波检测相位，或者提供给二者。
10.一种MRI装置包括RF脉冲发射装置；梯度磁场应用装置；NMR信号接收装置；相移修正值确定装置；该装置按照以下步骤运行发射激励脉冲；发射第一反相脉冲；当在读轴上施加读梯度曲线而未在相位轴上施加梯度曲线时对第一回波进行数据采样；根据对所述采样数据的一阶富里埃变换所产生的相位数据，计算第一零阶项φ0；发射激励脉冲；发射第一反相脉冲；在所述相位轴上施加编码梯度曲线；在所述读轴上施加读梯度曲线并且在所述相位轴上施加回绕梯度曲线；接着发射第二反相脉冲；当在所述读轴上施加读出梯度曲线而未在所述相位轴上施加梯度曲线时，对第二回波进行数据采样；根据采样数据的一阶富里埃变换所产生的相位数据，计算第二零阶项φ1；以及根据第一零阶项φ0和第二零阶项φ1，确定用来修正由于编码梯度曲线的影响所产生的零阶相移的的修正值，同时，把用来根据所述已确定的修正值修正所以零阶相移的偏差相位，提供给所述第二反相脉冲之后的反相脉冲，或者提供给回波检测相位，或者提供给二者。
全文摘要
精确测量由涡流和归因于编码梯度曲线的剩磁等的影响产生的回波相移的过程包括:发射激励脉冲R,发射反相脉冲P1,在相位轴上施加编码梯度曲线,在读轴上施加读梯度曲线,施加回绕梯度曲线,发射反相脉冲,在相位轴上施加相差梯度曲线,当在相位轴上施加读出梯度曲线时对回波echo2进行数据采样,根据对采样数据的一阶富里埃变换所得到的相位数据计算由于编码梯度曲线gyn和回绕梯度曲线gyrn的影响所产生的echo2的相移值,据此确定修正值,修正补偿脉冲。
文档编号G01R33/32GK1171921SQ97114669
公开日1998年2月4日 申请日期1997年7月11日 优先权日1996年7月11日
发明者后腾隆男 申请人:通用电器横河医疗系统株式会社