用于mri中的化学饱和的发射频率校准方法及mri系统的制作方法

专利名称：用于mri中的化学饱和的发射频率校准方法及mri系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振成像(MRI)技术，尤其涉及化学饱和成像技术。
背景技术：
MRI系统是根据核磁共振原理工作以获得人体的图像。人体组织由类似含有氢原 子的水和脂肪的分子组成。氢原子的原子核具有相关联的磁矩，该磁矩是氢原子核的净磁 属性的度量标准。当人体组织处于磁场B。的作用下时，磁场B。与氢原子核的磁矩相互作用 并且使一小部分原子核的排列与磁场B。同向。磁场B。也使同向原子核的磁矩以频率(") (称为进动频率，frequency of precession)绕磁场B。方向进动。进动频率取决于磁场B。 的强度和原子核的回磁比(y)，回磁比是原子核的特有属性。在数学上，B。、"禾P y有以 下关系 " = y*B。 等式(1) 上述原子核的进动频率称为拉莫尔(larmor)频率。当MRI系统向氢原子核施加具 有氢原子核的拉莫尔频率的射频脉冲(所施加的射频脉冲的频率称为发射频率)时，如果 氢原子核也以该拉莫尔频率进动时，就会发生核磁共振。当发生核磁共振时，进动的氢原子 核以特定的射频信号的形式发射能量。MRI系统通过处理由水分子(存在于扫描部位中) 中的共振氢原子核产生射频信号以生成MRI图像。在许多应用中，由非水分子中的共振氢 原子核产生的射频信号是不想要的，因为它们会降低MRI图像的质量。
通常，人体的各个部位内都含有大量的脂肪，这使得在MRI上经常产生运动伪影、 化学位移伪影或其它相关伪影，从而使得不仅解剖结构显示较模糊，而且限制了病变和某 些征象的显示。因此，化学饱和脂肪抑制技术成为MRI检查中非常重要的技术，其用于消除 运动伪影、化学位移伪影等的影响，使解剖结构和病变的轮廓和边缘能更清楚地显示，更重 要的是能够显示平扫不能显示的病变和一些特征性征象。 MRI化学饱和脂肪抑制技术多种多样，但总的来说主要基于两种机制(1)脂肪和 水的化学位移；(2)脂肪与其他组织的纵向弛豫差别。
( — )化学位移现象 同一种磁性原子核，处于同一磁场环境中，如果不受其他因素干扰，其进动频率应 该相同。但是我们知道，一般的物质通常是以分子形式存在的，分子中的其他原子核或电 子将对某一磁性原子核产生影响。那么同一磁性原子核如果在不同分子中，即便处于同一 均匀的主磁场中，其进动频率将出现差别。在磁共振学中，我们把这种现象称为化学位移现 象。化学位移的程度与主磁场的强度成正比，场强越高，化学位移越明显。
常规MRI时，成像的对象是质子，处于不同分子中的质子的进动频率也将出现差 异，也即存在化学位移。在人体组织中，最典型的质子化学位移现象存在于水分子与脂肪之 间。这两种分子中的质子进动频率相差约3. 5PPM，在1. 5T的场强下相差约220HZ，在1. 0T 场强下约为150HZ，在0. 5T场强下约为75HZ。脂肪和水中质子的进动频率差别为脂肪抑制 技术提供了一个切入点。
( 二 )脂肪与其他组织的纵向弛豫差别 在人体正常组织中，脂肪的纵向弛豫速度最快，T1值最短。不同场强下，组织的T1 值也将发生变化，在1. 5T的场强下，脂肪组织的Tl值约为250ms，明显短于其他组织。脂肪 组织与其他组织的Tl值差别也是脂肪抑制技术的一个切入点。 在MRI常用的脂肪抑制技术中，频率选择饱和法是最常用的脂肪抑制技术之一， 该技术利用的就是脂肪与水的化学位移效应。由于化学位移，脂肪和水分子中质子的进动 频率将存在差别。如果在成像序列的激发脉冲施加前，先连续施加数个预脉冲，这些预脉冲 的频率与脂肪中质子进动频率一致，这样脂肪组织的将被连续激发而发生饱和现象，而水 分子中的质子由于进动频率不同不被激发。这时再施加真正的激发射频脉冲，脂肪组织因 为饱和不能再接受能量，因而不产生信号，而水分子中的质子可被激发产生信号，从而达到 脂肪抑制的目的。 但该方法存在如下缺点(l)场强依赖性较大。由于化学位移现象的程度与主磁 场强度成正比。在高场强下，脂肪和水中的质子进动频率差别较大，因此选择性施加一定频 率的预脉冲进行脂肪抑制比较容易。但在低场强下，脂肪和水中的质子进动频率差别很小， 执行频率选择脂肪抑制比较困难。因此该方法在1. OT以上的中高场强扫描机上效果较好， 但在O. 5T以下的低场强扫描机上效果很差，因而不宜采用。(2)对磁场的均匀度要求很高。 由于该技术利用的是脂肪中质子的进动频率与水分子中质子的进动频率的微小差别，如果 磁场不均匀，则将直接影响质子的进动频率，预脉冲的频率将与脂肪中质子的进动频率不 一致，从而严重影响脂肪抑制效果。因此在使用该技术进行脂肪抑制前，需要对主磁场进行 自动或手动匀场，同时应该去除病人体内或体表有可能影响磁场均匀度的任何物品。(3)进 行大F0V扫描时，视野周边区域脂肪抑制效果较差，这也与磁场的均匀度及梯度线性有关。
概括地说，在实践中，影响脂肪抑制效果的原因基本上有如下几个例如
1)比较差的场均匀性；
2)不容易得到正确的中心频率； 3)中心频率的误差；这是由系统本身带来的频率误差。 4)中心频率漂移。这是由于材料本身特性(例如温度)引起的。这些原因都可能 导致射频饱和脉冲不能准确作用在脂肪(或水)的质子上，错误的或不精确的中心频率可 能导致劣质的或错误的化学饱和图像，尤其在例如O. 35T的低场强MRI系统中，从而使得目 前的频率选择饱和法难以达到很好的效果。 对于上面所列的第4)种不利因素，已有现有技术通过跟踪中心频率漂移且对其
进行补偿来减少其影响。但对前三种因素产生的不利后果，目前的预扫描方法有时会得到
不准确的发射频率，从而导致饱和效果不好。 频率选择饱和法的预扫描方法主要包括如下过程-在手动预扫描中，获得脂肪信号和水信号；-施加化学饱和射频RF，使脂肪信号饱和；-调整化学饱和射频RF直到脂肪被充分饱和。 这种方法存在的缺点是一方面，在很大程度上依赖于操作者的经验；另一方面， 在一些情况下，很难判断脂肪是否被饱和得很好，因为脂肪信号与水信号可能混合在一起。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于化学饱和的发射频率校准方法，其较少依赖于操作 者的经验，从而使结果更稳健。 根据本发明的一个方面，提供一种用于MRI中的化学饱和的发射频率校准方法，
其以水信号开始被饱和来判定脂肪已被饱和得很好，以对应于水信号开始被饱和时的发射 频率作为校准后的化学饱和发射频率。其中可以以水信号幅度开始下降时确定水信号开始
被饱和；可选地，通过基本的预扫描方法测得水信号幅度，并将其作为参考水信号幅度；调 整化学饱和的发射频率并测定相应的水信号幅度，当所测得的水信号幅度下降到参考水信 号幅度的预定范围，例如70%至90%的范围内时，确定水信号开始被饱和。
具体地，上述根据本发明的化学饱和的发射频率校准方法使用反转脉冲脂肪抑制 方法来抑制脂肪信号，以确定水信号峰值和脂肪信号峰值的频率位置；通过调整化学饱和 的发射频率，使用频率选择饱和法抑制脂肪信号，同时测量水信号峰值的幅度；根据水信号 幅度的变化判定水信号是否开始被饱和；设定水信号开始被饱和时的化学饱和发射频率为 校准后的化学饱和发射频率。 上述根据本发明的化学饱和的发射频率校准方法可以对被扫描对象的多个扫描
切片的每一个分别进行化学饱和的发射频率校准；也可以选择被扫描对象的多个扫描切片 中的一个扫描切片作为基准层，对该基准层进行化学饱和的发射频率校准；测得被扫描对
象的其它扫描切片的发射频率并计算出它们相对于基准层的频率差；根据所测得的频率差 以及所获得的已校准的基准层的化学饱和发射频率来确定其它扫描切片的化学饱和发射 频率。可选地，其中计算其它扫描切片与所述基准层之间的频率差也可以通过获取描述每 个扫描切片的B。磁场的分布的B。场图来获得。 根据本发明的另一方面，提供一种MRI系统，其包括主磁场磁体单元，用于产生
高强度磁场，称为B。磁场；梯度线圈单元，用于产生叠加在B。磁场上的梯度磁场；RF线圈单
元，用于发射RF脉冲；梯度驱动器，连接于梯度线圈单元，用于为梯度线圈单元提供驱动信
号以产生梯度磁场；RF驱动器，连接于RF线圈单元，用于为RF线圈单元提供驱动信号以发
射RF脉冲；数据采集单元，连接于RF线圈单元，用于通过采样来接收或捕获由RF线圈单元
接收的信号，并收集或采集同样的信号作为数字数据；控制器，与梯度驱动器、RF驱动器、
数据采集单元连接，用于对这些部件进行控制以执行摄像或成像。其中所述控制器包括处
理单元，该处理单元包括化学饱和发射频率校准模块，用于以水信号开始被饱和来判定一
扫描切片的脂肪已被饱和得很好，将此时的发射频率设定为对于该扫描切片的校准后的发
射频率，由RF驱动器驱动RF线圈单元发射该发射频率对该扫描切片进行扫描。 在上述根据本发明的MRI系统中，所述化学饱和发射频率校准模块以水信号幅度
开始下降确定为水信号开始被饱和。具体地，所述化学饱和发射频率校准模块包括确定频
率位置模块，其使用反转脉冲脂肪抑制方法来抑制一扫描切片的脂肪信号，以确定该扫描
切片的水信号峰值和脂肪信号峰值的频率位置；测量水信号幅度的模块，调整化学饱和的
发射频率，使用频率选择饱和法抑制该扫描切片的脂肪信号，测量水信号幅度；判定水信号
是否开始被饱和的模块，根据测量的水信号幅度的变化来判定水信号是否开始被饱和，设
定化学饱和发射频率模块，将水信号开始被饱和时对应的发射频率设定为对于该扫描切片
的化学饱和发射频率。
7
在根据本发明的上述MRI系统中，所述化学饱和发射频率校准模块还包括参考水信号幅度确定模块，其基于所测得的水信号峰值的频率位置、使用基本的预扫描方法，测量该扫描切片的水信号幅度，并将测得的水信号幅度作为该扫描切片的参考水信号幅度；判断水信号是否开始被饱和的模块，将所测得的水信号幅度与参考水信号幅度进行比较，当其在参考水信号幅度的预定范围，例如70%至90%的范围内时，判定此时水信号开始被饱和。 在根据本发明的上述MRI系统中，所述化学饱和发射频率校准模块对多个扫描切片中的每个扫描切片分别进行化学饱和发射频率校准。可选地，该化学饱和发射频率校准模块还包括频率差计算模块，该模块通过测定各扫描切片的频率，选择其中一个扫描切片为基准层，计算出其它扫描切片相对于基准层的频率差；所述化学饱和发射频率校准模块对基准层进行化学饱和的发射频率校准，获得对于该基准层的校准后的化学饱和发射频率，然后根据所得到的频率差以及所获得的已校准的基准层的化学饱和发射频率来确定其它扫描切片的化学饱和发射频率；可选地，所述其它扫描切片相对于基准层的频率差可以通过描述每个扫描切片的B。磁场的分布的B。场图来获得。 本发明利用水信号开始被饱和作为判定脂肪被充分饱和的标准，以此设定脂肪饱和发射频率，从而使化学饱和发射频率的校准更少地依赖于操作者的经验。更进一步地，本发明采用一系列预扫描方法以便确定最佳的饱和发射频率，这使脂肪抑制效果比以前更稳健。 另外，MRI系统利用本发明可以实现自动地搜索化学饱和的最好的发射频率，这可以实现不需要操作者的干涉，达到改善化学饱和的图像质量的目的，尤其是改善低场MRI时的化学饱和的图像质量。


图1示出了根据现有判断标准判断具有较好的脂肪饱和的曲线图； 图2示出了根据本发明的新标准判断具有较好的脂肪饱和的曲线图； 图3示出了 0. 35T时使用现有技术的判断标准而得到的MRI ; 图4示出了 0. 35T时使用本发明的判断标准而得到的MRI ; 图5示出了用本发明的方法获得一个扫描切片的发射频率的流程图； 图6示出了根据本发明的MRI系统的方框图； 图7示出了根据本发明的化学饱和发射频率校准模块的方框图。
具体实施例方式
下面通过具体实施例进一步详细描述本发明，但本发明并不仅仅限于此。
现有技术判断脂肪是否被饱和得很好的标准是如果脂肪的峰值最低，则判定脂
肪达到饱和。如图l所示，其示出了根据现有判断标准判断具有较好的脂肪饱和的曲线图，
其中横坐标代表发射频率，纵坐标代表信号强度的幅度。在图1中，具有较低的峰值的曲线
代表脂肪，其被抑制到最低，而具有较高的峰值的曲线代表水。 而本发明的方法采用一种新的判断脂肪是否被饱和得很好的标准如果水开始被饱和，则判定脂肪被饱和得很好。如图2所示，其示出了根据本发明的新标准判断具有较好
8的脂肪饱和的曲线图，其中横坐标代表发射频率，纵坐标代表信号强度的幅度。在图2中， 具有较低的峰值的曲线代表水，而具有较高的峰值的曲线代表脂肪，这时水信号的峰值开 始降低，认为脂肪被饱和。虽然图中所示脂肪信号的峰值比水信号的峰值高，但此时脂肪被 充分饱和，由此可见，使用本发明的新的判断标准得出的曲线图不同于使用现有技术的标 准得出的曲线图。 经实验证明，本发明的新判断标准优于现有技术的判断标准。如图3和图4所示，
图3示出了 0. 35T时使用现有技术的判断标准而得到的MRI，图4示出了 0. 35T时使用本发
明的判断标准而得到的MRI。从图3和图4对比可知，图4从解剖学上显示出较好地抑制了
骨骼和周边的脂肪，而图3则从解剖学上显示出部分脂肪没有被完全抑制，因此，利用本发
明的新判断标准比现有技术的判断标准能够更准确地区分开脂肪和水。 下面通过具体实施方式
描述使用根据本发明的新的判断标准进行化学饱和频率
校准的方法。 根据本发明的方法在进行化学饱和频率校准时通常要考虑如下因素
1)脂肪信号峰值在频域中的位置
2)水信号峰值在频域中的位置
3)脂肪信号峰值的幅度
4)水信号峰值的幅度 —般地，由于B。场在一些情况下均匀性很差，这使得水和脂肪在频率上并不一定 能自然分开，尤其在低场时水和脂肪的频率间隙很小，所以基本的预扫描方法常常并不能 很好地区分脂肪信号峰值和水信号峰值。因此，本发明首先使用反转脉冲抑制脂肪方法对 脂肪信号进行抑制，由此确定水信号和脂肪信号的频率位置，但这时化学饱和不一定很好。 之后，使用基本的预扫描方法，测得水信号和脂肪信号的幅度，虽然这样得到的水信号有一 点混杂，有时水信号峰值几乎消失，但可以根据之前所确定的水信号的频率位置来确定水 信号的幅度，并将所获得的水信号的幅度作为参考水信号幅度。接下来，使用频率选择饱和 法抑制脂肪信号，使水信号峰值能够被清晰地看到。然后，调整频率选择化学饱和脉冲的发 射频率并监测水信号幅度变化，当发现水信号幅度开始降低时，说明水信号刚刚开始被饱 和，确定这时脂肪已被充分饱和，将这时的发射频率确定为优化的脂肪饱和发射频率。可替 换地，由于水信号幅度与参考水信号幅度之间的比率将随着脂肪饱和发射频率的变化而变 化，所以设定该比率的范围以确定水刚刚开始被饱和，例如，可以设定水信号幅度与参考水 信号幅度之间的比率在70%至90%范围内，当监测到水信号幅度在所述预定范围内时，确 定此时的发射频率为优化的脂肪饱和发射频率。 从上面所述可知，本发明将现有的一些预扫描方法与本发明的新的判断标准结合 起来，会更加准确地确定脂肪饱和发射频率，从而使脂肪抑制效果比以前更稳健，能够得到 良好的化学饱和图像。 实践中，MRI系统对人体部位进行扫描成像的方法之一是将被扫描成像的人体部 位分成多个切片(称为扫描切片)，然后对各个扫描切片逐个成像。随后组合这些扫描切 片的图像来形成被扫描成像的人体部位的图像。可以对每层分别用上面提到的方法确定化 学饱和发射频率，但是这会需要比较长的预扫描时间。为了减少预扫描时间，有如下两种方 法
9
1)测出各个扫描切片的发射频率，选择其中一个扫描切片作为基准层，计算出其 它扫描切片相对于基准层之间的频率差。基于前面所述的根据本发明的用于化学饱和发射 频率校准方法来确定该基准层的化学饱和发射频率。然后通过其它扫描切片与该基准层之 间的频率差来校准所述其它扫描切片的化学饱和发射频率； 2)获得穿过被扫描成像部位的每个扫描切片的B。磁场的分布，即获得B。场图， 选择其中一个扫描切片作为基准层，用B。场图获得其它扫描切片相对于基准层之间的频率 差。基于前面所述的根据本发明的用于化学饱和发射频率校准方法来确定该基准层的脂肪 饱和发射频率；根据所确定的基准层的化学饱和发射频率以及其它扫描切片相对于基准层 之间的频率差获得其它各扫描切片的优化的化学饱和发射频率。 根据前面等式(1)可知，发射频率与磁场B。成比例，因此获得表示B。磁场分布 的B。场图后，就可以获得各扫描切片的频率差。通常，B。磁场分布可以通过双梯度回波法 (dual gradient echo method)、双旋转回波法(dual spin echo method)、禾口双回波螺旋扫 描(dual echo spiralscan)来获得。 下面通过流程图详细描述本发明的一个具体的实施方式。 图5示出了用本发明的用于MRI中的化学饱和的发射频率校准方法获得一个扫描 切片的发射频率的流程图。不同的扫描切片，发射频率会有所不同，但均可以用图5所示的 方法获得。如图5所示，
在步骤S501，开始本发明的方法； 在步骤S502，使用反转脉冲脂肪抑制方法来抑制脂肪信号，以确定水信号峰值和 脂肪信号峰值的频率位置，如图5中箭头所指的右侧图所示，已确定左侧峰值是水信号峰 值，右侧峰值是脂肪信号峰值； 在步骤S503，使用基本的预扫描方法基于所获得的水信号峰值的频率位置来测量 水信号峰值的幅度，将其作为参考水信号幅度； 在步骤S504，使用频率选择化学饱和方法抑制脂肪信号，同时测量水信号幅度；
在步骤S505，判断水信号是否刚刚开始被饱和，例如，水信号幅度刚刚开始下降； 或者水信号幅度下降到参考水信号幅度的70%至90%的范围内。当水信号没有被饱和时， 则设置新的发射频率，重新进行步骤S504、 S505 ;当水信号刚刚开始被饱和时，则继续下列 步骤； 在步骤S506，将水信号刚刚开始被饱和时的发射频率设定为脂肪饱和发射频率；
在步骤S507，利用所设定的脂肪饱和发射频率进行扫描。 想要说明的是，本发明上述步骤不限于所述的顺序，本领域技术人员可以根据需 要对其进行适当的调整。 另外，根据本发明，上述操作可以被编程到MRI系统中。当用户选择脂肪饱和时， MRI系统可以自动执行上述操作，而得到良好的脂肪饱和图像。利用这种方法，系统可以自 动地搜索化学饱和的最好的发射频率而不需要操作者的干涉，这可以改善化学饱和的图像 质量，尤其可以改善在低场MRI时的化学饱和的图像质量。 图6示出了根据本发明的MRI系统。如图6所示，本发明的MRI系统包括主磁场磁 体单元102、梯度线圈单元106、RF(射频)线圈单元108、平台驱动器120、梯度驱动器130、 RF驱动器140、数据采集单元150、控制器160、数据处理器170、显示单元180、及操作单元
10190。 主磁场磁体单元102用于产生高强度磁场，称为B。磁场。 梯度线圈单元106，用于产生叠加在B。磁场上的梯度磁场，其至少产生一个梯度磁 场，优选地，产生三个梯度磁场。 RF线圈单元108，用于发射RF脉冲，以激发被扫描对象内的氢原子核的自旋，并接 收所激发的自旋产生的磁共振信号。所述RF线圈单元108可由同样的线圈或分立的线圈 执行发射和接收。 梯度驱动器130，连接于梯度线圈单元106，用于为梯度线圈单元106提供驱动信 号以产生梯度磁场。 RF驱动器140，连接于RF线圈单元108，用于为RF线圈单元108提供驱动信号以 发射RF脉冲。 数据采集单元150，连接于RF线圈单元108，用于通过采样来接收或捕获由RF线 圈单元108接收的信号，并收集或采集同样的信号作为数字数据。 控制器160，与平台驱动器120、梯度驱动器130、RF驱动器140、数据采集单元150 连接，用于分别对这些部件进行控制以执行摄像或成像。 数据处理器170连接于数据采集单元150的输出侧，存储并处理数据采集单元150 采集的数据，生成对扫描对象的重建图像等。 显示单元180与操作单元190连接到数据处理器170。显示单元180显示从数据 处理器170输出的重建图像和各种信息。操作单元190由操作者操作，并输入各种命令和 信息等到数据处理器170。操作者能够通过显示单元180和操作单元190在交互式的基础 上控制本装置。 在本发明的上述MRI系统中，所述控制器160包括处理单元，该处理单元包括化学 饱和发射频率校准模块。该化学饱和发射频率校准模块用于以水信号开始被饱和来判定被 扫描对象的一个扫描切片的脂肪已被饱和得很好，将此时的发射频率设定为对于该扫描切 片的校准后的化学饱和发射频率，RF驱动器140驱动RF线圈单元108发射该校准后的发 射频率以对该扫描切片进行扫描。 其中所述化学饱和发射频率校准模块可以以如下方式判定水信号刚刚开始被饱 和 以水信号幅度开始下降判定为水信号刚刚开始被饱和。 可选地，通过基本的预扫描方法测得该扫描切片的水信号幅度并将其作为参考水 信号幅度；调整化学饱和脉冲的发射频率，使用频率选择饱和法抑制该扫描切片的脂肪信 号，测量水信号幅度；当水信号幅度在参考水信号幅度的预定范围内时，判定水信号刚刚开 始被饱和。其中所述参考水信号幅度的预定范围可以根据情况而有不同的限定范围，例如 可以为参考水信号幅度的70 %至90 %的范围。 下面结合附图7描述本发明的化学饱和发射频率校准模块。 如图7所示，其给出了化学饱和发射频率校准模块700的一种优选的实施方式，其 包括 确定频率位置模块710，其使用反转脉冲脂肪抑制方法来抑制一扫描切片的脂肪 信号，以确定该扫描切片的水信号峰值和脂肪信号峰值的频率位置；
11
确定参考水信号幅度的模块720，其使用基本的预扫描方法，基于确定频率位置模 块710所确定的水信号峰值的频率位置来测量该扫描切片的水信号峰值，并将得到的水信 号峰值的幅度作为该扫描切片的参考水信号幅度； 测量水信号幅度的模块730，其调整化学饱和脉冲的发射频率，使用频率选择饱和 法抑制该扫描切片的脂肪信号，测量水信号幅度； 判定水信号是否开始被饱和的模块740，将所测得的水信号幅度与参考水信号幅 度进行比较，当所测得的水信号幅度开始下降时判定此时水信号刚刚开始被饱和；可选地， 当所测得的水信号幅度下降到参考水信号幅度的预定范围(例如70%至90%的范围)内 时，判定此时水信号刚刚开始被饱和； 设定化学饱和脉冲发射频率模块750，将水信号开始被饱和时对应的发射频率设 定为对于该扫描切片的化学饱和发射频率。 利用图7所示的化学饱和发射频率校准模块700可以对被扫描对象的各扫描切片 的发射频率一一进行校准。不过，为了减少预扫描时间，可以事先测定各扫描切片的频率 差。为此，所述化学饱和发射频率校准模块700还可以包括一频率差计算模块，其测定各扫 描切片的频率，选择其中一个扫描切片作为基准层，并计算出其它扫描切片相对于基准层 之间的频率差。所述化学饱和发射频率校准模块700对该基准层进行化学饱和的发射频率 校准，获得对于该基准层的校准后的化学饱和发射频率；然后根据所测得的其它扫描切片 与基准层之间的频率差以及所获得的已校准的基准层的化学饱和发射频率来确定其它扫 描切片的化学饱和发射频率。 可选地，所述频率差计算模块还可以通过获取描述每个扫描切片的B。磁场分布的 B。场图来测定各扫描切片的频率，然后选择其中一个扫描切片作为基准层，计算出其它扫 描切片相对于基准层之间的频率差。 想要说明的是，图7所示的化学饱和发射频率校准模块700只是其一种比较优选 的实施方式，其中的有的模块并不一定是必须的，例如，当以水信号幅度开始下降判定脂肪 信号已被饱和得很好时，其中的确定参考水信号幅度的模块可以不是必需的。另外，上述模 块的划分只是一种实施方式，并不是限于此，可选地，上述模块可以进一步细分或者几个模 块可以组合一个模块，例如可以将上述确定参考水信号幅度的模块720结合到判定水信号 是否开始被饱和的模块740中。 另外，本发明的上述单元或模块可以由软件或硬件或者软硬件结合来实现。
需要注意的是，虽然上面以实施例的方式显示、描述了本发明，但应当理解的是， 在不脱离本发明的精神实质的情况下，本领域技术人员可以对所述单元或模块的形式和细 节、以及其操作进行各种省略和替换以及改变。例如显然地，以实质相同的方式完成实质相 同的功能以获得相同结果的那些单元和/或方法步骤的所有组合属于本发明的范围。
权利要求
一种用于MRI中的化学饱和的发射频率校准方法，其以水信号开始被饱和来判定脂肪已被饱和得很好，以对应于水信号开始被饱和时的发射频率作为校准后的化学饱和发射频率。
2. 根据权利要求1所述的化学饱和的发射频率校准方法，当水信号幅度开始下降时，确定水信号刚刚开始被饱和。
3. 根据权利要求2所述的化学饱和的发射频率校准方法，通过基本的预扫描方法测得水信号幅度并将其作为参考水信号幅度；调整化学饱和的发射频率并测定相应的水信号幅度，当所测得的水信号幅度下降到参考水信号幅度的预定范围内时，确定为水信号开始被饱和。
4. 根据权利要求1所述的化学饱和的发射频率校准方法，包括使用反转脉冲脂肪抑制方法来抑制脂肪信号，以确定水信号峰值和脂肪信号峰值的频率位置；通过调整化学饱和的发射频率，使用频率选择饱和法抑制脂肪信号，同时测量水信号峰值的幅度；根据水信号峰值幅度的变化判定水信号是否开始被饱和；设定水信号开始被饱和时的发射频率为校准后的化学饱和发射频率。
5. 根据权利要求4所述的化学饱和的发射频率校准方法，所述根据水信号峰值幅度的变化判定水信号是否开始被饱和的步骤在水信号幅度开始下降时确定水信号刚刚开始被饱和。
6. 根据权利要求5所述的化学饱和的发射频率校准方法，所述在水信号幅度开始下降时确定水信号刚刚开始被饱和包括通过基本的预扫描方法测得水信号幅度并将其作为参考水信号幅度；调整化学饱和的发射频率并测定相应的水信号幅度，当所测得的水信号幅度下降到参考水信号幅度的预定范围内时，确定为水信号开始被饱和。
7. 根据权利要求5所述的化学饱和的发射频率校准方法，所述参考水信号幅度的预定范围为参考水信号幅度的70-90%。
8. 根据权利要求1-7中任何一项所述的化学饱和的发射频率校准方法，对被扫描对象的多个扫描切片的每一个扫描切片分别进行化学饱和的发射频率校准。
9. 根据权利要求1-7中任何一项所述的化学饱和的发射频率校准方法，选择被扫描对象的多个扫描切片中的一个扫描切片作为基准层，对该基准层进行化学饱和的发射频率校准；测得被扫描对象的其它扫描切片的发射频率并计算出它们相对于基准层的频率差；根据所测得的频率差以及所获得的已校准的基准层的化学饱和发射频率来确定其它扫描切片的化学饱和发射频率。
10. 根据权利要求1-7中任何一项所述的化学饱和的发射频率校准方法，选择被扫描对象的多个扫描切片中的一个扫描切片作为基准层，对该基准层进行化学饱和的发射频率校准；获取描述每个扫描切片的B。磁场分布的B。场图，基于B。场图得到其它扫描切片与所述基准层之间的频率差；根据所测得的频率差以及所获得的已校准的基准层的化学饱和发射频率来确定其它 扫描切片的化学饱和发射频率。
11. 一种MRI系统，包括主磁场磁体单元，用于产生高强度磁场，称为B。磁场；梯度线圈单元，用于产生叠加在B。磁场上的梯度磁场； RF线圈单元，用于发射RF脉冲；梯度驱动器，连接于梯度线圈单元，用于为梯度线圈单元提供驱动信号以产生梯度磁场；RF驱动器，连接于RF线圈单元，用于为RF线圈单元提供驱动信号以发射RF脉冲；数据采集单元，连接于RF线圈单元，用于通过采样来接收或捕获由RF线圈单元接收的 信号，并收集或采集同样的信号作为数字数据；控制器，与梯度驱动器、RF驱动器、数据采集单元连接，用于对这些部件进行控制以执 行摄像或成像；其中所述控制器包括处理单元，该处理单元包括化学饱和发射频率校准模块，用于以水信号开始被饱和来判定一扫描切片的脂肪已被 饱和得很好，将此时的发射频率设定为对于该扫描切片的校准后的发射频率，所述处理单元使RF驱动器驱动RF线圈单元发射该校准后的发射频率对该扫描切片进 行扫描。
12. 根据权利要求11的MRI系统，所述化学饱和发射频率校准模块以水信号幅度开始 下降确定为水信号开始被饱和。
13. 根据权利要求12的MRI系统，所述化学饱和发射频率校准模块使用基本的预扫描 方法测得水信号幅度并将其作为参考水信号幅度；调整化学饱和的发射频率并测定相应的 水信号幅度，当所测得的水信号幅度下降到参考水信号幅度的预定范围内时，确定为水信 号开始被饱和。
14. 根据权利要求11的MRI系统，所述化学饱和发射频率校准模块包括 确定频率位置模块，其使用反转脉冲脂肪抑制方法来抑制一扫描切片的脂肪信号，以确定该扫描切片的水信号峰值和脂肪信号峰值的频率位置；测量水信号幅度的模块，调整化学饱和的发射频率，使用频率选择饱和法抑制该扫描 切片的脂肪信号，测量水信号幅度；判定水信号是否开始被饱和的模块，根据测量的水信号幅度的变化来判定水信号是否 开始被饱和，设定化学饱和发射频率模块，将水信号开始被饱和时对应的发射频率设定为对于该扫 描切片的化学饱和发射频率。
15. 根据权利要求14的MRI系统，所述判定水信号是否开始被饱和的模块以水信号幅 度开始下降确定为水信号开始被饱和。
16. 根据权利要求15的MRI系统，所述化学饱和发射频率校准模块还包括 参考水信号幅度确定模块，其使用基本的预扫描方法，测量该扫描切片的水信号幅度，并将测得的水信号幅度作为该扫描切片的参考水信号幅度；所述判断水信号是否开始被饱和的模块，将所测得的水信号幅度与参考水信号幅度进行比较，当其下降到参考水信号幅度的预定范围内时，判定水信号开始被饱和。
17. 根据权利要求15的MRI系统，所述参考水信号幅度的预定范围为参考水信号幅度 的70-90%。
18. 根据权利要求11-17中之一所述的MRI系统，所述化学饱和发射频率校准模块对多 个扫描切片中的每个扫描切片分别进行化学饱和发射频率校准。
19. 根据权利要求11-17中之一所述的MRI系统，该化学饱和发射频率校准模块还包括频率差计算模块，测定各扫描切片的频率，取其中一个扫描切片作为基准层，计算得到 其它扫描切片相对于该基准层的频率差；所述化学饱和发射频率校准模块对该基准层进行化学饱和的发射频率校准，获得对于 该基准层的校准后的化学饱和发射频率，然后基于所得到的其它扫描切片相对于基准层的 频率差以及所获得的基准层的已校准的化学饱和发射频率来确定其它扫描切片的化学饱 和发射频率。
20. 根据权利要求11-17中之一所述的MRI系统，该化学饱和发射频率校准模块还包括频率差计算模块，获取描述每个扫描切片的B。磁场分布的B。场图，取其中一个扫描切 片作为基准层，基于B。场图得到其它扫描切片相对于该基准层的频率差；所述化学饱和发射频率校准模块对该基准层进行化学饱和的发射频率校准，获得对于 该基准层的校准后的化学饱和发射频率，然后基于所得到的其它扫描切片相对于基准层的 频率差以及所获得的基准层的已校准的化学饱和发射频率来确定其它扫描切片的化学饱 和发射频率。
全文摘要
本发明涉及用于MRI中的化学饱和的发射频率校准方法及MRI系统。本发明提供一种用于化学饱和的频率校准方法，其涉及磁共振成像技术中的化学饱和成像技术。本发明的方法采用水信号幅度开始下降作为判定脂肪被充分饱和，由此来确定脂肪饱和发射频率。另外，本发明还与其它预扫描方法结合来确定最好的饱和发射频率。利用本发明的方法可以使得脂肪抑制效果比以前更稳健，而且较少依赖于操作者的经验，改善了化学饱和的图像质量，尤其在低场MRI时的化学饱和的图像质量。
文档编号A61B5/055GK101744616SQ20081018442
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者么佳斌, 赖永传 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司