磁共振成像设备和控制磁共振成像设备的方法与流程

本公开的示例性实施例涉及被配置为获得对象的断层图像的磁共振成像设备以及控制所述磁共振成像设备的方法。

背景技术：

通常，医学成像设备获得将被诊断的对象中的区域的信息并且提供该信息作为图像。在各种医学成像设备中，磁共振成像设备具有相对不严格的成像条件，由于不需要X射线照射因此是安全的，并且提供优异的软组织对比和各种诊断信息图像，因此，在使用医学图像的诊断的领域中占据重要地位。

磁共振成像设备可通过根据各种脉冲序列控制台架中设置的线圈来获得期望的图像。在用于获得磁共振图像的脉冲序列中，饱和脉冲被用于通过将RF信号预先施加到给定位置来抑制磁共振信号在给定位置上的产生。

技术实现要素：

因此，本公开的一方面提供一种磁共振成像设备,以及控制该磁共振成像设备的方法，其中，磁共振成像设备被配置为通过使用抑制给定位置处的磁共振信号的饱和脉冲序列来获得对象的断层图像并且实现去除了混叠的减小的视场(FOV)。

本公开的另外方面将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚的，或者通过本公开的实施可以被理解。

在示例性实施例中，存在一种磁共振成像设备，包括：扫描仪，包括第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组，其中，第一线圈组被配置为在孔洞中形成静态磁场，第二线圈组被配置为将梯度施加到形成的静态磁场，第三线圈组被配置为将RF脉冲施加到位于孔洞中的对象；序列控制器，被配置为控制扫描仪将不饱和脉冲序列施加到对象的第一区域并将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域；以及数据处理器，被配置为用于通过从被施加了不饱和脉冲序列的对象的第一区域接收第一磁共振信号来获得第一图像，通过从被施加了饱和脉冲序列的对象的第一区域接收第二磁共振信号来获得第二图像，并基于第一图像和第二图像之间的差获得差图像。

在另一示例性实施例中，提供了一种控制磁共振成像设备的方法，所述方法包括：通过将不饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第一图像；通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像；基于第一图像和第二图像之间的差获得差图像。

根据示例性实施例的一方面，一种磁共振成像设备可包括：扫描仪，包括静态磁场线圈组、梯度线圈组和射频(RF)线圈组，其中，静态磁场线圈组被配置为在孔洞中形成静态磁场，梯度线圈组被配置为将梯度施加到形成的静态磁场，RF线圈组被配置为将RF脉冲施加到位于孔洞中的对象；序列控制器，被配置为通过控制扫描仪来将不饱和脉冲序列施加到对象的第一区域并将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域；以及数据处理器，被配置为用于通过从被施加了不饱和脉冲序列的对象的第一区域接收磁共振信号来获得第一图像，通过从被施加了饱和脉冲序列的对象的第一区域接收磁共振信号来获得第二图像，并产生第一图像和第二图像之间的差图像。

序列控制器可被配置为通过施加饱和脉冲使对象的第一区域中的至少一个区域饱和。

序列控制器可被配置为通过将RF脉冲预先施加到所述至少一个区域来抑制磁共振信号在所述至少一个区域中的产生。

第一区域可包括对象中的容积，不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列是非选层序列。

序列控制器可被配置为通过施加饱和脉冲使容积的至少一个层区域饱和。

数据处理器可被配置为通过从第一图像减去第二图像获得饱和层区域的断层图像。

第一区域可与对象中的层相应，不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列可以是选层序列。

序列控制器可被配置为通过施加饱和脉冲来使层中的至少一个感兴趣区域(ROI)饱和。

数据处理器可被配置为通过从第一图像减去第二图像来提取饱和的ROI。

第一区域可与减小的视场(FOV)相应。

序列控制器可被配置为通过施加饱和脉冲序列来使减小的FOV饱和。

数据处理器可被配置为通过从第一图像减去第二图像来获得去除了混叠的减小的FOV的图像。

根据另一示例性实施例的一方面，一种磁共振成像设备可包括：扫描仪，包括静态磁场线圈组、梯度线圈组和射频(RF)线圈组，其中，静态磁场线圈组被配置为在孔洞中形成静态磁场，梯度线圈组被配置为将梯度施加到形成的静态磁场，RF线圈组被配置为将RF脉冲施加到位于孔洞中的对象；控制器，被配置为通过控制扫描仪来将饱和脉冲序列施加到第一容积来使对象的第一容积中的第一区域饱和，并将饱和脉冲序列施加到第一容积来使对象的第一容积中的第二区域饱和；以及数据处理器，被配置为通过从被施加了使第一区域饱和的饱和脉冲序列的对象的第一容积接收磁共振信号来获得第一图像，通过从被施加了使第二区域饱和的饱和脉冲序列的对象的第一容积接收磁共振信号来获得第二图像，并产生第一图像和第二图像之间的差图像。

第一区域可与第一容积中的第一层相应，并且第二区域与包括第一层并具有比第一层更厚的第二层相应。

数据处理器可被配置为通过从第一图像减去第二图像来获得与第一区域与第二区域之间的差相应的层的断层图像。

根据另一示例性实施例的一方面，一种控制磁共振成像设备的方法可包括：通过将不饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第一图像；通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像；并且产生第一图像和第二图像之间的差图像。

通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像的步骤可包括：通过施加饱和脉冲序列使对象的第一区域中的至少一个区域饱和。

使对象的第一区域中的至少一个区域饱和的步骤可包括：通过将射频(RF)脉冲预先施加到所述至少一个区域来抑制磁共振信号在所述至少一个区域中的产生。

第一区域可包括对象中的容积，并且不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列是非选层序列。

通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像的步骤可包括：通过施加饱和脉冲序列来使容积中的至少一个层区域饱和。

通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像的步骤可包括：将RF脉冲预先施加到所述至少一个层区域；并且将RF脉冲施加到整个容积。

第一图像和第二图像之间的差图像的产生的步骤可包括：通过从第一图像减去第二图像来获得饱和层区域的断层图像。

第一区域可与对象中的层相应，并且不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列可以是选层序列。

通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像的步骤可包括：通过施加饱和脉冲的来使层中包含的至少一个感兴趣区域(ROI)饱和。

通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像的步骤可包括：将RF脉冲预先施加到所述至少一个ROI；并且将RF脉冲施加到整个容积。

第一图像和第二图像之间的差值图像的产生的步骤可包括：通过从第一图像减去第二图像来获得饱和ROI的断层图像。

第一区域可与减小的视场(FOV)相应。

通过将饱和脉冲序列施加到对象的第一区域来获得第二图像的步骤可包括：通过施加饱和脉冲的施加来使减小的FOV饱和。

第一图像和第二图像之间的差图像的产生的步骤可包括：通过从第一图像减去第二图像来获得去除了混叠的减小的FOV的图像。

根据另一示例性实施例的一方面，一种控制磁共振成像设备的方法可包括：通过将使对象的第一容积中的第一区域饱和的饱和脉冲序列施加到第一容积来获得第一图像；通过将使对象的第一容积中的第二区域饱和的饱和脉冲序列施加到第一容积来获得第二图像；并且产生第一图像和第二图像之间的差图像。

第一区域可与第一容积中的第一层相应，并且第二区域与包括第一层并具有比第一层更厚的第二层相应。

第一图像和第二图像之间的差图像的产生的步骤可通过以下步骤来执行：通过从第一图像减去第二图像来获得与第一区域和第二区域之间的差相应的层的断层图像。

附图说明

从以下结合附图对示例性实施例进行的描述，本公开的这些和/或其它方面将变得更加清楚并且更易于理解，其中：

图1是示出根据示例性实施例的磁共振成像设备的控制框图。

图2A和2B是示意性地示出磁共振成像设备的示图。

图3是示出对象位于的空间沿X轴、Y轴和Z轴的划分的示图。

图4是示出扫描仪和梯度线圈的结构的示图。

图5是示出与梯度线圈的操作相关的脉冲序列的示图。

图6是通过使用自旋回波脉冲序列获得的脉冲序列示图。

图7是示出通过改变Z轴梯度场的幅度而多次获得的回波信号和K空间之间的关系的示图。

图8是示意性地示出非选层脉冲序列的示图。

图9是示出根据示例性实施例的由磁共振成像设备使用非选层脉冲序列获得断层图像的处理的示图。

图10和图11是示出从2D断层图像提取感兴趣区域(ROI)的处理的示图。

图12A和图12B是示出通过将饱和脉冲序列施加到减小的FOV图像来获得去除了混叠的图像的处理的示图。

图13至图16是示出使用饱和图像来获得薄层的图像的处理的示图。

图17是用于描述根据示例性实施例的控制磁共振成像设备的方法的流程图。

图18和图19是示出使用非选层脉冲序列来获得第二图像的方法的流程图。

图20和图21是用于描述从层提取ROI的方法的流程图。

图22是用于描述从减小的FOV图像去除混叠的处理的流程图。

具体实施方式

现在将对示例性实施例做详细说明，其示例在附图中示出，其中，相同的参照标号始终指示相同的元件。

下面，将参照附图详细描述根据示例性实施例的磁共振成像设备和控制所述磁共振成像设备的方法。

图1是示出根据示例性实施例的磁共振成像设备的控制框图。

参照图1，根据示例性实施例的磁共振成像设备100包括扫描仪150、控制器120和数据处理器160，其中，扫描仪150被配置为形成磁场并且接收对象中产生的磁共振信号，控制器120被配置为控制扫描仪150的操作，数据处理器160被配置为接收磁共振信号并且产生磁共振图像。

扫描仪150包括静态磁场线圈组151、梯度线圈组152和RF线圈组153，其中，静态磁场线圈组151被配置为形成静态磁场，梯度线圈组152被配置为通过将梯度施加到静态磁场来形成梯度场，射频线圈组153被配置为通过将RF脉冲施加到对象来激励原子核并且从原子核接收回波信号。在另一示例性实施例中，扫描仪150包括第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组，其中，第一线圈组被配置为形成静态磁场，第二线圈组被配置为通过将梯度施加到静态磁场来形成梯度场，第三线圈组被配置为通过将RF脉冲施加到对象来激励原子核并且从原子核接收回波信号。

磁共振成像设备100可包括患者台101，其中，患者台101被配置为将对象50传送到孔洞154(参照图2A和图2B)中。控制器120可包括台控制器121和序列控制器122，其中，台控制器121被配置为控制台101的运动，序列控制器122被配置为控制扫描仪150的操作来执行扫描序列。

控制器120可包括存储器和处理器，其中，存储器被配置为非暂时性地或暂时性地存储执行下面将要描述的示例性操作的程序以及用于执行所述程序的数据，处理器被配置为执行存储在存储器中的程序。

台控制器121和序列控制器122可共享处理器或存储器，或者可使用单独的处理器或存储器。此外，数据处理器160的一些元件或全部元件以及控制器120可共享处理器或存储器，或者可共享单个计算机。

台控制器121可移动患者台101使得对象50的将被成像的区域位于孔洞154中形成的磁场的等中心点。当所述区域距离孔洞154中形成的磁场的等中心点较远时，磁场的均匀性降低。因此，可在离等中心点最近的位置处获得磁共振数据以使图像的失真最小化。等中心点是指在孔洞154中形成的磁场的中心。

序列控制器122根据适合于对象的将被成像的区域或适合于诊断的扫描序列来控制梯度线圈组152和RF线圈组153。序列控制器122的操作将在下面进行详细描述。

磁共振成像设备100还可包括梯度施加器131和RF施加器132，其中，梯度施加器131被配置为将用于产生梯度场的梯度流施加到梯度线圈组152。RF施加器132被配置为将RF信号发送到RF线圈组153。例如，可使用包括梯度放大器的电路来实现梯度施加器131，并且RF施加器132可包括调制电路和前置放大器，其中，调制电路被配置为将RF信号调制成脉冲信号。

序列控制器122可经由梯度施加器131和RF施加器132来控制梯度线圈组152和RF线圈组153以控制在孔洞154中形成的梯度场和施加到对象50的RF脉冲。

因此，序列控制器122可被连接到梯度施加器131来控制梯度波形的时序、形状等，并且可被连接到RF施加器132来控制RF脉冲的时序、强度、形状等。

RF线圈组153被连接到数据处理器160，并且数据处理器160包括数据收集器161、数据存储器162和图像处理器163，其中，数据收集器161、被配置为接收由RF线圈组153获得的磁共振信号，数据存储器162被配置为存储K空间数据，图像处理器163被配置为使用K空间数据恢复磁共振图像。

数据收集器161可包括接收器、前置放大器、相位检测器和A/D转换器，其中，接收器被配置为接收由RF线圈组153获得的磁共振信号，前置放大器被配置为将磁共振信号放大，相位侦测器被配置为在从前置放大器接收到磁共振信号时检测相位，A/D转换器被配置为将通过相位检测而获得的模拟信号转换成数字信号。数据收集器161将转换成数字信号的磁共振信号发送到数据存储器162中。

在数据存储器162中形成用于存储磁共振数据的数学空间，并且这个数学空间被称为K空间。例如，K空间可以是2D傅里叶空间。

当随着磁共振数据被存储在数据存储器162中，K空间数据的构造完成时，图像处理器163使用各种图像恢复方法来产生磁共振图像。例如，可经由(即，基于)对K空间数据的逆傅里叶变换等来恢复图像。

此外，磁共振成像设备100可包括用户接口110，其中，用户接口110包括输入接口111和输出接口112。磁共振成像设备100可经由输入接口111从用户接收与磁共振成像设备100的整体操作相关的控制命令。具体地，当接收到关于从用户获得磁共振图像或脉冲序列的方法的命令时，序列控制器122可根据接收到的命令来控制RF线圈组153以控制脉冲序列。

输出接口112可显示用于控制磁共振成像设备100的各种信息以及由图像处理器产生的磁共振图像。

输入接口111可包括各种输入装置(诸如键盘、鼠标、轨迹球、小键盘和触摸板)中的至少一个，输出接口112可包括各种显示设备(诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)、有机发光二极管显示器(OLED)、等离子显示板(PDP)和阴极射线管(CRT))中的至少一个。

此外，输入接口111和输出接口112可使用触摸屏幕来实现，其中，触摸板被布置在显示器的整个表面上。

图2A和2B是示意性地示出磁共振成像设备的外观的示图。图3是示出对象位于的空间沿X轴、Y轴和Z轴的划分的示图。图4是示出扫描仪和梯度线圈的结构的示图。

下面，将参照附图1和下面的附图对磁共振成像设备的操作进行详细地描述。

参照图2A和图2B，扫描仪150具有空的内部空间的圆柱形，并且被称为台架。可以以多个线圈缠绕在孔洞154(例如，空的内部空间)周围的形状来形成扫描仪150。

台101将躺在其上的对象50传送到孔洞154中。当用户通过操作输入接口111来输入关于台101的位置的说明时，台控制器121可控制患者台101来将台101传送到用户期望的位置，或者台控制器121可在没有从用户接收到输入的情况下自动地传送台101。

如图2A和图2B所示，用户接口110可被包含在与扫描仪150分离的工作站或主装置中。此外，控制器120的一些元件或全部元件以及数据处理器160可被包含在工作站或主装置中。

扫描仪150包括静态磁场线圈组151、梯度线圈组152和RF线圈组153。

如图2A所示，RF线圈组153的发送线圈和接收线圈都可被安装在扫描仪150中。可选地，在如图2B所示，发送线圈153a可被安装在扫描仪150中，接收线圈153b可被直接安装对象50的成像区域处。例如，如果成像区域是对象50的头部，则可以以戴在头上的头盔形状来形成接收线圈153b。

接收线圈13b的示例可包括表面线圈、容积线圈、阵列线圈。

静态磁场线圈组151包括用于在孔洞154中产生静态磁场的线圈，其中，该线圈被称为主磁体。也可使用超导磁体来实现主磁体。在这种情况下，静态磁场线圈组151包括超导线圈。

静态磁场线圈组151可具有线圈缠绕在孔洞154周围的形状，并且由静态磁场线圈组151形成具有均匀幅度的静态磁场。静态磁场的方向一般为平行于扫描仪150的纵轴。

当在孔洞154中形成静态磁场时，构成对象50的原子的原子核(具体地，氢原子的原子核)被布置在静态磁场的方向上，并且围绕静态磁场的方向执行旋进。原子核的旋进速度可由旋进频率来表示。旋进频率被称为拉莫尔频率，拉莫尔频率由下面的公式1表示。

等式1

ω＝γB₀

在等式1中，ω是拉莫尔频率，γ是比例常数，并且B₀是外部磁场的强度。比例常数根据原子核的类型而变化。外部磁场的强度的单位是特斯拉(T)或高斯(G)，并且旋进频率的单位是Hz。

例如，氢质子在1T的外部磁场中具有42.58MHz的旋进频率。由于氢在构成人体的原子中占最大比例，因此磁共振成像设备100使用氢质子的旋进来获得磁共振信号。

如图3所示，假设对象50的纵轴与扫描仪150的纵轴平行，与对象50从头到脚的纵向平行的轴(即，与静态磁场的方向平行的轴)可被定义为Z轴。与对象50的横向平行的轴可被定义为X轴，并且与空间的垂直方向平行的辐射轴可被定义为Y轴。

如果对象50的纵轴与静态磁场的方向平行，则可获得对象50的横向断层图像。可选择具有均匀厚度的层来获得断层图像。

为了通过磁共振信号获得3D空间信息，需要针对全部的X轴、Y轴和Z轴的梯度场。因此，梯度线圈组152可包括分别与X轴、Y轴和Z轴相应的三对梯度线圈。

如图4所示，Z轴梯度线圈152z由一对环形线圈形成，Y轴梯度线圈152y位于对象50的上方和下方。X轴梯度线圈152x位于对象50的两侧。

Z轴梯度线圈152z被用于层选择、Y轴梯度线圈152y被用于相位编码、并且X轴梯度线圈152x被用于频率编码，这将在稍后进行描述。

图5是示出与梯度线圈的操作相关的脉冲序列的示图。

当具有相反极性的直流电沿着反方向流入两个Z轴梯度线圈152z时，磁场沿着Z轴方向改变，因此形成梯度场。

当通过电流在给定时间段内流入Z轴梯度线圈152z来形成梯度场时，共振频率根据梯度场的幅度而改变到更高频率或更低频率。然后，当RF线圈组153产生与指定位置相应的RF脉冲时，仅与指定位置相应的层的质子共振。因此，Z轴梯度线圈152z用于层选择。随着在Z轴方向上形成的梯度磁场的梯度增加，可选择具有更薄厚度的层。

当通过由Z轴梯度线圈152z形成的梯度场选择层时，构成层的所有自旋具有相同频率和相同相位，因此，各个自旋难以彼此区分。

在这时候，当由Y轴梯度线圈152y在Y轴方向上形成梯度磁场时，梯度场引起相移使得构成层的行具有不同的相位。

也就是说，当形成Y轴梯度场时，在被施加更大梯度场的行的自旋中发生向更高频率的相移，在被施加更小梯度场的行的自旋中发生向更低频率的相移。当去除Y轴梯度场时，在被选择的层的各个行中发生相移，因此这些行具有不同的相位。因此，这些行可被彼此区分。如上所述，由Y轴梯度线圈152y形成的梯度场被用于相位编码。

通过由Z轴梯度线圈152z形成的梯度场选择层，并且构成选择的层的行通过这些行的不同的相位而被彼此区分，其中，这些行的不同的相位是通过由Y轴梯度线圈152y形成的梯度场而形成的。然而，构成每一行的各个自旋具有相同的频率，从而难以彼此区分。

在这种情况下，当由X轴梯度线圈152x在X轴方向上形成梯度场时，X轴梯度场使构成每一行的自旋具有不同频率使得各个自旋可被彼此区分。如上所述，由X轴梯度线圈152x形成的梯度场被用于频率编码。

如上所述，由Z轴梯度线圈、Y轴梯度线圈、X轴梯度线圈形成的梯度场通过层选择、相位编码和频率编码来执行各个自旋的空间编码。

梯度线圈组152被连接到梯度施加器131，并且梯度施加器131通过根据从序列控制器122接收到的控制信号将梯度波形(即，当前脉冲)施加到梯度线圈组152来产生梯度场。因此，梯度施加器131也可被称为梯度电源，并且包括与构成梯度线圈组152的三对梯度线圈152x、152y和152z相应的三个驱动电路。

如上所述，通过外部磁场布置的原子核以拉莫尔频率执行旋进，并且若干个原子核的磁化矢量和可被表示为净磁场M。

净磁场M的Z轴分量不能被测量，并且仅可检测M_xy。因此，为了获得磁共振信号，通过原子核的激励，净磁场应被呈现在X-Y平面上。为了激励原子核，应施加调谐到原子核的拉莫尔频率的RF脉冲。

用于从原子核获得磁共振信号的脉冲序列的示例可包括梯度回波脉冲序列和自旋回波脉冲序列。下面，将示例性地对自旋回波脉冲序列进行详细描述。

图6是通过使用自旋回波脉冲序列获得的脉冲序列示图。

参照图6，RF线圈组153首先将用于激励原子核的RF脉冲(下面，被称为激励RF脉冲)施加到对象。通过施加激励RF脉冲，由于磁场的非均匀性和自旋之间的相互作用而使自旋失相。在这种情况下，产生快速减小的自由感应衰减(FID)信号。

因此，为了获得稳定信号，使失相的自旋重新聚焦的重新聚焦RF脉冲被施加到失相的自旋。然后，在原子核中发生强的横向磁化，并且在FID信号消失之后的稳定的回波信号(例如，磁共振信号)由此被获得。这被称为自旋回波脉冲序列，并且在施加激励RF脉冲之后产生磁共振信号所花费的时间被称为回波时间(TE)。

如果施加激励RF脉冲与施加重新聚焦RF脉冲之间的时间间隔被定义为Δt，则在施加重新聚焦RF脉冲之后的时间间隔Δt内产生磁共振信号。因此，由等式TE＝2Δt表示的关系被满足。

质子的翻转度可被表示为质子从在翻转之前位于的轴移动到的角度，并且根据质子的翻转度可被表示为90°RF脉冲、180°RF脉冲等。在自旋回波脉冲序列中，90°RF脉冲通常被用作激励RF脉冲，并且180°RF脉冲通常被用作重新聚焦RF脉冲。

参照图6，当Z轴梯度场与90°RF脉冲被同时施加时，仅有与特定层相应的给定位置的质子共振。如果Y轴梯度场被施加并且停止Y轴梯度场的施加来向信号添加位置信息，则在质子中发生相位差。

当施加180°RF脉冲来获得自旋回波信号时，由于磁场的非均匀性和化学位移而失相的自旋被再磁化。

在施加180°RF脉冲之后施加X轴梯度场(Gx)可使由于通过180°RF脉冲进行的重相位自旋而产生的回波信号最大化。

产生的回波信号包括关于X轴和Y轴的位置信息。因此，通过Y轴梯度场和X轴梯度场获得的信号填充K空间，其中，K空间是由kx轴和ky轴定义的2D空间。

同时，在改变Y轴梯度场的同时可获得多个回波信号以便获得一个断层图像。施加针对回波信号的一个90°RF脉冲和施加针对下一个回波信号的另一90°RF脉冲之间的时间间隔可被称为重复时间(TR)。

图7是示出通过改变Z轴梯度场的幅度而多次获得的回波信号和K空间之间的关系的示图。

如上所述，K空间形成于数据存储器161中，通过在K空间中填充数据而构造的K空间数据被存储在数据收集器161中。K空间(作为用于执行傅里叶变换的数学空间)可被定义为表示频率的kx轴和表示相位的ky轴。

例如，如果从20个不同的Y轴梯度场获得回波信号，则ky轴包括20条水平线(例如，ky线)，并且分别由Y轴梯度场获得的每个回波信号填充一条ky线，如图7所示。因此，当由20个不同的Y轴梯度场获得所有回波信号时，20条ky线被回波信号填充，从而完成一条K空间数据的构造。可通过恢复一条K空间数据来获得一个磁共振图像。

同时，在磁共振成像技术中，饱和脉冲方法被用于抑制在指定位置处产生磁共振信号。根据饱和脉冲方法，RF能量被预先施加到给定位置来抑制在给定位置处产生磁共振信号。

具体地，饱和是指原子核的纵向磁化的消失或减弱。被反复施加RF脉冲的原子核可能未被激励，但是经过下一个RF脉冲而达到饱和。因此，通过预先将RF脉冲施加到给定位置，当RF脉冲施加到整个区域时，给定位置的原子核可能未被激励，但是达到饱和。因此，关于饱和区域的解剖结构的信息未显示在磁共振图像中。

饱和脉冲方法可被应用到各种脉冲序列，诸如，主自旋回波序列和梯度回波序列。因此，可通过在发起用于获得磁共振图像的脉冲序列之前将RF脉冲预先施加到给定位置来执行饱和脉冲方法。在下面的示例性实施例中，为了描述方便，将包括预先施加的RF脉冲和稍后施加到包括给定位置的整个区域(根据示例性实施例，整个区域可仅包括给定位置)的RF脉冲的整个序列称为饱和脉冲序列，将不包括预先施加的RF脉冲的序列(即，一般的脉冲序列)称为不饱和脉冲序列以与饱和脉冲序列区分。

根据示例性实施例的磁共振成像设备100可通过将基于不饱和脉冲序列的施加而获得的图像和基于饱和脉冲序列的施加而获得的图像进行组合来获得期望的图像。例如，可从容积图像获得断层图像，可获得非常薄的断层图像，并且可获得具有去除了混叠的FOV减小的图像。下面，将对其示例性实施例进行详细描述。

图8是示意性地示出非选层脉冲序列的示图。图9是示出根据示例性实施例的由磁共振成像设备使用非选层脉冲序列获得断层图像的处理的示图。

上面描述的脉冲序列被用于通过形成Z轴梯度场使用选层激励来获得对象的断层图像。然而，施加到磁共振成像的脉冲序列除了可包括通过使用选层激励获得容积的磁共振图像的脉冲序列，也可包括通过使用非选层激励获得容积的磁共振图像的脉冲序列。

如图8所示，可通过在RF脉冲施加期间逐渐改变Z轴梯度场来获得预定的容积的图像以代替断层图像。由于由此在梯度场中快速变化所产生的噪声被减少，因此这一类型的脉冲序列可被称为静音序列。

磁共振成像设备100可通过将不饱和脉冲序列施加到对象的给定区域来获得不饱和图像，并且通过将饱和脉冲序列施加到相同区域来获得饱和图像。在这方面，饱和图像是包括饱和区域的区域的图像。依据RF脉冲被提前施加到的区域的范围，饱和图像可仅包括饱和区域或者也可包括不饱和区域。获得不饱和图像和饱和图像的顺序不局限于此。

具体地，如图9所示，可通过使用非选层序列获得预定容积V的不饱和图像，然后可通过使用非选层脉冲序列和饱和脉冲方法来获得给定位置的第一层S1的磁共振信号被抑制的饱和图像。在这方面，可由用户选择第一层S1的位置，或者可由磁共振成像设备100自动选择第一层S1的位置。

静音序列可被用作非选层脉冲序列的示例。然而，静音序列仅是可施加到磁共振成像设备100上的示例，并且也可使用任何其他非选层序列。

可通过将RF脉冲预先施加到第一层S1并且将RF脉冲施加到包括第一层的整个容积V来获得饱和图像。由于在第一层S1中磁共振信号的产生被抑制，并且在其他区域中磁共振信号被产生，因此饱和图像包括仅关于除了第一层S1以外的其他区域的数据。

序列控制器122可控制梯度施加器131和RF施加器132来将不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列施加到预定的容积V。数据收集器161和数据存储器162可接收和存储从预定容积V产生的磁共振信号。

如果在这个实施例中为了方便描述，不饱和图像被称为第一图像并且饱和图像被称为第二图像，则图像处理器163基于磁共振信号获得第一图像和第二图像，并且产生第一图像和第二图像之间的差图像。例如，图像处理器163基于从第一图像减去第二图像可产生(即，确定或获得)差图像。在示例性实施例中，可基于第一图像与第二图像的差值获得差图像。

如图9所示，第一图像与第二图像之间的差图像可以是基于饱和脉冲序列的施加而饱和的第一层S1的断层图像。因此，根据示例性实施例，可通过基于非选层脉冲序列的施加获得多个容积图像来基于非选层脉冲序列的施加获得断层图像，使得至少一个容积图像作为饱和图像被获得，并且其他容积图像作为不饱和图像被获得，其中，在饱和图像中，断层图像的与第一层S1相应的目标区域是饱和的，在不饱和图像中，在包括与第一层S1相应的区域的所有区域中产生磁共振信号。

此外，饱和第一层S1可比通过一般选层脉冲序列所选择的层更薄。结果，可获得具有无法通过一般选层脉冲序列获得的厚度的层的图像。

在下面的实施例实施例中，为了方便描述，包括选层脉冲序列的饱和脉冲序列被称为选层饱和脉冲序列，并且包括选层脉冲序列的不饱和脉冲序列被称为选层不饱和脉冲序列。此外，包括非选层脉冲序列的饱和脉冲序列被称为非选层饱和脉冲序列，并且包括非选层脉冲序列的不饱和脉冲序列被称为非选层不饱和脉冲序列。

图10和图11是示出从2D断层图像提取感兴趣区域(ROI)的处理的示图。

使用包括具有各种形状的结构的体模来获得图10和图11中所示的图像，以用于在图像中进行位置识别。

参照图10和图11，序列控制器122基于选层不饱和脉冲序列的施加来控制获得不饱和断层图像In_s，并基于选层饱和脉冲序列的施加来控制获得饱和断层图像I_s。在这方面，饱和区域可以是对象的感兴趣区域。

各种方法可被用于仅使层中的ROI饱和。例如，可通过仅将在减小的FOV成像中使用的RF脉冲(诸如，2D空间选择性RF激励)预先施加到ROI来获得使ROI饱和的饱和图像I_s。

2D空间选择性RF激励是限制在选择的范围内的自旋的激励的方法，并且可通过不仅按层选择方向还按相位编码(PE)方向选择限制区域来执行激励。

图像处理器163可通过使用相同层的不饱和图像I_ns和饱和图像I_s来仅提取ROI。例如，可基于从不饱和图像I_ns减去饱和图像I_s来产生不饱和图像I_ns和饱和图像I_s之间的差图像。

在这方面，差图像是仅包括提取的ROI的图像。如图10所示，当在层中限制区域沿着相位编码方向饱和时，具有沿着相位编码方向的限制区域的ROI图像被产生。如图11所示，当限制区域沿着相位编码方向和频率编码方向饱和时，具有沿着相位编码方向和频率编码方向的限制区域的ROI图像被产生。

图12A和图12B是示出通过将饱和脉冲序列施加到减小的FOV图像来获得去除了混叠的图像的处理的示图。

序列控制器122可控制梯度施加器131和RF施加器132来将如图12A所示的全FOV区域减小为沿着相位编码方向限制的区域。

在这方面，如图12B所示，基于不饱和脉冲序列的施加产生减小的FOV区域的至少一个不饱和图像I_ns，基于饱和脉冲序列的施加产生减小的FOV区域的至少一个饱和图像I_s。在这方面，饱和图像I_s是通过使减小的FOV饱和来抑制磁共振信号的图像。

同时，根据减小的FOV成像，由于减小的FOV区域的外部的元素，在减小的FOV图像中沿相位编码方向可发生混叠。如图12B所示，混叠可在不饱和图像I_ns和饱和图像I_s中发生。

由于饱和图像I_s是通过使减小的FOV区域饱和来抑制磁共振信号而获得的图像，因此可通过不饱和图像I_ns和饱和图像I_s之间的差图像来仅获得去除了混叠的减小的FOV区域的数据。

图13至图16是示出使用饱和图像来获得薄层的图像的处理的示图。图13至图16示出在Y轴方向上的观察的容积。

参照图13至图16，磁共振成像设备100可产生整个容积V_f中的具有非常薄的厚度的第一层S1、第二层S2、第三层S3、和第四层S4的图像。第一层S1、第二层S2、第三层S3、和第四层S4的厚度可以是相同的或者不同的。

序列控制器122可控制梯度施加器131和RF施加器132来获得第六图像，其中，如图13所示，在第六图像中，在整个容积V_f中，第二层S2、第三层S3和第四层S4是饱和的。第六图像是通过抑制第二层S2、第三层S3和第四层S4的磁共振信号并且使用通过从整个容积V_f去除第二层S2、第三层S3和第四层S4所获得的第四容积V₄的磁共振信号而获得的饱和容积图像。

此外，可获得第五图像，其中，在第五图像中，在整个容积V_f中，第一层S1、第二层S2、第三层S3和第四层S4是饱和的。第五图像是通过抑制第一层S1、第二层S2、第三层S3和第四层S4的磁共振信号并且使用通过从整个容积V_f排除第一层S1、第二层S2、第三层S3和第四层S4所获得的第五容积V₅的磁共振信号而获得的饱和容积图像。

然后，图像处理器163可基于从第六图像减去第五图像获得第六图像和第五图像之间的差图像来获得第一层S1的图像。

如图14所示，可获得第七图像，其中，在第七图像中，在整个容积V_f中第三层S3和第四层S4是饱和的。第七图像是通过抑制第三层S3和第四层S4的磁共振信号并且使用通过从整个容积V_f去除第三层S3和第四层S4所获得的第三容积V₃的磁共振信号而获得的饱和容积图像。

此外，可通过使整个容积V_f中的第二层S2、第三层S3和第四层S4饱和来获得第四容积V₄的第六图像。第六图像的获得参照图13如上所述。

然后，基于从第七图像减去第六图像来获得来获得第七图像和第六图像之间的差图像以获得第二层S2的图像。

如图15所示，可获得第八图像，其中，在第八图像中，在整个容积V_f中第四层S4是饱和的。第八图像是通过抑制第四层S4的磁共振信号并且使用通过从整个容积V_f去除第四层S4所获得的第二容积V₂的磁共振信号而获得的饱和容积图像。

此外，可通过使整个容积V_f中的第三层S3和第四层S4饱和来获得第三容积V₃的第七图像。第七图像的获得参照图14如上所述。

然后，可获得第八图像和第七图像之间的差图像以获得第三层S3的图像。

此外，如图16所示，获得第九图像和第八图像，其中，第九图像是整个容积(V₁＝V_f)的容积图像，在第八图像中，在整个容积中第四层S4是饱和的。第九图像是不饱和容积图像，并且第八图像如以上参照图15所述。

然后，可获得第九图像和第八图像之间的差图像以获得第四层S4的图像。

根据上述的方法，可获得具有非常薄的厚度的层的图像，这是无法通过施加一般选层脉冲序列或者应用以上参照图9所述的从不饱和图像减去饱和图像的方法来获得的。

具体地，即使第一层S1或第二层S2的厚度太小以至于无法被饱和，也可通过在获得使不同区域饱和的多个饱和容积图像之后获得第一层S1的图像和第二层S2的图像之间的差图像来获得第一层S1的图像或第二层S2的图像。

下面，将详细描述控制磁共振成像设备的方法。上面描述的磁共振成像设备也可被应用于控制这里的磁共振成像设备的方法。因此，以上参照图1至图16所给出的描述也可被应用于控制磁共振成像设备的方法，除非另有说明。

图17是用于描述根据示例性实施例的控制磁共振成像设备的方法的流程图。

参照图17，基于不饱和脉冲序列的施加获得第一图像(310)。第一图像是不饱和图像，其中，在该不饱和图像中，全部的FOV区域是不饱和的。第一图像可以是不饱和容积图像或者不饱和断层图像。

基于饱和脉冲脉冲序列的施加获得第二图像(311)。第二图像是饱和图像，其中，在该饱和图像中，由于FOV区域是部分饱和的，因此磁共振信号被抑制。第二图像也可以是饱和容积图像或者饱和断层图像。如果第一图像是不饱和容积图像，则第二图像是饱和容积图像。如果第一图像是不饱和断层图像，则第二图像是饱和断层图像。

获得第一图像和第二图像之间的差图像(312)。例如，可从第一图像减去第二图像。基于从第一图像减去第二图像，可获得在第二图像中的饱和区域的图像。

虽然根据图17所示的流程图，在获得第二图像之前获得第一图像，但是控制磁共振成像设备的方法的示例性实施例并不限制于此。获得第一图像和第二图像的顺序并不受限。在相同的方式中，获得图像的顺序并不限制于下面的示例性实施例中。

同时，当序列控制器122控制梯度施加器131和RF施加器132时，可通过将不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列分别施加到对象的给定容积或者给定层来获得第一图像和第二图像。由不饱和脉冲序列和饱和脉冲序列在对象的给定容积或者给定层中所产生的磁共振信号被输入到数据收集器161中，填充数据存储器162的K空间，并且被图像处理器163重建为第一图像和第二图像。

然后，图像处理器163可基于从第一图像减去第二图像来获得差值图像。

图18和图19是示出使用非选层脉冲序列来获得第二图像的方法的流程图。

参照图18，通过非选层不饱和脉冲序列获得第一图像(320)。在这方面，第一图像是不饱和容积图像，即，包括不饱和区域的容积图像。为此，非选层不饱和脉冲序列可被施加到给定容积。

通过非选层饱和脉冲序列获得第二图像(321)。在这方面，第二图像是饱和容积图像(即，包括饱和区域的容积图像)，并且可与第一图像具有相同的FOV。

在获得第一图像和第二图像之后，可基于从第一图像减去第二图像来获得断层图像(322)。第一图像是与第二图像相同的FOV的不饱和容积图像，并且第二图像是给定区域的磁共振信号被抑制的饱和容积图像。因此，如果饱和指定区域是层，则可基于从第一图像减去第二图像获得饱和层的断层图像。

这将参照图19进行更详细的描述。

参照图19，通过将RF脉冲施加到第一容积(330)来获得第一图像(331)。在这方面，施加的RF脉冲跟随在非选层不饱和脉冲序列之后。例如，用于选择层的梯度场的幅度不是快速改变而是逐渐改变的静音序列。第一图像是第一容积的容积图像。

将RF脉冲预先施加到位于包括在第一容积中的第一位置处的层(332)。由于位于RF脉冲被预先施加到第一位置处的层未被磁化或者其磁化被下一个RF脉冲显著地削弱，因此磁共振信号的产生被抑制。

通过将RF脉冲施加到第一容积(333)来获得第二图像(334)。在这种情况下，将RF脉冲施加到包括位于第一位置处的层的整个第一容积，并且可使用与操作330中使用的相同的非选层脉冲序列。由于磁共振信号的产生在位于第一位置处的层中被抑制，因此第二图像包括关于第一容积中的除了第一位置的层以外的其他区域的数据。

可基于从第一图像减去第二图像来获得第一位置处的层的断层图像(335)。由于第一图像包括关于整个第一容积的数据，并且第二图像仅包括第一容积中的除了第一位置处的层以外的其他区域的数据，因此，可基于从第一图像减去第二图像获得第一位置上的层的断层图像。也就是说，根据图18和图19中的示例性实施例，即使使用非选层脉冲序列，也可获得期望的层的断层图像。此外，还可由此获得具有非常薄的厚度的层的断层图像，这是无法通过施加一般选层脉冲序列获得的。

此外，即使期望的层太薄以至于无法被选择性地饱和时，也可通过获得使不同区域饱和的多个饱和容积图像并将两个饱和容积图像之间的差调整为与期望的层相应来使用两个饱和容积图像之间的差图像获得期望的层的断层图像。

图20和图21是用于描述从层提取ROI的方法的流程图。

参照图20，根据选层不饱和脉冲序列获得第三图像(340)。第三图像是给定层的断层图像，并且可从各种脉冲序列(诸如，梯度脉冲序列和自旋回波脉冲序列)选择选层不饱和脉冲序列。

根据选层饱和脉冲序列获得第四图像(341)。第四图像是与第三图像的层相同层的断层图像，其中，在该断层图像中，由于使用饱和脉冲序列，因此在层中的给定位置的磁共振信号的产生被抑制。例如，通过使用户的ROI饱和来抑制磁共振信号的产生。

可基于从第三图像减去第四图像来获得ROI的断层图像(342)。由于第三图像是与第四图像的FOV相同的FOV的不饱和断层图像，并且第四图像是饱和断层图像，其中，在FOV中的ROI的磁共振信号被抑制，可基于从第三图像减去第四图像来获得提取的饱和的ROI的断层图像。

这将参照图21进行更详细的描述。

参照图21，通过将RF脉冲施加到位于第二位置处的层(350)来获得第三图像(351)。虽然位于第二位置处的层区别于上述的位于第一位置处的层，但是第二位置不一定与第一位置不同。因此，第二位置的层可位于与第一位置的层相同的位置处或者与第一位置的层不同的位置处。这里施加的RF脉冲是选层脉冲序列并且可从各种脉冲序列(诸如，上述的梯度脉冲序列和自旋回波脉冲序列)被选择。

将RF脉冲预先施加到第二位置的层的给定区域(352)。在这方面，给定区域可以是ROI。被预先施加RF脉冲的ROI可不被磁化或者其磁化可被显著地削弱，因此，磁共振信号的产生可被抑制。

同时，层中的ROI可具有在相位编码方向上受限制的区域或者在相位编码方向和频率编码方向上受限制的区域。

可通过将RF脉冲施加到第二位置的层(353)来获得第四图像(354)。在这种情况下，将RF脉冲施加到包括ROI的第二位置的整个层，因此可使用与在操作350中使用的选层脉冲序列相同的序列。由于被预先施加RF脉冲的ROI是饱和的并且磁共振信号的产生在这里被抑制，因此第四图像包括关于位于第二位置处的层中的除了ROI以外的其他区域的数据。

基于从第三图像减去第四图像来获得ROI的断层图像(355)。由于第三图像包括关于第二位置的整个层的数据，并且第四图像包括关于第二位置的除了ROI以外的其他区域的数据，因此可基于从第三图像减去第四图像来获得提取的ROI的断层图像。

图22是用于描述从减小的FOV图像去除混叠的处理的流程图。

参照图22，获得减小的FOV区域的不饱和断层图图像(360)。为此，序列控制器122可控制梯度施加器和RF施加器132来将全FOV区域减小为沿着相位编码方向受限制的区域。在这种情况下，使用不饱和脉冲序列。

获得相同的FOV区域的饱和断层图像(361)。为此，序列控制器122可控制梯度施加器131和RF施加器132来将饱和脉冲序列施加到减小的FOV区域。当在减小的FOV区域中使用饱和脉冲序列时，减小的FOV区域是饱和的并且在这个区域中磁共振信号的产生可被抑制。

在减小的FOV成像中，由于减小的FOV区域的外部元素，而可能在在减小的ROV区域中沿着相位编码方向发生混叠。因此，在减小的FOV区域的不饱和断层图像和饱和断层图像两者中可能引起混叠。

从减小的FOV区域的不饱和断层图像减去相同的FOV区域的饱和断层图像(362)。由于在减小的FOV区域的不饱和断层图像和饱和断层图像两者中发生混叠，并且饱和断层图像不包括关于减小的FOV区域的数据，因此可使用这两个图像之间的差图像来获得去除了混叠的减小的FOV区域的断层图像。

根据上面描述的磁共振成像设备和控制磁共振成像设备的方法，可获得对象的断层图像，并且可使用用于抑制给定位置的磁共振信号的饱和脉冲序列来获得去除了混叠的减小的FOV区域的断层图像。

同时，表达式“第一图像至第九图像”、“第一容积”、“第一位置”、“第一层至第四层”等被用于对多个图像、位置、层、容积、或指定位置进行区分。因此，磁共振成像设备和控制磁共振成像设备的方法的示例性实施例并不限制于这些表达式。在整个说明书中，在不同示例中表示为相同序数的元件不必具有相同的意思，并且表示为不同序数的这些元件不必具有不同的意思。以同样的方式，在说明书和权利要求书中表示为不同序数的元件可具有相同意思，并且表示为相同序数的这些元件可具有不同的意思。换言之，元件需要基于上下文分别进行理解。

因为示例性实施例可在不脱离其特征的情况下以多种形式实现，也应理解上面描述的示例性实施例并不被前面的描述的任何细节限制，除非另有说明，而是应在所附权利要求所定义的范围内进行宽泛地解释。因此，落入权利要求的范围内的各种变化和修改，或者其范围的等同物旨在被附加的权利要求所涵盖。

本说明书中使用的术语仅用于描述具体的示例性实施例，并且不旨在限制本公开。以单数形式使用的表达式包括复数的表达，除非在上下文中它具有明显不同的含义。整个说明书中，将被理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示说明书中公开的特征、数字、操作、组件、部件或其组合的存在，并且不旨在排除可存在或可附加一个或更多个其它特征、数字、操作、组件、部件、或它们的组合的可能性。

此外，如这里使用的，术语“单元”、“装置”、“块”、“成员”和“模块”是指用于执行至少一个操作或功能的单元。

从以上描述显而易见，根据磁共振成像设备和控制磁共振成像设备的方法，可获得对象的断层图像，并且可通过使用抑制给定位置的磁共振信号的饱和脉冲序列来获得去除了混叠的减小的FOV的图像。

尽管已经示出和描述了本公开的一些示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的原理和精神可对这些示例性实施例进行改变，其中，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。