专利名称：校正共振频率变化的方法和磁共振成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种校正共振频率变化的方法和MRI(磁共振成像)设备，更具体地说涉及这样的校正共振频率变化的方法该方法能够处理由磁场波动引起的所有的频率漂移，这些频率漂移包括其时间变化较慢的频率偏移、在片层方向的频率漂移以及其时间变化较快的频率偏移。
作为第二种已有技术，日本专利No.2528864公开了通过测量并存储许多点静磁强度根据静磁强度对成像数据进行相位校正操作的技术。
在上述的第一种已有技术中，由于基于在一定时间的成像脉冲序列的时间所采集的校正数据进行的校正不能及时用于这次成像数据并且对下次的成像数据无效，因此虽然处理其时间变化较慢的频率漂移没有问题，但不能处理其时间变化较快的频率漂移。
在上述的第二种已有技术中，由于在一定时间上所采集的成像数据不能被基于在该时间的成像脉冲序列的时间上所采集的校正数据进行校正，所以能够处理其时间变化较快的频率漂移。但是，由于在数据采集之后进行处理，所以校正仅对所切片的表面有效并且不能处理在片层方向上的频率漂移。
根据本发明的第一方面，提供一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在每次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量、在共振频率变化量小于阈值时校正频率变化、在共振频率变化量不小于该阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量而不校正频率变化，以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
当共振频率变化量小于阈值时，由于共振频率变化不是其时间变化较快的频率漂移，所以如果下次成像数据的校正有效的话它足够而不需要校正这次的成像数据。因此，只需要实施频率变化的校正，而不需要存储共振频率或共振频率变化量。在另一方面，当共振频率变化量不小于该阈值时，由于共振频率变化是其时间变化较快的频率漂移，所以必须同样对这次的成像数据进行校正。因此，存储共振频率或公共振频率变化量并基于它进行校正操作。
根据本发明的第一方面的校正共振频率变化的方法是基于上述的原理并对其时间变化较慢的频率漂移进行频率变化校正，因此使得它能够同样处理在片层方向中的频率漂移。同时，由于之后对其时间变化较快的频率漂移进行校正操作，因此可以校正这次成像数据。当后来进行校正操作时，不进行频率变化校正以简化控制。
根据本发明的第二方面，提供一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在每次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量、校正频率变化、在共振频率变化量不小于阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
根据本发明的第二方面的校正共振频率变化的方法是基于上述的原理并对其时间变化较慢的频率漂移进行频率变化校正，因此使得它能够同样处理在片层方向中的频率漂移。同时，由于之后对其时间变化较快的频率漂移进行校正操作，因此可以校正这次成像数据。由于即使在后来进行校正操作时进行频率变化校正，也总是能够处理在片层方向上的频率漂移。
根据本发明的第三方面，提供一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在许多次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量一次、在共振频率变化量小于阈值时校正频率变化、在共振频率变化量不小于该阈值时与许多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量而不校正频率变化，以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
根据本发明的第三方面的校正共振频率变化的方法是基于上述的原理并对其时间变化较慢的频率漂移进行频率变化校正，因此使得它同样能够处理在片层方向中的频率漂移。同时，由于之后对其时间变化较快的频率漂移进行校正操作，因此可以校正这次成像数据。当后来进行校正操作时，不进行频率变化校正以简化控制。由于在每许多成像脉冲序列中仅测量一次共振频率变化量，因此可以缩短总的扫描时间。
根据本发明的第四方面，提供一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在许多次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量一次、校正频率变化、在共振频率变化量不小于阈值时与许多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
根据本发明的第四方面的校正共振频率变化的方法是基于上述的原理并对其时间变化较慢的频率漂移进行频率变化校正，因此使得它同样能够处理在片层方向中的频率漂移。在另一方面，由于之后对其时间变化较快的频率漂移进行校正操作，因此可以校正这次成像数据。同时，由于即使在后来进行校正操作时进行频率变化校正，也总是能够处理在片层方向上的频率漂移。由于在每许多成像脉冲序列中仅测量一次共振频率变化量，因此可以缩短总的扫描时间。
根据本发明的第五方面，提供一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在每次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量、校正频率变化、与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，以及在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作。
根据本发明的第五方面的校正共振频率变化的方法是基于上述的原理并执行频率变化校正，并且其后还进行校正操作，因此使得它能够处理其时间变化较慢的频率漂移和其时间变化较快的频率漂移。
根据本发明的第六方面，提供一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在许多次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量一次、校正频率变化、与许多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，以及在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作。
根据本发明的第六方面的校正共振频率变化的方法是基于上述的原理并执行频率变化校正，并且其后还进行校正操作，因此使得它能够处理其时间变化较慢的频率漂移和其时间变化较快的频率漂移。
根据本发明的第七方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述的校正共振频率变化的方法中测量共振频率并将在所测量的共振频率和固定共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
由于在根据本发明的第七方面的上述校正共振频率变化的方法中将在所测量的共振频率和固定共振频率之间的差值作为共振频率变化量，因此容易从共振频率变化量中获得共振频率。
根据本发明的第八方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述的校正共振频率变化的方法中测量共振频率并将在所测量的共振频率和先前所测量的共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
由于在根据本发明的第八方面的校正共振频率变化的方法中将在所测量的共振频率和固定共振频率之间的差值作为共振频率变化量，因此容易获取变化的大小。
根据本发明的第九方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述校正共振频率变化的方法中的阈值是固定值。
由于在根据本发明的第九方面的校正共振频率变化的方法中的阈值是固定值，所以处理变得容易。
根据本发明的第十方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述校正共振频率变化的方法中阈值根据共振频率变化量的变化而改变。
由于在根据本发明的第十方面的校正共振频率变化的方法中的阈值根据共振频率变化量的变化而改变，因此能够动态地优化该阈值。
根据本发明的第十一方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述校正共振频率变化的方法中调整通过主磁场线圈的电流量以校正频率变化。
由于在根据本发明的第十一方面的校正共振频率变化的方法中调整通过主磁场线圈的电流量以校正频率漂移，因此能够改善图像质量。
根据本发明的第十二方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述校正共振频率变化的方法中调整发射频率以校正频率变化。
由于在根据本发明的第十一方面的校正共振频率变化的方法中调整发射频率以校正共振频率变化，因此能够改善图像质量。
根据本发明的第十三方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述校正共振频率变化的方法中调整发射频率和接收频率以校正频率变化。
由于在根据本发明的第十三方面的校正共振频率变化的方法中调整发射频率和接收频率以校正共振频率变化，因此能够改善图像质量。
根据本发明的第十四方面，提供一种校正共振频率变化的方法，其中在上述校正共振频率变化的方法中调整发射相位和接收相位以校正频率变化。
由于在根据本发明的第十四方面的校正共振频率变化的方法中调整发射相位和接收相位以校正共振频率变化，因此能够改善图像质量。
根据本发明的第十五方面，提供一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置、成像数据采集控制装置、频率变化测量控制装置、频率变化校正装置、频率变化存储装置、校正操作装置以及重构操作装置，通过控制上述的RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置该成像数据采集控制装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据，该频率变化测量控制装置在每次采集成像数据时同样测量共振频率变化量，该频率变化校正装置在共振频率变化量小于阈值时校正频率变化，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作，以及该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
应用根据本发明上述第十五方面的MRI设备，有利地实施根据本发明上述第一方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第十六方面，提供一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置、成像数据采集控制装置、频率变化测量控制装置、频率变化校正装置、频率变化存储装置、校正操作装置以及重构操作装置，通过控制上述的RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置该成像数据采集控制装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据，该频率变化测量控制装置在每次采集成像数据时同样测量共振频率变化量，该频率变化校正装置校正频率变化，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作，以及该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
应用根据本发明上述第十六方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第二方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第十七方面，提供一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置、成像数据采集控制装置、频率变化测量控制装置、频率变化校正装置、频率变化存储装置、校正操作装置以及重构操作装置，通过控制上述的RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置该成像数据采集控制装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据，该频率变化测量控制装置在许多次采集成像数据时同样测量共振频率变化量一次，该频率变化校正装置在共振频率变化量小于该阈值时校正频率变化，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与许多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作，以及该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
应用根据本发明上述第十七方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第三方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第十八方面，提供一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置、成像数据采集控制装置、频率变化测量控制装置、频率变化校正装置、频率变化存储装置、校正操作装置以及重构操作装置，通过控制上述的RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置该成像数据采集控制装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据，该频率变化测量控制装置在许多次采集成像数据时同样测量共振频率变化量一次，该频率变化校正装置校正频率变化，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与许多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作，以及该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
应用根据本发明上述第十八方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第四方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第十九方面，提供一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置、成像数据采集控制装置、频率变化测量控制装置、频率变化校正装置、频率变化存储装置、校正操作装置以及重构操作装置，通过控制上述的RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置该成像数据采集控制装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据，该频率变化测量控制装置在每次采集成像数据时同样测量共振频率变化量，该频率变化校正装置校正频率变化，该频率变化存储装置与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作，以及该重构操作装置从在校正操作之后的成像数据中重构图像。
应用根据本发明上述第十九方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第五方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十方面，提供一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置、成像数据采集控制装置、频率变化测量控制装置、频率变化校正装置、频率变化存储装置、校正操作装置以及重构操作装置，通过控制上述的RF脉冲发射装置、梯度脉冲应用装置、NMR信号接收装置该成像数据采集控制装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据，该频率变化测量控制装置在许多次采集成像数据时同样测量共振频率变化量一次，该频率变化校正装置校正频率变化，该频率变化存储装置与许多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作，以及该重构操作装置从在校正操作之后的成像数据中重构图像。
应用根据本发明上述第二十方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第六方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十一方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中上述的频率变化测量控制装置测量共振频率并将在所测量的共振频率和固定共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
应用根据本发明上述第二十一方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第七方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十二方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中频率变化测量控制装置测量共振频率并将在所测量的共振频率和先前所测量的共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
应用根据本发明上述第二十二方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第八方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十三方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中的阈值是固定值。
应用根据本发明上述第二十三方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第九方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十四方面，提供一种MRI设备，其中在上述MRI设备中提供一种阈值改变装置，该阈值改变装置根据共振频率变化量的变化改变阈值。
应用根据本发明上述第二十四方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第十方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十五方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中上述的频率变化校正装置调整通过主磁场线圈的电流量。
应用根据本发明上述第二十五方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第十一方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十六方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中上述的频率变化校正装置调整发射频率。
应用根据本发明上述第二十六方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第十二方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十七方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中上述的频率变化校正装置调整发射频率和接收频率。
应用根据本发明上述第二十七方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第十三方面的校正频率变化的方法。
根据本发明的第二十八方面，提供一种MRI设备，其中在上述的MRI设备中上述的频率变化校正装置调整发射相位和接收相位。
应用根据本发明上述第二十八方面的MRI设备，有利地实施根据本发明的上述第十四方面的校正频率变化的方法。
因此，根据本发明的校正共振频率变化的方法和MRI设备，能够处理包括其时间变化较慢的频率偏移、在片层方向的频率漂移以及其时间变化较快的所有的频率偏移，由此能够改善图像质量。
通过在附图中所示的本发明的优选实施例的描述，将会清楚本发明的进一步目的和优点。
附图简述附
图1所示为根据第一实施例的MRI设备的方块图；附图2所示为根据本发明的第一实施例的数据采集处理的流程图；附图3所示为共振频率测量脉冲序列和成像脉冲序列的第一实例；附图4所示为根据第一实施例的数值；附图5所示为根据第一实施例重构图像的处理的流程图；附图6所示为根据本发明的第二实施例的数据采集处理的流程图；附图7所示为共振频率测量脉冲序列和成像脉冲序列的第二实例；附图8所示为根据第四实施例改变阈值的处理的流程图；附图9所示为根据第四实施例的数值；附图10所示为根据第五实施例的数值；以及附图11所示为根据第六实施例的数值；优选实施例的详细描述下文参考在附图中所示的本发明的优选实施例详细地描述本发明。第一实施例附图1所示为根据本发明第一实施例的MRI设备100的方块图。
在这种MRI设备100中，磁体组件1具有在其中接收试样的孔，并且包括给试样施加固定的主磁场的主磁场线圈1p、产生用于片选轴、读取轴和相位轴的梯度磁场的梯度磁场线圈1g、输送用于激励在该试样内的原子核的自旋的RF脉冲的发射线圈1t以及检测来自该试样的NMR信号的接收线圈1r，所有这些线圈都设置在上述的孔的周围。上述的主磁场线圈1p、梯度磁场线圈1g、发射线圈1t和接收线圈1r分别连接到主磁场电源2、梯度磁场驱动电路3、RF功率放大器4和前置放大器5。
应用永磁体替代该主磁场线圈1p。
序列存储器电路6根据来自计算机7的指令基于所存储的脉冲序列启动梯度磁场驱动电路3以从上述的磁体组件1的梯度磁场线圈1g中产生梯度磁场，启动门控调制电路8以将来自RF振荡电路9的载波输出信号调制为具有预定的时序/预定的包络形状的脉冲信号，并将该脉冲信号施加到RF功率放大器4作为RF脉冲，通过RF功率放大器4放大该RF脉冲并将其施加到上述的磁体组件1的发射线圈1t中，从而选择并激励所需的片层区。
前置放大器5放大来自通过磁体组件1的接收线圈1r所检测的试样的NMR信号，并将经放大的信号施加到相位检测器10。相位检测器10基于作为基准信号的RF振荡电路9的载波输出信号检测来自前置放大器5的NMR信号的相位，并将所检测的信号施加到A/D转换器11。该A/D转换器11将在相位检测之后的模拟信号转换为数字信号，并将该数字信号施加到计算机7。
计算机7从A/D转换器11读取数据，执行图像重构操作，并产生所需片层区的图像。这种图像显示在电视单元13上。计算机7负责总体控制比如从操作台12接收信息。
附图12所示为通过上述的MRI设备100采集数据的处理的流程图。当N表示成像脉冲序列的重复次数以及M表示总的共振频率测量次数时，N≥M≥1。
在步骤S1中，将成像数据计数器n初始化为“1”。
在步骤S2中，将共振频率测量计数器d初始化为“1”。
在步骤S3中，当n＝d·N/M时，处理进行到步骤S4，而当n不等于d·N/M时，处理进行到步骤S6。
在步骤S4中，通过共振频率测量脉冲序列测量第d次共振频率fd。
在步骤S5中，共振频率测量计数器d仅增加“1”。然后处理进行到步骤S6。
在步骤S6中，通过成像脉冲序列采集第n次成像数据Dn。
附图3所示为在N＝256和M＝256时共振频率测量脉冲序列Md和成像脉冲序列Im的实例。
应用梯度回波方法的脉冲序列作为成像脉冲序列Im。
应用这样的脉冲序列作为共振频率测量脉冲序列Md在其中省去了覆盖在上述的成像脉冲序列Im中的梯度回波(echo1和echo2)的读梯度部分(rd和rr的前半部分)和相位梯度(pe和pr)。从FID信号中采集的数据中获得共振频率fd。
为使每个轴的梯度的积分量相等，使在上述的成像脉冲序列Im中的梯度磁场(rd，rr)的积分量等于在上述的共振频率测量的脉冲序列Md中的梯度磁场(rh)的积分量。由于在上述的成像脉冲序列Im中的梯度磁场(pe，pr)的积分量变为“0”，所以没有梯度磁场施加到在上述的共振频率测量的脉冲序列Md中的相位轴上。
参考附图2，在步骤S7中，计算第d次的共振频率变化量Δfd。从下面的任一表达式中可以获得共振频率变化量Δfd。
(1)与基准频率f0的频率差Δfd＝fd-f0与前述所测量的共振频率fd-1的频率差Δfd＝fd-fd-1在步骤S8中，当共振频率变化量Δfd的绝对值|Δfd|小于阈值R时处理进行到步骤S9中，而当绝对值不小于该阈值时处理进行到步骤S10中。根据经验将阈值R预先设置到适当的值。
在步骤S9中，实施频率变化的校正。通过应用如下处理过程中的一种处理过程可以实施频率变化的校正(a)基于共振频率变化量Δfd调整通过主磁场线圈1p的电流量。
(b)基于共振频率变化量Δfd调整RF振荡电路9的发射频率。
(c)基于共振频率变化量Δfd调整RF振荡电路9的发射频率和接收频率。
(d)基于共振频率变化量Δfd调整门调制电路8的发射相位或相位检测器10的接收相位。
处理进行到步骤S12。
在步骤S10中，与第(n+1-N/M)次到第n次的成像数据Dn+1-N/M至Dn相对应地存储共振频率变化量Δfd。然后处理进行到步骤S12。
在步骤S12中，成像数据采集计数器n仅增加“1”。
在步骤S13中，当n＞M时，处理结束，而当n不等于或大于N时，处理返回到步骤S3。
附图4所示为在共振频率变化量Δfd＝fd-f0和N＝M时的数值。
当阈值R＝5时，由于在n＝1至6时|Δfd|＜R，所以执行频率变化的校正。由于在n＝7至13时|Δfd|≥R，所以不执行频率变化的校正并且与第n次的成像数据Dn相对应地存储在较厚的结构内的共振频率变化量Δfd。
附图5所示为通过上述的MRI设备100形成图像的处理的流程图。在步骤G1内，将成像数据计数器n初始化为“1”。
在步骤G2中，当与成像数据Dn相对应地存储共振频率变化量Δfd时，处理进行到步骤G3，当没有存储它时处理进行到步骤G4。
在步骤G3中，基于共振频率变化量Δfd对成像数据Dn进行相位校正操作。
在步骤G4中，成像数据计数器n仅增加“1”。
在步骤G5中，当n＞N时，处理进行到G6，而当n不等于或大于N时，处理返回到上述的步骤G2。
在步骤G6中，从成像数据D1至DN中重构图像。然后处理结束。
应用根据上述的第一实施例的MRI设备100，对其时间变化较慢的频率漂移实施频率变化的校正，随后处理共振频率变化。还能够处理在片层方向上的频率漂移。同时，由于后来对其时间变化较快的频率漂移进行相位校正操作，因此还能够校正在频率漂移的开始时的成像数据。第二实施例附图6所示为根据第二实施例通过MRI设备采集数据的处理的流程图。
步骤S1至S7与根据第一实施例采集数据的处理步骤相同。
在步骤S8′中，当共振频率变化量Δfd的绝对值|Δfd|小于阈值R时处理进行到步骤S11中，而当它不小于该阈值时处理进行到步骤S10中。
步骤S10与根据第一实施例采集数据的处理步骤相同。
步骤S11与根据第一实施例采集数据的处理的步骤S9相同。
步骤S12和S13与根据第一实施例采集数据的处理步骤相同。
应用根据上述的第二实施例的MRI设备，由于总是对频率漂移实施频率变化的校正，所以随后能够处理共振频率变化。还能够处理在片层方向上的频率漂移。在另一方面，由于后来对其时间变化较快的频率漂移进行相位校正操作，因此还能够校正在频率漂移的开始时的成像数据。第三实施例附图7所示为在N＝256和M＝128时共振频率测量脉冲序列Md和成像脉冲序列Im的实例。
应用高速自旋回波方法的脉冲序列作为成像脉冲序列Im。
应用如下的脉冲序列作为共振频率测量脉冲序列Md从该脉冲序列中省去在90°RF脉冲R和180°RF脉冲P之间的和在180°RF脉冲P和180°RF脉冲P之间的失相(dephase)读梯度部分(rd和rr的后半部分)、在180°RF脉冲P之后的读梯度部分(rr的前半部分)和与在上述的成像脉冲序列Im中的这些部分对应的相位梯度(pe)。从第一spin-echo信号获得共振频率fd。
在n＝2，4，6，...，即每两个成像脉冲序列Im之后插入一个共振频率测量脉冲序列。
为使每个轴的梯度的积分量相等，使在上述的成像脉冲序列Im中的梯度磁场(rd，rr)的积分量等于在共振频率测量的脉冲序列Md中的梯度磁场(rh)的积分量。由于在上述的成像脉冲序列Im中的梯度磁场(pe，pr)的积分量变为“0”，因此没有梯度磁场施加到在共振频率测量的脉冲序列Md中的相位轴上。
当将片层编码加入到附图7的脉冲序列的片层轴中时，获得3D脉冲序列。
应用根据上述的第三实施例的MRI设备，能够获得与第一和第二实施例相同的效果。由于在每两个成像脉冲序列Im中测量共振频率变化量Δfd一次，所以能够缩短总的扫描时间。第四实施例在第四实施例中，省去了在附图2中的流程图中的步骤S8，但在步骤S9之后加入了步骤S10。即，处理从步骤S7进行到步骤S9，从步骤S9进行到步骤S10，以及从步骤S10进行到步骤S12。另一种方案是，省去在附图6中的流程图中的步骤S8′，但在步骤S7之后加入步骤S10。即，处理从步骤S7进行到步骤S10，然后从步骤S10进行到步骤S11。
此外，省去了在附图5的流程图中的步骤G2。即，对于所有的n实施步骤G3。
应用根据上述第四实施例的MRI装置，由于实施了频率变化校正(步骤S9或步骤S11)并且其后还进行校正操作(步骤G3)，因此能够处理其时间变化较慢的频率漂移和其时间变化较快的频率漂移。第五实施例在第五实施例中，在附图2或附图6的采集数据的处理中的步骤S8以在附图8中所示的改变阈值的处理S8”替换。
在附图8的步骤H1中，通过常规的公知的估计方法计算共振频率变化量Δfd的估计值Δfd′。例如，这可以从下面的表达式中计算。Δfd′＝Δfd-1+(Δfd-1-Δfd-3)/2在步骤H2中，当共振频率变化量Δfd的绝对值|Δfd|小于阈值R时，处理进行到步骤H3，而当它不小于该阈值R时，处理进行到步骤H5。
在步骤H3中，当在共振频率变化量Δfd和估计值Δfd′之间的差的绝对值|Δfd-Δfd′|大于判定值ε时，处理进行到步骤H4，而当它不大于判定值ε时，处理进行到在附图2中的步骤S9或在附图6中的步骤S11。根据经验将判定值ε预先设定到适当的值。
在步骤H4中，将估计值Δfd′的绝对值|Δfd|用作新的阈值R。然后处理进行到在附图2或附图6中的步骤S10。
在步骤H5中，当在共振频率变化量Δfd和估计值Δfd′之间的差的绝对值|Δfd-Δfd′|大于判定值ε时，处理进行到在附图2或附图6中的步骤S10，而当它不大于判定值ε时，处理进行到步骤H6。
在步骤H6中，将估计值Δfd′的绝对值|Δfd′|用作新的阈值R。然后处理进行到在附图2中的步骤S9或在附图6中的步骤S11。
附图9所示为当Δfd＝fd-f0，N＝M，Δfd′＝Δfd-1+(Δfd-1-Δfd-3)/2，ε＝3以及R的初始值＝10时的数值。
动态地改变阈值并与第n次的成像数据Dn相对应地存储在厚结构内在n＝7至9的共振频率变化量Δfd。
应用根据上述第五实施例的MRI装置，由于根据共振频率变化量Δfd的变化改变阈值R，所以能够动态地使阈值R最佳。第六实施例在第六实施例中，从这次的共振频率fd和前次的共振频率fd-1之间的差中获得共振频率变化量Δfd。
附图10所示为在Δfd＝fd-fd-1，N＝M和R＝5时的数值。
与第n次的成像数据Dn相对应地存储在厚结构内在n＝7至9时的共振频率fd和基准共振频率f0之间的差fd-f0。这等效于与第n次的成像数据Dn相对应地存储在n＝7至9时的共振频率fd。
应用根据上述第六实施例的MRI装置，从共振频率变化量Δfd中容易得到变化大小。第七实施例在第七实施例中，从这次的共振频率fd和前次的共振频率fd-1之间的差中获得共振频率变化量Δfd。动态地改变阈值R。
附图10所示为当Δfd＝fd-fd-1，N＝M，Δfd′＝Δfd-1+(Δfd-1-Δfd-3)/2，ε＝3以及R的初始值＝10时的数值。
动态地改变阈值R，并与第n次的成像数据Dn相对应地存储在厚结构内在n＝7至12时的共振频率fd和基准共振频率f0之间的差fd-f0。这等效于与第n次的成像数据Dn相对应地存储在n＝7至12时的共振频率fd。
应用根据上述第七实施例的MRI装置，由于根据共振频率变化量Δfd的变化改变阈值R，所以能够动态地使阈值R最佳。此外，从共振频率变化量Δfd中容易得到变化大小。
在不脱离本发明的精神范围的前提下可以构造出许多不同的实施例。应该理解的是本发明并不局限于在说明书中所描述的特定的实施例，而是以所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在每次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量；在共振频率变化量小于阈值时校正频率变化；在共振频率变化量不小于该阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量而不校正频率变化；以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
2.一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在每次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列许多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量；校正频率变化；在共振频率变化量不小于阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
3.一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在多次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量一次；在共振频率变化量小于阈值时校正频率变化；在共振频率变化量不小于该阈值时与多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量而不校正频率变化；以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
4.一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在多次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量一次；校正频率变化；在共振频率变化量不小于阈值时与多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；以及在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作。
5.一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在每次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量；校正频率变化；与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；以及在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作。
6.一种校正共振频率变化的方法，该方法包括如下的步骤在多次通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据时同样测量共振频率变化量一次；校正频率变化；与多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；以及在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中测量共振频率并将在所测量的共振频率和固定共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中测量共振频率并将在所测量的共振频率和先前所测量的共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中该阈值是固定值。
10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中根据共振频率变化量的变化来改变阈值。
11.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中调整通过主磁场线圈的电流量以校正频率变化。
12.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中调整发射频率以校正频率变化。
13.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中调整发射频率和接收频率以校正频率变化。
14.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的校正共振频率变化的方法，其中调整发射相位和接收相位以校正频率变化。
15.一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置；梯度脉冲应用装置；NMR信号接收装置；成像数据采集控制装置，该成像数据采集控制装置通过控制上述的装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据；频率变化测量控制装置，该频率变化测量控制装置在每次采集成像数据时同样测量共振频率变化量；频率变化校正装置，该频率变化校正装置在共振频率变化量小于阈值时校正频率变化；频率变化存储装置，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；校正操作装置，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作；以及重构操作装置，该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
16.一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置；梯度脉冲应用装置；NMR信号接收装置；成像数据采集控制装置，该成像数据采集控制装置通过控制上述的装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据；频率变化测量控制装置，该频率变化测量控制装置在每次采集成像数据时同样测量共振频率变化量；频率变化校正装置，该频率变化校正装置校正频率变化；频率变化存储装置，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；校正操作装置，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作；以及重构操作装置，该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
17.一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置；梯度脉冲应用装置；NMR信号接收装置；成像数据采集控制装置，该成像数据采集控制装置通过控制上述的装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据；频率变化测量控制装置，该频率变化测量控制装置在多次采集成像数据时同样测量共振频率变化量一次；频率变化校正装置，该频率变化校正装置在共振频率变化量小于该阈值时校正频率变化；频率变化存储装置，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；校正操作装置，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定的相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作；以及重构操作装置，该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
18.一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置；梯度脉冲应用装置；NMR信号接收装置；成像数据采集控制装置，该成像数据采集控制装置通过控制上述的装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据；频率变化测量控制装置，该频率变化测量控制装置在多次采集成像数据时同样测量共振频率变化量一次；频率变化校正装置，该频率变化校正装置校正频率变化；频率变化存储装置，该频率变化存储装置在共振频率变化量不小于该阈值时与多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；校正操作装置，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后在与成像数据的一定相位编码量相对应地存储共振频率或共振频率变化量时对成像数据进行校正操作；以及重构操作装置，该重构操作装置从不要求校正操作的成像数据和在校正操作之后的成像数据中重构图像。
19.一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置；梯度脉冲应用装置；NMR信号接收装置；成像数据采集控制装置，该成像数据采集控制装置通过控制上述的装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据；频率变化测量控制装置，该频率变化测量控制装置在每次采集成像数据时同样测量共振频率变化量；频率变化校正装置，该频率变化校正装置校正频率变化；频率变化存储装置，该频率变化存储装置与这次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；校正操作装置，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作；以及重构操作装置，该重构操作装置从在校正操作之后的成像数据中重构图像。
20.一种MRI设备，该MRI设备包括RF脉冲发射装置；梯度脉冲应用装置；NMR信号接收装置；成像数据采集控制装置，该成像数据采集控制装置通过控制上述的装置通过重复在相位编码量上不同的成像脉冲序列多次来采集填充k空间的成像数据；频率变化测量控制装置，该频率变化测量控制装置在多次采集成像数据时同样测量共振频率变化量一次；频率变化校正装置，该频率变化校正装置校正频率变化；频率变化存储装置，该频率变化存储装置与多次成像数据相对应地存储共振频率或共振频率变化量；校正操作装置，该校正操作装置在采集填充k空间的成像数据之后对成像数据进行校正操作；以及重构操作装置，该重构操作装置从在校正操作之后的成像数据中重构图像。
21.根据权利要求15至20中任一权利要求所述的MRI设备，其中该频率变化测量控制装置测量共振频率并将在所测量的共振频率和固定共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
22.根据权利要求15至20中任一权利要求所述的MRI设备，其中该频率变化测量控制装置测量共振频率并将在所测量的共振频率和先前所测量的共振频率之间的差值作为共振频率变化量。
23.根据权利要求15至18中任一权利要求所述的MRI设备，其中该阈值是固定值。
24.根据权利要求15至18中任一权利要求所述的MRI设备，其中提供一种阈值改变装置，该阈值改变装置根据共振频率变化量的变化改变阈值。
25.根据权利要求15至20中任一权利要求所述的MRI设备，其中该频率变化校正装置调整通过主磁场线圈的电流量。
26.根据权利要求15至20中任一权利要求所述的MRI设备，其中该频率变化校正装置调整发射频率。
27.根据权利要求15至20中任一权利要求所述的MRI设备，其中该频率变化校正装置调整发射频率和接收频率。
28.根据权利要求15至20中任一权利要求所述的MRI设备，其中该频率变化校正装置调整发射相位和接收相位。
全文摘要
本发明公开了一种校正共振频率变化的方法和MRI设备,这种校正共振频率变化的方法和MRI设备都能够处理包括其时间变化较慢的频率偏移、在片层方向的频率漂移以及其时间变化较快的频率偏移的所有频率漂移。测量共振频率变化量,在共振频率变化量小于阈值时校正该频率变化。在另一方面,在共振频率变化量不小于该阈值时存储共振频率变化量并在其后根据该共振频率变化量进行校正操作。
文档编号G01R33/36GK1378817SQ02106118
公开日2002年11月13日 申请日期2002年4月4日 优先权日2001年4月4日
发明者植竹望 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司