专利名称：磁共振数据获取方法和图像构成方法及磁共振成像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振(MR)数据获取方法、磁共振图像构成方法及磁共振成像(MRI)系统。更准确地说，本发明与磁共振数据获取方法、磁共振图像构成方法及磁共振成像(MRI)系统有关，所述磁共振数据获取方法能够获取用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像、或增强脂肪分量/压缩水份分量的图像的数据，所述图像具有设置为所需值的重复时间TR，所述磁共振图像构成方法用于利用根据磁共振数据获取方法获取的数据构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像、或增强脂肪分量/压缩水份分量的图像，而所述磁共振成像系统可以最好地实现所述各种方法。
背景技术：
在由自旋的横向磁化的稳态自由进动产生NMR信号的稳态自由进动(SSFP)方法中，以组合的方式使用以下各种方法利用快速成像的稳态获取(FIESTA)方法、或利用稳态自由进动的快速成像(真正的FISP)方法、脂肪饱和RF脉冲方法、起伏平衡MR(FEMR)方法、或线性组合SSFP(LCSSFP)方法，以便构成增强水份分量图像或增强脂肪分量图像。
根据LCSSFP方法，重复时间TR设置为异相时间T_out，在所述时间期间，由于化学位移的缘故而水份的自旋和脂肪的自旋都是相互异相的。根据稳态脉冲序列(图29)获取数据D_φ1，所述稳态脉冲序列约定当确立φ1＝3π/2时，规定RF脉冲的相位按照0xφ1、1xφ1、2xφ1、3xφ1等。根据稳态脉冲序列(图30)获取数据D_φ2，所述稳态脉冲序列约定当确立φ2＝π/2时，规定RF脉冲的相位按照0xφ2、1xφ2、2xφ2、3xφ2等。为了产生数据Dw，要进行表示为D_φ1+exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理。数据Dw用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw。而且，为了产生数据Df，要进行表示为D_φ1-exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理。数据Df用于构成增强脂肪分量/压缩水份分量图像(例如，参考非专利文档1或专利文档1)。
”Linear Combination Steady-state FreePrecession MRI”，Vasanawala等(Magnetic Resonance inMedicine，Vol.43，2000，pp.82-90)[专利文档1]日本公开特许公报No.2003-52667( 和 )根据LCSSFP方法，重复时间TR必须设置为异相时间T_out。异相时间T_out依赖于磁场系统。例如，当磁场系统提供0.2T的磁场强度时，异相时间为20ms。当磁场强度为0.35T时，异相时间为10ms。当磁场强度为0.7T时，异相时间为5ms。当磁场强度为1.5T时，异相时间为2.3ms。
然而，例如，当磁场系统提供0.2T的磁场强度时，如果重复时间TR设置为20ms，就会出现一个问题，这时的扫描时间将更长。相反，例如，当磁场系统提供1.5T的磁场强度时，如果重复时间TR设置为2.3ms，硬件的负担必定会增大。即，传统的LCSSFP方法约定重复时间TR被设置为异相时间T_out。这样，在低磁场强度系统或高磁场强度系统中就很难实现传统的LCSSFP方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种磁共振数据获取方法、磁共振图像构成方法及磁共振成像(MRI)系统，所述磁共振数据获取方法能够获取用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像、或增强脂肪分量/压缩水份分量的图像的数据，所述图像具有设置为所需值的重复时间TR，所述磁共振图像构成方法用于利用以磁共振数据获取方法获取的数据构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像、或增强脂肪分量/压缩水份分量的图像，并且所述磁共振成像系统可以最好地实现所述各种方法。
专利文档1中建议的方法不仅需要通过与LCSSFP方法相同的方式改变RF脉冲相位获取数据，而且也要通过改变回波时间TE获取数据(专利文档1中的 和 )。
相反，本发明不需改变回波时间。
根据第一方面，提供一种磁共振数据获取方法，它用于根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφfat、2xφfat等次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat。这里，φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ是在以下假设的基础上建立的，即，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，而T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间。
在根据第一方面的磁共振数据获取方法中，可以在设置为所需值的重复时间TR内获取用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw的数据D_φfat。
根据第二方面，提供一种磁共振数据获取方法，它用于根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφ1、2xφ1等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ1，并且根据规定RF脉冲的相位按照0、1 xφ2、2xφ2等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ2。这里，φ1＝φcenter+φstep和φ2＝φcenter-φstep是在以下假设的基础上建立的，即，φcenter代表中心相位，中心相位是与表示信号强度下降的线图部分的中心相关的相位差，并且表示信号强度下降的线图部分的宽度，即，相位宽度为2xφstep(其中满足0＜φcenter＜π、-π＜φcenter＜0、0＜φstep＜π/2和π/2＜φstep＜π中的任何一个条件)。
在根据第二方面的磁共振数据获取方法中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
附带说一下，利用考虑到的作为索引的各种理论最佳值，凭经验把φcenter和φstep设置为实际的最佳值。
根据第三方面，提供一种磁共振数据获取方法，其中当在以下假设基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ时，即，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间，那么，在0＜φstep≤π/2-|π-φfat|/2条件下建立φcenter＝φfat。
在根据第三方面的磁共振数据获取方法中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw、或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间内获取。
根据第四方面，提供一种磁共振数据获取方法，其中当在以下假设的基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ时，即，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间，那么，在满足φfat≤π时，在φfat/2≤φstep≤π-φfat/2条件下建立φcenter＝φfat/2+φstep，或者在满足φfat≥π时，在π-φfat/2≤φstep≤φfat/2条件下建立φcenter＝π+φfat/2-φstep。
在根据第四方面的磁共振数据获取方法中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw、或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第五方面，提供一种磁共振数据获取方法，其中当在以下假设的基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ时，即m代表一个等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间，那么，在π/2+|π-φfat|/2≤φstep＜π的条件下建立φcenter＝π。
在根据第五方面的磁共振数据获取方法中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw、或增强脂肪分量/压缩分水份量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第六方面，提供一种磁共振数据获取方法，其中确立φstep＝π/2-|π-φfat|/2。
根据第七方面，提供一种磁共振数据获取方法，其中确立φstep＝π/2和φcenter＝φfat/2+π/2。
根据第八方面，提供一种磁共振数据获取方法，其中确立φstep＝π/2+|π-φfat|/2。
根据第九方面，提供一种磁共振图像构成方法，所述方法使用前述磁共振数据获取方法获取的数据D_fat构成磁共振图像Gw。
在根据第九方面的磁共振图像构成方法中，可以构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw。
根据第十方面，提供一种磁共振图像构成方法，所述方法使用数据Dw构成磁共振数图像Gw。这里，当利用定义为0＜φsum＜n的φsum使根据前述磁共振数据获取方法获取的数据D_φ1和数据D_φ2与加到数据D_φ2的相位值同步时，根据Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Dw。
在根据第十方面的磁共振图像构成方法中，可以构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw。
附带说一下，利用考虑到的作为索引的各种理论最佳值，凭经验把φsum设置为实际的最佳值。
根据第十一方面，提供一种磁共振图像构成方法，其中确立φsum＝φstep。
根据第十二方面，提供一种磁共振图像构成方法，所述方法利用数据Df构成磁共振图像Gf。这里，当利用定义为0＜φsum＜π的φsum使根据前述磁共振数据获取方法获取的数据D_φ1和数据D_φ2与加到数据D_φ2的相位值同步时，根据Df＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Df。
在根据第十二方面的磁共振图像构成方法中，可以构成增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf。
根据第十三方面，提供一种磁共振图像构成方法，其中确立φsum＝φstep。
根据第十四方面，提供一种磁共振图像构成方法，其中增强水份分量。
根据第十五方面，提供一种磁共振图像构成方法，其中压缩脂肪分量。
根据第十六方面，提供一种磁共振图像构成方法，其中增强脂肪分量。
根据第十七方面，提供一种磁共振图像构成方法，其中压缩水份分量。
根据第十八方面，提供一种包括数据获取装置的磁共振成像系统，所述数据获取装置根据规定RF脉冲相位按照0、1xφfat、2xφfat等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat。这里，在以下假设的基础上确立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ，即，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间。
在根据第十八方面的磁共振成像系统中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw的数据D_φfat可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第十九方面，提供一种包括数据获取装置的磁共振成像系统，所述数据获取装置根据规定RF脉冲相位按照0、1xφ1、2xφ1等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ1，并根据规定RF脉冲相位按照0、1xφ2、2xφ2等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ2。这里，在以下假设的基础上建立φ1＝φcenter+φstep和φ2＝φcenter-φstep，即，φcenter代表中心相位，就是与表示信号强度下降的线图部分的中心相关联的相位差，并且相位宽度，就是表示确定为信号强度下降的线图部分的宽度定义为2xφstep(其中，满足0＜φcenter＜π、-π＜φcenter＜0、0＜φstep＜π/2和π/2＜φstep＜π中的任何一个条件)。
在根据第十九方面的磁共振成像系统中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw，或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第二十方面，提供一种磁共振成像系统，其中，当在以下假设的基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ时，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中，TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间，那么，在0＜φstep＜π/2-|π-φfat|/2条件下建立φcenter＝φstep。
在根据第二十方面的磁共振成像系统中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw，或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第二十一方面，提供一种磁共振成像系统，其中当在以下假设的基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ时，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间，那么，在φfat≤π时，φfat/2≤φstep≤π-φfat/2条件下建立φcenter＝φfat/2+φstep，或者在φfat≥π时，在π-φfat/2≤φstep≤φfat/2条件下建立φcenter＝π+φfat/2-φstep。
在第二十一方面的磁共振成像系统中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw，或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第二十二方面，提供一种磁共振成像系统，其中，当在以下假设的基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ时，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间，那么，在π/2+|π-φfat|/2≤φstep＜π的条件下建立φcenter＝π。
在根据第二十二方面的磁共振成像系统中，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw，或增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf的数据D_φ1和数据D_φ2可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据第二十三方面，提供一种磁共振成像系统，其中确立φstep＝π/2-|π-φfat|/2。
根据第二十四方面，提供一种磁共振成像系统，其中确立φstep＝π/2和φcenter＝φfat/2+π/2。
根据第二十五方面，提供一种磁共振成像系统，其中确立φstep＝π/2+|π-φfat|/2。
根据第二十六方面，提供一种磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括使用数据D_fat构成磁共振图像Gw的图像构成装置。
在第二十六方面使用的磁共振图像构成方法中，可以构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw。
根据第二十七方面，提供一种磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括利用数据Dw构成磁共振图像Gw的图像构成装置。这里，当利用定义为0＜φsum＜π的φsum，使数据D_φ1和数据D_φ2与加到数据D_φ2的相位值同步时，根据Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Dw。
在第二十七方面使用的磁共振构成方法中，可以构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像Gw。
根据第二十八方面，提供一种其中确立φsum＝φstep的磁共振成像系统。
根据第二十九方面，提供一种磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括使用数据Df构成磁共振图像Gf的图像构成装置。这里，当使用定义为0＜φsum＜π的φsum，使数据D_φ1和数据D_φ2与加到数据D_φ2的相位值同步时，根据Df＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Df。
在第二十九方面使用的磁共振构成方法中，可以构成增强脂肪分量/压缩水份分量图像Gf。
根据第三十方面，提供一种其中确立φsum＝φstep的磁共振成像系统。
根据第三十一方面，提供一种其中增强水份分量的磁共振成像系统。
根据第三十二方面，提供一种其中压缩脂肪分量的磁共振成像系统。
根据第三十三方面，提供一种其中增强脂肪分量的磁共振成像系统。
根据第三十四方面，提供一种其中压缩水份分量的磁共振成像系统。
根据本发明的磁共振数据获取方法，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像、或增强脂肪分量/压缩水份分量图像的数据可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。
根据本发明的磁共振图像构成方法，可以利用根据本发明的磁共振数据获取方法获取的数据，构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像，或增强脂肪分量/压缩水份分量的图像。
根据本发明的磁共振成像系统，用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像，或增强脂肪分量/压缩水份分量图像可以在设置为所需值的重复时间TR内获取。而且，可以构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像，或增强脂肪分量/压缩水份分量图像。
本发明的磁共振数据获取方法、磁共振图像构成方法和磁共振成像系统可以用于构成增强水份分量/压缩脂肪分量图像，或增强脂肪分量/压缩水份分量的图像。
根据以下作为
的本发明的最佳实施例的描述，本发明的其它目的和优点将更加明显。
图1是表示第一实施例的磁共振成像系统配置的方框图。
图2是描述第一实施例中使用的数据获取过程的流程图。
图3是表示第一实施例中使用的标准稳态脉冲序列的说明性示意图。
图4是第一实施例中使用的、考虑流补偿的稳态脉冲序列的说明性示意图。
图5是在第一实施例中使用的说明图像构成过程的流程图。
图6是从慨念上表示第一实施例原理的说明性示意图。
图7是从慨念上表示第二实施例原理的说明性示意图。
图8是描述第三实施例中使用的数据获取过程的流程图。
图9是表示φcenter和φstep的说明性示意图。
图10是表示第三实施例中使用的第一稳态脉冲序列的说明性示意图。
图11是表示第三实施例中使用的第二稳态脉冲序列的说明性示意图。
图12是描述第三实施例中使用的图像构成过程流程图。
图13是表示根据第三实施例中使用的第一稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图14是表示根据第三实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图15是表示根据第三实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据代表的回波相位旋转的慨念说明性示意图。
图16是从慨念上表示第三实施例原理的说明性示意图。
图17是表示根据第四实施例中使用的第一稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图18是表示根据第四实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图19是表示根据第四实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据代表的回波相位旋转的慨念说明性示意图。
图20是从慨念上表示第四实施例原理的说明性示意图。
图21是表示根据第五实施例中使用的第一稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图22是表示根据第五实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图23是表示根据第五实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据代表的回波相位旋转的慨念说明性示意图。
图24是从慨念上表示第五实施例原理的说明性示意图。
图25是表示根据第六实施例中使用的第一稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图26是表示根据第六实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图27是表示根据第六实施例中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据代表的回波相位旋转的慨念说明性示意图。
图28是从慨念上表示第六实施例原理的说明性示意图。
图29是表示在相关技术中使用的第一稳态脉冲序列的说明性示意图。
图30是表示在相关技术中使用的第二稳态脉冲序列的说明性示意图。
图31是表示根据相关技术中使用的第一稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图32是表示根据相关技术中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据特性的慨念说明性示意图。
图33是表示根据相关技术中使用的第二稳态脉冲序列获取的数据代表的回波相位旋转的慨念说明性示意图。
图34是从慨念上表示相关技术原理的说明性示意图。
图35是表示相关技术中使用的φcenter和φstep的说明性示意图。
具体实施例方式
下面将通过说明所示实施例来进一步说明本发明。注意，本发明并不局限于这些实施例。
在描述实施例之前，为了说明本发明的原理将给出一个慨念模型。
根据规定RF脉冲的相位按照0xφ、1xφ、2xφ、3xφ等的次序变化的稳态脉冲序列获取的数据D_φ是从由水份诱发的回波Ew和由脂肪引起的回波Ef产生的。由水份诱发的回波Ew是由水份诱发的梯度回波GRE和自旋回波SE合成的。梯度回波分量比自旋回波分量超前φ-π。相反，由脂肪引起的回波Ef是由脂肪引起的梯度回波和自旋回波合成的。梯度回波分量比自旋回波分量超前φ-π-φfat。这里，φfat代表在稳态下由化学位移引起的，由水份诱发的回波的自旋回波分量的相位超前由水份诱发的回波的自旋回波分量的相位。慨括地说，不管它们是由水份诱发的回波的分量还是由脂肪引起的回波的分量，自旋回波分量将比梯度回波分量超前φ-π-φchem。对于由水份诱发的回波的自旋回波分量，φchem将等于0。对于由脂肪引起的回波的自旋回波分量，φchem将等于φfat。
上述慨念模型适合于根据图29所示的规定φ1＝3π/2的稳态脉冲序列获取的数据D_φ1。在这种情况下，如图31所示，由水份诱发的回波Ew1的自旋回波分量比梯度回波分量超前π/2。至于由脂肪引起的回波Ef1，回波的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π/2。
而且，上述慨念模型适合于根据图30所示的规定φ2＝π/2的稳态脉冲序列获取的数据D_φ2。在这种情况下，如图32所示，由水份诱发的回波Ew2的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π/2。至于由脂肪引起的回波Ef2，回波的自旋回波分量比梯度回波分量超前-3π/2。
如图33所示，exp(ixπ/2)xD_φ2表示由水份诱发的回波Ew2被旋转π/2，以便产生回波Ew2’，由脂肪引起的回波Ef2被旋转了π/2，以便产生回波Ef2’。
因此，如图34所示，表示为Dw＝D_φ1+exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理表明，由水份诱发的回波Ew1和回波Ew2’相加，由脂肪引起的回波Ef1和回波Ef2’相加。结果，在完成相加后，就得到了增强的由水份诱发的回波Ew，并得到了压缩的由脂肪引起的回波Ef。
相反，如图34所示，表示为Df＝D_φ1-exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理表明，从由水份诱发的回波Ew1减去回波Ew2’，从由脂肪引起的回波Ef1减去回波Ef2’。结果，在完成减法后，得到了被压缩的由水份诱发的回波Ew，并得到了增强的由脂肪引起的回波Ef。
如上所述，根据LCSSFP方法，可以使用数据Dw构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像Gw，可以使用数据Df构成增强脂肪分量/压缩水份分量的图像Gf。
附带说一下，图35示出了信号强度s的一种变化，这种变化与相位差θ的变化相关，脂肪产生的回波的自旋回波分量比由水份产生的回波的自旋回波分量超前所述相位差θ。
与表示信号强度S减小的线图部分的中心相关的相位差将确定为中心相位φcenter，中心相位φcenter设置为π。表示信号强度减小的线图部分的宽度将确定为相位宽度φstep，并且相位宽度φstep的一半设置为π/2。并建立关系表达式φcenter＝(φ1+φ2)/2和φstep＝(φ1-φ2)/2。
图1是表示与第一实施例相关的磁共振成像系统100的方框图。
在磁共振成像系统100中，磁体组件101具有可以插入对象的空膛；用于将恒定的静态磁场加到对象的静态磁场线圈101C；用于产生其方向与X、Y和Z轴(用作限幅轴、相位编码轴和读数轴)一致的各磁场梯度的梯度线圈101G；用于施加激励对象身体中的核的自旋的RF脉冲发射机线圈101T和用于检测由对象产生的NMR信号的接收机线圈101R。静态磁场线圈101C、梯度线圈101G、发射机线圈101T和接收机线圈101R分别与静态磁场电源102、梯度线圈驱动电路103、RF功率放大器104和前置放大器105连接。
附带说一下，永久磁铁可以代替静态磁场线圈101C。
顺序存储器电路8响应计算机107发出的命令，根据存储的脉冲序列激励梯度线圈驱动电路103。使包含在磁体组件101中的梯度线圈101G产生磁场梯度。而且，顺序存储器电路8激励门脉冲调制电路9，用于将RF振荡电路15的载波输出信号调制成脉动信号，所述脉冲信号呈现预定的时序、预定的包络和预定的相位。脉动信号作为RF脉冲加给RF功率放大器104。在RF的脉冲功率被RF功率放大器104放大后，RF脉冲就加给包含在磁体组件101中的发射机线圈101T。
前置放大器105对由包含在磁体组件101中的接收机线圈101R接收的对象的NMR信号进行放大，并将得到的NMR信号传送给相位检测器12。相位检测器12利用RF振荡电路15的载波输出信号作为参考信号，检测前置放大器105传送的NMR信号的相位，并将所述信号传送给A/D转换器11。A/D转换器11将具有被检测相位的所述信号由模拟形式转换为数字形式，并将得到的信号传送给计算机107。
计算机107负责综合控制，并接收操作控制台13上输入的信息。而且，计算机107从A/D转换器11读取数字数据，并对数字数据进行计算构成一幅图像。
图像和消息都显示在显示装置106上。
图2是描述第一实施例中使用的数据获取过程的流程图。
在步骤A1中，计算机107确定重复时间TR。例如，重复时间TR的选项显示在显示装置106中，并提示操作员选择任何一个选项。这里，磁场系统将提供0.2T的磁场强度，重复时间TR将设置为10ms。
在步骤A2中，根据φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ确定φfat，其中，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)。这里，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间。
当磁场系统提供0.2T的磁场强度时，T_out为20ms。因此，如果重复时间TR为10ms时，m等于0，φfat等于3π/2。
在步骤A3中，如图3或图4所示，根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφfat、2 xφfat等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat。
图3示出标准的稳态脉冲序列，而图4则示出在考虑到流补偿而确定的稳态脉冲序列。
这样，获取数据结束。
图5是描述第一实施例中使用的图像构成过程的流程图。
在步骤B1中，计算机107使用数据D_φfat构成图像。
然后，构成图像结束。
图6是关于上述慨念模型的说明性示意图，它适合于如图3或图4所示，根据规定的φfat＝3π/2的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat。
由水份产生的回波Ew的自旋回波分量比梯度回波分量超前π/2。由脂肪产生的回波Ef的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π。
这样，增强了由水份产生的回波Ew，压缩了由脂肪产生的回波Ef。
最后，使可以用数据D_φfat构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图象Gw。
第二实施例基本上与第一实施例相同。然而，磁场系统将提供1.5T的磁场强度，重复时间TR将设置为8.05ms。
在这种情况下，如图7所示，m等于1，而φfat等于π/2。
由水份产生的回波Ew的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π/2。由脂肪产生的回波Ef的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π。
这样，增强了由水份产生的回波Ew，压缩了由脂肪产生的回波Ef。
最后，可以使用数据D_φfat构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图象Gw。
图8是描述第三实施例中使用的数据获取过程的流程图。
在步骤C1中，计算机107确定重复时间TR和φstep。例如，重复时间TR的选项和φstep的选项显示在显示装置106中，并提示操作员选择这些选项中的任何一个选项。Φstep代表相位宽度的一半，即代表信号强度S减小的线图部分宽度的一半。这里，所述线图表示与相位θ的变化相关的信号强度S的变化，所述相位是水份产生的回波的自旋回波分量超前于由脂肪产生的回波的自旋回波分量的相位。
这里，磁场系统将提供0.2T的磁场强度，重复时间TR将设置为10ms，φstep将设置为π/4。
在步骤C2中，根据φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ来确定φfat，其中，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)。这里，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间。
而且，φcenter被确定，如图9所示，φcenter代表中心相位，即与表示信号强度S减小的线图部分的中相关的相位差。这里，线图表示信号强度s的一种变化，这种变化与相位差θ的变化相关，所述相位差是由脂肪产生的回波的自旋回波分量超前于由水份产生的回波的自旋回波分量的相位。
但是，将满足0＜φcenter＜π、-π＜φcenter＜0、0＜φstep＜π/2和π/2＜φstep＜π中的任何一个。
这里，磁场系统将提供0.2T的磁场强度，并且T_out将为20ms。假设重复时间TR为10ms，那么m等于0，φfat等于3π/2。
而且，将建立φcenter＝φfat＝3π/2。
在步骤C3中，分别根据φ1＝φcenter+φstep和φ2＝φcenter-φstep确定φ1和φ2。
这里，由于φcenter等于3π/2，φstep等于π/4，所以φ1将变成7π/4，φ2将变成5π/4。
如图10所示，在步骤C4中，根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφ1、2xφ1等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ1。附带说一下，图10示出标准的稳态脉冲序列。考虑流补偿而确定的稳态脉冲序列可以代替标准的稳态脉冲序列。
在步骤C5中，如图11所示，根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφ2、2xφ2等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ2。附带说一下，图11示出标准的稳态脉冲序列。考虑流补偿而确定的稳态脉冲序列可以代替标准的稳态脉冲序列。
这时，获取数据结束。
图12是描述在第三实施例中使用的图像构成过程的流程图。
在步骤H1中，计算机107在0＜φsum＜π范围内确定φsum。Φsum代表由数据D_φ2表示的回波旋转后的相位。
这里，将确定φsum＝φstep＝π/4。
在步骤H2中，根据Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Dw。
在步骤H3中，根据数据Dw构成图像Gw。
在步骤H4中，根据Df＝D_φ1-exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Df。
在步骤H5中，根据数据Df构成图像Gf。
然后，构成图像结束。
图13是关于上述慨念模型的说明性示意图，它适合于根据规定φ1＝7π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ1(如图10所示)。
由水份产生的回波Ew1的自旋回波分量比梯度回波分量超前3π/4。由脂肪产生的回波Ef1的自旋回波分量比梯度回波分量超前-3π/4。
图14是关于上述慨念模型的说明性示意图，它适合于根据规定φ2＝5π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ2(如图11所示)。
由水份产生的回波Ew2的自旋回波分量比梯度回波分量超前π/4。由脂肪产生的回波Ef2的自旋回波分量比梯度回波分量超前3π/4。
如图15所示，exp(ixφsum)xD_φ2表明，为了产生回波Ef2’，由水份产生的回波Ew2旋转了φsum，为了产生回波Ef2’由脂肪产生的回波Ef2旋转了φsum。在图15中，φsum将等于π/4。
因此，如图16所示，表示为Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2的数据处理表明，由水份产生的回波Ew1和回波Ew2’相加，由脂肪产生的回波Ef1和回波Ef2’相加。最终，在完成加法后，得到的由水份产生的回波Ew被增强了，得到的由脂肪产生的回波Ef被压缩了。
相反，表示为Df＝D_φ1-exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理表明，从由水份产生的回波Ew1减去回波Ew2’和从由脂肪产生的回波Ef1减去回波Ef2’。最终，在完成减法后，得到的由水份产生的回波Ew被压缩了，得到的由脂肪产生的回波Ef被增强了。
如上所述，第三实施例可以使用数据Dw构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像Gw，并使用数据Df构成增强脂肪分量/压缩水份分量的图像。
第四实施例基本上与第三实施例相同。这里将确定φstep＝π和φcenter＝φfat。磁场系统将提供1.5T的磁场强度，重复时间将设置为8.05ms。
在这种情况下，如图17和图18所示，m等于1，φfat等于π/2。而且，φ1将变成为3π，而φ2将变成为π/4。
如图17所示，上述慨念模型适合于根据规定φ1＝3π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ1。由水份产生的回波Ew1的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π/4。由脂肪产生的回波Ef1的自旋回波分量比由比梯度回波分量超前-3π/4。
如图18所示，上述慨念模型适合于根据规定φ2＝π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ2。由水份产生的回波Ew2的自旋回波分量比梯度回波分量超前-3π/4。由脂肪产生的回波Ef2的自旋回波分量比梯度回波分量超前-5π/4。
如图19所示，exp(ixφsum)xD_φ2表明，为了产生回波Ef2’，由水份产生的回波Ew2被旋转φsum，为了产生回波Ef2’，由脂肪产生的回波Ef2被旋转φsum。在图19中，将确定φsum＝φstep＝π/4。
如图20所示，表示为Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2的数据处理表明，由水份产生的回波Ew1和回波Ew2’相加，由脂肪产生的回波Ef1和回波Ef2’相加。最终，在完成加法后，得到的由水份产生的回波Ew被增强，得到的由脂肪产生的回波Ef被压缩。
相反，表示为Df＝D_φ1-exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理表明，从由水份产生的回波Ew1减去回波Ew2’和从由脂肪产生的回波Ef1减去回波Ef2’。最终，在完成减法后，得到的由水份产生的回波Ew被压缩，得到的由脂肪产生的回波Ef被增强。
如上所述，第四实施例可以使用数据Dw构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像Gw，并使用数据Df构成增强脂肪分量/压缩水份分量的图像。
第五实施例基本上与第三实施例相同。磁场系统将提供0.2T的磁场强度，重复时间TR将设置为10ms，φfat将设置为π/2，φcenter将设置为π+φfat/2-φstep。
在这种情况下，如图21和图22所示，φcenter等于5π/4，φ1等于7π/4，φ2等于3π/4。
如图21所示，上述慨念模型适合于根据规定φ1＝7π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ1。由水份产生的回波Ew1的自旋回波分量比梯度回波分量超前3π/4。由脂肪产生的回波Ef1的自旋回波分量比由比其梯度回波分量超前-3π/4。
如图22所示，上述慨念模型适合于根据规定φ2＝3π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ2。由水份产生的回波Ew2的自旋回波分量比梯度回波分量超前-π/4。由脂肪产生的回波Ef2的自旋回波分量比其梯度回波分量超前-7π/4。
如图23所示，exp(ixφsum)xD_φ2表明，为了产生回波Ef2’，由水份产生的回波Ew2被旋转φsum，而为了产生回波Ef2’，由脂肪产生的回波Ef2被旋转φsum。在图23中，将确定φsum＝φstep＝π/2。
如图24所示，表示为Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2的数据处理表明，由水份产生的回波Ew1和回波Ew2’相加，由脂肪产生的回波Ef1和回波Ef2’相加。最终，在完成加法后，得到的由水份产生的回波Ew被增强，得到的由脂肪产生的回波Ef被压缩。
相反，表示为Df＝D_φ1-exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理表明，从由水份产生的回波Ew1减去回波Ew2’并从由脂肪产生的回波Ef1减去回波Ef2’。最终，在完成减法后，得到的由水份产生的回波Ew被压缩，得到的由脂肪产生的回波Ef被增强。
如上所述，第五实施例可以使用数据Dw构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像Gw，并使用数据Df构成增强脂肪分量/压缩水份分量的图像。
第六实施例基本上与第四实施例相同。磁场系统将提供1.5T的磁场强度，重复时间TR将设置为8.05ms，φfat将设置为π/2，φcenter将设置为π，φstep将设置为3π/4。
在这种情况下，如图25和图26所示，φ1等于7π/4，φ2等于π/4。
如图25所示，上述慨念模型适合于根据规定φ1＝7π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ1。由水份产生的回波Ew1的自旋回波分量比梯度回波分量超前3π/4。由脂肪产生的回波Ef1的自旋回波分量比梯度回波分量超前π/4。
如图26所示，上述慨念模型适合于根据规定φ2＝π/4的稳态脉冲序列获取的数据D_φ2。由水份产生的回波Ew2的自旋回波分量比梯度回波分量超前-3π/4。由脂肪产生的回波Ef2的自旋回波分量比梯度回波分量超前-5π/4。
如图27所示，exp(ixφsum)xD_φ2表明，为了产生回波Ef2’，由水份产生的回波Ew2被旋转φsum，为了产生回波Ef2’，由脂肪产生的回波Ef2被旋转φsum。在图27中，将确定φsum＝φstep＝3π/4。
如图28所示，表示为Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2的数据处理表明，由水份产生的回波Ew1和回波Ew2’相加，由脂肪产生的回波Ef1和回波Ef2’相加。最终，在完成加法后，得到的由水份产生的回波Ew被增强，得到的由脂肪产生的回波Ef被压缩。
相反，表示为Df＝D_φ1-exp(ixπ/2)xD_φ2的数据处理表明，从由水份产生的回波Ew1减去回波Ew2’并从由脂肪产生的回波Ef1减去回波Ef2’。最终，在完成减法后，得到的由水份产生的回波Ew被压缩，得到的由脂肪产生的回波Ef被增强。
如上所述，第六实施例可以使用数据Dw构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像Gw，并使用数据Df构成增强脂肪分量/压缩水份分量的图像Gf。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以配置许多不同的实施例。应该明白，除了后附的权利要求书确定的范围外，本发明没有局限于说明书中描述的具体实施例。
权利要求
1.一种磁共振数据获取方法，它根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφfat、2xφfat等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat，其中在以下假设的基础上建立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中，TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间。
2.一种磁共振数据获取方法，它根据规定规定RF脉冲的相位按照0、1xφ1、2xφ1等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ1，并且根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφ2、2xφ2等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φ2，其中在以下假设的基础上建立φ1＝φcenter+φstep和φ2＝φcenter-φstep，即，φcenter代表中心相位，即与表示信号强度减小的线图部分的中心相关的相位差，并且相位宽度，即表示信号强度减小的线图部分的宽度设置为2xφstep(其中，满足0＜φcenter＜π、-π＜φcenter＜0、0＜φstep＜π/2和π/2＜φstep＜π中的任何一个)。
3.一种磁共振图像构成方法，用于利用根据权利要求1中所述的磁共振数据获取方法获取的数据D_fat构成磁共振图像Gw。
4.一种磁共振图像构成方法，用于利用数据Dw构成磁共振图像Gw，其中当利用定义为0＜φsum＜π的φsum使根据权利要求2中所述的磁共振数据获取方法获取的数据D_φ1和数据D_φ2与加到数据D_φ2的相位值同步时，根据Dw＝D_φ1+exp(ixφsum)xD_φ2产生数据Dw。
5.一种磁共振成像系统(100)，它包括数据获取装置，当在以下假设的基础上确立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间时，该数据获取装置根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφfat、2xφfat等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat。
6.一种磁共振成像系统(100)，它包括数据获取装置，当在以下假设的基础上确立φ1＝φcenter+φstep和φ2＝φcenter-φstep，即φcenter代表中心相位，即与表示信号强度减小的线图部分的中心相关联的相位差，并且表示信号强度减小的线图部分的宽度，即相位宽度设置为2xφstep(其中，满足0＜φcenter＜π、-π＜φcenter＜0、0＜φstep＜π/2和π/2＜φstep＜π中中的任何一个)时，根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφ1、2xφ1等的次序变化的稳态脉冲序列获取数据D_φ1，并且根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφ2、2xφ2等的次序变化的稳态脉冲序列获取数据D_φ2。
7.如权利要求6所述的磁共振成像系统(100)，其中当在以下假设的基础上确立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间时，那么，在0＜φstep≤π/2-|π-φfat|/2的条件下确立φcenter＝φfat。
8.如权利要求6所述的磁共振成像系统(100)，其中当在以下假设确立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间时，那么，在满足φfat≤π时，在φfat/2≤φstep≤π-φfat/2的条件确立φcenter＝φfat/2+φstep，或者在满足φfat≥π时，在π-φfat/2≤φstep≤φfat/2的条件下确立φcenter＝π+φfat/2-φste。
9.如权利要求6所述的磁共振成像系统(100)，其中当在以下假设的基础上确立φfat＝(2-TR/T_out+2xm)xπ，即m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)-1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间时，那么，在π/2+|π-φfat|/2≤φstep＜π的条件下确立φcenter＝π。
10.如权利要求7所述的磁共振成像系统(100)，其中确立φstep＝π/2＝|π-φfat|/2。
全文摘要
本发明的目的是获取用于在将重复时间TR设置为所需值的情况下构成增强水份分量/压缩脂肪分量的图像的数据。本发明包括数据获取装置和图像构成装置。数据获取装置根据规定RF脉冲的相位按照0、1xφfat、2xφfat等的次序变化的稳态脉冲序列来获取数据D_φfat。这里，在以下假设的基础上确立φfat＝(2－TR/T_out+2xm)xπ，即，m代表等于或大于0的整数并满足TR/(2xT_out)－1＜m＜TR/(2xT_out)，其中TR代表重复时间，T_out代表其中水份自旋和脂肪自旋由于化学位移的缘故而相互异相的时间。图像构成装置使用数据D_φfat构成磁共振图像Gw。
文档编号G01R33/561GK1657004SQ200510009568
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月18日
发明者三好光晴, 山崎亚纪 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司