[发明专利]一种优化平衡稳态自由进动序列的方法与装置

说明书

本发明提出了一种优化平衡稳态自由进动序列的方法，包括以下步骤：步骤a：在频率编码梯度的整个读出梯度时间内进行数据采样；步骤b：对平衡稳态自由进动序列进行序列梯度设计，使得整个频率编码梯度时间内不和其他两轴的梯度发生重叠；步骤c：在频率编码梯度即读出梯度中使用系统允许的最大梯度幅值和爬升率；步骤d：重新分配频率编码散相梯度、层选回聚梯度及相位编码梯度这三个梯度轴的最大幅值和最大爬升率，使得矩最大的梯度轴具有最高的梯度最大幅值和最大爬升率；使三个梯度共同占用的时间降到最短，相应的，频率编码回聚梯度、层选散相梯度和相位编码恢复梯度也进行相同的梯度性能分配和处理，从而获得最短的重复时间TR。

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种优化平衡稳态自由进动序列的方法与装置。

背景技术

平衡稳态自由旋进(balanced steady state free precession,bSSFP)是心血管成像中最常用的序列之一，具有较高的信噪比和良好的T2/T1对比度，常用于心血管磁共振成像上，如心脏电影(cardiac cine)，单次激发成像(single-shot imaging)等。然而，bSSFP序列对主磁场的不均匀性较为敏感，在磁场不均匀处易形成“黑带”伪影(dark bandartifact)，而且，bSSFP序列的重复时间(repeat time，TR)越长(例如，在高分辨率成像的情况下)，对主磁场的不均匀性越敏感。这个问题在高场磁共振成像中尤为突出。缩短TR可以有效地减轻黑带伪影，同时加快成像速度，提高bSSFP序列的信噪比(SNR)。

目前缩短TR的方法主要采用梯度重叠。梯度重叠时，读出散相梯度、相位编码梯度和层选梯度三个轴的最大梯度幅值和爬升率的矢量和不能超过系统允许的最大梯度幅值和爬升率，即单轴的爬升率和允许的梯度幅值会受到另外两轴的制约，因此，TR主要受系统硬件性能(梯度的最大幅值和爬升率)的限制。

另外一个常用的缩短TR的方法是采用不对称回波(asymmetric echo)：将读出方向的散相矩减少，令回波提早出现，信号采集完成后，在读出方向采用合适的回聚梯度，维持梯度面积总和为零，保持序列的bSSFP特性。

另外，爬升期采样(ramp sampling)技术可以减小序列的回波间距(echospacing)，已经广泛应用于平面回波成像(Echo Planar Imaging,EPI)序列中。在EPI中，爬升期采样需要保持采样点数和采样带宽不变，在采样时间固定的情况下，提高频率编码梯度的幅值可以满足空间分辨率的要求(即保持读出矩不变)；当采样带宽较高时，梯度幅值接近或达到读出梯度的最大幅值，无法进一步提高，为满足读出矩的要求，采样仅能覆盖少量爬升时间，造成部分爬升时间的浪费。爬升期采样也用于超短回波(ultra-short TE，或UTE)的径向采样的梯度回波(GRE)和bSSFP序列，用于缩短TE时间。在这两个应用中，由于重点在于减短TE的时间，采样在梯度上升沿(ramp-up)时进行，不需要在梯度下降沿(ramp-down)进行。在UTE采用的超短径向采样轨迹中，不需要相位编码的梯度，读出梯度也不会与选层梯度重叠，因此爬升期采样没有影响另外两轴的梯度设计。