[发明专利]一种磁共振旋转成像方法及系统

说明书

本发明提供了一种磁共振旋转成像方法及系统。该方法包括如下步骤：获取任意相邻两个回波之间的旋转角；将旋转角反向旋转，以计算梯度场的旋转矩阵；根据旋转矩阵，确认回波与主磁场之间的相对空间定位信息，并对其进行归一化处理，以得到回波的修正向量；根据空间定位确认步骤得到的修正向量以及回波的梯度脉冲，计算回波的实际物理梯度；根据回波的翻转角以及梯度值修正步骤中得到的实际物理梯度，填充K空间。本发明通过翻转角和修正向量计算的实际物理梯度填充K空间，以得到完整的K空间数据，以此主磁场和梯度场的旋转效果被消除，避免了消除了各个相位之间的差异，以避免旋转造成的伪影的出现，减轻或者消除了伪影对扫描图像的影响。

技术领域

本发明涉及磁共振技术领域，具体而言，涉及一种磁共振旋转成像方法及系统。

背景技术

磁共振产生的信号由原子核的自旋运动产生。一般情况下，用于人体磁共振成像的是氢质子，每个质子自旋都会产生一个小磁场，人体中有着数以亿计的这种小磁场，正常情况下，由于这种小磁场的分布是杂乱随机的，每个质子自旋产生的磁场相互抵消，因此人体没有磁性。

当这种带小磁场的质子进入一个大的外加磁场时，这种杂乱的质子分布便趋于平行磁场。由于与磁场方向同向的质子数量大于与磁场方向相反的质子，人体组织便产生了一个与主磁场方向一致的宏观纵向磁化量。

从宏观角度来说，磁共振便是通过射频脉冲激发，使纵向磁化量发生偏转。射频脉冲的能量越大，纵向磁化量的偏转越大。纵向的磁化量偏转后产生的横向磁化量切割接收线圈，产生信号接收填充数据K空间，生成磁共振影像。

在射频脉冲的作用下产生的信号来自整个成像空间，没有把成像空间区分，无法形成有效的磁共振影像。为了实现核磁共振成像，必须把收集到的信号进行空间定位，通常采用的空间梯度编码实现这一目的。MRI的梯度磁场有3种：选层梯度场Gz、频率编码梯度场Gx、相位编码梯度场Gy。

正如上述所言，产生磁共振信号的条件为纵向磁化量偏移主磁场方向，一幅完整的磁共振图像，需要N次相位编码对K空间进行填充。N次重复扫描过程中，主磁场和梯度场的稳定是保证信号准确无伪影的前提。而在一些特定的应用场景(如磁共振引导的手术导航或放疗等情况)，会导致病患在扫描的过程中，相对主磁场发生相对旋转(主磁场旋转或病患旋转)，这会对纵向磁化的方向产生额外的影响，即旋转的磁场会导致相位编码的相位存在差异，对成像带来伪影。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种磁共振旋转成像方法及系统，旨在解决现有患者和主磁场之间发生相对旋转时导致相位编码的相位存在差异对成像带来伪影的问题。

一方面，本发明提出了一种磁共振旋转成像方法，该方法包括如下步骤：旋转角获取步骤，获取任意相邻两个回波之间的旋转角；旋转矩阵计算步骤，将所述旋转角获取步骤获取的旋转角反向旋转，以计算梯度场的旋转矩阵；空间定位确认步骤，根据所述旋转矩阵计算步骤得到的旋转矩阵，确认回波与主磁场之间的相对空间定位信息，并对其进行归一化处理，以得到回波的修正向量；梯度值修正步骤，根据所述空间定位确认步骤得到的修正向量以及回波的梯度脉冲，计算回波的实际物理梯度；填充步骤，根据回波的翻转角以及所述梯度值修正步骤中得到的实际物理梯度，填充K空间。

进一步地，上述磁共振旋转成像方法，在所述旋转矩阵计算步骤中，如果患者或主磁场方向绕系统的z轴旋转，第n个回波的旋转矩阵Rz_n利用如下公式计算：

如果患者或主磁场方向绕系统的x轴旋转，第n个回波的旋转矩阵Rx_n利用如下公式计算：

如果患者或主磁场方向绕系统的y轴旋转，第n个回波的旋转矩阵Ry_n利用如下公式计算：