[发明专利]一种三维多参数加权磁共振成像的同步采集和校准方法

权利要求书

1.一种三维多参数加权磁共振成像的同步采集和校准方法，其特征在于，在常规三维快速自旋回波基础上，射频脉冲波形选用最小相位SLR脉冲，采样期施加三个极性交替的频率编码梯度，其中梯度G₁的积分面积是梯度G₂的一半，二者极性相反，且梯度G₂、G₃和G₄的积分面积相等，G₃和G₂的极性相反，△G₂和△G₄为补偿梯度，每次射频激发采集多组回波，每组回波包括两个梯度回波和一个自旋回波，回波顶点之间的时间间隔△τ设置为1/△f/n，其中△f为水脂共振频率差，n一般选2、3或4，然后，将上述成像序列编译后加载到MRI成像系统的谱仪上，并按照工作流程进行数据采集和处理。

2.根据权利要求1所述的三维多参数加权磁共振成像的同步采集和校准方法，其特征在于，射频脉冲选用具有均匀激发特征的最小相位SLR脉冲，其时带积优先为8，脉宽优选为2ms，带内和带外纹波系数均不大于0.5％。

3.根据权利要求1或2所述的三维多参数加权磁共振成像的同步采集和校准方法，其特征在于，所述数据采集和处理采用以下流程：

A.信号调试模块100在无相位编码条件下实时采集信号并通过实时调节G₁、△G₂和△G₄进行回波峰间隔校准和回波幅度校准；

B.预扫描模块110采集预设区域的自有感应衰减信号FID并进行一维傅立叶变换，自动测试中心频率随时间的变化△ν，直到中心频率偏移△ν<5Hz；

C.扫描模块120基于上述成像序列进行信号激发、空间编码、化学位移编码和数据采集，其中二维平面相位编码方向采用半傅立叶采集方式，选层方向采用多叠交替射频激发方式，通过设置回波串长度ETL、回波时间TE和序列重复时间TR实现三种不同的图像加权方式，包括T1加权、PD加权和T2加权，并在序列循环之间基于k_y＝0对应的k空间线实时测试中心频率ν_s及其偏移△ν并按照自动校准厚块位置对应的梯度G_s，这里γ表示质子旋磁比；

D.数据预处理模块130在选层方向进行傅立叶逆变换产生对应于DIM3个层面的一系列二维复数矩阵，并从每个复数矩阵中分离出DIM4个k空间复数矩阵DIM1×DIM2，这些矩阵分别包含水脂同相和反相信号，其中DIM1、DIM2和DIM4分别指频率编码数、相位编码数和化学位移编码数，再基于预扫描结果计算同相和反相信号的线性相位误差和高阶相位误差以消除场不均匀、剩磁和涡流效应并校正信号幅度；

E.图像重建模块140基于相位校正后的k空间矩阵通过半傅立叶重建方式分别产生T2加权或T1加权/PD加权的水脂同相图S^B和水脂反相图S^A和S^C；

F.水脂分离模块150基于水脂同相和反相图分别产生水像S_w和脂肪像S_f；对于△τ＝1/△f/2情况，任一层面j的水脂分离图像按下式计算得到：

其中用于确定S_w-S_f的符号，S^A’和S^C’分别指消除起始相位后的S^A和S^C，上标A、B和C分别表示图像中水脂信号的相位差分别为-π、0和+π；同时，基于获得T2*加权图像，并基于获得磁场均匀度分布图或称场图；

这里S_w和Sf分别表示人体组织中水和脂肪的质子磁化矢量的初始值，上标R和I分别表示复数的实部和虚部；

最后基于下式

采用迭代最小二乘法拟合法获得水脂完全分离的水像和脂肪像。