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申请/专利权人：通用电气公司

摘要：本发明提供了一种磁共振中心频率的校正方法和装置及磁共振成像系统。该方法包括：施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像；施加与第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第二图像；基于第一图像和第二图像计算中心频率的偏移量；以及基于中心频率的偏移量修正中心频率。

主权项：1.一种磁共振中心频率的校正方法，包括：施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像；施加与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像；基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量；以及基于所述中心频率的偏移量修正所述中心频率。

全文数据：磁共振中心频率的校正方法及装置、磁共振成像系统技术领域本发明涉及医疗成像领域，尤其涉及一种磁共振中心频率的校正方法及装置，以及磁共振成像系统。背景技术在MRI核磁共振成像，MagneticResonanceImaging中，在磁体产生的均匀强磁场中，生物体内质子的进动频率由场强决定且是一致的，如在主磁场中再附加一个线性梯度磁场，由于被检物体各部位质子群的进动频率可因磁感应强度的不同而有所区别，这样就可对被检体某一部位进行核磁共振成像。射频脉冲可以激发质子产生共振，当质子的进动频率与射频脉冲的中心频率相同时，就能进行能量交换，低能的质子获得能量进入高能状态，即产生核磁共振现象。射频脉冲的中心频率是磁共振成像中的一个很敏感的参数，如果中心频率不准确会直接导致得到的磁共振图像错位。通常，中心频率的校正是通过预扫描实现的。在预扫描的过程中，可以用一个特制的磁共振样品模型进行系统调整，以确定最佳的共振频率中心频率。通过预扫描校正中心频率是很准确的，然而预扫描的方法要求承载床在初始位置且保持不动，对于不断移动的承载床，很难通过预扫描的方法校正中心频率。因此，需要提供一种磁共振中心频率的校正方法。发明内容本发明的一个目的在于提供一种磁共振中心频率的校正方法及装置，和磁共振成像系统。本发明的示例性实施例提供了一种磁共振中心频率的校正方法，包括：施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像；施加与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像；基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量；以及基于所述中心频率的偏移量修正所述中心频率。本发明的示例性实施例还提供了一种磁共振中心频率的校正装置，包括第一模块，第二模块和第三模块。所述第一模块被配置用于控制梯度系统施加第一组梯度场和与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，所述第二模块被配置用于在施加第一组梯度场时，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像，在施加第二组梯度场时，接收射频线圈采集的数据信息并生成第二图像，所述第三模块与所述第二模块连接并用于基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量，且所述第三模块与所述第一模块连接，所述第一模块用于基于所述第三模块计算得到的所述中心频率的偏移量修正所述中心频率。本发明的示例性实施例还提供了一种磁共振成像系统，包括射频系统、梯度系统和控制系统。其中，控制系统包括如上所述的中心频率的校正装置。通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。附图说明通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：图1为本发明一个实施例的磁共振成像系统的框图；图2-图4为本发明一个实施例的原理性示意图；图5为本发明一个实施例的磁共振中心频率的校正装置的结构示意图；以及图6为本发明一个实施例提供的磁共振中心频率的校正方法的流程图。具体实施方式以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。图1示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像系统的框图。如图1所示，磁共振成像系统10包括射频系统20、梯度系统30、控制系统40和主磁体50。主磁体50中空部分形成扫描腔，用于承载被检测对象例如人体的承载床52能够进入扫描腔，以对该被检测对象进行磁共振成像。主磁体50产生的静磁场B0使得处于扫描腔中的被检测对象产生纵向宏观磁化矢量。射频系统20包括射频发生器21以及射频线圈22，射频线圈22可以包括射频接收线圈23和射频发射线圈24。射频线圈包括大容积的体线圈和小容积的表面线圈，其中体线圈可以作为射频发射线圈和或射频接收线圈，表面线圈可以作为射频接收线圈。射频发生器21用于向射频发射线圈24发射射频激发脉冲，以激发被检测对象的纵向磁化矢量发生翻转，从而产生横向磁化矢量，在射频激发脉冲结束后，该横向磁化矢量以固定的角频率绕外磁场进行螺旋状的衰减，以产生自由感应衰减信号，射频接收线圈23通过采集、分析自由感应衰减信号可产生用于对被检测对象进行成像的磁共振信号。而射频激发脉冲的中心频率是磁共振成像的很重要的参数。梯度系统包括分别在不同方向例如人体的上下、左右、前后方向，对应于重建坐标的Z轴、X轴和Y轴上布置的梯度线圈31、32、33以及梯度控制器34，梯度控制器34用于向梯度线圈31、32、33发射梯度脉冲，以线性地在静磁场上叠加梯度场，实现对磁共振信号的空间定位，使得产生任一层面或体积的磁共振图像。控制系统40一方面用于产生脉冲控制序列，该脉冲控制序列经序列发生器60发送至射频发生器21和梯度控制器34等，以使得射频发生器21和梯度控制器34等分别执行该脉冲控制序列中的射频时序和梯度时序，并在时序的特定时段采集磁共振信号。控制系统40另一方面用于基于采集的磁共振信号进行图像重构。图2-图4示出了根据本发明一个实施例的原理性示意图。在图2-图4中，G0表示梯度场11、15的中点，图中横实线表示被检测对象13被激发的层面位置层中心，两条横虚线表示层厚。如图2所示，以施加一个Z轴方向的梯度场11为例，当所发射的射频脉冲12的中心频率准确，即等于质子的进动频率时，那么被检测对象13被激发的层面位置就在梯度场的中点G0处。在一个实施例中，以1.5T磁共振仪为例，在1.5T的场强下，质子的进动频率约为64MHZ，如果发射的射频脉冲的频率为63.5～64.5MHZ，那么被激发的层面位置就在梯度场的中点G0，层厚为1cm，即层厚范围包括了梯度场的中点G0上下各0.5cm的范围。基于此，如图3所示，在同一个梯度场11下，当所发射的射频脉冲14的中心频率不准确有偏移时，即射频脉冲的中心频率不等于质子的进动频率，那么被检测对象13被激发的层面位置相对梯度场的中点G0也有偏移。仍以1.5T磁共振仪为例，如果发射的射频脉冲14的中心频率偏大了0.5MHZ，即发射的射频脉冲14的频率为64～65MHZ，那么被激发的层面位置就相对梯度场的中点向梯度场强较大的方向偏移了0.5cm。因此，中心频率的偏移直接导致了被激发的层面位置的偏移，因此，可以通过被激发的层面位置的偏移量来判断并计算中心频率的偏移量。为了计算被检测对象被激发的层面位置的偏移量，如图4所示，可以再施加一个与梯度场11方向相反的梯度场15，仍然发射射频脉冲14，该射频脉冲14的中心频率有偏移，那么被检测对象13被激发的层面位置相对梯度场的中点向相反的方向偏移。仍以1.5T磁共振仪为例，如果施加一个与梯度场11方向不同的梯度场15，仍发射一个64～65MHZ的射频脉冲，那么被激发的层面位置就相对梯度场的中点向向梯度场强较大的方向偏移了0.5cm。因此，通过射频接收线圈采集在两组方向相反的梯度场中的数据信息，生成两个图像并计算两个图像之间的偏移量，可以计算得到中心频率的偏移量。如果中心频率是准确没有偏移的，在两组方向相反的梯度场中，采集数据信息生成的两个图像应该是重合的。因此，本发明通过施加两组方向相反的梯度场，采集数据信息并生成两个图像，计算两个图像之间的偏移量来计算中心频率的偏移量。图5示出了根据本发明的一个实施例的中心频率的校正装置的示意图。如图5所示，磁共振中心频率的校正装置100包括第一模块101，第二模块102及第三模块103。第一模块101用于控制梯度系统施加第一组梯度场和第二组梯度场，其中，第二组梯度场与第一组梯度场方向不同，优选地，第二组梯度场与第一组梯度场方向相反。在一个实施例中，第二组梯度场与第一组梯度场方向不同包括第二组梯度场与第一组梯度场在X、Y、Z轴的方向均不同。在一个实施例中，第一模块101与序列发生器60连接，第一模块101可以产生两组控制指令经序列发生器60发送给射频发生器21和梯度控制器34，射频发生器21向射频发射线圈24发射射频脉冲，梯度控制器34可以发射梯度脉冲给梯度线圈31-33以施加两组方向不同的梯度场。在一个实施例中，第一模块101可以产生多组控制指令以施加多组梯度场。第二模块102用于在第一模块101施加第一组梯度场时，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像，在第一模块101施加第二组梯度场时，接收射频线圈采集的数据信息并生成第二图像。在一个实施例中，在磁共振成像系统中，第二模块102与射频接收线圈23连接用于接收射频接受线圈23采集的数据信息。第三模块103与第二模块102连接并用于基于第二模块102所得的第一图像和第二图像计算中心频率的偏移量，同时，第三模块103与第一模块101连接，第三模块103将计算得到的中心频率的偏移量发送给第一模块101，第一模块101用于基于第三模块103计算得到的中心频率的偏移量修正中心频率。上述模块并不限定是硬件模块，还可以包括软件模块或程序模块。在一个实施例中，磁共振中心频率的校正装置100集成在磁共振成像系统10的控制系统40中。在一个实施例中，首先，第一模块101可以发送第一组控制指令给梯度控制器34和射频发生器21，以发射射频脉冲并施加第一组梯度场，同时，第二模块102接收体线圈和表面线圈中的一个在时序的特定时段采集的数据信息并生成第一图像；然后第一模块101发送第二组控制指令给梯度控制器34和射频发生器21，以施加与第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，同时，第二模块102接收体线圈和表面线圈中的另一个采集的数据信息并生成第二图像。在一个实施例中，第二模块102接收射频接收线圈采集的数据信息后，先将接收到的数据信息填充到K空间中，然后对填充到K空间中的数据进行傅里叶变换，以得到相应的图像。在一个实施例中，第一模块101发送的第一组控制指令和或第二组控制指令为脉冲控制序列。在一个实施例中，在第一组梯度场中，第二模块102接收体线圈采集的数据信息；在第二组梯度场中，第二模块102接收表面线圈采集的数据信息。在另一个实施例中，在第一组梯度场中，第二模块102接收表面线圈采集的数据信息；在第二组梯度场中，第二模块102接收体线圈采集的数据信息。在另一个实施例中，首先，第一模块101可以发送第一组控制指令给梯度控制器34和射频发生器21，以施加第一组梯度场，同时，第二模块102接收体线圈或表面线圈采集的数据信息并生成第一图像；然后第一模块101发送第二组控制指令给梯度控制器34和射频发生器21，以施加与第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，同时，第二模块102接收该体线圈或表面线圈采集的数据信息并生成第二图像。在一个实施例中，第三模块103可以确定在第二模块102中得到的第一图像和第二图像之间像素的位移量，例如，通过计算第一图像和第二图像之间需要位移多少个像素才能完全重合以得到像素的位移量，第三模块103还可以根据得到的像素的位移量，基于系统预设的视野范围FOV和采集的宽度根据如下公式计算中心频率的偏移量：其中，PixelShift_x为像素的位移量，FOV_x为视野范围，CFShift为中心频率的偏移量，Bandwidth为采集的带宽。因此，中心频率的偏移量CFShift为：CFShift＝PixelShift_x×2×BandwidthFOV_x图6示出了本发明一个实施例提供的磁共振中心频率的校正方法200的流程图。如图6所示，磁共振中心频率的校正方法200包括如下步骤。在步骤210中，施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像。在一个实施例中，接收射频线圈采集的数据信息包括接收体线圈和表面线圈中的任意一个采集的数据信息。在一个实施例中，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像包括接收射频接收线圈采集的数据信息并填充到K空间，然后对填充到K空间中的数据进行傅里叶变换，以得到第一图像。在步骤220中，施加与第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第二图像。在一个优选地实施例中，第二组梯度场与第一组梯度场在轴向方向上均相反。在一个实施例中，接收射频线圈采集的数据信息包括接收体线圈和表面线圈中的任意一个采集的数据信息，其中，在步骤220中采集数据信息的体线圈和表面线圈中一个与在步骤210中采集数据信息的体线圈和表面线圈中一个，可以是相同的，也可以是不同的，例如，在步骤210中，接收体线圈或表面线圈采集的数据信息，在步骤220中，接收表面线圈或体线圈采集的数据信息，如果是不同的，在步骤210和步骤220中间还需要切换体线圈和表面线圈之间的线圈开关。在一个实施例中，接收射频线圈采集的数据信息并生成第二图像包括接收射频接收线圈采集的数据信息并填充到K空间，然后对填充到K空间中的数据进行傅里叶变换，以得到第二图像。在步骤230中，基于第一图像和第二图像计算中心频率的偏移量。在一个实施例中，步骤230包括如下步骤：在步骤231中，确定第一图像和第二图像之间像素的位移量。在一个实施例中，当中心频率是准确时，第一图像和第二图像应该完全重合，当中心频率有偏移时，第一图像和第二图像之间有一定的位移，可以通过计算第一图像和第二图像需要位移多少才能重合来确定像素的位移量。在步骤232中，根据像素的位移量，基于预设的视野范围及采集的带度计算中心频率的偏移量。在一个实施例中，视野范围和采集的宽度都是预先设定好的，根据步骤231计算好第一图像和第二图像之间像素的位移量就可以通过如下公式计算中心频率的偏移量：CFShift＝PixelShift_x×2×BandwidthFOV_x其中，PixelShift_x为像素的位移量，FOV_x为视野范围，CFShift为中心频率的偏移量，Bandwidth为采集的带宽。在步骤240中，基于中心频率的偏移量修正中心频率。本申请提供的磁共振的中心频率校正方法可以针对承载床不断移动的磁共振成像系统进行中心频率的校正，且该方法随时可以对中心频率进行校正，例如在检测被检测对象例如病人的同时进行中心频率的校正，不需要额外的时间。本发明还可以提供一种计算机程序，该计算机程序运行于一磁共振成像系统中时，使该磁共振成像系统执行上述中心频率的校正方法。具体地，该计算机程序可以运行于磁共振系统的控制系统中。例如，该计算机程序可以包括以下指令：指令一：分别发送第一组和第二组控制指令给梯度控制器和射频发生器；指令二：接收体线圈和表面线圈中的任意一个采集的数据信息；指令三：基于采集的数据信息生成第一图像和第二图像；指令四：基于第一图像和第二图像计算中心频率的偏移量；以及指令五：基于中心频率的偏移量修正中心频率。其中，指令四包括子指令：确定第一图像和第二图像之间像素的位移量；根据像素的位移量，基于预设的视野范围及采集的带度计算中心频率的偏移量。上面已经描述了一些示例性实施例，然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。

权利要求：1.一种磁共振中心频率的校正方法，包括：施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像；施加与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像；基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量；以及基于所述中心频率的偏移量修正所述中心频率。2.如权利要求1所述的磁共振中心频率的校正方法，其中，所述施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像，施加与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像包括：施加第一组梯度场，接收体线圈和表面线圈中的一个采集的数据信息并生成第一图像；施加第二组梯度场，接收所述体线圈和表面线圈中的另一个采集的数据信息并生成第二图像。3.如权利要求1所述的磁共振中心频率的校正方法，其中，所述施加第一组梯度场，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像，施加与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像包括：施加第一组梯度场，接收体线圈或表面线圈采集的数据信息并生成第一图像；施加第二组梯度场，接收所述体线圈或所述表面线圈采集的数据信息并生成第二图像。4.如权利要求1所述的磁共振中心频率的校正方法，其中，所述基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量包括：确定所述所述第一图像和所述第二图像之间像素的位移量；以及根据所述像素的位移量，基于预设的视野范围及采集的带度计算所述中心频率的偏移量。5.如权利要求4所述的磁共振中心频率的校正方法，其中，所述中心频率的偏移量由如下公式得到：CFShift＝PixelShift_x×2×BandwidthFOV_x其中，CFShift为所述中心频率的偏移量，Bandwidth为所述采集的带宽，PixelShift_x为所述像素的位移量，FOV_x为所述视野范围。6.一种磁共振中心频率的校正装置，其包括：第一模块，其被配置用于控制梯度系统施加第一组梯度场和与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场；第二模块，其被配置用于在施加第一组梯度场时，接收射频线圈采集的数据信息并生成第一图像，在施加第二组梯度场时，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像；以及第三模块，其与所述第二模块连接，并被配置用于基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量，且所述第三模块与所述第一模块连接，所述第一模块被配置用于基于所述第三模块计算得到的所述中心频率的偏移量修正所述中心频率。7.如权利要求6所述的磁共振中心频率的校正装置，其中，所述射频线圈包括体线圈和表面线圈，在施加第一组梯度场时，所述第二模块接收所述体线圈和所述表面线圈中的一个采集的数据信息并生成第一图像，在施加第二组梯度场时，接收所述体线圈和所述表面线圈中的另一个采集的数据信息并生成第二图像。8.如权利要求6所述的磁共振中心频率的校正装置，其中，在施加第一组梯度场时，所述第二模块接收体线圈或表面线圈采集的数据信息并生成第一图像，在施加第二组梯度场时，接收所述体线圈或所述表面线圈采集的数据信息并生成第二图像。9.如权利要求6所述的磁共振中心频率的校正装置，其中，所述第三模块的计算中心频率的位移量包括确定所述第一图像和所述第二图像之间像素的位移量，且根据所述像素的位移量，基于预设的视野范围和采集的宽度以计算所述中心频率的偏移量。10.如权利要求9所述的磁共振中心频率的校正装置，其中，所述中心频率的偏移量由如下公式得到：CFShift＝PixelShift_x×2×BandwidthFOV_x其中，CFShift为所述中心频率的偏移量，Bandwidth为所述采集的带宽，PixelShift_x为所述像素的位移量，FOV_x为所述视野范围。11.一种磁共振成像系统，其包括：射频系统；梯度系统；以及控制系统，其包括中心频率的校正装置；其中，所述中心频率的校正装置包括：第一模块，其被配置用于控制所述梯度系统施加第一组梯度场和与所述第一组梯度场方向不同的第二组梯度场；第二模块，其被配置用于在施加第一组梯度场时，接收所述射频系统的射频线圈采集的数据信息并生成第一图像，在施加第二组梯度场时，接收所述射频线圈采集的数据信息并生成第二图像；以及第三模块，其与所述第二模块连接，并被配置用于基于所述第一图像和所述第二图像计算中心频率的偏移量，且所述第三模块与所述第一模块连接，所述第一模块被配置用于基于所述第三模块计算得到的所述中心频率的偏移量修正所述中心频率。

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