并行发射脉冲生成方法、装置和磁共振成像设备与流程

1.本技术涉及磁共振技术领域，特别是涉及一种并行发射脉冲生成方法、装置和磁共振成像设备。


背景技术：

2.在磁共振超高场成像的过程中，由于存在多通道发射射频脉冲造成发射场不均匀的问题，在施加并行发射脉冲的同时，需要施加不同方向的时变梯度，以达到提升发射场均匀度的目的。
3.相关技术中在均匀发射场时，多通道并行发射的射频脉冲往往只具有很小的带宽，这样在激发真实人体组织时，对于部分人体组织区域，比如前额叶、鼻腔以及内耳等，容易产生较大的化学位移伪影，影响图像信号质量，这是因为射频脉冲较小的带宽，导致多通道并行发射的射频脉冲对主磁场不均匀度的鲁棒性不足，无法较好地修正主磁场不均匀性带来的影响。
4.针对相关技术中存在射频脉冲带宽较小，导致对主磁场不均匀度的鲁棒性不足的问题，目前还没有提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.在本实施例中提供了一种并行发射脉冲生成方法、装置和磁共振成像设备，以解决相关技术中射频脉冲带宽较小，导致对主磁场不均匀度的鲁棒性不足的问题。
6.第一个方面，在本实施例中提供了一种并行发射脉冲生成，应用于磁共振成像设备，所述方法包括：
7.基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵；
8.基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵；
9.根据所述第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。
10.在其中的一些实施例中，所述基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵，包括：
11.施加预设的梯度路径和射频脉冲，用以产生和激发k空间；
12.采集所述测试对象在激发的单一层厚内，多通道发射场和主磁场的三维映射图；
13.根据所述三维映射图和所述梯度路径，生成所述第一系统矩阵。
14.在其中的一些实施例中，所述基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵，包括：
15.基于所述预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行扩展，生成扩展矩阵；
16.通过构建修正矩阵对所述扩展矩阵进行修正，得到所述第二系统矩阵。
17.在其中的一些实施例中，所述基于所述预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行扩展，生成扩展矩阵，包括：
18.对所述第一系统矩阵施加若干不同的预设频率偏移进行带宽扩展，生成所述扩展
矩阵；所述预设频率偏移的范围是根据主磁场中，所述测试对象的脂肪信号的频率确定。
19.在其中的一些实施例中，所述预设频率偏移以等间隔设置。
20.在其中的一些实施例中，所述通过构建修正矩阵对所述扩展矩阵进行修正，得到所述第二系统矩阵，包括：
21.根据泰勒近似构建所述修正矩阵；
22.根据所述修正矩阵，结合所述扩展矩阵，得到所述第二系统矩阵。
23.在其中的一些实施例中，所述根据所述第二系统矩阵，生成目标发射脉冲，包括：
24.设定预期射频激发场的激发区域；
25.根据所述第二系统矩阵、所述预期射频激发场的激发区域，以及所述射频脉冲的基础波形，构建发射脉冲优化函数；
26.基于所述发射脉冲优化函数，采用极小化最大值准则生成所述目标发射脉冲。
27.第二个方面，在本实施例中提供了一种并行发射脉冲生成装置，应用于磁共振成像设备，所述装置包括：第一生成模块、带宽扩展模块以及第二生成模块；
28.所述第一生成模块，用于基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵；
29.所述带宽扩展模块，用于基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵；
30.所述第二生成模块，用于根据所述第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。
31.第三个方面，在本实施例中提供了一种磁共振成像设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一个方面所述的并行发射脉冲生成方法。
32.第四个方面，在本实施例中提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一个方面所述的并行发射脉冲生成方法。
33.与相关技术相比，在本实施例中提供的一种并行发射脉冲生成方法、装置和磁共振成像设备，其中方法应用于磁共振成像设备，通过基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵；基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵；根据所述第二系统矩阵，采用极小化准则生成目标发射脉冲，能够通过预设频率偏移对系统矩阵进行带宽扩展，生成目标发射脉冲，提高了预期射频激发场对主磁场不均匀度的鲁棒性，解决了相关技术中射频脉冲带宽较小，导致对主磁场不均匀度的鲁棒性不足的问题。
34.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
35.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
36.图1是一个实施例中并行发射脉冲生成方法的终端的硬件结构框图；
37.图2是一个实施例中并行发射脉冲生成方法的流程图；
38.图3是一个实施例中梯度波形的示意图；
39.图4是一个实施例中射频脉冲的基础波形示意图；
40.图5是一个优选实施例中并行发射脉冲生成方法的流程图；
41.图6是一个实施例中并行发射脉冲生成装置的结构框图。
42.图中：102、处理器；104、存储器；106、传输设备；108、输入输出设备；10、第一生成模块；20、带宽扩展模块；30、第二生成模块。
具体实施方式
43.为更清楚地理解本技术的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本技术进行了描述和说明。
44.除另作定义外，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应具有本技术所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本技术中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本技术中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本技术中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本技术中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本技术中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。
45.在本实施例中提供的方法实施例可以在终端、计算机或者类似的运算装置中执行。比如在终端上运行，图1是本实施例的并行发射脉冲生成方法的终端的硬件结构框图。如图1所示，终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102和用于存储数据的存储器104。上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述终端的结构造成限制。例如，当终端是多通道射频脉冲发射的磁共振成像设备时，终端还包括多通道并行发射线圈、接收线圈、主磁体、梯度磁场等。
46.存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如在本实施例中的并行发射脉冲生成方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
47.传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络包括终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
48.在磁共振超高场(如5t、7t场强下的磁共振系统)成像的过程中，由于存在多通道
发射射频脉冲造成发射场不均匀的问题，在施加并行发射脉冲的同时，需要施加不同方向的时变梯度，以达到提升发射场均匀度的目的。
49.相关技术中在均匀发射场时，多通道并行发射的射频脉冲往往只具有很小的带宽，比如sinc、slr(shinnar勒鲁)、guass(高斯)等脉冲，由于人体不同组织的信号频率不同，这样在激发真实人体组织时，对于部分人体组织区域，比如前额叶、鼻腔以及内耳等，容易产生较大的化学位移伪影，影响图像信号质量，这是因为射频脉冲较小的带宽，导致多通道并行发射的射频脉冲对主磁场不均匀度的鲁棒性不足，无法较好地修正主磁场不均匀性带来的影响。
50.在本实施例中提供了一种并行发射脉冲生成方法，图2是本实施例的并行发射脉冲生成方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
51.步骤s210，基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵。
52.本方法应用于多通道射频脉冲发射的磁共振成像设备，该磁共振成像设备中包括主磁体、梯度磁场、射频系统、计算机系统等其他附件。其中，主磁体负责产生磁场，为成像提供环境；梯度磁场负责施加梯度磁场，使每个mr(磁共振)信号附加空间坐标信息，另外梯度磁场还能为梯度回波等序列中提供支持；射频系统包括多通道并行发射线圈、接收线圈，主要发射射频脉冲并且采集mr信号；计算机系统包括处理器、存储器等，负责控制、接收和发出相关指令，同时对采集到的mr信号进行k空间的填充然后经过傅里叶变换输出为磁共振图像(包括二维成像和三维成像)。
53.在通过磁共振成像设备对测试对象(例如人和动物)进行扫描成像时，预先设定梯度磁场和射频系统中，对每个通道施加的梯度路径和射频脉冲的基础波形，在施加多通道射频脉冲的同时，施加x、y、z三个方向的梯度路径(即随时间变化的梯度波形)，或者，施加x、y两个方向的梯度路径，共同产生和激发k空间。其中，可以设定z方向为连续变化的选层梯度，x、y方向梯度用于均匀层面内激发的发射场。上述梯度路径对于时间的积分可类比为读取k空间，计算x、y方向时变梯度波形的过程，等效于计算激发k空间路径的过程。
54.采集多通道发射场b1和主磁场b0的三维映射图(map)，再根据发射场b1、主磁场b0的三维映射图，以及预先设定的梯度路径，生成第一系统矩阵。其中，系统矩阵的含义为磁共振系统在施加的梯度场下，受到主磁场b0不均匀性影响的物理特性。主磁场b0由主磁体产生，发射场b1由施加的射频脉冲产生，用于使测试对象体内的氢质子产生磁共振现象。
55.步骤s220，基于预设频率偏移对第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵。
56.具体的，由于多通道并行发射的射频脉冲的带宽较小，仅能够针对测试对象的部分组织部位，在较小频率偏移范围内具有良好成像效果，但是对主磁场不均匀度的鲁棒性不足。通过人为设定不同的频率偏移，对生成的第一系统矩阵进行带宽扩展，能够提高第一系统矩阵对不同频率的适应能力，得到多个不同频率偏移下的扩展矩阵，再通过构建修正矩阵，对每个扩展矩阵进行修正后得到第二系统矩阵，进一步减轻主磁场不均匀造成的影响。其中，预设频率偏移可以根据临床操作的经验设定偏移的范围，在该范围中选择不同的频率偏移。
57.另外，还可以根据已采集到的测试对象的组织频率，通过反馈机制扩展第一系统矩阵的带宽。
58.步骤s230，根据第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。
59.具体的，通过设定预期射频激发场的激发区域，以激发k空间，结合不同频率偏移下的第二系统矩阵，构建发射脉冲优化函数，采用极小化最大值准则对施加的射频脉冲的基础波形进行优化，生成适用所有预设频率偏移的一组多通道并行的目标发射脉冲。
60.在上述步骤中先生成第一系统矩阵，通过施加预设频率偏移对第一系统矩阵进行带宽扩展，再通过构建修正矩阵，修正后得到第二系统矩阵，并且构建发射脉冲优化函数，对射频脉冲原本的基础波形进行优化，生成目标发射脉冲，能够提高射频脉冲对不同频率的适应能力，即预期射频激发场对主磁场不均匀度的鲁棒性，进一步减轻主磁场不均匀造成的影响。在3d gre(梯度回波脉冲)序列中发射目标发射脉冲，能够在激发的厚层内，产生较均匀的图像，并且减轻化学位移伪影，解决了相关技术中射频脉冲带宽较小，导致对主磁场不均匀度的鲁棒性不足的问题。
61.在一个实施例中，上述实施例中第一系统矩阵可以由以下步骤生成：
62.步骤s211，施加预设的梯度路径和射频脉冲，用以产生和激发k空间。
63.具体的，预先设定对每个通道施加的梯度路径和射频脉冲的基础波形，射频脉冲的时间间隔。在施加多通道射频脉冲的同时，施加x、y、z三个方向的梯度路径(即随时间变化的梯度波形)，或者，施加x、y两个方向的梯度路径，共同产生和激发k空间。
64.其中，图3是本实施例中梯度波形的示意图，如图3所示，横坐标表示时间(time，ms)，纵坐标表示振幅(amplitude，mt/m)，z方向为连续变化的选层梯度，x、y方向梯度是用于均匀层面内激发的发射场，gx、gy、gz分别表示x、y、z方向梯度波形的图例。图4是本实施例中射频脉冲的基础波形示意图，如图4所示，横坐标表示时间(time，ms)，纵坐标表示振幅(amplitude，gauss)，设定每个通道的射频脉冲的基础波形均由5个子脉冲组成，每个子脉冲与选层梯度(图3中z方向的梯度波形)的平台期一一对应。
65.上述梯度波形对于时间的积分可类比为读取k空间，这个过程称为“激发k空间”。以施加x、y两个方向的随时间变化的梯度波形g
x
(t)和gy(t)为例，激发k空间的表达式如下：
66.kx(t)＝∫g
x
(t)dt；ky(t)＝∫gy(t)dt；
67.其中，kx(t)和ky(t)分别表示激发k空间x、y方向的路径，计算x、y方向时变梯度波形的过程，等效于计算激发k空间路径的过程。
68.步骤s212，采集测试对象在激发的单一层厚内，多通道发射场和主磁场的三维映射图。
69.具体的，选择z方向为选层梯度时，激发的单一层厚内，发射场b1的三维映射图维度大小为(nx，ny，nc)和主磁场b0的三维映射图维度大小为(nx，ny)，其中，nx和ny分别表示x和y方向上空间位置的点数，nc表示发射通道个数。
70.步骤s213，根据三维映射图和梯度路径，生成第一系统矩阵。
71.具体的，梯度路径能够表示激发k空间的路径，结合发射场和主磁场的三维映射图，生成第一系统矩阵。在磁共振并行发射中，在小翻折角下，预期的横向磁化矢量可近似为由激发k空间、主磁场不均匀度以及多通道射频脉冲表示，横向磁化矢量m(x,y)的表达式如下：
72.m(x,y)≈sab；
73.其中，s为采集得到的不同通道发射场b1的三维映射图；b为多通道射频脉冲向量，维度为ntnc，nt表示时间维度的点数，nc表示发射通道个数；a为第一系统矩阵，维度为
(nxny，ntnc)；(x，y)表示激发层内部的空间坐标。
74.进一步推算得到，第一系统矩阵由激发k空间(k
x
,ky,kz)，主磁场不均匀度δb0，激发层内部的空间坐标(x，y)，射频脉冲的时间间隔δt，旋磁比γ≈42.576mhz/t所决定。以下给出第一系统矩阵a的一种表达式：
75.a＝iγδtexp(iγ(δb0(t-t)+xk
x
+yky))；
76.其中，i表示虚数；激发k空间(k
x
,ky,kz)由梯度路径得到；主磁场不均匀度δb0由主磁场b0得到；t表示射频脉冲周期；t表示当前时间。
77.本实施例中通过设计梯度路径和射频脉冲的基础波形，能够产生和激发k空间，从而采集发射场和主磁场的三维映射图，生成第一系统矩阵，以能够在后续对第一系统矩阵进行带宽扩展的处理。
78.在一个实施例中，上述步骤s220中基于预设频率偏移对第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵的过程，可以由以下步骤实现：
79.步骤s221，基于预设频率偏移对第一系统矩阵进行扩展，生成扩展矩阵。
80.具体的，通过人为设定不同的频率偏移，对生成的第一系统矩阵进行带宽扩展，提高第一系统矩阵对不同频率的适应能力，分别得到多个不同频率偏移下的扩展矩阵。
81.其中，可以根据临床操作的经验设定偏移的范围，在该范围中常数预设频率偏移可以等间隔设置，例如，[-600hz,-500hz,
…
,0,
…
,500hz,600hz]，或者不等间隔设置，例如，[-600,-500,-400,-300,-250,-200,-150,
…
,+150,+200,+250,+300,+400,+500,+600]。
[0082]
进一步地，对第一系统矩阵施加若干不同的预设频率偏移进行带宽扩展，生成扩展矩阵；预设频率偏移的范围是根据主磁场中，测试对象的脂肪信号的频率确定。
[0083]
分别在第一系统矩阵的基础上，添加不同的常数预设频率偏移，扩展第一系统矩阵，用以进行并行发射频域空域设计。
[0084]
将不同的常数预设频率偏移设定为δf1,δf2,
…
δfn，扩展矩阵e的表达式如下：
[0085][0086]
其中，分别表示δf1、δf2、δfn频率偏移下的扩展矩阵；n表示预设频率偏移总数。
[0087]
通常根据主磁场的磁场强度设置接近脂肪信号频率的最大偏移量，比如-300hz至+300hz。
[0088]
步骤s222，通过构建修正矩阵对扩展矩阵进行修正，得到第二系统矩阵。
[0089]
具体的，通过构建修正矩阵，对每个扩展矩阵进行修正后得到第二系统矩阵，进一步减轻主磁场不均匀造成的影响。其中，根据泰勒近似构建修正矩阵；根据修正矩阵，结合扩展矩阵，得到第二系统矩阵。根据修正矩阵，对扩展矩阵进行修正，得到第二系统矩阵。
[0090]
经过修正得到的第二系统矩阵可以表示为扩展矩阵和修正矩阵的乘积，以下给出在第i个预设频率偏移δfi下，第二系统矩阵di的一种表达式：
[0091]di
＝h
iei
；
[0092]
其中，i表示预设频率偏移δfi；hi表示第i个预设频率偏移对应的修正矩阵；ei表示第i个预设频率偏移对应的扩展矩阵。
[0093]
根据e指数的泰勒近似，构建修正矩阵，修正矩阵hi表达式如下：
[0094]hi
＝2sin[(xg
x
+ygy+(δb0+δfi))γδt/2]/((xg
x
+ygy+δb0+δfi)γδt)；
[0095]
其中，g
x
和gy表示x、y两个方向的随时间变化的梯度波形；x、y表示激发层内部的空间坐标；δb0表示主磁场不均匀度；i表示预设频率偏移，δfi表示第i个预设频率偏移；γ表示旋磁比。
[0096]
本实施例通过施加人为设定不同的频率偏移，对生成的第一系统矩阵进行带宽扩展，提高第一系统矩阵对不同频率的适应能力，分别得到多个不同频率偏移下的扩展矩阵。再根据泰勒近似构建修正矩阵，对扩展矩阵修正得到第二系统矩阵，能够减轻主磁场不均匀造成的影响。并且，预设频率偏移的范围是根据主磁场中，测试对象的脂肪信号的频率确定，能够使扩展后的系统矩阵更加适应实际应用中的真实频率，从而减轻成像中的化学位移伪影，获得更好的成像效果。
[0097]
在一个实施例中，上述步骤s230中根据第二系统矩阵，生成目标发射脉冲，可以通过以下步骤实现：
[0098]
步骤s231，设定预期射频激发场的激发区域。
[0099]
具体的，获取测试对象的轮廓信息，根据轮廓信息和翻折角设定预期射频激发场的激发区域，以激发k空间。其中，预期射频激发场的激发区域d的一种表达如下：
[0100]
d＝mask*sinα；
[0101]
其中，mask表示测试对象的轮廓信息；α表示翻折角。
[0102]
步骤s232，根据第二系统矩阵、预期射频激发场的激发区域，以及射频脉冲的基础波形，构建发射脉冲优化函数。
[0103]
具体的，由于在不同预设频率偏移下，均有对应的第二系统矩阵，需在代价函数的基础上，改写为min-max形式的发射脉冲优化函数，优化多通道射频脉冲。
[0104]
以下给出发射脉冲优化函数f(b)的一种表达式：
[0105][0106]
其中，d表示预期射频激发场的激发区域；b表示多通道射频脉冲向量，优化初始为基础波形；di表示第i个预设频率偏移对应的第二系统矩阵；i表示预设频率偏移，n表示预设频率偏移总数；r(b)表示对于多通道射频脉冲的正则化函数，用以约束生物组织特定吸收率值(sar)。
[0107]
步骤s233，基于发射脉冲优化函数，采用极小化最大值准则生成目标发射脉冲。
[0108]
具体的，对于发射脉冲优化函数，通过采用极小化最大值准则，优化目的在于最小化其中某一个预设频率偏移下代价函数的最大值，由此优化求解得到射频脉冲，作为目标发射脉冲。
[0109]
本实施例中通过构建发射脉冲优化函数，并采用极小化最大值准则优化求解，生成适用所有预设频率偏移的一组多通道并行的目标发射脉冲，并且，在3d gre序列中发射目标发射脉冲，能够在激发的厚层内，产生较均匀的图像，减轻化学位移伪影。
[0110]
在一个实施例中，根据发射脉冲优化函数和梯度路径，对梯度路径的幅值进行优化。
[0111]
其中，通过计算发射脉冲优化函数对于梯度路径的一阶导数和二阶导数，实现对
x、y方向每段梯度幅值的优化，能够进一步不断对梯度路径进行优化，更好地实现均匀平面内激发场的目的。
[0112]
图5是本优选实施例的并行发射脉冲生成方法的流程图，如图5所示，该并行发射脉冲生成方法包括以下步骤：
[0113]
步骤s510，施加预设的梯度路径和射频脉冲，用以产生和激发k空间。
[0114]
步骤s520，采集测试对象在激发的单一层厚内，多通道发射场和主磁场的三维映射图；根据三维映射图和梯度路径，生成第一系统矩阵。
[0115]
步骤s530，对第一系统矩阵施加若干不同的预设频率偏移进行带宽扩展，生成扩展矩阵。
[0116]
步骤s540，根据泰勒近似构建修正矩阵；根据修正矩阵，对扩展矩阵修正得到第二系统矩阵。
[0117]
步骤s550，设定预期射频激发场的激发区域；根据第二系统矩阵、预期射频激发场的激发区域，以及射频脉冲的基础波形，构建发射脉冲优化函数。
[0118]
步骤s560，基于发射脉冲优化函数，采用极小化最大值准则生成目标发射脉冲。
[0119]
步骤s570，根据发射脉冲优化函数和梯度路径，对梯度路径的幅值进行优化。
[0120]
通过上述优选实施例，在并行发射脉冲的计算过程中，人为设定不同预设频率偏移，并施加到第一系统矩阵以进行带宽扩展，从而进行并行发射频域空域设计，同时为了提高对主磁场不均匀度的消除效果，使用泰勒近似构建修正矩阵，得到经过修正的第二系统矩阵，并生成目标发射脉冲，从而在激发过程中，可实现预期射频激发场对主磁场不均匀度更好的鲁棒效果，同时较大的带宽，使得化学位移伪影减轻，扩展了多通道并行发射脉冲的使用场景。
[0121]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0122]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的并行发射脉冲生成方法的并行发射脉冲生成装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个并行发射脉冲生成装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于并行发射脉冲生成方法的限定，在此不再赘述。
[0123]
图6是本实施例的并行发射脉冲生成装置的结构框图，如图6所示，该装置应用于磁共振成像设备，包括：第一生成模块10、带宽扩展模块20以及第二生成模块30。
[0124]
第一生成模块10，用于基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵。
[0125]
带宽扩展模块20，用于基于预设频率偏移对第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵。
[0126]
第二生成模块30，用于根据第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。
[0127]
通过本实施例中提供的装置，先生成第一系统矩阵，通过施加预设频率偏移对第
一系统矩阵进行带宽扩展，再通过构建修正矩阵，修正后得到第二系统矩阵，并且构建发射脉冲优化函数，对射频脉冲原本的基础波形进行优化，生成目标发射脉冲，能够提高射频脉冲对不同频率的适应能力，进一步减轻主磁场不均匀造成的影响。在3d gre(梯度回波脉冲)序列中发射目标发射脉冲，能够在激发的厚层内，产生较均匀的图像，并且减轻化学位移伪影，解决了相关技术中射频脉冲带宽较小，导致对主磁场不均匀度的鲁棒性不足的问题。
[0128]
在一个实施例中，上述第一生成模块10，还用于施加预设的梯度路径和射频脉冲，用以产生和激发k空间；采集测试对象在激发的单一层厚内，多通道发射场和主磁场的三维映射图；根据三维映射图和梯度路径，生成第一系统矩阵。
[0129]
在一个实施例中，上述带宽扩展模块20，还用于基于预设频率偏移对第一系统矩阵进行扩展，生成扩展矩阵；通过构建修正矩阵对扩展矩阵进行修正，得到第二系统矩阵。
[0130]
在一个实施例中，上述带宽扩展模块20中预设频率偏移的范围是根据主磁场中，测试对象的脂肪信号的频率确定；其中，预设频率偏移以等间隔设置。
[0131]
在一个实施例中，上述带宽扩展模块20，还用于根据泰勒近似构建修正矩阵；根据修正矩阵，结合扩展矩阵，得到第二系统矩阵。
[0132]
在一个实施例中，上述第二生成模块30，还用于设定预期射频激发场的激发区域；根据第二系统矩阵、预期射频激发场的激发区域，以及射频脉冲的基础波形，构建发射脉冲优化函数；基于发射脉冲优化函数，采用极小化最大值准则生成目标发射脉冲。
[0133]
上述装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于磁共振成像设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于磁共振成像设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0134]
此外，结合上述实施例中提供的并行发射脉冲生成方法，在本实施例中还可以提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种并行发射脉冲生成方法。
[0135]
需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
[0136]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0137]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种并行发射脉冲生成方法，其特征在于，应用于磁共振成像设备，所述方法包括：基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵；基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵；根据所述第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。2.根据权利要求1所述的并行发射脉冲生成方法，其特征在于，所述基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵，包括：施加预设的梯度路径和射频脉冲，用以产生和激发k空间；采集所述测试对象在激发的单一层厚内，多通道发射场和主磁场的三维映射图；根据所述三维映射图和所述梯度路径，生成所述第一系统矩阵。3.根据权利要求1所述的并行发射脉冲生成方法，其特征在于，所述基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵，包括：基于所述预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行扩展，生成扩展矩阵；通过构建修正矩阵对所述扩展矩阵进行修正，得到所述第二系统矩阵。4.根据权利要求3所述的并行发射脉冲生成方法，其特征在于，所述基于所述预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行扩展，生成扩展矩阵，包括：对所述第一系统矩阵施加若干不同的预设频率偏移进行带宽扩展，生成所述扩展矩阵；所述预设频率偏移的范围是根据主磁场中，所述测试对象的脂肪信号的频率确定。5.根据权利要求3所述的并行发射脉冲生成方法，其特征在于，所述预设频率偏移以等间隔设置。6.根据权利要求3所述的并行发射脉冲生成方法，其特征在于，所述通过构建修正矩阵对所述扩展矩阵进行修正，得到所述第二系统矩阵，包括：根据泰勒近似构建所述修正矩阵；根据所述修正矩阵，结合所述扩展矩阵，得到所述第二系统矩阵。7.根据权利要求2所述的并行发射脉冲生成方法，其特征在于，所述根据所述第二系统矩阵，生成目标发射脉冲，包括：设定预期射频激发场的激发区域；根据所述第二系统矩阵、所述预期射频激发场的激发区域，以及所述射频脉冲的基础波形，构建发射脉冲优化函数；基于所述发射脉冲优化函数，采用极小化最大值准则生成所述目标发射脉冲。8.一种并行发射脉冲生成装置，其特征在于，应用于磁共振成像设备，所述装置包括：第一生成模块、带宽扩展模块以及第二生成模块；所述第一生成模块，用于基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵；所述带宽扩展模块，用于基于预设频率偏移对所述第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵；所述第二生成模块，用于根据所述第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。9.一种磁共振成像设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至7中任意一项所述的并行发射脉冲生成方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序
被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的并行发射脉冲生成方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种并行发射脉冲生成方法、装置和磁共振成像设备，其中方法应用于磁共振成像设备，该方法包括：基于测试对象的三维映射图，生成第一系统矩阵；基于预设频率偏移对第一系统矩阵进行带宽扩展，得到第二系统矩阵；根据第二系统矩阵，生成目标发射脉冲。通过本申请，能够通过预设频率偏移对系统矩阵进行带宽扩展，生成目标发射脉冲，提高了预期射频激发场对主磁场不均匀度的鲁棒性，解决了相关技术中射频脉冲带宽较小，导致对主磁场不均匀度的鲁棒性不足的问题。的鲁棒性不足的问题。的鲁棒性不足的问题。


技术研发人员：全希佳
受保护的技术使用者：深圳市联影高端医疗装备创新研究院
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/10/8