37 / 2021-10-13 10:28:03

多核多通道磁共振脉冲序列编辑器的设计与实现

多核多通道,脉冲序列,磁共振序列设计

背景：磁共振技术的广泛应用归因于灵活多变的脉冲序列和可调节的参数。常用的NMR和MRI脉冲序列有数千种之多，更多更复杂的序列在不断研发中，尤其是多核多通道磁共振脉冲序列开发的功能需求日趋复杂。目前，相关厂商为支持用户开发脉冲序列，提供的开发环境多使用C、C++等语言，这类语言编写脉冲序列具有控制灵活、功能强大等特点，但脉冲序列编辑过程相对复杂，要求用户有较专业的编程基础，使用户开发脉冲序列与拓展新方法研究的门槛更高。

目的： 简化多核多通道脉冲序列的设计过程，降低门槛，并且支持多核素同步成像和AC-DC射频/匀场线圈相关新技术的序列设计，新开发一款多核多通道磁共振脉冲序列编辑器PsEditor，并提出了一种易于图形化的磁共振脉冲序列表示方法。

方法： 将序列控制功能模块抽象为四类可扩展的逻辑通道：射频发射和接收通道、梯度通道、动态匀场通道，与物理通道一一对应；将各功能模块协同执行的指令分隔成分段排列的序列元素，描述为一个或多个函数；联合应用时间片与通道停靠函数简化脉冲序列的同步设计。在PsEditor软件上编写脉冲序列文本，语法简单，实时解释并同步绘图；修改序列文本或参数时，实时地更新序列元素图形。

结果： 使用PsEditor软件设计了常规的GRE、MSME、FSE序列，应用于自主研制的多核多通道并行MRI控制台，在3.0T人体系统上进行水模和头部成像；设计了四核同步成像梯度回波序列（图1），并应用于自主研制的多核多通道并行MRI控制台，在3.0 T人体成像系统上，对测试用水模样品进行¹H/¹⁹F/²³Na/³¹P四核并行成像，均获得高质量的图像（图2）。

结论： 使用PsEditor软件开发的序列已经应用于不同的MRI系统，获得了符合预期的图像，其直观性与易用性为开发多样化的脉冲序列奠定了基础。