磁共振成像中局部旋转框架下的射频脉冲设计

磁共振成像（MRI）中空间选择性射频（RF）脉冲设计问题通常表述为：确定（解析或数值地）要与一个或多个预定梯度波形同步施加的RF波形。在大多数情况下，核自旋磁化强度在RF和梯度场作用下的动力学是在一个全局旋转框架中描述的，该框架抵消了静态（主）磁场B0的影响。本文考虑了一种替代参考系，可称为局部旋转框架，其中每个体素内的总纵向磁场（B0加梯度）为零。在此框架中，时变梯度场的影响被积分掉，剩余的由弱得多的RF场主导的磁化动力学变得更简单且更慢。我们表明，在此类框架中重新表述现有的RF设计方法，能够提供在传统描述中不明显的深刻见解和技术。我们考虑的方法包括：(i) 激发k空间中的二维空间RF脉冲设计，(ii) Shinnar-Le Roux RF设计，(iii) 选层激发中的残余相位计算，以及(iv) 多线圈RF脉冲设计的迭代和数值解。特别地，我们表明新形式可以显著减少Bloch模拟时间，这能极大有益于并行发射中的迭代脉冲设计。总之，所提出的框架为MRI中的RF脉冲设计提供了可观的理论见解和实用价值。