技术领域
本发明涉及磁共振成像技术，特别涉及基于反转恢复(IR，Inversion Recovery)技术的水脂分离成像方法及系统。
背景技术
磁共振成像是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴无一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴，原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(RF，Radio Frequency)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，原子核具有了横向磁化分量。
停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。上述被激发原子核向激发前状态的恢复过程称为驰豫过程，恢复到平衡状态所需的时间称为驰豫时间。驰豫时间包括纵向驰豫时间T1和横向驰豫时间T2两种。
由于人体内部脂肪中的氢原子核和水中的氢原子核所处的分子环境不相同，在使用相同射频脉冲进行激发时，它们的共振频率不相同，驰豫时间也不相同。根据实际应用的要求，有时需要分别获得纯水图像或纯脂肪图像，这时就需要使用水脂分离的成像方法。目前存在的水脂分离的成像方法包括以下几种：
第一、基于频率选择的方法
在基于频率选择的方法中存在一些具体的方法实例，例如：1)水激发方法，由于水中的氢原子核和脂肪中的氢原子核形成的化学位移约为3.5ppm，利用该化学位移可以实现使用窄带射频脉冲只激发水中的氢原子核，重建纯水图像。但是如果人体所处的外在磁场的不均匀程度超过3.5ppm，使用该方法将无法获得纯水图像，图像中会包含一部分脂肪组织图像，因此该方法对外在磁场不均匀较敏感，并且针对低场系统(例如0.35T系统)来说，由于水和脂肪之间的频率偏移非常小(约为50Hz)，窄带射频脉冲的设计也有一定的困难。2)脂肪饱和方法，与上述水激发方法相似，在该方法中，使用窄带射频脉冲激发脂肪中的氢原子核，利用施加的梯度磁场使脂肪中的氢原子核磁化饱和，然后使用常规扫描序列再次激发被检体，由于脂肪中的氢原子核磁化饱和，本次激发后只有水中的氢原子核对成像有贡献，因而利用激发后的回波信号重建的图像为纯水图像。该方法的缺陷与上述水激发方法相同，即对外在磁场不均匀较敏感，并且针对低磁场强度的系统来说，窄带脉冲的设计难度较大。
第二、Dixon方法
该方法的基本原理是分别采集水和脂肪中氢原子核的同相位和反相位两种回波信号，两种不同相位的回波信号通过运算取出脂肪信号，重建纯水图像，从而达到脂肪抑制的目的。该方法的缺点是对外在磁场不均匀较敏感，而且计算过程较为复杂。
为了同时得到分离的纯水和纯脂肪图像，一种改进的三点Dixon方法被广泛应用，该方法的原理是同时取得一幅同相位图像和两幅反相位图像，根据两幅反相位图像，求得外在磁场不均匀引起的附加相位，然后对两幅反相位图像进行相位纠正，再与同相位图像同时分别求得水和脂肪的图像。该三点Dixon方法的不足在于：由于两幅反相位图像求得的附加相位不能直接用来对其相位进行纠正，而必须对相位进行反缠绕，然而相位反缠绕在数学上是一个无解问题，因此假设外在磁场不均匀在空间上的变化是缓慢的，求解过程会相当费时，同样地计算过程也较为复杂。
第三、基于IR技术的水脂分离成像方法
该技术基于水与脂肪具有不同的纵向驰豫时间T1，具体的说是利用了脂肪中氢原子核和水中氢原子核被激发后向平衡态恢复的时间快慢不一样。使用射频脉冲激发被检体，即同时激发水和脂肪中的氢原子核，这里所使用的射频脉冲通常也叫做反转脉冲，其相当于是正式成像激发前的一次预备激发。确定脂肪的反转恢复时刻TI，使得脂肪中氢原子核在该时刻的纵向磁化分量为0，即在TI时刻脂肪中氢原子核只具有横向磁化分量，又由于水和脂肪的纵向驰豫时间不相同，因此在TI时间到达时水中氢原子核必然具有纵向磁化分量。上述时间TI可以由下式确定：IT＝ln2·T1f，其中T1f表示脂肪的纵向驰豫时间。
由于使用射频脉冲激发原子核的原则是使原子核偏离负纵向轴或正纵向轴，而此时脂肪中氢原子核恰好不存存纵向磁化分量，因此在TI时刻使用常规扫描序列激发被检体时，将只有水中的氢原子被再次激发，利用该常规扫描序列激发后接收到的回波信号重建图像，就可以获得纯水图像。同样地，如果要获得纯脂肪图像，也可以利用相同的方式。
虽然使用IR技术进行水脂分离成像，可以不考虑外在磁场不均匀的影响，也不会出现使用频率选择方法时的窄带脉冲设计困难，但是由于在获取纯水图像或纯脂肪图像时，仅仅使用了水中或脂肪中的氢原子核发送的回波信号，使得信号幅度大幅降低，又由于噪声出现的随机性，信号幅度的大幅降低将使图像的信噪比降低，从而影响成像质量。另外，要想通过使用扫描序列激发被检体一次，就获得纯水图像和纯脂肪图像也是无法实现的。
综上所述，目前存在的水脂分离成像方法中，基于IR技术的水脂分离成像方法是一种计算过程简单的方法，并且受外在磁场性能的影响最小，但是基于IR技术的水脂分离成像方法仍然存在图像信噪比低、无法通过使用扫描序列激发被检体一次就获得纯水图像和纯脂肪图像的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种基于IR技术的水脂分离成像方法，使用该方法可以通过使用扫描序列激发被检体一次就获得纯水图像和纯脂肪图像，并且获得图像的信噪比较高。
本发明的另一个目的在于提供一种基于IR技术的水脂分离成像系统，使用该系统可以通过使用扫描序列激发被检体一次就获得纯水图像和纯脂肪图像，并且获得图像的信噪比较高。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于反转恢复技术的水脂分离成像方法，将被检体的脂肪中氢原子核或水中氢原子核确定为反转恢复时刻所针对的对象，确定所述对象纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻，关键在于，该方法还包括：
在所述第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择所述对象纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻；
在所述第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，分别使用扫描序列激发被检体，获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像；
使用获取的两幅图像进行合成，当所述合成消除两幅图像中包含的纯脂肪图像时获取一幅纯水图像，当所述合成消除两幅图像中包含的纯水图像时获取一幅纯脂肪图像。
较佳地，所述对象为脂肪中氢原子核；所述选择所述对象纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻为：
在所述第一反转恢复时刻之前，随机选择脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻；
在所述第一反转恢复时刻之后，使用选择的第二反转恢复时刻，确定脂肪中氢原子核的第三反转恢复时刻，使得在选择的第二反转恢复时刻和确定的第三反转恢复时刻，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同。
较佳地，所述第一反转恢复时刻为ln2·T1f，其中T1f为脂肪中氢原子核的纵向驰豫时间；设选择的第二反转恢复时刻为TI1，确定的第三反转恢复时刻为TI2，调整余量为ΔT且取值小于ln2·T1f；
所述随机选择脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻为：
TI1＝ln2·T1f-ΔT；
所述使用选择的第二反转恢复时刻，确定脂肪中氢原子核的第三反转恢复时刻为：
TI2=-ln2·T1f·ln(1-e-TI1/T1f).]]>
较佳地，设在选择的第二反转恢复时刻和确定的第三反转恢复时刻获取的两幅图像为I1(x，y)和I2(x，y)，所述两幅图像中同时包含的纯水图像为Iw(x，y)、纯脂肪图像为If(x，y)；所述获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像为：
I1(x,y)=Iw(x,y)·(1-2e-TI1T1w)+If(x,y)·(1-2e-TI1T1f)]]>
I2(x,y)=Iw(x,y)·(1-2e-TI2T1w)+If(x,y)·(1-2e-TI2T1f).]]>
较佳地，所述合成消除两幅图像中包含的纯脂肪图像时获取一幅纯水图像为：
Iw(x,y)=I2(x,y)+I1(x,y)2-2e-TI1T1w-2e-TI2T1w;]]>
所述合成消除两幅图像中包含的纯水图像时获取一幅纯脂肪图像为：
If(x,y)=I2(x,y)1-2·e-TI2T1f-I2(x,y)+I1(x,y)2-2e-TI1T1w-2e-TI2T1w·1-2·e-TI2T1w1-2·e-TI2T1f.]]>
较佳地，所述扫描序列为自旋回波序列，或者梯度回波序列，或者回波平面图像序列。
一种基于反转恢复技术的水脂分离成像系统，包括：激发模块和成像模块；关键在于，该系统还包括确定模块；
所述确定模块，用于将被检体的脂肪中氢原子核或水中氢原子核确定为反转恢复时刻所针对的对象，确定所述对象纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻；在所述第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择所述对象纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻；
所述激发模块，用于在所述第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，分别使用扫描序列激发被检体；
所述成像模块，用于在所述激发模块于所述第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻分别激发被检体之后，获取同时包含纯水图像纯脂肪图像的两幅图像；使用获取的两幅图像进行合成，当所述合成消除两幅图像中包含的纯脂肪图像时获取一幅纯水图像，当所述合成消除两幅图像中包含的纯水图像时获取一幅纯脂肪图像。
较佳地，所述确定模块包括：第一确定单元和第二确定单元；
所述第一确定单元，用于将被检体的脂肪中氢原子核或水中氢原子核确定为反转恢复时刻所针对的对象，确定所述对象纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻；
所述第二确定单元，用于在所述第一反转恢复时刻之前，随机选择所述对象的第二反转恢复时刻；在所述第一反转恢复时刻之后，使用选择的第二反转恢复时刻，确定所述对象的第三反转恢复时刻，使得在选择的第二反转恢复时刻和确定的第三反转恢复时刻，所述对象的纵向磁化分量方向相反、幅度相同。
可见，本发明基于IR技术的水脂分离成像方法和系统，针对脂肪中氢原子核或水中氢原子核选择两个反转恢复时刻，使得在这两个所选择的反转恢复时刻，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，或者水中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，在所选择的两个反转恢复时刻分别获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像，这两幅图像中所包含的纯脂肪图像符号相反，或者所包含的纯水图像符号相反，因此使用获取的两幅图像可以通过合成获取纯水图像和纯脂肪图像。由于在所选择的两个反转恢复时刻获取的两幅图像同时包含了纯水图像和纯脂肪图像，即同时考虑了水中和脂肪中的氢原子核发送的回波信号，使得成像的信号源增多，进而成像的信号幅度增大，又由于考虑噪声出现的随机性，可以得出在信号幅度增大的情况下，可以提高成像的信噪比，并且可以通过使用扫描序列激发被检体一次，再使用这两幅图像就可以合成出纯水图像和纯脂肪图像。
附图说明
图1为本发明基于IR技术的水脂分离成像方法的流程图；
图2a-图2d为本发明基于IR技术的水脂分离成像方法的应用实例中，成像效果示意图；
图3为本发明基于IR技术的水脂分离成像系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些说明是非限制性的。
首先介绍本发明提供的基于IR技术的水脂分离成像方法。
图1为本发明基于IR技术的水脂分离成像方法的流程图，在该流程中，将被检体的脂肪中氢原子核或水中氢原子核确定为反转恢复时刻所针对的对象，确定所述对象纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻。图1所示该流程包括：
步骤101：在第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择所述对象纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻。
本步骤中，第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻可以分别针对脂肪中氢原子核或者水中氢原子核做出选择。如果在第一反转恢复时刻，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量为0，则选择脂肪中氢原子核纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，而由于水和脂肪的驰豫时间差异，在所选择的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，水中氢原子核的纵向磁化分量此时是相同的；如果在第一反转恢复时刻，水中氢原子核的纵向磁化分量为0，则选择水中氢原子核纵向磁化分量为0的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，同样地，由于水和脂肪的驰豫时间差异，在所选择的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量此时是相同的。
步骤102：在所述第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，分别使用扫描序列激发被检体，获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像。
本步骤中，如果在步骤101中选择的是脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，则利用回波信号获取的两幅图像中，包含的纯水图像符号相同；如果在步骤101中选择的时水中氢原子核的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，则利用回波信号获取的两幅图像中，包含的纯脂肪图像符号相同。因此在两个所选择的反转恢复时刻，获取的两幅图像中将同时包含考虑水中氢原子核发送的回波信号形成的纯水图像、及考虑脂肪中氢原子核发送的回波信号的纯脂肪图像，相当于由纯水图像与纯脂肪图像叠加而成。
步骤103：使用获取的两幅图像进行合成，当所述合成消除纯脂肪图像时获取一幅纯水图像，当所述合成消除纯水图像时获取一幅纯脂肪图像。
本步骤中，以脂肪中氢原子核的第二反转时刻和第三反转时刻为例，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，而水中氢原子核的纵向磁化分量方向相同，因此获取的两幅图像中所包含的纯脂肪图像符号相反、纯水图像符号相同，假设脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻获取的图像为A1，脂肪中氢原子核的第三反转恢复时刻获取的图像为A2，可以使用如下原理公式简单示意：
A1＝纯水图像+纯脂肪图像；
A2＝纯水图像-纯脂肪图像。
如上述原理公式所示，可以对该二项式公式进行求解。由于纯脂肪图像的符号相反，因此可以将A1和A2相加消除纯脂肪图像，得到纯水图像＝(A1+A2)/2；将A1和A2相减可以消除纯水图像，得到纯脂肪图像＝(A1-A2)/2，如果考虑较好的纯脂肪图像效果，成像也可以采用一种较佳的方式，即得到的纯水图像回代其中任意一个公式，就可以获得纯脂肪图像＝(A1-A2)/2。
以水中氢原子核的第二反转时刻和第三反转时刻为例也可以得到相同的合成结果，但上述原理公式只是基于最简单的情况阐述原理，实际应用时，所获取的两幅图像中，基于第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻的不同选择，该原理公式中的纯水图像和纯脂肪图像还可能具有不同的系数。
如果以水中氢原子核的第二反转时刻和第三反转时刻为例，与上述分析方法类似，只是在这种情况下纯水图像的符号相反，纯脂肪图像的符号相同，得到的纯水图像＝(A1-A2)/2，而纯脂肪图像＝(A1+A2)/2。
本发明基于IR技术的水脂分离成像方法，针对脂肪中氢原子核或水中氢原子核选择两个反转恢复时刻，使得在这两个所选择的反转恢复时刻，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，或者水中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，在所选择的两个反转恢复时刻分别获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像，这两幅图像中所包含的纯脂肪图像符号相反，或者所包含的纯水图像符号相反，因此使用获取的两幅图像可以通过合成获取纯水图像和纯脂肪图像。由于在所选择的两个反转恢复时刻获取的两幅图像同时包含了纯水图像和纯脂肪图像，即同时考虑了水中和脂肪中氢原子核发送的回波信号，使得成像的信号源增多，进而成像的信号幅度增大，又由于考虑噪声出现的随机性，可以得出在信号幅度增大的情况下，可以提高成像的信噪比，并且可以通过使用扫描序列激发被检体一次，再使用这两幅图像就可以合成纯水图像和纯脂肪图像。
下面，介绍本发明提供的方法的具体实施例，在该具体实施例中，以选择脂肪中氢原子核的纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻为例，在该第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻。
在本实施例中，基于脂肪氢原子核的纵向磁化量为0的第一反转恢复时刻，在该第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻TI1和第三反转恢复时刻TI2，选择的原则可以包括：
1)确定脂肪氢原子核在驰豫过程中纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻，确定方法与通常的方法相同，可以将该第一反转恢复时刻确定为ln2·T1f，其中T1f为脂肪中氢原子核的纵向驰豫时间。
2)在第1)中确定出的第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择本发明中的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，选择的原则包括：在第一反转恢复时刻的之前，随机选择第二反转恢复时刻TI1；在第一反转恢复时刻之后，使用确定的第二反转恢复时刻TI1确定第三反转恢复时刻TI2，使得在TI1和TI2时刻脂肪中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，而水中氢原子核的纵向磁化分量方向相同。
根据上述选择原则，本实施例中第二反转恢复时刻TI1和第三反转恢复时刻TI2的一种具体举例可以由下式表示：
TI1＝ln2·T1f-ΔT；
TI2=-ln2·T1f·ln(1-e-TI1/T1f).]]>
上述公式中的ΔT为可选大小的参量，可以选择小于ln2·T1f的任意值，具体可以根据实际应用情况进行选择，例如综合考虑成像时间、图像信噪比等因素之后确定。
3)在第二反转恢复时刻TI1和第三反转恢复时刻TI2，分别使用常规扫描序列激发被检体，经过常规成像方法获取两幅图像，这两幅图像都同时考虑水中和脂肪中氢原子核发送的回波信号，包括纯水图像和纯脂肪图像，相当于每幅图像都由纯水图像和纯脂肪图像叠加形成。如果使用纯水图像和纯脂肪图像表示上述获取的两幅图像，可以使用如下公式表示：
I1(x,y)=Iw(x,y)·(1-2e-TI1T1w)+If(x,y)·(1-2e-TI1T1f)]]>
I2(x,y)=Iw(x,y)·(1-2e-TI2T1w)+If(x,y)·(1-2e-TI2T1f).]]>
其中，I1(x，y)表示在TI1时刻获得的第一图像，I2(x，y)表示在TI2时刻获得的第二图像，Iw(x，y)表示纯水图像，T1w表示已知的水的驰豫时间，If(x，y)表示纯脂肪图像，T1f表示已知的脂肪中氢原子核的驰豫时间。
由上述第2)中的公式可以获知，If(x,y)·(1-2e-TI1T1f)=-If(x,y)·(1-2e-TI2T1f),]]>将该关系式带入上述I1(x，y)和I2(x，y)的公式中可以得到纯水图像Iw(x，y)和纯脂肪图像If(x，y)的公式如下：
Iw(x,y)=I2(x,y)+I1(x,y)2-2e-TI1T1w-2e-TI2T1w]]>
If(x,y)=I2(x,y)1-2·e-TI2T1f-I2(x,y)+I1(x,y)2-2e-TI1T1w-2e-TI2T1w·1-2·e-TI2T1w1-2·e-TI2T1f.]]>
通过上述第1)至第3)中的公式描述可以看出，在第二反转恢复时刻TI1和第三反转恢复时刻TI2，分别使用常规扫描序列激发被检体，经过常规成像方法得到同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像，使用这两幅图像就分别可以合成纯水图像和纯脂肪图像。
上述具体实施例以脂肪中氢原子核的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻为例，如果以水中氢原子核为例，分析方法仍然相同，只需将上述实施例具体公式中的T1f替换为T1w，将If(x，y)替换为Iw(x，y)即可。
本发明提供的方法取得了如下有益效果：
①纯水图像和纯脂肪图像的获取过程并不依赖于外在磁场，因此本发明的方法可以适用于各种外在磁场强度的系统，例如0.35T的低场系统也可以使用，同时对外在磁场的不均匀也不敏感。另外，如果采用绝热脉冲作为反转脉冲，本发明方法对射频场不均匀也不敏感。
②基于第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻分别得到了两幅图像，再使用这两幅图像合成纯水图像和纯脂肪图像，这两幅图像都同时考虑了水中和脂肪中氢原子核的回波信号，因此使得成像的信号源增多，成像的信号幅度增大，又由于噪声出现的随机性，在信号幅度增大的情况下，会提高成像的信噪比，从而提高图像的质量。
③相对于现有基于IR技术的水脂分离方法来说，可以同时获取纯水图像和纯脂肪图像，虽然在现有技术中三点Dixon方法也可以同时获得纯水图像和纯脂肪图像，但是使用本发明提供的方法无需向现有三点Dixon方法那样进行诸如对相位反缠绕、反复计算等复杂的计算过程，从而更加节省时间。
④虽然在本发明提供的方法中，需要基于第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻分别得到两幅图像，然后才能使用这两幅图像合成纯水图像和纯脂肪图像，扫描时间相对于现有基于IR技术的水脂分离方法稍长，但是基于上述第②点中的分析，使用本发明提供的方法可以获得更好的图像信噪比，如果使用现有基于IR技术的水脂分离方法，可能需要至少进行两次扫描获得至少两幅图像，再对获得的图像平均以获得较高的图像信噪比，因此从这个角度来看，本发明的方法并不会比现有基于IR技术的水脂分离方法耗费更多的扫描时间。
⑤第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻的选择方式，相比于现有基于IR结束的水脂分离方法中只能选择脂肪中氢原子核或水中氢原子核纵向磁化分量为0的时刻，该方式更加灵活。
基于上述介绍的本发明方法，介绍一个具体应用实例，假设被检体中包含三种物质，从上至下分别为纯水、食用油(相当于脂肪)和CuSO4水溶液，这三部分物质互不重叠。本应用实例的目的在于证明本发明方法可以正确的分离纯水图像与纯脂肪图像，被检体中的物质互不重叠的应用场景设置，仅仅是一种具体举例而并非限制本发明的范围。在实际的医疗应用中，人体中的水和脂肪组织将在很大程度上存在互相重叠的可能性，但这并不影像使用本发明方法实现水脂分离成像的目的。
在本应用实例中，常规扫描序列采用自旋回波(TSE，Turbo Spin Echo)序列，磁共振成像系统为0.35T的低场系统，对应脂肪中的氢原子核，第二反转恢复时刻选择60毫秒，第三反转恢复时刻选择160毫秒。图2a-图2d为本应用实例中的成像效果示意图，其中图2a和图2b分别示出了在第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻所获取的两幅图像，从上至下的三个影像分别为被检体中的纯水图像、纯脂肪图像和CuSO4水溶液图像。图2c和图2d分别示出了使用第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻获取的两幅图像，合成的纯水图像和纯脂肪图像，可以看出使用本发明的方法，能够正确分离纯水图像和纯脂肪图像，该分离对被检体中存在的驰豫时间不同于水和脂肪的其他物质(例如本应用实例中所例举的CuSO4水溶液)并不敏感。
在本发明的方法中，扫描序列还可以采用梯度回波(GRE，Gradient Echo)序列或者回波平面图像(EPI，Echo Planar Image)序列等等其他常规扫描序列。
其次，介绍本发明基于IR技术的水脂分离系统。
图3为本发明基于IR技术的水脂分离成像系统结构示意图，该系统包括：激发模块31、成像模块32和确定模块33。
确定模块33，用于将被检体的脂肪中氢原子核或水中氢原子核确定为反转恢复时刻所针对的对象，确定所述对象纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻；在所述第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择所述对象纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻。
激发模块31，用于在所述第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，分别使用扫描序列激发被检体。
成像模块32，用于在激发模块31于所述第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻分别激发被检体之后，获取同时包含纯水图像纯脂肪图像的两幅图像；使用获取的两幅图像进行合成，当所述合成消除两幅图像中包含的纯脂肪图像时获取一幅纯水图像，当所述合成消除两幅图像中包含的纯水图像时获取一幅纯脂肪图像。
本发明基于IR技术的水脂分离成像系统，由确定模块33针对脂肪中氢原子核或水中氢原子核选择两个反转恢复时刻，使得在这两个所选择的反转恢复时刻，脂肪中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，或者水中氢原子核的纵向磁化分量方向相反、幅度相同，并由激发模块31分别在所选择的两个反转恢复时刻激发被检体，由成像模块32分别获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像，这两幅图像中所包含的纯脂肪图像符号相反，或者所包含的纯水图像符号相反，因此使用获取的两幅图像合成纯水图像和纯脂肪图像。由于在所选择的两个反转恢复时刻获取的两幅图像同时包含了纯水图像和纯脂肪图像，即同时考虑了水信号和脂肪信号，使得成像的信号源增多，进而成像的信号幅度增大，又由于考虑噪声出现的随机性，可以得出在信号幅度增大的情况下，可以提高成像的信噪比，并且可以通过使用扫描序列激发被检体一次，再使用这两幅图像合成纯水图像和纯脂肪图像，就可以实现获得纯水图像和纯脂肪图像。
上述确定模块33还可以包括：第一确定单元331和第二确定单元332。
第一确定单元331，用于将被检体的脂肪中氢原子核或水中氢原子核确定为反转恢复时刻所针对的对象，确定所述对象纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻。
第二确定单元332，用于在所述第一反转恢复时刻之前，随机选择所述对象的第二反转恢复时刻；在所述第一反转恢复时刻之后，使用所述对象第二反转恢复时刻，确定所述对象的第三反转恢复时刻，使得在选择的第二反转恢复时刻和确定的第三反转恢复时刻，所述对象的纵向磁化分量方向相反、幅度相同。
将本发明提供的系统与通常所使用的磁共振系统相比，激发模块31可以使用射频发射线圈实现，成像模块32可以使用射频接收线圈和计算机成像单元实现。该系统可以按照本发明提供的方法流程进行工作，这里不再赘述。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。