專(zhuān)利名稱(chēng)：Mri中rf功率和rf場(chǎng)均勻性的同時(shí)優(yōu)化的制作方法
MRI中RF功率和RF場(chǎng)均勻性的同時(shí)優(yōu)化
下文涉及磁共振技術(shù)、醫(yī)療成像技術(shù)和相關(guān)技術(shù)。
可以利用靈敏度編碼(SENSE)或其他并行成像技術(shù)進(jìn)行磁共振(MR)成像。在一些并行成像技術(shù)中，使用多個(gè)射頻(RF)發(fā)射線圈，或者可以使用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)通道驅(qū)動(dòng)單個(gè) RF發(fā)射線圈。作為后一種布置的范例，可以利用I和Q通道的獨(dú)立射頻功率輸入驅(qū)動(dòng)具有 “I”和“Q”驅(qū)動(dòng)端口的鳥(niǎo)籠線圈。在這樣的多RF發(fā)射通道配置中，每個(gè)發(fā)射通道一般具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)幅度和相位，從而對(duì)于N個(gè)RF發(fā)射通道，有2N個(gè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。
為了校準(zhǔn)RF發(fā)射功率，利用多通道發(fā)射配置進(jìn)行一次或多次功率優(yōu)化采集。功率優(yōu)化采集用于將RF發(fā)射功率縮放到期望水平。功率優(yōu)化采集通常采用ID投影，其可以較快采集到并為用于RF發(fā)射功率優(yōu)化中提供平均RF發(fā)射場(chǎng)功率水平測(cè)度。
在一些情況下，修整多通道發(fā)射配置的RF發(fā)射通道以提供更均勻的RF發(fā)射場(chǎng)。在通常的方法中，采集B1圖并將其相對(duì)于B1發(fā)射場(chǎng)的均勻性進(jìn)行優(yōu)化。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為RF 發(fā)射場(chǎng)勻場(chǎng)。
現(xiàn)有的多通道RF發(fā)射準(zhǔn)備技術(shù)在RF發(fā)射功率方面提供了有限的精確度。因?yàn)镮D 投影提供了平均RF發(fā)射功率測(cè)度，所以它可能無(wú)法精確地測(cè)量感興趣位置處的RF發(fā)射功率，例如在心臟、腦部或作為成像目標(biāo)的其他器官上方的RF發(fā)射功率。在高磁場(chǎng)下，由于RF 波長(zhǎng)更短且空間非均勻性增強(qiáng)，這個(gè)問(wèn)題更加嚴(yán)重。在高磁場(chǎng)下，由于生物組織的電學(xué)性質(zhì)更加突出，患者負(fù)載效應(yīng)也更大。
下文提供了克服上述問(wèn)題和其他問(wèn)題的新的改進(jìn)型設(shè)備和方法。
根據(jù)公開(kāi)的一個(gè)方面，一種磁共振方法包括針對(duì)磁共振掃描器的多個(gè)射頻發(fā)射通道采集Bl圖；以及利用所采集的Bl圖針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道計(jì)算經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生既(i)相對(duì)于射頻發(fā)射場(chǎng)均勻性而經(jīng)勻場(chǎng)的又(ii)相對(duì)于射頻發(fā)射功率度量而經(jīng)優(yōu)化的射頻發(fā)射場(chǎng)；其中，所述計(jì)算是由數(shù)字處理器執(zhí)行的。
根據(jù)公開(kāi)的另一方面，公開(kāi)了一種磁共振系統(tǒng)，包括磁共振掃描器，其包括多個(gè)射頻發(fā)射通道；以及處理器，其配置成與所述磁共振掃描器協(xié)作執(zhí)行根據(jù)前一段所述的方法。
根據(jù)公開(kāi)的另一方面，一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)著可由數(shù)字處理器運(yùn)行以執(zhí)行包括如下操作的方法的指令利用對(duì)應(yīng)于多個(gè)射頻發(fā)射通道的Bl圖優(yōu)化針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道的相對(duì)幅度參數(shù)和相位參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的相對(duì)幅度參數(shù)和經(jīng)優(yōu)化的相位參數(shù)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生相對(duì)于射頻發(fā)射場(chǎng)均勻性而經(jīng)勻場(chǎng)的射頻發(fā)射場(chǎng)；以及利用Bl圖縮放相對(duì)幅度參數(shù)以產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的幅度和經(jīng)優(yōu)化的相位參數(shù)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生相對(duì)于射頻發(fā)射功率度量而經(jīng)優(yōu)化的射頻發(fā)射場(chǎng)。
根據(jù)公開(kāi)的另一方面，一種磁共振方法包括向磁共振掃描器中加載受檢者；在所述受檢者加載到所述磁共振掃描器的情況下，針對(duì)所述磁共振掃描器的多個(gè)射頻發(fā)射通道采集Bl圖；勻場(chǎng)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道并使用所采集的Bl圖針對(duì)經(jīng)勻場(chǎng)的多個(gè)射頻發(fā)射通道設(shè)置射頻發(fā)射功率，以針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)； 采集加載到所述磁共振掃描器中的所述受檢者的磁共振成像數(shù)據(jù)包括利用經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道來(lái)激勵(lì)磁共振；從所采集的磁共振成像數(shù)據(jù)產(chǎn)生重建圖像；以及顯示所述重建圖像。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供了更精確的射頻發(fā)射功率優(yōu)化。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于減少了 MR采集時(shí)間。
在閱讀并理解說(shuō)明書(shū)之后，其他優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。


圖1圖解示出了磁共振系統(tǒng)。
圖2和3圖解示出了由圖1的系統(tǒng)的射頻(RF)勻場(chǎng)和RF發(fā)射功率優(yōu)化模塊執(zhí)行的組合式RF勻場(chǎng)和RF發(fā)射功率調(diào)節(jié)。
參考圖1，磁共振(MR)掃描器10包括外殼12和MR受檢者加載系統(tǒng)14，其中所述外殼12容納或支持諸如產(chǎn)生靜(BO)磁場(chǎng)的主磁體和一組磁場(chǎng)梯度線圈的部件(未示出)， 而所述受檢者加載系統(tǒng)14例如是受檢者臥榻，其可以平移進(jìn)入和離開(kāi)成像區(qū)域，對(duì)于圖示的MR掃描器10而言，成像區(qū)域位于MR掃描器10的膛16之內(nèi)。圖示的磁共振掃描器10 是可從 Koninklijke Philips Electronics N. V.(荷蘭 Eindhoven)獲得的 Achieva MR 掃描器；不過(guò)，實(shí)際上可以采用任何MR掃描器。
如圖1中所示，提供了多個(gè)射頻(RF)發(fā)射通道20，其中圖解示出了 N個(gè)射頻發(fā)射通道20，N為大于或等于二的整數(shù)。多個(gè)射頻發(fā)射通道20可工作于多通道發(fā)射模式，以產(chǎn)生射頻發(fā)射場(chǎng)，有時(shí)表示為Bl發(fā)射場(chǎng)。Bl發(fā)射場(chǎng)的RF頻率優(yōu)選在磁共振頻率處或附近。 對(duì)于給定的靜(BO)磁場(chǎng)，磁共振頻率由靜磁場(chǎng)強(qiáng)度(|B0|)和陀螺測(cè)試常數(shù)(gyrometric constant, γ)之積給出，陀螺測(cè)試常數(shù)是要進(jìn)行核磁共振的原子核的屬性。
可以用多種方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)射頻發(fā)射通道20。例如，在一些實(shí)施例中，可以將多個(gè)射頻發(fā)射通道20實(shí)現(xiàn)為單個(gè)鳥(niǎo)籠型體積射頻線圈，其具有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的I和Q端口，使得針對(duì)這樣的實(shí)施例RF發(fā)射通道的數(shù)量N= 2。在其他實(shí)施例中，將多個(gè)射頻發(fā)射通道20實(shí)現(xiàn)為一組N個(gè)獨(dú)立的線圈元件，例如N個(gè)獨(dú)立的表面線圈或退化(degenerate)全身RF線圈的 N個(gè)解耦的桿或橫檔等。在這些實(shí)施例中，可以通過(guò)各種方式配置N個(gè)獨(dú)立的線圈元件，例如，配置成獨(dú)立容納的線圈元件，或電隔離但容納于公共外殼(例如，專(zhuān)用的N元件線圈陣列組件)中的線圈元件等。
此外，提供了一個(gè)或多個(gè)磁共振接收線圈。在一些實(shí)施例中，將多個(gè)RF發(fā)射通道 20中的一個(gè)、一些或全部RF發(fā)射通道配置為發(fā)射/接收線圈，將其適當(dāng)切換到接收模式以接收磁共振。在其他實(shí)施例中，提供獨(dú)立于多個(gè)RF發(fā)射通道20的一個(gè)或多個(gè)磁共振接收線圈(未示出)以執(zhí)行磁共振接收操作。
繼續(xù)參考圖1，MR系統(tǒng)還包括MR系統(tǒng)控制器和用戶(hù)接口模塊22，通過(guò)用戶(hù)接口模塊22，放射醫(yī)師或其他用戶(hù)能夠與MR掃描器10接口連接，讓MR掃描器10采集MR成像數(shù)據(jù)并執(zhí)行其他功能，例如經(jīng)由MR受檢者加載系統(tǒng)14自動(dòng)加載和卸載成像受檢者。
在典型的成像序列中，利用加載系統(tǒng)14將待成像的受檢者加載到膛16的成像區(qū)域中，在多通道發(fā)射模式中為多個(gè)RF發(fā)射通道20的RF發(fā)射通道加電，以在受檢者體內(nèi)激勵(lì)磁共振，在磁共振激勵(lì)之前、期間和/或之后操作磁場(chǎng)梯度線圈，以便對(duì)磁共振進(jìn)行空間限制和/或空間編碼或以其他方式操控，經(jīng)由MR接收線圈接收磁共振并在所采集的MR數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器M中存儲(chǔ)。由MR圖像重建模塊沈適當(dāng)?shù)刂亟ㄋ杉腗R數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一幅或多幅重建MR圖像，將圖像存儲(chǔ)在重建MR圖像存儲(chǔ)器觀中。重建模塊沈采用可與采集MR成像數(shù)據(jù)期間采用的空間編碼共同工作的重建算法。例如，如果利用笛卡爾編碼將MR成像數(shù)據(jù)采集為k空間樣本，那么可以由重建模塊沈適當(dāng)?shù)夭捎没诟道锶~變換的重建算法。
在這一例示性成像序列中，在多通道發(fā)射模式中為多個(gè)RF發(fā)射通道20的RF發(fā)射通道加電以在受檢者體內(nèi)激勵(lì)磁共振。在多通道發(fā)射模式中，在RF激勵(lì)幅度和相位上獨(dú)立控制每個(gè)RF發(fā)射通道。于是，對(duì)于N個(gè)RF通道，有2N個(gè)可獨(dú)立調(diào)節(jié)的參數(shù)。希望調(diào)節(jié)這 2N個(gè)參數(shù)以提供基本(空間)均勻的Bl發(fā)射場(chǎng)并提供期望射頻發(fā)射功率的Bl發(fā)射場(chǎng)。調(diào)節(jié)RF通道以提供基本均勻的Bl發(fā)射場(chǎng)被稱(chēng)為RF勻場(chǎng)。通常調(diào)節(jié)RF通道以提供期望的射頻發(fā)射功率，以在受檢者體內(nèi)提供期望的翻轉(zhuǎn)角，例如目標(biāo)90°的翻轉(zhuǎn)角，或限制比吸收率 (SAR)或另一種受檢者安全測(cè)度，等等。針對(duì)給定一組2N個(gè)多通道發(fā)射參數(shù)的Bl發(fā)射場(chǎng)的均勻性可能受到進(jìn)行成像的受檢者電學(xué)和/或磁化率性質(zhì)的顯著影響，使得“最佳”發(fā)射參數(shù)一般是受檢者特異性的。受檢者對(duì)Bl發(fā)射場(chǎng)的影響往往隨著靜(BO)磁場(chǎng)增大而增加。
繼續(xù)參考圖1，MR系統(tǒng)還包括RF勻場(chǎng)和RF發(fā)射功率優(yōu)化模塊30，其基于針對(duì)個(gè)體RF發(fā)射通道的所采集Bl圖優(yōu)化多個(gè)RF發(fā)射通道20的RF發(fā)射通道的RF幅度和相位。 優(yōu)選地，但未必一定為加載的受檢者采集利用的Bl圖，以便解釋對(duì)Bl發(fā)射場(chǎng)的上述受檢者加載效應(yīng)。在RF發(fā)射通道幅度和相位參數(shù)存儲(chǔ)器32中存儲(chǔ)經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位，供MR系統(tǒng)控制器和用戶(hù)接口模塊22在受檢者成像期間調(diào)出并使用。
由數(shù)字處理器40適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)處理模塊22、26、30，在圖1的例示性實(shí)施例中數(shù)字處理器40是計(jì)算機(jī)42的處理器。要理解的是，數(shù)字處理器40可以是多個(gè)處理器，例如對(duì)于多核微處理器、微處理器和協(xié)作圖形處理單元(GPU)或數(shù)學(xué)協(xié)處理器等情況而言。此外，可以通過(guò)其他方式配置數(shù)字處理器40，例如不是計(jì)算機(jī)一部分的專(zhuān)用處理器。再者，可以由不同處理器實(shí)現(xiàn)各處理模塊22、26、30和/或包括非數(shù)字處理器部件，例如，重建模塊沈可以包括模擬管道(pipeline)部件。MR系統(tǒng)控制器和用戶(hù)接口模塊22的用戶(hù)接口部件訪問(wèn)適當(dāng)?shù)挠脩?hù)接口硬件，例如圖示的計(jì)算機(jī)42的顯示器44，其用于顯示MR掃描器配置、重建圖像或提供其他用戶(hù)可察覺(jué)的輸出；以及圖示的計(jì)算機(jī)42的鍵盤(pán)46，其用于用戶(hù)輸入，或其他用戶(hù)輸入裝置，例如鼠標(biāo)、跟蹤球、觸敏屏等，用于接收用戶(hù)輸入。將各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件 24,28,32適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)42的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)，例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等。也可以由其他存儲(chǔ)介質(zhì)，例如可網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的圖片存檔及通信系統(tǒng)(PACS)、外部硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件對(duì)、28、32。
還要理解，可以由存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)各種處理模塊22、26、30，可以由圖示的計(jì)算機(jī)42的處理器40或另一處理器運(yùn)行指令，以執(zhí)行本文公開(kāi)的操作，包括模塊30執(zhí)行的操作，包括利用所采集的Bl圖為多個(gè)射頻發(fā)射通道20計(jì)算經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)， 以(i)勻場(chǎng)多通道RF發(fā)射場(chǎng)并(ii)優(yōu)化射頻發(fā)射功率。存儲(chǔ)這種指令的存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或其他磁存儲(chǔ)介質(zhì)、或光盤(pán)或其他光存儲(chǔ)媒體、或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、 只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃速存儲(chǔ)器或其他電子存儲(chǔ)介質(zhì)等。
參考圖2和3，描述了由RF勻場(chǎng)和RF發(fā)射功率優(yōu)化模塊30適當(dāng)執(zhí)行的優(yōu)化幅度和相位參數(shù)計(jì)算的例示性范例。本文公開(kāi)的方法利用所采集的針對(duì)RF發(fā)射通道的Bl圖既進(jìn)行勻場(chǎng)又進(jìn)行RF發(fā)射功率優(yōu)化。這樣避免了執(zhí)行額外的MR數(shù)據(jù)采集來(lái)測(cè)量和調(diào)節(jié)RF發(fā)射功率，并為選擇功率優(yōu)化中使用的射頻發(fā)射功率度量提供了靈活性。例如，射頻發(fā)射功率度量可以是感興趣區(qū)域(例如，在心臟成像的情況下，圍繞心臟)上的平均RF發(fā)射功率或可以是感興趣切片中的平均RF發(fā)射功率或可以是感興趣空間點(diǎn)處的RF發(fā)射功率。
圖2和3的例示性范例以采集針對(duì)每個(gè)RF發(fā)射通道的(復(fù)合)B1圖開(kāi)始。為此目的，在操作60中選擇要映射的RF發(fā)射通道。在操作62中，對(duì)于選定的RF發(fā)射通道，將幅度比例設(shè)置為1. 0，將相對(duì)相位設(shè)置為0°，將功率水平設(shè)置為校準(zhǔn)功率水平，本文表示為P O更一般地，在操作62中將這些參數(shù)設(shè)置成選定的校準(zhǔn)或參考水平，例如，想到采用除 0°之外的參考相對(duì)相位。在操作64中，對(duì)于除選定RF發(fā)射通道之外的所有RF發(fā)射通道而言，將幅度比例設(shè)置為0. 0，將功率水平設(shè)置為零。在操作68中，針對(duì)選定的RF發(fā)射通道采集Bl圖。換言之，在操作68中，僅從參數(shù)如下的選定通道利用發(fā)射采集Bl圖幅度比例 =ι. O ；相對(duì)相位=0° ；功率水平=Ρβ 6。循環(huán)或迭代操作70導(dǎo)致重復(fù)操作60、62、64、68 以選擇并映射多個(gè)RF發(fā)射通道20的每個(gè)RF發(fā)射通道，從而針對(duì)多個(gè)RF發(fā)射通道20產(chǎn)生一組(復(fù)合)B1圖72。
在針對(duì)Bl映射操作68的適當(dāng)方式中，采集感興趣切片或體積(優(yōu)選在被加載的成像受檢者內(nèi)部或與其重合)的二維或三維Bl圖。Bl映射可以適當(dāng)?shù)夭捎妙A(yù)定目標(biāo)Bl幅度(例如，幅度比例1.0)和RF功率(例如功率P·)的RF脈沖。功率水平P校準(zhǔn)可以是固定的，通常是小功率水平，任選地是通過(guò)傳統(tǒng)RF驅(qū)動(dòng)比例確定來(lái)導(dǎo)出的。Bl圖應(yīng)當(dāng)映射復(fù)合Bl值(亦即，包括相位信息的Bl值)并表示相對(duì)于目標(biāo)或標(biāo)稱(chēng)Bl值的實(shí)際Bl值或相對(duì)Bl值。針對(duì)給定RF發(fā)射通道的Bl圖表示該RF發(fā)射通道的實(shí)際發(fā)射靈敏度。
繼續(xù)參考圖2，一旦采集了針對(duì)多個(gè)RF發(fā)射通道20的該組Bl圖72，在計(jì)算操作 80中，利用所采集的Bl圖72為多個(gè)RF發(fā)射通道20計(jì)算優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)，以(i)勻場(chǎng)多通道RF發(fā)射場(chǎng)；并(ii)優(yōu)化射頻發(fā)射功率。
參考圖3，描述了實(shí)施計(jì)算操作80的例示性適當(dāng)處理。該例示性方法首先計(jì)算勻場(chǎng)以?xún)?yōu)化多通道RF發(fā)射場(chǎng)的空間均勻性，然后調(diào)節(jié)經(jīng)勻場(chǎng)的RF發(fā)射通道的幅度以達(dá)到期望的RF發(fā)射功率度量。圖3中實(shí)施的勻場(chǎng)是迭代式的，以操作82開(kāi)始，在操作82中，針對(duì)多個(gè)RF發(fā)射通道20的每個(gè)RF發(fā)射通道選擇初始幅度(或幅度比例)和相對(duì)相位。迭代地調(diào)節(jié)初始幅度和相位以迭代地改善Bl發(fā)射場(chǎng)的均勻性，因此，初始值一般不是關(guān)鍵的， 但使初始值接近最終的優(yōu)化值減少了迭代計(jì)算時(shí)間。在一些實(shí)施例中，針對(duì)所有RF發(fā)射通道將幅度比例=1.0和相對(duì)相位=0°用作初始值?；蛘?，如果有先驗(yàn)信息可用，可以將其用于在操作82中設(shè)置初始值。例如，可以將針對(duì)先前類(lèi)似受檢者(例如體重類(lèi)似，身體尺度類(lèi)似等)確定的優(yōu)化幅度和相位用作初始值。在操作84中，基于這些初始幅度和相位值調(diào)節(jié)Bl圖72?？梢酝ㄟ^(guò)將復(fù)合Bl值乘以初始幅度比例值并將Bl相位偏移初始相對(duì)相位值來(lái)逐個(gè)像素這樣做。然后在操作84中將這樣調(diào)節(jié)的Bl圖進(jìn)行組合以產(chǎn)生Bl圖，利用以操作82中選擇的初始參數(shù)操作的多個(gè)RF發(fā)射通道20在多通道發(fā)射模式中獲得Bl圖。
在操作88中，將利用在操作82中選擇的初始參數(shù)操作多個(gè)RF發(fā)射通道20在多通道發(fā)射模式中獲得的這一 Bl圖針對(duì)空間均勻性加以分析。操作88適當(dāng)?shù)夭捎冒?RF發(fā)射場(chǎng)均勻性的測(cè)度的品質(zhì)因數(shù)(figure of merit) 0在一些實(shí)施例中，將方差系數(shù) (coefficient of variance)用作測(cè)量RF發(fā)射場(chǎng)均勻性的品質(zhì)因數(shù)；不過(guò)，也可以采用其他均勻性品質(zhì)因數(shù)。如果操作88發(fā)現(xiàn)均勻性不令人滿意(例如，計(jì)算的方差品質(zhì)因數(shù)(variance figure ofmerit)大于可接受的最大方差閾值)，那么在操作90中，調(diào)節(jié)幅度 (或幅度比例)和相位，以改善品質(zhì)因數(shù)。操作90能夠采用任何適當(dāng)?shù)牡{(diào)節(jié)算法，例如計(jì)算相對(duì)于各種幅度和相位參數(shù)的方差偏導(dǎo)數(shù)并采用梯度下降改善步驟。處理然后返回到操作84，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的Bl圖，該經(jīng)調(diào)節(jié)的Bl圖是利用調(diào)節(jié)操作90調(diào)節(jié)的幅度和相位操作多個(gè)RF發(fā)射通道20在多通道發(fā)射模式下獲得的，在操作86中計(jì)算新的品質(zhì)因數(shù)，在操作88中將新的品質(zhì)因數(shù)與最大方差閾值或其他令人滿意的均勻性準(zhǔn)則進(jìn)行比較，迭代地繼續(xù)進(jìn)行，直到在操作88確定迭代調(diào)節(jié)的參數(shù)現(xiàn)在產(chǎn)生了空間均勻性令人滿意的多通道發(fā)射模式Bl圖。將這一最終的圖適當(dāng)?shù)匾暈榻?jīng)勻場(chǎng)的Bl圖92。
操作82、84、86、88、90實(shí)施的迭代勻場(chǎng)過(guò)程是例示性范例，可以采用其他勻場(chǎng)過(guò)程。通常，可以使用任何擬合方法，其確定最佳相對(duì)幅度和相位參數(shù)，通過(guò)其組合針對(duì)最小相對(duì)方差系數(shù)的(或由另一種均勻性?xún)?yōu)化準(zhǔn)則測(cè)量的)個(gè)體Bl圖72。也想到了 “暴力 (brute force)”法，其涉及到相繼迭代相位和幅度系數(shù)，同時(shí)測(cè)試組合的Bl圖的均勻性。
經(jīng)勻場(chǎng)的Bl圖92代表多個(gè)RF發(fā)射通道20施加勻場(chǎng)的多通道RF激勵(lì)時(shí)成像受檢者內(nèi)部會(huì)存在的經(jīng)勻場(chǎng)的Bl場(chǎng)。通過(guò)勻場(chǎng)操作82、84、86、88、90優(yōu)化的幅度是優(yōu)化的相對(duì)幅度，因?yàn)樗谴_定多通道發(fā)射模式中Bl發(fā)射場(chǎng)均勻性的優(yōu)化幅度彼此相對(duì)的值。因此， 勻場(chǎng)操作82、84、86、88、90輸出的優(yōu)化相對(duì)幅度(通常)不會(huì)提供任何特定的RF發(fā)射功率水平。不過(guò)，經(jīng)勻場(chǎng)的Bl圖92的有利性質(zhì)在于，值可以與用于實(shí)現(xiàn)期望Bl幅度(或者等價(jià)地，用于實(shí)現(xiàn)期望的RF發(fā)射功率水平)的個(gè)體通道功率和相位直接相關(guān)。
因此，使用經(jīng)勻場(chǎng)的Bl圖92，通過(guò)如下方式導(dǎo)出RF功率水平(亦即，驅(qū)動(dòng)比例) 將用于采集個(gè)體通道Bl圖的已知功率水平直接與使用從勻場(chǎng)分析(操作82、84、86、88、90) 導(dǎo)出的勻場(chǎng)系數(shù)在校正之后獲得的Bl場(chǎng)分布和幅度相關(guān)。這樣確保了在利用為提供最均勻激勵(lì)而確定的相位和幅度系數(shù)驅(qū)動(dòng)個(gè)體RF通道時(shí)，準(zhǔn)確地獲得了目標(biāo)Bl場(chǎng)。為此目的， 在操作94中針對(duì)經(jīng)勻場(chǎng)的Bl圖92計(jì)算RF發(fā)射功率度量。RF發(fā)射功率度量例如可以是 ⑴感興趣區(qū)域中的平均RF發(fā)射功率；(ii)感興趣切片中的平均RF發(fā)射功率；(iii)感興趣空間點(diǎn)處的RF發(fā)射功率；等等。因?yàn)橛型暾囊褎驁?chǎng)Bl圖92可用于供操作94處理，所以在選擇適于感興趣成像任務(wù)的RF發(fā)射功率度量時(shí)有顯著的靈活性。例如，如果在圖像中心具有90°翻轉(zhuǎn)角是重要的，那么RF發(fā)射功率度量可以是成像體積中心處的RF發(fā)射功率。 為了對(duì)切片成像，RF發(fā)射功率度量的選擇可以是切片上的平均RF發(fā)射功率。
將操作94確定的RF發(fā)射功率度量與用于RF發(fā)射功率度量的期望值比較以在操作96中確定功率比例因子，將用于RF發(fā)射通道的已勻場(chǎng)幅度縮放該功率比例因子以到達(dá)優(yōu)化幅度和相位98，用于實(shí)現(xiàn)RF勻場(chǎng)和期望的RF發(fā)射功率。例如，如果將操作94確定的 RF發(fā)射功率度量表示為(幅度單位)Blmeas,將針對(duì)RF發(fā)射功率度量的期望值表示為(再次為幅度單位)Bltogrt，那么比例因子為Blta,grt/Bl_s。然后將幅度適當(dāng)?shù)乜s放這個(gè)比例因子。在執(zhí)行這種調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)當(dāng)指出，這里的RF發(fā)射功率度量選擇是幅度單位，因此將幅度縮放比例因子(Bltoget/Blmeas)獲得對(duì)應(yīng)的RF發(fā)射功率縮放因子(Bltoget/Blmeas)2。RF發(fā)射功率度量的選擇也可以是幅度單位或功率單位。使用功率單位范例，如果將操作94確定的 RF發(fā)射功率度量表示為(功率單位)Plmeas,將針對(duì)RF發(fā)射功率度量的期望值表示為(功率單位)Pita_，那么針對(duì)幅度的比例因子為(Pita_/P!_s)1/2，對(duì)應(yīng)的RF發(fā)射功率被縮放/P1 )target' 1 丄meas/ °
在圖3的實(shí)施例中，首先由例示性操作82、84、86、88、90執(zhí)行勻場(chǎng)，隨后是操作94、 96,98執(zhí)行的RF發(fā)射功率優(yōu)化，勻場(chǎng)和RF發(fā)射功率優(yōu)化都使用所采集的Bl圖72。
在其他實(shí)施例中，可以在單個(gè)過(guò)程中，再次使用所采集的Bl圖，同時(shí)執(zhí)行勻場(chǎng)和 RF發(fā)射功率優(yōu)化。例如，在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，修改判定塊88中采用的品質(zhì)因數(shù)，使其成為組合如下兩項(xiàng)的品質(zhì)因數(shù)(i)RF發(fā)射場(chǎng)均勻性的測(cè)度(例如方差系數(shù))和(ii)RF發(fā)射場(chǎng)功率的測(cè)度(例如感興趣切片或區(qū)域上的平均Bl場(chǎng))。在這樣的實(shí)施例中，例如，品質(zhì)因數(shù)可以是⑴方差系數(shù)和(ii) (Bltawt-BlmeJ2項(xiàng)的加權(quán)和，所述(Bltoget-Blmeas)2項(xiàng)比較RF 發(fā)射場(chǎng)功率(Bl_s)的測(cè)度與目標(biāo)RF發(fā)射場(chǎng)功率(Bltogrt)。利用這個(gè)修改的品質(zhì)因數(shù)，迭代操作82、84、86、88、90能夠同時(shí)執(zhí)行勻場(chǎng)(通過(guò)優(yōu)化方差系數(shù)項(xiàng))和RF發(fā)射功率(通過(guò)優(yōu)化(Bltawt-Blnreas)2項(xiàng))，兩項(xiàng)之間的加權(quán)選擇哪個(gè)方面(場(chǎng)均勻性或RF發(fā)射功率優(yōu)化) 支配優(yōu)化。在本實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)厥÷圆僮?4、96、98，因?yàn)榻?jīng)修改的品質(zhì)因數(shù)確保優(yōu)化操作 82、84、86、88、90優(yōu)化了 RF發(fā)射功率度量。
在圖2的Bl映射方法中，通過(guò)在Bl映射序列中單獨(dú)操作每個(gè)RF發(fā)射通道來(lái)采集針對(duì)該通道的Bl圖。不過(guò)，可以使用其他Bl映射方法來(lái)產(chǎn)生該組Bl圖72。例如，可以使用除一個(gè)以外所有(all-but-one)的映射方法，其中(例如)在每個(gè)Bl映射采集中，對(duì)除一個(gè)通道之外的所有通道加電，將Bl映射采集重復(fù)多次(等于RF發(fā)射通道20的數(shù)量N)， 不同通道不在每次被加電。在除一個(gè)以外所有的方法中，一開(kāi)始可以針對(duì)正交激勵(lì)固定每個(gè)通道的相對(duì)相位，后繼的Bl圖采集將不同通道的幅度設(shè)置為零。這種方法的變化也是適當(dāng)?shù)模渲欣霉潭ǖ年P(guān)系為不同組RF發(fā)射通道加電，每次采集Bl圖都變更關(guān)系，直到已經(jīng)采集了與獨(dú)立RF發(fā)射通道一樣多的Bl圖為止。為了將Bl映射數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于N個(gè)通道的該組Bl圖72，將物理通道映射到虛擬通道(從元件組合構(gòu)造)。這樣的除一個(gè)以外所有的或其他組合映射流程能夠增強(qiáng)Bl映射過(guò)程的魯棒性，并能夠加快擬合流程。
本申請(qǐng)已經(jīng)描述了一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。他人在閱讀并理解說(shuō)明書(shū)之后可能想到修改和變更。應(yīng)當(dāng)將本申請(qǐng)解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們?cè)跈?quán)利要求書(shū)或其等價(jià)要件的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁共振方法，包括針對(duì)磁共振掃描器(10)的多個(gè)射頻發(fā)射通道00)采集B1圖(72)；以及利用所采集的B1圖針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道計(jì)算經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)，使得利用所述經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生既(i)相對(duì)于射頻發(fā)射場(chǎng)均勻性而經(jīng)勻場(chǎng)的又(ii)相對(duì)于射頻發(fā)射功率度量而經(jīng)優(yōu)化的射頻發(fā)射場(chǎng)；其中，所述計(jì)算是由數(shù)字處理器GO)執(zhí)行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振方法，還包括在采集所述A圖之前，將受檢者加載到所述磁共振掃描器(10)中，使得在所述受檢者加載到所述磁共振掃描器中的情況下采集所述B1圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振方法，還包括利用通過(guò)用所述經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道O0)而執(zhí)行的磁共振激勵(lì)采集加載到所述磁共振掃描器(10)中的所述受檢者的磁共振成像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振方法，還包括重建所采集的磁共振成像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生所述受檢者的重建圖像；以及在顯示器G4)上顯示所述重建圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，采集所述B1圖(7 包括(a)在僅有所述多個(gè)射頻發(fā)射通道O0)中的選定射頻發(fā)射通道工作的情況下，針對(duì)所述選定射頻發(fā)射通道采集B1圖；以及(b)針對(duì)從所述多個(gè)射頻發(fā)射通道的選定的不同選擇重復(fù)采集操作(a)，直到針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道的每個(gè)射頻發(fā)射通道都采集了 B1圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，采集所述B1圖(7 采用除一個(gè)以外所有的映射流程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，所述計(jì)算包括利用所采集的B1圖(7 優(yōu)化相位參數(shù)和相對(duì)幅度參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的相位參數(shù)和經(jīng)優(yōu)化的相對(duì)幅度參數(shù)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道OO)產(chǎn)生相對(duì)于射頻發(fā)射場(chǎng)均勻性而經(jīng)勻場(chǎng)的射頻發(fā)射場(chǎng)(9 ；以及利用所采集的B1圖縮放經(jīng)優(yōu)化的相對(duì)幅度參數(shù)以產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生相對(duì)于射頻發(fā)射功率度量而經(jīng)優(yōu)化的射頻發(fā)射場(chǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，所述射頻發(fā)射功率度量是從如下項(xiàng)構(gòu)成的組中選擇的(i)感興趣區(qū)域中的平均射頻發(fā)射功率、(ii)感興趣切片中的平均射頻發(fā)射功率和(iii)感興趣空間點(diǎn)處的射頻發(fā)射功率。
9.一種磁共振系統(tǒng)，包括磁共振掃描器(10)，其包括多個(gè)射頻發(fā)射通道OO)；以及處理器(40)，其配置成與所述磁共振掃描器協(xié)作執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的方法。
10.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)著能夠由數(shù)字處理器GO)運(yùn)行以執(zhí)行包括如下操作的方法的指令利用對(duì)應(yīng)于多個(gè)射頻發(fā)射通道Co)的&圖m優(yōu)化針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道的相對(duì)幅度參數(shù)和相位參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的相對(duì)幅度參數(shù)和經(jīng)優(yōu)化的相位參數(shù)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生相對(duì)于射頻發(fā)射場(chǎng)均勻性而經(jīng)勻場(chǎng)的射頻發(fā)射場(chǎng)；以及利用所述B1圖縮放所述相對(duì)幅度參數(shù)以產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度參數(shù)，使得利用經(jīng)優(yōu)化的幅度參數(shù)和經(jīng)優(yōu)化的相位參數(shù)(98)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生相對(duì)于射頻發(fā)射功率度量而經(jīng)優(yōu)化的射頻發(fā)射場(chǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述優(yōu)化和縮放是作為獨(dú)立操作執(zhí)行的， 其中在所述優(yōu)化之后執(zhí)行所述縮放。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述優(yōu)化和縮放是作為相對(duì)于品質(zhì)因數(shù)的迭代優(yōu)化共同執(zhí)行的，所述品質(zhì)因數(shù)組合了射頻發(fā)射場(chǎng)均勻性測(cè)度和所述射頻發(fā)射功率度量。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中的任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令能夠由數(shù)字處理器GO)進(jìn)一步運(yùn)行以執(zhí)行包括如下操作的方法使磁共振掃描器(10)利用所述多個(gè)射頻發(fā)射通道O0)采集所述B1圖(72)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令能夠由數(shù)字處理器00)進(jìn)一步運(yùn)行以執(zhí)行包括如下操作的方法使所述磁共振掃描器(10)采集磁共振成像數(shù)據(jù)包括利用所述經(jīng)優(yōu)化的幅度參數(shù)和經(jīng)優(yōu)化的相位參數(shù)(98)在多通道發(fā)射模式中共同操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道00)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所存儲(chǔ)的指令能夠由數(shù)字處理器00)進(jìn)一步運(yùn)行以執(zhí)行包括如下操作的方法重建所采集的磁共振成像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生磁共振圖像。
16.一種磁共振方法，包括向磁共振掃描器(10)中加載受檢者；在所述受檢者加載到所述磁共振掃描器的情況下，針對(duì)所述磁共振掃描器的多個(gè)射頻發(fā)射通道(20)采集B1圖(72)；勻場(chǎng)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道并使用所采集的B1圖針對(duì)經(jīng)勻場(chǎng)的多個(gè)射頻發(fā)射通道設(shè)置射頻發(fā)射功率，以針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)；采集加載到所述磁共振掃描器中的所述受檢者的磁共振成像數(shù)據(jù)包括利用經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道來(lái)激勵(lì)磁共振；從所采集的磁共振成像數(shù)據(jù)產(chǎn)生重建圖像；以及顯示所述重建圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的磁共振方法，其中，所述多個(gè)射頻發(fā)射通道O0)包括N個(gè)射頻發(fā)射通道，并且針對(duì)所述磁共振掃描器(10)的多個(gè)射頻發(fā)射通道采集B1圖(72)包括采集與所述N個(gè)射頻發(fā)射通道對(duì)應(yīng)的Nf B1圖。
18.根據(jù)權(quán)利要求16-17中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，進(jìn)行勻場(chǎng)和設(shè)置以針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道O0)產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)包括利用所采集的B1圖勻場(chǎng)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道；以及在所述勻場(chǎng)之后，利用所采集的B1圖針對(duì)經(jīng)勻場(chǎng)的多個(gè)射頻發(fā)射通道設(shè)置所述射頻發(fā)射功率以產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-17中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，進(jìn)行勻場(chǎng)和設(shè)置以針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道00)產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)包括相對(duì)于品質(zhì)因數(shù)優(yōu)化所述幅度和相位參數(shù)，所述品質(zhì)因數(shù)組合了(i)射頻發(fā)射場(chǎng)場(chǎng)均勻性的測(cè)度和(ii)所述射頻發(fā)射場(chǎng)功率的測(cè)度。
20.根據(jù)權(quán)利要求16-19中的任一項(xiàng)所述的磁共振方法，其中，進(jìn)行勻場(chǎng)和設(shè)置以針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道00)產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)包括基于從如下項(xiàng)構(gòu)成的組中選擇的射頻發(fā)射功率度量，利用所采集的B1圖(72)針對(duì)經(jīng)勻場(chǎng)的多個(gè)射頻發(fā)射通道設(shè)置所述射頻發(fā)射功率(i)感興趣區(qū)域中的平均射頻發(fā)射功率、(ii)感興趣切片中的平均射頻發(fā)射功率和(iii)感興趣空間點(diǎn)處的射頻發(fā)射功率。
全文摘要
一種磁共振方法，包括向磁共振掃描器中加載受檢者；在所述受檢者加載到所述磁共振掃描器的情況下，針對(duì)所述磁共振掃描器的多個(gè)射頻發(fā)射通道采集B1圖(72)；勻場(chǎng)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道并使用所采集的B1圖針對(duì)經(jīng)勻場(chǎng)的多個(gè)射頻發(fā)射通道設(shè)置射頻發(fā)射功率，以針對(duì)所述多個(gè)射頻發(fā)射通道產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)(98)；采集加載到所述磁共振掃描器中的所述受檢者的磁共振成像數(shù)據(jù)包括利用經(jīng)優(yōu)化的幅度和相位參數(shù)操作所述多個(gè)射頻發(fā)射通道來(lái)激勵(lì)磁共振；從所采集的磁共振成像數(shù)據(jù)產(chǎn)生重建圖像；以及顯示所述重建圖像。
文檔編號(hào)G01R33/58GK102498411SQ201080041040
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者F·J·M·本沙奧普, P·R·哈維, R·F·J·霍爾特輝澤恩, W·M·普林斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司