降低磁共振系统中的声学噪声的脉冲序列生成系统和方法技术方案

本发明专利技术题为“降低磁共振系统中的声学噪声的脉冲序列生成系统和方法”。本发明专利技术公开了用于磁共振成像(MRI)系统的脉冲序列生成计算设备，该设备包括与存储器设备通信的处理器。该处理器被编程为：接收包括多个梯度脉冲的脉冲序列，并且提供对应于声学噪声降低水平的脉冲序列阈值函数。针对脉冲序列中的每个梯度脉冲，该处理器被编程为：确定梯度脉冲的振幅和转换速率，确定梯度脉冲的阈值振幅和阈值转换速率，并且将所确定的振幅和转换速率与阈值振幅和阈值转换速率进行比较。如果所确定的振幅或转换速率超过阈值振幅或阈值转换速率，则处理器将梯度脉冲的振幅和转换速率中的至少一者调整到如由脉冲序列阈值函数限定的振幅和转换速率。转换速率。转换速率。

【技术实现步骤摘要】
降低磁共振系统中的声学噪声的脉冲序列生成系统和方法
[0001]关于联邦政府资助研究与开发的声明
[0002]本公开是在政府支持下根据由美国国防部国会指导的医学研究计划(the Department of Defense under the Congressionally Directed Medical Research Program)授予的合同号W81XWH
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0054进行的。政府拥有专利技术的某些权利。

技术介绍

[0003]本公开的领域整体涉及在磁共振(MR)系统中生成脉冲序列的系统和方法，并且更具体地涉及降低MR系统中的声学噪声的系统和方法。
[0004]MR成像(MRI)已证明可用于许多疾病的诊断。MRI提供不能容易地通过其他成像模态诸如计算机断层摄影(CT)成像的软组织、异常组织(诸如肿瘤)和其他结构的详细图像。此外，MRI在不将患者暴露于在模态诸如CT和X射线中经历的电离辐射的情况下操作。
[0005]在MR成像中，声学噪声影响患者和操作者安全性。声学噪声导致主磁场和在梯度系统中承载时变电流的导体之间的洛伦兹力(Lorenzforce)。交互作用引起产生声压波的振动，如果不加以控制或缓解，声压波可能是有害的。

技术实现思路

[0006]在一个方面，提供了一种用于磁共振成像(MRI)系统的脉冲序列生成计算设备。该脉冲序列生成计算设备包括与至少一个存储器设备通信的至少一个处理器。该至少一个处理器被编程为接收包括多个梯度脉冲的脉冲序列，并且提供与通过切换MRI系统中的梯度产生的声学噪声的声学噪声降低水平相对应的脉冲序列阈值函数。该脉冲序列阈值函数指示梯度脉冲的多个阈值振幅和梯度脉冲的多个阈值转换速率，每个阈值转换速率与多个阈值振幅中的一个阈值振幅相关联。针对脉冲序列中的每个梯度脉冲，该至少一个处理器被进一步编程为确定梯度脉冲的振幅和梯度脉冲的转换速率，确定对应于所确定的转换速率的阈值振幅和对应于所确定的振幅的阈值转换速率，将所确定的振幅与阈值振幅进行比较并且将所确定的转换速率与阈值转换速率，并且如果所确定的振幅超过振幅阈值或所确定的转换速率超过转换速率阈值，则该至少一个处理器被进一步配置为通过将梯度脉冲的振幅和转换速率中的至少一者调整到如由脉冲序列阈值函数限定的转换速率来修改梯度脉冲。
[0007]在另一个方面中，提供了一种在磁共振成像(MRI)系统中生成脉冲序列的计算机实现的方法。该方法包括：接收包括多个梯度脉冲的脉冲序列，以及提供与通过切换MRI系统中的梯度产生的声学噪声的声学噪声降低水平相对应的脉冲序列阈值函数。该脉冲序列阈值函数指示该梯度脉冲的多个阈值振幅和该梯度脉冲的多个阈值转换速率，每个阈值转换速率与多个阈值振幅中的一个阈值振幅相关联。该方法还包括：针对脉冲序列中的每个梯度脉冲，确定梯度脉冲的振幅和梯度脉冲的转换速率；确定对应于所确定的转换速率的阈值振幅和对应于所确定的振幅的阈值转换速率；将所确定的振幅与阈值振幅进行比较并且将所确定的转换速率与阈值转换速率进行比较；以及如果所确定的振幅超过振幅阈值或
所确定的转换速率超过转换速率阈值，则通过将梯度脉冲的振幅和转换速率中的至少一者调整到如由脉冲序列阈值函数限定的振幅和转换速率来修改梯度脉冲。该方法还包括使由MRI系统生成所修改的脉冲序列。
[0008]在又另一方面，提供了一种用于磁共振成像(MRI)系统的脉冲序列生成计算设备。该脉冲序列生成计算设备包括与至少一个存储器设备通信的至少一个处理器。该至少一个处理器被编程为接收包括多个梯度脉冲的脉冲序列，并且提供与通过切换MRI系统中的梯度产生的声学噪声的声学噪声降低水平相对应的脉冲序列阈值函数。该脉冲序列阈值函数指示梯度脉冲的多个阈值振幅和梯度脉冲的多个阈值转换速率，每个阈值转换速率与多个阈值振幅中的一个阈值振幅相关联。针对脉冲序列中的至少一个梯度脉冲，该至少一个处理器被进一步编程为确定梯度脉冲的振幅和梯度脉冲的转换速率，确定对应于所确定的转换速率的阈值振幅和对应于所确定的振幅的阈值转换速率，将所确定的振幅与阈值振幅进行比较并且将所确定的转换速率与阈值转换速率，并且如果所确定的振幅超过振幅阈值或所确定的转换速率超过转换速率阈值，则该至少一个处理器被进一步配置为通过将梯度脉冲的振幅和转换速率中的至少一者调整到如由脉冲序列阈值函数限定的转换速率来修改梯度脉冲。
附图说明
[0009]图1是示例性磁共振成像(MRI)系统的示意图。
[0010]图2是用于与图1所示的MRI系统一起使用的示例性脉冲序列。
[0011]图3是图2所示的脉冲序列的示例性梯度脉冲。
[0012]图4是生成脉冲序列的示例性方法的流程图。
[0013]图5是示出用于图4所示的方法的示例性脉冲序列阈值函数的曲线图。
[0014]图6是使用图4所示的方法导出的脉冲序列的等效连续声学噪声级的图。
[0015]图7是使用图4所示的方法导出的脉冲序列的峰值声学噪声级的图。
[0016]图8是示例性计算设备的框图。
具体实施方式
[0017]本公开包括在磁共振(MR)系统中使用脉冲序列阈值函数生成脉冲序列的系统和方法，该脉冲序列阈值函数可使用配置变量来调整。脉冲序列阈值函数指示梯度脉冲的多个阈值梯度振幅和梯度脉冲或波形的多个阈值转换速率，每个阈值转换速率与多个阈值梯度振幅中的一个阈值梯度振幅相关联。本文所公开的系统和方法通过将梯度脉冲或波形特性诸如脉冲振幅和转换速率的降额调制到根据脉冲序列阈值函数的单独脉冲或波形的脉冲特性来提供MR系统中的声学噪声降低。与其中全局设置静态脉冲特性阈值的一般降额相反，脉冲序列阈值功能的使用允许主动或动态降额方案，其中可为任何单独脉冲或波形提供和选择多个阈值以实现期望的脉冲或波形特性和MR系统中的所需声学噪声较低级别。因此，根据阈值函数单独调整每个脉冲或波形或多个脉冲或波形，其中每个脉冲或波形或一组脉冲或波形具有不同的梯度脉冲或波形上升时间和振幅特性。梯度脉冲或波形上升时间和振幅值与阈值函数一致。MR成像(MRI)脉冲序列作为示例被示出。本文所述的系统和方法也可应用于其他MR脉冲序列诸如MR光谱的脉冲序列。方法方面在以下描述中部分将是显而
易见的并且部分将明确地讨论。
[0018]在磁共振成像(MRI)中，将受检者置于磁体中。如本文所用，受检者是人类、动物、体模或由MR系统扫描的任何对象。当受检者处于由磁体生成的磁场中时，核诸如质子的磁矩尝试与磁场对准，但在核的拉莫尔频率下以随机顺序围绕磁场进动。磁体的磁场被称为B0并且在纵向或z方向上延伸。在采集MRI图像的过程中，处于x
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y平面中且接近拉莫尔频率的磁场(称为激励场B1)由射频(RF)线圈生成，并且可用于将核的净磁矩Mz从z方向朝横向或x
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y平面旋转或“倾斜”。在激励信号B1终止之后，核发射信号，该信号被称为MR信号。为了使用MR信号来生成受检者的图像，使用磁场梯度脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于磁共振成像(MRI)系统的脉冲序列生成计算设备，所述脉冲序列生成计算设备包括与至少一个存储器设备通信的至少一个处理器，并且所述至少一个处理器被编程为：接收包括多个梯度脉冲的脉冲序列；提供与通过切换所述MRI系统中的梯度产生的声学噪声的声学噪声降低水平相对应的脉冲序列阈值函数，所述脉冲序列阈值函数指示所述梯度脉冲的多个阈值振幅和所述梯度脉冲的多个阈值转换速率，每个阈值转换速率与所述多个阈值振幅中的一个阈值振幅相关联；针对所述脉冲序列中的每个梯度脉冲，确定所述梯度脉冲的振幅和所述梯度脉冲的转换速率；确定对应于所确定的转换速率的阈值振幅和对应于所确定的振幅的阈值转换速率；将所确定的振幅与所述阈值振幅进行比较并且将所确定的转换速率与所述阈值转换速率进行比较；并且所述至少一个处理器被配置为：如果所确定的振幅超过所述振幅阈值或所确定的转换速率超过所述转换速率阈值，则通过将所述梯度脉冲的所述振幅和所述转换速率中的至少一者调整到如由所述脉冲序列阈值函数限定的振幅和转换速率来修改所述梯度脉冲。2.根据权利要求1所述的计算设备，其中所述至少一个处理器被进一步配置为通过以下方式来修改所述梯度脉冲：维持所述振幅处于所确定的振幅；以及将所述转换速率调整为小于或等于对应于所确定的振幅的所述阈值转换速率。3.根据权利要求1所述的计算设备，其中所述至少一个处理器被进一步配置为通过以下方式来修改所述梯度脉冲：维持所述转换速率处于所确定的转换速率；以及将所述振幅调整为小于或等于对应于所确定的转换速率的所述阈值振幅。4.根据权利要求1所述的计算设备，其中所述至少一个处理器被进一步配置为通过以下方式来修改所述脉冲序列中的每个梯度脉冲：将所述振幅调整到在所确定的振幅和所述阈值振幅之间的范围内选择的振幅；以及将所述转换速率调整到对应于所调整的振幅并且由所述脉冲序列阈值函数确定的转换速率。5.根据权利要求1所述的计算设备，其中所述至少一个处理器被进一步配置为通过以下方式来修改所述脉冲序列中的每个梯度脉冲：将所述转换速率调整到在所确定的转换速率之间选择的转换速率；以及将所述振幅调整到对应于所调整的转换速率并且由所述脉冲序列阈值函数确定的振幅。6.根据权利要求1所述的计算设备，其中所述阈值振幅由所述脉冲序列阈值函数作为所述梯度脉冲的上升时间的线性函数来提供，并且其中所述至少一个处理器被进一步配置为：选择所述MRI系统的第一声学噪声阈值；并且基于所选择的第一声学噪声阈值确定所述脉冲序列阈值函数的第一斜率系数α和第一
截距系数β。7.根据权利要求6所述的计算设备，其中所述第一斜率系数α介于1特斯拉/米/秒和300特斯拉/米/秒之间。8.根据权利要求6所述的计算设备，其中所述第一截距系数β介于0.001特斯拉/米和1.0特斯拉/米之间。9.根据权利要求6所述的计算设备，其中所述第一声学噪声阈值基于第一MRI应用来选择，并且其中所述处理器被进一步编程为确定与第二MRI应用的第二声学噪声阈值相关联的第二斜率系数α和第二截距系数β。10.根据权利要求9所述的计算设备，其中所述第二MRI应用是睡眠研究，所述第二声学噪声阈值小于所述第一声学噪声阈值，并且其中所述第二斜率系数α和所述第二截距系数β各自分别小于所述第一斜率系数α和所述第一截距系数β，并且其中所述第二声学噪声阈值介于70分贝和80分贝之间。11.根据权利要求1所述的计算设备，其中所述至少一个处理器被进一步配置为使由所述MRI系统生成所修改的脉冲序列。12.一种在磁共振成像(MRI)...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：通用电气精准医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：