一种磁共振成像的动态匀场系统技术方案

一种磁共振成像的动态匀场系统，包括线圈和磁体部分、匀场电源、控制系统和计算机，通过补偿算法在每次成像序列工作前进行预扫描，根据不同成像序列参数和被扫描样品及环境变化，通过运算迭代，在扫描序列整个过程中的不同时刻，为每一个匀场线圈设置差异化的控制电流，通过控制系统和匀场电源输入至匀场线圈。本系统在磁共振成像序列扫描过程中，根据所选序列、被测样品、射频场、梯度场等因素的变化，对磁场进行实时动态的补偿，保持磁场的均匀一致，提高成像质量。提高成像质量。提高成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振成像的动态匀场系统


[0001]本专利技术涉及磁共振成像，具体涉及一种磁共振成像的动态匀场系统。

技术介绍

[0002]超高场磁共振成像系统对磁场均匀性要求极高，位于磁场中的任何材料，包括被测样品本身和样品支架等都会对磁场产生细微的影响，从而降低磁场均匀性和成像质量。目前的磁共振大多配备静态匀场系统，即在成像序列扫描前，对匀场线圈进行固定值设置，该固定值在扫描过程中不再进行修改。然而，在序列扫描过程中，由于梯度场和射频场的变化、以及样品的运动等，预设的静态磁场无法补偿这些动态的变化，导致磁场均匀性下降，成像质量下降。

技术实现思路

[0003]为了解决超高场磁共振成像系统对磁场均匀性要求极高的问题，本专利技术提出一种磁共振成像的动态匀场系统，在磁共振成像序列扫描过程中，根据所选序列、被测样品、射频场、梯度场等因素的变化，对磁场进行实时动态的补偿，保持磁场的均匀一致，提高成像质量。
[0004]一种磁共振成像的动态匀场系统，包括线圈和磁体部分、匀场电源、控制系统和计算机；线圈和磁体部分包括由内至外依次设置的射频线圈、匀场线圈、梯度线圈、超导磁体，被测样品置于射频线圈内部；匀场电源发出实时变化的控制电流，电流通过匀场线圈，产生动态匀场；控制系统根据成像序列产生实时变化的控制指令，控制匀场电源工作；计算机通过补偿算法在每次成像序列工作前进行预扫描，根据不同成像序列参数和被扫描样品及环境变化，通过运算迭代，在扫描序列整个过程中的不同时刻，为每一个匀场线圈设置差异化的控制电流，通过控制系统和匀场电源输入至匀场线圈。
[0005]进一步地，补偿算法在扫描前计算获得校正序列波形。
[0006]进一步地，校正序列是在正常成像序列之外，额外增加的动态匀场序列，校正序列与成像序列同步。
[0007]进一步地，校正序列在正式扫描过程中，通过控制系统实时动态地改变匀场线圈中的电流，从而达到动态的匀场效果。
[0008]进一步地，成像扫描时，首先放置被测样品至磁场中心；然后进行定位扫描，选择成像序列、成像范围并配置序列参数。
[0009]进一步地，结合选中的扫描序列、成像范围和参数将生成特定的实时梯度和射频序列。
[0010]进一步地，在正式扫描前，进行预扫描，通过补偿算法，对上述由于梯度和射频变化产生的磁场不均匀性进行实时修正计算，通过多次迭代获得最终结果；由补偿算法产生
实时校正动态匀场序列。
[0011]进一步地，开始正式扫描，在原有成像序列的基础上，额外增加一组校正序列，校正序列与原成像序列同步，在扫描的不同阶段和时刻，通过多组匀场线圈不同电流的排列组合，产生实时变化的磁场，用以补偿由于梯度、射频和环境变化引起的磁场不均匀性。
[0012]进一步地，扫描结束，动态匀场停止工作，不再施加实时变化的磁场，转换成静态匀场模式。
[0013]本专利技术达到的有益效果为：（1）不同于传统的静态补偿系统只能对静态的、不随时间变化的磁场不均匀性进行补偿，本系统对于不同的扫描被测物和不同的序列，能够在扫描过程中保证动态磁场的均匀一致。
[0014]（2）本专利技术通过一套动态匀场系统，可以对磁共振扫描过程中，由于梯度场变化、射频场变化、样品磁化、磁场畸变、涡流等原因产生的随时间变化的磁场不均匀性，进行实时动态的补偿。
[0015]（3）对于如EPI等对磁场均匀性要求较高的序列，动态的磁场变化将会导致图像变形、伪影等问题，通过动态匀场系统，可以有效的改善磁场均匀性，从而提高图像的成像质量。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例中所述的动态匀场系统结构示意图。
[0017]图2为本专利技术实施例中所述的动态匀场系统工作流程示意图。
[0018]图3为本专利技术实施例中所述的序列示意图。
[0019]图4为本专利技术实施例中匀场线圈布置在射频线圈外部的结构示意图。
[0020]图5为本专利技术实施例中匀场线圈布置在射频线圈内部的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0022]专利技术了一种在磁共振序列扫描过程中可进行实时动态匀场的系统，该系统包括：匀场线圈、匀场电源、控制系统、补偿算法和校正序列。
[0023]匀场线圈由一个线圈或者多个线圈组成，根据使用需要可布置在射频线圈的外部或者内部。被测样品置于射频线圈内部。参照图4和图5。图4中，匀场线圈在最外部，射频线圈位于匀场线圈内部，被测物品位于射频线圈内部；图5中，射频线圈在最外部，被测物品位于射频线圈内部，匀场线圈依附于被测物品表面的局部或者全部。
[0024]匀场电源发出实时变化的控制电流，电流通过匀场线圈，产生需要的动态匀场效果。
[0025]控制系统与梯度系统和射频系统同步，可根据成像序列产生实时变化的控制指令，控制匀场电源工作。控制系统可以为FPGA，PLC，单片机等可编程控制系统，给电源发送信号或者指令，使电源产生实时变化的电流。
[0026]梯度系统用于控制梯度线圈，为梯度线圈提供电流并产生梯度场；射频系统用于控制射频线圈，发射和接收射频信号。
[0027]补偿算法在每次成像序列工作前进行预扫描，根据不同成像序列参数和被扫描样品及环境变化，通过运算迭代，在扫描序列整个过程中的不同时刻，为每一个匀场线圈设置差异化的补偿电流（匀场电源的输出电流）。补偿算法种类和方法有很多，如：根据经验进行取值；随机尝试不同电流，从中选取最优结果，即蒙特卡洛法；根据实际测量值和理想值进行比较，设置补偿；根据物理公式进行计算等。
[0028]校正序列是在正常成像序列之外，额外增加的动态匀场序列，校正序列与成像序列同步。校正序列波形由补偿算法在扫描前计算获得，校正序列在正式扫描过程中，通过控制系统实时动态地改变匀场线圈中的电流，从而达到动态的匀场效果。
[0029]成像扫描时，首先放置被测样品至磁场中心；然后通过磁共振成像系统进行定位扫描获得图像，选择成像序列、成像范围并配置序列参数。
[0030]结合选中的扫描序列、成像范围和参数将生成特定的实时梯度和射频序列。在正式扫描前，进行预扫描（可以包含在定位扫描中，也可以是独立于定位扫描外的预扫描），通过补偿算法，对上述由于梯度和射频变化产生的磁场不均匀性进行实时修正计算，可能需要多次迭代才能获得最终结果。进行定位扫描/预扫描，根据扫描得到的数据在进行补偿算法得到实时校正动态匀场序列。
[0031]开始正式扫描，在原有成像序列的基础上，额外增加一组校正序列，校正序列与原成像序列同步，在扫描的不同阶段和时刻，可以通过多组匀场线圈不同电流的排列组合，产生实时变化的磁场，用以补偿由于梯度、射频和环境变化引起的磁场不均匀性。
[0032]扫描结束，动态匀场停止工作，不再施加实时变化的磁场，转换成静态匀场模式。
[0033]以上所述仅为本专利技术的较佳实施方式，本专利技术的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁共振成像的动态匀场系统，其特征在于：包括线圈和磁体部分、匀场电源、控制系统和计算机；线圈和磁体部分包括由内至外依次设置的射频线圈、匀场线圈、梯度线圈、超导磁体，被测样品置于射频线圈内部；匀场电源发出实时变化的控制电流，电流通过匀场线圈，产生动态匀场；控制系统根据成像序列产生实时变化的控制指令，控制匀场电源工作；计算机通过补偿算法在每次成像序列工作前进行预扫描，根据不同成像序列参数和被扫描样品及环境变化，通过运算迭代，在扫描序列整个过程中的不同时刻，为每一个匀场线圈设置差异化的控制电流，通过控制系统和匀场电源输入至匀场线圈。2.根据权利要求1所述的一种磁共振成像的动态匀场系统，其特征在于：补偿算法在扫描前计算获得校正序列波形。3.根据权利要求2所述的一种磁共振成像的动态匀场系统，其特征在于：校正序列是在正常成像序列之外，额外增加的动态匀场序列，校正序列与成像序列同步。4.根据权利要求3所述的一种磁共振成像的动态匀场系统，其特征在于：校正序列在正式扫描过程中，通过控制系统实时动态地改变匀场线圈中的电流，从而达到动态的匀场效果。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尊钢，涂炜旻，高而震，马启元，
申请(专利权)人：江苏美时医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：