【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振成像(mri)，更具体地，涉及用于多频带mri的rf脉冲生成的系统和方法。
技术介绍
1、磁共振成像(mri)是一种用于形成体内解剖图像的医学成像技术。为了生成这些图像，mri系统使用强磁场、磁场梯度和无线电波。图1a-1c示出了传统磁共振成像(mri)系统。如图所示，超导磁体系统10包括磁体外壳12、具有螺线管绕组的超导磁体13(螺线管绕组的对称轴按照惯例是笛卡尔坐标系的z轴)、匀场线圈14、梯度线圈16、rf线圈18和患者台20。如本领域众所周知的，超导磁体13在其设计fov内生成基本均匀的磁场b0。该b0场沿着z轴的正方向被引导。这种系统对于执行磁共振研究是有用的，并且适于产生用于人体研究的诊断图像；类似的系统可以用于光谱分析应用。
2、如图1b所示，目标对象25将被放置在由超导磁体13产生的主磁场b0的中间。测量电路40记录电压测量。电压测量用于重建图像，并且图像显示在控制器/显示器50上。优选地，电流的施加与来自磁共振成像系统60的磁共振成像序列同步。现有技术图1c设定了功能的更多细节。
3、因此，所有高场强mr系统的基本硬件组件通常是：超导磁体，产生稳定且非常强的磁场；梯度线圈，产生可变场以实现空间编码；和射频(rf)线圈，用于刺激原子核能量状态之间的转变。可以包括具有软件的计算机的控制器控制扫描过程并处理信息。
4、更具体地，mri系统通常采用空间均匀且时间恒定的主b0磁场。为了在磁共振设备的检查体积内激励核自旋磁化，以适当的共振频率垂直于b0场叠加射频(rf
5、传统的磁共振成像设备通常包括一组三个梯度线圈用于产生线性梯度磁场，由此实现核自旋磁化的空间编码。在磁共振过程中，脉冲序列(由射频和开关梯度磁场组成)被施加于目标对象(如活体患者)以产生磁共振信号，该磁共振信号被检测并存储以获得随后用于重建对象的光谱和图像的信息。这些过程确定被重建的光谱和图像的特征，例如目标对象的位置和方向、尺寸、分辨率和对比度。磁共振设备的操作者通常选择适当的序列，并针对特定应用调整和优化其参数。
6、示例性地，在多切片2d成像中，沿着垂直于期望切片平面的轴提供切片梯度，在该方向上引起潜在的共振频率。同时施加rf脉冲，该rf脉冲的窄频率与期望切片的窄频率相匹配，从而仅激励期望切片内的质子。
7、多频带(mb)成像，也称为同步多切片(sms)成像，通过同时采集多个切片来提高多切片2d成像的速度。参见，例如，larkman,d.j.,et al.,use of multicoil arrays forseparation of signal from multiple slices simultaneously excited.j magn resonimaging,2001.13(2):p.313-7,该文献全部内容通过引用并入本文。为了实现该点，通过在切片选择梯度期间施加专用rf脉冲来同时激励多个空间分离的切片(图2a)，以同时激励多个切片(图2b和2c(三个切片))，并且使用多通道接收阵列来解析所得的重叠数据。如图3所示，各个接收线圈的变化的空间依赖使得来自同时被激励的切片的数据能够被分离成它们的原始切片。因此，mb或sms的两个使能部件是：1)rf波形，同时激励多个切片，以及2)数据重建方法，利用多个接收线圈的空间依赖来解析重叠数据。
8、传统的多频带rf激励：通常使用rf波形的复数总和来实现多切片激励，该rf波形的复数总和被设计为激励各个单独切片。复数总和假设一个rf脉冲有单个基频。例如，rf脉冲可以是由等式1定义的脉冲。如等式2所定义的和图4a所示的，添加额外的脉冲，根据它们的频率和参考脉冲的频率之间的差异来调制它们的相位。在图4b所示的示例中，用sb＝[-1，0，+1]的单个复数波形来激励三个不同的切片。如图4c所示，保持了图4b中每个激励频带的频率选择性。
9、等式1
10、等式2
11、如图4a所示，复数总和导致幅度的快速振荡，当相位是建设性的时，施加的rf的相对幅度增加(3倍)，当相位是破坏性的时，施加的rf的相对幅度减小。对于高的多频带因子，组合的rf波形的峰值幅度可能变大，并导致沉积功率的显著增加。值得注意的是，与传统的单频带脉冲相比，多频带脉冲的峰值幅度在功率上增加了3或9倍。总功率沉积增加了5倍。
12、通过交叉脉冲和延迟的多频带激励：或者，如图5a所示，通过将没有施加rf的周期与rf脉冲交叉，可以产生多个激励频带。当rf脉冲与没有rf的周期交叉时，在f＝～n/δt处产生激励边带(图5b),其中δt是完整的rf周期之间的时间间隔(δt＝trf+tnorf)，以及n表示产生的第n个边带。这种脉冲结构最初被描述为dante脉冲，并用于在被整形的rf脉冲广泛可用之前产生频率选择性。参见freeman,r.and g.a.morris,the'dante'experiment.jmagn reson,2011.213(2):p.244-6；以及morris,g.a.and r.freeman,selectiveexcitation in fourier transform nuclear magnetic resonance..j.magn.reson.,1978.29:p.433-462，其中每一篇的全部内容都通过引用并入本文。
13、一般来说，在小脉冲角限制中，作为频率的函数的自旋响应sr(υ)可以通过等式3从rf波形的傅里叶变换中近似得到。此外，对于dante波形，rf(t)可以表示为梳状函数c(t)和块脉冲f(t)的逐点乘积。在这些条件下，梳的每个“齿”的持续时间定义了施加rf的持续时间。两个函数的逐点乘积(即点积)的傅立叶变换等于各个变换的卷积。
14、等式3
15、图6示出了时间上的示例性rf、c和f信号以及它们的对应的傅立叶变换。由于梳状函数的傅里叶变换由频域中的梳状函数近似代替，所以总的自旋响应将是梳状函数与由sinc函数近似代替的块脉冲的傅里叶变换的卷积。f{c(t)}中的峰值间隔δf由各个脉冲间隔δt的倒数给出(图5)。这个概念已经被用于产生多个饱和带，用于可视化心脏运动。
16、改善选定激励频带上的自旋响应：使用这种形式，通过选择不同的f(t)来改善的形状，可以改善所选的激励频带上的sr(υ)。例如，如果f(t)的块轮廓用截断的sinc函数(即传统的单切片激励脉冲)来代替，则可以被显著改善。参见wu,e.x.,c.w.towe,and h.tang,mri cardiac tagging using a sinc-modulated rf pulsetrain.magn reson med,2002.48(2):p.389-93，该文献的全部内容通过引用并入本文。使用这种结构，所需的脉冲的峰值幅度将从传统的切片选择脉冲经由δt/trf增加，其中trf是梳的单个“齿”的持续时间，以及δt是梳的“齿”之间的时间间隔，即本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在多频带(MB)磁共振成像(MRI)系统中生成射频(RF)脉冲RF(t)的方法，其特征在于，所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括根据所述激励生成所述对象的MRI图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中所述切片方向上的目标视野基本上等于所述RF线圈视野，并且其中确定F1(t)包括将F1(t)限定为具有没有施加RF的时间的矩形脉冲，由此减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述RF线圈视野，并且其中确定F1(t)包括将F1(t)限定为高斯、正弦曲线、汉宁或汉明，由此减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定F1(t)包括：添加没有施加RF的周期；以及增加RF(t)的幅度和/或缩短tRF的持续时间，使得F1(t)的
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中，在所述切片方向上的目标视野小于RF线圈视野，并且其中确定F1(t)包括使F1(t)具有频率选择性，使得所述目标视野之外的激励的边带被移除或减少。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定F1(t)包括：添加没有施加RF的周期；以及增加RF(t)的幅度和/或缩短F1(t)的持续时间，使得F1(t)的所述带宽增加。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，F1(t)是sinc函数和Shinnar Le Roux脉冲中的一个。
9.一种在多频带(MB)磁共振成像(MRI)系统中生成射频(RF)脉冲RF(t)的系统，其特征在于，所述系统包括:
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步被配置为生成根据所述激励生成所述对象的MRI图像。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统包括限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述RF线圈视野，并且其中被配置为确定F1(t)的所述控制器进一步被配置为将F1(t)限定为具有没有施加RF的时间的矩形脉冲，从而减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述RF线圈视野，并且其中被配置为确定F1(t)的所述控制器进一步被配置为将F1(t)限定为高斯、正弦曲线、汉宁或汉明，从而减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，被配置为确定F1(t)的所述控制器进一步被配置为：添加没有施加RF的周期；并且增加RF(t)的幅度和/或缩短tRF的持续时间，使得F1(t)的所述带宽增加。
14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野小于所述RF线圈视野，并且其中被配置为确定F1(t)的所述控制器还被配置为使F1(t)具有频率选择性，使得所述目标视野之外的激励边带被移除或减少。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，被配置为确定F1(t)的所述控制器进一步被配置为添加没有施加RF的周期；以及增加RF(t)和/或缩短tRF的持续时间，使得F1(t)的所述带宽增加。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，F1(t)是sinc函数和Shinnar Le Roux脉冲中的一个。
17.一种用于在多频带(MB)磁共振成像(MRI)系统中生成射频(RF)脉冲RF(t)的计算机可读介质中的非暂时性有形计算机程序产品，其特征在于，所述产品包括：
18.根据权利要求17所述的产品，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述RF线圈视野，并且其中用于确定F1(t)的程序代码包括用于将F1(t)限定为具有没有施加RF的时间矩形脉冲的程序代码，从而减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
19.根据权利要求17所述的产品，其特征在于，所述MRI系统具有限定RF线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种在多频带(mb)磁共振成像(mri)系统中生成射频(rf)脉冲rf(t)的方法，其特征在于，所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括根据所述激励生成所述对象的mri图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述mri系统具有限定rf线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中所述切片方向上的目标视野基本上等于所述rf线圈视野，并且其中确定f1(t)包括将f1(t)限定为具有没有施加rf的时间的矩形脉冲，由此减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述mri系统具有限定rf线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述rf线圈视野，并且其中确定f1(t)包括将f1(t)限定为高斯、正弦曲线、汉宁或汉明，由此减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定f1(t)包括：添加没有施加rf的周期；以及增加rf(t)的幅度和/或缩短trf的持续时间，使得f1(t)的所述带宽增加。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述mri系统具有限定rf线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中，在所述切片方向上的目标视野小于rf线圈视野，并且其中确定f1(t)包括使f1(t)具有频率选择性，使得所述目标视野之外的激励的边带被移除或减少。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定f1(t)包括：添加没有施加rf的周期；以及增加rf(t)的幅度和/或缩短f1(t)的持续时间，使得f1(t)的所述带宽增加。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，f1(t)是sinc函数和shinnar le roux脉冲中的一个。
9.一种在多频带(mb)磁共振成像(mri)系统中生成射频(rf)脉冲rf(t)的系统，其特征在于，所述系统包括:
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步被配置为生成根据所述激励生成所述对象的mri图像。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统包括限定rf线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述rf线圈视野，并且其中被配置为确定f1(t)的所述控制器进一步被配置为将f1(t)限定为具有没有施加rf的时间的矩形脉冲，从而减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述mri系统具有限定rf线圈视野的发射线圈和接收线圈，其中在所述切片方向上的目标视野基本上等于所述rf线圈视野，并且其中被配置为确定f1(t)的所述控制器进一步被配置为将f1(t)限定为高斯、正弦曲线、汉宁或汉明，从而减小所述各个激励频带和/或沉积功率的所述自旋响应的变化。
13.根据权利要求12所述的...
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