[发明专利]用于患者安全性和经改进的扫描性能的实时局部和全身SAR估计

说明书

技术领域

本申请涉及诊断成像技术。其具体应用于患者安全性以及相关的经改进的扫描性能(在射频(RF)占空比方面)的领域，并且将具体参考其进行描述。此外，与高场强磁共振成像(MRI)有关的局部比吸收率(SAR)热点的估计和抑制。然而，应当认识到，其还可应用于对其他信息的优化和处理，并且不必受限于上述应用。

背景技术

对于许多较高场强的MR应用而言，局部SAR是限制性的因素。SAR的沉积随着较高的场强而增加并限制RF功率、占空比和可用的翻转角，从而导致扫描采集时间的延长以满足指定的SAR限值。对于单发送器系统而言，SAR相对容易计算，因为所有的天线元件以相同的幅度和其间固定的相移发送。此外，实验所需的RF脉冲的形状是已知的并将其连同它们的SAR存储于形状库中。随着其中每个线圈元件都具有潜力来独立发送其特有的幅度和相位的多发送系统的出现，基于每个通道计算SAR必须同时考虑并行RF发送脉冲，该并行RF发送脉冲仅仅能够基于例如B₁绘图的附加信息进行计算，并且因此是实验/患者特异性的。

RF安全性是在活体内并行发送MRI扫描的先决条件，换言之，必须保证使用多通道RF发送线圈在SAR限值内进行扫描。除非扫描是“SAR安全的”，否则它们不能够开始。在具有多个发送通道的MR系统中，能够通过将电场信息整合到RF脉冲设计中来计算SAR降低的RF脉冲。在过去，已经使用了对于每个个体(例如，眼)通用的考虑到已知SAR热点来构建RF脉冲的方法。这通常不能满足于全身成像，因为SAR热点能够在患者之间、以及在RF脉冲之间在位置和幅度两方面有变化。因此，在一个患者体内将SAR限制为可接受水平的RF脉冲序列可能不能对另一患者也那样的限制。此外，适合已知静态热点的RF序列可能无意间加重在其他位置的未知的患者特异性的热点。

一种可能的解决方案是开发对所有患者安全的SAR的最差情况方案评估。然而，该解决方案将相当大地限制所允许的RF占空比，使得变得严重危及MRI系统在结合在活体内的并行发送扫描中的使用。针对患者定制SAR计算的能力将比使用一揽子方案或已知针对所有患者的条件更为有益。

当前RF序列不是基于逐个患者构建的一个具体的原因是对于临床相关空间RF脉冲(例如局部激发和放大成像)而言，需要能够加速这些类型的RF脉冲(TxSENSE)的并行发送系统。对于RF序列而言，基本的先决条件是对SAR进行有效估计的可获得性。此外，精确的SAR估计(包括全身和局部SAR值以及任选SAR绘图)高度需要患者相关的E-场和患者位置的可获得性。由仿真获得的场数据某种程度上不同于扫描仪中的实际场。用于E-场仿真而非实际患者的生物网格模型的使用导致难以特征化的系统误差。对于标准的单通道鸟笼线圈RF发送组件而言，RF波形对于每个Tx线圈元件是相同的，并且仅存在相位的增加(例如8个元件45°)。对于多个Tx线圈元件而言，该计算更为复杂，因为每个通道可能具有不同但固定的幅度和相位。在更为复杂的扫描中，诸如对于2D/3D空间选择性脉冲，每个通道可能具有动态改变的幅度和相位。

为了计算在标准中指定的所有SAR类型(局部和全身的)以及任选地计算针对多通道RF发送系统(例如，八个发送通道)的患者的SAR绘图，该系统执行大量的计算(例如TeraFLOPs)：高达10¹⁰或更高的计算量，其取决于用于计算的模型和单元的分辨率。该过程将持续若干分钟并且实际不能够随着患者在扫描仪内等待实际诊断扫描开始而实时执行。

本申请提供了一种新的经改进的磁共振系统，其克服了以上涉及的问题和其他问题。

发明内容

根据一个方面，提供了一种磁共振系统。主磁体在检查区域生成大体上均匀的主磁场。射频组件在检查区域内的受检者的选定偶极子中诱发磁共振，并接收该磁共振。比吸收率计算处理器计算比吸收率并确定局部比吸收率热点。序列控制器设计RF激励脉冲，其负责局部比吸收率热点并保持传输给热点的能量处在可接受的水平之下。

根据另一方面，提供了一种磁共振系统。主磁体在检查区域生成大体上均匀的主磁场。射频组件在检查区域内的受检者的选定偶极子中诱发磁共振，并接收该磁共振。比吸收率计算处理器计算比吸收率并确定局部比吸收率热点。图形卡并行处理非图形信息。