[发明专利]用于MRI的B1映射和B1L匀场

说明书

技术领域

本发明涉及用于执行合并的磁共振成像(MRI)系统的B1匀场的方法、设备和计算机程序产品。

背景技术

MRI扫描器使用静态磁场来使原子的核自旋一致，这是用于产生患者身体内的图像的流程的一部分。这个静态磁场被称为B0场。众所周知，增加用于执行MRI扫描的B0场强度提供了增大诊断图像的空间分辨率和对比度分辨率的机会。分辨率和对比度的这种增加有益于使用MRI图像的医师来诊断患者。

在MRI扫描期间，发射器线圈产生的射频(RF)脉冲对局部磁场造成扰动，由接收器线圈探测由核自旋发射的RF信号。这些RF信号用于构造MRI图像。这些线圈也可以称为天线。此外，还可以将发射器线圈和接收器线圈集成到执行两种功能的单一收发器线圈中。应该理解，使用收发器线圈这一术语还指使用独立的发射器和接收器线圈的系统。

不过，身体的介电属性给提高用于临床MRI的磁场强度提出了技术挑战。使用由收发器线圈导致的扰动操纵与B0场一致的核自旋取向。问题在于，身体的介电属性导致所发射的RF场(所谓的B1)场的波长λ变得更短，λ～1/B0。随着B0场的增大，操纵核自旋必须的RF场的波长减小。在身体外部，RF场的波长可以在米的量级上。在身体之内，要短得多。如果B0场足够强，那么身体之内RF脉冲的波长将减小到身体之内存在RF驻波的程度。这给由发射器线圈诱发的磁场带来局部扰动，使其变得不均匀，在标准MRI序列中导致不均匀的激励、信号强度和对比度。这被称为B1不均匀性。这能够导致诊断图像的对比度误差并导致误诊的可能性。

为了抵消这种效果，使用了相控阵列收发器线圈。这些线圈包括多个元件，其中相对于天线的其他元件控制由个体元件产生的RF辐射的幅度和相位。选择适当相位和幅度以抵消B1不均匀性效应的过程被称为B1匀场。为了执行B1匀场，构造发射场图。这个过程被称为B1映射。在Yudong Zhu的美国专利6,989,673(引用为Zhu)中描述了B1匀场。Zhu公开了一种包括多个发射线圈的系统，多个发射线圈具有对应的RF脉冲合成器和放大器。

B1匀场的当前方法集中于B1场的均匀化。平均起来讲，所得的经匀场的B1场低于平均的未经匀场的场。为了具有强到足以使核自旋倾斜到期望翻转角的B1场，必须要增大发射功率。这会导致更高的比吸收率(SAR)值。为了解决这个问题，有人建议计算或估计由发射元件产生的电场并使用该信息使所得总电场最小化。在临床环境中这是不切实际的，因为计算电场需要大规模的离线建模和计算工作。

当前，在MRI检查期间仅针对被成像的个体体积或个体切片进行B1映射和匀场。在本领域中切片是用于指代被成像薄体积的通用术语。术语体积被理解为也指切片。对被成像个体体积的B1匀场并不足够。例如，在现代MRI试验中，在扫描准备阶段期间采用各种RF脉冲，以优化扫描条件，例如确定共振频率f0或B0匀场，这些中的每个都是在独立体积中执行的。这些RF脉冲还用于诸如REST、SPIR的磁化准备以及反演技术中。这种准备MRI脉冲序列用于操纵期望的图像对比度和图像质量或对额外信息编码。进一步的示例是用于运动感测的导航器RF脉冲技术或用于本地动脉自旋标记(ASL)的类似RF脉冲。最佳的图像质量要求这些技术有最佳性能。

这些技术受到高B0场下存在的B1不均匀性的严重影响。这使得必须进行局部B1匀场。个体脉冲序列工作在身体的不同部分，并且具有不同的局部范围。很多技术还依赖于在被成像切片或体积之外具有均匀的B1场。例如，在感兴趣的成像体积之外常常应用区域饱和技术(REST)或ASL准备脉冲。对于这些脉冲序列，使用标准技术会丢失关于B1场的信息。

典型地使用梯度线圈操纵静态磁场B0。使用这些梯度线圈调整B0场的过程也称为B0匀场。

方面内容

本发明提供了如独立权利要求中主张的一种采集MRI图像数据的方法、一种用于采集MRI图像数据的计算机程序产品和设备。在从属权利要求中给出了本发明的实施例。