专利名称：利用用于mri的多信道rf发射系统的具有rf功率正则化的rf匀场的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振领域，诸如磁共振成像、磁共振频谱分析等等。
背景技术：
磁共振频率与磁场成比例。相应地，对于高场磁共振扫描器，诸如静磁场(Btl)为大约3 Tesla或更高的扫描器，磁共振的波长变得非常短，以至于有时表示成B1场的射频 (RF)激励的均勻性可能在感兴趣体积上变得不均勻，从而产生问题。这一问题的一种解决方案是使用多发射系统，其中独立地操作多个发射线圈。这些发射元件可以被布置成“整体”RF线圈的独立可操作导体，或者布置成设置于对象上或靠近对象的局部线圈。通过调整发射元件的相对RF功率输出或对其进行勻场，可以增强B1场均一性。多信道发射系统的各个信道之间的相位关系可能是任意的，这导致对象体内的任意电场抵消或增强。因此，在多发射系统中由对象吸收的RF功率可能显著地比在单发射系统中高。由对象吸收的功率通常用被称为比吸收率(SAR)的参数来量化。该SAR可以被计算用于对象整体或者用于对象的区域，并且可以被计算为平均SAR或峰值SAR。如果在RF 勻场过程中得不到解决，SAR可能比期望值大，或者大于给定磁共振程序和/或给定对象的可接受值。已知的解决方案是计算出SAR作为RF勻场的组成部分，并且同时优化B1场均勻性和SAR。然而，SAR的计算是计算密集的，并且通常必须使用对象模型来对RF功率吸收建模，该对象模型包括关于该对象(例如人体或其他生物学对象)的器官和组织的电磁特性的准确信息。这种计算密集的方法对于诸如诊断或临床磁共振成像的实际应用来说是不合乎需要的。以下提供新的改进的装置和方法，其克服了上述问题及其他问题。

发明内容
根据一个公开方面，一种磁共振系统包括磁共振扫描器，其包括多信道RF发射系统；RF勻场处理器，其被配置为基于优值系数计算针对多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值，其中所述优值系数包括B1均一性度量和总功率度量的加权组合；以及RF发射子系统，其被配置为利用由RF勻场处理器计算的针对多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值来驱动多信道RF发射系统以激励磁共振。根据另一个公开方面，一种磁共振方法包括基于优值系数计算针对多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值，其中所述优值系数包括A均一性度量和总功率度量的加权组合；通过利用所计算的复振幅值驱动多信道RF发射系统以激励磁共振，来在对象内生成磁共振；以及响应于所述生成来采集磁共振数据。根据另一个公开方面，一种存储介质存储可执行以实施如前段所述的磁共振方法的指令。根据另一个公开方面，一种RF勻场系统包括RF勻场处理器，其被配置为基于优值系数计算针对多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值，其中所述优值系数包括B1均一性度量和总功率度量的加权组合；以及存储器，其用于存储所计算的复振幅值，所述存储器可被磁共振系统的RF发射子系统存取以在所计算的复振幅值下驱动多信道RF发射系统的有效信道。一种优势在于提供快速RF勻场且同时提供对所得到的SAR的限制。另一种优势在于对采用多发射RF系统的磁共振程序的计算高效的规划。在阅读和理解以下详细描述后，进一步的优势对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。


本发明可以体现为各种部件和部件的布置以及各种步骤和步骤的布置。附图仅用于图示说明优选的实施例，并不应被解读为限制本发明。图1示意性显示包括RF勻场处理器的例示性磁共振系统；图2示意性显示图1的RF勻场处理器的例示性操作；图3绘制出利用本文公开的RF勻场技术所获得的实验结果。当在各个附图中使用时，对应的参考数字代表附图中的对应元件。
具体实施例方式参考图1，一种例示性磁共振(MR)系统包括磁共振扫描器12，在图示的实施例中， 该磁共振扫描器是具有环形外壳的水平腔型系统，该环形外壳具有围绕并且限定出大致圆柱形的水平取向的腔16的圆柱形内壁14。所图示的水平腔型系统是一个示例；所公开的方法和装置基本上与任何类型的磁共振系统都兼容。该磁共振系统包括被布置成生成静磁场(Btl)的超导磁体绕组20，该静磁场至少在大致位于或靠近腔16的中心的检查区域中与腔16同轴取向。对于对RF勻场感兴趣的MR系统，静磁场(Btl)通常为大约3Tesla或更高， 虽然RF勻场在低场MR系统中可能也是有利的。为了在有效于生成期望静磁场(Btl)强度的电流下保持超导磁体绕组20低于超导的临界温度，超导磁体绕组20被浸入液氦22中， 该液氦进而由真空套M热隔离。该MR系统还包括射频(RF)部件，即经由适当RF功率分布网络34驱动多个RF 发射信道以在对象中激励磁共振的RF发射子系统30，在图示的实施例中，所述多个RF发射信道对应于具有RF发射子系统30的发射元件32 ；以及接收线圈或(如图所示的)线圈阵列36，其接收所探测的磁共振信号，该磁共振信号被RF接收子系统38处理以生成磁共振数据。虽然图示的RF功率分布网络34被设置在扫描器12内部或与扫描器12设置在一起， 但在其他实施例中该RF功率分布网络可以被集成到RF发射子系统30内或以其他方式布置。此外，代替图示的杆状发射元件32，发射元件也可以是表面线圈环或其他局部线圈元件，或者每一个可以包括多个杆或线圈环，或者可以具有其他物理配置。磁共振控制器40操作RF发射和接收子系统30、38以及磁场梯度线圈和相关联的控制器(未图示)以生成空间编码的磁共振数据，该磁共振数据由重建处理器42基于已知的空间编码和适当的重建算法(例如，适用于重建具有Cartesian k_空间编码的MR数据的基于Rmrier变换的重建算法)重建，并且所得到的图像被存储在图像存储器44中、被显示在计算机46或其他适当的显示设备上、经由互联网被传送、被打印或以其他方式被利用。在磁共振(MR)程序诸如MR成像或MR频谱分析过程中，多信道RF发射系统32、34 的RF信道中的一些或全部是由RF发射子系统30驱动以激励磁共振的有效信道。为了提供合适的命名法，这些有效信道由指数η标记，其中η = 1，. . .，Ν。典型地，多信道RF发射系统32、34的所有信道都是有效信道；然而，作为多信道RF发射系统32、34的信道子集的 N个有效信道也在预期之中。给定的有效信道η由空间发射灵敏度分布Tn(X)来表征，该空间发射灵敏度分布 Tn(X) —般是复值，该复值指示空间参数χ所跨越的感兴趣空间体积上的B1场的振幅和相位。每个有效信道η由RF发射子系统30驱动以在复振幅值AnT激励磁共振。这些复振幅值Αη，η = 1，. . .，N —般是具有形式
权利要求
1.一种磁共振系统，其包括磁共振扫描器(12)，其包括多信道RF发射系统(32、34)；RF勻场处理器(50)，其被配置为基于优值系数(70)计算针对所述多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值，其中所述优值系数(70)包括B1均一性度量和总功率度量的加权组合；以及RF发射子系统(30)，其被配置为利用由所述RF勻场处理器计算的针对所述多信道RF 发射系统的所述有效信道的所述复振幅值来驱动所述多信道RF发射系统以激励磁共振。
2.如权利要求1所述的磁共振系统，其中，所述B1均一性度量包括有效信道项的总和， 其中每个有效信道项包括针对该信道的所述复振幅值乘以该信道的空间发射灵敏度分布。
3.如权利要求1所述的磁共振系统，其中，所述总功率度量包括所述复振幅值的函数的总和。
4.如权利要求1所述的磁共振系统，其中，所述总功率度量包括所述复振幅值的平方的总和。
5.如权利要求4所述的磁共振系统，其中，所述总功率度量还包括归一化因子，所述归一化因子包括所述多信道RF发射系统(32、34)的所述有效信道的总空间发射灵敏度分布的期望值的倒数。
6.如权利要求1所述的磁共振系统，其中，包括&均一性度量和总功率度量的加权组合的所述优值系数(70)具有以下形式
7.如权利要求6所述的磁共振系统，其中，所述优值系数可以被写成
8.如权利要求1所述的磁共振系统，其还包括重建处理器(42)，其被配置成重建由协同运行的所述磁共振扫描器和RF发射子系统生成的磁共振数据以生成重建图像；以及显示设备(46)，其被配置成显示所述重建图像。
9.一种磁共振方法，其包括基于优值系数(70)计算针对多信道RF发射系统(32、34)的有效信道的复振幅值，其中所述优值系数(70)包括&均一性度量和总功率度量的加权组合；通过利用所计算的复振幅值驱动所述多信道RF发射系统以激励磁共振，来在对象内生成磁共振；以及响应于所述生成来采集磁共振数据。
10.如权利要求9所述的磁共振方法，其还包括 重建所述磁共振数据以生成重建图像；以及显示所述重建图像。
11.如权利要求9所述的磁共振方法，其中，所述A均一性度量包括有效信道项的总和，其中每个有效信道项包括针对该信道的所述复振幅值乘以该信道的空间发射灵敏度分布，且所述总功率度量包括所述复振幅值的函数的总和与所述复振幅值的平方的总和中的至少一个。
12.如权利要求9所述的磁共振方法，其中，包括B1均一性度量和总功率度量的加权组合的所述优值系数(70)表现为以下形式
13.如权利要求12所述的磁共振方法，其中，所述优值系数可以被写成
14.一种存储有可执行以实施如权利要求9所述的磁共振方法的指令的存储介质。
15.一种RF勻场系统，其包括RF勻场处理器(50)，其被配置为基于优值系数(70)计算针对多信道RF发射系统(32、 34)的有效信道的复振幅值，其中所述优值系数(70)包括B1均一性度量和总功率度量的加权组合；以及存储器(52)，其用于存储所计算的复振幅值，所述存储器可被磁共振系统的RF发射子系统(30)存取以在所计算的复振幅值下驱动所述多信道RF发射系统(32、34)的有效信道。
全文摘要
一种磁共振系统包括包括多信道RF发射系统(32、34)的磁共振扫描器(12)；RF匀场处理器(50)，其被配置为基于优值系数(70)计算针对多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值，该优值系数(70)包括B1均一性度量和总功率度量的加权组合；以及RF发射子系统(30)，其被配置为利用由RF匀场处理器计算的针对多信道RF发射系统的有效信道的复振幅值来驱动多信道RF发射系统以激励磁共振。
文档编号G01R33/3415GK102159966SQ200980136298
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月15日 优先权日2008年9月17日
发明者I·格雷斯林, U·卡切尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司