技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振技術(shù)，尤其涉及一種磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

磁共振裝置(Magnetic Resonance Imaging，MRI)通常由超導(dǎo)線圈、梯度線圈、射頻線圈、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備等五部分構(gòu)成。

其中，超導(dǎo)線圈為主成像磁場(chǎng)的產(chǎn)生器件，梯度線圈可以提供梯度場(chǎng)，所述梯度場(chǎng)與所述主成像磁場(chǎng)相配合形成用于實(shí)現(xiàn)磁共振檢測(cè)用的成像磁場(chǎng)(簡(jiǎn)稱B₀場(chǎng))。射頻線圈包括發(fā)射線圈、接收線圈，其中體線圈為主要的發(fā)射線圈。所述發(fā)射線圈發(fā)射射頻脈沖，以激發(fā)人體內(nèi)的質(zhì)子發(fā)生共振。接收線圈接收人體內(nèi)發(fā)出的磁共振信號(hào)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則控制著MRI的脈沖激發(fā)、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和圖像顯示等功能。

目前磁共振系統(tǒng)中的B₀場(chǎng)存在不均勻性以及漂移兩個(gè)非理想狀態(tài)。

在磁共振成像中，高均勻度的場(chǎng)強(qiáng)具有提高圖像的信噪比、保證空間定位準(zhǔn)確、減少偽影、有利于進(jìn)行大視野掃描等優(yōu)點(diǎn)。

而在實(shí)際應(yīng)用的中，為了提高成像磁場(chǎng)的均勻性，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展了多種改進(jìn)技術(shù)方案，在公告號(hào)為CN101509964C的中國(guó)專(zhuān)利中就公開(kāi)了一種磁共振裝置的成像磁場(chǎng)校正方法，所述校正方法主要是在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中施加一導(dǎo)航回波采集序列，所述導(dǎo)航回波和圖像回波來(lái)源于不同的空間層面，并且僅在采集圖像回波前施加相位編碼梯度，從而采集得到二維圖像回波數(shù)據(jù)和二維導(dǎo)航回波數(shù)據(jù)，最后根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)完成圖像處理，以校正成像磁場(chǎng)不均勻性對(duì)圖像的影響。

除了不均勻之外，成像磁場(chǎng)本身的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要考量的因素，成像磁場(chǎng)的穩(wěn)定性分為熱穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，其中產(chǎn)生梯度成像磁場(chǎng)的梯度線圈耗散大量的熱量，可能會(huì)導(dǎo)致磁體暖孔溫度升高，此外磁體暖孔溫度還可能由于渦電流而升高，溫度升高容易導(dǎo)致磁導(dǎo)率發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致成像磁場(chǎng)產(chǎn)生漂移，對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，在公告號(hào)為CN101427919C的中國(guó)專(zhuān)利中，提出了通過(guò)控制溫度變化而避免成像磁場(chǎng)漂移的技術(shù)方案。

然而，上述提到的關(guān)于成像磁場(chǎng)的非理想狀態(tài)，要么是額外增加大量的硬件裝置來(lái)控制非理想狀態(tài)，要么是在磁共振后處理過(guò)程對(duì)圖像進(jìn)行校正，成像磁場(chǎng)校正方案均不夠理想，磁共振裝置得到的圖像質(zhì)量不夠高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的方法及系統(tǒng)，以提高磁共振成像的圖像質(zhì)量。

為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的方法，包括：提供成像磁場(chǎng)，所述成像磁場(chǎng)用于對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描；采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度；基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正。

可選地，提供成像磁場(chǎng)的步驟包括：通過(guò)磁共振裝置的磁組件提供成像磁場(chǎng)；所述采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的步驟包括：提供測(cè)量射頻信號(hào)以激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本并產(chǎn)生與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)，采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)；所述處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的步驟包括：基于磁共振原理，根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

可選地，提供測(cè)量射頻信號(hào)的步驟包括：通過(guò)固定于所述磁組件中的探頭或者體線圈提供所述測(cè)量射頻信號(hào)。

可選地，提供測(cè)量射頻信號(hào)以激發(fā)位于所述探頭內(nèi)部的監(jiān)測(cè)樣本，所述監(jiān)測(cè)樣本產(chǎn)生與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)。

可選地，形成所述測(cè)量磁共振信號(hào)的步驟包括：采用與成像時(shí)相同或者不同的質(zhì)子作為監(jiān)測(cè)樣本，以產(chǎn)生測(cè)量磁共振信號(hào)。

可選地，所述校正的步驟包括對(duì)成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正。

可選地，在對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描之前，對(duì)所述成像磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量與校正。

可選地，在對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描過(guò)程中，對(duì)所述成像磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量與校正。

可選地，采集測(cè)量磁共振信號(hào)的步驟包括：采用多次激發(fā)多次采集或者一次激發(fā)多次采集的方式獲得測(cè)量磁共振信號(hào)。

可選地，采集測(cè)量磁共振信號(hào)的步驟包括：采集一組測(cè)量磁共振信號(hào)；處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的步驟包括：基于所述一組測(cè)量磁共振信號(hào)建立實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理模型，以預(yù)測(cè)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。

可選地，所述基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正的步驟包括：基于實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得成像磁場(chǎng)校正量；根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述磁組件的電流調(diào)整量；基于所述磁組件的電流調(diào)整量校正磁組件所提供的成像磁場(chǎng)；其中，所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差，經(jīng)過(guò)運(yùn)算能分為均勻項(xiàng)偏差、線性項(xiàng)偏差以及高階項(xiàng)偏差。

可選地，所述磁組件包括梯度線圈；所述根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述磁組件的電流調(diào)整量的步驟包括：根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述梯度線圈的電流調(diào)整量；所述基于所述磁組件的電流調(diào)整量校正磁組件所提供的成像磁場(chǎng)的步驟包括：調(diào)整所述梯度線圈的電流，以實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)偏差校正。

可選地，所述磁組件還包括勻場(chǎng)線圈；所述根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述磁組件的電流調(diào)整量的具體步驟包括：根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述勻場(chǎng)線圈的電流調(diào)整量；所述基于所述磁組件的電流調(diào)整量校正磁組件所提供的成像磁場(chǎng)的步驟包括：調(diào)整所述勻場(chǎng)線圈的電流，以實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)以及高階項(xiàng)偏差的校正。

可選地，所述磁組件還包括主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈；所述根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述磁組件的電流調(diào)整量的具體步驟包括：根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流調(diào)整量；所述基于所述磁組件的電流調(diào)整量校正磁組件所提供的成像磁場(chǎng)的步驟包括：調(diào)整主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流，以實(shí)現(xiàn)均勻項(xiàng)偏差的校正。

可選地，所述磁共振裝置還執(zhí)行圖像重建的步驟；所述基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正的步驟包括：在通過(guò)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形重建的過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行所述圖像重建，以輸出校正后的圖像。

可選地，所述采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的步驟包括：感應(yīng)所述成像磁場(chǎng)變化，以形成與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)，采集所述交變電動(dòng)勢(shì)；所述處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的步驟包括：基于電磁感應(yīng)原理，根據(jù)所述交變電動(dòng)勢(shì)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)，包括：磁組件，用于對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描；采集單元，用于采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理單元，用于處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度；校正單元，用于根據(jù)所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正；控制單元，與所述磁組件、采集單元、處理單元和校正單元相連，用于控制磁組件提供成像磁場(chǎng)，用于控制采集單元進(jìn)行信號(hào)的采集，用于控制處理單元處理所述信號(hào)，還用于控制校正單元進(jìn)行校正。

可選地，所述采集單元包括：探頭，用于在測(cè)量射頻信號(hào)激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本并產(chǎn)生與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)之后，采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)；采集通道，用于傳輸所述測(cè)量磁共振信號(hào)；所述處理單元用于根據(jù)磁共振原理，基于所述測(cè)量磁共振信號(hào)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

可選地，所述監(jiān)測(cè)樣本位于所述探頭內(nèi)部，與產(chǎn)生成像磁共振信號(hào)的樣本相同或者不同。

可選地，所述探頭固定于所述磁組件的表面上。

可選地，所述磁共振裝置還包括局部線圈，所述探頭嵌入所述局部線圈中。

可選地，所述探頭分布于梯度正交軸上。

可選地，所述探頭的數(shù)量至少為4個(gè)，所述探頭對(duì)稱分布于三個(gè)梯度正交軸上。

可選地，所述探頭為發(fā)射接收射頻線圈或者發(fā)射射頻線圈。

可選地，所述探頭為側(cè)面設(shè)置有旁翼的線圈。

可選地，所述探頭為螺旋管結(jié)構(gòu)的線圈。

可選地，所述探頭中設(shè)置有磁性材料，用于產(chǎn)生能夠補(bǔ)償所述成像磁場(chǎng)的局部磁場(chǎng)。

可選地，所述局部磁場(chǎng)基于磁性材料中加載電壓的改變而改變，用于調(diào)整所述成像磁場(chǎng)的局部分布。

可選地，所述磁共振裝置還包括體線圈，用于提供成像射頻信號(hào)和測(cè)量射頻信號(hào)；所述磁組件包括梯度線圈，所述控制單元與所述梯度線圈、體線圈、探頭、采集通道連接，用于控制所述梯度線圈提供成像磁場(chǎng)，并控制所述體線圈提供成像射頻信號(hào)，以產(chǎn)生成像磁共振信號(hào)；所述控制單元還用于在磁共振成像過(guò)程中控制所述體線圈提供測(cè)量射頻信號(hào)，控制所述探頭采集測(cè)量磁共振信號(hào)，還用于控制所述采集通道同步傳輸所述成像磁共振信號(hào)和所述測(cè)量磁共振信號(hào)。

可選地，所述采集通道包括多通道，所述多通道的一部分用于傳輸成像磁共振信號(hào)，所述多通道的另一部分用于傳輸所述測(cè)量磁共振信號(hào)。

可選地，所述磁共振裝置還包括體線圈，用于提供成像射頻信號(hào)和測(cè)量射頻信號(hào)；所述磁組件包括梯度線圈，所述控制單元與所述梯度線圈、體線圈、探頭、采集通道連接；所述控制單元用于在磁共振成像之前控制所述梯度線圈提供成像磁場(chǎng)，控制所述體線圈提供測(cè)量射頻信號(hào)，控制所述探頭采集測(cè)量磁共振信號(hào)，還用于控制所述采集通道傳輸所述測(cè)量磁共振信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)校正。

可選地，所述控制單元控制所述體線圈一次或多次激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本并控制所述探頭對(duì)測(cè)量磁共振信號(hào)進(jìn)行多次采集。

可選地，所述控制單元用于控制探頭采集一組測(cè)量磁共振信號(hào)；所述處理單元用于根據(jù)所述一組測(cè)量磁共振信號(hào)建立實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理模型，以預(yù)測(cè)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。

可選地，所述校正單元包括：第一計(jì)算元件，用于根據(jù)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得成像磁場(chǎng)校正量；第二計(jì)算元件，用于根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述磁組件的電流調(diào)整量；所述控制單元與所述第二計(jì)算元件以及所述磁組件相連，用于根據(jù)所述磁組件的電流調(diào)整量改變磁組件內(nèi)的電流，以實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)校正；所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差，經(jīng)過(guò)運(yùn)算能分為均勻項(xiàng)偏差，線性項(xiàng)偏差以及高階項(xiàng)偏差。

可選地，所述磁組件包括梯度線圈；所述第一計(jì)算元件，用于根據(jù)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得線性場(chǎng)的成像磁場(chǎng)校正量；所述第二計(jì)算元件，用于根據(jù)所述線性場(chǎng)的成像磁場(chǎng)校正量獲得所述梯度線圈的電流調(diào)整量；所述控制單元與所述第二計(jì)算元件以及所述梯度線圈相連，用于根據(jù)所述梯度線圈的電流調(diào)整量改變梯度線圈的電流，以實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)偏差的校正。

可選地，所述磁共振裝置還設(shè)置有提供補(bǔ)償成像磁場(chǎng)的勻場(chǎng)線圈；所述校正單元還包括：第三計(jì)算元件，用于根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述勻場(chǎng)線圈的電流調(diào)整量；所述控制單元與所述第三計(jì)算單元以及所述勻場(chǎng)線圈相連，用于根據(jù)所述勻場(chǎng)線圈的電流調(diào)整量改變勻場(chǎng)線圈內(nèi)的電流，以實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)以及高階項(xiàng)偏差的校正。

可選地，所述磁共振裝置還設(shè)置有提供補(bǔ)償成像磁場(chǎng)的主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈；所述校正單元還包括：第四計(jì)算元件，用于根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流調(diào)整量；所述控制單元與所述第四計(jì)算單元以及所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈相連，用于根據(jù)所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流調(diào)整量改變主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈內(nèi)的電流，以實(shí)現(xiàn)均勻場(chǎng)的成像磁場(chǎng)校正。

可選地，所述磁共振裝置還設(shè)置有圖像重建單元，所述圖像重建單元與所述校正單元相連，用于對(duì)通過(guò)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形重建的過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行所述圖像重建，以輸出完成校正的圖像。

可選地，所述采集單元包括：感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)所述成像磁場(chǎng)變化，以形成與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)；所述處理單元基于電磁感應(yīng)原理，根據(jù)所述交變電動(dòng)勢(shì)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)測(cè)量實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度，并獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差，以進(jìn)行校正，可以對(duì)成像磁場(chǎng)的非理想性進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而提高成像質(zhì)量。

可選地，通過(guò)磁共振裝置的磁組件提供成像磁場(chǎng)；通過(guò)固定于所述磁組件中的探頭形成測(cè)量磁共振信號(hào)，以進(jìn)行校正，從而可以簡(jiǎn)化成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的步驟。

可選地，校正的步驟包括對(duì)成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正，這樣通過(guò)進(jìn)行成像磁場(chǎng)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果反饋到成像磁場(chǎng)形成裝置中，從而使校正后的成像磁場(chǎng)可以更加均勻和穩(wěn)定，基于校正后的成像磁場(chǎng)進(jìn)行成像可以獲得高質(zhì)量圖像。對(duì)成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正包括在對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描之前，對(duì)所述成像磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和校正，還包括在對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描的過(guò)程中，對(duì)所述成像磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和校正，提高了測(cè)量和校正的操作自由度。

可選地，在后處理過(guò)程中，結(jié)合所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差對(duì)圖像進(jìn)行校正，可以輸出高質(zhì)量圖像。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的方法一實(shí)施方式的流程示意圖；

圖2是圖1所示方法中步驟S2中用于激發(fā)信號(hào)的探頭一實(shí)施例的示意圖；

圖3是圖1所示方法中步驟S2中測(cè)量射頻信號(hào)、測(cè)量采集控制信號(hào)和測(cè)量磁共振信號(hào)第一實(shí)施例的示意圖；

圖4是圖1所示方法中步驟S2中測(cè)量射頻信號(hào)、測(cè)量采集控制信號(hào)和測(cè)量磁共振信號(hào)第二實(shí)施例的示意圖；

圖5是圖1所示方法中步驟S2中測(cè)量射頻信號(hào)、測(cè)量采集控制信號(hào)和測(cè)量磁共振信號(hào)第三實(shí)施例的示意圖；

圖6是圖1所示方法中步驟S2和步驟S3一實(shí)施例的示意圖；

圖7是本發(fā)明磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)一實(shí)施方式的示意圖；

圖8是本發(fā)明磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)一實(shí)施例的示意圖；

圖9是圖8所示探頭第一實(shí)施例的示意圖；

圖10是圖8所示探頭第二實(shí)施例的示意圖；

圖11是圖8所示探頭第三實(shí)施例的示意圖；

圖12是圖8所示探頭第四實(shí)施例的示意圖；

圖13是圖8所示探頭第五實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

磁共振裝置對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的均勻性要求較高，而磁場(chǎng)強(qiáng)度除了具有一定的空間分布，同時(shí)還會(huì)隨時(shí)間有所變化(即發(fā)生成像磁場(chǎng)飄移)?，F(xiàn)有技術(shù)的磁共振裝置輸出的圖像質(zhì)量不夠高。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的方法，所述方法包括：提供成像磁場(chǎng)，所述成像磁場(chǎng)用于對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描；采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度；基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正。本發(fā)明在磁共振裝置中，通過(guò)測(cè)量實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度，并獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差對(duì)實(shí)現(xiàn)磁共振的成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正，以提高圖像質(zhì)量。

參考圖1，示出了本發(fā)明磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的方法一實(shí)施方式的流程示意圖。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式基于磁共振原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量和校正，但是本發(fā)明對(duì)此不做限制，還可以根據(jù)諸如電磁感應(yīng)等的原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量和校正。具體地，所述方法大致包括以下步驟：

步驟S1，提供成像磁場(chǎng)，用于對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描；

步驟S2，提供測(cè)量射頻信號(hào)，以激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本并產(chǎn)生與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)，采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)；

步驟S3，基于磁共振原理，根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度；

步驟S4，基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正。

下面對(duì)各步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。

執(zhí)行步驟S1，提供成像磁場(chǎng)，所述成像磁場(chǎng)用于對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描。

通常磁共振裝置包括圓柱形的腔體，所述腔體內(nèi)部為檢測(cè)區(qū)，成像對(duì)象通常設(shè)置在所述檢測(cè)區(qū)。需要說(shuō)明的是，所述腔體的側(cè)壁中設(shè)置有磁組件，所述磁組件用于提供成像用的成像磁場(chǎng)，通過(guò)所述成像磁場(chǎng)可以獲得磁共振信號(hào)進(jìn)而獲得磁共振圖像。

本實(shí)施例可以在特定位置對(duì)所述成像磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述成像磁場(chǎng)的校正，通過(guò)校正后的成像磁場(chǎng)可以獲得高質(zhì)量的磁共振圖像；或者，在圖像重建過(guò)程中結(jié)合磁場(chǎng)強(qiáng)度校正的因素，以獲得高質(zhì)量磁共振圖像。

在本實(shí)施例中，所述磁組件可以包括超導(dǎo)線圈和梯度線圈。其中，所述超導(dǎo)線圈用于產(chǎn)生主成像磁場(chǎng)，所述梯度線圈用于產(chǎn)生梯度場(chǎng)，磁共振裝置的腔體內(nèi)用于獲得磁共振信號(hào)的是體線圈和梯度線圈共同提供的成像磁場(chǎng)。如下公式表示成像磁場(chǎng)的分布情況：

此處以B₀表示所述成像磁場(chǎng)，以X軸為例超導(dǎo)線圈和梯度線圈產(chǎn)生的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度可以表示為：B₀＝B₀'₀+GX+aX²+cX³。

需要說(shuō)明的是，此處對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的表示只展開(kāi)到三階項(xiàng)，更高階的項(xiàng)，對(duì)于圖像效果影響比較小，且需要更加復(fù)雜的主動(dòng)勻場(chǎng)線圈，因此實(shí)際中高階一般通過(guò)被動(dòng)勻場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

基于超導(dǎo)線圈和梯度線圈設(shè)定的位置、材料、數(shù)量等因素，結(jié)合圖像質(zhì)量的設(shè)計(jì)規(guī)格，所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)所述成像磁場(chǎng)設(shè)置一目標(biāo)成像磁場(chǎng)，基于所述目標(biāo)成像磁場(chǎng)進(jìn)行成像可以獲得符合設(shè)計(jì)規(guī)格的高質(zhì)量圖像。本實(shí)施例以B₀₀表示目標(biāo)成像磁場(chǎng)。

所述目標(biāo)成像磁場(chǎng)為后續(xù)進(jìn)行校正的標(biāo)準(zhǔn)，以X軸為例實(shí)際的成像磁場(chǎng)校正量可以表示為：

Δ＝(B₀'₀-B₀₀)+GX+aX²+cX³ 公式(1)

其中B’₀₀-B₀₀為均勻項(xiàng)偏差，GX為線性線偏差，磁場(chǎng)強(qiáng)度X²+cX³為高階偏差。本實(shí)施例可以通過(guò)不同的校正對(duì)象以及不同的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)上述均勻偏差、線性偏差或高階偏差的校正。

需要說(shuō)明的是基于磁組件提供成像磁場(chǎng)的方法為本領(lǐng)域常用技術(shù)手段，在此不再贅述。還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明對(duì)磁組件的組成不做限制，不應(yīng)以此限制本發(fā)明。

執(zhí)行步驟S2，提供測(cè)量射頻信號(hào)，以激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本并產(chǎn)生與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)。

本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置在圓柱形腔體內(nèi)的體線圈提供成像射頻信號(hào)，還用于提供測(cè)量射頻信號(hào)，以激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本，從而產(chǎn)生與步驟S1所提供的成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)。通過(guò)設(shè)置在腔體內(nèi)的探頭采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)。

可選地，若所述探頭為發(fā)射接收線圈，所述體線圈可以只提供成像射頻信號(hào)，而由所述探頭提供測(cè)量射頻信號(hào)并采集測(cè)量磁共振信號(hào)。

具體地，激發(fā)產(chǎn)生測(cè)量磁共振信號(hào)的監(jiān)測(cè)樣本可以采用與所述成像磁共振信號(hào)相同的質(zhì)子，例如H質(zhì)子，從而實(shí)現(xiàn)與磁共振裝置良好的集成性。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中也可以采用與成像磁共振信號(hào)不同的質(zhì)子，從而減少測(cè)量和校正過(guò)程對(duì)成像過(guò)程的干擾。

探頭設(shè)置于固定的位置，可以預(yù)先獲知探頭的位置信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定位置的成像磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。但是本發(fā)明對(duì)探頭是否固定并不做限制。

具體地，所述探頭的空間位置比較關(guān)鍵，通過(guò)設(shè)置特定的位置，可以利用最少的探頭數(shù)量實(shí)現(xiàn)良好的測(cè)量效果。

參考圖2，示意出了探頭一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例以實(shí)現(xiàn)均勻場(chǎng)、線性場(chǎng)校正為例。磁場(chǎng)強(qiáng)度在X、Y、Z三個(gè)梯度正交軸上均具有梯度分布，通過(guò)在3個(gè)梯度正交軸上設(shè)置探頭100，那么最少采用4個(gè)探頭100即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)均勻場(chǎng)、線性場(chǎng)的校正。

所述探頭可以設(shè)置于磁組件中，例如，設(shè)置于梯度線圈中。可選地，設(shè)置在磁組件的表面可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量。

本實(shí)施例是在磁共振裝置進(jìn)行掃描的過(guò)程中，激發(fā)測(cè)量磁共振信號(hào)和采集測(cè)量磁共振信號(hào)的，即在成像過(guò)程中同步(synchronous)進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量。

具體地，磁共振裝置進(jìn)行成像的過(guò)程是通過(guò)成像序列進(jìn)行激發(fā)磁共振信號(hào)的，可以在所述成像序列中添加與成像射頻信號(hào)同步的測(cè)量射頻信號(hào)。通過(guò)成像射頻信號(hào)激發(fā)成像磁共振信號(hào)，通過(guò)測(cè)量信號(hào)激發(fā)測(cè)量磁共振信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的成像磁場(chǎng)測(cè)量。同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)有的成像序列實(shí)現(xiàn)測(cè)量射頻信號(hào)的激發(fā)和采集，可以與現(xiàn)有的磁共振裝置實(shí)現(xiàn)良好的集成性，還可以簡(jiǎn)化成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的步驟。

繼續(xù)執(zhí)行步驟S2，采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)。磁共振裝置中設(shè)置有多個(gè)通道，用于傳輸磁共振信號(hào)。所述探頭采集到所述測(cè)量磁共振信號(hào)之后，可以占用部分通道來(lái)傳輸測(cè)量射頻信號(hào)激發(fā)的測(cè)量磁共振信號(hào)，另外其他的通道繼續(xù)傳輸成像射頻信號(hào)激發(fā)的成像磁共振信號(hào)。

可選地，可以在所述成像序列中添加與成像采集信號(hào)同步的(synchronous)的測(cè)量采集信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)在成像采集信號(hào)獲得成像磁共振信號(hào)的過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量采集信號(hào)獲得測(cè)量磁共振信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，執(zhí)行步驟S2時(shí)，可以采用多次激發(fā)多次采集的方式。如圖3所示，在一個(gè)測(cè)量周期中，設(shè)置4個(gè)測(cè)量射頻激發(fā)信號(hào)111，對(duì)應(yīng)設(shè)置4個(gè)測(cè)量控制采集信號(hào)112，從而獲得4個(gè)測(cè)量磁共振信號(hào)113。

類(lèi)似地，還可以采用1次激發(fā)多次采集的方式，如圖4所示，在一個(gè)測(cè)量周期中，每一個(gè)測(cè)量射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)設(shè)置三個(gè)測(cè)量控制采集信號(hào)，從而可以獲得4個(gè)測(cè)量磁共振信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，圖3和圖4均是對(duì)測(cè)量磁共振信號(hào)的頻率信息進(jìn)行采集，但是本發(fā)明對(duì)此不做限制，磁共振信號(hào)中還包括相位信息，在其他實(shí)施例中還可以對(duì)測(cè)量磁共振信號(hào)的相位進(jìn)行采集(如圖5所示)。

執(zhí)行步驟S3，基于磁共振原理，根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

測(cè)量磁共振信號(hào)包括頻率信息，也包括相位信息?？梢酝ㄟ^(guò)頻率信息獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度，具體如下：

其中(r，θ，為極坐標(biāo)形式的空間點(diǎn)坐標(biāo)，f為頻率。

也可以通過(guò)相位獲得瞬時(shí)的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。在測(cè)量采集信號(hào)的時(shí)間間隔時(shí)間τ內(nèi)累積的相位變化為若τ足夠短，可以通過(guò)下式估算實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度：

需要說(shuō)明的是，由于成像磁場(chǎng)飄移是一個(gè)隨時(shí)間慢變的過(guò)程。在執(zhí)行步驟S2和步驟S3的時(shí)候，還可以先在采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的步驟中：獲得不同時(shí)刻采集的一組測(cè)量磁共振信號(hào)。

具體地，較為密集地采集一組測(cè)量磁共振信號(hào)，之后，在處理所述測(cè)量磁共振信號(hào)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的步驟中，可以基于密集采集所述一組測(cè)量磁共振信號(hào)，建立實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理模型。所述物理模型可以模擬實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，從而可以估計(jì)和預(yù)測(cè)特定時(shí)間間隔內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布。而在所述特定時(shí)間間隔之后重新采集測(cè)量磁共振信號(hào)，以對(duì)所述物理模型進(jìn)行修正。這樣的采集和處理信號(hào)的方式，可以減少采集的次數(shù)，從而提高測(cè)量效率。

如圖6所示，RF_monitor 1和RF_monitor 2為密集采集得到的測(cè)量磁共振信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，用于預(yù)測(cè)特定時(shí)間間隔(dT)內(nèi)成像磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)分布，每隔dT時(shí)間后重新采集測(cè)量磁共振信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)RF_monitor 3，以對(duì)磁場(chǎng)預(yù)估的結(jié)果做修正。這樣的采集和處理信號(hào)的方式，可以減少采集的次數(shù)，從而提高測(cè)量效率。

執(zhí)行步驟S4，基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正。具體地，通過(guò)步驟S3獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度之后，基于實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得成像磁場(chǎng)校正量，之后基于所述成像磁場(chǎng)校正量實(shí)現(xiàn)校正。

一方面可以根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量對(duì)成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正(調(diào)整線圈的電流)，以使調(diào)整后形成的成像磁場(chǎng)接近目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度。

在一個(gè)實(shí)施例中以調(diào)整梯度線圈中電流大小為例進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)所述成像磁場(chǎng)校正量修改編碼梯度，校正磁共振信號(hào)的K空間軌跡。具體地，根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)計(jì)算公式(1)中待校正的G，根據(jù)G計(jì)算出需要改變的電流大小，進(jìn)一步地在計(jì)算出梯度線圈對(duì)應(yīng)的電流，以實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)偏差的校正。

在另一個(gè)實(shí)施例中，還可以根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述勻場(chǎng)線圈的電流調(diào)整量，根據(jù)所述勻場(chǎng)線圈的電流調(diào)整量改變勻場(chǎng)線圈內(nèi)的電流，以實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)偏差以及高階項(xiàng)偏差的校正。

在另一個(gè)實(shí)施例中，還可以根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流調(diào)整量，根據(jù)所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流調(diào)整量改變主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈內(nèi)的電流，以實(shí)現(xiàn)均勻項(xiàng)偏差的校正。

另一方面還可以在通過(guò)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形重建的過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行所述圖像重建，以在最終獲得的圖像中校正所述偏差。

至此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的實(shí)時(shí)測(cè)量和校正，校正之后可以獲得質(zhì)量較高的圖像，提高測(cè)量精度。

需要說(shuō)明的是，在實(shí)際磁共振成像過(guò)程中，控制整個(gè)掃描流程的信息配置于磁共振成像掃描序列中，相應(yīng)地，所述測(cè)量與校正的流程信息也配置于測(cè)量校正序列中，在磁共振成像序列運(yùn)行的同時(shí)運(yùn)行所述測(cè)量校正序列，所述測(cè)量校正序列具體包括測(cè)量射頻信號(hào)以激發(fā)樣本、測(cè)量采集控制信號(hào)以控制探頭和采集通道對(duì)監(jiān)測(cè)樣本所產(chǎn)生的測(cè)量磁共振信號(hào)進(jìn)行采樣的時(shí)間、頻率等信息。

還需要說(shuō)明的是，在上述實(shí)施例中，激發(fā)、采集測(cè)量磁共振信號(hào)的步驟與激發(fā)、采集成像磁共振信號(hào)的步驟同步的(synchronous)。在其他實(shí)施例中，還可以在磁共振裝置進(jìn)行成像之前，提供成像磁場(chǎng)并進(jìn)行測(cè)量和校正。具體地，在提供成像磁場(chǎng)之后，提供測(cè)量射頻信號(hào)以激發(fā)測(cè)量磁共振信號(hào)，采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)以獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度，并基于實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的差值實(shí)現(xiàn)校正。在校正之后再通過(guò)校正后的成像磁場(chǎng)進(jìn)行成像，從而可以獲得高質(zhì)量的圖像。

上述中提到了“調(diào)整梯度線圈中電流大小，根據(jù)所述磁場(chǎng)校正量修改編碼梯度，校正磁共振信號(hào)的K空間軌跡”的序列層面調(diào)整方式，事實(shí)上，調(diào)整磁組件中線圈電流的大小，可以如上所述的將包含電流大小校正量信息反饋到成像序列中，修正成像序列中控制梯度線圈，勻場(chǎng)線圈或主磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈電流大小的信息，從而實(shí)現(xiàn)這些線圈電流大小的調(diào)整。同時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)根據(jù)電流的校正量直接改變線圈中電流的大小。本發(fā)明對(duì)電流大小調(diào)整的具體方式不作限制。

在其他實(shí)施例中，還可以基于電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量。具體地，所述方法包括：感應(yīng)所述成像磁場(chǎng)變化，以形成與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)，采集所述交變電動(dòng)勢(shì)；所述處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的步驟包括：基于電磁感應(yīng)原理，根據(jù)所述交變電動(dòng)勢(shì)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量之后，還可以基于上述實(shí)施例類(lèi)似的校正方法實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)校正。

參考圖7，示出了本發(fā)明磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)一實(shí)施方式的功能框圖。所述系統(tǒng)大致包括：

磁組件201，用于對(duì)待掃描對(duì)象進(jìn)行掃描。

采集單元202，用于采集與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。

處理單元203，用于處理所述信號(hào)，獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

校正單元204，基于所述實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行校正。

控制單元205，與所述磁組件201、采集單元202、處理單元203和校正單元204相連，用于控制磁組件201提供成像磁場(chǎng)，用于控制采集單元202進(jìn)行信號(hào)的采集，用于控制處理單元203處理述信號(hào)，還用于控制校正單元204進(jìn)行校正。

本發(fā)明提供的成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)可以對(duì)磁共振裝置中的成像磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和校正，從而可以使校正后的磁共振裝置輸出高質(zhì)量的圖像。

參考圖8，示出了本發(fā)明磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正的系統(tǒng)一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例以基于磁共振原理實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正為例，但是不應(yīng)以此限制本發(fā)明。

需要說(shuō)明的是，磁共振裝置包括圓柱形的腔體210，所述腔體210內(nèi)部為探測(cè)區(qū)，磁共振成像的成像對(duì)像放置于所述探測(cè)區(qū)，以便于實(shí)現(xiàn)成像。

本實(shí)施例磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正系統(tǒng)包括：設(shè)置于所述腔體210的內(nèi)壁上的磁組件212，用于產(chǎn)生成像磁場(chǎng)。

在本實(shí)施例中，所述磁組件212包括超導(dǎo)線圈(圖未示)和梯度線圈219，磁共振裝置內(nèi)的成像磁場(chǎng)由超導(dǎo)線圈和梯度線圈219產(chǎn)生。

具體地，以X軸為例，超導(dǎo)和梯度線圈產(chǎn)生的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度可以表示為：B₀＝B₀'₀+GX+aX²+cX³。

需要說(shuō)明的是，此處對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的表示只展開(kāi)到三階項(xiàng)，由于更高階的項(xiàng)對(duì)于圖像效果影響比較小，且需要更加復(fù)雜的主動(dòng)勻場(chǎng)線圈，因此實(shí)際中高階一般通過(guò)被動(dòng)勻場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，此處不再展開(kāi)。

本實(shí)施例的采集單元包括：探頭211，用于在所述測(cè)量射頻信號(hào)激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本并產(chǎn)生與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量磁共振信號(hào)后，接收所述測(cè)量磁共振信號(hào)。

本實(shí)施例中探頭211固定于所述磁組件212的表面上，從而可以測(cè)量大范圍的成像磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化。但是本發(fā)明對(duì)探頭211的位置不作限制，所述探頭211還可以固定于腔體210內(nèi)的其他機(jī)械結(jié)構(gòu)上。對(duì)探頭211采用固定位置的方式設(shè)置可以預(yù)先得知探頭211的空間坐標(biāo)信息，從而無(wú)需在測(cè)量過(guò)程中對(duì)探頭211的位置信息進(jìn)行探測(cè)。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中還可以采用非固定的方式設(shè)置所述探頭211?；蛘?，磁共振裝置還可以包括局部線圈，所述探頭211還可以嵌入所述局部線圈中。

請(qǐng)結(jié)合參考圖9至圖13，示出了圖8中探頭的實(shí)施例的示意圖。如圖9所示，探頭2111為簡(jiǎn)潔的環(huán)形(loop)結(jié)構(gòu)線圈?？蛇x地，如圖10，探頭2112還可以是一側(cè)設(shè)置有旁翼的線圈。或者，如圖11所示，探頭2113還可以是兩側(cè)設(shè)置有旁翼的線圈。具有旁翼的線圈具有較好的抵抗非測(cè)量磁共振信號(hào)的能力。

本實(shí)施例中所述探頭211為接收線圈，具體地，如圖12所示，探頭2114還可以為螺線管結(jié)構(gòu)的線圈。或者，如圖13所示，探頭2115為具備消除外界干擾作用的螺線管結(jié)構(gòu)線圈，原理與上述旁翼線圈的作用相同。

需要說(shuō)明的是，圖9至圖13示意出了探頭211的幾種實(shí)現(xiàn)方式，但是，本發(fā)明對(duì)探頭211的結(jié)構(gòu)和材料不做限制。

可選的，所述探頭211中設(shè)置有磁性材料，用于產(chǎn)生能夠補(bǔ)償所述成像磁場(chǎng)的局部磁場(chǎng)。所述局部磁場(chǎng)可以根據(jù)磁性材料中加載電壓的改變而改變，從而調(diào)整所述成像磁場(chǎng)的局部分布。也就說(shuō)可以通過(guò)改變加載在所述磁性材料兩端電壓的方向來(lái)改變所述磁性材料的磁性，從而改變所述成像磁場(chǎng)的局部分布，以便于得到均勻的成像磁場(chǎng)。

本實(shí)施例中所述探頭211為接收線圈，所述系統(tǒng)還包括用于提供測(cè)量射頻信號(hào)和成像射頻信號(hào)的體線圈。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中探頭可以兼具發(fā)射和接收射頻信號(hào)的功能，則所述探頭提供測(cè)量射頻信號(hào)且接收測(cè)量磁共振信號(hào)，而體線圈僅用于提供成像射頻信號(hào)。

還需要說(shuō)明的是，磁共振裝置在進(jìn)行成像時(shí)通常通過(guò)H質(zhì)子實(shí)現(xiàn)磁共振，本實(shí)施例中，所述探頭可以采用與成像磁共振信號(hào)相同的質(zhì)子(H質(zhì)子)實(shí)現(xiàn)磁共振。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中，所述探頭還可以采用與磁共振裝置成像時(shí)磁共振所用的質(zhì)子不相同。

通過(guò)對(duì)磁共振裝置中探頭的空間分布進(jìn)行設(shè)置，可以利用最少的探頭數(shù)量達(dá)到最好的成像磁場(chǎng)檢測(cè)效果。具體地，以實(shí)現(xiàn)均勻場(chǎng)、線性場(chǎng)校正為例。磁場(chǎng)強(qiáng)度在X、Y、Z三個(gè)梯度正交軸上均具有梯度分布，通過(guò)在3個(gè)梯度正交軸上按照對(duì)稱分布地方式設(shè)置探頭，那么最少采用4個(gè)探頭即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)均勻場(chǎng)、線性場(chǎng)的校正(如圖2所示的探頭)。

本實(shí)施例的采集單元還包括：采集通道215，用于傳輸所述測(cè)量磁共振信號(hào)。需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有磁共振裝置中設(shè)置有多通道，所述多通道的一部分用于傳輸成像磁共振信號(hào)，多通道的另一部分用于實(shí)現(xiàn)測(cè)量磁共振信號(hào)的傳輸。這樣采集通道215采用磁共振裝置的現(xiàn)有部件(通道)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量磁共振信號(hào)的傳輸，可以與現(xiàn)有磁共振裝置實(shí)現(xiàn)良好的兼容，從而簡(jiǎn)化成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例系統(tǒng)還包括控制單元214，與所述體線圈、梯度線圈219、探頭211、采集通道215和所述處理單元216相連。所述控制單元214用于控制體線圈提供測(cè)量射頻信號(hào)激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本，用于控制探頭211對(duì)測(cè)量磁共振信號(hào)進(jìn)行采集，用于控制采集通道215傳輸所述磁共振測(cè)量信號(hào)，還用于控制所述處理單元216對(duì)測(cè)量磁共振信號(hào)進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)測(cè)量。

需要說(shuō)明的是，控制整個(gè)測(cè)量與校正過(guò)程的信息配置于測(cè)量校正序列中，控制單元214同時(shí)運(yùn)行磁共振成像序列以及測(cè)量校正序列，控制監(jiān)測(cè)樣本被激發(fā)的時(shí)間間隔、頻率等。比如，控制單元214可以控制測(cè)量射頻信號(hào)多次激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本，控制探頭211多次采集測(cè)量磁共振信號(hào)，(例如，通過(guò)諸如圖3所示的信號(hào)實(shí)現(xiàn)多次激發(fā)、多次采集的功能)；比如，所述控制單元214也可以控制測(cè)量射頻信號(hào)一次激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本，控制探頭211多次采集測(cè)量磁共振信號(hào)，(例如，通過(guò)諸如圖4所示的信號(hào)實(shí)現(xiàn)一次激發(fā)、多次采集的功能)。

需要說(shuō)明的是，在其他實(shí)施例中，所述控制單元214還可以在激發(fā)成像磁共振信號(hào)之前，控制超導(dǎo)線圈、梯度線圈提供成像磁場(chǎng)，并控制體線圈激發(fā)監(jiān)測(cè)樣本產(chǎn)生測(cè)量磁共振信號(hào)，控制所述探頭211采集所述測(cè)量磁共振信號(hào)，還控制所述采集通道傳輸所述測(cè)量磁共振信號(hào)，以在磁共振裝置進(jìn)行正式掃描之前實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)的校正。

需要說(shuō)明的是，所述測(cè)量磁共振信號(hào)既包括頻率信息(如圖3和圖4所示)，還包括相位信息(如圖5所示)。

本實(shí)施例磁共振裝置中成像磁場(chǎng)測(cè)量和校正系統(tǒng)還包括處理單元216，用于根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。

所述處理單元216可以根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)的頻率獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。具體如下：

其中(r，θ，為極坐標(biāo)形式的空間點(diǎn)坐標(biāo)，f為頻率。

所述處理單元216也可以通過(guò)相位獲得瞬時(shí)的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度。在測(cè)量采集信號(hào)的時(shí)間間隔時(shí)間τ內(nèi)累積的相位變化為若τ足夠短，可以通過(guò)下式估算磁場(chǎng)強(qiáng)度：

在其他實(shí)施例中，所述處理單元216還可以根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)的其他信息估算磁場(chǎng)強(qiáng)度，不應(yīng)以此限制本發(fā)明。

由于成像磁場(chǎng)飄移是一個(gè)隨時(shí)間慢變的過(guò)程，所述控制單元214用于控制采集單元獲得不同時(shí)刻采集的一組測(cè)量磁共振信號(hào)；所述處理單元216用于根據(jù)所述一組測(cè)量磁共振信號(hào)建立實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的物理模型，以預(yù)測(cè)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，這樣在特定時(shí)間間隔內(nèi)可以不再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，處理單元216基于物理模型可以獲得特定時(shí)間間隔內(nèi)的成像磁場(chǎng)。之后在特定時(shí)間間隔之后重新采集測(cè)量磁共振信號(hào)，以對(duì)所述物理模型進(jìn)行修正。采用這樣的采集和處理信號(hào)的方式，可以減少采集的次數(shù)，從而提高測(cè)量效率。

所述系統(tǒng)還包括校正單元217，在所述控制單元216的控制下，根據(jù)處理單元216獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)磁共振裝置中的成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正。

本實(shí)施例中，所述校正單元217包括：第一計(jì)算元件(圖未示)，預(yù)先設(shè)置有目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度且與處理單元216相連，用于根據(jù)處理單元216測(cè)量的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得成像磁場(chǎng)校正量。

需要說(shuō)明的是，第一計(jì)算元件中預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度可以超導(dǎo)線圈和梯度線圈設(shè)定的位置、材料、數(shù)量等因素，結(jié)合圖像質(zhì)量的設(shè)計(jì)規(guī)格設(shè)置，基于所述目標(biāo)成像磁場(chǎng)進(jìn)行成像可以獲得符合設(shè)計(jì)規(guī)格的高質(zhì)量圖像。本實(shí)施例以B₀₀表示目標(biāo)成像磁場(chǎng)。

第一計(jì)算元件通過(guò)以下公式獲得成像磁場(chǎng)校正量Δ：

Δ＝(B₀'₀-B₀₀)+GX+aX²+cX³

其中B’₀₀-B₀₀為均勻項(xiàng)偏差，GX為線性項(xiàng)偏差，磁場(chǎng)強(qiáng)度aX²+cX³為高階項(xiàng)偏差。

所述校正單元217還包括第二計(jì)算元件，用于根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述磁組件的電流調(diào)整量。

所述控制單元214，與所述校正單元217和磁組件212相連，用于控制所述磁組件212中線圈電流的大小校正成像磁場(chǎng)。

具體地，可以通過(guò)不同的校正對(duì)象以及不同的計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)對(duì)上述均勻項(xiàng)偏差、線性項(xiàng)偏差或高階項(xiàng)偏差的校正。例如：根據(jù)測(cè)量磁共振信號(hào)計(jì)算公式(1)中待校正的G，根據(jù)G計(jì)算出需要改變的電流大小，假設(shè)校正對(duì)象為梯度線圈中的電流量，則需要計(jì)算出梯度線圈對(duì)應(yīng)的需要調(diào)整電流量。

所述控制單元214，與所述梯度線圈219相連，用于根據(jù)所述梯度線圈219電流調(diào)整量改變梯度線圈219中電流大小，從而實(shí)現(xiàn)線性場(chǎng)的校正。

需要說(shuō)明的是，可選地，磁共振裝置還設(shè)置有提供補(bǔ)償成像磁場(chǎng)的勻場(chǎng)線圈213。所述補(bǔ)償成像磁場(chǎng)與磁組件212提供的成像磁場(chǎng)相配合，以獲得更為均勻的成像磁場(chǎng)。

相應(yīng)地，所述校正單元217除了包括用于根據(jù)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得成像磁場(chǎng)校正量的第一計(jì)算元件，還包括第三計(jì)算元件，用于根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述勻場(chǎng)線圈213的電流調(diào)整量。

控制單元214，也與所述勻場(chǎng)線圈213相連，用于根據(jù)所述勻場(chǎng)線圈中電流調(diào)整量改變勻場(chǎng)線圈213中的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)線性項(xiàng)偏差以及高階場(chǎng)偏差的校正。

可選地，磁共振裝置還設(shè)置有提供矯正主成像磁場(chǎng)漂移的主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈(簡(jiǎn)稱B₀線圈)。

所述校正單元217除了包括用于根據(jù)實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差獲得成像磁場(chǎng)校正量的第一計(jì)算元件，還包括第四計(jì)算元件，用于根據(jù)成像磁場(chǎng)校正量獲得所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈的電流調(diào)整量。

控制單元214，也與所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈相連，用于根據(jù)所述主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈中電流調(diào)整量改變主成像磁場(chǎng)漂移補(bǔ)給線圈中的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)均勻項(xiàng)偏差的校正。

需要說(shuō)明的是，實(shí)際應(yīng)用中，所述控制單元214、處理單元216和校正單元217可以集成于一計(jì)算機(jī)。

上述實(shí)施例是對(duì)成像磁場(chǎng)進(jìn)行校正的，校正后的成像磁場(chǎng)更為均勻和穩(wěn)定，可以獲得高質(zhì)量圖像的。但是本發(fā)明對(duì)此不作限制，在其他實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括圖像重建單元，與所述校正單元相連，用于在圖像重建過(guò)程中結(jié)合校正單元提供的實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度與目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的偏差進(jìn)行圖像重建，以輸出校正后的、高質(zhì)量的圖像。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例是通過(guò)磁共振原理實(shí)現(xiàn)測(cè)量的，但是本發(fā)明對(duì)此不作限制。還可以通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)的測(cè)量。

具體地，采集單元包括：感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)所述成像磁場(chǎng)變化，以形成與所述成像磁場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)；所述處理單元基于電磁感應(yīng)原理，根據(jù)所述交變電動(dòng)勢(shì)獲得實(shí)際磁場(chǎng)強(qiáng)度?；陔姶鸥袘?yīng)原理實(shí)現(xiàn)成像磁場(chǎng)的測(cè)量之后，還可以根據(jù)與上述實(shí)施例類(lèi)似的校正方式完成校正。本領(lǐng)域人員可以根據(jù)上述實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)地修改、變形和替換。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。