本發(fā)明的實施例一般涉及磁共振成像(mri)，以及更具體來說涉及使用矩陣勻場線圈(matrixshimcoil)來生成具有低至高階空間諧波的磁場的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

mri是用于得到表示具有易受到核磁共振(nmr)的原子核的充分群體的對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)字化視覺圖像的廣泛認(rèn)可和市場銷售的技術(shù)。在mri中，對核子施加強主磁場(b0)使待成像對象中的核子極化。核子通過在特性nmr(拉莫爾)頻率的射頻(rf)信號來激發(fā)。通過圍繞對象空間分布定域磁場并且當(dāng)所激發(fā)質(zhì)子衰減回到其較低能量常態(tài)時分析來自核子的所產(chǎn)生rf響應(yīng)，生成和顯示作為其空間位置的函數(shù)的這些核子響應(yīng)的地圖或圖像。核子響應(yīng)的圖像提供對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)視圖。另外，許多mri系統(tǒng)使用電磁梯度線圈來產(chǎn)生小幅度、空間變化的磁場。通常，由梯度線圈所產(chǎn)生的磁分量沿mri系統(tǒng)的z軸對齊，并且其幅度隨著沿mri系統(tǒng)的x、y或z軸其中之一的位置而線性改變。相應(yīng)地，許多mri系統(tǒng)使用梯度線圈沿單個軸對磁場強度并且伴隨地對核自旋的諧振頻率來創(chuàng)建小斜升。

在典型mri系統(tǒng)中，b0場越均勻，則產(chǎn)生的圖像質(zhì)量越好。但是，不均勻性可通過各種因素來引入b0場中(b0場不均勻性)，例如制造容差、安裝誤差、環(huán)境影響、設(shè)計限制、一個或多個磁體中的缺陷、安裝站點附近的鐵磁材料和/或電磁噪聲/干擾的其他來源。例如，時變磁場能夠通過在mri機械和/或被成像受檢者中生成電流(稱作渦流)來產(chǎn)生b0場不均勻性。所生成渦流又可產(chǎn)生附加磁場，其稱作渦流場和/或反射場，能夠使b0場失真并且使圖像質(zhì)量降級。

為了補償渦流和/或b0場不均勻性的其他來源所引起的圖像降級，許多mri系統(tǒng)實現(xiàn)一種稱作“預(yù)加重”的技術(shù)來降低b0場不均勻性的影響。傳統(tǒng)mri系統(tǒng)通過調(diào)制梯度線圈中的電流以嘗試緩解因b0場不均勻性引起的b0場的失真來實現(xiàn)預(yù)加重。梯度線圈能夠調(diào)制的幾何形狀受到限制，這又限制能夠補償?shù)腷0場不均勻性的空間諧波階數(shù)。

因此，所需的是改進(jìn)總體成像性能并且具體來說提供高階空間諧波b0場不均勻性的緩解的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一實施例中，提供一種用于改進(jìn)磁共振成像系統(tǒng)中的圖像質(zhì)量的方法。該方法包括快速調(diào)制磁共振成像系統(tǒng)的矩陣勻場線圈中的電流，以補償系統(tǒng)中的高階渦流。

在另一個實施例中，提供一種用于補償磁共振成像系統(tǒng)中的梯度線圈對齊的方法。該方法包括快速調(diào)制磁共振成像系統(tǒng)的矩陣勻場線圈中的電流，以緩解產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈的對齊的一個或多個b0場取向偏差。

在又一個實施例中，提供一種用于補償磁共振成像系統(tǒng)中的高階渦流的矩陣勻場線圈設(shè)備。該矩陣勻場線圈設(shè)備包括矩陣勻場線圈，其配置成補償具有高空間諧波階數(shù)的b0場不均勻性。與矩陣勻場線圈的第二勻場線圈中的電流無關(guān)地快速調(diào)制矩陣勻場線圈的第一勻場線圈中的電流。

技術(shù)方案1：一種用于改進(jìn)磁共振成像系統(tǒng)(10)中的圖像質(zhì)量的方法，包括：

快速調(diào)制(132)所述磁共振成像系統(tǒng)(10)的矩陣勻場線圈(86)中的電流，所述快速調(diào)制(132)補償所述系統(tǒng)(10)中的高階渦流。

技術(shù)方案2：如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述矩陣勻場線圈(86)補償具有高階空間諧波的b0場不均勻性。

技術(shù)方案3：如權(quán)利要求1所述的方法，其中，快速調(diào)制(132)所述矩陣勻場線圈(86)中的所述電流由提供動態(tài)勻場的所述勻場驅(qū)動器(110)來控制。

技術(shù)方案4：如權(quán)利要求1所述的方法，其中，快速調(diào)制(132)所述磁共振成像系統(tǒng)(10)的矩陣勻場線圈(86)中的電流包括：

與所述矩陣勻場線圈(86)的第二勻場線圈(114)中的電流無關(guān)地調(diào)制所述矩陣勻場線圈(86)的第一勻場線圈(114)中的電流。

技術(shù)方案5：如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

從一個或多個b0場不均勻性圖來得出(126)勻場波形，

其中所述矩陣勻場線圈(86)中的磁流按照所得出的勻場波形來調(diào)制(132)。

技術(shù)方案6：一種用于補償磁共振成像系統(tǒng)(10)中的梯度線圈(104)對齊的方法，所述方法包括：

快速調(diào)制(150)所述磁共振成像系統(tǒng)(10)的矩陣勻場線圈(86)中的電流，以緩解產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈(104)的對齊的一個或多個b0場取向偏差。

技術(shù)方案7：如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述一個或多個b0場取向偏差具有高空間諧波階數(shù)。

技術(shù)方案8：如權(quán)利要求6所述的方法，其中，快速調(diào)制(150)所述矩陣勻場線圈(86)中的所述電流由提供動態(tài)勻場的所述勻場驅(qū)動器(110)來控制。

技術(shù)方案9：如權(quán)利要求6所述的方法，其中，快速調(diào)制(150)所述磁共振成像系統(tǒng)(10)的矩陣勻場線圈(86)中的電流以緩解產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈(104)的所述對齊的一個或多個b0場取向偏差包括：

與所述矩陣勻場線圈(86)的第二勻場線圈(114)中的電流無關(guān)地調(diào)制所述矩陣勻場線圈(86)的第一勻場線圈(114)中的所述電流。

技術(shù)方案10：如權(quán)利要求6所述的方法，所述方法還包括：

通過激勵(142)一個或多個梯度線圈(104)來生成(138)一個或多個反射場；

通過映射所述一個或多個反射場來創(chuàng)建(140)一個或多個b0場不均勻性圖；以及

從所述一個或多個b0場不均勻性圖來得出(146)勻場波形，

其中所述矩陣勻場線圈(86)中的磁流按照所得出的勻場波形來調(diào)制。

技術(shù)方案11：如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述一個或多個梯度線圈(104)的所述對齊是安裝誤差和b0偏移中的至少一個。

技術(shù)方案12：一種用于補償磁共振成像系統(tǒng)(10)中的高階渦流的矩陣勻場線圈設(shè)備，所述矩陣勻場線圈設(shè)備包括：

矩陣勻場線圈(86)，配置成通過與所述矩陣勻場線圈(86)的第二勻場線圈(114)無關(guān)地快速調(diào)制(132)所述矩陣勻場線圈(86)的第一勻場線圈(114)中的電流，來補償具有高空間諧波階數(shù)的b0場不均勻性。

技術(shù)方案13：如權(quán)利要求12所述的矩陣勻場線圈設(shè)備，其中，所述矩陣勻場線圈設(shè)備還包括：

勻場驅(qū)動器(110)，配置成按照勻場波形來調(diào)制所述矩陣勻場線圈(86)中的磁流。

技術(shù)方案14：如權(quán)利要求13所述的矩陣勻場線圈設(shè)備，其中，所述勻場驅(qū)動器(110)配置成提供動態(tài)勻場。

技術(shù)方案15：如權(quán)利要求13所述的矩陣勻場線圈設(shè)備，其中，所述矩陣勻場線圈設(shè)備還包括：

至少一個處理器(28、40)，配置成：

通過激勵(142)一個或多個梯度線圈(104)來生成(138)一個或多個反射場；

通過映射所述一個或多個反射場來創(chuàng)建(140)b0場不均勻性圖；以及

從所述一個或多個所創(chuàng)建b0場不均勻性圖來得出(146)所述勻場波形。

附圖說明

通過閱讀以下參照附圖的非限制性實施例的描述，將會更好地了解本發(fā)明，附圖包括：

圖1是結(jié)合本發(fā)明的實施例的示范磁共振成像(mri)系統(tǒng)的框圖；

圖2是圖1的mri系統(tǒng)的示意側(cè)視圖；

圖3是圖1的mri系統(tǒng)的示范矩陣勻場線圈的簡圖；

圖4是示出按照本發(fā)明的一實施例、通過補償高階渦流來改進(jìn)圖像質(zhì)量的方法的流程圖；

圖5是示出按照本發(fā)明的另一個實施例、通過補償梯度線圈安裝誤差來改進(jìn)圖像質(zhì)量的方法的流程圖；以及

圖6是示出按照本發(fā)明的又一個實施例、通過補償b0偏移來改進(jìn)圖像質(zhì)量的方法的流程圖。

具體實施方式

下面將詳細(xì)參照本發(fā)明的示范實施例，在附圖中示出其示例。在可能的情況下，附圖中通篇使用的相同參考標(biāo)號表示相同或相似部件而無需贅述。

如本文所使用的術(shù)語“基本上”、“一般”和“大約”指示相對于用于取得組件或組合件的功能目的的理想預(yù)期條件適當(dāng)可取得的制造和組裝容差之內(nèi)的條件。如本文所使用的“電耦合”、“電連接”和“電通信”表示所引用元件直接或間接連接，使得電流可從一個元件流動到另一個元件。連接可包括直接導(dǎo)電連接(即，沒有中介電容、電感或有源元件)、電感連接、電容連接和/或任何其他適當(dāng)電連接。中介組件可存在。如將會理解，本發(fā)明的實施例可一般用來分析動物組織，而并不局限于人體組織。

參照圖1，示出結(jié)合本發(fā)明的一實施例的磁共振成像(mri)系統(tǒng)10的主要組件。系統(tǒng)的操作從操作員控制臺12來控制，操作員控制臺12包括鍵盤或其他輸入裝置14、控制面板16和顯示屏幕18?？刂婆_12經(jīng)過鏈路20與獨立計算機系統(tǒng)22進(jìn)行通信，其使操作員能夠控制顯示屏幕18上的圖像的產(chǎn)生和顯示。計算機系統(tǒng)22包括多個模塊，其經(jīng)過底板24相互通信。這些包括圖像處理器模塊26、cpu模塊28和存儲器模塊30，其可包括用于存儲圖像數(shù)據(jù)陣列的幀緩沖器。計算機系統(tǒng)22經(jīng)過高速串行鏈路34與獨立系統(tǒng)控制或控制單元32進(jìn)行通信。輸入裝置14能夠包括鼠標(biāo)、操縱桿、鍵盤、軌跡球、觸控屏幕、光棒、語音控制或者任何相似或等效輸入裝置，并且可用于交互式幾何規(guī)定。計算機系統(tǒng)22和mri系統(tǒng)控制32共同形成“mri控制器”36。

mri系統(tǒng)控制32包括通過底板38連接在一起的模塊集合。這些包括cpu模塊40和脈沖發(fā)生器模塊42，其經(jīng)過串行鏈路44連接到操作員控制臺12。經(jīng)過鏈路44，系統(tǒng)控制32從操作員接收指示將要執(zhí)行的掃描序列的命令。脈沖發(fā)生器模塊42操作系統(tǒng)組件，以便運行預(yù)期掃描序列，并且產(chǎn)生指示所產(chǎn)生rf脈沖的定時、強度和形狀的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)獲取窗口的定時和長度。脈沖發(fā)生器模塊42連接到梯度放大器46的集合，以指示掃描期間所產(chǎn)生的梯度脈沖的定時和形狀。脈沖發(fā)生器模塊42還能夠從生理獲取控制器48接收患者數(shù)據(jù)，生理獲取控制器48接收來自連接到患者的多個不同傳感器的信號，例如來自附連到患者的電極的ecg信號。以及最后，脈沖發(fā)生器模塊42連接到掃描室接口電路50，掃描室接口電路50從與患者和磁體系統(tǒng)的條件關(guān)聯(lián)的各種傳感器來接收信號。還經(jīng)過掃描室接口電路50，患者定位系統(tǒng)52接收將患者移動到預(yù)期位置供掃描的命令。

脈沖發(fā)生器模塊42操作梯度放大器46，以便實現(xiàn)掃描期間所產(chǎn)生的梯度脈沖的預(yù)期定時和形狀。由脈沖發(fā)生器模塊42所產(chǎn)生的梯度波形施加到具有g(shù)x、gy和gz放大器的梯度放大器系統(tǒng)46。各梯度放大器激發(fā)梯度線圈組合件(一般表示為54)中的對應(yīng)物理梯度線圈，以產(chǎn)生用于對所獲取信號進(jìn)行空間編碼的磁場梯度。梯度線圈組合件54形成磁體組合件56的部分，其還包括極化磁體58(其在操作中在磁體組合件56所包封的整個目標(biāo)體積60提供均勻縱向磁場b0)和整體(發(fā)射和接收)rf線圈62(其在操作中在整個目標(biāo)體積60提供與b0一般垂直的橫向磁場b1)。

由患者體內(nèi)的所激發(fā)核子所發(fā)射的所產(chǎn)生信號可由相同rf線圈62來感測，并且經(jīng)過發(fā)射/接收開關(guān)64來耦合到前置放大器66。放大器mr信號在收發(fā)器68的接收器段中解調(diào)、過濾和數(shù)字化。發(fā)射/接收開關(guān)64通過來自脈沖發(fā)生器模塊42的信號來控制，以便在發(fā)射模式期間將rf放大器70電連接到rf線圈62，并且在接收模式期間將前置放大器66連接到rf線圈62。發(fā)射/接收開關(guān)64還能夠使獨立rf線圈(例如表面線圈)用于發(fā)射或者接收模式中。

由rf線圈62所拾取的mr信號由收發(fā)器模塊68數(shù)字化，并且傳遞給系統(tǒng)控制32中的存儲器模塊72。在存儲器模塊72中獲取了原始k空間數(shù)據(jù)陣列時，掃描完成。這個原始k空間數(shù)據(jù)重新排列為待重構(gòu)的各圖像的獨立k空間數(shù)據(jù)陣列，以及這些的每個輸入到陣列處理器74，其進(jìn)行操作以便將數(shù)據(jù)傅立葉變換為圖像數(shù)據(jù)陣列。這個圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過串行鏈路34傳送給計算機系統(tǒng)22，其中將它存儲在存儲器30中。響應(yīng)從操作員控制臺12所接收的命令，這個圖像數(shù)據(jù)可在長期存儲裝置中存檔，或者它可由圖像處理器26進(jìn)一步處理，以及傳送給操作員控制臺12并且在顯示器18上呈現(xiàn)。

參照圖2，示出是圖1的mri系統(tǒng)10的示意側(cè)視圖。磁體組合件56的形狀為圓柱形，其具有中心軸76、“患者端”78以及與患者端78相對的“服務(wù)端”80。磁體組合件56包括超導(dǎo)/極化磁體58、梯度線圈組合件54、rf屏蔽82、rf線圈62、患者膛管84和矩陣勻場線圈86。磁性組合件56還可包括各種其他元件，例如蓋板、支承、懸浮構(gòu)件、端帽、托架等，其為了清楚起見而從圖2中省略。雖然圖1和圖2所示的磁性組合件56的實施例利用圓柱磁體和梯度拓?fù)?，但是?yīng)當(dāng)理解，可使用除了圓柱組合件之外的磁體和梯度拓?fù)?。例如，裂開（split-open）mri系統(tǒng)的平坦梯度幾何結(jié)構(gòu)也可利用以下所述的本發(fā)明的實施例。

極化磁體58可包括若干徑向?qū)R的縱向間隔超導(dǎo)線圈88，其中各線圈能夠攜帶大電流。超導(dǎo)線圈88設(shè)計成在患者/目標(biāo)體積60中創(chuàng)建b0場。超導(dǎo)線圈88包封在低溫外殼100之內(nèi)的低溫環(huán)境中。低溫環(huán)境設(shè)計成將超導(dǎo)線圈88的溫度保持為低于適當(dāng)臨界溫度，使得超導(dǎo)線圈88處于具有零電阻的超導(dǎo)狀態(tài)。低溫外殼100可包括氦器皿(未示出)和熱或冷屏蔽(未示出)，以用于按照已知方式來包含和冷卻磁體繞組。極化磁體58由磁體器皿102、例如低溫恒溫器皿來包封。磁體器皿102配置成保持真空，并且防止熱量被傳遞到低溫外殼100。

梯度線圈組合件54設(shè)置在極化磁性58的內(nèi)圓周中并且按照間隔同軸關(guān)系圍繞rf屏蔽82和rf線圈62。梯度線圈組合件54可安裝到極化磁體58，使得梯度線圈組合件54在圓周上由極化磁體58包圍。梯度線圈組合件54還可沿圓周包圍rf屏蔽82和rf線圈62。在實施例中，梯度線圈組合件54可以是自屏蔽梯度線圈組合件。例如，梯度線圈組合件54可包括圓柱內(nèi)梯度線圈組合件或繞組104和圓柱外梯度線圈組合件或繞組106，其相對中心軸76均按照同心布置來設(shè)置。內(nèi)梯度線圈組合件104包括內(nèi)(或主)x、y和z梯度線圈，以及外梯度線圈組合件106包括相應(yīng)外(或屏蔽)x、y和z梯度線圈。內(nèi)梯度線圈組合件104的線圈可通過使電流經(jīng)過線圈以在患者體積60中生成如mr成像所需的梯度場。內(nèi)梯度線圈組合件104與外梯度線圈組合件106之間的體積108或空間可填充有接合材料，例如環(huán)氧樹脂、粘彈性樹脂、聚氨酯等。備選地，具有填充材料(例如玻璃珠、硅石和氧化鋁)的環(huán)氧樹脂可用作接合材料。另外，矩陣勻場線圈86可設(shè)置在內(nèi)梯度線圈組合件104與外梯度線圈組合件106之間的體積108中。

rf屏蔽82的形狀為圓柱形，并且圍繞rf線圈62來設(shè)置。rf屏蔽82用來保護(hù)rf線圈62免受rf輻射的外部源影響，并且可由任何適當(dāng)導(dǎo)電材料來制作，例如銅片、具有導(dǎo)電銅跡線的電路板、銅絲網(wǎng)、不銹鋼絲網(wǎng)、其他導(dǎo)電絲網(wǎng)等。

rf線圈62為圓柱形，圍繞患者膛管84的外表面設(shè)置，并且安裝在圓柱梯度線圈組合件54內(nèi)部?；颊咛殴?4包圍圓柱患者/目標(biāo)體積或膛60?；颊咛殴?4能夠配置為標(biāo)準(zhǔn)膛尺寸(-60cm)或者配置為寬膛尺寸(-70cm或以上)。

矩陣勻場線圈86以第一半徑設(shè)置在磁體組合件58內(nèi)部，并且經(jīng)過勻場來提供對b0場不均勻性、例如患者感應(yīng)諧波的補償。如本文所定義的勻場是通過調(diào)制電磁體中的電流對磁場中的不均勻性的補償。具體來說，電流經(jīng)過矩陣勻場線圈86來傳導(dǎo)，以生成一個或多個磁場，其中和/補償b0場不均勻性所引起的b0場中的擾動。因此，雖然圖2示出位于梯度線圈組合件54內(nèi)部的矩陣勻場線圈86，但是要理解，矩陣勻場線圈86可設(shè)置在矩陣勻場線圈86所產(chǎn)生的(一個或多個)磁場能夠提供對b0場不均勻性的有效補償?shù)娜魏挝恢?。但是，將矩陣勻場線圈86放置在rf屏蔽82后面限制矩陣勻場線圈86與rf線圈62之間的交互。

如圖2進(jìn)一步所示，矩陣勻場線圈86可由勻場驅(qū)動器110來驅(qū)動。勻場驅(qū)動器110和矩陣勻場線圈86可由電源112供電。電源112和勻場驅(qū)動器110可由計算機系統(tǒng)(例如，如圖1所示的mri控制器36)來操作。計算機36和勻場驅(qū)動器110配置成控制提供給矩陣勻場線圈86的電流，以便對預(yù)期感興趣體積(例如患者/目標(biāo)體積60)提供全局勻場。計算機36和勻場驅(qū)動器110還可配置成控制提供給矩陣勻場線圈86的電流，以便對預(yù)期感興趣體積提供全局動態(tài)勻場。

勻場驅(qū)動器110產(chǎn)生稱作勻場波形的數(shù)據(jù)，其控制矩陣勻場線圈86所產(chǎn)生的(一個或多個)磁場的定時和形狀。勻場波形可通過調(diào)制流經(jīng)矩陣勻場線圈86的電流來控制所產(chǎn)生的(一個或多個)磁場的定時和形狀。勻場波形可調(diào)制流動到矩陣勻場線圈86中的單獨勻場線圈(圖3中示為114)或者流動到勻場線圈的編組(圖3中示為116)的電流。勻場波形可配置成快速調(diào)制流經(jīng)矩陣勻場線圈86的電流。勻場驅(qū)動器110可修改mri掃描期間的波形，以產(chǎn)生實時或者近實時動態(tài)勻場。例如，mri序列的各層面可具有到矩陣勻場線圈86中的各勻場線圈114或勻場線圈的編組116的電流的唯一集合。在實施例中，電流可在梯度場更新的硬件極限允許的情況下盡快地調(diào)制。在某些實施例中，快速調(diào)制的速度從一個值到另一個值可以為大致4微秒。在實施例中，可根據(jù)應(yīng)用、勻場驅(qū)動器110的能力和矩陣勻場線圈86的電感來使用較慢調(diào)制速度。例如，在實施例中，層面相關(guān)勻場的矩陣勻場線圈86調(diào)制時間可至少部分基于成像序列的重復(fù)時間(例如，在5msec至5000msec的范圍中)。

參照圖3，示出按照一實施例的示范矩陣勻場線圈86的簡圖。矩陣勻場線圈86包括多個單獨勻場線圈114，其圍繞內(nèi)梯度線圈組合件設(shè)置在圓柱表面(圖2中示為54)上。在實施例中，矩陣勻場線圈86還可包括二階或以上未屏蔽電阻勻場線圈(未示出)。勻場線圈114可在電路板上蝕刻，或者勻場線圈114可由按照預(yù)期模式所纏繞的絕緣銅線上的連續(xù)長度來制作。在一實施例中，電路板可包含rf4背襯和蝕刻銅。在另一個實施例中，電路板可以是具有蝕刻銅和kapton絕緣的交錯層的多層kapton電路板。

矩陣勻場線圈86包括沿z方向(其對應(yīng)于中心軸76)的n行線圈以及圍繞圓柱結(jié)構(gòu)的圓周的m個線圈，以形成勻場線圈114的n×m陣列。矩陣勻場線圈86中的單獨勻場線圈114的數(shù)量越大，則矩陣勻場線圈86能夠補償?shù)腷0場不均勻性的空間諧波的階數(shù)越高。例如，圖3所示的示范矩陣勻場線圈86包括二十四(24)個勻場線圈114其沿z方向76設(shè)置成4行，并且沿圓柱結(jié)構(gòu)的圓周在每行具有六(6)個勻場線圈114。因此，圖3所示的示范矩陣勻場線圈86能夠補償具有大致高達(dá)ylm=y43的空間諧波階數(shù)的b0場不均勻性。

在其他實施例中，矩陣勻場線圈86可具有6×4矩陣陣列。在又一些實施例中，矩陣勻場線圈86可包括勻場線圈114的n×n陣列。另外，勻場線圈114可按照重疊對或編組116設(shè)置在矩陣勻場線圈86中。

勻場線圈114可具有不同形狀，例如，勻場線圈114可以是p邊多邊形和/或圓形。多邊形和圓形勻場線圈114可耦合到梯度線圈104和106，但是，其可在脈動期間引起矩陣勻場線圈86中的大電壓。這種耦合又可要求勻場驅(qū)動器110中的大電壓，以實現(xiàn)有效勻場。但是，矩陣勻場線圈86與梯度線圈104、106之間的任何耦合可通過將單獨勻場線圈114卷成8字形或沙漏形狀來降低和/或消除。具體來說，8字形形狀使梯度線圈104和106的凈徑向通量為最小，這降低對勻場驅(qū)動器110的反饋電壓。在美國專利申請no.2014/0187222中公開了勻場線圈114和矩陣勻場線圈86的其他設(shè)計，通過引用將其完整地結(jié)合于此。

現(xiàn)在參照圖4，示出按照本發(fā)明的一實施例、用于補償高階渦流的方法的流程圖。在框118，患者或成像受檢者(圖2中示為117)在患者臺架或托架(圖2中示為119)上沿中心軸76(例如z軸)插入磁性組合件56中?；颊吲_架或托架119然后在患者端78插入磁性組合件56。

在框120，校準(zhǔn)矩陣勻場線圈86。如框122、124和126所示，校準(zhǔn)矩陣勻場線圈86可包括產(chǎn)生反射場，將映射反射場以創(chuàng)建b0場不均勻性圖，并且從b0場不均勻性圖來得出勻場波形，其中勻場波形設(shè)計成降低和/或消除反射場所產(chǎn)生的b0場不均勻性。在實施例中，得出勻場波形126可以是與校準(zhǔn)120矩陣勻場線圈86分開的過程。

如在框122所示，產(chǎn)生反射場可包括在框128激勵一個或多個梯度線圈104。梯度線圈104可同時、單獨或者按照編組來激勵。例如，在一些實施例中，x、y和z梯度線圈104可與在框124映射所產(chǎn)生反射場同時地激勵。在其他實施例中，x梯度線圈可在框128與在框124所映射的所產(chǎn)生反射場一起來激勵，之后接著y梯度線圈在框128與在框124所映射的所產(chǎn)生反射場一起來激勵，之后接著z梯度線圈在框128與在框124所映射的對應(yīng)反射場一起來激勵。在又一些實施例中，x和y、y和z或者z和x梯度線圈可在框128來激勵，以及所產(chǎn)生反射場在框124來映射，之后接著z、x或y梯度線圈在框128分別隨著在框124所映射的對應(yīng)反射場來激勵。

在框124的反射場的映射可包括使用一個或多個傳感器來檢測反射場。在某些實施例中，獨立映射可以相結(jié)合，以創(chuàng)建b0場不均勻性圖。例如，如果單獨激勵和映射x、y和z梯度線圈，則對應(yīng)b0場不均勻性圖可以相結(jié)合，以創(chuàng)建單個b0場不均勻性圖。勻場波形然后在步驟126從b0場不均勻性圖來得出。所得出的勻場波形可存儲在存儲器組件、例如存儲器30或72中。

在框130，運行mri掃描，在此期間，通過如框132所示按照所得出的勻場波形調(diào)制矩陣勻場線圈86，來降低和/或消除b0場不均勻性。在實施例中，勻場波形可從存儲器組件、例如存儲器30和72中檢索，并且加載到勻場驅(qū)動器110或者可控制勻場驅(qū)動器110的其他處理器、例如cpu28或40。勻場驅(qū)動器110然后按照所得出的勻場波形來調(diào)制矩陣勻場線圈86，由此緩解和/或降低b0場不均勻性的影響。

本發(fā)明的實施例還可用來補償b0場偏差。b0場偏差是相對中心軸76(或者另一個軸，例如x或y軸)的b0場的取向/對齊的偏差，其產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈104的對齊。b0場偏差可能是梯度線圈安裝誤差的結(jié)果或者預(yù)計b0場偏移的結(jié)果。

參照圖5，圖5是示出補償梯度線圈安裝誤差的方法的流程圖。在框134，患者或成像受檢者(圖2中示為117)在患者臺架或托架(圖2中示為119)上沿中心軸76(例如z軸)插入磁性組合件56中。患者臺架或托架119然后在患者端78插入磁性組合件56。

在框136，確定產(chǎn)生于梯度線圈安裝誤差的b0場偏差。如框138和140所示，確定b0場偏差可包括產(chǎn)生反射場，并且映射反射場。如框142所示，產(chǎn)生反射場可包括激勵一個或多個梯度線圈104。梯度線圈104可按照以上針對框128所述的相同方式來激勵。在實施例中，在框140映射反射場可包括按照與本文針對框124所述過程相似的方式來映射反射場中的b0場不均勻性。例如，映射140反射場可包括在框144檢測和/或感測反射場。

在框146，所確定的b0場偏差用來得出勻場波形，其設(shè)計成降低和/或消除產(chǎn)生于梯度線圈安裝誤差的b0場偏差。在矩陣勻場線圈86所生成的勻場存在的情況下降低或消除所得出的勻場波形配置/設(shè)計成使得總b0場偏差(例如產(chǎn)生于梯度線圈安裝誤差的b0偏差之和)。所得出的勻場波形可存儲在存儲器組件、例如存儲器30或72中。在實施例中，得出146勻場波形可包含在框136的確定b0場偏差中。

在框148，運行mri掃描，在此期間，通過如框150所示按照所得出的勻場波形調(diào)制矩陣勻場線圈86，來降低和/或消除產(chǎn)生于梯度線圈安裝誤差的b0場不均勻性。在實施例中，勻場波形可從存儲器組件、例如存儲器30和72中檢索，并且加載到勻場驅(qū)動器110或者可控制勻場驅(qū)動器110的其他處理器、例如cpu28或40。勻場驅(qū)動器110然后按照所得出的勻場波形來調(diào)制矩陣勻場線圈86，由此緩解和/或降低b0場偏差的影響。

參照圖6，圖6是示出結(jié)合圖1的mri來補償一個或多個梯度線圈中的b0偏移的方法的流程圖。在框152，患者或成像受檢者(圖2中示為117)在患者臺架或托架(圖2中示為119)上沿中心軸76(例如z軸)插入磁性組合件56中?；颊吲_架或托架119然后在患者端78插入磁性組合件56。

在框154，確定產(chǎn)生于b0偏移的b0偏差(本文中又稱作b0偏移偏差)。可通過產(chǎn)生156反射場、映射158反射場并且得出160勻場波形，來確定154產(chǎn)生于b0偏移的b0場偏差。如框162所示，產(chǎn)生156反射場可包括激勵一個或多個梯度線圈104。梯度線圈104可按照以上針對框128所述的相同方式來激勵。在實施例中，映射158反射場可包括按照根據(jù)本文針對框124所述的過程的方式來映射反射場中的b0場不均勻性，以包括在框164檢測和/或感測反射場。在實施例中，僅測量反射場的空間均勻分量，而忽略任何空間相關(guān)反射場分量、例如高階空間諧波項。值得注意的是，b0場偏差在時間上可改變。

在框160，所確定的b0場偏差用來得出勻場波形，其設(shè)計成降低和/或消除產(chǎn)生于b0偏移的b0場偏差。如將會理解，所得出的勻場波形可存儲在存儲器組件、例如存儲器30或72中。在實施例中，得出160勻場波形可可以是與確定154b0場偏移偏差分開的過程。

在框166，運行mri掃描，在此期間，通過按照所得出的勻場波形調(diào)制矩陣勻場線圈86，來降低和/或消除產(chǎn)生于b0偏移的b0場偏差。在實施例中，勻場波形可從存儲器組件、例如存儲器30和72中檢索，并且加載到勻場驅(qū)動器110或者可控制勻場驅(qū)動器110的其他處理器、例如cpu28或40。勻場驅(qū)動器110然后按照所得出的勻場波形來調(diào)制矩陣勻場線圈86，由此緩解和/或降低b0場偏差的影響，如框168所示。

要理解，從以上所述和圖4-6所示的方法所得出的勻場波形可以相結(jié)合。也就是說，本發(fā)明的實施例可補償產(chǎn)生于反射場/由反射場所產(chǎn)生的b0場不均勻性，并且補償產(chǎn)生于梯度線圈安裝誤差和/或b0偏移的b0偏差。另外并且如上所述，產(chǎn)生于梯度線圈安裝誤差和/或b0偏移偏差的b0場不均勻性可以是b0場的取向的偏差(本文中又稱作b0場取向偏差)，其產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈104的對齊。相應(yīng)地，圖5和圖6所示的方法可被認(rèn)為是補償梯度線圈對齊的方法。

還要理解，預(yù)計以上描述是說明性而不是限制性的。例如，上述實施例(和/或其方面)可相互結(jié)合使用。另外，可對本發(fā)明的理論進(jìn)行多種修改以使具體情況或材料適合本發(fā)明的理論，而沒有背離其范圍。

例如，在一實施例中，用于改進(jìn)磁共振成像系統(tǒng)中的圖像質(zhì)量的方法包括快速調(diào)制磁共振成像系統(tǒng)的矩陣勻場線圈中的電流，以補償系統(tǒng)中的高階渦流。在某些實施例中，矩陣勻場線圈補償具有高階空間諧波的b0場不均勻性。在某些實施例中，快速調(diào)制矩陣勻場線圈中的電流由提供動態(tài)勻場的勻場驅(qū)動器來控制。在某些實施例中，快速調(diào)制磁共振成像系統(tǒng)的矩陣勻場線圈中的電流包括與矩陣勻場線圈的第二勻場線圈中的電流無關(guān)地調(diào)制矩陣勻場線圈的第一勻場線圈中的電流。在某些實施例中，矩陣勻場線圈中的磁流可按照勻場波形來調(diào)制。在某些實施例中，該方法還包括從一個或多個b0場不均勻性圖來得出勻場波形。在某些實施例中，該方法還包括通過映射一個或多個反射場來創(chuàng)建一個或多個b0場不均勻性圖。在某些實施例中，該方法還包括通過激勵一個或多個梯度線圈來生成一個或多個反射場。

其他實施例提供一種用于補償磁共振成像系統(tǒng)中的梯度線圈對齊的方法。該方法包括快速調(diào)制磁共振成像系統(tǒng)的矩陣勻場線圈中的電流，以緩解產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈的對齊的一個或多個b0場取向偏差。在某些實施例中，一個或多個b0場取向偏差具有高空間諧波階數(shù)。在某些實施例中，快速調(diào)制矩陣勻場線圈中的電流由提供動態(tài)勻場的勻場驅(qū)動器來控制。在某些實施例中，快速調(diào)制磁共振成像系統(tǒng)的矩陣勻場線圈中的電流以緩解產(chǎn)生于一個或多個梯度線圈的對齊的一個或多個b0場取向偏差包括與矩陣勻場線圈的第二勻場線圈中的電流無關(guān)地調(diào)制矩陣勻場線圈的第一勻場線圈中的電流。在某些實施例中，矩陣勻場線圈中的磁流按照勻場波形來調(diào)制。在某些實施例中，該方法還包括通過激勵一個或多個梯度線圈來生成一個或多個反射場，通過映射一個或多個反射場來創(chuàng)建一個或多個b0場不均勻性圖，并且從一個或多個b0場不均勻性來得出勻場波形。在某些實施例中，一個或多個梯度線圈的對齊是安裝誤差。在某些實施例中，一個或多個梯度線圈的對齊是b0偏移。

又一些實施例提供一種用于補償磁共振成像系統(tǒng)中的高階渦流的矩陣勻場線圈設(shè)備。該矩陣勻場線圈設(shè)備包括矩陣勻場線圈，其配置成補償具有高空間諧波階數(shù)的b0場不均勻性，其中矩陣勻場線圈的第一勻場線圈中的電流與矩陣勻場線圈的第二勻場線圈中的電流無關(guān)地調(diào)制。在某些實施例中，該矩陣勻場線圈設(shè)備還包括勻場驅(qū)動器，其配置成按照勻場波形來調(diào)制矩陣勻場線圈中的磁流。在某些實施例中，勻場驅(qū)動器配置成提供動態(tài)勻場。該矩陣勻場線圈設(shè)備可包括至少一個處理器，其配置成通過激勵一個或多個梯度線圈來生成一個或多個反射場，通過映射一個或多個反射場來創(chuàng)建一個或多個b0場不均勻性圖，并且從一個或多個b0場不均勻性來得出勻場波形。

另外，雖然本文所述的尺寸和類型預(yù)計定義本發(fā)明的參數(shù)，但是它們完全不是限制性的，而只是示范實施例。通過閱讀以上描述，許多其他實施例將是本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求連同這類權(quán)利要求涵蓋的完整等效范圍共同確定。在所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“其中”的普通語言等效體。此外，在以下權(quán)利要求書中，諸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“底部”、“頂部”等的術(shù)語只用作標(biāo)號，而不是意在對其對象施加數(shù)字或位置要求。此外，以下權(quán)利要求書的限制并不是按照部件加功能格式編寫的，并且不是意在基于35u.s.c.§112(f)來解釋，除非這類權(quán)利要求限制明確使用詞語“用于…的部件”加上沒有其他結(jié)構(gòu)的功能的陳述。

本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明的若干實施例，并且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的實施例，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求書來定義，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其他示例。如果這類其他示例具有與權(quán)利要求書的文字語言完全相同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求書的文字語言的非實質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則它們意在落入權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。

如本文所使用的、以單數(shù)形式所述并且具有數(shù)量詞“一”或“一個”的元件或步驟應(yīng)當(dāng)被理解為并不排除多個所述元件或步驟的情況，除非明確說明了這種排除情況。此外，本發(fā)明的“一個實施例”的說法并不是意在被理解為排除也結(jié)合了所述特征的附加實施例的存在。此外，除非相反的明確說明，否則，“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或者多個元件的實施例可包括沒有那種性質(zhì)的附加的這類元件。

由于在上述上述發(fā)明中可進(jìn)行某些變更而沒有背離本文所涉及的本發(fā)明的精神和范圍，所以預(yù)計附圖所示的以上描述的主題的全部只被理解為示出本文的發(fā)明概念的示例，而不是被理解為限制本發(fā)明。