CN101322647B - 磁共振成像设备和射频发射增益设置方法 - Google Patents

Abstract

磁共振成像设备和射频发射增益设置方法。其中利用磁共振获取目标的层析X射线照片的MRI设备包括：校准装置，它查明在预定的中心频率范围内在RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系；保存装置，它保存表示该关系的信息；以及设置装置，它通过利用保存的信息按照在以后的扫描期间的中心频率设置RF发射增益，所以可以实现优异的校准效率。利用磁共振获取目标的层析X射线照片的MRI设备的RF发射增益设置方法包括通过校准查明相对于预定的中心频率范围内的RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系，保存表示该关系的信息，及通过利用保存的信息按照在以后的扫描期间的中心频率设置RF发射增益，所以可以实现优异的校准效率。

Description

磁共振成像设备和射频发射增益设置方法

技术领域

本发明涉及MRI(磁共振成像)设备和RF(射频)发射增益设置方法，更特定地，涉及到通过利用磁共振获取目标的层析X射线照片的MRI设备和用于MRI设备的RF发射增益设置方法。

背景技术

在MRI设备中，在获取图像之前进行预扫描，并通过使用成像的数据执行校准，使得RF发射的中心频率与增益最佳化。通过校准，RF发射的中心频率被调节成与目标的自旋Larmor频率相同的，以及RF发射的增益被调节成使得自旋激励的翻转角准确地设置为预定的角度(例如，参见专利文件1和2)。

[专利文件1]美国专利No.4806866

[专利文件2]美国专利No.6025718

发明内容

本发明要解决的问题

在用永磁体生成它的主磁场的MRI设备中，经常需要供校准用的预扫描，因为梯度磁场线圈加热的影响使得磁场强度随永磁体的温度特性而偏移，同时Larmor频率也改变。这延长了成像所需要的时间，相应地增加病人的负担和对于用户的不方便性。

所以，本发明要解决的问题是实现具有优良的校准的效率的MRI设备和RF发射增益设置方法。

用于解决问题的措施

打算解决该问题的本发明的第一方面是：提供一种通过利用磁共振而获取目标的层析X射线照片的MRI设备，它包括校准装置，该装置查明在预定的中心频率范围内在RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系；保存装置，该装置保存表示该关系的信息；以及设置装置，该装置通过利用保存的信息按照在以后的扫描期间的中心频率来设置RF发射增益。

打算解决该问题的本发明的第二方面是：提供按照第一方面的MRI设备，其中该信息被保存为一个数学表。

打算解决该问题的本发明的第三方面是：提供按照第一方面的MRI设备，其中信息被保存为增益曲线。

打算解决该问题的本发明的第四方面是：提供按照第一方面的MRI设备，其中信息被保存为数值表达式。

打算解决该问题的本发明在第五方面是：提供按照第二方面到第四方面的任一项的MRI设备，其中为每个RF线圈保存信息。

打算解决该问题的本发明在第六方面是：提供按照第一方面的MRI设备，其中在扫描期间RF发射的中心频率是通过校准而查明的。

打算解决该问题的本发明的第七方面是：提供按照第六方面的MRI设备，其中中心频率是按照主磁场的强度变化而校正的。

打算解决该问题的本发明的第八方面是：提供按照第七方面的MRI设备，其中主磁场的强度的变化是按照主磁场磁体的温度特性而查明的。

打算解决该问题的本发明在第九方面是：提供按照第九方面的MRI设备，其中主磁场磁体的温度是按照由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值而预测的。

打算解决该问题的本发明在第十方面是：提供按照第九方面的MRI设备，其中由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值是按照扫描规则而预测的。

打算解决该问题的本发明在第十一方面是：提供一种MRI设备的RF发射增益设置方法，该方法利用磁共振而获取目标的层析X射线照片包括以下步骤：通过校准查明相对于预定的中心频率范围内的RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系；保存表示该关系的信息；以及通过利用保存的信息，按照在以后的扫描期间的中心频率来设置RF发射增益。

打算解决该问题的本发明的第十二方面是：提供按照第十一方面的RF发射增益设置方法，其中信息被保存为一个数学表。

打算解决该问题的本发明的第十三方面是：提供按照第十一方面的RF发射增益设置方法，其中信息被保存为增益曲线。

打算解决该问题的本发明的第十四方面是：提供按照第十一方面的RF发射增益设置方法，其中信息被保存为数值表达式。

打算解决该问题的本发明的第十五方面是：提供按照第十二方面到第十四方面之一的RF发射增益设置方法，其中为每个RF线圈保存信息。

打算解决该问题的本发明的第十六方面是：提供按照第十一方面的RF发射增益设置方法，其中在扫描期间RF发射的中心频率是通过校准而查明的。

打算解决该问题的本发明的第十七方面是：提供按照第十六方面的RF发射增益设置方法，其中中心频率是按照主磁场的强度变化而校正的。

打算解决该问题的本发明的第十八方面是：提供按照第十七方面的RF发射增益设置方法，其中主磁场的强度的变化是按照主磁场磁体的温度特性而查明的。

打算解决该问题的本发明的第十九方面是：提供按照第十八方面的RF发射增益设置方法，其中主磁体的温度是按照由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值而预测的。

打算解决该问题的本发明的第二十方面是：提供按照第十九方面的RF发射增益设置方法，其中由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值是按照扫描协议而预测的。

发明效果

由于按照本发明的MRI设备是通过利用磁共振而获取目标的层析X射线照片的MRI设备，它包括校准装置，该装置查明在预定的中心频率范围内在RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系；保存装置，该装置保存表示该关系的信息；以及设置装置，该装置通过利用保存的信息按照在随后的扫描期间的中心频率设置RF发射增益，所以可以实现有优异校准效率的MRI设备。

另外，由于按照本发明的RF发射增益设置方法是用于通过利用磁共振而获取目标的层析X射线照片的MRI设备的RF发射增益设置方法，其中通过校准查明相对于预定的中心频率范围内的RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系，保存表示该关系的信息，以及通过利用保存的信息，按照在随后的扫描期间的中心频率设置RF发射增益，所以可以实现有优异校准效率的RF发射增益设置方法。

由于信息可以被保存为一个数学表，所以增益值可以用离散方式被保存。

由于信息可以被保存为增益曲线，所以增益值可以用连续方式被保存。

由于信息可以被保存为数值表达式，所以增益值可以通过计算得到。

由于可以对每个RF线圈保存信息，所以有可能为单独的RF线圈进行修正。

由于在扫描期间RF发射的中心频率可以通过校准被查明，所以可以根据实际测量的Larmor频率得出中心频率。

由于中心频率可以按照主磁场的强度的变化而被校正，所以可以得到与Larmor频率变化匹配的中心频率。

由于主磁场的强度的变化可以按照主磁场磁体的温度特性而被查明，所以有可能对主磁场磁体的温度特性进行修正。

由于主磁场磁体的温度可以按照由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值进行预测，所以主磁场磁体的温度可以正确地查明。

由于由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值可以按照扫描协议被预测，所以由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值可以精确地查明。

附图说明

图1是在用于实现本发明的最好方式的例子中MRI设备的框图。

图2是显示用于查明在RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系的工作流程的图。

图3是显示在中心频率与最佳增益之间的关系的一个例子的图。

图4是显示中心频率与最佳增益的数学表的一个例子的图。

图5是显示由在用于实现本发明的最好模式的例子中的MRI设备进行成像的工作流程图。

具体实施方式

下面参照附图详细地描述用于实现本发明的最好方式。顺便说说，本发明并不限于这些用于实现本发明的最好方式。MRI设备的框图显示于图1。这个设备的结构表示用来实现关于MRI设备的本发明的最好模式的一个例子。

如图1所示，这个设备具有磁场形成装置100。磁场形成装置100具有主磁场磁体单元102、梯度线圈单元106和RF线圈单元108。被放置在检查台500上的目标1被送进和拉出磁场形成装置100的内部空间。检查台500由台驱动单元120驱动。

这些主磁场磁体单元102、梯度线圈单元106和RF线圈单元108中的每一项成对地被提供，一个单元与对面的另一个单元之间有一个空间。每个单元具有基本上为平面的形状，所有单元都围绕公共的中心轴排列。

主磁场磁体单元102形成在磁场形成装置100的内部空间中的主磁场。主磁场是一个其磁场强度为恒定的静磁场。静磁场的方向基本上正交地与目标1的身体轴方向相交。换句话说，它形成所谓的垂直磁场。主磁场磁体单元102由永磁体形成。

梯度线圈单元106生成三个梯度磁场，给出在包括切片轴、相位轴和频率轴的每个互相正交的轴的方向上静磁场强度的梯度。梯度线圈单元106具有三个梯度线圈(未示出)，三个梯度磁场的每个梯度磁场有一个线圈。

RF线圈单元108发射RF脉冲(射频脉冲)，用于激励在目标1的身体内的自旋。RF线圈单元108还接收由被激自旋引起的磁共振信号。RF线圈单元108通过相同的线圈或通过不同的线圈进行发射和接收。

梯度驱动单元130被连接到梯度线圈单元106。梯度驱动单元130提供驱动信号到梯度线圈单元106，使它生成梯度磁场。梯度驱动单元130具有三条驱动电路线(未示出)，梯度线圈单元106中三个梯度线圈的每个线圈一条线。

RF驱动单元140连接到RF线圈单元108。RF驱动单元140提供驱动信号到RF线圈单元108，使它发射RF脉冲，由此激励目标1的身体内的自旋。

数据收集单元150连接到RF线圈单元108。数据收集单元150获取由RF线圈单元108通过采样而接收的接收信号，并收集它们作为数字数据。

控制单元160连接到检查台500的检查台驱动单元120、梯度驱动单元130、RF驱动单元140、和数据收集单元150。控制单元160通过控制检查台驱动单元120到数据收集单元150而完成成像。

控制单元160例如由计算机构成。控制单元160具有存储器。存储器存储用于控制单元160的程序和各种数据。控制单元160的功能由计算机执行存储在存储器的程序而实现。

数据收集单元150的输出端连接到数据处理单元170。由数据收集单元150收集的数据被输入到数据处理单元170。数据处理单元170例如由计算机构成。数据处理单元170具有存储器。存储器存储用于数据处理单元170的程序和各种数据。

数据处理单元170被连接到控制单元160。数据处理单元170放置在控制单元160的上端，并监管控制单元160。这个单元的功能由数据处理单元170执行被存储在存储器的程序而实现。

数据处理单元170把由数据收集单元150收集的数据存储在存储器。在存储器中形成数据空间。这个数据空间构成傅立叶空间。傅立叶空间也被称为k空间。数据处理单元170通过使得在k空间中的数据受到傅立叶逆变换而重建目标1的图像。

显示单元180和操作单元190被连接到数据处理单元170。显示单元180具有图形显示器等等的配置。操作单元190具有配备有键盘或带指点装置的类似设备。

显示单元180显示重建的图像和从数据处理单元170输出的各种信息。由用户操作的操作单元190把各种指令、信息等等输入到数据处理单元170。用户可以通过显示单元180和操作单元190互动地操作这个设备。

下面将描述在这个设备中的RF发射增益设置的方法。这个方法是用于实现本发明的最好的方式之一。这个方法代表用于实现关于RF发射增益设置方法的本发明的最好方式的一个例子。

对于RF发射增益的设置，利用了表示RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系的信息。这个信息是事先以实验方式获取的，并被存储在数据处理单元170的存储器中。在RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系对于系统和RF线圈是唯一的，它一旦被获取，就可以重复地被利用。

图2显示用于查明在RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系的工作流程的图。这个工作流程是在数据处理单元170的控制下完成的。如图2所示，在步骤201执行校准。校准是通过类似于通常的预扫描的技术而执行的。由此，确定RF发射的中心频率f0与该频率的最佳增益G。

校准是在一个预定的中心频率范围内实行的，在该范围内的每个频率的最佳增益被明确地确定。在步骤201执行校准的数据处理单元170是按照本发明的校准装置的一个例子。

校准是对每个RF单元执行的。这导致明确地确定在预定的频率范围内对每个RF线圈的中心频率与最佳增益之间的关系。中心频率与最佳增益之间的关系的一个例子示于图3。

在步骤202，表示中心频率与最佳增益之间的关系的信息被存储在存储器。在步骤202执行存储的数据处理单元170是按照本发明的保存装置的一个例子。信息作为一个数学表被保存。数学表的一个例子示于图4。顺便说说，要保存的信息并不限于数学表，而是替代地可以是增益曲线或功能上近似于它的数值表达式。

图5显示利用这样的信息的成像的工作流程的图。成像是在数据处理单元170的控制下完成的。如图5所示，在步骤501设置扫描协议。扫描协议的设置由用户通过操作单元190完成。这导致包括脉冲序列的扫描条件的设置。

在步骤502，设置RF发射的中心频率。为了设置中心频率，首先，通过预扫描收集FID(自由感应衰减)信号，并识别它们的中心频率即Larmor频率。接着，这个频率按照因梯度磁场线圈的加热对主磁场产生的影响而被修改，以及RF发射的中心频率被设置成与修改后的频率相同。

梯度磁场线圈的加热卡路里值根据扫描协议进行预测，主磁场的强度变化根据这个卡路里值和主磁场磁体单元102的温度特性进行预测，以及Larmor频率的变化根据主磁场的强度变化进行预测。

在步骤503，设置RF发射的增益。为了设置该增益，利用了事先保存在存储器中的表示中心频率与最佳增益之间的关系的信息，包括图4所示的数学表。这导致最佳增益的设置。在步骤503执行增益设置的数据处理单元170是按照本发明的设置装置的一个例子。

在步骤504，完成成像。由于在成像期间的RF发射是按照如上所述的设置的中心频率和增益执行的，自旋激励被正确地完成。结果，可以收集相对无噪声的数据，因此可以得到高质量的重建图像。

由于增益设置利用了在本设备中预保存的信息，所以对于增益设置不需要预扫描。由于这个特性导致增强的校准效率和减少了成像所需要的时间，所以病人的负担得以减轻，这提高了用户的满意度。

Claims (20)

1.一种MRI设备，包括：

校准装置，它查明在预定的中心频率范围内RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系；

保存装置，它保存表示所述关系的信息；以及

设置装置，通过利用保存的信息，按照在随后的扫描期间的中心频率设置RF发射增益。

2.按照权利要求1的MRI设备，其中：

所述信息被保存为一个数学表。

3.按照权利要求1的MRI设备，其中：

所述信息被保存为增益曲线。

4.按照权利要求1的MRI设备，其中：

所述信息被保存为数值表达式。

5.按照权利要求2到权利要求4的任一项的MRI设备，其中：

为每个RF线圈保存所述信息。

6.按照权利要求1的MRI设备，其中：

在所述扫描期间RF发射的中心频率是通过校准而查明的。

7.按照权利要求6的MRI设备，其中：

中心频率是按照主磁场的强度变化而校正的。

8.按照权利要求7的MRI设备，其中：

所述主磁场的强度变化是按照主磁场磁体的温度特性而查明的。

9.按照权利要求8的MRI设备，其中：

所述主磁场磁体的温度是按照由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值而预测的。

10.按照权利要求9的MRI设备，其中：

由所述梯度磁场线圈产生的热量卡路里值是按照扫描协议而预测的。

11.一种用于MRI设备的RF发射增益设置方法，该方法包括以下步骤：

查明在一个预定的中心频率范围内RF发射的中心频率与最佳增益之间的关系；

保存表示所述关系的信息；以及

通过利用所述保存的信息，按照在随后的扫描期间的中心频率设置RF发射增益。

12.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

所述信息被保存为一个数学表。

13.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

所述信息被保存为增益曲线。

14.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

所述信息被保存为一个数值表达式。

15.按照权利要求12到权利要求14的任一项的RF发射增益设置方法，其中：

为每个RF线圈保存所述信息。

16.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

在所述扫描期间RF发射的中心频率是通过校准而查明的。

17.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

中心频率是按照主磁场的强度变化而校正的。

18.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

所述主磁场的强度的变化是按照主磁场磁体的温度特性而查明的。

19.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

所述主磁场磁体的温度是按照由梯度磁场线圈产生的热量卡路里值而预测的。

20.按照权利要求11的RF发射增益设置方法，其中：

由所述梯度磁场线圈产生的热量卡路里值是按照扫描协议而预测的。

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