[发明专利]一种用于磁共振成像的局部匀场系统及匀场方法

说明书

本发明涉及一种用于磁共振成像的局部匀场系统及匀场方法。具体地，本发明提供了一种用于磁共振成像的匀场方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采用二维梯度回波采集B0场图信息；计算并评估B0的均匀度；优化每通道匀场线圈的电流；判定是否获得Δf的最小标准偏差值；输出最优电流组合值，并在电流控制软件上设置每通道匀场线圈对应的最优电流值；以及测试并评估B0的均匀度，实现匀场目标。本发明还提供了用于磁共振成像的匀场系统。这种设计用较少通道数的匀场线圈实现较好的匀场效果，系统较为简单，成本相对低；并且提供的匀场方法较为简便，耗时相对较短；同时该系统适用于磁共振温度成像，提高了测温的精度。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及用于磁共振成像的局部匀场系统及匀场方法。

背景技术

在磁共振成像系统中，磁体本身通常能够在一定的空间里提供较为均匀的静态磁场B0，然而由于组织的磁化率差异，会在交界处产生局部磁场变化，造成图像伪影。特别是在单次激发自旋回波平面回波成像(EPI)中，会引起几何失真、信号丢失和图像模糊。一般来说，增加匀场线圈可以减少磁场的非均匀性，从而提高图像的质量。

大体而言，匀场线圈主要包括两类：球谐函数(SH)匀场线圈和多线圈(MC)匀场线圈。SH匀场线圈一般用于主磁体的磁场非均匀性校正，而商用的MRI系统中SH匀场线圈的阶数最高包含二阶。在动物和人脑实验中，组织和空气交界之处的磁场非均匀性常常高达5阶，则SH匀场线圈的阶数需要增加到5阶才能实现较好的匀场效果。但是增加SH匀场线圈的阶数会带来一些实际问题，如有效的利用空间缩小、线圈的效率变差、需要额外考虑匀场线圈的冷却系统、需要增加功率放大器的数目。相对于SH匀场线圈，MC匀场线圈以多个简单的线圈回路产生较为复杂的高阶磁场，获得了较好的匀场能力。而且MC匀场线圈的电感比较小，同时离主磁体较远，不会引起很大的涡流。

目前，在磁共振成像中，匀场多线圈的单元数目越多，能补偿的非均匀磁场的阶数越高，带来的问题是，需要更多的功率放大器数目；而且匀场过程中需要对每通道线圈单元进行灵敏度场图采集，耗时较长。

例如，CN 201510629760公开了一种对病人胸部进行医学磁共振成像器件期间补偿主磁场不均匀性的匀场线圈装置。CN201210202891,CN201410414924和CN201510173911也针对人体的头部和身体的磁共振成像开发了匀场系统。Juchem C等人著写的论文Magnetic field modeling with a set of individual localized coils,Journal ofMagnetic Resonance,2010,204(2):281-289，以及Juchem C等人的Multicoil shimmingof the mouse brain[J].Magnetic resonance in medicine,2011,66(3):893-900中描述了应用于老鼠大脑磁共振成像的匀场线圈，其中采用的通道数为24到48，功率放大器数目也为24到48，成本较高，系统较为复杂。

有鉴于此，需要开发一种能够采用较少通道数的匀场线圈实现较好的匀场效果的局部匀场系统和匀场方法，以适用于磁共振成像。

发明内容

针对以上技术的不足，本发明的目的在于提供可适用于动物的磁共振成像系统和方法，同时该系统和方法适用于磁共振温度成像。本发明具体提供了一种可用于磁共振成像的局部匀场系统和匀场方法，以减小高阶的非均匀磁场偏移，提高B0磁场的均匀性。本发明的局部匀场系统采用了通道数目较少、非对称分布的局部匀场线圈来解决磁共振成像过程中B0磁场的不均匀问题。本发明的局部匀场方法采用快速二维梯度回波序列进行场图采集场图B0，耗时相对较短，较为简便。