[发明专利]低声学噪声磁共振图像采集

说明书

本发明题为“低声学噪声磁共振图像采集”。本文所讨论的技术涉及降低的声学噪声和振动磁共振成像(MRI)采集。在某些具体实施中，通过限制梯度波形的频率和振幅来表征和修改一个或多个MRI脉冲序列的声学噪声级，以便在MRI检查期间使用修改的波形时产生较少的噪声和振动。这样，可获得相对较低的声压级。

关于联邦政府资助研究与开发的声明

本发明是在政府支持下，在由美国国会指导的医学研究计划(U.S.CongressionalDirected Medical Research Program)授予的合同号W81XWH-16-2-0054下进行的。政府拥有发明的某些权利。

背景技术

本文所公开的主题涉及与磁共振成像相关联的声学和振动。

非侵入性成像技术允许获得患者的内部结构或特征的图像，而无需对患者执行侵入性操作。具体地，此类非侵入性成像技术依赖于各种物理原理(诸如X射线穿过靶标体积的差分透射、该体积内的声波反射、该体积内的不同组织和材料的顺磁属性、靶向放射性核素在体内的分解等等)来采集数据和构建图像或者以其他方式表示观察到的患者的内部特征。

例如，磁共振成像(MRI)检查基于主磁场、射频(RF)磁场和时变梯度磁场之间与在感兴趣的受试者(诸如患者)体内的旋磁材料的交互作用。某些旋磁材料，诸如水分子中的氢核，具有响应于外部磁场的特征性能。这些核的自旋的进动能够通过操纵场以产生能够被检测、处理并且用于重建有用图像的RF信号来影响。

然而，磁共振成像技术倾向于与高级的声学噪声和振动相关联。虽然这对于患者清醒和警觉的典型检查可能仅是微小问题，但是在患者打算放松或睡眠的情况下可能存在问题。以举例的方式，通常与磁共振成像相关联的噪声和振动可使得成像模态不适用于睡眠研究或噪声和振动为破坏性的其他上下文。

发明内容

下文示出了本文所公开的某些实施方案的概述。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简要概述，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未示出的各个方面。

根据一个实施方案，提供了一种用于执行磁共振(MR)图像采集的方法。根据该实施方案，对于MR图像采集的声学主导梯度轴：通过用MR成像系统的关于频率(ARF)的声学响应函数(ARF)对梯度波形的振幅谱w(f)进行加权来计算声压级谱(SPLS)；在ARF上频率范围内选择一个或多个频率，其中选择一个或多个频率以降低声学噪声；使用一个或多个频率计算修改的梯度波形；一个或多个其他轴上的梯度波形与修改的梯度波形同步；并且修改的梯度波形用于MR图像采集以采集MR图像数据。如本文所用，确定哪个轴为声学主导可包括测量每个梯度轴的声压级(诸如以dBA)，其中关闭其他梯度，然后比较结果。具有最高SPL的梯度轴被认为相对于其他轴为声学主导。该测试也可应用于梯度波形内的特定时间段(即，梯度波形内不同的时间间隔可被认为具有不同的声学主导轴)。

根据进一步的实施方案，提供了一种磁共振(MR)成像系统。根据该实施方案，MR成像系统包括：MR扫描器，该MR扫描器包括主磁体线圈、梯度线圈和RF线圈；和控制和分析电路，该控制和分析电路与MR扫描器通信并且被配置为操作主磁体线圈、梯度线圈和RF线圈。控制和分析电路被配置为执行一个或多个存储例程以致使执行动作，包括：对于MR图像采集的声学主导梯度轴：通过用MR成像系统的关于频率的声学响应函数(ARF)对梯度波形的振幅谱进行加权来计算声压级谱(SPLS)；选择ARF上频率范围内的一个或多个频率，其中选择一个或多个频率以降低声学噪声；使用一个或多个频率计算修改的梯度波形；使一个或多个其他轴上的梯度波形与修改的梯度波形同步；以及基于修改的梯度波形对MR成像系统执行脉冲序列以采集MR图像数据。