专利名称：二阶静态磁场校正方法和mri装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种二阶静态磁场校正方法和MRI(核磁共振成像)装置，特别是涉及一种用于校正二阶静态磁场分量、从而提高MRI装置中均匀性的二阶静态磁场校正方法和可实现该方法的MRI装置。
在MRI装置附近运动的一金属块(如一汽车)或环境的改变(如温度的改变)都将使静态磁场改变，并产生二阶静态磁场分量。
观察梯度回波的脉冲序列，如根据GRASS(在稳定状态下的梯度回波检测)或SPGR(损坏的GRASS)的脉冲序列对静态磁场分量非常敏感，二阶静态磁场分量的产生导致了图像质量的下降。
根据本发明第一方面，本发明提供了一种二阶静态磁场校正方法，其特征在于将第一圆形环路线圈和第二圆形环路线圈在静态磁场方向上分隔开的位置上相对于MRI装置的成像区域中心对称地放置；将比第一和第二圆形环路线圈的直径更大的第三圆形环路线圈和第四圆形环路线圈在静态磁场方向上分隔开的位置上相对于成像区域中心对称地放置；所述第一和第二圆形环路线圈在相同方向上产生第一校正磁场和第二校正磁场；所述第三和第四圆形环路线圈在相同方向上产生与所述第一校正磁场相反的第三校正磁场和第四校正磁场；从而校正了静态磁场方向的二阶静态磁场分量。
在说明书中，“二阶”指静态磁场方向上某位置的二次函数。“零阶”指与静态磁场方向的位置无关。另外，“一阶”指静态磁场方向的线形函数。
在本发明第一方面的二阶静态磁场校正方法中，由于第一和第二圆形环路线圈产生的第一和第二校正磁场方向与第三和第四圆形环路线圈产生的第三和第四校正磁场方向相反，静态磁场方向上的零阶校正磁场分量可相互抵消，因此零阶静态磁场分量不起作用。另一方面，由于零阶校正磁场分量与二阶校正磁场分量无关，因此二阶校正磁场分量即使在零阶校正磁场分量已相互抵消的情况下还可保持。因此，二阶校正磁场分量可抵消二阶静态磁场分量，从而提高静态磁场的均匀性。
由于第一和第二校正磁场方向相同，因此这些磁场不会产生第一校正磁场分量，相似地，由于第三和第四校正磁场方向相同，因此这些磁场也不会产生第一校正磁场分量。
根据本发明第二方面，本发明提供一种前述配置的二阶静态磁场校正方法，其特征在于所述第一和第二圆形环路线圈与梯度线圈对于静态磁场方向基本上置于同一平面，并位于所述梯度线圈的外侧。
在第二方面的二阶静态磁场校正方法中，由于第一和第二圆形环路线圈与梯度线圈对于静态磁场方向共面放置，并位于所述梯度线圈的外侧，因此保持了梯度线圈对静态磁场方向的对称性；另外，由于第一和第二校正磁场方向相同，因此梯度磁场基本上不会受影响。另外，由于无返回路径的圆形环路线圈具有比有返回路径的梯度线圈更好的线性，因此，梯度磁场的线性基本上不会受影响。
根据本发明第三方面，本发明提供一前述配置的二阶静态磁场校正方法，其特征在于所述第三和第四圆形环路线圈环绕磁力调节盘放置。
在第三方面的二阶静态磁场校正方法中，由于第三和第四圆形环路线圈环绕磁力调节盘放置，因此很容易保证用于安装圆形环路线圈的空间。另外，不需要考虑与梯度线圈的耦合问题。
如果第三和第四线圈的放置位置满足Helmholtz线圈的条件，则由第三和第四圆形环路线圈产生的二阶校正磁场分量可被忽略。因此，要抵消二阶静态磁场分量，只需调节第一和第二圆形环路线圈产生的二阶校正磁场分量，从而使调节变得简单。
根据本发明第四方面，本发明提供一种前述配置二阶静态磁场校正方法，其特征在于至少确定所述第一到第四圆形环路线圈的电流比和匝数比中的一个，从而使静态磁场方向上的零阶校正磁场分量可相互抵消。
在第四方面的二阶静态磁场校正方法中，由于调节了电流比或匝数比，使得零阶校正磁场分量被抵消，因此在保持校正电流比的同时只需调节电流值从而抵消二阶静态磁场分量即可，因此，可很容易实现调节。
根据本发明第五方面，本发明提供了一种二阶静态磁场校正方法，其特征在于将三个RF探头按静态磁场方向放置在MRI装置的三个不同位置，各探头均具有一可发射FID(自由感应衰减)信号的小模型以及与之结合的小线圈；当要测量磁场变化时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号；根据FID信号确定频率f1、f2和f3；通过解下面的等式组确定二阶静态磁场分量β2f1＝β0+β1·r1+β2·r12f2＝β0+β1·r2+β2·r22f3＝β0+β1·r3+β2·r32其中所述RF探头的位置由r1、r2和r3来表示；并根据所述二阶静态磁场分量β2调节校正磁场。
在第五方面的二阶静态磁场校正方法中，因为通过安装在适当时间测量二阶静态磁场分量的RF探头来调节校正磁场，因此可实现适当的校正。
根据本发明第六方面，本发明提供一种二阶静态磁场校正方法，其特征在于将三个RF探头按静态磁场方向放置在MRI装置的三个不同位置，各探头均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈；从所述RF探头发射RF脉冲并当要测量参考磁场时接收FID信号；根据FID信号确定参考频率f1r、f2r和f3r；当需要测量磁场变化时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号；根据FID信号确定频率f1、f2和f3；通过解下面的等式组确定二阶静态磁场变量α2f1-f1r＝α0+α1·r1+α2·r12f2-f2r＝α0+α1·r2+α2·r22f3-f3r＝α0+α1·r3+α2·r32其中RF探头1P1、1P2和1P3的位置分别由r1、r2和r3表示；并根据所述二阶磁场变量α2校正磁场。
在第六方面的二阶静态磁场校正方法中，因为通过在合适的时间放置RF探头来测量一参考静态磁场作为参考频率，在随后时间放置RF探头来测量静态磁场作为一频率调节校正磁场，并根据它们的差别来测量二阶静态磁场的变化，从而实现适当的校正。
根据本发明第七方面，本发明提供一种前述配置的二阶静态磁场校正方法，其特征在于确定零阶磁场变量α0，并根据所述零阶磁场变量α0调节用于RF脉冲的发射频率和用于NMR信号的接收检测频率。
在第七方面的二阶静态磁场校正方法中，零阶静态磁场变量可通过对用于RF脉冲的发射频率和用于NMR信号的接收检测频率的校正来进行补偿。
根据本发明第八方面，本发明提供一前述配置的二阶静态磁场校正方法，其特征在于确定一阶磁场变量α1，并根据所述一阶磁场变量α1调节梯度电流。
在第八方面的二阶静态磁场校正方法中，通过校正梯度电流对一阶静态磁场变量进行补偿。
根据本发明第九方面，本发明提供一前述配置的二阶静态磁场校正方法，其特征在于所述MRI装置为产生垂直方向静态磁场的开放式MRI装置。
在第九方面的二阶静态磁场校正方法中，可提高一开放式MRI装置中静态磁场的均匀性，在MRI装置中通过机械垫片或增加小磁体、铁等实现磁场的均匀性。
根据本发明第十方面，本发明提供一MRI装置，其特征在于包括第一圆形环路线圈和第二圆形环路线圈，其在静态磁场方向上间隔开的位置上相对于成像区域中心对称地放置，并产生同一方向上的第一和第二校正磁场；比第一和第二圆形环路线圈的直径更大的第三圆形环路线圈和第四圆形环路线圈，其在静态磁场方向上间隔开的位置上相对于成像区域中心对称地放置，并产生与第一校正磁场方向相反的同一方向上的第三和第四校正磁场；以及用于向第一到第四圆形环路线圈提供校正电流从而产生第一到第四校正磁场的圆形环路线圈驱动装置。
在第十方面的MRI装置中，可实现第一方面的所述二阶静态校正方法。
根据本发明第十一方面，本发明提供一种前述配置的MRI装置，其特征在于所述第一和第二圆形环路线圈与梯度线圈对于静态磁场方向基本上置于同一平面，并位于所述梯度线圈的外侧。
在第十一方面的MRI装置中，可实现第二方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十二方面，本发明提供一种前述MRI装置，其特征在于所述第三和第四圆形环路线圈环绕磁力调节盘放置。
在第十二方面的MRI装置中，可实现第三方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十三方面，本发明提供前述配置MRI装置，其特征在于至少确定所述第一到第四圆形环路线圈的电流比和匝数比中的一个，从而使静态磁场方向的零阶校正磁场分量互相抵消。
在第十三方面的MRI装置中，可实现第四方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十四方面，本发明提供一种前述配置MRI装置，其特征在于包括频率获取装置，用于在将三个均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈的RF探头按静态磁场方向放置在三个不同位置时，从所述RF探头发射RF脉冲，并接收FID信号，并根据FID信号确定频率f1、f2、f3；以及校正磁场调节装置，用于通过解下面的等式组确定二阶静态磁场分量β2f1＝β0+β1·r1+β2·r12f2＝β0+β1·r2+β2·r22f3＝β0+β1·r3+β2·r32其中所述RF探头的位置由r1、r2和r3来表示，并根据所述二阶静态磁场分量β2调节校正磁场。
在第十四方面的MRI装置中，可实现第五方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十五方面，本发明提供前述配置的MRI装置，其特征在于包括参考频率获取装置，用于当将三个均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈的RF探头按静态磁场方向放置在三个不同位置时，当需要测量参考磁场时从所述RF探头发射RF脉冲且接收FID信号，并根据FID信号确定参考频率f1r、f2r和f3r；频率获取装置，用于当将三个均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈的RF探头按静态磁场方向放置在三个不同位置时，当需要测量磁场变化时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号，根据FID信号确定频率f1、f2和f3；以及二阶磁场变量补偿装置，用于通过解下面的等式组确定二阶静态磁场变量α2
f1-f1r＝α0+α1·r1+α2·r12f2-f2r＝α0+α1·r2+α2·r22f3-f3r＝α0+α1·r3+α2·r32其中RF探头1P1、1P2和1P3的位置分别由r1、r2和r3表示，并根据所述二阶磁场变量α2调节校正磁场。
在第十五方面的MRI装置中，可实现第六方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十六方面，本发明提供一种前述配置的MRI装置，其特征在于包括零阶磁场变量补偿装置，用于确定零阶磁场变量α0，并根据所述零阶磁场变量α0调节用于RF脉冲的发射频率和用于NMR信号的接收检测频率。
在第十六方面的MRI装置中，可实现第七方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十七方面，本发明提供一种前述配置的MRI装置，其特征在于包括一阶磁场变量补偿装置，用于确定一阶磁场变量α1，并根据所述一阶磁场变量α1调节梯度电流。
在第十七方面的MRI装置中，可实现第八方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明第十八方面，本发明提供一种前述配置的MRI装置，其特征在于所述MRI装置为可产生垂直方向静态磁场的开放式MRI装置。
在第十八方面的MRI装置中，可实现第九方面的所述二阶静态磁场校正方法。
根据本发明二阶静态磁场校正方法和MRI装置，可减少二阶静态磁场分量从而提高MRI装置中的静态磁场的均匀性。
本发明其他目的和优点将通过下述结合附图的实施例来说明。
图1示出本发明一实施例中MRI装置的主要部分剖面图；图2为说明静态磁场方向上的磁场的示意图；图3示出在测量本发明实施例中MRI装置静态磁场时主要部分剖面图；图4示出本发明中一RF探头实例的剖面图；图5示出本发明实施例中MRI装置的配置方块图；
图6示出本发明一NMR信号发射/接收电路的实例方块图；图7示出本发明二阶静态磁场测量过程的操作流程图；图8示出图7流程图的续接流程图；图9示出本发明参考磁场测量过程的操作流程图；图10示出本发明磁场补偿过程的操作流程图。
优选实施例的详细描述下面将参照附图详细说明本发明实施例。
图1示出本发明MRI装置100的主要部分剖面图。
该MRI装置100为一开放式MRI装置，可通过置于上部和下部并彼此面对的永久磁体1M1和1M2产生垂直方向的静态磁场。
在永久磁体1M1和1M2的表面上分别有磁力调节盘Sp1和Sp2，从而可在内部包含一受检者的接收线圈1R内产生一具有均匀静态磁场的成像区域。
永久磁体1M1和1M2、磁力调节盘Sp1和Sp2、底轭By和端轭Py组成一磁场回路。
需要说明的是可采用超导磁体来代替永久磁体1M1和1M2。
磁力调节盘Sp1和Sp2的表面上分别具有用于在静态磁场中产生梯度磁场的梯度线圈1G1和1G2。
在梯度线圈1G1和1G2内部放置有用于发射RF脉冲以激发受检者中的原子核自旋的发射线圈1T。
接收线圈1R用于接收从受检者中发出的NMR信号。
第一圆形环路线圈C1与梯度线圈1G1置于相同的基底，并位于梯度线圈1G1的外侧。
第二圆形环路线圈C2与梯度线圈1G2置于相同的基底，并位于梯度线圈1G2的外侧。
第一和第二圆形环路线圈C1和C2具有相同的直径，并在静态磁场方向上相隔的位置上相对于成像区域的中心Z0对称地放置。
第三圆形环路线圈C3环绕磁力调节盘Sp1放置。
第四圆形环路线圈C4环绕磁力调节盘Sp2放置。
第三和第四圆形环路线圈C3和C4具有相同的直径，并在静态磁场方向上相隔的位置上相对于成像区域的中心Z0对称地放置，从而达到Helmholtz线圈的条件。
如图2所示，梯度线圈1G1产生一梯度磁场Gz1。梯度线圈1G2产生一与梯度磁场Gz1方向相反的梯度磁场Gz2。从而，在静态磁场方向上产生梯度磁场。
第一圆形环路线圈C1产生一校正磁场bz1。第二圆形环路线圈C2产生一与第一校正磁场bz1方向相同的第二校正磁场bz2。
第三圆形环路线圈C3产生一与第一校正磁场bz1方向相反的第三校正磁场bz3。第四圆形环路线圈C4产生一与第三校正磁场bz3方向相同的第四校正磁场bz4。
图3示出当用于测量磁场的三个RF探头1P1、1P2和1P3被置于沿静态磁场方向穿过图像区的中心Z0的Z轴的三个位置时的主要部分的剖面图。
在说明书中，RF探头1P1、1P2和1P3的位置分别由r1、r2和r3表示。
图4为RF探头1P1、1P2和1P3的示意性剖面图。
每个RF探头1P1、1P2和1P3都具有这样的结构，即具有可发射一FID信号的封入NaCl溶液或CuSo4溶液的小模型Ft，和一与之相结合的包围小模型Ft的小线圈Co。
图5为MRI装置100的结构方块图。
在MRI装置100中，磁体组件1配置成包含一永久磁体1M1和1M2、接收线圈1R、梯度线圈1G(梯度线圈1G包含X轴梯度线圈、Y轴梯度线圈和Z轴梯度线圈1G1和1G2)、发射线圈1T和圆形环路线圈C1-C4。
接收线圈1R与前置放大器5相连。
梯度线圈1G与梯度线圈驱动电路3相连。
发射线圈1T与RF功放4相连。
一序列存储器电路8根据成像脉冲序列操作梯度线圈驱动电路3，如其根据回波技术响应于根据计算机7发出的指令，通过梯度线圈1G产生一X轴梯度磁场、Y轴梯度磁场、Z轴梯度磁场。序列存储器电路8还可操作门调制电路9将来自RF振荡电路10的高频输出信号调制到具有预定时序和包络的脉冲化信号上。脉冲化信号可作为一RF脉冲信号施加至RF功放4，并在功放4中被功率放大，然后输出至磁体组件1中的发射线圈1T，从而将来自发射线圈1T的RF脉冲发射出去。
前置放大器5将在接收线圈1R处检测到的、来自受检者的NMR信号放大，并将信号输入到相位检测器12中。该相位检测器12对来自使用从RF振荡器电路10的输出作为接收检测信号的前置放大器5的NMR信号进行相位检测，并将相位检测的信号提供给A/D转换器11。该A/D转换器11将相位检测的模拟信号转换为数字信号MR数据，并将其输入至计算机7中。
计算机7根据MR数据进行图像重建并产生一MR图像。该MR图像被显示在显示装置6上。计算机7还可负责总体控制，如从操作控制台13输入的接收信息。
另外，计算机7可通过数字处理电路19控制圆形环路线圈驱动电路17和18，从而向用于产生校正磁场bz1-bz4的圆形环路线圈C1-C4提供校正电流，从而校正二阶静态磁场分量以改进静态磁场的均匀性。
在测量磁场时，RF探头1P1、1P2、1P3被放置并通过NMR信号发射/接收电路15和数字处理电路16与计算机7相连。
RF探头IP1、IP2和IP3，NMR信号发射/接收电路15和数字处理电路16构成了一个静态磁场测量辅助装置200。
当与静态磁场测量辅助装置200连接时，计算机7执行二阶静态磁场测量处理，参考磁场测量处理或磁场补偿处理。二阶静态磁场测量处理将参照图7和8在下面说明。参考磁场测量处理将参照图9在下面详细说明。磁场补偿处理将参照图10在下面详细说明。
图6为NMR信号发射/接收电路15的结构方块图。
NMR信号发射/接收电路15包括一包括RF振荡电路、门调制电路和RF功放的RF驱动电路150；一用于转换从RF驱动电路150输出的RF脉冲发射信号的输出目的地的多路复用器151；用于在向RF探头1P1、1P2和1P3发射RF脉冲发射信号和从RF探头1P1、1P2和1P3接收FID接收信号之间进行转换的发射/接收转换开关152、153和154；用于放大从RF探头1P1、1P2和1P3接收的FID接收信号的前置放大器155、156和157；一用于将前置放大器155、156和157处放大的FID接收信号相加的加法器158；一用于将FID接收信号的频率转换为中频带的下变换器159；一用于将已转换为中频的FID信号进行放大的中频放大器160。
数字处理电路16根据计算机7的指令操作NMR信号发射/接收电路15，将FID信号转换为数字数据，并将其输入至计算机7中。
图7为MRI装置100的二阶静态磁场测量处理的操作流程图。当连接静态磁场测量辅助装置200且安装上三个RF探头1P1、1P2和1P3时，由操作者的指令启动控制二阶静态磁场测量处理。
在步骤ST0中，圆形环路线圈C1-C4上不施加电流。
在步骤ST1中，从RF探头发射一RF脉冲，并得到一FID信号Nir。例如，从第一RF探头1P1发射一RF脉冲，并接收到一FID信号Nir。
在步骤ST2中，从FID信号Nir的I和Q中确定相位Φir(t)，并将相位Φir(t)对时间t微分确定参考频率fir。如，从FID信号N1r中确定一参考频率f1r。
在步骤ST3中，如果对于所有的RF探头都没有得到参考频率，转为执行步骤ST1；否则，执行步骤ST4。具体地，如果仅得到第一RF探头1P1处的参考频率f1r，过程转为执行步骤ST1以在步骤ST1和ST2中得到第二RF探头1P2处的参考频率f2r。另外，如果仅得到第一RF探头1P1处的参考频率f1r和第二RF探头1P2处的参考频率f2r，过程转为执行步骤ST1，从而在步骤ST1和ST2中得到第三RF探头1P3处的参考频率f3r。然后过程转为执行步骤ST4。
在步骤ST4中，向圆形环路线圈C1-C4提供具有相同大小的电流。
在步骤ST5中，从一RF探头中发射一RF脉冲，得到一FID信号Ni。例如，从第一RF探头1P1中发射一RF脉冲，接收到一FID信号N1。
在步骤ST6中，根据从FID信号Ni的I和Q确定一相位Φi(t)，并将相位Φi(t)对t微分确定一参考频率fi。如，从FID信号N1中确定一参考频率f1。
在步骤ST7中，如果对所有的RF探头都没有得到参考频率，过程转为执行步骤ST5；否则，执行步骤ST8。具体地，如果仅得到第一RF探头1P1处的参考频率f1，过程转为执行步骤ST5，从而在步骤ST5和ST6中得到第二RF探头1P2处的参考频率f2。另外，如果仅得到第一RF探头1P1处的参考频率f1和第二RF探头1P2处的参考频率f2，过程转为执行步骤ST5，从而在步骤ST5和ST6中得到第三RF探头1P3处的参考频率f3。过程然后转为执行步骤ST8。
在步骤ST8中，通过解下述等式组可确定零阶变量α0(即通过向圆形环路线圈C1-C4提供电流产生的一零阶静态磁场分量)。
f1-f1r＝α0+α1·r1+α2·r12f2-f2r＝α0+α1·r2+α2·r22，f3-f3r＝α0+α1·r3+α2·r32其中RF探头1P1、1P2和1P3的位置分别由r1、r2和r3表示。
在步骤ST9中，至少确定向圆形环路线圈C1-C4提供的电流比和圆形环路线圈C1-C4的匝数比中的一个，从而使零阶变量α0变为零。例如，圆形环路线圈C1-C4的匝数比可设为相同，提供到圆形环路线圈C1和C2的电流值可设为相同，提供到圆形环路线圈C3和C4的电流值可设为相同，则可确定提供到圆形环路线圈C1和C2的电流值和提供到圆形环路线圈C3和C4的电流值之间的电流比。或者，提供到圆形环路线圈C1-C4的电流值可设为相同，圆形环路线圈C1和C2的匝数可设为相同，圆形环路线圈C3和C4的匝数可设为相同，则可确定圆形环路线圈C1和C2的匝数和圆形环路线圈C3和C4的匝数之间的匝数比。如果需要改变匝数比，则需要更换圆形环路线圈C1-C4。
在图8的步骤ST11中，步骤ST9中确定的电流比和匝数比可用于向圆形环路线圈C1-C4提供合适的电流。
在步骤ST12-ST14中，与步骤ST5-ST7相似，确定了频率f1、f2和f3。
在步骤ST15中，通过解下述等式组可确定二阶静态磁场分量β0(即静态磁场B0和圆形环路线圈C1-C4的校正磁场bz1-bz4的和的二阶分量)。
f1＝β0+β1·r1+β2·r12f2＝β0+β1·r2+β2·r22f3＝β0+β1·r3+β2·r32在步骤ST16中，确定了提供到圆形环路线圈C1-C4的电流值，从而使二阶静态磁场分量β2变为零。但是，电流比不会改变。
这样，可实现校正，从而通过向圆形环路线圈C1-C4提供电流值为步骤ST16中确定的电流值的电流，使二阶静态磁场分量减小，并提高了静态磁场的均匀性。
图9示出了MRI装置100的参考频率测量处理的操作流程图。当静态磁场B0处于理想状态，且MRI装置100与静态磁场测量辅助装置200相连并安装有三个RF探头1P1、1P2和1P3时，由操作者的指令启动控制参考频率测量过程。
在步骤SS1中，向圆形环路线圈C1-C4提供具有前述步骤ST16或下述步骤SC7中确定的电流值的电流。
在步骤SS2-SS4中，与步骤ST1-ST3一样，确定参考频率f1r、f2r和f3r，并将其存储。
图10为MRI装置100的磁场补偿处理的操作流程图。在静态磁场测量辅助装置200被相连并安装有三个RF探头1P1、1P2和1P3时，由操作者的指令启动控制磁场补偿处理。
在步骤SC0中，向圆形环路线圈C1-C4提供具有前述步骤ST16或下述步骤SC7中确定的电流值的电流。
在步骤SC1-SC3中，与步骤ST1-ST3一样，确定参考频率f1、f2和f3。
在步骤SC4中，通过解下面的等式组可确定零阶静态磁场变量分量α0、一阶静态磁场变量分量α1和二阶静态磁场变量分量α2。
f1-f1r＝α0+α1·r1+α2·r12f2-f2r＝α0+α1·r2+α2·r22f3-f3r＝α0+α1·r3+α2·r32在步骤SC5中，RF振荡电路10的振荡频率根据零阶静态磁场变量α0来校正。
在步骤SC6中，用于梯度线圈1G1和1G2的梯度电流根据一阶静态磁场变量分量α1进行校正。如，向Z轴梯度线圈1G1和1G2提供偏移电流。需校正的梯度磁场ΔG为ΔG=α12γ·r]]>其中回磁比由γ表示。
在步骤SC7中，确定将提供给圆形环路线圈C1-C4的电流值，从而使二阶静态磁场变量分量α2减小。但是，电流比不会改变。
通过步骤SC5-SC7，可抑制由于金属块(例如汽车)移近MRI装置100或环境的改变(如温度的改变)引起的静态磁场的改变。
在不脱离本发明实质和范围的情况下还可以有许多不同的实施例。理解本发明应当不局限于说明书中的特定实施例，而应以权利要求所限定为准。
权利要求
1.一种二阶静态磁场校正方法，其特征在于包括以下步骤将第一圆形环路线圈和第二圆形环路线圈在静态磁场方向上间隔开的位置上相对于MRI装置的成像区域中心对称地放置；将比第一和第二圆形环路线圈的直径更大的第三圆形环路线圈和第四圆形环路线圈在静态磁场方向上间隔开的位置上相对于成像区域中心对称地放置；由所述第一和第二圆形环路线圈在相同方向上产生第一校正磁场和第二校正磁场；由所述第三和第四圆形环路线圈在相同方向上产生与所述第一校正磁场相反的第三校正磁场和第四校正磁场；由此校正静态磁场方向的二阶静态磁场分量。
2.根据权利要求1所述的二阶静态磁场校正方法，其中所述第一和第二圆形环路线圈与梯度线圈对于静态磁场方向基本上置于同一平面上，并位于所述梯度线圈的外侧。
3.根据权利要求1所述的二阶静态磁场校正方法，其中所述第三和第四圆形环路线圈环绕磁力调节盘放置。
4.根据权利要求1所述的二阶静态磁场校正方法，其中，至少确定所述第一到第四圆形环路线圈的电流比和匝数比中的一个，从而使静态磁场方向上的零阶校正磁场分量可相互抵消。
5.一种二阶静态磁场校正方法，其特征在于包括以下步骤将三个RF探头按静态磁场方向放置在MRI装置的三个不同位置，各探头均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈；当要测量磁场变化时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号；根据FID信号确定频率f1、f2和f3；通过解下面的等式组确定二阶静态磁场分量β2f1＝β0+β1·r1+β2·r12f2＝β0+β1·r2+β2·r22f3＝β0+β1·r3+β2·r32其中所述RF探头的位置由r1、r2和r3来表示；根据所述二阶静态磁场分量β2调节校正磁场。
6.一种二阶静态磁场校正方法，其特征在于包括以下步骤将三个RF探头按静态磁场方向放置在MRI装置的三个不同位置，各探头均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈；当要测量参考磁场时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号；根据FID信号确定参考频率f1r、f2r和f3r；当需要测量磁场变化时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号；根据FID信号确定频率f1、f2和f3；通过解下面的等式组确定二阶静态磁场变量α2f1-f1r＝α0+α1·r1+α2·r12f2-f2r＝α0+α1·r2+α2·r22f3-f3r＝α0+α1·r3+α2·r32其中RF探头1P1、1P2和1P3的位置分别由r1、r2和r3表示；以及根据所述二阶磁场变量α2校正磁场。
7.根据权利要求6所述的二阶静态磁场校正方法，还包括以下步骤确定零阶磁场变量α0，并根据所述零阶磁场变量α0调节用于RF脉冲的发射频率和用于NMR信号的接收检测频率。
8.根据权利要求6所述的二阶静态磁场校正方法，还包括以下步骤确定一阶磁场变量α1，并根据所述一阶磁场变量α1调节梯度电流。
9.根据权利要求1、5和6中任一个所述的二阶静态磁场校正方法，其中，所述MRI装置为产生垂直方向静态磁场的开放式MRI装置。
10.一种MRI装置，包括第一圆形环路线圈和第二圆形环路线圈，其在静态磁场方向上间隔开的位置上相对于成像区域中心对称地放置，用于产生同一方向上的第一和第二校正磁场；第三圆形环路线圈和第四圆形环路线圈，其比第一和第二圆形环路线圈的直径更大，在静态磁场方向上间隔开的位置上相对于成像区域中心对称放置，用于产生与第一校正磁场方向相反的同一方向上的第三和第四校正磁场；圆形环路线圈驱动装置，用于向第一到第四圆形环路线圈提供校正电流从而产生第一到第四校正磁场。
11.如权利要求10所述的MRI装置，其中所述第一和第二圆形环路线圈与梯度线圈对于静态磁场方向基本上置于同一平面，并位于所述梯度线圈的外侧。
12.如权利要求10所述的MRI装置，其中所述第三和第四圆形环路线圈环绕磁力调节盘放置。
13.如权利要求10所述的MRI装置，其中至少确定所述第一到第四圆形环路线圈的电流比和匝数比中的一个，从而使静态磁场方向的零阶校正磁场分量互相抵消。
14.权利要求10所述的MRI装置，还包括频率获取装置，用于当将三个均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈的RF探头按静态磁场方向放置在MRI装置的三个不同位置时，从所述RF探头发射RF脉冲，接收FID信号，并根据FID信号确定频率f1、f2、f3；以及校正磁场调节装置，用于通过解下面的等式组确定二阶静态磁场分量β2f1＝β0+β1·r1+β2·r12f2＝β0+β1·r2+β2·r22f3＝β0+β1·r3+β2·r32其中所述RF探头的位置由r1、r2和r3来表示，并根据所述二阶静态磁场分量β2调节校正磁场。
15.权利要求10所述的MRI装置，还包括参考频率获取装置，用于当将三个均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈的RF探头按静态磁场方向放置在MRI装置的三个不同位置时，当需要测量参考磁场时从所述RF探头发射RF脉冲且接收FID信号，并根据FID信号确定参考频率f1r、f2r和f3r；频率获取装置，用于当将三个均具有一可发射FID信号的小模型以及与之结合的小线圈的RF探头按静态磁场方向放置在三个不同位置时，当需要测量磁场变化时从所述RF探头发射RF脉冲并接收FID信号，根据FID信号确定频率f1、f2和f3；二阶磁场变量补偿装置，用于通过解下面的联立等式组确定二阶静态磁场变量α2f1-f1r＝α0+α1·r1+α2·r12f2-f2r＝α0+α1·r2+α2·r22f3-f3r＝α0+α1·r3+α2·r32其中RF探头1P1、1P2和1P3的位置分别由r1、r2和r3表示，并根据所述二阶磁场变量α2校正磁场。
16.权利要求15所述的MRI装置，还包括零阶磁场变量补偿装置，用于确定零阶磁场变量α0，并根据所述零阶磁场变量α0调节用于RF脉冲的发射频率和用于NMR信号的接收检测频率。
17.如权利要求15所述的MRI装置，还包括一阶磁场变量补偿装置，用于确定一阶磁场变量α1，并根据所述一阶磁场变量α1调节梯度电流。
18.如权利要求10所述的MRI装置，其中所述MRI装置为可产生垂直方向静态磁场的开放式MRI装置。
全文摘要
为了减小MRI装置中的二阶静态磁场分量,将第一圆形环路线圈C1和第二圆形环路线圈C2相对于MRI100装置的成像区域中心Z0对称在静态磁场B0方向上间隔开的位置上放置。类似地放置第三圆形环路线圈C3和第四圆形环路线圈C4。第一和第二圆形环路线圈C1和C2产生方向相同的第一校正磁场bz1和第二校正磁场bz2,第三和第四圆形环路线圈C3和C4产生相同方向并与第一校正磁场bz1方向相反的第三校正磁场bz3和第四校正磁场bz4。静态磁场B0的二阶分量通过校正磁场bz1－bz4进行校正。
文档编号G01R33/3875GK1373370SQ0114549
公开日2002年10月9日 申请日期2001年11月21日 优先权日2000年11月21日
发明者后藤隆男 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司