专利名称：具有针对多rf发射系统的改进的b1映射的翻转角成像的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振技术。本发明在磁共振成像中具有应用，并特别参考其进行描 述。但是，本发明也将适用于一般的磁共振，包括磁共振成像、磁共振谱分析等。
背景技术：
多射频(RF)发射线圈用于多种磁共振应用，例如成像或谱分析。例如，利用多RF 发射线圈并结合勻场技术可以改进图像质量，其中通过勻场技术以预定方式改变各发射线 圈的相对输出功率，以便提高Bl场均勻性。通过这种方式，与使用单个表面发射线圈或整 体发射线圈能够实现的效果相比，多个发射线圈可以提供较大或更精确成形的激励体积， 该体积具有必需的Bl场均勻性。这些应用基于对各发射线圈产生的Bl场的精确了解。已经知道，RF发射线圈的组 合产生的总Bl场是各个RF发射线圈产生的Bl场的线性组合或叠加(包括幅值和相位)。 可以通过在诸如体模或要成像的对象的适当对象中采集所产生的场的Bl场或翻转角图来 经验式地量化每个个体线圈产生的Bl场。由于叠加原理，可以采用这些个体线圈Bl图来 确定用于给定应用的RF发射线圈的最佳组合。有时被称为“实际翻转角映射(Actual Flip Angle Mapping) ”或AFI的快速Bl 映射技术是已知的。参见Yarnykh 等人的 “Actual flip angleimaging in the pulsed steady state，，，Proc. of the 12th Annual Meeting of ISMRM(Kyoto, Japan, 2004)(摘要 194) ；Yarnykh 的"Actual flip-angle imaging in the pulsed steady state -.a method for rapid three-dimensionalmapping of the transmitted radiofrequency field", Magn. Reson. Med. vol. 57，pp. 192-200(2007 年 1 月)。AFI 采用双重复时间(TR)稳态梯度 回波序列。通过简单而鲁棒的近似从图像导出翻转角图，这便于在扫描器上自动评价以及 3D翻转角图的活体内采集。然而，现有Bl场或翻转角映射技术的性能并不理想。在小翻转角时的误差传播和 其他困难可能带来问题，从而在Bl场图中导致噪声并可能导致小于大约15-20°的翻转角 的不可靠映射。AFI映射技术采用大的横向磁化破坏(spoiling)梯度，这增加了 AFI序列 的采集时间，并且AFI映射技术对诸如主磁场涡流产生的那些梯度缺陷的灵敏度可能是个 问题。本发明提供了克服上述和其他问题的新的改进的设备和方法。
发明内容
根据一个方面，公开了一种磁共振方法，其包括执行多个磁共振激励操作，每个 操作使用一组射频发射线圈中的不同子组，每个子组包括多于一个射频发射线圈；响应于 每个所述磁共振激励操作采集磁共振数据；以及基于所采集的磁共振数据针对所述组射频 发射线圈中的每个射频发射线圈计算Bl或翻转角图。根据另一方面，公开了一种磁共振系统，其包括用于执行多个磁共振激励操作的装置，每个操作使用一组射频发射线圈中的不同子组，每个子组包括多于一个射频发射线 圈；用于响应于每个所述磁共振激励操作采集磁共振数据的装置；以及用于基于所采集的 磁共振数据针对所述组射频发射线圈中的每个射频发射线圈计算Bl或翻转角图的装置。根据另一方面，公开了一种磁共振方法，其包括使用射频发射线圈执行实际翻转 角映射(AFI)序列；响应于所述AFI序列采集磁共振数据；以及基于所采集的磁共振数据 针对所述射频发射线圈计算Bl或翻转角图。根据另一方面，公开了一种磁共振扫描器，其包括至少一个射频发射线圈。该扫描 器被配置成执行上一段所述的方法。一个优点在于提供改进的Bl场或翻转角映射精确度。另一个优点在于以更高信噪比提供Bl场或翻转角映射。另一个优点在于提供在低翻转角值下更精确的更快Bl场或翻转角映射。在阅读并理解了下述详细说明的基础上，本领域技术人员将认识到本发明的更多 优点。
可以通过各种部件或部件布置以及各种步骤或步骤布置体现本发明。附图的作用 在于对优选实施例进行图示，不应认为其对本发明构成限制。图1图解示出了具有Bl场或翻转角映射能力的磁共振系统；图2图解示出了利用两种不同技术采集的Bl图的比较；图3沿着垂直线L1、L2绘示了以度为单位的翻转角，垂直线L1、L2指示在图2所 示的从底部数第二个Bl图中；图4、5和6图解示出了三个不同的实际翻转角映射(AFI)序列；图7示出了未利用这里公开的破坏器梯度调节采集的Bl图；图8示出了与图7对应的Bl图，但是是利用所公开的破坏器梯度调节采集的；图9示出了未利用这里公开的改进的相位循环采集的AFI图像；图10示出了与图9对应的AFT图像，但是是利用所公开的改进的相位循环采集 的；图11示出了翻转角模拟结果，连同选定的试验数据；图12图解示出了经修改的广义AFT序列；图13示出了标准AFI映射的信噪比与这里提出的广义AFI映射方法的信噪比的 比较。
具体实施例方式参考图1，磁共振扫描器10包括扫描器外壳12，该外壳包括膛14或其他接收区 域，用于接收患者或其他对象16。设置于扫描器外壳12中的主磁体20受主磁体控制器22 的控制，以至少在膛14的感兴趣区域中产生主BO磁场。典型地，主磁体20是被冷覆盖物 (cry0Shr0Uding)24包围的持续性超导磁体，尽管可以使用电阻式、永久性或其他类型的主 磁体。磁场梯度线圈28布置于外壳12中或其上，以至少在感兴趣区域中在主磁场上叠
5加选定的磁场梯度。典型地，磁场梯度线圈包括用于产生三个正交磁场梯度，例如χ梯度、y 梯度和Z梯度的线圈。在膛14中设置一组射频(Bi)线圈30，用于激励和接收磁共振。该 组线圈30包括多个射频线圈32，例如图示的表面线圈环或其他种类的线圈。在图示的实施 例中，该组线圈30中的射频线圈32物理地缚在一起成为一个单元；不过也可预期该组射频 线圈中的射频线圈是未物理地缚在一起成为一个单元的分离元件。图1示出了用于磁共振 采集过程的发射和接收阶段的单组线圈30 ；然而，在其他实施例中，可以采用分离的发射 和接收线圈或线圈组。在磁共振数据采集期间，将射频发射器36耦合到该组射频线圈30以在设置于膛 14中的对象的感兴趣区域中产生磁共振信号。磁场梯度控制器38操作磁场梯度线圈28以 对所产生的磁共振进行空间定位、空间编码或其他操控。在磁共振读出阶段期间，与该组射 频线圈30耦合的射频接收器40接收磁共振信号，其样本被存储在数据缓冲器42中。尽管 未示出，但提供适当的RF开关以有选择地将该组射频线圈30根据需要与RF发射器36或 RF接收器40连接。在其他实施例中，可预期分离的发射和接收线圈或线圈组，在这种情况 下不需要RF开关，尽管在一些这样的实施例中接收线圈可以包括开关式失谐电路，以在RF 发射阶段期间使接收线圈失谐，以避免使接收线圈过载。处理所接收的磁共振样本以产生感兴趣信息。例如，如果磁共振序列是包括由磁 场梯度进行的空间编码的成像序列，那么重建处理器44利用傅里叶变换重建、反向投影重 建或适合空间编码的其他重建来适当处理经空间编码的磁共振样本，以产生重建图像，重 建图像被存储于图像存储器46中。如果磁共振序列为谱序列，那么适当的采集后处理可以 包括，例如谱滤波或面元划分。用户接口 50向用户显示重建图像或其他经处理的数据表 示。在图1中所示的示例性实施例中，用户接口 50还将用户与扫描器控制器54连接，以控 制磁共振扫描器10。在其他实施例中，可以提供分离的扫描器控制接口。将图1的磁共振系统配置成工作于多线圈发射模式下，在这种模式下，使用该组 射频线圈30中的多个射频线圈以磁共振频率产生射频信号，以激励磁共振。在一些实施例 和磁共振采集中，可以在发射阶段期间使用该组射频线圈30中的所有射频线圈32。为了便 于这样的多RF发射操作，扫描器控制器54适当地执行Bl映射序列，每个序列使用该组射 频线圈30中的子组射频发射线圈32。基于发射线圈编码矩阵60适当地确定用于每个映射 序列的子组。Bl映射序列可以是任何适当的序列，例如实际翻转角映射(AFI)序列。在一些实施例中，用于每个映射序列的子组射频发射线圈32是单个射频发射线 圈。例如，可以设置发射线圈编码矩阵60，使得射频发射线圈32中的每一个都依次被用于 采集磁共振数据，该磁共振数据用于构造该射频发射线圈的Bl图。在这种情况下，作为八 个射频发射线圈的说明性示例，用于发射线圈编码矩阵60的适当数值集是
权利要求
一种磁共振方法，包括执行多个磁共振激励操作，每个操作使用一组射频发射线圈(30)中的不同子组，每个子组包括多于一个射频发射线圈；响应于每个所述磁共振激励操作采集磁共振数据；以及基于所采集的磁共振数据针对所述组射频发射线圈中的每个射频发射线圈计算B1或翻转角图。
2.根据权利要求1所述的磁共振方法，其中，每个子组包括所述组射频发射线圈(30) 中除一个之外的所有射频发射线圈。
3.根据权利要求2所述的磁共振方法，其中，所述计算包括将针对第j个射频发射线圈(32)的Bl或翻转角图计算为与下式给出的图Ii^(x，y)相 同或基本相当I Jv __m(x,y) = —— ·^rn,(χ,y)—m (χ,y) N-I ti,其中N表示所述组射频发射线圈(30)中的射频发射线圈的数量，而&(X，力表示从响 应于使用包括除第k个射频发射线圈之外的所有射频发射线圈的子组执行的磁共振激励 操作而采集的磁共振数据获得的Bl或翻转角图。
4.一种磁共振方法，包括使用射频发射线圈(32)执行实际翻转角映射(AFI)序列；响应于所述AFI序列采集磁共振数据；以及基于所采集的磁共振数据针对所述射频发射线圈计算Bl或翻转角图。
5.根据权利要求4所述的磁共振方法，其中，执行所述AFI序列还包括将所述AFI序列执行成包括实的和虚的射频激励脉冲的等距脉冲序列。
6.根据权利要求4所述的磁共振方法，其中，执行所述AFI序列包括利用破坏梯度区域 执行所述AFI序列，该破坏梯度区域被选择为满足如下条件TR1-一 其中乞论，Ak=k0AT/TR,0J其中Y是陀螺仪计量比，TR1表示所述AFI序列的第一 TR时间，表示所施加的作 为时间t的函数的破坏梯度，而Δ T表示所述AFI序列的延迟时间。
7.根据权利要求4所述的磁共振方法，其中，执行所述AFI序列包括利用根据下式增大 的破坏梯度相位执行所述AFI序列外-外4 = 秘对于偶数k9(Pk -<Pk-i = 对于奇数 k其中Φ是预选的相位值，η = TR2ZtR1表示所述AFI序列的TR时间之比，“偶数”和“奇 数”分别是指在所述AFI序列的两个TR时间中较短者紧前和紧后的脉冲。
8.根据权利要求4所述的磁共振方法，其中，将所述AFI序列的TR时间的比TR1 TR2 选择为有理数。
9.根据权利要求4所述的磁共振方法，其中，所述AFI序列包括任意数量N个重复时间TR”TR2、......、TRn，其中 η e {1，· · ·，N}，N 彡 2。
10.根据权利要求9所述的磁共振方法，其中，选择所述重复时间TR1JR2........TRn,使得在所述组重复时间中每对重复时间相互之比是有理数。
11.根据权利要求9所述的磁共振方法，还包括重复所述AFI序列多次(P)，其中，在所述多次重复(P)中的每次中所述N个重复时间 TR1^ TR2,.......TRn中的至少一个TR时间是不同的。
12.根据权利要求9所述的磁共振方法，其中，所述计算还包括基于所采集的磁共振数 据计算自旋_晶格弛豫时间1\。
13.根据权利要求6所述的磁共振方法，其中，所述射频发射线圈(32)包括一组射频发 射线圈(30)，并且将所述执行和采集重复多次，每次使用所述组射频发射线圈中的不同子 组，每个子组包括多于一个射频发射线圈，并且所述计算包括基于所采集的磁共振数据针 对所述组射频发射线圈中的每个射频发射线圈计算Bl或翻转角图。
14.一种磁共振扫描器(10)，其包括至少一个射频发射线圈(32)，所述扫描器被配置 成执行根据权利要求4所述的方法。
15.一种计算机可读介质，其承载有软件代码，所述代码控制处理器或磁共振系统控制 器(44，54，62)以执行根据权利要求4所述的方法。
全文摘要
一种磁共振方法包括执行多个磁共振激励操作，每个操作使用一组射频发射线圈(30)中的不同子组，每个子组包括多于一个射频发射线圈；响应于每个所述磁共振激励操作采集磁共振数据；以及基于所采集的磁共振数据针对所述组射频发射线圈中的每个射频发射线圈计算B1或翻转角图。一种磁共振方法包括使用射频发射线圈(32)执行实际翻转角映射(AFI)序列，其中选择AFI序列的TR时间的比TR1∶TR2使其为有理数；响应于所述AFI序列采集磁共振数据；以及基于所采集的磁共振数据针对所述射频发射线圈计算B1或翻转角图。
文档编号G01R33/565GK101981462SQ200980110909
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月27日
发明者K·内尔克, P·博尔纳特, T·R·福格特, U·卡切尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司