的均匀度是否 在所述磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度以内，如果是，则结束；如果不是，则返回执 行步骤（a);
[0013] (f)根据各个匀场片的优化后的厚度分布装载匀场片，然后测量第一成像空间的 球体表面的采样点的磁场的磁通密度的分布情况，判断所述第一成像空间的磁场的均匀度 是否在所述磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度以内，如果是，则结束；如果不是，则返 回执行步骤（a)。
[0014] 进一步地，本发明利用数值计算的方法计算得到如式（1)所示的所述第一成像空 间的敏感系数矩阵；
[0015]
【主权项】
1. 一种有效矫正磁共振成像系统的主磁场的方法，其特征是，包括： 建立磁共振成像系统的敏感系数矩阵，所述敏感系数矩阵包括第一成像空间的敏感系 数矩阵和第二成像空间的敏感系数矩阵，其中，所述第一成像空间是指磁共振成像系统的 整个成像空间，所述第二成像空间是指由所述第一成像空间中位于病床上方的那部分与所 述第一成像空间中被病床所截得的截面共同构成的空间； 并且，还包括如下步骤： (a) 测量出所述第一成像空间的球体表面的所有采样点的初始磁场的磁通密度的分布 情况，然后，对所述第一成像空间的球体表面的所有采样点处的磁场的磁通密度进行解卷 积得到所述第一成像空间的磁场的主要谐波分量；接着，将所述第一成像空间中位于病床 以下的那部分成像空间的球体表面的所有采样点的磁场的磁通密度的分布情况映射到所 述第一成像空间中被病床所截得的截面而得到该截面的所有采样点的初始磁场的磁通密 度的分布情况，并由此得到第二成像空间的表面的所有采样点的初始磁场的磁通密度的分 布情况，所述第二成像空间的表面的采样点包括由所述第一成像空间中位于病床以下的那 部分成像空间的球体表面的采样点以球坐标中相同的径向和炜向的角坐标映射到所述截 面而得到的采样点以及第一成像空间中位于病床上方的那部分成像空间的球体表面的采 样点； (b) 根据所述步骤（a)得到的第一成像空间的球体表面的所有采样点的初始磁场的磁 通密度的分布情况，判断第一成像空间中位于病床以下的那部分成像空间是否存在大于所 述磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度的田型谐波分量：如果存在，则根据第二成像空 间的敏感系数矩阵来设置第二成像空间的表面的采样点的磁场约束，以使第二成像空间的 表面的所有采样点的初始磁场和匀场片产生的磁场加和之后得到的磁场的均匀度在所述 磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度以内，然后执行步骤（c);如果不存在，则根据第一 成像空间的敏感系数矩阵设置所述第一成像空间的球体表面的采样点的磁场约束，以使第 一成像空间的球体表面的采样点的初始磁场和匀场片产生的磁场加和之后得到的磁场的 均匀度在所述磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度以内，然后执行步骤（d); (c) 用匀场片的厚度的加权和作为目标函数来建立最小化优化模型；根据步骤（b)中 设置的所述第二成像空间的表面的采样点的磁场约束和匀场片的厚度的约束对所述优化 模型进行约束；然后根据约束后的优化模型，用线性规划算法优化各个匀场片的厚度，然后 执行步骤（e); (d) 用匀场片的厚度的加权和作为目标函数来建立最小化优化模型；根据步骤（b)中 设置的所述第一成像空间的球体表面的采样点的磁场约束和匀场片的厚度的约束对所述 优化模型进行约束；然后根据约束后的优化模型，用线性规划算法优化各个匀场片的厚度， 然后执行步骤（f); (e) 根据各个匀场片的优化后的厚度分布装载匀场片，然后测量第二成像空间的表面 的采样点的磁场的磁通密度的分布情况，判断所述第二成像空间的磁场的均匀度是否在所 述磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度以内，如果是，则结束；如果不是，则返回执行步 骤（a); (f) 根据各个匀场片的优化后的厚度分布装载匀场片，然后测量第一成像空间的球体 表面的采样点的磁场的磁通密度的分布情况，判断所述第一成像空间的磁场的均匀度是否 在所述磁共振成像系统的主磁场的目标均匀度以内，如果是，则结束；如果不是，则返回执 行步骤（a)。
2. 根据权利要求1所述的有效矫正磁共振成像系统的主磁场的方法，其特征是： 利用数值计算的方法计算得到如式（1)所示的所述第一成像空间的敏感系数矩阵；
式⑴中，A表示第一成像空间的敏感系数矩阵，元素aAi^表示匀场片Aj在第一成像 空间的球体表面的采样点Ai处产生的磁场的磁通密度和匀场片Aj的厚度的线性关系；下 标Ai= 1~SI*SJ，Aj= 1~I*J，其中SI和SJ分别是磁共振成像系统的第一成像空间的 球体表面的采样点在球坐标的径向和炜向的个数，I和J分别是主磁体的内壁上的轴向和 周向的用于安置匀场片的抽屉的个数； 利用数值计算的方法计算得到如式（2)所示的第二成像空间的敏感系数矩阵：
式⑵中，AA表示第二成像空间的敏感系数矩阵，元素aaAai>.表示匀场片Aaj在第二 成像空间的表面的采样点Aai处产生的磁场的磁通密度和匀场片Aaj的厚度的线性关系； 下标Aai= 1~SI1*SJ1，Aaj= 1~I*J，其中SIl和SJl分别是磁共振成像系统的第二成 像空间的球体表面的采样点在球坐标的径向和炜向的个数，I是主磁体的内壁上的轴向的 用于安置匀场片的抽屉的个数，J是主磁体的内壁上的周向的安置匀场片的抽屉的个数。
3. 根据权利要求1或2所述的有效矫正磁共振成像系统的主磁场的方法，其特征是： 所述步骤（a)中所述映射的方法如下： 1) 将所述第一成像空间的球体表面的球坐标为（r，0，(6)的采样点处的主磁场的磁 通密度Btl(r，0，(6)按照公式（3)展开为相应的勒让德多项式，得到谐波系数<和％:
式（3)中，BtlO", 0，(6)是球坐标为（r，0，(6)的采样点处的主磁场的磁通密度的测量 值，/T(cos6〇是阶数为n、自由度为m的相关勒让德函数，<*、C是谐波系数； 2) 根据所得到的谐波系数< 和K，通过公式（4)所示的映射关系计算得到第一成像 空间中被病床所截得的截面上的坐标为（rp，9, (6)的采样点处的磁场的磁通密度：
式⑷中，BQ(rp，0，(6)是球坐标为（rp，0，(6)的采样点处的磁通密度，/f(cos6〇是 阶数为n、自由度为m的相关勒让德函数，r是第一成像空间中角坐标为（0，(6)的采样点 的径向坐标。
【专利摘要】本发明公开了一种有效矫正磁共振成像系统的主磁场的方法。在磁共振成像系统的扫描过程中，病床将磁共振成像系统的成像空间分割为两个部分：成像扫描过程中涉及到的病床上方的那部分成像空间,脱离成像扫描的病床以下的那部分成像空间。当磁共振成像系统的成像空间中位于病床以下的那部分成像空间存在大于该系统的主磁场的目标均匀度的田型谐波分量时，可以仅针对成像扫描过程中涉及到的病床上方的那部分成像空间进行匀场；否则对磁共振成像系统的整个成像空间进行匀场。本发明方法不会改变标准的匀场硬件系统，适用于绝大部分用于人体成像的磁共振成像系统。
【IPC分类】G01R33-565
【公开号】CN104714201
【申请号】CN201510066599
【发明人】夏灵, 孔霞, 刘锋
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月9日