CN101427148A - 采用时序自旋激励的磁共振 - Google Patents

Abstract

在一种磁共振扫描仪中，主磁体(20，22)至少在检查区域内生成静态磁场。磁场梯度系统(30，54)有选择地至少在所述检查区域内的所述静态磁场上叠加磁场梯度。磁共振激励系统(36，36’)包括布置为向所述检查区域内注入射频B₁场的至少一个射频线圈(30，301，302，303)和与所述至少一个射频线圈的不同输入端口耦合的至少两个射频放大器(38，40，40’)。控制器(66，70)控制所述磁共振激励系统，从而在所述检查区域内的对象(16)中产生随时间变化的空间B₁场分布，对所述场分布进行时间积分，从而在所述对象内界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。

Description

采用时序自旋激励的磁共振

本发明涉及磁共振领域，尤其涉及降低由超高场中的线圈B₁非均匀性导致的磁共振应用中的空间非均匀性，其中所述线圈B₁非均匀性是由对象的电介质和导电性效应导致的，在此将具体参照其对本发明予以说明。更一般而言，下文涉及降低一般由(例如)线圈加载、仪器缺陷、静态(B₀)磁场非均匀性、电介质或涡流效应等引起的磁共振应用中的空间非均匀性。

通常将磁共振扫描仪中采用的射频线圈配置为在空载条件下在检查区域内产生基本均匀的B₁场。也就是说，射频线圈在检查区域内未布置对象的情况下产生基本均匀的B₁场。理想地，置于检查区域内的对象将由此受到基本上具有空间均匀性的B1场的作用，该B₁场将在整个对象内界定基本上具有空间均匀性的自旋偏折角(tip angle)分布，由此获得准确的磁共振成像和/或波谱特性(spectroscopy)。

但是，将诸如人体成像对象的目标插入到检查区域可能导致B1场发生变形，尤其是在3T或更强的B₀场中。这样的变形通常是由电介质和/或导电性效应导致的，并且与所述目标内变得可以与所述目标的尺寸相比较的RF波长相关。随着成像对象的不对称性的增大(例如，就“宽肩膀”或不对衬人体成像对象而言)，以及随着静态(即B₀)磁场强度的增大，由对象引发的B₁场变形和加载将变得越来越成问题。因而，随着商用磁共振扫描仪从低场(例如，0.23特斯拉、1.5特斯拉)逐渐向更高的静态磁场(例如，3特斯拉、7特斯拉等)发展，线圈加载也变得越来越成问题。

对于耦合至大的检查区域的大线圈而言，加载线圈也能够面临更大的问题，因为不仅对象尺寸增大了，而且还要在更大的区域上保持基本均匀的B1场。对于人体对象的大体积成像而言，有时采用正交体线圈。正交体线圈能够提供与大的感兴趣区域，例如，躯干、腿或人体成像对象的其他部分的有效射频耦合。正交体线圈通常为圆柱形，并且径向对称。例子包括正交鸟笼式体线圈和正交横向电磁场(TEM)体线圈。正交体线圈包括I和Q信道输入端口，其由具有90°的相位差的射频能量驱动，以生成用于激励磁共振的旋转B₁场。

人们尝试通过各种方式解决B₁非均匀性。

在后获取处理方法中，在获取之后校正所获取的磁共振数据，以考虑B₁场的变形。尽管能够对接收线圈灵敏度图案进行校正，但是所述激励仍然具有影响MR的进行的偏折角分布。可以采用绝热RF脉冲降低所激励的偏折角的范围，但是这一方法耗费时间，并且因RF照射而代价高昂，此外RF序列有限。

在另一种方法中，采用多个独立的射频放大器生成自定义B₁场。例如，就正交体线圈而言，可以通过不同的放大器驱动I和Q端口中的每个。通过选择每一放大器的幅度和相位调整B₁场分布。这种方法可以起作用，但是B₁场分布调整的程度受到四个自由度，即，两个放大器中的每个的幅度和相位的限制。为了提供额外的自由度，可以对射频线圈重新配置，以包括与额外的射频放大器连接的额外端口。例如，可以将TEM线圈配置为使每一级(rung)或者每一组选定的级受到不同的射频放大器的独立驱动。对于八元件TEM线圈而言，例如，可以采用多达八个放大器，以提供十六个调整B1场的自由度。

但是，采用这些方法在对B1场进行调整以补偿线圈加载中的充分灵活性是以显著提高系统的复杂性和成本为代价的。射频放大器是价格昂贵的部件。每一独立驱动的端口都需要其自身的波形生成控制、放大器以及专用射频布线、俘获(trapping)等。额外的射频连接占用了宝贵的内膛(bore)空间，并且为有害的射频交叉耦合提供了机会。

根据一个方面，公开了一种磁共振扫描仪。主磁体至少在检查区域内生成静态磁场。磁共振激励系统包括至少一个被布置为向所述检查区域内注入射频能量的射频线圈和与所述至少一个射频线圈的不同输入端口耦合的至少两个射频放大器。控制器控制所述磁共振激励系统，从而在所述检查区域内的对象中生成随时间变化的B₁场分布，对所述场分布进行时间积分以在所述对象内界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。

根据另一方面，公开了一种磁共振激励方法。确定由与所述至少一个射频线圈耦合的对象施加在所述至少一个射频线圈上的B₁非均匀性。采用所述至少一个射频线圈在所述对象中生成随时间变化的空间B₁场分布。对所述随时间变化的空间B₁场分布进行时间积分，从而在所述对象内界定比所述随时间变化的空间B₁场分布具有更高的空间均匀性的空间偏折角分布。

根据另一方面，公开了一种磁共振激励设备。提供用于确定由与所述至少一个射频线圈耦合的对象施加在所述至少一个射频线圈上的B₁非均匀性的装置。提供用于在所述对象内生成随时间变化的B₁场分布的包括所述至少一个射频线圈的装置。对所述随时间变化的B₁场分布进行时间积分以在所述对象内界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。

一个优点在于对B₁场非均匀性提供了灵活、有效的补偿。

另一个优点在于在不采用不同的补偿线圈或其他具有加载特异性的硬件的情况下提供了针对不同类型的B₁非均匀性模式的补偿。

另一个优点在于获取了更为准确的、受到B₁非均匀性的影响更低的磁共振数据。

另一优点在于提高了重建图像质量。

另一优点在于改善了磁共振波谱。

在阅读并理解了下述详细说明的同时，本领域技术人员将认识到本发明的其他优点。

本发明采取了各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤布置的形式。附图的作用仅在于对优选实施例举例说明，不应将其视为对本发明构成限制。

图1示意性地示出了一种磁共振扫描仪，其包括正交体线圈、单独驱动所述正交体线圈的I和Q输入端口的两个独立的射频放大器以及用于激励随时间变化的空间B₁场分布的具有时间序列发生器的双信道扫描仪控制器；

图2示意性地示出了图1的磁共振扫描仪的磁共振激励系统的更多细节；

图3示出了四种不同的激励条件下用于对放置在3特斯拉磁场下的正交体线圈内的椭圆形心脏体模(phantom)进行建模的空间B₁场分布；

图4和图5示出了由两个不同的不随时间变化的B₁场分布生成的空间偏折角分布；

图6示出了针对图4和图5的不随时间变化的B₁场分布的时间积分组合的空间偏折角分布；

图7示意性地示出了采用多个局部线圈替代图1的正交体线圈的另一磁共振扫描仪；

图8示意性地示出了图7的磁共振扫描仪的磁共振激励系统的更多细节。

参考图1，磁共振扫描仪10包括扫描仪外壳12，在扫描仪外壳12内至少部分设置患者16或其他对象。扫描仪外壳12的保护性绝缘内膛衬垫18任选对扫描仪外壳12的一般为圆柱形的内膛或开口加衬垫，在其内安置对象16。通过主磁体控制器22控制设置于扫描仪外壳12内的主磁体20，从而至少在至少包括对象16的一部分的扫描区域内生成静态(B₀)磁场。典型地，主磁体20是由低温外套24包围的超导永磁体。在一些实施例中，主磁体20生成至少大约0.2特斯拉的主磁场，例如，其可以是0.23特斯拉、1.5特斯拉、3特斯拉、7特斯拉等。将磁场梯度线圈28布置在外壳12内或外壳12上，从而至少在扫描区域内在主磁场上叠加选定的磁场梯度。典型地，磁场梯度线圈包括用于生成三个正交磁场梯度，例如，x梯度、y梯度和z梯度的线圈。

与磁共振扫描仪10的内膛基本同轴安装一般为圆柱形的正交体线圈30。在一些实施例中，所述正交体线圈30是安装在扫描仪外壳12内的永久性设施。在一些实施例中，将正交体线圈30安装在电介质线圈架(former)或其他支架上，其能够通过滑动的方式被插入到磁共振扫描仪10的内膛内或从其中去除，或者通过滑动的方式被插入到扫描仪外壳12的环形接受器内或从其中去除。在其他实施例中，正交体线圈30可以是局部正交线圈，例如，头部正交线圈或者膝盖正交线圈。在一些实施例中，正交体线圈30是包括多个级的正交鸟笼式线圈，所述多个级一般与内膛的轴平行布置，并且在操作上通过两个或多个端环(endring)、端帽或者设置在所述级的相对端上或附近的其他终端结构互连。在一些实施例中，所述正交体线圈30是正交横向电磁场(TEM)线圈，其包括多个杆，所述杆大致平行于所述内膛的轴布置并且在操作上通过充分包围所述杆的大致为环形的射频屏蔽件或屏幕互连。所述正交体线圈30任选包括电感、电容、电阻、扼流圈(choke)、晶体管、继电器或其他部件，以提供射频调谐、去耦、电流阻挡或俘获或者其他功能。

在一些实施例中，正交体线圈30既执行发射功能又执行接收功能。也就是说，从外部对正交体线圈30加电，从而在对象16内激励磁共振，并且还采用正交体线圈30接收由所述激励生成的磁共振信号。在一些实施例中，所述正交体线圈30执行发射功能，独立的接收线圈34接收由激励生成的磁共振信号。任选的独立接收线圈34可以是如图所示的表面线圈，或者可以是表面线圈阵列、或胳膊线圈、腿线圈或其他局部线圈。在一些实施例中，可以对扫描仪10进行配置，从而在一些成像应用中，使正交体线圈30既执行发射功能又执行接收功能，而在其他成像应用中，正交体线圈30则只执行发射功能，其由独立的接收线圈执行接收功能。任选的独立接收线圈34通常包括失谐电路，其在发射相位中使接收线圈失谐，以避免使接收线圈过载。

继续参考图1，并进一步参考更为详细地示出了图1的磁共振扫描仪的磁共振激励系统36的图2，其中，I信道射频放大器38生成处于磁共振频率上的具有幅度A_I和相位

的I信道射频驱动信号，而Q信道射频放大器40则生成处于同一磁共振频率上的具有幅度A_Q和相位

的Q信道射频驱动信号。所述I信道和Q信道射频驱动信号是独立的，因为它们具有不同的幅度A_I、A_Q(处于由放大器38、49的动态范围施加的限制内)和不同的相位

将I信道射频放大器38输出的I信道驱动信号输入到正交体线圈30的I信道输入端口42内。将Q信道射频放大器40输出的Q信道驱动信号输入到正交体线圈30的Q信道输入端口44内。

如果I信道和Q信道射频驱动信号具有相同的幅度(A_I＝A_Q)，并且在I信道和Q信道射频驱动信号之间存在90°的相位差

然后使正交体线圈30在一种常用的正交模式下工作，所述模式将生成在所述磁共振频率处旋转的B₁场矢量。但是，如果提供了两个独立的RF波形发生器和两个独立的放大器38、40，那么一般而言，不存在对I和Q信道射频驱动信号幅度A_I、A_Q以及其间的相位差

的限制。

参考图1，磁场梯度控制器54任选地操作磁场梯度线圈28以将磁共振激励在空间上局域化到一个厚片或其他局域化区域内。任选地，磁场梯度控制器54操作磁场梯度线圈28以施加一个或多个空间编码磁场梯度脉冲。

在图1的实施例中，使射频接收器56在操作上与图示的局部线圈34连接，从而在磁共振序列的读出相位期间读取磁共振信号。或者，在一些实施例中，使射频接收器56在所述读出相位期间在操作上与正交体线圈30的I和Q信道输入端口42、44耦合，其中，提供适当的射频电路，从而在处于发射相位中的正交体线圈30与射频放大器38、40的操作连接和处于读出相位中的正交体线圈30与射频接收器56的操作连接之间进行切换。任选地，磁场梯度控制器54在读出相位中操作磁场梯度线圈28，以提供磁共振信号的额外的空间编码(即，读出编码)。

将所述读出过程中获取的磁共振样本存储在数据缓冲器58中。磁共振数据处理器60对所获取的磁共振数据执行处理，从而提取有用的信息。在成像应用当中，数据处理器60采用快速傅立叶变换或者与磁共振数据的生成过程中应用的选定空间编码相适应的其他图像重建算法适当地执行图像重建。在波谱应用中，由数据处理器60执行的处理可以包括，例如，执行波谱快速傅立叶变换操作，以恢复化学位移和J耦合数据。将所得到的经处理的数据(例如，图像、波谱等)适当地存储在数据/图像存储器62内，显示在用户界面64上，打印出来，通过Internet或局域网传输，存储在非易失存储介质上，或者另作他用。在图1所示的示范性配置中，用户界面64还是放射医师或其他操作人员与扫描仪控制器66之间的接口，从而对磁共振扫描仪10加以控制。在其他实施例中，可以提供独立的扫描仪控制界面。

参考图1和图2，将磁共振激励系统36配置为允许对B₁(r)场求时间平均，以补偿B₁空间非均匀性。在这一记法中，r表示空间位置，因而B₁(r)表示空间B₁场分布。在时间τ内施加不随时间变化的B₁(r)将产生通过下式给出的空间偏折角分布θ(r)：

$\mathrm{\θ}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)=\underset{0}{\overset{\mathrm{\τ}}{\∫}}\mathrm{\γ}\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|\mathrm{dt}---\left(1\right)$

其中，γ是旋磁比，

是B₁(r)矢量的对磁共振激励做出贡献的分量。对于不随时间变化的B₁(r)场而言，分量|B₁ ⁺(r)|独立于时间，从而将方程(1)简化为：

$\mathrm{\θ}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)=\mathrm{\γ}\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|\·\mathrm{\τ}---\left(2\right)$

其中，T是恒定

场的施加持续时间。

磁共振扫描仪10包括通过独立控制I和Q信道射频放大器38、40而生成空间形状发生变化的随时间变化的B₁(r)场分布的能力。如果将随时间变化的空间B₁(r)场分布表示为B₁(r，t)(其中，t表示时间)，那么方程1将变成：

$\mathrm{\θ}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)=\underset{0}{\overset{\mathrm{\τ}}{\∫}}\mathrm{\γ}\left|B_1^{+}(\stackrel{\‾}{r},t)\right|\mathrm{dt}---\left(3\right)$

如果仅将单个射频放大器与混合电路结合使用，以产生I和Q分量，那么随时间变化的空间B₁(r，t)场分布可能只有幅度或相位发生变化，即，空间B₁(r，t)场分布的空间形状可能不变。这也是典型的MR系统的情况。相反，在扫描仪10中，随时间变化的空间B₁(r，t)场分布的形状可能变化。

图3示出了用于对放置在处于3特斯拉静态(B0)磁场下的正交体线圈内的椭圆形心脏体模(纵横比＝19cm/35cm，长度＝34cm，电导率＝0.5S/m，相对电容率＝78)进行建模的空间B₁(r，t)场分布。图3示出了四种条件下的空间B₁(r，t)场分布：A_I＝1，A_Q＝0(即，采用I信道放大器38仅驱动I信道)；A_I＝0，A_Q＝1(即，采用Q信道放大器40仅驱动Q信道)；A_I＝1，A_Q＝1，

(即，采用放大器38和40二者以正交模式驱动正交体线圈30)；以及A_I＝1，A_Q＝1，

(即，采用放大器38和40二者以反正交模式驱动正交体线圈30)。在图3的|B₁ ⁺|场图(以及图4-6的场图)中，采用较白的灰度级值示出了大约为平均|B₁ ⁺|场强度的区域；同时采用较黑的灰度级值示出了具有低或高|B₁ ⁺|场强的区域。也就是说，相对均匀的区域较白，而显著导致非均匀性的区域则较黑。从每一线圈操作模式中都可以看到显著的空间非均匀性，其主要是由心脏体模内的电介质和涡流效应导致的。

通过按时间适当地结合不同的空间B₁(r，t)场分布，能够在对象内产生随时间变化的空间B₁场分布，对所述场分布进行时间积分以在对象内界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。所述结合可以是连续的，例如，通过采用方程(3)，或者可能涉及结合两个或更多不随时间变化的空间B₁场分布，所述不随时间变化的空间B₁场分布中的每个在选定的时间间隔τ内保持恒定。例如，可以通过控制器66控制放大器38、40，以生成处于时间τ1上的第一不随时间变化的空间B₁场分布

和处于时间τ₂上的第二不随时间变化的空间B₁场分布

所述第一和第二不随时间变化的B₁场分布因RF激励条件的不同而不同。通过方程(2)的线性组合给出了组合偏折角θ(r)：

$\mathrm{\θ}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)=\mathrm{\γ}{\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|}_{\left(1\right)}\·{\mathrm{\τ}}_1+\mathrm{\γ}{\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|}_{\left(2\right)}\·{\mathrm{\τ}}_2---\left(4\right)$

如果在时间τ₃内施加了第三不随时间变化的空间B₁场分布

其中，所述第一、第二和第三不随时间变化的B₁场分布是不同的，那么通过下式给出了所得的偏折角θ(r)：

$\mathrm{\θ}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)=\mathrm{\γ}{\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|}_{\left(1\right)}\·{\mathrm{\τ}}_1+\mathrm{\γ}{\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|}_{\left(2\right)}\·{\mathrm{\τ}}_2+\mathrm{\γ}{\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|}_{\left(3\right)}\·{\mathrm{\τ}}_3--\left(5\right)$

更一般而言，如果在每一选定的时间τ_n上施加N个不同的不随时间变化的空间B₁场分布中的一个，其中，n＝1...N是所施加的不随时间变化的空间场分布的标引，那么通过下式给出了所得的偏折角θ(r)：

$\mathrm{\θ}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)=\mathrm{\γ}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|B_1^{+}\left(\stackrel{\‾}{r}\right)\right|}_{\left(n\right)}\·{\mathrm{\τ}}_n--\left(6\right)$

图4-6示出了方程(4)的应用。图4示出了通过不随时间变化的

场分布而得到的空间偏折角分布θ₁(r)，其中，在时间间隔τ₁上施加A_I＝1，A_Q＝0.1，

图5示出了通过不随时间变化的

场分布而得到的空间偏折角分布θ₂(r)，其中，在时间间隔τ₂上施加A_I＝0.4，A_Q＝0.9，在图4的空间偏折角分布θ₁(r)中，中央区域表示大约90-120°的大偏折角，而在图5的空间偏折角分布θ₂(r)中，中央区域表示大约0-40°的小偏折角。

图6示出了在τ₁＝τ₂的情况下，针对根据方程(4)组合的图4和图5的不随时间变化的

和

场分布的时间积分组合的空间偏折角分布θ(r)。图6的场空间偏折角分布θ(r)具有90°±9.25°的偏折角，与线圈30在正交模式下的操作相比，其标准偏差降低了67％。尽管图6示出了两个不同的不随时间变化的B₁场分布

和

的组合，但是可以预期的是，通过有选择地根据方程(5)组合三个不同的不随时间变化的B₁场分布或者根据方程(6)组合四个或更多不同的不随时间变化的B₁场分布也能够提供进一步降低的空间偏折角分布θ(r)的空间非均匀性。一般而言，可以预期的是，通常有可能组合两个选定的不同的不随时间变化的B₁场分布，由此生成的空间偏折角分布θ(r)比任一组成的不随时间变化的空间B₁场分布具有更高的空间均匀性。类似地，可以预期的是，可以选择随时间变化的B₁场分布以生成比所述随时间变化的B₁场分布具有更高的空间均匀性的空间偏折角分布。

参考图1和图2，用于建立更为均匀的空间偏折角分布的不随时间变化的空间B₁场分布可以是连续变化的(采用方程(3)分析)或者可以是离散变化的(采用方程(4)-(6)分析)。在所述连续变化的方法中，控制器66控制射频放大器38和40，以生成具有幅度A_I(t)、A_Q(t)和相位

的输出射频信号，所述幅度和相位是时间的函数，从而生成随时间变化的场分布

对所述场分布根据方程(3)进行时间积分可以生成具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布θ(r)。在离散变化的方法中，控制器66控制射频放大器38、40，以生成每个具有幅度A_I(n)、A_Q(n)和相位

的不随时间变化的输出射频信号的时间序列，所述幅度和相位能够生成不随时间变化的场分布对所述场分布根据方程(6)求和将生成具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布θ(r)。基于对在检查区域内由对象施加在射频线圈30上的线圈加载的确定，时间序列发生器70确定能够提供具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布θ(r)的适当的连续函数A_I(t)、A_Q(t)、

或者离散值A_I(n)、A_Q(n)、

能够通过各种方式确定B₁非均匀性。在一些实施例中，执行预扫描，并重建对象的图像，和由重建的图像估算B₁非均匀性。在其他实施例中，可以基于对对象尺寸的测量值估算B₁非均匀性。例如，可以通过测量人体对象的肩膀宽度和胸部直径以估算将施加到线圈上的人体对象的B₁非均匀性的量。在一些实施例中，时间序列发生器70包括为空间偏折角分布θ(r)提供了基本均匀性的连续函数A_I(t)、A_Q(t)、或者离散值A_I(n)、A_Q(n)、

的查找表。可以通过有限元分析仿真或者通过对具有不同的纵横比的体模或人体对象进行的实验测量等适当地预先确定查找表值。在其他实施例中，时间序列发生器70可以包括有限元分析电磁仿真器或其他计算器，以估算能够为空间偏折角分布θ(r)提供基本均匀性的连续函数A_I(t)、A_Q(t)、

或者离散值A_I(n)、A_Q(n)、

的适当值。也就是说，在所述离散实施例中，通过放大器38、40施加复合B₁脉冲或脉冲群(pulsepacket)，其包括由两个(方程(4))、三个(方程(5))或N个(方程(6))子脉冲构成的一系列，其累积产生选定的空间偏折角分布。每一子脉冲具有可选的幅度、相位和/或持续时间，从而在调整整个B₁脉冲或脉冲群的过程中提供若干个自由度。

在一些实施例中，传感器、传感器阵列或分析器检测或测量B₁场分布，以提供所感兴趣的区域内的所施加的实际B₁场的反馈72。在这些实施例中，适当地施加一系列导频B₁脉冲(pilot pulse)，并通过时间序列发生器70采用所检测或测量的B₁场分布动态地或迭代地调整B₁子脉冲或B₁脉冲形状，以实现预期的空间偏折角分布。对于这些实施例而言，可以采用专用传感器、传感器阵列或分析器，或者可以采用接收线圈34作为传感器，并通过数据处理器60或其他处理器执行适当的处理，以生成用于动态或迭代地调整B₁子脉冲或B₁脉冲形状的反馈72。

参考图7和图8，可以向其他磁共振激励系统应用这样一种技术，其采用随时间变化的场分布

对所述场分布进行时间积分(例如，采用方程(3)-(6)中的适当的一个)以界定在对象中比随时间变化的空间B₁场分布具有更高的空间均匀性的空间偏折角分布。磁共振扫描仪10’包括不同的磁共振激励系统36’，其中，采用局部线圈301、302和303构成的阵列替代了正交体线圈30。尽管示出了三个局部表面线圈301、302和303，但是可以采用其他类型和/或数量的局部线圈。采用一组通过扫描仪控制器66独立控制的三个射频放大器40’替代I信道和Q信道射频放大器38、40。更一般而言，每一局部线圈301、302和303具有耦合至其独立的放大器的输入端口，因此，能够使局部线圈301以幅度A₁(t)和相位

工作，能够使局部线圈302以幅度A₂(t)和相位

工作，能够使局部线圈303以幅度A₃(t)和相位

工作。在图7的实施例中，局部线圈301、302和303作为发射/接收(T_x/R_x)线圈工作，其通过适当的开关80与射频放大器40’或者射频接收器56有选择地耦合。在随时间变化的幅度A₁(t)、A₂(t)、A₃(t)和随时间变化的相位

的基础上，通过局部线圈301、302和303的组合生成随时间变化的B₁场分布

与在正交体线圈实施例中一样，所述时间积分可以是连续的(其中，A₁(t)、A₂(t)、A₃(t)、

一般为时间的连续函数)或者可以是离散的(其中，幅度和相位离散变化，例如，A_1(n)、A_2(n)、A_3(n)、

其中n＝1...N表示根据方程(6)组合的离散的不随时间变化的B₁场分布

的编号)。

作为例子的磁共振激励系统36、36’并不是穷举的。可以采用简并(degenerate)鸟笼式或TEM线圈作为适当的磁共振激励系统的另一个例子，其中，根据文中公开的技术采用单独的射频放大器驱动独立的级或杆。

应当认识到，可以使所有线圈参数中的部分发生变化。例如，再次参考图1和图2的实施例，在一些情况下，可能使A_I和保持恒定(即，使放大器38的输出保持恒定)，使A_Q和

发生连续或离散变化，就足以实现随时间变化的B₁场分布

了。实际上，仅使A_Q或者仅使发生连续或离散变化，就足以实现随时间变化的B₁场分布

已经参考优选实施例描述了本发明。对于本领域技术人员而言，在阅读并理解了前述详细说明的情况下可能想到变化和修改。应当将本发明视为包括所有落在权利要求及其等同要件的范围内的所有的此类变化和修改。

Claims (24)

1、一种磁共振扫描仪，包括：

主磁体(20，22)，其用于至少在检查区域内生成静态磁场；

磁共振激励系统(36，36’)，其包括布置为向所述检查区域内注入射频能量的至少一个射频线圈(30，301，302，303)和与所述至少一个射频线圈的不同输入端口耦合的至少两个射频放大器(38，40，40’)；以及

控制器(66，70)，其控制所述磁共振激励系统，从而在所述检查区域内的对象(16)中产生随时间变化的空间B₁场分布，对所述场分布进行时间积分，从而在所述对象内界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。

2、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述磁共振激励系统(36)包括：

具有I和Q输入端口(42，44)的正交线圈(30)；

与所述I输入端口耦合的I信道射频放大器(38)；以及

与所述Q输入端口耦合的Q信道射频放大器(40)。

3、根据权利要求2所述的磁共振扫描仪，其中，所述正交线圈(30)包括：

两个以上的输入端口；以及

两个射频放大器(38，40)，每个放大器与一个或多个输入端口耦合。

4、根据权利要求2所述的磁共振扫描仪，其中，所述正交线圈是正交体线圈(30)和正交头部正交线圈之一。

5、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述磁共振激励系统(36)包括：

包括两个或更多输入端口(42，44)的体线圈(30)；以及

与每个输入端口耦合的射频放大器(38，40)。

6、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述磁共振扫激励系统(36’)包括：

每个具有输入端口的多个局部线圈(301，302，303)；以及

与每个局部线圈的所述输入端口耦合的射频放大器(40’)。

7、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述控制器(66，70)控制所述磁共振激励系统(36，36’)，从而至少产生时间τ₁上的第一不随时间变化的空间B₁场分布和时间τ₂上的第二不随时间变化的空间B₁场分布，所述第一和第二不随时间变化的空间B₁场分布是不同的。

8、根据权利要求7所述的磁共振扫描仪，其中，所述控制器(66，70)控制所述磁共振激励系统(36，36’)，从而进一步产生时间τ₃上的第三不随时间变化的空间B₁场分布，所述第一、第二和第三不随时间变化的空间B₁场分布是不同的。

9、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述控制器(66，70)控制所述磁共振激励系统(36，36’)，从而产生在时间τ上连续随时间变化的空间B₁场分布。

10、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述控制器(66，70)控制所述至少两个射频放大器(38，40，40’)，以输出包括至少一个随时间变化的射频信号的射频信号，所述输出射频信号耦合至所述至少一个射频线圈(30，301，302，303)的所述输入端口，从而使所述射频线圈产生所述随时间变化的空间B₁场分布。

11、根据权利要求10所述的磁共振扫描仪，其中，所述至少一个随时间变化的射频信号具有随时间变化的幅度和随时间变化的相位中的至少之一。

12、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述控制器(66，70)包括：

查找表(70)，其指定了与所述至少一个射频线圈(30，301，302，303)的不同线圈加载对应的多个不同组的射频信号，将每组射频信号配置为通过所述至少两个射频放大器(38，40，40’)施加，以产生随时间变化的空间B₁场分布，对所述场分布进行时间积分以针对所述对应的线圈加载界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。

13、根据权利要求1所述的磁共振扫描仪，其中，所述控制器(66，70)控制所述放大器(38，40，40’)中的每个，以施加由多个子脉冲构成的复合脉冲，每个子脉冲具有可选的幅度、相位和持续时间。

14、一种磁共振激励方法，包括：

确定由与至少一个射频线圈(30，301，302，303)耦合的对象(16)施加在所述至少一个射频线圈上的B₁非均匀性；以及

采用所述至少一个射频线圈在所述对象内生成随时间变化的空间B₁场分布，对所述随时间变化的B₁场分布进行时间积分以在所述对象内界定比所述随时间变化的空间B₁场分布具有更高的空间均匀性的空间偏折角分布。

15、根据权利要求14所述的磁共振激励方法，其中，所述生成步骤包括：

生成一时间间隔上的不随时间变化的B₁场分布；以及

生成额外的时间间隔上的不同的不随时间变化的B₁场分布。

16、根据权利要求15所述的磁共振激励方法，其中，所述生成步骤还包括：

生成另一额外的空间间隔上的另一不同的不随时间变化的B₁场分布。

17、根据权利要求14所述的磁共振激励方法，其中，所述生成步骤包括：

生成在一时间间隔上连续随时间变化的B₁场分布。

18、根据权利要求14所述的磁共振激励方法，其中，所述生成步骤包括：

生成由多个子脉冲构成的复合脉冲，每个子脉冲具有可选的幅度、相位和持续时间。

19、一种具有控制器(66，70)的磁共振扫描仪，所述控制器被编程为根据权利要求14所述的方法操作所述扫描仪。

20、一种磁共振激励设备，包括：

用于确定由与至少一个射频线圈(30，301，302，303)耦合的对象(16)施加在所述至少一个射频线圈上的B₁非均匀性的装置(10，10’)；以及

用于在所述对象内生成随时间变化的空间B₁场分布的、包括所述至少一个射频线圈(30，301，302，303)的装置(36，36’，66，70)，对所述随时间变化的空间B₁场分布进行时间积分以在所述对象内界定具有降低的空间非均匀性的空间偏折角分布。

21、根据权利要求20所述的磁共振激励设备，其中，所述至少一个射频线圈(30，301，302，303)是正交线圈(30)，所述生成装置(36，66，70)还包括：

与所述正交线圈的两个正交端口(42，44)耦合的两个射频放大器(38，40)，对所述两个射频放大器中的至少之一的操作包括输出随时间变化的射频幅度和随时间变化的射频相位中的至少之一。

22、根据权利要求20所述的磁共振激励设备，其中，所述生成装置(36，36’，66，70)包括：

与所述至少一个射频线圈(30，301，302，303)的不同输入端口耦合的至少两个射频放大器(38，40，40’)，对所述射频放大器中的至少之一的操作包括输出随时间变化的射频幅度和随时间变化的射频相位中的至少之一。

23、根据权利要求20所述的磁共振激励设备，其中，所述至少一个射频线圈(30，301，302，303)包括多个局部线圈(301，302，303)。

24、根据权利要求20所述的磁共振激励设备，其中，所述确定设备(10，10’)包括：

用于提供有关所述B₁场分布的反馈(72)的传感器、传感器阵列或分析器(34，56，60)。

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