CN102866369B - 磁共振的主磁场漂移矫正方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种磁共振的主磁场漂移矫正方法及系统，包括以下步骤：获取主磁场参考信号值；在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号值，通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值；通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值；根据所述补偿电流值对主磁场进行补偿。首先获得主磁场最为均匀时的主磁场信号作为主磁场参考信号值，然后通过在序列扫描的过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，获得主磁场检测信号值，通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值计算得到主磁场漂移信号值，根据主磁场漂移信号值计算得到需要进行补偿的电流值，并通过该电流值对主磁场进行补偿，达到主磁场矫正的目的。

Description

磁共振的主磁场漂移矫正方法和系统

技术领域

本发明涉及磁共振技术，特别是涉及一种磁共振的主磁场漂移矫正方法和系统。

背景技术

在磁共振成像系统中，主磁场的均匀性是磁共振成像的重要前提。为了使主磁场达到均匀，对于超导磁共振装置，除了产生主磁场的超导线圈外，还有一些匀场片贴在磁体的内孔洞，一般为硅钢材料；对于永磁磁共振装置，用于产生主磁场的稀土永磁材料和匀场片均为金属材料。这些材料在交变梯度场的作用下，产生涡流而被加热，温度的变化可使匀场片或者稀土永磁材料磁场发生变化，从而产生主磁场漂移。

磁共振成像对相位的一致性要求很高，而主磁场的漂移将影响图像质量，因此磁共振的主磁场漂移的问题是磁共振成像过程中的重点，也是难点。

发明内容

基于此，有必要提供一种磁共振的主磁场漂移矫正方法。

另外，还有必要提供一种磁共振的主磁场漂移矫正系统。

一种磁共振的主磁场漂移矫正方法，包括以下步骤：获取主磁场参考信号值；在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号值，通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值；通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值；根据所述补偿电流值对主磁场进行补偿。

在其中一个实施例中，所述获取主磁场参考信号值的步骤为：发射检测主磁场信号的序列；通过所述主磁场检测信号计算主磁场参考信号值。

在其中一个实施例中，在序列扫描过程中穿插发射检测主磁场信号的序列，并通过所述主磁场检测信号与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值的步骤为：将所述序列划分成子序列；检测主磁场信号序列穿插在所述子序列之间发射；通过所述检测主磁场信号与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。

在其中一个实施例中，通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值的步骤为：通过所述主磁场漂移信号值计算主磁场漂移量；通过所述主磁场漂移量计算补偿电流值。

在其中一个实施例中，所述序列为成像序列。

一种磁共振的主磁场漂移矫正系统，包括处理模块，磁共振装置，还包括检测线圈和矫正模块；检测线圈，用于获取主磁场参考信号值；磁共振装置，用于执行序列扫描；所述检测线圈还用于在所述磁共振装置在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号值，通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值；处理模块，用于通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值；矫正模块，用于根据所述补偿电流值对主磁场进行补偿。

在其中一个实施例中，还包括信号源，所述检测线圈绕接在所述信号源上；所述检测线圈还用于对所述信号源发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号；所述处理模块还用于通过所述主磁场检测信号计算并获得主磁场参考信号值。

在其中一个实施例中，所述磁共振装置，进一步用于把将要扫描的序列分成子序列进行扫描；所述检测线圈，进一步用于把检测主磁场信号的序列穿插的在所述子序列之间发射；所述处理模块，进一步用于通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值计算获取主磁场漂移信号值。

在其中一个实施例中，所述矫正模块包括：主磁场补偿线圈，与所述主磁场补偿线圈相连接的直流电源；所述处理模块，进一步用于通过所述主磁场漂移信号值计算主磁场漂移量，并通过所述主磁场漂移量计算补偿电流值；所述直流电源，根据所述处理模块计算的补偿电流值提供电流量；所述主磁场补偿线圈，根据所述电流量对主磁场进行补偿。

在其中一个实施例中，所述信号源为能够产生磁共振信号的材料制成。

本申请的磁共振的主磁场漂移矫正方法及系统，首先获得主磁场最为均匀时的主磁场信号作为主磁场参考信号值，然后通过在序列扫描的过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，获得主磁场检测信号值，通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值计算得到主磁场漂移信号值，根据主磁场漂移信号值计算得到需要进行补偿的电流值，并通过该电流值对主磁场进行补偿，达到主磁场矫正的目的。

附图说明

图1为磁共振的主磁场漂移矫正方法的流程图；

图2为图1中步骤为获取主磁场参考信号值的具体流程图；

图3为主磁场检测信号（FID）序列示意图；

图4为在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列的示意图；

图5为图1中步骤在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并通过主磁场检测信号与主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值的具体流程图；

图6为磁共振的主磁场漂移矫正系统法的模块图；

图7为磁共振的主磁场漂移矫正系统法的信号源和检测线圈的示意图；

图8为图6中矫正模块的详细模块图。

具体实施方式

为了解决磁共振的主磁场漂移的问题，提出了一种磁共振的主磁场漂移矫正方法，结合附图1，具体步骤如下：

S10：获取主磁场参考信号值。具体地，获取磁共振的主磁场腔体内的主磁场参考信号值，该主磁场参考信号值可以通过磁共振装置发射的主磁场检测信号获取；也可以通过设置在磁共振装置的主磁场腔体内且绕扎在信号源上的自发自收的检测线圈，通过该检测线圈获取主磁场检测信号，进而获得主磁场参考信号值。

在其它实施例中，结合附图2，步骤S10具体为：

S11：发射检测主磁场信号的序列。具体地，通过检测线圈对信号源激发主磁场检测信号，该主磁场检测信号可以是FID序列，信号源受到激发后并释放磁共振信号。在其它实施例中，检测信号可以是磁共振装置发射。

S13：通过主磁场检测信号计算主磁场参考信号值。具体地，检测线圈获取由受激发信号源所释放的磁共振信号计算主磁场的参考信号值。

如附图3所示，上半部分表示的是射频序列信号，下半部分表示通过ADC模数转换器接收的信号。具体获得的主磁场参考信号值的公式为：

$S_{t_0}\left(\mathrm{n\Δt}\right)={\mathrm{\ρ}}_0\·e^{-\frac{\mathrm{n\Δt}}{T_2^{*}}}\·e^{j\·\mathrm{\γ}\·B_0\·\mathrm{n\Δt}}$

其中，公式中Δt为ADC采样间隔，n为ADC采样的第n个点，γ为旋磁比，ρ₀为H氢质子个数，为横向驰誉时间，B₀为t₀时刻主磁场量。

S30：在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号值，通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。具体地，对待检测物体进行序列扫描，例如成像序列的扫描，扫描序列可以是平面回波序列EPI或梯度回波GRE成像序列等。在整个序列扫描的过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，该主磁场检测信号与步骤S10中的主磁场检测信号的序列一致。通过受主磁场检测信号激发的信号源所释放的磁共振信号，检测线圈获取当前的主磁场漂移信号值。

在其它实施例中，结合附图4~5，步骤S30具体为：

S31：将序列划分成子序列。具体地，把需要成像扫描的序列划分成多个子序列，可以按照预设的时间进行划分，例如每5分钟的时间长度为一个子序列，每个子序列停顿30秒；也可以按照控制指令划分，即磁共振装置根据获得的暂停扫描序列的控制指令划分子序列。

S33：检测主磁场信号序列穿插在子序列之间发射。具体地，每个主磁场检测信号序列穿插在子序列之间发射，即每个子序列之间是一个完整的检测主磁场信号的序列。

S35：通过检测主磁场信号与主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。具体地，受激发的信号源释放出磁共振信号，得到检测主磁场信号值，然后结合主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。

具体主磁场漂移信号值的计算公式为：

$S_t\left(\mathrm{n\Δt}\right)={\mathrm{\ρ}}_0\·e^{-\frac{\mathrm{n\Δt}}{T_2^{*}}}\·e^{j\·\mathrm{\γ}\·(B_0+\mathrm{\ΔB}\left(t\right))\·\mathrm{n\Δt}}$

其中，公式中Δt为ADC采样间隔，n为ADC采样的第n个点，γ为旋磁比，ρ₀为H氢质子个数，为横向驰誉时间，B₀+ΔB(t)为t时刻主磁场量。

S50：通过主磁场漂移信号值计算补偿电流值。

具体的包括：

S51：通过主磁场漂移信号值计算主磁场漂移量。具体的计算公式为：

$\mathrm{\Φ}\left(\mathrm{n\Δt}\right)=\mathrm{angle}(S_t\left(\mathrm{n\Δt}\right)\·\mathrm{conj}\left(S_{t_0}\left(\mathrm{n\Δt}\right)\right))=\mathrm{\γ}\·(\mathrm{\ΔB}\left(t\right)-\mathrm{\ΔB}\left(t_0\right))\·\mathrm{n\Δt}$

其中，angle为相角；conj为共轭；γ为旋磁比，Δt为ADC采样间隔，n为ADC采样的第n个点，γ为旋磁比，ΔB(t)为t时刻主磁场量，ΔB(t₀)为t₀时刻主磁场量。

S53：通过主磁场漂移量计算补偿电流值。具体地，根据磁与电的转换关系，通过主磁场漂移量计算得到需要补偿的电流值，即需要补偿的直流电流量。

S70：根据补偿电流值对主磁场进行补偿。具体地，根据需要补偿的直流电流值并施加至补偿线圈，对主磁场进行补偿，达到主磁场矫正的目的。

本申请的磁共振的主磁场漂移矫正方法，首先获得主磁场最为均匀时的主磁场信号作为主磁场参考信号值，然后通过在序列扫描的过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，获得主磁场检测信号值，通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值计算得到主磁场漂移信号值，根据主磁场漂移信号值计算得到需要进行补偿的电流值，并通过该电流值对主磁场进行补偿，达到主磁场矫正的目的。

主磁场检测信号（例如FID序列）的扫描时间非常短，故对整个序列（例如成像序列）的扫描时间没有什么影响。

本申请的磁共振的主磁场漂移矫正方法是一边矫正主磁场一边扫序列（成像序列），对所采集的图像信号是没有相位差，因此在成像的过程中就不需要重新对图像进行后处理，因此为获得快速、高质量的磁共振图像提供了保障。

基于磁共振的主磁场漂移矫正方法，还有必要提供一种磁共振的主磁场漂移矫正系统，结合附图6，包括处理模块10，磁共振装置20，检测线圈30和矫正模块40。

检测线圈30，用于获取主磁场参考信号值。具体地，检测线圈30设置在磁共振的腔体内，并获取主磁场参考信号值，在没有扫描序列的时候，该主磁场是最为均匀的，故作为主磁场参考信号值。

在其他实施例中，结合附图7，磁共振的主磁场漂移矫正系统还包括信号源，该信号源设置在磁共振的腔体内。检测线圈30还用于对信号源发射检测主磁场信号的序列，该主磁场检测信号可以是FID序列，检测线圈30获取由受激发信号源所释放的磁共振信号，处理模块10根据主磁场检测信号计算获得主磁场参考信号值。该信号源可以是水溶液、半固体状的硅胶等能够产生磁共振信号的材料制成。检测线圈30绕接在信号源上，该绕接的方式可以是螺旋绕接方式，也可以是正交的绕接方式；若采用螺旋线圈，则螺旋线圈的轴向不能够与主磁场平行；若采用正交线圈，则正交线圈可任意角度的设置。

磁共振装置20，用于执行序列扫描。具体地，磁共振装置20通过射频序列对待检测物体进行扫描，例如成像序列扫描（平面回波序列EPI或梯度回波GRE成像序列等），检测线圈30在磁共振装置20序列扫描的过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，信号源受到射频信号的激发并释放磁共振信号，检测线圈30获取该磁共振信号并得到主磁场检测信号值。检测线圈30通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。

处理模块10，用于通过主磁场漂移信号值计算补偿电流值。

矫正模块40，用于根据补偿电流值对主磁场进行补偿。具体地，结合附图8，该矫正模块40包括：主磁场补偿线圈42，与主磁场补偿线圈42相连接的直流电源41。直流电源41，根据处理模块10计算的补偿电流值提供电流量。主磁场补偿线圈42，根据电流量对主磁场进行补偿。

在一实施例中，磁共振装置20，进一步用于把将要扫描的序列分成子序列进行扫描。具体地，磁共振装置20根据划分好的子序列进行扫描；子序列的划分方式有：按预设时间长度为一个子序列进行划分，也有按照控制指令划分等。检测线圈30，进一步用于把主磁场检测信号穿插的在子序列之间发射。具体地，检测线圈30穿插的在子序列之间对信号源发射检测主磁场信号的序列，信号源受激发释放磁共振信号，该信号被检测线圈30获取，且每个子序列之间是一个完整的检测主磁场信号的序列。处理模块10，进一步用于通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值计算获取主磁场漂移信号值。具体地，处理模块10通过受主磁场检测信号激发并释放的磁共振信号，并通过该信号计算获取得到主磁场漂移信号值。

通过增加一个信号源以及绕接在该信号源的线圈，结合主磁场检测信号（例如FID序列）的配合，在序列扫描（例如成像序列扫描）的过程中，穿插的通过检测线圈30对信号源发射检测主磁场信号的序列，并获取受激发的信号源所释放磁共振信号，进而得到主磁场检测信号值，通过主磁场检测信号值与主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。最后处理模块10通过主磁场漂移信号值计算得到需要进行补偿的电流值。最后处理模块10控制直流电源41对主磁场补偿线圈42进行补偿，达到主磁场矫正的目的。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种磁共振的主磁场漂移矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取主磁场参考信号值；

在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号值，通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值；

通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值；

根据所述补偿电流值对主磁场进行补偿；

所述获取主磁场参考信号值的步骤为：

发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号；

通过所述主磁场检测信号计算主磁场参考信号值；

通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值的步骤为：

通过所述主磁场漂移信号值计算主磁场漂移量；

通过所述主磁场漂移量计算补偿电流值。

2.根据权利要求1所述磁共振的主磁场漂移矫正方法，其特征在于，在序列扫描过程中穿插发射检测主磁场信号的序列，并通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值的步骤为：

将所述序列划分成子序列；

检测主磁场信号序列穿插在所述子序列之间发射；

通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值。

3.根据权利要求2所述磁共振的主磁场漂移矫正方法，其特征在于，所述序列为成像序列。

4.一种磁共振的主磁场漂移矫正系统，包括处理模块，磁共振装置，其特征在于，还包括检测线圈和矫正模块；

检测线圈，用于获取主磁场参考信号值；

磁共振装置，用于执行序列扫描；

所述检测线圈还用于在所述磁共振装置在序列扫描过程中穿插的发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号值，通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值获取主磁场漂移信号值；

处理模块，用于通过所述主磁场漂移信号值计算补偿电流值；

矫正模块，用于根据所述补偿电流值对主磁场进行补偿；

所述磁共振的主磁场漂移矫正系统还包括信号源，所述检测线圈绕接在所述信号源上；

所述检测线圈还用于对所述信号源发射检测主磁场信号的序列，并得到主磁场检测信号；

所述处理模块还用于通过所述主磁场检测信号计算并获得主磁场参考信号值；

所述矫正模块包括：主磁场补偿线圈，与所述主磁场补偿线圈相连接的直流电源；

所述处理模块，进一步用于通过所述主磁场漂移信号值计算主磁场漂移量，并通过所述主磁场漂移量计算补偿电流值；

所述直流电源，根据所述处理模块计算的补偿电流值提供电流量；

所述主磁场补偿线圈，根据所述电流量对主磁场进行补偿。

5.根据权利要求4所述磁共振的主磁场漂移矫正系统，其特征在于，

所述磁共振装置，进一步用于把将要扫描的序列分成子序列进行扫描；

所述检测线圈，进一步用于把检测主磁场信号的序列穿插的在所述子序列之间发射；

所述处理模块，进一步用于通过所述主磁场检测信号值与所述主磁场参考信号值计算获取主磁场漂移信号值。

6.根据权利要求5所述磁共振的主磁场漂移矫正系统，其特征在于，所述信号源由能够产生磁共振信号的材料制成。