CN104635187B - 磁共振系统的自适应有源自动匀场方法和系统 - Google Patents
磁共振系统的自适应有源自动匀场方法和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法和系统，其包括：采集磁共振系统的FID信号；提取所述FID信号的频域波形；判断所述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为待处理电流分量；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为待处理电流分量。本发明能够实现高效、准确、适应性强的自动匀场方案。
Description
技术领域
本发明涉及用于磁共振成像系统的匀场方法，特别是涉及一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法和系统。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)以其高空间分辨率及良好的空间定位等其他影响学技术无法比拟的优势，广泛的应用于科学研究、临床医学等诸多领域。高度均匀的外加磁场是磁共振成像技术高质量成像的基本保证。目前，超导磁体因为线圈长度、检测物体磁化率多样性、环境变化等原因，使得对于特定的检测样品达不到均匀度要求。很多磁共振成像方法对磁场的均匀性很敏感，不均匀磁场会对图像产生很严重的伪影从而导致错误的结果，比如脂肪成像和化学位移饱和成像等。磁场均匀性作为重要指标，对实验结果以及一些高度依赖均匀磁场的序列能否正确实现，起到关键的作用。为了获得更准确的数据，需要对磁场进行补偿校正。
梯度匀场方法是目前使用最广泛也是最实用的自动匀场技术，它通过改变磁体中各种匀场线圈的电流来消除空间分布中的各阶不均匀性来提高外加磁场的均匀性。梯度匀场方法首先获得表征各匀场线圈激发的磁场空间分布，即场图，再利用场图数据来匹配、补偿不均匀磁场的空间分布，计算得到所需的各匀场线圈电流增量，并将其设置对应的匀场线圈达到匀场的目的。
另一种匀场方法是通过MRI系统中的射频线圈对样品进行射频激发，根据系统中接受线圈得到的FID信号修改施加在匀场线圈上的电流值。磁场不均匀会导致FID信号的强度、波形、最大幅度等的变化。根据FID信号调整匀场线圈电流的方法一般都被用于高级的交互匀场，即通过用户的经验，根据FID信号的幅度、波形、强度等，手动调节各阶匀场线圈电流。这种方式在很大程度上取决于操作这的经验，对于初学者或者没有经过训练的人来说，很难掌握其中的技巧，达不到匀场效果，对用户是极其不友好的。
梯度匀场方法是建立在一定的假设的基础上的，然而在实际情况下由于匀场线圈设计、磁场不均匀性本身对信噪比和测量的影响，降低了梯度匀场的准确性，不能适用于磁场不均匀性较差的环境。成熟的磁共振系统进行一次3D自动匀场的时间大概在20秒左右，磁场不均匀性较差的环境需要多次匀场。对磁场不均匀性要求高的序列和方法，自动匀场可能需要半个小时以上甚至几个小时的时间，还达不到要求的效果。虽然已经有研究提出梯度编码等的自动匀场方法，减小了假设条件对测量的影响，但是精度的提高不明显，无法有效的减少匀场时间提高匀场效果。
总之，现有技术中各种自动匀场方法还存在调整周期长、自适应性差的问题，有待进一步地提高。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法和系统，其能够实现高效、准确、适应性强的自动匀场方案。
一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其包括：
采集磁共振系统的FID信号；
提取所述FID信号的频域波形；
判断所述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
其中一个实施例中，还包括：针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程：
按预设比例调整选择的待处理电流分量，
提取所述FID信号的频域幅度和/或频谱半高宽，
判断所述频域幅度是否增加和/或频谱半高宽是否减少，若否，则按预设比例继续调整所述待处理电流分量，并返回所述采集磁共振系统的FID信号的步骤，若是，则按预设比例继续调整所述待处理电流分量，直至所述频域幅度不再增加或所述待处理电流分量超过预设取值范围时，结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程；
选择下一个待处理电流分量，重复执行所述电流分量调节处理过程。
其中一个实施例中，所述电流分量调节处理过程中还包括：
通过施加测试电流确定电流分量的调整方向；
所述按预设比例调整选择的待处理电流分量的步骤和按预设比例继续调整所述待处理电流分量的步骤中，均是沿所述调整方向按预设比例逐步调整所述待处理电流分量。
其中一个实施例中，所述若所述特定条件值不再增加则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程的步骤还包括：
当所述特定条件值第一次不增加时，则开始减少所述预设比例，按照减少的预设比例重复执行所述针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程；
当所述特定条件值再次不增加时，则逐渐减少所述预设比例，按照减少的预设比例重复执行所述针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程，直至所述预设比例达到预设值，则判定所述特定条件值不再增加。
其中一个实施例中，所述选择下一个待处理电流分量步骤包括：
判断当前处理的待处理电流分量是否是构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量和偶数阶的电流分量中之一；
若当前处理的待处理电流分量为所述奇数阶的电流分量，则所述下一个待处理电流分量为所述偶数阶的电流分量；
若当前处理的待处理电流分量为所述偶数阶的电流分量，则所述下一个待处理电流分量为所述奇数阶的电流分量。
其中一个实施例中，所述方法还包括：
判断是否完成所有构成静磁场的电流分量，若否，则继续选择下一个待处理的电流分量，重复执行所述电流分量调节处理过程；若是，则结束，此时所有调整后的电流分量即为施加在每组匀场线圈上的电流值。
其中一个实施例中，所述方法还包括：
提供选项设置界面，获取用户调整所述特定条件值内权重比的调整信息，生成调整指令；
根据所述调整指令，更改所述特定条件值内权重比。
一种磁共振系统的自适应有源自动匀场系统，其包括：
信号采集模块，用于采集磁共振系统的FID信号；
波形提取模块，用于提取所述FID信号的频域波形；
判断模块，用于判断所述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
其中一个实施例中，所述系统还包括：
电流分量调节模块，用于按预设比例调整选择的待处理电流分量，提取所述FID信号的频域幅度和/或频谱半高宽，判断特定条件值是否增加，通过设定权重比、由横向弛豫时间、频域幅度和频谱半高宽中的一个或者一个以上的组合构成前述特定条件值；若所述特定条件值未增加，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回所述信号采集模块；若所述特定条件值增加，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程；
迭代模块，用于选择下一个待处理电流分量，重复执行所述电流分量调节处理过程。
其中一个实施例中，所述系统还包括：
第一显示模块，用于提供选项设置界面，获取用户调整所述特定条件值内权重比的调整信息，生成调整指令；根据所述调整指令，更改所述特定条件值内权重比。
一种磁共振成像系统中的有源匀场系统，其包括：
有源匀场线圈，每组有源匀场线圈对应具有一个构成静磁场的电流分量；
与上述有源匀场线圈相连的匀场线圈控制器，其为上述有源匀场线圈提供直流恒稳电流源；
与上述匀场线圈控制器相连的主控制器，该主控制器还用于采集磁共振系统的FID信号；提取所述FID信号的频域波形；判断所述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
本发明的方法和系统根据FID信号的附图强度、波形来进行电流参数的调整，例如，根据FID频率波形的对称性来决定调整具体的电流分量，还通过自适应方法自动调整电流分量的大小和方向，自动完成多次迭代计算，获取各组有源匀场线圈的电流值。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例的方法流程示意图；
图2为本发明其中一个实施例的方法流程示意图；
图3为本发明其中一个实施例的方法流程示意图；
图4为本发明方法实现的操作界面示意图；
图5为本发明其中一个实施例中系统结构示意图。
具体实施方式
本发明基于磁共振成像系统中的自动匀场方法，匀场是指调节磁场中某区间内磁场分布均匀性的操作过程。在磁共振成像系统中设置的有源匀场系统，通常包括：
安装在磁共振成像永磁体上下磁极表面的有源匀场线圈，例如有源匀场线圈可以成对安装；
与上述有源匀场线圈相连的匀场线圈控制器，其为上述有源匀场线圈提供直流恒稳电流源；
与上述匀场线圈控制器相连的主控制器，通过磁共振成像系统中射频线圈对成像静磁场中的被测体进行射频激励，根据磁共振成像系统中接收线圈得到的FID信号强度计算出需要施加在上述有源匀场线圈上的电流值。
基于Maxwell方程组(麦克斯韦方程组(Maxwell's equations))可知，无源静磁场的磁感应强度在各坐标方向上都满足Laplace方程，在直角坐标系中磁场函数为：
公式(1)
其中，为常数项，从上述公式(1)可见，静磁场的不均匀性可被其磁场函数的非常数项(即磁场非均匀分量)表述，主动匀场就是通过特别设计的匀场线圈在空间产生反向的磁场分布，在一定程度上消除静磁场的磁场非均匀分量分布，达到提高静磁场均匀性，改善磁共振信号和图像质量的目的。本文中基于上述公式(1)，设置与上述公式(1)中磁场非均匀分量一一对应的匀场线圈，调节相应匀场线圈中产生的电流可以校正静磁场，实现匀场操作。
基于上述公式(1)，至少存在第一磁场非均匀分量z、第二磁场非均匀分量x、第三磁场非均匀分量y、第四磁场非均匀分量2z2-x2-y2、第五磁场非均匀分量xz、第六磁场非均匀分量yz、第七磁场非均匀分量x2-y2、第八磁场非均匀分量xy；对应上述八个磁场非均匀分量分别对应设置一组有源匀场线圈，每一组有源匀场线圈对应有一个电流分量，通过调整有源匀场线圈中的电流分量，来改变相应磁场非均匀分量的磁场分布。
由磁共振成像原理可知，MRI系统中的FID信号是由自由进动产生，由布洛赫方程可得，
公式(2)
公式(3)
S(t)＝kM⊥(t) 公式(4)
公式(5)
其中，M⊥(t)表示磁化强度的横向分量，M⊥(0)表示磁化强度的横向分量初始值，M(0)为进动初始值，θ为翻转角，t表示时间变量，ω0表示拉莫尔进动频率(Larmorprecession frequency)，S(t)表示FID信号，k为射频接收线圈和电路参数决定的常数，γ为磁悬比，△B为磁场不均匀性，为横向弛豫时间，T2表征自旋弛豫时间，T2'表征磁场不均匀性产生的散相使磁化强度造成的衰减。由式(2)(3)(4)(5)得出，当以90°脉冲作为激励时，此时的FID信号为：
公式(6)
公式(7)
公式(8)
其中，ω表示射频的频率，S(ω)表示FID信号的频谱。由上述公式(6)可知，FID信号的衰减速度与横向弛豫时间决定，而实际弛豫时间由系统固有的弛豫时间常数和由磁场非均匀性导致的弛豫时间常数决定，成像磁场的均匀性越好，FID信号衰减速度越慢、信号强度越大，FID信号的频域幅度越小，波形变化。上述公式(7)是由上述公式(6)的傅立叶变换得到的。由上述公式(5)、公式(7)和公式(8)可知，磁场的微小变化△B可以在频谱图上明显的表现出来，磁场均匀性越好，频域幅度越大且不均匀导致幅度变化更明显(比FID的变化明显)，半高宽越小。构成静磁场的磁场非均匀分量中奇数阶的分量在频谱中表现对称性，偶数阶的分量表现为非对称性。上述提到的半高宽是指幅度谱下降到最大幅度峰值的一半时的频率之差为频谱半高宽。
磁共振系统中包含的有源匀场线圈分别对(1)中的不均匀分量进行补偿。假设已有系统中为二阶匀场，即含有n个匀场线圈，分别对应(1)中的项，产生的附加磁场为
公式(9)其中，分别为对应线圈的匀场电流，线圈权重以及产生的磁场分量。叠加之后的磁场可以描述为
公式
(10)
其中，σ(∞)表示静磁场高阶无穷小分量；βi是静磁场不均匀分量的系数，只要使{}里的数值趋近0，磁场就能达到相对均匀分布。
基于上述有源匀场系统，本发明的其中一个实施例中提供了一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，包括图1所示的各个步骤。
在步骤100中，输入产生FID信号所需的90度脉冲序列，采集磁共振系统的FID信号；
在步骤200中，提取上述FID信号的频域波形；
在步骤300中，判断上述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量(即上述包含Z的磁场非均匀分量对应的电流分量)，作为优先处理待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量(即上述包含Z2的磁场非均匀分量对应的电流分量)，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
基于上述步骤，在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述方法还包括以下步骤400。
步骤400，针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程：
步骤410，按预设比例调整选择的待处理电流分量。通常电流分量的阈值由系统硬件环境决定，例如，预设比例可以为固定步长或者电流阈值的百分比或者当前值的百分比。。
步骤420，提取上述FID信号的频域幅度和频谱半高宽，
步骤430，判断特定条件值是否增加，通过设定权重比、由横向弛豫时间、频域幅度和频谱半高宽中的一个或者一个以上的组合构成前述特定条件值，例如，该特定条件值E可以通过以下公式计算：
E＝频域幅度×W1-频谱半高宽×W2+T2 *×W3，或者
E＝频域幅度×W1-频谱半高宽×W2，或者
E＝频域幅度×W1+T2 *×W3，或者
E＝-频谱半高宽×W2+T2 *×W3，或者
E＝频域幅度×W1，或者E＝-频谱半高宽×W2，或者E＝T2 *×W3
其中，T2 *表示横向弛豫时间，W1表示频域幅度的权重，W2表示频谱半高宽的权重，W3表示横向弛豫时间的权重，权重的范围是[01]，即从0到1选择。
若特定条件值E增加，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回上述步骤100中采集磁共振系统的FID信号的步骤；
若特定条件值E不再增加，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程，并执行下述步骤500。其中，当特定条件值第一次不增加时，则减小预设比例，重复步骤400的调整过程(这里的调整过程可以包括先判断电流方向，然后按比例调整，看特定条件值是否增加等，即上述400)，直到预设比例达到一个规定的最小极限，比如步长为1或者百分比为0.1％等。
本实施例中判断特定条件值是否增加，可以通过判断当前计算获得的特定条件值是否大于前一次计算获得的特定条件值，还可以通过判断当前计算获得的特定条件值与前一次计算获得的特定条件值之差是否超过特定条件值变化阈值，若超过阈值，则表示增加，反之，则表示未增加。在本发明的一个实施例中，上述判断特定条件值是否增加的步骤还包括以下步骤：
当特定条件值E第一次不增加时，则开始减少所述预设比例，按照减少的预设比例重复执行上述步骤400；
当特定条件值E再次不增加时，则逐渐减少所述预设比例，按照减少的预设比例重复执行上述步骤400，直至减小的所述预设比例达到预设值，则判定特定条件值E不再增加。
此外，为了限定电流分量的调整过程，则当特定条件值E未增加时，则先执行图1中的步骤440：
判断频域幅度是否不再增加或者待处理电流分量是否超过预设取值范围，若是，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程，并执行下述步骤500，若否，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回步骤200或者返回步骤410。上述预设取值范围是一个取值范围，比如说电流分量的阈值是+-1300,那么预设取值范围就是[-1300,1300]。这里所述的“不再增加”可以通过判断当前值与前一次的数值之差是否大于零来判断，若差值大于零，则表示还在增加，若差值小于等于零，则表示不再增加。
在本发明的步骤500中，选择下一个待处理电流分量，重复执行上述步骤400的电流分量调节处理过程。这里提到的步骤400至少包括上述步骤410至步骤430，例如上述步骤400还可以包括上述步骤410至步骤440。步骤500中通过多次迭代计算后获得所有调整后的电流分量，即施加在所有有源匀场线圈上的电流值。
上述步骤300中判断上述频域波形是否具有对称性的方法可以采用以下步骤：
将提取的频域波形的峰值设置为中心，将该中心左右两侧的数据进行相减之后取平方和，判断该平方和是否小于等于预设值，若是则表示上述频域波形具有对称性，否则表示上述频域波形不具有对称性。
当然本发明不限于只采用上述一种方式，还可以采用其他方法，在此不再累述。
另外，在本发明的一个实施例中，如图3所示，上述电步骤400的流分量调节步骤中还包括：
步骤411，通过施加测试电流确定电流分量的调整方向；
上述按预设比例调整选择的待处理电流分量的步骤和按预设比例继续调整上述待处理电流分量的步骤中，均是沿上述调整方向按预设比例逐步调整上述待处理电流分量。
在本发明的另一个实施例中，上述步骤500中，选择下一个待处理电流分量步骤包括以下步骤：
步骤510，判断当前处理的待处理电流分量是否是构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量Z和偶数阶的电流分量Z2中之一；
若当前处理的待处理电流分量为上述奇数阶的电流分量Z，则上述下一个待处理电流分量为上述偶数阶的电流分量Z2；
若当前处理的待处理电流分量为上述偶数阶的电流分量Z2，则上述下一个待处理电流分量为上述奇数阶的电流分量Z。
通过上述实施例，可以基于FID信号的频谱波形的特点，优化自动匀场的步骤，使得自动匀场的效率能够更进一步地提高。
基于此，上述步骤500还包括以下步骤：
步骤520，判断是否完成所有构成静磁场的电流分量，若否，则继续选择下一个待处理的电流分量，重复执行上述电流分量调节处理过程；若是，则结束，此时所有调整后的电流分量即为施加在所有匀场线圈上的电流值。这里的所有构成静磁场的电流分量是指，与上述各个磁场非均匀分量分别对应设置的有源匀场线圈中需要施加的多个电流分量。通过调整有源匀场线圈中的电流分量，来改变相应磁场非均匀分量的磁场分布，从而达到匀场的目的。
上文中提到了各种固定参数，通常这些参数会预置于原始程序的执行流程中，而本发明为了提供个性化的服务、优化用户的使用体验，在本发明的其中一个实施例中，上述方法还包括：
提供选项设置界面，获取用户调整上述特定条件值内权重比的调整信息，生成调整指令；根据所述调整指令，更改上述特定条件值内权重比。
如图4所示，在选项设置界面A上可以提供以下选项窗口：
例如，在第一显示区域A1实时显示上述步骤200提取的上述FID信号的频域波形图，和/或在第二显示区域A1实时显示提取的上述FID信号的时域波形图。频域波形图用于表示上述|S(ω)|与射频中心频率ω的对应关系图，时域波形图用于表示S(t)与时间变量的对应关系图。
又如，在选项设置界面A上提供上述特定条件值内频域半高宽的权重输入窗口A3、上述特定条件值内频域幅度的权重输入窗口A4、上述特定条件值内横向弛豫时间的权重输入窗口A5。或者还可以设置频域半高宽的当前值显示窗、频域幅度的当前值显示窗、横向弛豫时间的当前值显示窗，用于显示前一次进行匀场处理后获得的相关数值，便于用户在进行下一次操作时，能够提供下一次调整的数据参考。
又或者，在选项设置界面A上设置特定条件的当前值的显示窗口、和/或特定条件变化阈值的输入窗口，用于提供用户输入特定条件变化阈值。而特定条件的当前值的显示窗口用于显示前一次进行匀场处理后获得的相关数值，便于用户在进行下一次操作时，能够提供下一次调整的数据参考。同时还可以在窗口A6显示所有电流分量的当期值，便于用户在进行下一次操作时，能够提供下一次调整的数据参考。
当通过上述输入窗口输入特定条件值内的权重和/或特定条件值变化阈值时，点击“应用设置”按钮A9，则将自动按照上述方法的各个步骤进行匀场过程。在匀场结束时，跳出提示框“对当期调整结果是否满意？”，根据提示框中的选项，选择是否重新进入选项设置界面A，若是，则重新进入选项设置界面A，重获取用户设置的特定条件值内的权重和/或特定条件值变化阈值，从而重新按照新的设置结果进行图1所示的匀场过程。
基于上述方法，本发明还提供了一种磁共振系统的自适应有源自动匀场系统600，如图4所示，其包括：
信号采集模块601，用于采集磁共振系统的FID信号；
波形提取模块602，用于提取所述FID信号的频域波形；
判断模块603，用于判断所述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
在本发明的一个实施例中，上述系统600还包括电流分量调节模块604，用于按预设比例调整选择的待处理电流分量，提取所述FID信号的频域幅度和/或频谱半高宽，判断特定条件值是否增加，通过设定权重比、由横向弛豫时间、频域幅度和频谱半高宽中的一个或者一个以上的组合构成前述特定条件值；若所述特定条件值未增加，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回所述信号采集模块601；若所述特定条件值增加，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程；及
迭代模块605，用于选择下一个待处理电流分量，重复执行所述电流分量调节模块604。
在本发明的一个实施例中，上述电流分量调节模块604还用于通过施加测试电流确定电流分量的调整方向；所述按预设比例调整选择的待处理电流分量的步骤和按预设比例继续调整所述待处理电流分量的步骤中，均是沿所述调整方向按预设比例逐步调整所述待处理电流分量。
上述信号采集模块601用于执行上述方法中的步骤100、波形提取模块602用于执行上述方法中的步骤200、判断模块603用于执行上述方法中的步骤300、电流分量调节模块604用于执行上述方法中的步骤400、迭代模块605用于执行上述方法中的步骤500，因此各个功能模块的具体实现方式参见上述方法中的相关步骤的说明，在此不再累述。
在本发明的其中一个实施例中，上述电流分量调节模块604中还包括：
第一单元，用于判断当前处理的待处理电流分量是否是构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量Z和偶数阶的电流分量Z2中之一；若当前处理的待处理电流分量为上述奇数阶的电流分量Z，则上述下一个待处理电流分量为上述偶数阶的电流分量Z2；若当前处理的待处理电流分量为上述偶数阶的电流分量Z2，则上述下一个待处理电流分量为上述奇数阶的电流分量Z。
在本发明的其中一个实施例中，上述电流分量调节模块604中还包括：
第二单元，用于判断是否完成所有构成静磁场的电流分量，若否，则继续选择下一个待处理的电流分量，重复执行上述电流分量调节模块604；若是，则结束，此时所有调整后的电流分量即为施加在每组匀场线圈上的电流值。
在本发明的其中一个实施例中，上述自适应有源自动匀场系统600还包括：
第一显示模块，用于提供选项设置界面，获取用户调整所述特定条件值内权重比的调整信息，生成调整指令；根据所述调整指令，更改所述特定条件值内权重比。
在本发明的其中一个实施例中，上述自适应有源自动匀场系统600还包括：
波形显示模块，用于在上述选项设置界面上的第一显示区域实时显示提取的上述FID信号的频域波形图，和/或在上述选项设置界面上的第二显示区域实时显示提取的上述FID信号的时域波形图。
上述各个实施例提供的磁共振系统的自适应有源自动匀场系统600是基于图1所示的本发明一个实施例的方法的流程示意图。图1中的至少一部分步骤还包括图2和图3中附加子步骤或者阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，或者不分先后顺序执行的。以上各个实施例在具体说明中仅只针对相应步骤的实现方式进行了阐述，然后在逻辑不相矛盾的情况下，上述各个实施例是可以相互组合的而形成新的技术方案的，而该新的技术方案依然在本具体实施方式的公开范围内。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品承载在一个非易失性计算机可读存储载体(如ROM、磁碟、光盘，服务器存储空间)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的系统结构和方法。例如，在前文所述的有源匀场系统运行上述一种磁共振系统的自适应有源自动匀场系统600或一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，形成一个新的技术方案，即一种磁共振成像系统中的有源匀场系统。该有源匀场系统包括：前文所述的有源匀场线圈、匀场线圈控制器和主控制器，每组有源匀场线圈对应具有一个构成静磁场的电流分量；主控制器还用于采集磁共振系统的FID信号；提取所述FID信号的频域波形；判断所述频域波形是否具有对称性，若是，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若否，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
此外，主控制器还用于针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程：
按预设比例调整选择的待处理电流分量，
提取所述FID信号的频域幅度和/或频谱半高宽，
判断特定条件值是否增加，通过设定权重比、由横向弛豫时间、频域幅度和频谱半高宽中的一个或者一个以上的组合构成前述特定条件值；
若所述特定条件值增加，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回所述采集磁共振系统的FID信号的步骤；
若所述特定条件值不再增加，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程；
选择下一个待处理电流分量，重复执行所述电流分量调节处理过程。
主控制器还包括用于执行上述一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法中各个步骤的过程，具体可参见上述有关自适应有源自动匀场方法的具体说明在此不再累述。
综上所述，本发明的方法和系统根据FID信号的附图强度、波形来进行电流参数的调整，例如，根据FID频率波形的对称性来决定调整具体的电流分量，还通过自适应方法自动调整电流分量的大小和方向，自动完成多次迭代计算，获取各组有源匀场线圈的电流值。调整各个电流分量时采用方向性选择以及自动迭代计算，并根据操作界面中输入窗口，可自主调节迭代计算中的各个参数阈值，具有一定的智能性，并提供满足用户需求的个性化服务，调高匀场效率。本发明的自动匀场调节方法中综合考虑FID幅度强度和波形，减少了磁场本身不均匀性的影响，匀场精度更高，结果更准确，可以达到局部最优。
目前比较常见的磁共振系统的3D匀场效果并不理想，交互匀场依赖于操作者的长期经验，要达到某些技术的要求需要很长的时间和足够的经验，这对于用户来说是极其不友好的。而本发明的方法可以自适应的调节参数，使其达到要求的匀场效果，不依靠操作者经验，操作简单，有利于将磁共振系统推向大众，使磁共振系统可以更加普及化和家庭化，利用本发明的方法可以简单便捷无需专业知识和经验的操作，促成了磁共振系统的新发展方向和新发展趋势。
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 (10)
1.一种磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其包括：
采集磁共振系统的FID信号；
提取所述FID信号的频域波形；
判断所述频域波形是否具有对称性，将提取的所述频域波形的峰值设置为中心，将所述中心左右两侧的数据进行相减之后取平方和，判断所述平方和是否小于等于预设值，若是则表示所述频域波形具有对称性，否则表示所述频域波形不具有对称性；
若所述频域波形具有对称性，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若所述频域波形不具有对称性，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
2.根据权利要求1所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其特征在于，所述方法还包括针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程：
按预设比例调整选择的待处理电流分量，
提取所述FID信号的频域幅度和/或频谱半高宽，
判断特定条件值是否增加，通过设定权重比，由横向弛豫时间、频域幅度和频谱半高宽中的一个或者一个以上的组合构成前述特定条件值；
若所述特定条件值增加，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回所述采集磁共振系统的FID信号的步骤；
若所述特定条件值不再增加，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程；
选择下一个待处理电流分量，重复执行所述电流分量调节处理过程。
3.根据权利要求2所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其特征在于，所述电流分量调节处理过程中还包括：
通过施加测试电流确定电流分量的调整方向；
所述按预设比例调整选择的待处理电流分量的步骤和按预设比例继续调整所述待处理电流分量的步骤中，均是沿所述调整方向按预设比例逐步调整所述待处理电流分量。
4.根据权利要求2所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其特征在于，所述选择下一个待处理电流分量步骤包括：
判断当前处理的待处理电流分量是否是构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量和偶数阶的电流分量中之一；
若当前处理的待处理电流分量为所述奇数阶的电流分量，则所述下一个待处理电流分量为所述偶数阶的电流分量；
若当前处理的待处理电流分量为所述偶数阶的电流分量，则所述下一个待处理电流分量为所述奇数阶的电流分量。
5.根据权利要求2所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其特征在于，所述若所述特定条件值不再增加则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程的步骤还包括：
当所述特定条件值第一次不增加时，则开始减少所述预设比例，按照减少的预设比例重复执行所述针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程；
当所述特定条件值再次不增加时，则逐渐减少所述预设比例，按照减少的预设比例重复执行所述针对选择的待处理电流分量执行以下电流分量调节处理过程，直至所述预设比例达到预设值，则判定所述特定条件值不再增加。
6.根据权利要求2所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场方法，其特征在于，所述方法还包括：
提供选项设置界面，获取用户调整所述特定条件值内权重比的调整信息，生成调整指令；
根据所述调整指令，更改所述特定条件值内权重比。
7.一种磁共振系统的自适应有源自动匀场系统，其特征在于，所述系统包括：
信号采集模块，用于采集磁共振系统的FID信号；
波形提取模块，用于提取所述FID信号的频域波形；
判断模块，用于判断所述频域波形是否具有对称性，将提取的所述频域波形的峰值设置为中心，将所述中心左右两侧的数据进行相减之后取平方和，判断所述平方和是否小于等于预设值，若是则表示所述频域波形具有对称性，否则表示所述频域波形不具有对称性；若所述频域波形具有对称性，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若所述频域波形不具有对称性，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
8.根据权利要求7所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场系统，其特征在于，所述系统还包括：
电流分量调节模块，用于按预设比例调整选择的待处理电流分量，提取所述FID信号的频域幅度和/或频谱半高宽，判断特定条件值是否增加，通过设定权重比，由横向弛豫时间、频域幅度和频谱半高宽中的一个或者一个以上的组合构成前述特定条件值；若所述特定条件值增加，则按预设比例继续调整上述待处理电流分量，并返回所述信号采集模块；若所述特定条件值不再增加，则结束针对当前处理的待处理电流分量的调整过程；
迭代模块，用于选择下一个待处理电流分量，重复执行所述电流分量调节处理过程。
9.根据权利要求8所述的磁共振系统的自适应有源自动匀场系统，其特征在于，所述系统还包括：
第一显示模块，用于提供选项设置界面，获取用户调整所述特定条件值内权重比的调整信息，生成调整指令；根据所述调整指令，更改所述特定条件值内权重比。
10.一种磁共振成像系统中的有源匀场系统，其特征在于，所述系统包括：
有源匀场线圈，每组有源匀场线圈对应具有一个构成静磁场的电流分量；
与上述有源匀场线圈相连的匀场线圈控制器，其为上述有源匀场线圈提供直流恒稳电流源；
与上述匀场线圈控制器相连的主控制器，该主控制器还用于采集磁共振系统的FID信号；提取所述FID信号的频域波形；判断所述频域波形是否具有对称性，将提取的所述频域波形的峰值设置为中心，将所述中心左右两侧的数据进行相减之后取平方和，判断所述平方和是否小于等于预设值，若是则表示所述频域波形具有对称性，否则表示所述频域波形不具有对称性；若所述频域波形具有对称性，则选择构成静磁场的不均匀分量中奇数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理；若所述频域波形不具有对称性，则选择构成静磁场的不均匀分量中偶数阶的电流分量，作为优先处理的待处理电流分量，进行匀场过程的电流分量调节处理。
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