CN104755951A - 基于功率需要的并行rf发射中的rf放大器控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从对象(101)中的靶体积采集磁共振数据的磁共振成像系统(100)，所述磁共振成像系统(100)包括：多个激励器件(201)，其用于生成以所述靶体积中的切片/厚片空间变化为靶向的切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场；和控制器(219)，其被耦合到所述多个激励器件(201)，其中，所述控制器(219)适于：确定由用于生成所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的所述多个激励器件(201)所需要的功率水平；将所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场分解成所述多个激励器件(201)的相应的RF激励组成部分；控制所述多个激励器件(201)中的每个，以使用用于采集所述磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成所述相应的RF激励组成部分。

Description

基于功率需要的并行RF发射中的RF放大器控制

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体涉及用于针对磁共振成像系统的射频(RF)发射线圈的功率供应。

背景技术

Transmit SENSE(U.Katscher等人，MRM 49(2003年)第144-150页)利用在独立的RF发射通道上的个体成形的RF波形。得到的自由度用于改进多维RF脉冲性能和缩短脉冲持续时间。Transmit SENSE通常应用于改进在二维或三维中的空间选择性RF脉冲。

高RF激励功率导致患者身体中的高特定吸收比率(SAR)，所述SAR在磁共振成像期间增加组织加热。在MR扫描期间施加的RF功率的降低将有利于降低RF放大器成本。而且，局部/全局SAR的降低对于RF患者安全性和时间扫描性能而言是重要的。

发明内容

本发明的实施例可以提供一种用于生成切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场的方法、磁共振成像系统以及计算机程序产品。

如本领域技术人员应当理解的，本发明的各方面可以被实施为装置、方法或计算机程序产品。相应地，本发明的各方面可以采取完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或组合了软件方面与硬件方面的实施例的形式，它们在本文中可以全部被通称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取被实施在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有被实施在其上的计算机可运行代码。

参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)以及计算机程序产品的流程图示和/或方框图来描述本发明的各方面。应当理解，所述流程图、图示和/或方框图的每个方框或方框的部分能够由在可应用时以计算机可运行代码的形式的计算机程序指令来实施。还应当理解，在不互相排斥时，可以组合不同的流程图、图示和/或方框图中的方框的组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器运行的指令创建用于实施在流程图和/或一个或多个方框图方框中指定的功能/动作的单元。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。本文中所使用的“计算机可读存储介质”涵盖可以存储可由计算设备的处理器运行的指令的任何有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称作计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称作有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可以能够存储能够由计算设备的处理器存取的数据。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于：软盘、硬磁盘驱动器、固态硬盘、闪烁存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字多用盘(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也指能够由计算机设备经由网络或通信链路进行存取的各种类型的记录介质。例如可以在调制解调器上、在互联网上或在局域网上取回数据。可以使用任何适当的介质来传输被实施在计算机可读介质上的计算机可运行代码，所述适当的介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等或前述的任何合适的组合传输。

计算机可读信号介质可以包括具有被实施在其中的计算机可运行代码的被传播的数据信号，例如，在基带中或作为载波的部分。这样的被传播的信号可以采取多种形式中的任一种，包括但不限于，电磁的、光学的或它们的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何这样的计算机可读介质：其不是计算机可读存储介质并且其能够通信、传播或输送用于由指令运行系统、装置或设备使用或与指令运行系统、装置或设备相连接的程序。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可直接访问处理器的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的其他范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，反之亦然。

本文中所使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统进行交互的接口。“用户接口”也可以被称作“人机接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被计算机接收到，并且可以向用户提供来自计算机的输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。数据或信息在显示器或图形用户接口上的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触控板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、头戴式受话器、变速杆、方向盘、脚踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器以及加速度计对数据的接收是使得能够对来自操作者的信息或数据进行接收的用户接口部件的全部范例。

本文中所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置进行交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。

本文中所使用的“处理器”涵盖能够运行程序或机器可运行指令的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为可能包含多于一个的处理器或处理核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指在单个计算机系统之内的或被分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语计算设备也应当被解读为可能指多个计算设备的集合或网络，所述多个计算设备每个均包括一个或多个处理器。许多程序具有其由多个处理器执行的指令，所述多个处理器可以在相同的计算设备之内，或者所述多个处理器甚至可以跨多个计算设备分布。

磁共振图像数据在本文中被定义为由在磁共振成像扫描期间通过磁共振装置的(一个或多个)天线记录的由患者中被激励的原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为包含在磁共振成像数据之内的解剖数据的经重建的二维或三维可视化。该可视化能够是使用计算机来执行的。

术语“FDTD”代表有限差分时域。

在一个方面中，本发明涉及一种用于采集来自对象中的靶体积的磁共振数据的磁共振成像MRI系统。所述磁共振成像系统包括多个激励器件，所述多个激励器件用于生成以所述靶体积中的切片/厚片空间变化为靶向的切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场。

术语“厚片”将贯穿本公开被使用以指定切片或厚片。可以首先选择靶体积中的厚片平面。这可以通过由梯度磁场和特定拉莫尔频率处的切片选择性RF脉冲的相符组合激励靶体积的切片平面中的磁自旋来完成。梯度磁场是垂直于被添加到主静态磁场B₀的厚片平面来施加的。优选地，多个激励器件包括RF线圈天线。

MRI系统还包括被耦合到多个激励器件的控制器，其中，控制器适于确定由用于生成切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的多个激励器件所需要的功率水平。多个激励器件中的每个可以与在特定功率水平处生成的激励器件自身的时间依赖波形相关联。功率水平可以是但不限于由波形中的每一个所需要的个体功率水平的积分。

控制器还适于将切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场分解成多个激励器件的相应的RF激励组成部分。这针对每个激励器件定义了时间依赖波形，其中，经由对应的激励器件同时发射这些波形激励所选择的厚片平面中的磁自旋。这可以是有利的，这是因为其需要较少时间来达到RF激励，并且因此，缩短了多维RF脉冲的持续时间，同时维持了空间分辨率。RF激励组成部分同时对k空间轨道有贡献。RF激励组成部分的计算采用矩阵求逆方法。

控制器还适于控制多个激励器件中的每个，以使用用于采集磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成相应的RF激励组成部分。

所述特征可以是有利的，这是因为其仅针对所期望/所选择的厚片平面的激励提供需要的功率。例如，在两个激励器件的情况下，激励厚片平面所需要的RF功率可以向下减少到～25％以低于由例如标准Transmit SENSE的基本RF匀场所需要的RF功率。功耗得以降低，这是因为RF脉冲使用用于每个激励器件的经独立裁制的RF波形仅激励每个个体激励器件中的具有高灵敏度的厚片的部分。而且，较低的需要的RF功率导致较低的电力消耗，并且由于功率放大器所需要的RF功率是总能量消耗的主要贡献者，因而能量成本中的节省是显著的。

另一优点可以是，厚片选择性RF脉冲可以具有与标准切片选择脉冲相同的长度，并且可以因此容易地并入标准序列而不需要诸如回波延迟时间(TE)或重复时间(TR)的可编程序列参数的改变。而且，选择梯度是与针对标准成像的相同的。与标准Transmit SENSE相反(使用2D选择性空间RF脉冲)，不需要RF脉冲的加速。RF脉冲持续时间可以保持恒定，以还减轻标准MR中的实施方式。降低RF功耗或改进切片轮廓的该方法的能力随着Tx阵列元件的灵敏度轮廓的通过平面的变化而增加。因此，该方法示出了针对通过平面的B1均匀性具有特别关心问题的情况下的(如施加在REST或3D成像中的)厚厚片的激励的最高效果。

根据一个实施例，对由激励器件所需要的功率水平的确定包括：接收指示功率水平的数据，所述功率水平是使用基于用于在对象的模型上施加切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场的多个激励器件的模型的RF模拟来估计的。这可以是有利的，这是因为其可以提供对激励厚片平面所需要的功率的有效量的估计。其还使对象或患者免于将由涉及高功率的实验性测试导致的过度加热。

根据一个实施例，对由多个激励器件所需要的功率水平的确定包括：使用切片选择性空间RF激励磁场来控制MRI系统采集来自对象的预扫描的预扫描数据，并且使用预扫描数据来确定功率水平。这可以是有利的，这是因为其可以提供由系统所需要的对RF功率的精确估计以生成厚片选择性空间射频RF激励磁场。

由多个激励器件所需要的功率水平还可以是从在先前时间处由相同MRI系统获得的经验数据来确定的。

根据一个实施例，控制器还适于计算与切片选择性RF激励磁场相关联的特定吸收比率SAR值，其中，控制多个激励器件中的每个包括控制多个激励器件中的每个，以在SAR值低于预定的SAR水平的情况下同时生成相应的RF激励组成部分。为了避免对患者的过度加热，与RF激励相关联的特定吸收比率(SAR)必须保持低于某个限度。对SAR的有效控制能够通过对厚片选择性RF激励的使用来达到，这是因为其允许最小SAR，即，不能够由标准Transmit SENSE激励脉冲达到的预定的SAR水平。

根据一个实施例，磁共振成像系统还包括一种用于将电流供应到多个激励器件中的每个的RF放大器。然而，对于本领域技术人员而言将是明显的是，还可以使用每个都被耦合到用于驱动激励器件中的电流的对应的激励器件的多个RF放大器。RF放大器输出部被连接到每个激励器件，并且电源被耦合到RF放大器来将根据所确定的功率水平的第一电平处的电压供应到RF放大器输出部，以生成激励器件中的电流来发射切片选择性空间RF激励。

根据一个实施例，控制器还适于控制生成以靶体积中的二维空间变化为靶向的二维空间选择性RF激励，并且控制电源以将电压调节到生成二维空间选择性RF激励所需要的第二电平。

根据一个实施例，控制器还适于控制生成以靶体积中的三维空间变化为靶向的三维空间选择性RF激励，控制电源以将电压调节到生成三维空间选择性RF激励所需要的第三电平。

这些实施例可以准许不同(即，空间B1分布的变化的维度数目不同)空间选择性RF激励之间的切换，同时维持当前在用的被输入到针对空间选择性RF激励所需要的电平的电压。

第三电平处的电压比第二电平处的电压更高，而第二电平处的电压比第一电平处的电压更高。

根据一个实施例，控制器是对电源和/或RF放大器的添加模块。

根据一个实施例，对由多个激励器件所需要的功率水平的确定包括将功率水平确定为由用于生成相应的RF激励组成部分的多个激励器件中的每个所需要的个体功率水平的总和。

例如，人们可以考虑利用R发射线圈的并行激励的情况，所述R发射线圈中的每个由独立的RF脉冲波形b_r(t)来驱动。忽略R线圈之间的相互作用，功率水平可以被定义如下：

$P_{\mathrm{ower}}=\underset{r\≤R}{\mathrm{\Σ}}\underset{t\≤T}{\∫}{b}_r^2\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，T是RF脉冲持续时间。

根据一个实施例，多个激励器件包括发射阵列线圈，所述发射阵列线圈包括多个RF发射线圈。所述RF发射线圈可以例如是鸟笼、TEM和/或表面线圈。

在另一方面中，本发明涉及一种用于由MRI系统从对象中的靶体积采集磁共振数据的方法，所述方法包括：

-由多个激励器件生成以所述靶体积中的切片/厚片空间变化为靶向的切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场，

-由控制器确定由用于生成所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的所述多个激励器件所需要的功率水平，

-由所述控制器将切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场分解成所述多个激励器件的各自的RF激励组成部分，

-由所述控制器控制所述多个激励器件中的每个，以使用用于采集所述磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成所述相应的RF激励组成部分。

在另一方面中，本发明涉及一种包括执行根据上述方法的方法步骤的计算机可执行指令的计算机程序产品。

应当理解，可以组合本发明的前述实施例中的一个或多个，只要所组合的实施例互不排斥。

附图说明

在以下中，将仅以范例的方式并参考附图来描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了医学装置的剖面和功能视图；

图2示出了射频发射系统；

图3是用于生成切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场的方法的流程图；

图4示出了针对两个不同的通过平面的变化的两个线性灵敏度轮廓；

图5示出了针对双通道场景的RF功率和归一化均方根的分布；

图6示出了臂的横向剖面的八个FDTD模拟的灵敏度；并且

图7示出了针对八通道场景的RF功率和归一化均方根的分布。

附图标记列表

100     MRI系统

101     患者

103     磁性组件

105     磁体线圈

107     梯度线圈

109     梯度放大器

111     梯度功率控制器

113     RF线圈

117     电源

119     RF功率控制器

152     计算机系统

154     硬件接口

156     处理器

158     用户接口

160     计算机存储设备

162     计算机存储器

168     预扫描数据

170     脉冲序列

172     磁共振数据

174     模块

200     RF发射系统

201     RF线圈

203     磁体系统

205     控制系统

215   RF功率放大器

217   电源

219   RF功率控制器

221   功率控制器

223   功率分配器

225   确定单元

227   分解单元

229   生成单元

具体实施方式

在以下中，附图中的相同的附图标记要么是相似的元件要么执行等价的功能。如果功能是等价的，则先前已经讨论的元件将不必在稍后的附图中进行讨论。

仅出于解释的目的而在附图中示意性地描绘各种结构、系统以及设备，并且以便不使具有对于本领域技术人员而言公知的细节的本发明难以理解。尽管如此，附图被包括以描述并解释所公开的主题的图示性范例。

图1图示了用于生成患者101的图像的示例性磁共振成像(MRI)系统100。MRI系统100包括生成将施加到患者101的磁场的磁性组件103。磁性组件103包括适于产生执行磁共振成像所需要的静态磁场的磁体线圈105以及梯度线圈107。梯度线圈107包括X轴梯度线圈、Y轴梯度线圈以及Z轴梯度线圈。这使得能够使用由梯度线圈产生的磁性梯度场对患者101的不同区域进行成像。

MRI系统100还包括梯度放大器单元109和梯度功率控制器111。梯度放大器单元109包括X轴梯度放大器Gx、Y轴梯度放大器Gy以及Z轴梯度放大器Gz。梯度线圈107与梯度放大器109连接。梯度线圈107的X轴梯度线圈、Y轴梯度线圈以及Z轴梯度线圈分别与梯度放大器109的Gx放大器、Gy放大器以及Gz放大器连接。梯度场用于对磁共振信号进行空间编码和跨越穿过k空间的RF激励期间的RF能量。

梯度功率控制器111与梯度放大器109连接。梯度功率控制器111生成用于控制器梯度放大器的控制信号。具体而言，梯度功率控制器111可以生成诱发梯度放大器单元109给予梯度线圈107能量的控制信号。

MRI系统100还包括患者101上方的用于生成RF激励脉冲的RF发射线圈113。激励器件113包括表面线圈的集合。激励器件113可以备选地用于RF脉冲的发射以及用于磁共振信号的接收。RF发射线圈113可以被实施为包括多个RF发射线圈的发射阵列线圈。RF发射线圈113被连接到RF放大器115。RF放大器115可以由电源117来供电。电源117供应用于RF放大器115的电压以生成RF发射线圈113中的电流来产生RF激励脉冲。RF功率控制器119控制RF放大器115和电源117。

梯度功率控制器111和RF功率控制器119被示为连接到计算机系统152的硬件接口154。计算机系统152使用处理器156控制磁共振成像系统100。

图1中示出的计算机系统152是图示性的。多个处理器和计算机系统可以用于表示由该单个计算机系统12图示的功能。计算机系统152包括硬件接口154，所述硬件接口154允许处理器156发送和接收到MRI系统100的部件的消息。处理器156还连接到用户接口158、计算机存储设备160以及计算机存储器162。

计算机存储设备160被示为包含MRI预扫描数据168。预扫描数据指示由用于生成切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的RF发射线圈阵列所需要的功率水平。RF功率控制器119可以从计算机存储设备160读取预扫描数据168，并且确定由用于生成厚片选择性空间RF激励磁场的激励器件所需要的功率水平。

计算机存储设备160还被示为包含脉冲序列170。脉冲序列170要么包含指令要么包含时间线，所述时间线可以用于构建使得磁共振成像系统100能够采集磁共振数据172的指令。

计算机存储设备160还被示为存储由磁共振成像系统100采集的磁共振数据172。

计算机存储器162还被示为包含模块174。模块174包含使得处理器156能够控制MRI系统100的操作和功能的计算机可运行代码。例如，模块174可以使用脉冲序列170来采集磁共振数据172。

出于解释的目的，图2中描述的系统能够被实施在图1中的MRI系统中，但是不限于该实施方式。因此，来自图1的附图标记不必被使用在图2中。

图2示出了RF发射系统200。RF发射系统200包括被定位在主磁体组件203之内的多个单独的RF发射线圈201。

RF发射系统100借助于控制系统205和RF功率放大器215在RF发射线圈201上运用控制。控制系统205包括RF脉冲控制模块219和由RF脉冲控制模块219的功率控制器221控制的电源217。RF脉冲控制模块219被布置为执行涉及RF激励的各种功能。

RF脉冲控制模块219使用由计算机(未示出)生成的控制信号，以产生通过发射线圈i(例如，201.1)处的功率放大器215的RF激励场Bi，所述发射线圈i发射患者101的靶体积中的Bi场。RF脉冲控制模块219包括确定单元225，所述确定单元225用于确定由用于生成厚片选择性空间RF激励磁场的激励器件所需要的功率水平。RF脉冲控制模块219还包括分解单元227和生成单元229，所述分解单元227用于将厚片选择性空间RF激励磁场分解成激励器件的相应的RF激励组成部分(Bi)，并且所述生成单元229用于控制激励器件中的每个，以使用用于采集磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成相应的RF激励组成部分。

RF功率放大器215的额定功率可以取决于由RF发射系统200使用的空间选择性RF激励磁场的类型。空间选择性RF激励磁场包括厚片选择性RF激励磁场和/或2D选择性/3D选择性RF激励磁场。取决于激励的类型，功率控制器221可以控制电源217来供应与激励所需要的功率对应的电平处的电压。例如，由厚片选择性RF激励磁场所需要的RF功率可以向下减少到～25％以低于由基本RF匀场所需要的RF功率(即，优化每个Tx通道的幅值和相位)，并且因此所需要的电压的电平可以低于标准电平。

RF功率放大器215可以经由功率分配器223来给予RF线圈201能量。功率分配器223用于根据每个发射线圈i(例如，201.2)的RF激励场Bi来划分由RF发射线圈201之中的RF功率放大器215施加的RF功率。在一些情况下，RF放大器215和功率分配器223的整体由针对单独的RF放大器215.1、215.2……215.N的整体替换，因此替代功率分配器223并且促进针对N个不同的Tx通道的独立的波形。

图3是用于由RF放大器将电流供应到磁共振成像系统的RF Tx线圈的方法的流程图。

在步骤301中，控制器确定由用于生成切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的激励器件所需要的功率水平。由激励器件所需要的功率水平是在接收指示功率水平的数据之后确定的。功率水平是使用基于用于在患者101的模型上施加厚片选择性空间射频RF激励磁场的激励器件的模型的RF模拟来估计的。在另一范例中，该功率水平可以通过以下来确定：首先采集通过使用切片选择性空间RF激励磁场的来自对象的预扫描的MRI系统预扫描数据，并且然后使用预扫描数据来确定功率水平。

在步骤303中，控制器将厚片选择性空间RF激励磁场分解成激励器件的相应的RF激励组成部分。

在步骤305中，控制器控制多个激励器件中的每个，以使用用于采集磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成相应的RF激励组成部分。

在以下段落中详细描述了厚片选择性RF激励组成部分(即，每个发射线圈的Bi和其同时的发射，其定义了1D Transmit SENSE)。

针对定义个体脉冲轮廓的线性叠加的阵列发射线圈的N个独立的Tx元件的Transmit SENSE的一般3D等式为：

其中，P_期望是期望的靶图案，S_n是Tx元件n的空间RF发射轮廓，并且P_n是Tx元件n的空间激励图案。等式(1)应用于被假定为沿着z的通过平面方向

在变换到k空间(z→k_z)中之后，将k≤K时间步长上的k空间轨道的时间坐标的离散化(k_z(t)→k_z(t_k))，并且将s _n(k_z)和p _n(k_z)分别总结到和p _全(k_z)(如U.Katscher等人，MRM 49(2003年)第144-150页所描述的)，等式(2)能够通过例如正则化伪求逆来解答

该等式能够用于缩短个体脉冲的持续时间(降低K)，然而这仅带来微不足道的效果。此外，该等式能够稍微降低所期望的与所获得的激励图案P_期望之间的归一化均方根误差(NRMSE)。然而，观察等式(3)的最强效果，从而降低了总RF功率。

类似地，如果适当的SAR模型被包括在等式3和等式4中，则能够实现局部或全局SAR的降低。所期望的与所获得的激励图案之间的P_总与NRMSE之间的折衷是通过等式(3)中的正则化参数λ来实现的。该自由能够应用于实现厚片轮廓是临界(例如，在3D成像中)的情况下的更好性能或加强功率/SAR降低(例如，针对REST厚片)。

模拟

两个以下模拟证明本主题的可行性：具有合成的、线性灵敏度轮廓的双通道场景和具有臂的横向剖面的模拟灵敏度的八通道场景。在这两个场景中，针对“经裁制的”RF匀场选择所激励的厚片(P_期望＝常数)中的恒定靶轮廓。

双通道场景两个线性灵敏度在图4中被示出以用于±5％和±50％的两个不同的通过平面变化(灵敏度斜率)。在图5中示出了使用等式(3)中的不同的λ的P_总与NRMSE之间的折衷。两个线性灵敏度针对所有可能的斜率允许NRMSE＝0。取决于该斜率，所需要的RF功率是“基本”RF匀场所需要的RF功率以下～10％，意指每个个体发射通道中的幅值和相位的最优选择，这使用标准切片选择性激励。允许NRMSE＞0，RF功率还向下减少到基本RF匀场以下～25％。功率降低产生于RF脉冲使用针对每个通道的经独立裁制的RF波形仅激励每个个体Tx通道中的具有高灵敏度的厚片的部分的能力。

八通道场景图6中示出了臂的横向剖面的八个FDTD模拟的灵敏度。在该情况下，所提出的方法将从针对基本RF匀场(经优化的幅值和相位)的NRMSE＝2.6％改进到NRMSE＝1.9％的最优的B1均匀性(图7)。更重要的是，针对给定的NRMSE，与基本匀场相比，所需要的RF功率针对所提出的1D经裁制的匀场低多达10倍。针对大的λ(即，大的NRMSE)，P_总针对两种方法都是相同的。如所预期的，两种方法都胜过也在图7中示出的求积分激励。

一通道场景使用单个Tx通道，所描述的方法仍然能够改进所激励的切片/厚片的均匀性，尤其是如果切片/厚片内部的灵敏度改变处于垂直于切片/厚片取向的第一顺序中。

Claims (12)

1.一种用于从对象(101)中的靶体积采集磁共振数据的磁共振成像MR系统(100)，所述磁共振成像系统(100)包括：

-多个激励器件(201)，其用于生成以所述靶体积中的切片/厚片空间变化为靶向的切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场，以及

-控制器(219)，其被耦合到所述多个激励器件(201)，其中，所述控制器(219)适于：

○确定由用于生成所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的所述多个激励器件(201)所需要的功率水平，

○将所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场分解成所述多个激励器件(201)的相应的RF激励组成部分(201)，

○控制所述多个激励器件(201)中的每个，以使用用于采集所述磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成所述相应的RF激励组成部分。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，对由所述多个激励器件(201)所需要的所述功率水平的所述确定包括：接收指示所述功率水平的数据，所述功率水平是使用基于用于在所述对象(101)的模型上施加所述切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场的所述激励器件的模型的RF模拟来估计的。

3.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，对由所述多个激励器件(201)所需要的所述功率水平的所述确定包括：控制所述MRI系统(100)以使用所述切片选择性空间RF激励磁场来采集来自所述对象(101)的预扫描的预扫描数据，并且使用所述预扫描数据来确定所述功率水平。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述控制器还适于计算与所述切片选择性RF激励磁场相关联的特定吸收比率SAR值，其中，控制所述多个激励器件(201)中的每个包括控制所述多个激励器件(201)中的每个，以在所述SAR值低于预定的SAR水平的情况下同时生成所述相应的RF激励组成部分。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的磁共振成像系统，还包括：RF放大器(215)，其用于将电流供应到所述多个激励器件(201)中的每个，所述RF放大器(215)输出部被连接到每个激励器件；以及电源(217)，其被耦合到所述RF放大器(215)来将根据所确定的功率水平的第一电平处的电压供应到所述RF放大器输出部，以生成所述激励器件中的电流来发射所述切片选择性空间RF激励。

6.根据权利要求5所述的磁共振成像系统，其中，所述控制器还适于：

-控制生成以所述靶体积中的二维空间变化为靶向的二维空间选择性RF激励，

-控制所述电源以将所述电压调节到生成所述二维空间选择性RF激励所需要的第二电平。

7.根据权利要求5或6所述的磁共振成像系统，其中，所述控制器还适于：

-控制生成以所述靶体积中的三维空间变化为靶向的三维空间选择性RF激励，

-控制所述电源以将所述电压调节到生成所述三维空间选择性RF激励所需要的第三电平。

8.根据权利要求5-7所述的磁共振成像系统，其中，所述控制器(219)是对所述电源(217)和/或所述RF放大器(215)的添加模块。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，对由所述多个激励器件(201)所需要的所述功率水平的所述确定包括将所述功率水平确定为由用于生成所述相应的RF激励组成部分的所述多个激励器件中的每个所需要的所述个体功率水平的总和。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述多个激励器件(201)包括发射阵列线圈，所述发射阵列线圈包括多个RF发射线圈。

11.一种用于由MRI系统(201)从对象(101)中的靶体积采集磁共振数据的方法，所述方法包括：

○由多个激励器件(201)生成以所述靶体积中的切片/厚片空间变化为靶向的切片选择性/或厚片选择性空间射频RF激励磁场，

○由控制器(219)确定由用于生成所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场的所述多个激励器件(201)所需要的功率水平，

○由所述控制器(219)将所述切片选择性/或厚片选择性空间RF激励磁场分解成所述多个激励器件(201)的相应的RF激励组成部分，

о由所述控制器(219)控制所述多个激励器件中的每个，以使用用于采集所述磁共振数据的所确定的功率水平来同时生成所述相应的RF激励组成部分。

12.一种包括执行根据权利要求11所述的方法的所述方法步骤的计算机可执行指令的计算机程序产品。