CN105652225B - 一种磁共振系统的匀场方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁共振系统的匀场方法和装置，其中方法包括：对待匀场的磁场中的各个层面，分别进行层面场强调整；所述层面场强调整包括：根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，得到用于缩小所述差异的匀场片调整信息；所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应所述层面的贴附位置时对磁场的影响，所述量化基础模型用于表示在所述对应所述层面的贴附位置进行匀场片调整时对磁场的影响；在所述各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据匀场片贴片方案信息进行匀场操作。本申请提高了磁共振系统的匀场效率。

Description

一种磁共振系统的匀场方法和装置

技术领域

本申请涉及医疗设备技术，特别涉及一种磁共振系统的匀场方法和装置。

背景技术

磁共振系统是医疗影像技术领域的重要工具，可以提供无创伤的人体组织内部信息。磁体是磁共振系统的重要部件，可以提供用于磁化成像体质子群的主磁场，该主磁场的磁场均匀度是影响磁共振系统对成像体成像的图像质量的主要指标之一。尽管磁体在设计过程中会尽可能使得磁体提供的主磁场满足均匀度要求，但是由于磁体制造过程中的工件机械误差等因素，组装后的磁体通常都不能达到磁场均匀度要求，因此需要对磁体进行磁场均匀度的纠正工作，即匀场。

相关技术中，匀场工作通常是由人工操作，例如，可以由匀场工程师在匀场托盘区域放置匀场片，该匀场片可以对磁体中的磁场产生影响，在贴片后进一步测量磁场中各样本点的场强，据以计算磁场均匀度。如果均匀度没有满足要求，可以接着进行贴片即布置匀场片，重复该过程直至所测的磁场均匀度满足要求。但是，这种方式由于依据匀场工程师的经验来完成，根据匀场工程师的经验判断和决定匀场片的放置，使得贴片效果容易反复波动大，效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种磁共振系统的匀场方法和装置，以提高磁共振系统的匀场效率。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种磁共振系统的匀场方法，包括：

对待匀场的磁场中的各个层面，分别进行层面场强调整；所述层面场强调整包括：根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，得到用于缩小所述差异的匀场片调整信息；所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应所述层面的贴附位置时对磁场的影响，所述量化基础模型用于表示在所述对应所述层面的贴附位置进行匀场片调整时对磁场的影响；

在所述各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作。

第二方面，提供一种磁共振系统的匀场装置，包括：

层面场强调整模块，用于对待匀场的磁场中的各个层面，分别进行层面场强调整；所述层面场强调整包括：根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，得到用于缩小所述差异的匀场片调整信息；所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应所述层面的贴附位置时对磁场的影响，所述量化基础模型用于表示在所述对应所述层面的贴附位置进行匀场片调整时对磁场的影响；

匀场方案输出模块，用于在所述各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作。

本申请提供的磁共振系统的匀场方法和装置，通过根据基础数据和量化基础模型，对待匀场的磁场的各个层面进行层面场强调整，实现了根据量化的计算结果自动计算匀场方案，提高了磁共振系统的匀场效率。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种磁共振系统的匀场方法进行匀场工作时的系统架构；

图2是本申请一示例性实施例示出的最佳位置标注示意图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种磁共振系统的匀场方法的流程；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种磁共振系统的匀场装置的结构；

图5是本申请一示例性实施例示出的另一种磁共振系统的匀场装置的结构示意图；

图6是本申请一示例性实施例示出的又一种磁共振系统的匀场装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请提供的磁共振系统的匀场方法，将不再采用传统方式中的依据人工经验进行匀场操作，而是由计算软件根据计算结果输出贴片方案，匀场工程师根据计算设备输出的贴片方案进行贴片。该贴片方案可以是匀场片的放置位置、放置数量和放置型号等。该贴片方案的输出是采用本申请的匀场方法中提供的计算方法得到，在下面的例子中将详细描述。

参见图1的示例，示意了利用本申请的磁共振系统的匀场方法进行匀场工作时的系统架构。本例子中的匀场即要改善磁体11中的磁场12的均匀度，在匀场过程中采集磁场12中的各个样本点的场强后，该采集的场强数据可以传输至计算设备13，该计算设备13可以是一台计算机，可以根据采集的场强数据进行计算，得到贴片方案，如匀场片的放置位置、放置数量和放置型号。贴片方案可以通过计算设备13的显示屏14呈现给匀场工程师15，呈现方式可以多种，例如，数字式，视频式，图片式等，匀场工程师15可以根据贴片方案在对应的位置上贴附匀场片。

在执行本例子的匀场方法之前，首先需要构建本例子的匀场方法中使用到的基础模型，并采集磁场的基础数据，为使本领域技术人员更加容易理解，如下先对这两方面进行说明。

基础模型构建：该基础模型用于表示在对应某个磁场层面的贴附位置进行匀场片调整时对磁场中各个样本点的影响程度。

本例子中的匀场方法使用到的基础模型(也可以称为量化基础模型)，主要是用于量化匀场片对磁场的影响。例如，本例子中可以预先设计并定制若干型号的匀场片，一个可行的实现方式为：该匀场片可以采用稀土材料材质或硅钢材质，匀场片的形状可以是圆形、正方形或其他形状。不同型号的匀场片可以具有不同的截面尺寸和厚度，匀场片可以吸附固定于磁体的上极面或下极面，从而影响磁体的磁场中样本点的场强，以达到调整磁场均匀度的目的。

而本例子中，匀场片对磁场的影响，包括但不限于如下几方面：

同一位置的不同数量的匀场片对磁场场强影响的关系：例如，可以在磁体极面的某个位置贴附匀场片，贴一个匀场片、或者贴两个匀场片、或者贴三个匀场片等，不同数量的匀场片对磁场强度的影响，不一定是线性增长的关系，需要将该关系进行量化得到。该关系的量化，将用于在后续步骤贴片调整时，有助于确定如何改变(增加或减少)贴附的匀场片的数量。

不同型号的匀场片对磁场场强影响的关系：例如，贴某个型号的匀场片不能够调整磁场到位时，可以换一个型号的匀场片(截面尺寸和厚度可以不同)，那么，明确这些不同型号匀场片对磁场影响的关系，才能够更准确的决定如何调整匀场片。

匀场片在磁场中贴附的状态可以包括正状态或负状态，比如，当将匀场片的某一面朝向极面放置时是正状态，将该同一面背向极面放置时是负状态。采用不同状态贴附匀场片，也可以对磁场强度造成不同的影响。

匀场片可以贴附在磁体的上极面或下极面，而对于上极面和下极面相对应的位置，可以称为对称位置，匀场片分别设置在这两个位置时对磁场的影响之间的关系。

匀场过程可以划分为不同的匀场阶段，以一个永磁体磁场的匀场为例，通常在匀场过程中将经过几轮贴片才能使得均匀度符合要求。例如，每一轮贴片都会在磁体的极面上贴附一定数量的匀场片，在某一轮贴片结束后，再次采集磁场数据计算均匀度，如果均匀度不符合指标要求，则继续下一轮贴片，如此重复直至均匀度满足要求。比如，永磁体的初始均匀度是3268ppm，匀场的均匀度目标是60ppm，使用本申请的匀场方法，假设可以经过五轮贴片达到均匀度目标，匀场过程中的每一轮贴片都可以称为一个匀场阶段。在不同的匀场阶段，由于不同阶段的磁场具有不同的场分布特点，使得即使对于同一样本点匀场片的磁场影响也可能不同，因此可以计算得到不同匀场阶段的敏感度系数，用于区分不同阶段的磁场影响差异。

由上述列举的几种量化例子可以看到，量化匀场片对磁场的影响，主要是用于为后续步骤中调整匀场片作为依据。在某一轮的贴片过程中，需要在磁体极面上贴附匀场片，并且还可能不断地调整所贴附的匀场片的位置、型号、数量等，那么调整后磁场强度将发生怎样的变化，比如，将某个位置的匀场片增加了两片，或者更换为另一种型号的匀场片，对于样本点场强的影响如何变化，将依据上述构建的基础模型来确定，根据基础模型量化的各种不同情况下的匀场片改变对磁场的影响，将使得匀场片的贴片更加准确。

基础数据采集：所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应层面的最佳位置时对磁场中各个样本点的影响。

在待匀场的磁场中可能包括多个层面，每个层面通常包括多个需要测量场强的样本点。在贴匀场片时，将匀场片贴附在不同位置，对不同层面的场强影响是不同的。例如，将匀场片贴在极面的其中一个位置，发现对磁场的中心层面的场强影响相比于其他层面更明显；而将匀场片贴在极面的另一个位置时，发现对另一层面的场强影响更明显。可以经过试验确定，对于磁场中的各个层面来说，分别对应各层面的影响明显的贴附位置，例如，由磁体的上极面至下极面方向来看，将匀场片贴在上极面的位置1对第一层面上的样本点场强影响最为明显，将匀场片贴在上极面的位置2对第二层面上的样本点场强影响最为明显，等。上述的这些位置可以称为贴附匀场片的最佳位置。每一个最佳位置都采用预先设定的匀场片型号来确定。其中，这些最佳位置包括了上极面上的位置和下极面上的位置，比如，对于距离上极面较近的层面，在上极面贴附匀场片影响更为明显。

本例子中的基础数据是将匀场片放置在其中一个最佳位置时对磁场中的全局样本点的场强的影响值。即匀场片对样本点场强的改变幅度值，该基础数据的采集可以使用如下方式：以采集对应一个最佳位置的基础数据为例，根据在上一段所述的，由于每一个层面都对应着一个对该层面样本点场强影响较为明显的匀场片贴附位置即最佳位置，因此将匀场片贴附在该最佳位置时采集的基础数据也可以称为对应该层面的基础数据，不过该基础数据是包括该对应层面的磁场全局样本点的数据。在一个例子中，首先，采集磁场中未放置匀场片时各个样本点的磁场强度数据，然后将匀场片放置在对应层面的最佳位置处，采集磁场某个层面的样本点数据。

其中，采集磁场某个层面的样本点数据的具体过程为，采集该层面某个角度对应的样本点在匀场片放置前后的磁场强度数据的差值，即为该匀场片在该样本点的基础数据数值。然后固定匀场片位置不变，在该层面转动探头的角度，继续探测另一个样本点在匀场片放置前后的磁场强度数据差值即基础数据数值，同样的方法完成匀场片在该层的所有样本点的基础数据采集。然后，换一个层面重复上述操作，完成该匀场片在所有层面的基础数据采集，当所有层面的所有样本点的基础数据采集完成时，就得到该贴附匀场片的最佳位置对应的基础数据。

参见图2的示例，可以将匀场托盘21放置在极面和匀场片之间，即在采集基础数据时将匀场片贴在匀场托盘21上，该匀场托盘21应是无磁性材质制作，并且可以根据采集场强时的探头转动角度标记角度，从探头起始角度(定义为0度)开始，以一定的间隔角度(如，10度，15度等)转动，直至完成360度回到起始位置。在每一个角度沿径向绘制一条直径，例如图2中的某条直径22。最后，将得到的对应每一层面的最佳位置标注于匀场托盘21上，比如图2中示例的某个最佳位置23。

将匀场片分别放在每个最佳位置，采集磁场的全局数据，根据匀场片放置前后的相同样本点的磁场强度差值可以得到分别对应每个最佳位置的基础数据。此外，在采集基础数据时，还可以记录每个最佳位置与对应层面的关联，例如，对应某个层面的最佳位置是对应匀场托盘上的10度直径上，并且位于该直径上距离圆心a距离处。那么当后续步骤中对某个层面的样本点场强进行调整计算时，可以结合依据该层面对应的最佳位置处采集的基础数据来进行。

通过上述对基础模型和采集的基础数据的说明，可以看到这两部分之间在进行匀场时的关系，比如，采集的基础数据相当于用于表示在后续步骤中需要改变某一层面的场强时需要将匀场片贴在极面的哪个位置，这个位置是对该层面影响较明显的，这种在最佳位置贴匀场片的方式相对于随机找位置贴附，将有助于快速与调整目标接近，提高匀场效率；并且基础数据还表示了在该最佳位置处贴匀场片时，单个某型号的匀场片对磁场中的所有样本点场强的影响。而在该位置贴附一个匀场片可能不能达到调整目标，还可以调整该位置的匀场片的数量、型号、或者匀场片的正负状态切换等，调整后的磁场场强发生的变化就可以依据基础模型中的量化关系得到，从而由基础数据和基础模型相结合，可以计算得到在贴片过程中随着匀场片变化而变化的磁场各样本点的场强，进而可以据此计算贴片后的磁场均匀度的变化。此外，针对匀场的不同阶段，可以进一步将基础数据乘以对应该阶段的敏感度系数之后再用以匀场计算，以使得计算更加准确。

上述的基础模型和采集的基础数据，可以存储在图1中所示的计算设备13，由计算设备13在计算贴片方案时使用；或者，也可以存储在其他的存储设备上，由计算设备13在计算贴片方案时向存储设备获取。在得到基础模型和基础数据的基础上，计算设备13进一步执行本例子的匀场方法，在本例子中，由于匀场过程可能包括多个阶段，比如可以经过三到五轮贴片达到磁场均匀度目标，每一轮贴片所经过的匀场方法是类似的，为描述简便，如下仅以其中一轮贴片的匀场过程描述为例。

如上所述，待匀场的磁场中包括多个层面，每个层面通常包括多个样本点，在本轮贴片的初始，要采集一次磁场全局数据，包括待匀场的磁场中所有样本点的场强；然后根据采集的磁场全局数据以及上述的基础数据、基础模型，进行迭代计算，最终输出一个贴片方案，该贴片方案可以包括在磁体极面上贴片的位置、数量等，并可以通过图1示例的计算设备13呈现给匀场工程师，再由匀场工程师根据匀场方案进行贴片。也就是说，在本例子的匀场方法中，匀场工程师可以在一轮贴片的初始采集下磁场数据，等待至计算设备13计算出贴片方案后，按照方案进行贴片即可。

本例子的匀场方法中，对于磁场中的多个层面，可以逐个层面进行均匀度的改善。在对每个层面进行均匀度改善时，可以依据参考场值，该参考场值可以是所有样本点本次匀场计算状态下的平均值，或者为所述磁场中的磁场中心场强值，对该层面进行改善的原则是将该层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，而用于缩小该差异所采用的方式(比如，在某个贴附位置增加或减少匀场片)就可以称为匀场片调整信息。该缩小化处理的执行可以依据在上面描述到的基础数据和量化基础模型，来确定如何调整匀场片。比如，以这些层面中的其中一个层面为例，在该层面中的部分样本点与磁场的中心场强相差较大，通过贴匀场片逐步调整该层面中的各个样本点与磁场中心场强之间的差值，使得差值在一定范围内不至于太大，相当于把该层面的样本点场强进行平滑，然后再对另一个层面进行调整，直至调整完所有层面。并且，在每个层面的调整过程中，本实施例也会计算磁场整体的均匀度，使得不会由于单个层面的场强调整破坏磁场全局的均匀度。在磁场中的各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作。

图3示例了对某轮贴片中的匀场流程，并假设该流程开始之前已经采集了磁场的全局数据，并测量了磁体中心场强作为参考场值。如图3所示，该流程可以包括：

在步骤301中，在被调整层面中查找与中心场强的差值最大的样本点。

例如，本例子可以将正在调整的层面称为被调整层面。假设此时是本轮流程中选定的第一个调整的层面，在该被调整层面中，计算该层面中的每一个样本点的场强与中心场强之间的差值，得到差值最大的样本点，记录下该样本点的位置，比如是30度方向上的样本点。

在步骤302中，由预先存储的基础数据中，获取与中心场强的差值最大的样本点对应的匀场片的最佳位置，并获取该匀场片处于最佳位置时的被调整层面对应上述样本点的基础数据数值。

例如，可以将在步骤301中计算得到的样本点场强最大差值表示为A，找到被调整层面对应匀场片的最佳位置，并进而得到将匀场片在该最佳位置处放置时采集的基础数据。该基础数据中对应该最大差值的样本点的基础数据数值表示为B。

在步骤303中，比较最大差值A与基础数据中对应样本点的基础数据数值B，判断前者是否大于后者，如果是，执行步骤304；否则，执行步骤309。

例如，如果前者大于后者，表明这个最大差值大于基础数据中的一个匀场片带来的场强变化，则表明可以将基础数据的数值增加到该磁场的原磁场数据上，原磁场数据即本轮贴片开始前采集的数据，执行步骤304。否则，如果前者小于后者，表明匀场片影响的值比实际A大，强行贴片可能有负面影响的，所以选择跳过，执行步骤309，后续描述。

在步骤304中，获取被调整层面中与中心场强的差值最大的样本点对应的匀场片在最佳位置时的基础数据。

这里的基础数据可以是针对本轮匀场阶段的基础数据，在一个优选的实现方式中，针对不同的匀场阶段，将在未开始匀场时采集的基础数据乘以对应当前匀场阶段的敏感度系数后再用于本步骤。该灵敏度系数可以根据当前匀场阶段的均匀度数值来确定，在确定时可以是基于选择的匀场片型号和经验。此外，在本步骤中，需要保证基础数据中各个层面的数据与该磁场中的各个层面是对应的，经过将数据与层面对准，为后续步骤的数据叠加做准备。

在步骤305中，判断被调整层面中的各个样本点的场强与中心场强的最大差值是否大于0。

例如，如果最大差值大于0，该层面的场强较高，需要降低场强，那么可以执行步骤306，该步骤306在其他层面的调整中也会使用到；而如果最大差值小于0，表示该层面的场强较低，需要增加场强，那么可以执行步骤307，对于初始调整的几个层面，该步骤可能使用到。

在步骤306中，将对应该被调整层面与中心场强的差值最大的样本点的匀场片的最佳位置处，减少一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片或者添加一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片，且原磁场数据减去基础数据。

本例子在调整匀场片的数量时，单次调整量可以是小整数，比如每次调整时增加一个匀场片或者减少一个匀场片，这样可以减少匀场片调整对场的扰动，减小调整过程中的波动性。通过减少匀场片，相当于在磁场数据中减去该匀场片对场的影响。而本例子中确定的减少一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片或者添加一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片的信息即为匀场片调整信息。

在步骤307中，将对应该被调整层面与中心场强的差值最大的样本点的匀场片的最佳位置处，减少一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片或者添加一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片，且原磁场数据增加基础数据。

在步骤308中，计算经匀场片调整后磁体的磁场均匀度。

例如，不论是增加贴匀场片，还是减少贴匀场片，在调整匀场片后，都要重新计算磁场均匀度，以在步骤309中查看经过本次调整后均匀度是否达到了指标要求。

此外，需要说明的是，本例子是以增加匀场片或减少匀场片为例，还可以是其他方式的调整，比如，更换匀场片型号，或者切换匀场片的正负状态等，其他方式调整后，在步骤304中获取的可以是在基础数据的基础上，结合基础模型量化的关系计算得到的数据。

在步骤309中，判断经调整后磁体的均匀度是否大于预定阈值，或者计算次数是否到限。

在本例子中，对于一个被调整层面，何时结束对该层面的调整，可以依据两个条件。一个条件是在本步骤的判断如果磁场均匀度达到预定的均匀度阈值时，表明当前磁场均匀度达标，则结束流程；另一个条件是即使磁场均匀度尚未达到预定阈值，但是已经达到了本层面的计算次数或者本轮贴片的计算次数的限制，也相当于匀场片调整信息的计算次数，比如该轮贴片已经最多迭代计算了N次(当调整了多个层面时，很可能计算次数已经很多)，就要结束流程，即结束本轮贴片，进入下一轮贴片。如果经过一轮贴片，在本步骤判断时就已经满足磁场均匀度达到预定阈值，则该匀场工作只经过一轮贴片就可以；如果一轮贴片的计算次数达到时仍未满足均匀度要求，才会产生下一轮贴片。

本步骤中，如果尚未达到本层面的计算次数限制，并且尚未达到均匀度要求的预定阈值，那就继续执行本轮贴片的计算。其中，继续上述的流程，假设在被调整层面对应的最佳位置增加了一个匀场片，经过计算发现尚未达到本层面的计算次数上限，并且尚未达到均匀度要求的预定阈值，那么可以继续对该被调整层面进行计算，即此时暂不更换层面。

继续在该被调整层面中，执行步骤301至309，比如，在调整该层面对应的最佳位置的匀场片之后，磁场中的各样本点的场强都会发生变化，该被调整层面上的各个样本点的场强也会发生变化，那么将重新在该层面上的各个样本点查找差值最大的样本点，并继续调整上述最佳位置的匀场片，比如，调整匀场片的数量或型号等。对于该层面，重复执行步骤301至309，直至达到该层面对应的计算次数限制，或者即使未达到本层面次数限制但是已经到达本轮贴片次数上限，或者该层面上的各样本点与中心场强的最大差值小于预定阈值，才切换到另一个层面进行调整。

本例子中，在逐层地对各个层面进行调整时，可以从磁体中心所在的层面开始调整，等中心层面调整完毕后，再分别向两边的层面(即向上极面的方向和向下极面的方向)调整。当调整中心层面时，由于将匀场片贴在磁体的上极面和下极面都会对该中心层面发生影响，所以需要通过计算比较将匀场片贴在磁体的上极面或下极面时，哪个对磁场均匀度影响更好，即通过影响场强使得均匀度更好，选择影响更好的极面贴匀场片。而其他层面，通常靠近上极面的层面将匀场片贴在上极面，上极面贴片影响更明显，靠近下极面的层面将匀场片贴在下极面影响更明显。

计算过程中，可以先计算对全体样本点都有影响的层面，依次向影响范围递减的层面展开，直至最后的层面，这一过程决定了匀场优化计算向着迭代收敛的方向进行下去。设置一定的循环体，循环体包含内循环和外循环。内循环侧重于沿径向进行，外循环侧重于轴向优化计算。举例来说，中心层面对应的匀场片最佳位置，这个位置放置匀场片，对中心层面的影响值最大，但同时也对中心层面上下多个层面也有影响，这个影响不能忽略，即中心层面是对全体样本点都有影响的层面；而在靠近上极面的第一层对应的最佳位置放匀场片，对第一层的影响最大，但是对第二层的影响迅速下降，到第三层更小，第四层包括中心层到最后一层的影响完全可忽略，即靠近上极面的第一层是对全体样本点影响范围减小的层面。从中心层到第一层，每层影响的范围依次递减。

在上述的磁场中的各个层面都调整完成后，本轮贴片的计算过程结束，得到的计算结果可以是一个类似结构数组的结果，数组的索引是计算的次数，在这一轮贴片的计算过程中包括多次计算，该结果中可以包括每一次计算的结果。对于每一次计算都可以包括本次计算的次数序号、贴片方案和贴片后的磁场均匀度等信息。本例子可以从数组中选出最佳的一组信息作为本次计算的最终输出，比如，选出的最终输出的这次计算结果，可以是在对某一个层面进行调整时，达到的均匀度以及此时的贴片方案最合理，例如，得到同样的均匀度值，所需要的匀场片的数量或者体积、重量使用不同，可以有两种方案，比如第一种方案达到均匀度61ppm，用了500个匀场片，第二种方案，达到均匀度60ppm，用了800个匀场片，综合考虑，可能会使用第二种方案，因为经济成本和工时会更小，尽管他们均匀度只差了1个ppm。需要注意的是，此时的贴片方案包括的不是仅对于该层面的匀场片设置，而是当前这次计算时磁体上所有匀场片的当前设置状态。

匀场工程师可以根据上述输出的贴片方案进行贴片，为了给匀场工程师提供一个较为直观的操作指示，可以在显示屏直观的显示出在匀场片的设置位置等信息。

当匀场工程师根据本轮贴片计算输出的贴片方案进行贴片后，本轮贴片结束，继续进行下一轮贴片，每轮贴片的方法基本相同，只是可以在前一轮贴片的结果基础上进行匀场片的调整。比如，如果极面上某个位置的匀场片总数已经超过了该位置允许放置的最大数量限制，那么在本次计算时，将做负续加处理(即只能减少匀场片数量)，这就保证了该位置在磁共振系统后续安装时不会阻碍其他单元部件的安置。这个原则同样也可以适用于某一轮贴片计算过程中，比如，在某一轮贴片计算中，如果某个位置的匀场片总数已经超过了该位置允许放置的最大数量限制，也要进行减少数量的处理

通过使用本申请的匀场方法，由于已经量化了匀场片对磁场的影响模型，可以根据该模型通过计算软件自动计算贴片方案；并且在计算过程中，既尽量使得单个层面的各个样本点的场强差异缩小，又对各个层面进行调整，减小匀场效果的波动，使得计算结果快速收敛；而且，在贴匀场片时，还在最佳位置设置，避免无用数据的产生。在实际实施中，本例子的匀场方法大大提高了匀场的效率，例如，本方法在某型号永磁体上实验结果如下，磁体初始均匀度：3268ppm，使用本方法匀场后均匀度：60ppm，匀场过程中总共经过5轮贴片，至第6轮测试时为60ppm，满足要求，总共耗时约20工时。结论显示，使用新匀场方法，在达到匀场指标的基础上，把匀场工时从原本40工时缩短至24个工时，提高效率40％以上。

图4示例了本申请的磁共振系统的匀场装置的结构，如图4所示，该装置可以包括：层面场强调整模块41和匀场方案输出模块42。

层面场强调整模块41，用于对待匀场的磁场中的各个层面，分别进行层面场强调整；所述层面场强调整包括：根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，得到用于缩小所述差异的匀场片调整信息；所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应所述层面的贴附位置时对磁场的影响，所述量化基础模型用于表示在所述对应所述层面的贴附位置进行匀场片调整时磁场的影响；所述参考场值可以是所述磁场中所有样本点的场强平均值，或者为所述磁场中的磁场中心场强值；

匀场方案输出模块42，用于在所述各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作。

如图5所示，该装置中的层面场强调整模块41中可以包括：样本点查找子模块411、基础数据查找子模块412和匀场片调整子模块413。其中，

样本点查找子模块411，用于分别计算所述层面中的各个样本点的采集场强与参考场值的差值，得到最大差值及所述最大差值对应的样本点；

基础数据查找子模块412，用于由匀场片放置在对应所述层面的匀场片贴附位置时采集的基础数据中，获取对应所述样本点的基础数据数值；

匀场片调整子模块413，用于根据所述样本点对应的最大差值和所述基础数据数值，依据量化基础模型，调整所述匀场片贴附位置处贴附的匀场片，以缩小所述层面上各个样本点的采集场强与参考场值的差值。

例如，匀场片调整子模块413，在调整所述匀场片贴附位置处贴附的匀场片时，可以包括：在所述对应所述层面的匀场片贴附位置处，增加或者减少一个匀场片。

参见图6所示，匀场片调整子模块413，可以包括：第一调整单元414和第二调整单元415；其中，

第一调整单元414，用于在所述样本点对应的最大差值大于所述基础数据数值，且所述最大差值大于零时，则减少一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片或者增加一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片；

第二调整单元415，用于在所述样本点对应的最大差值大于所述基础数据数值，且所述最大差值小于零时，则减少一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片或者增加一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片。

此外，该装置还可以包括：流程控制模块43，用于若根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作后，所述磁场的均匀度满足预定的均匀度阈值，或者计算所述匀场片调整信息的次数达到了预设的计算次数，则本轮贴片结束，否则指示所述层面场强调整模块继续进行所述匀场片调整信息的计算。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种磁共振系统的匀场方法，其特征在于，包括：

对待匀场的磁场中的各个层面，分别进行层面场强调整；所述层面场强调整包括：根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，得到用于缩小所述差异的匀场片调整信息；所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应所述层面的贴附位置时对磁场的影响，所述量化基础模型用于表示在所述对应所述层面的贴附位置进行匀场片调整时对磁场的影响；

在所述各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作；

所述根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，包括：

分别计算所述层面中的各个样本点的采集场强与参考场值的差值，得到最大差值及所述最大差值对应的样本点；

由匀场片放置在对应所述层面的匀场片贴附位置时采集的基础数据中，获取对应所述样本点的基础数据数值；

根据所述样本点对应的最大差值和所述基础数据数值，依据量化基础模型，调整所述匀场片贴附位置处贴附的匀场片，以缩小所述层面上各个样本点的采集场强与参考场值的差值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述匀场片贴附位置处贴附的匀场片，包括：

在所述对应所述层面的匀场片贴附位置处，增加或者减少一个匀场片。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述增加或者减少一个匀场片，包括：

若所述样本点对应的最大差值大于所述基础数据数值，且所述最大差值大于零，则减少一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片或者增加一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片；

若所述样本点对应的最大差值大于所述基础数据数值，且所述最大差值小于零，则减少一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片或者增加一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作后，所述磁场的均匀度满足预定的均匀度阈值，或者计算所述匀场片调整信息的次数达到了预设的计算次数，则本轮贴片结束，否则继续进行所述匀场片调整信息的计算。

5.一种磁共振系统的匀场装置，其特征在于，包括：

层面场强调整模块，用于对待匀场的磁场中的各个层面，分别进行层面场强调整；所述层面场强调整包括：根据对应所述层面的基础数据和量化基础模型，将所述层面上样本点的采集场强与参考场值的差异进行缩小化处理，得到用于缩小所述差异的匀场片调整信息；所述基础数据用于表示匀场片贴附在对应所述层面的贴附位置时对磁场的影响，所述量化基础模型用于表示在所述对应所述层面的贴附位置进行匀场片调整时对磁场的影响；

匀场方案输出模块，用于在所述各个层面均进行层面场强调整完成后，根据多个匀场片调整信息得到本轮贴片的匀场片贴片方案信息，以使得根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作；

所述层面场强调整模块包括：

样本点查找子模块，用于分别计算所述层面中的各个样本点的采集场强与参考场值的差值，得到最大差值及所述最大差值对应的样本点；

基础数据查找子模块，用于由匀场片放置在对应所述层面的匀场片贴附位置时采集的基础数据中，获取对应所述样本点的基础数据数值；

匀场片调整子模块，用于根据所述样本点对应的最大差值和所述基础数据数值，依据量化基础模型，调整所述匀场片贴附位置处贴附的匀场片，以缩小所述层面上各个样本点的采集场强与参考场值的差值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述匀场片调整子模块，在调整所述匀场片贴附位置处贴附的匀场片时，包括：在所述对应所述层面的匀场片贴附位置处，增加或者减少一个匀场片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述匀场片调整子模块，包括：

第一调整单元，用于在所述样本点对应的最大差值大于所述基础数据数值，且所述最大差值大于零时，则减少一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片或者增加一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片；

第二调整单元，用于在所述样本点对应的最大差值大于所述基础数据数值，且所述最大差值小于零时，则减少一个磁场方向与磁体主磁场方向相反的匀场片或者增加一个磁场方向与磁体主磁场方向一致的匀场片。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

流程控制模块，用于若根据所述匀场片贴片方案信息进行匀场操作后，所述磁场的均匀度满足预定的均匀度阈值，或者计算所述匀场片调整信息的次数达到了预设的计算次数，则本轮贴片结束，否则指示所述层面场强调整模块继续进行所述匀场片调整信息的计算。