CN115144803A - 磁共振成像系统及其主磁场校正方法、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供磁共振成像系统及其主磁场校正方法、存储介质。具体地，提供一种磁共振成像系统、用于磁共振成像系统的主磁场校正方法以及计算机可读存储介质。该方法包括：获取基于第一成像序列的体模的预估图像，该第一成像序列具有可变谐振频率；基于该预估图像对主磁场进行预校正；获取基于预校正后的主磁场的体模的扫描图像；以及，判断该扫描图像的质量是否在可接受范围内，如果否，返回获取预估图像的步骤。

Description

磁共振成像系统及其主磁场校正方法、存储介质

技术领域

本发明公开的实施例涉及医学成像技术，更具体地涉及一种磁共振成像系统、用于磁共振成像系统的主磁场校正方法以及计算机可读存储介质。

背景技术

磁共振成像(MRI)作为一种医学成像模态，可以在不使用X射线或其他电离辐射的情况下获得人体的图像。

MRI利用具有强磁场的磁体来产生静磁场(或主磁场)B0。当将人体的待成像部位定位于静磁场B0中时，与人体组织中的氢原子核相关联的核自旋产生极化，使待成像部位的组织在宏观上产生纵向磁化矢量，处于平衡状态。当施加与静磁场B0的方向相交的射频场B1后，质子旋转的方向发生改变，纵向磁化矢量衰减，待成像部位的组织在宏观上产生横向磁化矢量。移除射频场B1后，纵向磁化强度逐渐恢复至平衡状态，横向磁化矢量以螺旋状进行衰减直至恢复为零，横向磁化矢量衰减的过程中产生自由感应衰减信号，该自由感应衰减信号能够作为磁共振信号被采集，并基于采集的该信号可以重建待成像部位的组织图像。

为了保证磁共振成像的质量，至少要求检查空间(例如由主磁体限定的扫描腔)中的主磁场具有较好的均匀性，这需要借助于对主磁场进行均匀性校正，也称为匀场。

一种传统的校正方式中，需要借助磁强计来测量扫描腔中的磁场强度，这需要将多个磁强计设置在支架或类似装置上，将支架安装在扫描腔中，然后手动地转动支架使得磁力计移动到扫描空间中待测量的位置来测量磁场强度。然后，基于测量的磁场强度来执行匀场，例如，在主磁体内添加匀场片来调节特定位置处的磁场强度。

这种测量设备成本较高，结构复杂、不易操作且非常耗时。另外，尤其对于偏远地区来说，往往多个相距甚远的医疗机构共用一台测量设备，运输成本高、容易在运输过程中产生损坏，并且增加了不同机构之间的沟通和等待时间。

也可以通过基于体模成像的方式来获得主磁场的校正数据，然而当主磁场均匀性较差时，其均匀性校正的复杂程度非常高。

发明内容

本发明一方面提供一种用于磁共振成像系统的主磁场校正方法，包括：

获取基于具有可变谐振频率的第一成像序列的体模的预估图像；

基于所述预估图像对所述主磁场进行预校正；

获取基于所述预校正后的主磁场的体模的扫描图像；以及，

判断所述扫描图像的质量是否在可接受范围内，如果否，返回获取所述体模的预估图像的步骤。

另一方面，获取所述预估图像步骤包括：

分别基于多个射频激发脉冲对所述体模进行成像以获取多个待合成图像，所述多个射频激发激发脉冲具有不同的频率；以及，

对所述多个待合成图像进行合成处理以生成所述预估图像。

另一方面，所述第一成像序列为MAVRIC序列。

另一方面，基于所述预校正后的主磁场和第二成像序列获取所述扫描图像。

另一方面，判断所述扫描图像的质量是否在可接受范围内的步骤包括：通过将所述扫描图像与预存的标准图像进行比较以判断所述扫描图像中体模的变形程度是否在可接受范围内。

另一方面，如果所述扫描图像的质量在可接受范围内，对所述预校正后的主磁场进行精确匀场。

另一方面，所述精确匀场包括：

获取基于第三成像序列的体模的第一匀场图像和第二匀场图像，所述第一匀场图像和第二匀场图像之间具有相位偏移；以及，

基于所述第一匀场图像和第二匀场图像的相位差对所述预校正后的主磁场进行匀场校正。

另一方面，所述第三成像序列包括射频激发脉冲、射频重聚脉冲、层面选择梯度脉冲、相位编码脉冲、第一频率编码脉冲和第二频率编码脉冲，所述第一频率编码脉冲和第二编码脉冲相邻且具有预设的间隔时间，其中，所述第一频率编码脉冲用于产生第一回波数据以生成所述第一匀场图像，所述第二频率编码脉冲用于产生第二回波数据以生成所述第二匀场图像。

本发明另一方面提供一种用于磁共振成像系统的主磁场校正方法，包括：

对体模执行具有可变谐振频率的第一成像序列以获取所述体模的一组图像，并对所述一组图像进行合成处理以生成所述体模的预估图像；

基于所述预估图像对所述主磁场进行预校正；

基于所述预校正后的主磁场对所述体模进行扫描以获取扫描图像；

判断所述扫描图像中体模的变形程度是否低于预设阈值；

如果否，调整所述第一成像序列的多个谐振频率并返回对体模执行第一成像序列的步骤，如果是，对所述预校正后的主磁场进行精确匀场。

本发明另一方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被运行时执行上述任一方面的方法。

本发明另一方面提供一种磁共振成像系统，包括：

扫描仪，其用于对对象进行扫描以获取对象的图像数据，所述对象包括体模；

图像重建器，其用于基于所述图像数据重建对象的图像；

图像分析处理器，其用于基于所述对象的图像获取主磁场的校正数据和图像质量判断数据；以及，

控制器，其用于控制所述扫描仪、图像重建器和图像分析处理器执行上述任一方面的方法。

应理解，提供上文的简要描述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上文中或在本公开的任一区段中所提及的任何缺点的实现。

附图说明

参考所附附图，通过阅读下列非限制性实施例的描述，本发明将被更好地理解，其中：

图1示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的用于磁共振成像系统的主磁场校正方法的流程图；

图3示出了基于均匀性较差的主磁场生成的具有较大变形的体模图像的示例；

图4示出了本发明实施例中基于预校正后的主磁场生成的体模的扫描图像的示例；

图5示出了体模的标准图像的示例；

图6示出了根据本发明另一个实施例的主磁场校正方法的流程图；

图7示出了根据本发明实施例的第三成像序列的示例；

图8示出了根据本发明另一实施例的主磁场校正方法的流程图；

图9示出了根据本发明另一个实施例的磁共振成像系统的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的磁共振成像系统的结构示意图，该磁共振成像系统包括扫描仪110、图像重建器120、图像分析处理器130和控制器140。控制器140耦合至扫描仪110，以用于控制扫描仪110的操作，例如，控制扫描仪110对对象16执行扫描序列以获取对象16的图像数据。控制器140还用于与图像重建器120通信，以控制图像重建器120基于扫描仪获取的图像数据重建对象16的图像。控制器140还用于与图像分析处理器130通信，以控制图像分析处理器130对对象的重建图像或者原始图像数据进行分析或处理，这样的分析或处理可以包括，例如，基于对象的图像获取主磁场的校正/匀场数据，还可以包括，例如，判断/评估对象的图像的质量。

在对人体进行扫描成像时，该对象16可以为待诊断的人体解剖结构；在进行主磁场评估或者校正/匀场时，该对象16可以为体模，控制器140可以控制扫描仪110获取体模的图像数据，并控制图像重建器基于体模的图像数据重建体模的图像，还可以控制图像分析处理器130基于体模的图像对体模所在空间中的主磁场的均匀性进行评估，并基于评估结果获取主磁场的校正数据/匀场数据。

具体地，控制器140可以通过序列发生器(图中未示出)来向扫描仪110的相关部件(例如下文将描述的射频发生器、梯度线圈驱动器等)发送序列控制信号，使得扫描仪110执行预设的成像序列，在一个实施例中，该成像序列可以包括用于主磁场均匀性校正的一个或多个成像序列，本发明的实施例中，主磁场均匀性校正可以包括预校正，还可以进一步包括精确校正/匀场。

本领域技术人员可以理解，上述“成像序列”是指在执行磁共振成像扫描时应用的具有特定功率、幅度、宽度、方向和时序的脉冲的组合，这些脉冲通常可以包括例如射频脉冲和梯度脉冲。该射频脉冲可以包括，例如用于激发人体内质子发生共振的射频发射脉冲。该梯度脉冲可以包括，例如切片选择梯度脉冲、相位编码梯度脉冲、频率编码梯度脉冲等。

在一个示例中，扫描仪110可以包括主磁体组件111、床112、射频发生器113、射频发射线圈114、梯度线圈驱动器115、梯度线圈组件116、射频功率放大器119和数据采集单元117。

主磁体组件111通常包括限定在外壳内的环形超导磁体，该环形超导磁体安装在环形的真空容器内。该环形超导磁体及其外壳限定了环绕对象16的圆柱形的空间，如图1所示的扫描腔18，即主磁场空间。扫描腔18限定磁共振成像系统的成像区域或者成像区域的至少一部分。主磁体组件111生成沿扫描腔18的Z方向的恒定磁场，如主磁场B0。通常，主磁场B0中较为均匀的部分形成在主磁体的中心区域中。

床112用于承载对象16，并响应控制器140的控制以沿着Z方向行进以进出上述扫描腔18，例如，在一个实施例中，可以将对象16的成像体积定位至扫描腔中的磁场强度较为均匀的中心区域，以便于对对象16的成像体积进行扫描成像。例如，其可以将体模定位至主磁场空间中的合适位置，以便于测量主磁场空间中的磁场强度。

磁共振成像系统利用所形成的主磁场B0将静磁脉冲信号发射至放置在扫描腔18中的对象16(例如体模)，使得对象16内共振体积的质子的进动有序化，产生纵向磁化矢量。

射频发生器113、射频功率放大器119可以作为射频发射链路的一部分，其中，射频发生器113用于响应控制器140的控制信号以产生射频脉冲，该射频脉冲通常为功率较小的射频小信号，该射频小信号可以经由射频功率放大器119进行放大后施加至射频发射线圈114。

射频发射线圈114可以为体线圈，其可以连接发射/接收(T/R)开关，通过控制该发射/接收开关可以使得射频发射线圈114在发射和接收模式进行切换，在发射模式下，射频发射线圈114用于响应上述射频激发脉冲，以向对象16发射正交于静磁场B0的射频场B1以激发对象16体内的原子核，使纵向磁化矢量转变为横向磁化矢量。在接收模式下，体线圈可以用于接收来自对象16的磁共振信号。

当射频激发脉冲结束后，对象16的横向磁化矢量逐渐恢复为零的过程中产生自由感应衰减信号。

梯度线圈驱动器115用于响应控制器140发出的梯度脉冲控制信号或者匀场控制信号以为梯度线圈组件116提供合适的电流/功率。

梯度线圈组件116一方面在成像空间中形成变化的磁场以便为上述磁共振信号提供三维位置信息，另一方面用于产生主磁场B0的补偿磁场以对主磁场B0进行匀场。

梯度线圈组件116可以包括三个梯度线圈，三个梯度线圈用于分别产生倾斜到互相垂直的三个空间轴(例如X轴、Y轴和Z轴)中的磁场梯度。更具体地，梯度线圈组件116在切片选择方向(例如，Z向)上施加磁场梯度以便在成像体积中进行选层。本领域技术人员理解，该层是三维成像体积中沿着Z向分布的多个二维切片中任意一个，上述“Z向”通常是患者定位在床112上时，可以从头部延伸至脚部的方向。当对该成像进行扫描时，射频发射线圈114将射频激发脉冲发射至成像体积的该层并激发该层。梯度线圈组件116在相位编码方向(例如Y向)上施加磁场梯度，以便对被激发的层的磁共振信号进行相位编码。梯度线圈组件116在对象16的频率编码方向(例如X向)上施加梯度场，以便对被激发的层的磁共振信号进行频率编码。

数据采集单元117用于响应控制器140的数据采集控制信号以采集上述(例如由体线圈或者表面线圈接收的)磁共振信号，在一个实施例中，该数据采集单元117可以包括，例如射频前置放大器、相位检测器以及模拟/数字转化器，其中射频前置放大器用于对磁共振信号进行放大，相位检测器用于对放大后的磁共振信号进行相位检测，模拟/数字转换器用于将经相位检测的磁共振信号从模拟信号转换为数字信号。

该数字化的磁共振信号可以作为原始图像数据被图像重建器120接收，图像重建器120可以基于上述数字化的磁共振信号重建对象16的二维切片图像。具体地，图像重建器120可以基于与控制器140进行通信以执行上述的图像重建。

图像分析处理器130可以对上述重建的图像或者原始图像数据进行任何需要的图像分析和处理，例如，通过图像分析确定图像质量、确定主磁场的均匀度并进一步获取主磁场的校正数据，又如，通过图像处理提升图像对比度、均匀度、清晰度、亮度等。具体地，图像分析处理器130可以基于与控制器140进行通信以执行上述的图像分析和处理。

磁共振成像系统还可以包括显示器150，其可以用于显示操作界面以及数据处理过程中产生的各种数据或图像。

该磁共振成像系统还包括控制台160，控制台160可以包括用户输入设备，诸如键盘和鼠标等。控制器140可以响应用户经由操作控制台160、设置在主磁体壳体上的操作面板/按键等产生的控制命令、以及一些自动检测的结果来生成控制信号，以控制诸如扫描仪110、图像重建器120、图像分析处理器130、显示器150等执行相应的操作。

在一种实施例中，控制器140、图像重建器120、图像分析处理器130可以分别或者共有地包括计算机和存储介质，在该存储介质上记录要由计算机执行的预定的控制程序、数据处理程序，例如该存储介质上可以存储用于实施成像扫描、图像重建、图像处理等的程序，例如，可以存储用于实施本发明实施例的主磁场校正的方法的程序。上述存储介质可以包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、或非易失性存储卡。

上述磁共振成像系统仅作为一个示例进行描述，在其它实施例中，该设备可以具有多种变换形式。

基于上述描述，在对对象进行成像的过程中，保证主磁场足够均匀有助于减少伪影、获得较高的图像质量，因此，通常可以通过体模的成像数据来对主磁场进行校准，当主磁场本身具有较好的均匀性，则生成的体模图像变形程度也会较小，也比较容易基于这样的图像进行主磁场校正。然而，当主磁场的均匀性较差，使得生成的图像中体模的形变程度过大(如图2所示)，使得不易确定产生不均匀性的来源(例如主磁场的哪些位置不均匀)，这种情况下可能需要大量的、复杂的运算或尝试才可能获得较准确的主磁场校正数据。

图3示出了根据本发明一个实施例的主磁场校正方法的流程图300。

在步骤S310中，获取基于具有可变谐振频率的第一成像序列的体模的预估图像。上述的“具有可变谐振频率”可以表示第一成像序列包括多个依次施加的射频发射脉冲，其中该多个射频发射脉冲的频率各不相同，由于体模分别被不同谐振频率的发射脉冲所激发，使得产生多组对应的图像数据，每组图像数据中，可能较好地呈现体模的部分部位(该部分所在的主磁场处的共振频率与对应的谐振频率更接近)，而较差地呈现其它部位(该部位所在主磁场处的共振频率与该谐振频率的偏差更大)。

因此，可以对在该多个谐振频率下产生的图像数据进行处理来预先估计体模的完整图像数据，其与基于一次完整扫描数据进行图像重建而获得的扫描图像的区别在于，这样的估计可能由于图像处理算法的不同而产生不同方面的差异。本发明的实施例中，可以通过对该多组图像(或图像数据)进行合成处理来生成预估图像，该合成处理可以包括取该多组图像数据中的不同部分(例如成像质量较好的部分)来进行合成，并且，还可以进一步在相邻两组数据之间进行幅值加权插值算法。

在一个实施例中，步骤S310可以包括：分别基于多个射频激发脉冲对体模进行成像以获取多个待合成图像，以及，对该多个待合成图像进行合成处理以生成该预估图像。该多个射频激发激发脉冲具有不同的频率。

作为一个示例，该第一成像序列可以是MAVRIC(MultiAcquisition withVariable Resonance Image Combination,多采集可变谐图像结合)，本领域技术人员理解，该序列可以用于进行对具有植入物的人体组织进行成像，来避免在人体组织图像中产生金属伪影，然而，本发明的实施例中，利用该序列来生成体模图像，并且通过以下描述，进一步利用该体模图像来进行主磁场的快速校正。并且，在步骤S310中，其它具有可变谐振频率的成像序列也可以用于产生多个对应不同谐振频率的图像。

步骤S310中，可以通过使扫描仪110的相应部件对该体模执行该第一成像序列来获取体模的多组图像数据，并通过图像重建器120基于该多组图像数据重建多组图像，还可以通过图像分析处理器130来对该多组图像进行合成处理来生成该预估图像。在其它实施方式中，可以通过图像重建器120重建该该多组图像并进行图像合成处理，还可通过图像分析处理器130直接基于该多组图像数据合成并重建该预估图像，或者通过图像分析处理器130合成该多组图像数据后，经由图像重建器120基于合成的图像数据重建预估图像。

由于采用了多个谐振频率，使得尽可能多地获得了不同主磁场场强下的图像数据，再对该不同场强下的图像数据进行合成，合成后的图像中，体模可以保持其基本的形状，不会发生太大的变形，即使主磁场本身的均匀性较差，也可以避免由于该较差的均匀性生成扭曲程度过大的图像，为进一步的主磁场校正带来方便。

在步骤S320中，基于该预估图像对主磁场进行预校正，由于预估图像中体模的形变可能是存在的，但是形变程度较小，因此，可以依靠传统的基于图像的磁场校正方式来进行预校正。例如，预校正可以包括：基于预估图像获取主磁场校正数据，例如调整后的主磁场图。该主磁场校正数据可以用于引导操作者进行主磁场预校正，例如，作为其中一个方式，在合适的位置增加或减少匀场片。本步骤中，可以通过图像分析处理器130分析预估图像的频率分布，进而获取主磁场的预校正数据。

在步骤S330中，获取基于该预校正后的主磁场的体模的扫描图像，在步骤S340中，判断该扫描图像的质量是否在可接受范围内，如果是，结束预校正，如果否，返回步骤S310，直至基于当前主磁场获得的扫描图像的质量在可以接受的范围内。

在步骤S330中，可以使得扫描仪110的相应部件执行第二成像序列以产生体模的图像数据，并通过图像处理器120基于该图像数据重建体模的扫描图像。该第二成像序列可以包括单一频率的射频激发脉冲。仅作为一个示例，该第二成像序列可以是自旋回波(SE)序列，本领域技术人员理解，也可以采用其它成像序列对处于预校正的主磁场中的体模进行扫描以获取其扫描图像。

在步骤S340中，可以通过图像分析处理器130判断体模的扫描图像的图像质量是否在可接受的范围内。具体地，可以将该扫描图像(如图4所示)与预存的标准图像(如图5所示)进行比较以判断扫描图像中体模的变形程度是否在可接受范围内，或者判断扫描图像中体模的变形程度是否低于预设阈值，，如果两幅图像中的体模的形状相似度较高，体模的变形程度低于预设阈值，则认为扫描图像的质量可接受，主磁场经预校正后已较为均匀，则可以结束预校正。相反，如果两幅图像中的体模的形状存在较大差异，则认为扫描图像质量不可接受，需要进一步对主磁场进行预校正。该标准图像可以存储在存储器中，且该存储器可以与扫描仪、图像重建器120、图像分析处理器130或控制器140集成。

在一种实施方式中，可以为第一成像序列的多个射频发射脉冲设置合适的频率变化范围和频率值。例如，该第一成像序列的一组射频激发脉冲的频率可以是63.75MHz、63.77MHz、63.79MHz、63.81MHz、63.83MHz、63.85MHz、63.87MHz、63.89MHz、63.91MHz、63.93MHz、64.95MHz、63.97MHz，或者是63.81MHz、63.82MHz、63.83MHz、63.84MHz、63.85MHz、63.86MHz、63.87MHz、63.88MHz、63.89MHz、63.90MHz、64.91MHz、63.92MHz。通过设置合适的一组谐振频率，可以在有限数量的射频发射脉冲下，获得更准确的B0场数据，进而进行提升预校正的准确性。

图6示出了本发明另一实施例的主磁场校正方法的流程图600，其可以包括图3所示的步骤。进一步地，在步骤S650中，结束预校正后，即如果对象的扫描图像的质量在可接受范围内，则对预校正后的主磁场进行精确匀场。由于在预校正中，基于预估的图像进行磁场校正，由于预估的图像中存在估计的而非实际扫描的数据，使得获得的主磁场校正数据的准确性可能不足，因此，在预校正之后进行精确匀场可以进一步避免这样的问题。

上述精确匀场的步骤具体可以包括：获取基于第三成像序列的体模的第一匀场图像和第二匀场图像，该第一匀场图像和第二匀场图像之间具有相位偏移；以及，基于该第一匀场图像和第二匀场图像的相位差对预校正后的主磁场进行匀场校正。

具体地，第三成像序列包括射频激发脉冲、射频重聚脉冲、层面选择梯度脉冲、相位编码脉冲、第一频率编码脉冲和第二频率编码脉冲，第一频率编码脉冲和第二编码脉冲相邻且具有预设的间隔时间，其中，第一频率编码脉冲用于产生第一回波数据以生成第一匀场图像，第二频率编码脉冲用于产生第二回波数据以生成第二匀场图像。第一频率编码脉冲结束后，由于主磁场的不均匀性会带来质子不同程度的相位偏移，这样的相位差会体现在相应的图像上。因此，可以通过相较第一频率编码脉冲具有预设延迟的第二编码脉冲来产生第二匀场图像，基于两个匀场图像之间的相位差计算主磁场图并生成匀场数据。

图7示出了第三成像序列的一个示例，应当理解，图示的序列仅仅是执行匀场扫描的序列中的一部分，例如，其中仅示出了一个重复时间(TR)内的序列，本领域技术人员可以理解，该重复时间是指成像序列的相邻两个射频发射脉冲的时间间隔。图7示出的序列还可以包含其它脉冲，这些其它脉冲例如可以位于任意两个相邻脉冲之间，本发明的示例仅用于说明图7中各脉冲之间本身的时序关系，而不限定这些脉冲与其它未示出的脉冲之间的时序关系。

如图7所示，在第三成像序列的每个重复时间内，连续获得两次回波E1、E2以分别获得第一图像数据和第二图像数据。上述“连续”可以指两次回波被先后执行的过程中，没有执行其它的序列脉冲。作为一个示例，第三成像序列包括射频发射脉冲71，该射频发射脉冲71可以具有90度的翻转角度，其用于控制磁共振成像系统的射频发射线圈向患者发射射频信号，该射频信号具有预设的谐振频率以激发感兴趣组织的质子的共振。该射频发射脉冲71之后，还包括射频重聚脉冲72，其用于对射频激发脉冲结束后产生的横向磁化矢量进行相位重聚。可选地，该第三成像序列还包括与该射频发射脉冲71和重聚脉冲72同时发出的选层梯度脉冲73，其用于控制磁共振成像系统的Z方向的梯度线圈向静磁场B0施加梯度，以为该第一图像数据和第二图像数据提供Z方向上的位置信息；选层梯度脉冲73之后还包括相位编码梯度脉冲74，其用于控制Y方向的梯度线圈向静磁场B0施加梯度，以为该第一图像数据和第二图像数据提供Y方向上的位置信息；相位编码梯度脉冲74之后还包括频率编码梯度脉冲75、76，其也称为读梯度脉冲，用于控制磁共振成像系统的X方向的梯度线圈向静磁场B0施加梯度，以分别为该第一图像数据和第二图像数据提供X方向上的位置信息，伴随/响应该频率编码梯度脉冲75、76分别产生第一回波E1和第二回波E2，即人体中由于被激发的质子的自旋产生的自由感应衰减信号，频率编码梯度脉冲75、76及其相应的第一回波E1和第二回波E2之间具有时间差ΔTE。

本发明的实施例中，用于产生体模的扫描图像的第二成像序列可以与第三成像序列类似，区别在于第二成像序列的每个重复时间内只有一次频率编码梯度脉冲和相应的一次回波。

图8示出了本发明另一实施例的主磁场校正方法的流程图800。该实施例与以上所述的实施例具有类似的原理和实现方式。其中:

在步骤S810中，对体模执行具有可变谐振频率的第一成像序列以获取体模的一组图像，并对该组图像进行合成处理以生成体模的预估图像；

在步骤S820中，基于该预估图像对主磁场进行预校正；

在步骤S830中，基于预校正后的主磁场对体模进行扫描以获取扫描图像；

在步骤S840中，判断该扫描图像中体模的变形程度是否超过预设阈值，如果是，调整第一成像序列的多个谐振频率并返回步骤S810，如果否，对预校正后的主磁场进行精确匀场。

本发明的实施例还可以提供一种用于磁共振成像系统的主磁场校正装置、一种磁共振成像系统以及一种计算机可读存储介质，在描述本发明实施例的主磁场校正方法时已详细描述了其原理和示例，本发明实施例的磁共振的系统、主磁场校正装置和计算机可读存储介质可以用于执行上述任一实施例的方法，其与该方法具有相同的发明构思。

图9示出了本发明实施例的磁共振成像系统的框图，其中的各部件可以与图1所示的相应部件具有类似的结构和工作原理。如图9所示，该系统可以包括扫描仪910、图像重建器920、图像分析处理器930和控制器940。

扫描仪910用于对对象进行扫描以获取对象的图像数据，该对象包括体模。例如，扫描仪910可以通过执行第一成像序列获取体模的预估图像数据，执行第二图像序列获取体模的扫描图像数据，并通过执行第三成像序列获取体模的第一匀场图像数据和第二匀场图像数据。

图像重建器920用于基于该图像数据重建相应的图像。

图像分析处理器930用于基于对象的图像获取主磁场的校正数据和图像质量评估数据。例如，图像分析处理器930对预估图像数据进行合成处理以生成预估图像，并基于预估图像获取主磁场的预校正数据，判断扫描图像是否可接受，基于第一匀场图像和第二匀场图像之间的相位差获取主磁场的精确匀场数据。

控制器940用于控制扫描仪910、图像重建器920和图像分析处理器930执行上述任一实施例的磁场校正方法。

本发明实施例的计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在该计算机程序被运行时执行上述任一实施例的磁场校正方法。

本发明实施例的磁场校正装置可以包括第一控制模块、预校正模块、第二控制模块和判断模块。

第一控制模块用于控制磁共振成像系统获取基于具有可变谐振频率的第一成像序列的体模的预估图像，例如，控制磁共振成像系统执行第一成像序列获取多组图像数据，并对该多组图像数据进行重建和合成处理，以获得预估图像。

预校正模块用于基于该预估图像对磁共振成像系统的主磁场进行预校正；

第三控制模块用于控制磁共振成像系统获取基于预校正后的主磁场的体模的扫描图像。例如，通过对处于预校正后的体模执行第二成像序列获取体模的扫描数据，并对扫描数据进行重建以获得扫描图像。

判断模块用于判断扫描图像的质量是否在可接受范围内，如果否，通过第一成像模块再次控制磁共振成像系统获取该预估图像、通过预校正模块再次对主磁场进行预校正、并通过第二控制模块再次控制磁共振成像系统获取体模的扫描图像。

可选地，该第一控制模块包括：

第二控制单元，其用于控制磁共振成像系统分别基于多个射频激发脉冲对所述体模进行成像以获取多个待合成图像，该多个射频激发激发脉冲具有不同的频率；以及，

图像合成单元，其用于对该多个待合成图像进行合成处理以生成该预估图像。

可选地，该装置还包括调整模块，其用于当该扫描图像的质量不在可接受的范围内时，调整该第一成像序列的多个谐振频率，以使第一控制模块控制该磁共振成像系统基于调整后的谐振频率再次获取体模的预估图像。

可选地，第二控制模块用于控制磁共振成像系统获取基于所述预校正后的主磁场和第二成像序列的体模的扫描图像。

可选地，该装置还可以包括精确匀场模块，如果扫描图像的质量在可接受范围内，精确匀场模块对该预校正后的主磁场进行精确匀场。

可选地，该精确匀场模块包括：

第一控制单元，其用于控制磁共振成像系统获取基于第三成像序列的体模的第一匀场图像和第二匀场图像，该第一匀场图像和第二匀场图像之间具有相位偏移；以及，

精确校正单元，其用于基于该第一匀场图像和第二匀场图像的相位差对该预校正后的主磁场进行匀场校正。

可选地，该第三成像序列包括射频激发脉冲、射频重聚脉冲、层面选择梯度脉冲、相位编码脉冲、第一频率编码脉冲和第二频率编码脉冲，述第一频率编码脉冲和第二编码脉冲相邻且具有预设的间隔时间，其中，第一频率编码脉冲用于产生第一回波数据以生成该第一匀场图像，第二频率编码脉冲用于产生第二回波数据以生成该第二匀场图像。

可选地，该判断模块用于将扫描图像与预存的标准图像进行比较，以判断扫描图像中体模的变形程度是否在可接受范围内。

实验证明，基于本发明实施例进行主磁场校正后，主磁场均匀性与基于磁强计的主磁场校正后的均匀性非常接近，然而本发明的实施例无需复杂的结构和操作，即使对于均匀性很差的主磁场，并且通过预校正，能较快地将非常不均匀的主磁场校正至能够接受的程度(例如使得后续能够较容易地采用基于体模成像的传统校正方式来进行精确匀场)，避免采用复杂的运算、更容易获得均匀的主磁场。

本文中所使用的“模块”、“单元”、“控制器”“处理器”等可以是软件、硬件或软硬件结合的形式，其可以包括电路，该电路被配置为执行本文中所讨论的一个或多个任务、功能或步骤。本文中所使用的“控制器”、“控制单元”、“控制模块”、“处理器”不旨在必须限制为单个处理器或计算机。例如，可以包括多个处理器、ASIC、FPGA和/或计算机，该多个处理器、ASIC、FPGA和/或计算机可被整合到共用的外壳或单元中，或者可以分布在各种单元或外壳中。所描绘的“控制器”、“控制单元”、“控制模块”、“处理器”包括存储器。存储器可以包括一个或多个计算机可读存储介质。例如，存储器可以存储图像(例如预估图像、扫描图像、标准图像、第一匀场图像、第二匀场图像)、系统信息(例如主磁场的校正数据)、用于执行上述任一实施例的算法或过程等。进一步地，本文中讨论的过程流程和/或流程图(或者其方面)可以表示被存储在存储器中以用于引导主磁场匀场过程中的一个或多个指令集。

如本文中所使用的，以单数叙述且冠以用词“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非此类排除被明确地陈述。此外，参照本发明的“一个实施例”并不旨在被解释为排除同时纳入所叙述的特征的额外实施例的存在。而且，除非明确叙述相反情况，实施例“包含(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”具有特定性质的元件或多个元件可包括不具有该性质的附加的这样的元件。术语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相应的术语“包含(comprising)”和“其特征在于(wherein)”的简明语言对等词。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对其对象强加数值要求或特定位置顺序。

此书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，也可以使任何相关技术领域的普通技术人员能够实现本发明，包括制造并使用任何设备或系统以及执行任何涵盖的方法。本发明的专利保护范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员知道的其他示例。如果它们具有与权利要求书的文字语言没有区别的结构要素，或者它们包括与权利要求书的文字语言无实质区别的等效结构要素，则旨在使该其它示例落在权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种用于磁共振成像系统的主磁场校正方法，包括：

获取基于第一成像序列的体模的预估图像，所述第一成像序列具有可变谐振频率；

基于所述预估图像对所述主磁场进行预校正；

获取基于所述预校正后的主磁场的体模的扫描图像；以及，

判断所述扫描图像的质量是否在可接受范围内，如果否，返回获取所述预估图像的步骤。

2.如权利要求1所述的方法，其中，获取所述预估图像的步骤包括：

分别基于多个射频激发脉冲对所述体模进行成像以获取多个待合成图像，所述多个射频激发激发脉冲具有不同的频率；以及，

对所述多个待合成图像进行合成处理以生成所述预估图像。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一成像序列为MAVRIC序列。

4.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述预校正后的主磁场和第二成像序列获取所述扫描图像。

5.如权利要求1所述的方法，其中，判断所述扫描图像的质量是否在可接受范围内的步骤包括：通过将所述扫描图像与预存的标准图像进行比较以判断所述扫描图像中体模的变形程度是否在可接受范围内。

6.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：

如果所述扫描图像的质量在可接受范围内，对所述预校正后的主磁场进行精确匀场。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述精确匀场包括：

获取基于第三成像序列的体模的第一匀场图像和第二匀场图像，所述第一匀场图像和第二匀场图像之间具有相位偏移；以及，

基于所述第一匀场图像和第二匀场图像的相位差对所述预校正后的主磁场进行匀场校正。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第三成像序列包括射频激发脉冲、射频重聚脉冲、层面选择梯度脉冲、相位编码脉冲、第一频率编码脉冲和第二频率编码脉冲，所述第一频率编码脉冲和第二编码脉冲相邻且具有预设的间隔时间，其中，所述第一频率编码脉冲用于产生第一回波数据以生成所述第一匀场图像，所述第二频率编码脉冲用于产生第二回波数据以生成所述第二匀场图像。

9.一种用于磁共振成像系统的主磁场校正方法，包括：

对体模执行具有可变谐振频率的第一成像序列以获取所述体模的一组图像，并对所述一组图像进行合成处理以生成所述体模的预估图像；

基于所述预估图像对所述主磁场进行预校正；

基于所述预校正后的主磁场对所述体模进行扫描以获取扫描图像；

判断所述扫描图像中体模的变形程度是否低于预设阈值；

如果否，调整所述第一成像序列的多个谐振频率并返回对体模执行第一成像序列的步骤，如果是，对所述预校正后的主磁场进行精确匀场。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被运行时执行权利要求1至9任一项所述的方法。

11.一种磁共振成像系统，包括：

扫描仪，其用于对对象进行扫描以获取对象的图像数据，所述对象包括体模；

图像重建器，其用于基于所述图像数据重建对象的图像；

图像分析处理器，其用于基于所述对象的图像获取主磁场的校正数据和图像质量判断数据；以及，

控制器，其用于控制所述扫描仪、图像重建器和图像分析处理器执行权利要求1-9任一项所述的方法。

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