涡流缓解系统和方法技术方案

提供了用于根据脉冲序列对磁共振成像(MRI)系统的操作期间的涡流的存在进行补偿的技术，该脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形。这些技术包括：至少部分地通过使用梯度波形的特性的非线性函数校正梯度波形来对MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据经校正梯度波形来操作MRI系统以生成目标梯度场。来操作MRI系统以生成目标梯度场。来操作MRI系统以生成目标梯度场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡流缓解系统和方法


[0001]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求2019年8月15日提交的标题为“EDDY CURRENT MITIGATION SYSTEMS AND METHODS”的美国临时专利申请序列号62/887,212的优先权，其通过引用而被全部包含于此。

技术介绍

[0002]磁共振成像(MRI)为许多应用提供了重要的成像方式，并且广泛应用于临床和研究环境中以产生人体内部的图像。一般地，MRI基于检测磁共振(MR)信号，MR信号是原子响应于由所施加的电磁场引起的状态变化而发射的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术涉及检测在被成像对象中的原子(例如，人体组织中的原子)的核自旋重新对准或弛豫时从激发原子的核发射的MR信号。可以对检测到的MR信号进行处理以产生图像，这使得在医学应用的背景下能够对体内的内部结构和/或生物处理进行调查以用于诊断、治疗和/或研究目的。

技术实现思路

[0003]一些实施例提供一种用于通过根据脉冲序列生成目标梯度场来操作磁共振成像系统即MRI系统的方法，所述脉冲序列包括与所述目标梯度场相关联的梯度波形，所述方法包括：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。
[0004]一些实施例提供一种磁共振成像系统即MRI系统，包括：磁性系统，其包括多个磁性组件，所述多个磁性组件被配置为产生用于进行MRI的磁场，所述多个磁性组件包括用于产生梯度磁场的至少一个梯度线圈；以及至少一个控制器，其被配置为根据脉冲序列来操作所述多个磁性组件中的一个或多于一个磁性组件，所述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形，其中所述至少一个控制器被配置为：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。
[0005]一些实施例提供至少一个非暂时性计算机可读存储介质，用于存储处理器可执行指令，所述处理器可执行指令在由磁共振成像系统即MRI系统执行时，使得所述MRI系统进行用于通过根据脉冲序列施加多个梯度场来操作所述MRI系统的方法，所述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形，所述方法包括：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。
[0006]一些实施例提供一种磁共振成像系统即MRI系统，包括：至少一个控制器，其被配置为根据脉冲序列来操作所述MRI系统的多个磁性组件中的一个或多于一个磁性组件，所
述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形，其中所述至少一个控制器被配置为：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。
[0007]在一些实施例中，所述梯度波形的特性包括所述梯度波形的振幅。在一些实施例中，所述梯度波形的特性包括所述梯度波形的振幅、所述目标梯度场的方向、所述梯度波形的形状和/或所述梯度波形的转换速率(slew rate)。
[0008]在一些实施例中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的多项式函数。在一些实施例中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的指数函数。在一些实施例中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的分段多项式函数。在一些实施例中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的分段常数函数。
[0009]在一些实施例中，所述非线性函数是基于从所述MRI系统获得的涡流校准数据来确定的。在一些实施例中，所述方法还包括：使用场探测器来获得所述涡流校准数据，以测量所述MRI系统在所述MRI系统的操作期间的涡流；以及使用所述涡流校准数据来确定所述非线性函数。
[0010]在一些实施例中，校正所述梯度波形包括：将所述非线性函数应用于所述梯度波形以获得经缩放梯度波形。在一些实施例中，校正所述梯度波形还包括：向所述经缩放梯度波形应用变换以获得经变换梯度波形，所述变换是使用从所述MRI系统获得的涡流校准数据确定的。
[0011]在一些实施例中，向所述经缩放梯度波形应用所述变换包括：利用使用所述涡流校准数据所确定的滤波器对所述经缩放梯度波形进行滤波。在一些实施例中，至少部分地通过进行卷积来在时域中进行对所述经缩放梯度波形的滤波。在一些实施例中，在除时域以外的域中进行对所述经缩放梯度波形的滤波。在一些实施例中，所述滤波器是预强调滤波器，所述方法还包括：使用拉普拉斯逆变换来确定预强调滤波器。
[0012]在一些实施例中，所述方法还包括：将所述经缩放梯度波形从所述经变换梯度波形中减去以获得校正波形；以及将所述校正波形与所述梯度波形组合以获得所述经校正梯度波形。在一些实施例中，所述非线性函数是用于对第一涡流进行补偿的第一非线性函数，其中该补偿包括：使用所述梯度波形的特性的多个非线性函数来对涡流的存在进行补偿以获得经校正梯度波形，所述多个非线性函数包括所述第一非线性函数和用于对第二涡流进行补偿的第二非线性函数。在一些实施例中，所述方法还包括：将所述多个非线性函数中的各非线性函数应用于所述梯度波形以获得相应的多个经缩放梯度波形；使用所述多个经缩放梯度波形来获得多个校正波形；以及将所述多个校正波形与所述梯度波形组合以获得所述经校正梯度波形。
[0013]在一些实施例中，所述非线性函数是第一非线性函数，其中该补偿包括：使用所述梯度波形的特性的多个非线性函数来对涡流的存在进行补偿以获得经校正梯度波形，所述多个非线性函数包括所述第一非线性函数和第二非线性函数。
[0014]在一些实施例中，根据所述经校正梯度波形操作所述MRI系统包括：在生成所述目标梯度场之前生成一个或多于一个准备梯度场脉冲。
[0015]在一些实施例中，所述脉冲序列包括扩散加权成像脉冲序列即DWI脉冲序列、扩散
加权稳态自由进动脉冲序列即DW
‑
SSFP脉冲序列或快速自旋回波脉冲序列即FSE脉冲序列。
[0016]在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述梯度波形的特性的另一非线性函数和所述经校正梯度波形来确定偏移的B0磁场强度波形；以及基于所述偏移的B0磁场强度波形来确定表示所述MRI系统的射频线圈即RF线圈的操作频率在所述脉冲序列的持续时间内的变化的信息，其中所述信息被配置为在根据所述脉冲序列操作所述MRI系统期间调整所述RF线圈的发射频率和/或接收频率。
[0017]在一些实施例中，所述磁性系统被配置为生成具有小于0.2T的强度的B0磁场。在一些实施例中，所述磁性系统被配置为生成具有在0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过根据脉冲序列生成目标梯度场来操作磁共振成像系统即MRI系统的方法，所述脉冲序列包括与所述目标梯度场相关联的梯度波形，所述方法包括：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述梯度波形的特性包括所述梯度波形的振幅。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述梯度波形的特性包括所述梯度波形的振幅、所述目标梯度场的方向、所述梯度波形的形状和/或所述梯度波形的转换速率。4.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的多项式函数。5.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的指数函数。6.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的分段多项式函数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述非线性函数是所述梯度波形的特性的分段常数函数。8.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非线性函数是基于从所述MRI系统获得的涡流校准数据来确定的。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：使用场探测器来获得所述涡流校准数据，以测量所述MRI系统在所述MRI系统的操作期间的涡流；以及使用所述涡流校准数据来确定所述非线性函数。10.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，校正所述梯度波形包括：将所述非线性函数应用于所述梯度波形以获得经缩放梯度波形。11.根据权利要求10所述的方法，其中，校正所述梯度波形还包括：向所述经缩放梯度波形应用变换以获得经变换梯度波形，所述变换是使用从所述MRI系统获得的涡流校准数据确定的。12.根据权利要求11所述的方法，其中，向所述经缩放梯度波形应用所述变换包括：利用使用所述涡流校准数据所确定的滤波器对所述经缩放梯度波形进行滤波。13.根据权利要求12所述的方法，其中，至少部分地通过进行卷积来在时域中进行对所述经缩放梯度波形的滤波。14.根据权利要求12所述的方法，其中，在除时域以外的域中进行对所述经缩放梯度波形的滤波。15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述滤波器是预强调滤波器，所述方法还包括：使用拉普拉斯逆变换来确定预强调滤波器。16.根据权利要求11或其它前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将所述经缩放梯度波形从所述经变换梯度波形中减去以获得校正波形；以及将所述校正波形与所述梯度波形组合以获得所述经校正梯度波形。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述非线性函数是用于对第一涡流进行补偿的
第一非线性函数，其中该补偿包括：使用所述梯度波形的特性的多个非线性函数来对涡流的存在进行补偿以获得经校正梯度波形，所述多个非线性函数包括所述第一非线性函数和用于对第二涡流进行补偿的第二非线性函数。18.根据权利要求17所述的方法，包括：将所述多个非线性函数中的各非线性函数应用于所述梯度波形以获得相应的多个经缩放梯度波形；使用所述多个经缩放梯度波形来获得多个校正波形；以及将所述多个校正波形与所述梯度波形组合以获得所述经校正梯度波形。19.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非线性函数是第一非线性函数，其中该补偿包括：使用所述梯度波形的特性的多个非线性函数来对涡流的存在进行补偿以获得经校正梯度波形，所述多个非线性函数包括所述第一非线性函数和第二非线性函数。20.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据所述经校正梯度波形操作所述MRI系统包括：在生成所述目标梯度场之前生成一个或多于一个准备梯度场脉冲。21.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述脉冲序列包括扩散加权成像脉冲序列即DWI脉冲序列、扩散加权稳态自由进动脉冲序列即DW
‑
SSFP脉冲序列或快速自旋回波脉冲序列即FSE脉冲序列。22.根据权利要求1或其它前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：基于所述梯度波形的特性的另一非线性函数和所述经校正梯度波形来确定偏移的B0磁场强度波形；以及基于所述偏移的B0磁场强度波形来确定表示所述MRI系统的射频线圈即RF线圈的操作频率在所述脉冲序列的持续时间内的变化的信息，其中所述信息被配置为在根据所述脉冲序列操作所述MRI系统期间调整所述RF线圈的发射频率和/或接收频率。23.一种磁共振成像系统即MRI系统，包括：磁性系统，其包括多个磁性组件，所述多个磁性组件被配置为产生用于进行MRI的磁场，所述多个磁性组件包括用于产生梯度磁场的至少一个梯度线圈；以及至少一个控制器，其被配置为根据脉冲序列来操作所述多个磁性组件中的一个或多于一个磁性组件，所述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形，其中所述至少一个控制器被配置为：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。24.根据权利要求24所述的MRI系统，其中，所述磁性系统被配置为生成具有小于0.2T的强度的B0磁场。25.根据权利要求25所述的MRI系统，其中，所述磁性系统被配置为生成具有在0.5T至0.1T之间的强度的B0磁场。26.至少一个非暂时性计算机可读存储介质，用于存储处理器可执行指令，所述处理器
可执行指令在由磁共振成像系统即MRI系统执行时，使得所述MRI系统进行用于通过根据脉冲序列施加多个梯度场来操作所述MRI系统的方法，所述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形，所述方法包括：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。27.一种磁共振成像系统即MRI系统，包括：至少一个控制器，其被配置为根据脉冲序列来操作所述MRI系统的多个磁性组件中的一个或多于一个磁性组件，所述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形，其中所述至少一个控制器被配置为：至少部分地通过使用所述梯度波形的特性的非线性函数校正所述梯度波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正梯度波形；以及根据所述经校正梯度波形来操作所述MRI系统以生成所述目标梯度场。28.根据权利要求27所述的MRI系统，还包括至少一个永久B0磁体，所述至少一个永久B0磁体被配置为生成具有在0.5T至0.1T之间的强度的B0磁场。29.一种用于操作磁共振成像系统即MRI系统的方法，所述MRI系统包括至少一个射频线圈即至少一个RF线圈，所述至少一个RF线圈被配置为根据脉冲序列来施加RF信号，所述脉冲序列包括与目标梯度场相关联的梯度波形和与目标RF信号相关联的RF波形，所述方法包括：至少部分地通过校正所述RF波形来对所述MRI系统的操作期间的涡流的存在进行补偿，以获得经校正RF波形，该校正包括：基于至少部分地通过将所述梯度波形的特性的第一非线性函数应用于所述梯度波形所获得的经校正梯度波形，来确定偏移的B0磁场强度波形，以及使用所述偏移的B0磁场强度波形来校正所述RF波形，...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：海珀菲纳运营有限公司，
类型：发明
国别省市：