用于優化磁共振射頻線圈接收場均勻性的方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及磁共振成像系統，尤其設及用于優化磁共振射頻線圈接收場均勻性的 方法及系統。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著高場磁共振系統的快速發展，B1場的優化問題獲得了越加廣泛的重 視和研究。B1場均勻性在高場超導磁共振系統中是一個關鍵性的技術問題，直接影響到圖 像的均勻性。B1場又可分為B1+和B1-兩種不同極化方式的場。其中，B1+為正旋圓極化場，主 要影響了信號激勵能量的均勻分布，B1-為反旋圓極化場，主要影響了線圈接收敏感度的均 勻分布，兩者都對圖像的均勻性產生了較大的影響。關于B1+和B1-的研究，可參見文獻 (Non-uniformity correction of human brain imaging at high field by RF field ma卵ing of Bl+and Bl-'Journal of Ma即etic Resonance 212(2011)426-430)。
[0003] 目前，對于B1場的校準主要有W下兩種校正方法：
[0004] (1)主要集中在對發射場B1+的均勻性優化和激發區域控制，對于臨床應用中B1- 的優化還鮮有文獻報道。B1+優化的具體方法是通過多通道幅度相位單獨控制的并行發射 系統對B1場的空間分布進行調節。
[0005] 但是，該方法中，容積收發線圈的接收鏈路和發射鏈路是分離的，該方法并不能控 制多通道線圈B1-的合成關系，因此，B1-的非均勻性仍然會反映到圖像中。對于容積收發線 圈的通道合并方式，現有的SOS合并雖然可W保證每個像素點都達到理論上最強的信號幅 度，但沒有考慮B1 -均勻性的優化。
[0006] (2)基于線圈敏感度的均勻性校正方法。該校正方法分別采集容積收發線圈和局 部接收線圈的圖像，并W容積收發線圈的圖像為基準計算局部接收線圈的相對敏感度分布 圖，從而對線圈敏感度分布導致的圖像非均勻性進行補償。該方法可W較好的保留原始圖 像的對比度及細節顯示，因此獲得了比較廣泛的應用。
[0007] 但是，該方法無法校正容積收發線圈自身的接收場B1-非均勻性，因此在高場系統 中存在一定的限制。
【發明內容】
[000引本發明提出了一種用于容積收發線圈B1-場均勻性優化的方法，結合局部接收線 圈的敏感度校正技術，可W為改善臨床圖像的均勻性提供新的途徑。
[0009] 用于優化磁共振射頻線圈接收場均勻性的方法，包括W下步驟：
[0010] S1、獲取射頻線圈若干個通道的K空間數據，對所述K空間數據進行傅里葉變換獲 得圖像域的若干個復數圖；所述復數圖中包含圖像的幅度和相位信息；
[0011] S2、分別設置所述若干個通道的幅度控制參數初始值、相位控制參數初始值，根據 所述若干個通道的幅度控制參數初始值、相位控制參數初始值W及所述若干個復數圖計算 得到合成圖像；
[0012] S3、根據所述合成圖像，對所述若干個通道的幅度控制參數和相位控制參數進行 優化，根據所述優化后的幅度控制參數、相位控制參數W及所述若干個復數圖計算得到優 化后的合成圖像；
[0013] S4、根據優化后的合成圖像，對局部接收線圈的敏感度進行校正。
[0014] 可替換地，S1中的所述射頻線圈為容積收發線圈或表面陣列線圈。
[0015] 可選擇地，所述通道的數目為-2~32。
[0016] 進一步地，S2中所述的根據所述若干個通道的幅度控制參數初始值、相位控制參 數初始值W及所述若干個復數圖計算得到合成圖像包括：
[0017] 將所述幅度控制參數初始值、相位控制參數初始值和所述復數圖代入合成圖像計 算公式，獲得合成圖像;所述合成圖像計算公式如下：
[001 引
[0019] 其中，lmg_0pt為合成圖像，i為每個通道對應的編號，Imgi為對應于i通道的圖像 域的復數圖，ai為i通道的幅度控制參數，bi為i通道的相位控制參數，j為虛數單位為 W自然常數e為底、Wjbi為指數的指數函數。
[0020] 進一步地，S3中所述的根據所述合成圖像，對所述若干個通道的幅度控制參數和 相位控制參數進行優化包括:對所述合成圖像的均勻性進行評估，根據評估結果對所述若 干個通道的幅度控制參數和相位控制參數進行優化。
[0021] 進一步地，S3中對合成圖像的均勻性通過下式評估：
[0022]
[0023] 其中，Uniformity為lmg_0pt的均勻性，C為預定的常數，λ為預設的0-1之間的數。
[0024] 進一步地，S3中所述的根據評估結果對所述若干個通道的幅度控制參數和相位控 制參數進行優化包括：
[0025] 根據下式獲得所述若干個通道的幅度控制參數和相位控制參數的優化解：
[0026]
[0027] 進一步地，求解
的方法為LMS算法、模擬退火算法或遺傳算法。
[0028] 可替換地，S3中所述的根據所述合成圖像，對所述若干個通道的幅度控制參數和 相位控制參數進行優化包括:在用于采集每個通道的射頻線圈的磁共振信號的信號采集模 塊與用于對采集到的磁共振信號進行信號處理W得到對應的圖像域的復數圖的信號處理 模塊之間，串聯用于調節幅度控制參數和相位控制參數的RF模塊，通過調節所述RF模塊獲 取優化后的幅度控制參數和相位控制參數，對所述合成圖像的均勻性進行評估，根據評估 結果通過調節所述RF模塊對每個通道的幅度控制參數和相位控制參數進行優化。
[0029] 進一步地，所述用于調節幅度控制參數和相位控制參數的RF模塊為可調衰減器和 可調移相器。
[0030] 進一步地，S4中所述的根據優化后的合成圖像，對局部接收線圈的敏感度進行校 正包括：
[0031] S401、獲取局部接收線圈的圖像，根據優化后的合成圖像和局部接收線圈的圖像 獲得局部接收線圈的敏感度分布圖；
[0032] S402、根據局部接收線圈的敏感度分布圖對局部接收線圈采集的圖像進行敏感度 校正。
[0033] 進一步地，S401包括:根據下式獲得局部接收線圈的敏感度分布圖：
[0034] SensMap = ImageF i1ter(Img_Loca1Co i1/lmg_0p11)
[0035] 其中，SensMap為局部接收線圈的敏感度分布圖，Img_LocalCoil為采用與步驟SI 相同的掃描參數，所述局部接收線圈采集的圖像，ImageFilter(x)為圖像濾波函數，Img_ 化tl為優化后的合成圖像；
[0036] S402包括:根據下式對局部接收線圈采集的圖像進行敏感度校正：
[0037] Im 邑 _AfterNormlize = Img_BeforeNormlize/SensMap
[003引其中，Img_AfterNo;rmlize為校正后的局部接收線圈的圖像，Img_BeforeNo;rmlize 為局部接收線圈采集的圖像。
[0039] 相應地，本發明還提供了一種用于優化磁共振射頻線圈接收場均勻性的系統，包 括：
[0040] 復數圖獲取模塊，用于獲取射頻線圈若干個通道的K空間數據，對所述K空間數據 進行傅里葉變換獲得圖像域的若干個復數圖；所述復數圖中包含圖像的幅度和相位信息；
[0041] 圖像合成模塊，用于分別設置所述若干個通道的幅度控制參數初始值、相位控制 參數初始值，根據所述若干個通道的幅度控制參數初始值、相位控制參數初始值W及所述 若干個復數圖計算得到合成圖像；
[0042] 優化模塊，用于根據所述合成圖像，對所述若干個通道的幅度控制參數和相位控 制參數進行優化，根據所述優化后的幅度控制參數、相位控制參數W及所述若干個復數圖 計算得到優化后的合成圖像；
[0043] 校正模塊，用于根據優化后的合成圖像，對局部接收線圈的敏感度進行校正。
[0044] 本發明具有如下有益效果：
[0045] (1)本發明對射頻線圈的通道合并方式進行改進，克服了現有技術的合并方法中 沒有對B1-均勻性進行優化的缺陷，更改射頻線圈的通道合并方式，由常規的SOS合并更改 為帶幅度相位控制參數的矢量合并，通過對射頻線圈各通道的信號分別進行幅度控制和相 位控制，對每個通道的幅度控制參數和相位控制參數進行優化，優化接收敏感度的均勻分 布，達到優化B1-的目的。
[0046] (2)本發明使用B1-優化后的射