[發(fā)明專利]用于控制磁共振成像系統(tǒng)的方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010406145.7
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN111948588B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設計）人: A.班普頓;S.比伯;A.P.約翰斯頓;J.尼斯特勒;A.波特哈斯特;M.韋斯特;A.德奧利韋拉
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子醫(yī)療有限公司
• 主分類號: G01R33/389
• 分類號: G01R33/389;G01R33/00;A61B5/055
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張邦帥

本發(fā)明描述了一種用于校準確定流過磁共振成像系統(tǒng)的基本場磁體的電流的測量元件的校準方法，包括以下步驟：用測量元件執(zhí)行測量；用頻率測量單元在基本場磁體的磁場中進行頻率測量，其中，測量元件的測量和頻率測量對應于基本場磁體的相同磁場；基于測量元件的測量與頻率測量之間的偏差來計算校準因子；基于校準因子來校準測量元件或基本場磁體中的電流。本發(fā)明還描述了一種斜升方法、用于校準測量元件的系統(tǒng)、磁體電源單元、控制單元和磁共振成像系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明描述了一種用于校準測量元件的校準方法和系統(tǒng)，該測量元件用于確定流過磁共振成像系統(tǒng)的基本場磁體的電流。

背景技術(shù)

在磁共振成像系統(tǒng)(“MRI系統(tǒng)”)的技術(shù)領(lǐng)域中，必須通過通常使用電磁體來創(chuàng)建基本場來施加相對較高的場。由于對于高磁場，必須施加大約500A量級的高電流，因此使用具有持續(xù)開關(guān)的超導磁體作為基本場磁體是有利的。

這些超導磁體通過使用磁體電源單元(“MPSU”)在斜升過程中被“填充”電流。當達到最佳磁場時，同樣也是超導的持續(xù)開關(guān)閉合，電流將在超導磁體中長時間流過，從而形成MRI系統(tǒng)的基本場。

不幸的是，隨著時間的流逝電流存在少量損失，導致磁場逐漸減小。在任何超導MRI系統(tǒng)中，由于磁體的殘余電阻，磁場的衰減是不可避免的。磁場衰減導致在主磁場中測得的目標頻率發(fā)生漂移。磁場的衰減通常每年大約數(shù)百ppm的量級。

盡管通常將MRI系統(tǒng)的人體線圈設計為使得在盡可能長的時間內(nèi)目標頻率通常超過人體線圈的中心頻率足以確保主磁場的中心頻率保持在體線圈中心頻率之上的量，但是有必要不時地重新斜升基本磁場磁體。在此必須考慮的是，目標頻率的漂移不僅導致無效的測量，而且導致用于測量的RF信號的反射。偏離中心頻率的頻率的較高反射系數(shù)顯著降低了MRI系統(tǒng)的射頻功率放大器(“RFPA”)的可用功率。如果來自人體線圈的反射系數(shù)不相等，則反射功率不會通過混合電路發(fā)送到50歐姆虛擬負載，而是會部分反射回RFPA，這會導致RFPA降額。這是一個額外的效果，它減少了B1場生成的可用功率。

在基本磁場大于1T的高場MRI系統(tǒng)中，人體線圈和射頻系統(tǒng)的帶寬是如此之大(例如人體線圈帶寬±100kHz或更高)，使得可能要花費幾年的時間場衰減才超出規(guī)格。但是，在基本磁場為1T或以下的低場MRI系統(tǒng)中(由于其較小的占地面積而可能會成為首選)，場衰減對測量的影響更大。通常，低場系統(tǒng)的帶寬明顯比高場系統(tǒng)的帶寬窄，僅在10kHz-25kHz的數(shù)量級，因此設置磁體目標頻率的現(xiàn)有技術(shù)方法被限制在短得多的“衰減窗口”。由于衰減窗口較窄，因此低場MRI系統(tǒng)的磁體頻率會在較短的時間間隔內(nèi)向不合規(guī)格的水平衰減。這意味著低場MRI系統(tǒng)通常必須更頻繁地斜升。

首次在現(xiàn)場安裝MRI系統(tǒng)時，將執(zhí)行傾升過程以在主線圈繞組(基本場磁體)中建立基本磁場(也稱為靜態(tài)背景場)。在初始的安裝斜升過程之后，勻場線圈用于執(zhí)行任何必要的調(diào)整，以考慮本地環(huán)境。通常，借助于放置在設備中適當位置的頻率測量單元來確定目標頻率(即，用于基本場中的測量的中心頻率)。

在斜升磁體之前，要確定主磁場的目標頻率。通常設置盡可能高的目標頻率，并使用勻場線圈對主磁場進行任何微調(diào)。通過設置可能的最高目標頻率，衰減窗口(頻率漂移超出規(guī)格，即到達允許頻帶的下端所花費的時間)越長越好。如上所述，該方法適用于具有高帶寬的系統(tǒng)。

對于低場MRI系統(tǒng)大約一年或高場MRI系統(tǒng)幾年量級的某個時間后，必須應用斜升過程以再次安裝最佳基本磁場。在斜升過程中，通常將基本場磁體斜坡下降(至零磁場或至少至較低的磁場強度)，然后再次斜坡上升至達到最佳測量目標頻率的場。因此，“斜升過程”一詞是指從實際磁場中獲得所需磁場的整個過程，通常首先是將磁體從實際磁場中斜坡下降，然后(可能是在等待時間之后)再次斜坡上升到所需的磁場。但是，術(shù)語“斜升過程”也可以指單個斜坡上升或單個斜坡下降，例如從實際零場開始斜坡上升。在下面的示例中，通常假定在斜升過程開始時有斜坡下降，而在斜升過程結(jié)束時有基本場磁體斜坡上升。