用于集成并行接收、激勵(lì)和勻場(chǎng)的磁諧振成像系統(tǒng)以及相關(guān)方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】系統(tǒng)、方法和設(shè)備被配置用于集成的并行接收、激勵(lì)和勻場(chǎng)（iPRES）。并行發(fā)射/接收（其可以包括B？1#191勻場(chǎng)和/或并行成像能力）和B1勻場(chǎng)采用同一組局部線圈或橫向電磁（TEM）線圈元件，其中每個(gè)線圈或TEM元件同時(shí)以RF模式（用于發(fā)射/接收和B1勻場(chǎng)）和直流（DC）模式（用于B0勻場(chǎng)）二者進(jìn)行操作。RF和DC電流二者可以同時(shí)但是獨(dú)立地在沒有兩個(gè)模式之間的電磁干擾的情況下在相同的線圈中流動(dòng)。本發(fā)明不僅適用于相同的線圈陣列用于并行發(fā)射、接收和勻場(chǎng)的情況，而且還適用于使用兩個(gè)分離的線圈陣列的情況。在該情況下，B0勻場(chǎng)能力可以被集成到線圈陣列的一個(gè)中（即，具有B1勻場(chǎng)能力的發(fā)射陣列或接收陣列），由此提高iPRES技術(shù)的靈活性和實(shí)際應(yīng)用。
【專利說明】用于集成并行接收、激勵(lì)和勻場(chǎng)的磁諧振成像系統(tǒng)以及相 關(guān)方法和設(shè)備
[0001] 聯(lián)邦政府支持的聲明 本發(fā)明是在來自國(guó)立衛(wèi)生研究院的授權(quán)No. ROl EB 009483下得到政府支持而做出來 的。政府具有對(duì)本發(fā)明的特定權(quán)利。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng) 本申請(qǐng)要求2012年6月28日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/665, 517的優(yōu)先權(quán)和權(quán) 益，其內(nèi)容通過引用合并于此，就如同其在本文中被全面敘述。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及磁諧振成像。

【背景技術(shù)】
[0004] 對(duì)于較高靜態(tài)磁場(chǎng)（Btl)強(qiáng)度的不斷增加的需求已經(jīng)驅(qū)動(dòng)了磁諧振成像（MRI)技術(shù) 的重要發(fā)展。然而，該增加已經(jīng)提出了許多技術(shù)挑戰(zhàn)，最顯著的是在主磁場(chǎng)（B tl)和射頻（RF) 磁場(chǎng)（B1)二者中加劇的不均勻性。參見例如Blamire AM. The technology of MRI - the next 10 years? Brit J Radiol 2008 ;81: 601-617;和Bernstein MA，Huston J，Ward HA. Imaging artifacts at 3.0T. J Magn Reson Imaging 2006 ;24:735 - 746。
[0005] 可能需要均勻的匕場(chǎng)以確?？鐦颖镜慕y(tǒng)一激勵(lì)。并行激勵(lì)(也稱為并行發(fā)射)技術(shù) 的最新進(jìn)展已經(jīng)提供了通過使用稱為"RF"或"B/'勻場(chǎng)的過程來解決該問題的有效手段，其 中在每個(gè)線圈元件中的RF電流的幅度、相位、時(shí)序和頻率被獨(dú)立地調(diào)整。參見例如Vaughan T j DelaBarre L，Snyder C，Tian JFj Akgun C，Shrivastava D，et al. 9.4T human MRI: preliminary results. Magn Reson Med 2006;56:1274 - 1282 ;和 Setsompop K， Wald LLj Alagappan V， Gagoski B， Hebrank F， Fontius U， Schmitt F， Adalsteinsson E. Parallel RF transmission with eight channels at 3 Tesla. Magn Reson Med 2006:56:1163-1171。還參見，美國(guó)專利No. 7, 598, 739和7, 800, 368,其內(nèi)容通過引用合并 于此，就如同其在本文中被全面闡述。
[0006] 需要均勻B。場(chǎng)以確保被成像對(duì)象的正確空間表示。當(dāng)存在強(qiáng)的局部B。不均勻性 時(shí)，磁場(chǎng)分布的均勻性（即，B。勻場(chǎng))通常是困難任務(wù)。參見例如，Koch KM，Rothman DL，de Graaf RA. Optimization of static magnetic field homogeneity in the human and animal brain in vivo. Prog Nucl Magn Reson Spectrosc 2009;54:69 - 96。
[0007] 依賴于磁化材料的最優(yōu)布置的無源勻場(chǎng)受到通常所需要的冗長(zhǎng)工作和缺乏特定 于對(duì)象的條件的靈活性的限制?參見Wilson JL，Jenkinson M，Jezzard P. Optimization of static field homogeneity in human brain using diamagnetic passive shims. Magn Reson Med 2002;48:906 - 914。
[0008] 另一方面，利用連續(xù)可調(diào)電磁體的有源勻場(chǎng)是最廣泛使用的勻場(chǎng)方法，并且通常 采用球諧（SH)線圈，包括提供動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)的能力。參見Golay MJ，F(xiàn)ield homogenizing coils for nuclear spin resonance instrumentation. Rev Sci Instrum 1958;29:313 -315 ;和Romeo F, Hoult DI. Magnet field profiling: analysis and correcting coil design. Magn Reson Med 1984;1:44 - 65.以及 de Graaf RA, Brown PB, McIntyre S, Rothman DL, Nixon T. Dynamic shim updating (DSU) for multislice signal acquisition. Magn Reson Med 2003;49:409 - 416。這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用合并于此， 就如同其在本文中被全面闡述。
[0009] 然而，在實(shí)踐中，SH勻場(chǎng)經(jīng)常無法有效地校正高階局部場(chǎng)失真，因?yàn)樗枰木€ 圈數(shù)目隨著 SH階數(shù)而顯著增加。參見Golay MJ, Field homogenizing coils for nuclear spin resonance instrumentation. Rev Sci Instrum 1958;29:313-315。這樣，其通常 被限制為二階或三階。
[0010] 近來，Juchem等人已經(jīng)提出了多線圈建模和勻場(chǎng)方法，其中通過獨(dú)立地調(diào)整每個(gè) 線圈中的直流（DC)，使用大量的小的局部電氣線圈來對(duì)B tl場(chǎng)進(jìn)行整形，由此實(shí)現(xiàn)與SH勻場(chǎng) 相關(guān)的改進(jìn)的性能。然而，這需要在RF線圈陣列附近的單獨(dú)的一組勻場(chǎng)線圈，這占用在對(duì) 象和磁體孔之間的狹窄空間內(nèi)的相當(dāng)大的空間。另外，當(dāng)勻場(chǎng)線圈陣列被放置于RF線圈 陣列內(nèi)時(shí)，需要大的間隙來保持在勻場(chǎng)線圈陣列中間的開口，以允許RF穿透并且減少在RF 和勻場(chǎng)線圈陣列（即，RF衰減）之間的電磁干擾，這降低了勻場(chǎng)的性能和靈活性。參見例如 Juchem C, Nixon Tff, McIntyre S, Rothman DL, de Graaf RA. Magnetic field modeling with a set of individual localized coils. J Magn Reson 2010;204:281 - 289 ；Juchem C, Brown PB, Nixon Tff, McIntyre S, Rothman DL, de Graaf RA. Multi-coil shimming of the mouse brain. Magn Reson Med 2011;66:893 - 900 ;以及 Juchem C, Brown PB, Nixon Tff, McIntyre S, Boer V0, Rothman DL, de Graaf RA. Dynamic multi-coil shimming of the human brain at 7 T. J Magn Reson 2011; 212:280 - 288。這些文獻(xiàn) 的內(nèi)容通過引用合并于此，就如同其在本文中被全面闡述。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 一種磁諧振成像（MRI)系統(tǒng)，包括：具有多個(gè)線圈元件的RF線圈陣列，其中相應(yīng)線 圈元件同時(shí)在以下兩個(gè)模式中進(jìn)行操作：（i)用于發(fā)射或接收中的至少一個(gè)的RF模式；和
[11] 直流（DC)模式，具有在相應(yīng)的線圈元件中的DC電流流動(dòng)，以生成局部Btl磁場(chǎng)用于B ^ 勻場(chǎng)。所述系統(tǒng)還可以包括：與RF線圈陣列連通的至少一個(gè)DC電源，用于向線圈元件供應(yīng) DC電流；以及與RF線圈陣列連通的電路，被配置成指示DC電源將DC電流供應(yīng)到線圈元件 以生成局部B tl磁場(chǎng)用于B 勻場(chǎng)。
[0012] 該電路可以被配置為使用所生成局部Btl磁場(chǎng)來執(zhí)行B ^勻場(chǎng)。
[0013] 相應(yīng)線圈元件可以包括用于使DC電流循環(huán)的閉合路徑，該閉合路徑包括與具有 高諧振頻率的至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電感器，其中 DC電流流動(dòng)通過至少一個(gè)LC諧振電路的至少一個(gè)電感器。
[0014] RF線圈陣列可以是發(fā)射RF線圈陣列或者發(fā)射和接收RF線圈陣列。當(dāng)DC電流流 動(dòng)通過至少一個(gè)LC諧振電路的至少一個(gè)電感器時(shí)，RF信號(hào)可以行進(jìn)(主要或單獨(dú)）穿過至 少一個(gè)LC諧振電路的相應(yīng)電容器。
[0015] RF線圈陣列可以是接收RF線圈陣列。該系統(tǒng)可以包括協(xié)作的發(fā)射RF線圈陣列。
[0016] 發(fā)射RF線圈陣列可以被配置為還提供B1勻場(chǎng)，B 場(chǎng)中該電路被配置為獨(dú)立地 調(diào)整每個(gè)線圈元件中的RF電流的幅度、相位、時(shí)序和頻率。
[0017] RF線圈陣列可以是僅接收RF線圈陣列。該系統(tǒng)可以包括協(xié)作的發(fā)射RF線圈陣 列。
[0018] 發(fā)射RF線圈陣列還可以具有多個(gè)線圈元件，所述發(fā)射RF線圈陣列可以包括同時(shí) 以下述兩個(gè)模式進(jìn)行操作的相應(yīng)線圈元件：（i)用于發(fā)射的RF模式；以及（ii)直流（DC)模 式，具有在相應(yīng)的線圈元件中的DC電流流動(dòng)，以生成局部B tl磁場(chǎng)用于B ^勻場(chǎng)，從而由此允 許在相應(yīng)的線圈元件中的獨(dú)立和并發(fā)的RF電流和DC電流流動(dòng)。
[0019] 該電路可以被配置為使用來自發(fā)射和接收RF線圈陣列二者的線圈元件中的至少 一些來同時(shí)生成用于B tl勻場(chǎng)的局部B 磁場(chǎng)。
[0020] 來自發(fā)射和接收RF線圈陣列二者的線圈元件可以被配置為使DC電流流動(dòng)在相應(yīng) 的線圈元件中循環(huán)，以生成局部B tl磁場(chǎng)(其可以用于Btl勻場(chǎng))。
[0021] 在與MR掃描儀相關(guān)聯(lián)的磁體孔內(nèi)，發(fā)射和接收RF線圈陣列緊密地徑向間隔開大 約0. 01英寸至大約5英寸之間。
[0022] RF線圈陣列可以被配置為協(xié)作的一組僅發(fā)射和僅接收RF線圈陣列。僅接收RF線 圈陣列可以被配置為具有DC模式的RF線圈陣列，所述DC模式具有在相應(yīng)的線圈元件中的 DC電流流動(dòng)，以生成局部B tl磁場(chǎng)用于B ^勻場(chǎng)。
[0023] RF線圈陣列可以被配置為協(xié)作的一組僅發(fā)射和僅接收RF線圈陣列。僅發(fā)射RF線 圈陣列可以被配置為具有DC模式的RF線圈陣列，所述DC模式具有在相應(yīng)的線圈元件中的 DC電流流動(dòng)以生成局部B tl磁場(chǎng)用于B ^勻場(chǎng)。
[0024] 該電路可以被配置為單獨(dú)地調(diào)整相應(yīng)的線圈元件中的DC電流流動(dòng)。
[0025] RF線圈陣列可以包括單獨(dú)可操作的分立線圈元件的多個(gè)緊密堆疊的層。
[0026] RF線圈陣列可以被配置為單個(gè)發(fā)射和接收RF線圈陣列，單個(gè)發(fā)射和接收RF線圈 陣列被配置用于并行發(fā)射和接收以及生成局部B tl磁場(chǎng)。RF線圈陣列可以被配置為還提供 B1勻場(chǎng)，其中，電路被配置為獨(dú)立地調(diào)整每個(gè)線圈元件中的RF電流的幅度、相位、時(shí)序和頻 率。
[0027] RF線圈陣列的線圈元件各自具有多個(gè)調(diào)諧的RF電路，具有并發(fā)的高和低諧振頻 率。
[0028] 該系統(tǒng)可以包括具有用于RF線圈陣列的DC阻斷電容器的主動(dòng)失諧電路。RF線圈 陣列可以是僅接收RF線圈陣列或發(fā)射/接收RF線圈陣列。
[0029] 該電路可以與MR掃描儀連通或者部分地或完全在MR掃描儀板上。線圈元件可以 各自包括用于來自DC電源的DC電流的至少一個(gè)回路。至少一個(gè)回路可以包括具有與MR 掃描儀的操作頻率相對(duì)應(yīng)的高諧振頻率的至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路中的 至少一個(gè)電感器。
[0030] 在發(fā)射操作中，DC電流可以流動(dòng)通過LC諧振電路的電感器，同時(shí)RF電流流動(dòng)穿 過LC諧振的電容器。
[0031] 該系統(tǒng)可以包括與RF線圈陣列連通的MR掃描儀和與MR掃描儀和RF線圈陣列連 通的發(fā)射/接收開關(guān)。RF線圈陣列的相應(yīng)的線圈元件可以包括至少一個(gè)LC諧振電路。
[0032] 電路可以與MR掃描儀連通或者部分地或者完全在MR掃描儀板上。
[0033] 該電路可以被配置為生成與所生成的局部Btl磁場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的Btl圖并且執(zhí)行B tl勻場(chǎng)。
[0034] 該電路可以被配置為控制在RF線圈陣列的線圈元件中的DC電流，并且測(cè)量所生 成的局部B tl磁場(chǎng)。
[0035] RF線圈陣列可以是單個(gè)發(fā)射和接收RF線圈陣列。該電路可以與MR掃描儀連通或 者部分地或者完全在MR掃描儀板上，以使得RF線圈陣列進(jìn)行發(fā)射和接收，同時(shí)使用從RF 線圈陣列生成的局部B tl磁場(chǎng)來勻場(chǎng)主場(chǎng)B ^的不均勻性。
[0036] RF線圈陣列的線圈元件可以被配置為獨(dú)立和同時(shí)操作以發(fā)射/接收RF信號(hào)，并且 生成用于B tl磁場(chǎng)勻場(chǎng)的局部B 磁場(chǎng)。
[0037] RF線圈陣列可以被配置為生成局部Btl磁場(chǎng)以提供穿過生物組織或目標(biāo)材料的統(tǒng) 一磁場(chǎng)。
[0038] 再其他實(shí)施例涉及勻場(chǎng)磁諧振(MR)系統(tǒng)的方法。該方法包括：（a)提供具有多個(gè) 線圈元件的至少一個(gè)RF線圈，所述線圈元件具有與包括至少一個(gè)回路的直流（DC)電流路 徑相關(guān)聯(lián)的電路；（b)按照RF發(fā)射或接收模式中的至少一個(gè)來操作所述至少一個(gè)RF線圈； (c)在發(fā)射或接收模式情況下使DC電流并發(fā)地流動(dòng)通過線圈元件的DC電流路徑；以及（d) 響應(yīng)于通過線圈元件的DC電流路徑的DC電流的流動(dòng)來生成局部B tl磁場(chǎng)，從而使用所生成 的局部Btl磁場(chǎng)來B 勻場(chǎng)MR系統(tǒng)的磁體的成像空間。
[0039] 可以執(zhí)行操作所述至少一個(gè)RF線圈來以在RF發(fā)射模式中進(jìn)行操作，該方法可以 包括：使RF電流并發(fā)地流動(dòng)通過線圈元件，以在RF發(fā)射模式中發(fā)射RF激勵(lì)脈沖，同時(shí)在DC 電流和RF電流之間不產(chǎn)生電磁干擾的情況下DC電流同時(shí)并且獨(dú)立地在線圈元件中流動(dòng)。
[0040] 該方法可包括使用線圈元件來生成RF B1磁場(chǎng)。
[0041] 該方法可以包括分別使用生成的&和B ^磁場(chǎng)來自動(dòng)地執(zhí)行B i勻場(chǎng)和B ^勻場(chǎng)。
[0042] 可以通過從線圈元件并行地發(fā)射和接收RF信號(hào)并且使用所生成的局部Btl磁場(chǎng)自 動(dòng)地進(jìn)行B tl勻場(chǎng)來執(zhí)行操作至少一個(gè)RF線圈。
[0043] 該至少一個(gè)RF線圈可以是單個(gè)RF線圈陣列。
[0044] 該至少一個(gè)RF線圈可以包括第一和第二協(xié)作的RF線圈陣列。
[0045] 該至少一個(gè)RF線圈具有在大約1-512個(gè)之間的線圈元件。
[0046] 該方法可以包括以電子方式獨(dú)立地控制線圈元件中的每一個(gè)的DC電流。
[0047] 提供所述至少一個(gè)RF線圈可以通過提供發(fā)射RF線圈陣列和協(xié)作的接收RF線圈 陣列來執(zhí)行。發(fā)射和接收RF線圈陣列可以各自使DC電流并發(fā)地流動(dòng)通過相應(yīng)的線圈元件 以生成局部B tl磁場(chǎng)，該方法可以包括使用從發(fā)射和接收RF線圈陣列二者生成的局部B ^磁 場(chǎng)來對(duì)主磁場(chǎng)Btl均勻性進(jìn)行B 勻場(chǎng)。
[0048] 提供所述至少一個(gè)RF線圈可以通過提供僅發(fā)射RF線圈陣列和協(xié)作的僅接收RF 線圈陣列來執(zhí)行。發(fā)射和接收RF線圈陣列中的僅一個(gè)可以被配置為使DC電流流動(dòng)通過相 應(yīng)的線圈元件以生成局部B tl磁場(chǎng)。該方法可以包括使用所生成的局部B ^磁場(chǎng)來自動(dòng)地對(duì) 主磁場(chǎng)Btl均勻性進(jìn)行勻場(chǎng)。
[0049] 提供所述至少一個(gè)RF線圈可以通過提供發(fā)射RF線圈陣列和協(xié)作的接收RF線圈 陣列來執(zhí)行。僅接收RF線圈陣列可以使DC電流流動(dòng)通過相應(yīng)的線圈元件以生成局部B tl磁 場(chǎng)。方法可以包括使用相應(yīng)的失諧電路來主動(dòng)地使RF線圈元件失諧，所述失諧電路具有失 諧電感器、RF阻斷電容器和PIN二極管?？梢酝ㄟ^以下方式來執(zhí)行主動(dòng)失諧：使PIN二極 管正向偏置以使得RF電流流動(dòng)到使線圈元件失諧的失諧電路中，但是用于Btl勻場(chǎng)的DC電 流保持在DC回路中，因?yàn)樗ㄟ^DC阻斷電容器與失諧電路隔離。
[0050] 再其它實(shí)施例涉及用于磁諧振成像（MRI)系統(tǒng)的RF線圈組裝部件。RF線圈組裝 部件包括具有多個(gè)線圈元件的至少一個(gè)RF線圈陣列。相應(yīng)線圈元件包括一電路，所述電路 具有：（i)至少一個(gè)DC電流回路，具有帶有正和負(fù)端子的DC電源連接；（ii)在DC電源連 接端子之間的至少一個(gè)電容器；（iii)可選地，RF扼流圈，串聯(lián)位于DC電源連接端子的正 和負(fù)端子與相關(guān)聯(lián)的DC電源之間；以及（iv)至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路組 件，被配置為使得相應(yīng)線圈元件是具有多個(gè)諧振頻率的多調(diào)諧RF線圈元件，使得線圈元件 僅在目標(biāo)MR掃描儀的操作頻率周圍進(jìn)行操作。在操作中，DC電流流動(dòng)通過所述至少一個(gè) LC諧振電路組件的相應(yīng)電感器，并且在至少一個(gè)DC電流回路中循環(huán)以生成局部B tl磁場(chǎng)。RF 線圈組裝部件被配置為同時(shí)提供以下兩者：（i)用于發(fā)射或接收中的至少一個(gè)的RF模式； 和（ii)直流（DC)模式，用于生成局部B tl磁場(chǎng)。
[0051] 所生成的局部Btl磁場(chǎng)可以用于B。勻場(chǎng)。
[0052] RF線圈組裝部件可以包括配置為調(diào)整相應(yīng)線圈元件中的DC電流流動(dòng)的控制電 路。
[0053] 每個(gè)RF線圈元件可以包括位于控制電路與發(fā)射/接收開關(guān)之間的匹配電路。
[0054] RF線圈組裝部件可以包括具有相應(yīng)線圈元件的第一和第二協(xié)作的RF線圈陣列。 第一陣列可以是(僅）接收RF線圈陣列，并且第二陣列可以是(僅）發(fā)射RF線圈陣列。發(fā)射 和接收RF線圈陣列中的至少一個(gè)的相應(yīng)線圈元件可以被配置為使DC電流流動(dòng)以生成局部 B tl磁場(chǎng)(其可選地可以用于B ^勻場(chǎng))。
[0055] 發(fā)射和接收RF線圈陣列二者可以具有同時(shí)按以下兩個(gè)模式進(jìn)行操作的相應(yīng)的線 圈元件：（i)RF模式和（ii)直流（DC)模式。RF線圈組裝部件可以被適配為連接到MR掃描 儀，所述MR掃描儀被配置為使用發(fā)射和接收RF線圈陣列二者中的線圈元件中的至少一些 來并發(fā)地生成局部B ci磁場(chǎng)。
[0056] RF線圈組裝部件可以是僅接收的，并且Btl勻場(chǎng)RF線圈陣列。相應(yīng)的線圈元件電 路包括具有阻斷電容器的主動(dòng)失諧電路。
[0057] 再其他實(shí)施例涉及一種電路，該電路包括至少一個(gè)處理器，該處理器被配置為獨(dú) 立地控制RF線圈陣列的線圈元件的相應(yīng)的電流回路中的直流（DC)電流的幅度和/或方向， 以調(diào)整MRI系統(tǒng)的主磁場(chǎng)不均勻性以用于B tl勻場(chǎng)。
[0058] 再其他實(shí)施例涉及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，非瞬時(shí)計(jì) 算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有體現(xiàn)在所述介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包 括： 配置為控制具有帶有直流（DC)回路的多個(gè)線圈元件的MRI成像RF線圈陣列的操作的 計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，使得線圈元件同時(shí)在下述兩個(gè)模式中進(jìn)行操作：（i)用于RF發(fā)射或 RF接收中的至少一個(gè)的RF模式；和（ii) DC模式，其中DC電流在DC回路中流動(dòng)以生成局 部Btl磁場(chǎng)用于B ^勻場(chǎng)；以及配置為使用所生成局部B ^磁場(chǎng)來執(zhí)行B ^勻場(chǎng)的計(jì)算機(jī)可讀程 序代碼。
[0059] 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括被配置為單獨(dú)控制相應(yīng)DC電流回路中的DC電流的幅度 和/或方向的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
[0060] 本公開內(nèi)容的一些實(shí)施例提供了用于集成并行接收、激勵(lì)和勻場(chǎng)（iPRES)的新的 概念。在一些實(shí)施例中，方法、系統(tǒng)和設(shè)備可以被配置用于&勻場(chǎng)情況下的并行激勵(lì)(也稱 為并行發(fā)射)、并行接收和采用同一組局部線圈/線圈元件或橫向電磁（TEM)線圈元件(二 者通常統(tǒng)稱為"線圈元件")的B tl勻場(chǎng)，其中每個(gè)線圈元件同時(shí)在RF模式(用于發(fā)射/接收） 和直流（DC)模式(用于Btl勻場(chǎng))中進(jìn)行運(yùn)作。兩個(gè)RF信號(hào)都可以被發(fā)射/接收，并且DC電 流可以同時(shí)在相同的線圈中但是獨(dú)立地在兩個(gè)模式之間沒有電磁干擾的情況下流動(dòng)。相同 的線圈陣列可以用于并行發(fā)射、接收和勻場(chǎng)。替代地，可以使用兩個(gè)分離的線圈陣列。B tl勻 場(chǎng)能力可以被集成到每個(gè)線圈陣列（即具有B1勻場(chǎng)能力的發(fā)射陣列、接收陣列或發(fā)射和接 收陣列二者)中，并且兩個(gè)陣列中的一些(通常全部)線圈元件可以一起用于B tl勻場(chǎng)，從而產(chǎn) 生了大量自由度。
[0061] 本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)想了 RF線圈的DC模式可以用于空間編碼。
[0062] 要注意，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例描述的本發(fā)明的各方面可以被合并在不同的實(shí)施例中， 雖然沒有與其相關(guān)地被具體描述。即，所有實(shí)施例和/或任何實(shí)施例的特征可以以任何方 式和/或組合來組合。此外，關(guān)于一個(gè)權(quán)利要求要求保護(hù)的任何特征或子特征可以無保留 地被包括在另一未來的權(quán)利要求中，并且這應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為得到提交的權(quán)利要求書的支持。因 此，例如，關(guān)于方法權(quán)利要求所要求保護(hù)的任何特征可以替代地作為系統(tǒng)、電路、計(jì)算機(jī)可 讀程度代碼或工作站的部分被要求保護(hù)。發(fā)明人保留改變?nèi)魏纬跏继峤坏臋?quán)利要求或相應(yīng) 地提交任何新的權(quán)利要求的權(quán)利，包括能夠修改任何初始提交的權(quán)利要求以從屬于和/或 合并任何其他權(quán)利要求的任何特征的權(quán)利，盡管初始沒有以該方式要求保護(hù)。在以下闡述 的說明書中具體說明了本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)和/或方面。
[0063] 這里具體說明本發(fā)明的前述和其他目標(biāo)和方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0064] 本專利或申請(qǐng)文件包含以彩色實(shí)現(xiàn)的至少一個(gè)附圖。具有彩色附圖的本專利或?qū)?利申請(qǐng)公開的副本將應(yīng)請(qǐng)求并支付必要的費(fèi)用時(shí)由專利局提供。
[0065] 圖IA是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的RF線圈的單個(gè)回路線圈元件的示意性圖示。
[0066] 圖IB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的RF線圈的"8字形"或交叉回路線圈元件的示意性 圖示。
[0067] 圖IC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的RF線圈的回路線圈元件的另一示例性實(shí)施例的示 意性圖示。
[0068] 圖ID是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的RF線圈的回路線圈元件的又另一示例性實(shí)施例的 示意圖示。
[0069] 圖IE是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有主動(dòng)失諧電路的RF線圈元件的又另一示例性 實(shí)施例的示意性圖示。
[0070] 圖2A是現(xiàn)有技術(shù)的RF線圈陣列和Btl勻場(chǎng)陣列的示意性圖示。
[0071] 圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的RF線圈陣列的示例的示意性圖示。在圖2B中，元 件IOA可以表示三種不同的情況。I) IOA表示與Btl勻場(chǎng)集成的僅接收RF陣列。2) IOA表 示與Btl勻場(chǎng)集成的發(fā)射/接收RF陣列。3) IOA表示與B ^勻場(chǎng)集成的僅發(fā)射RF陣列。
[0072] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的以緊密間隔堆疊布置的一個(gè)或多個(gè)RF線圈陣列的 示例的示意性圖示。
[0073] 圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的協(xié)作的RF線圈陣列的示例的透視示意性視圖。
[0074] 圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的堆疊陣列配置的一部分的端視圖。
[0075] 圖4C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的緊密間隔或者部分重疊的線圈陣列的協(xié)作對(duì) 的示意性圖示。
[0076] 圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MR成像系統(tǒng)(例如，MR掃描儀）的示意性圖示。
[0077] 圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MR成像系統(tǒng)(例如，MR掃描儀）的示意性圖示。
[0078] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的時(shí)序圖的示例。
[0079] 圖7A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與MR掃描儀和（一個(gè)或多個(gè)）RF線圈陣列連通的 電路的示意性圖示。
[0080] 圖7B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MR掃描儀(控制臺(tái)）板上電路/模塊的示意性圖 /Jn 〇
[0081] 圖7C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的至少部分地保持在服務(wù)器上的電路/模塊的示意 性圖示。
[0082] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用于勻場(chǎng)磁體的示例性步驟的流程圖。
[0083] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。
[0084] 圖IOA和圖IOB是EPI圖像。圖IOA是在OmA的DC電流的情況下獲取的，而圖 IOB是使用130mA的DC電流獲取的。
[0085] 圖IOC和圖IOD是彩色Btl圖。圖IOC是在OmA的DC電流的情況下獲取的，而圖 IOD是使用130mA的DC電流獲取的。
[0086] 圖IlA和圖IlB是測(cè)量的Btl圖，并且圖IlC和圖IlD是仿真Btl圖，他們由根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的130mA的DC電流的單回路（圖11AU1C)以及數(shù)字-8 (圖11BU1D)線圈生 成。
[0087] 圖12A-12C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在不同勻場(chǎng)偏移或不同DC電流值情況下所 獲取的EPI圖像。
[0088] 圖13A-13C是EPI圖像，并且圖13D-13F是相應(yīng)的Btl圖，他們根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例針對(duì)不同的勻場(chǎng)偏移或DC電流被獲取。
[0089] 圖14A-14F是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有頻率方向R/L (圖14A-14C)或S/Ι (圖 14D-14F)的EPI圖像和針對(duì)各種勻場(chǎng)偏移和DC電流值的Btl圖。
[0090] 圖15A-15J是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的僅使用靜態(tài)二階勻場(chǎng)（圖15Α、1?)、在利用 傳統(tǒng)局部勻場(chǎng)陣列的附加動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)之后（圖15B、15E)、以及在使用DC電流的動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)的情 況下通過具有48個(gè)線圈元件的RF線圈陣列（圖15C、15F)的得到的B tl圖。

【具體實(shí)施方式】
[0091] 現(xiàn)在將參考其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例的附圖來在下文中更全面地描述本發(fā)明。 然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為許多不同的形式，并且不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的實(shí)施例。相似 的數(shù)字自始至終指代相似的元件。在附圖中，可以為了清楚而放大特定層、組件或特征，并 且虛線圖示了可選特征或操作，除非另外指定。另外，操作(或步驟)的順序不限于呈現(xiàn)在附 圖和/或權(quán)利要求中的次序，除非另外具體指示。在附圖中，線、層、特征、組件和/或區(qū)域 的厚度可以為了清楚而被放大，并且虛線圖示可選特征或操作，除非另外指定。關(guān)于一個(gè)圖 或?qū)嵤├枋龅奶卣骺梢耘c圖的另一實(shí)施例相關(guān)聯(lián)，即使沒有如此具體描述或示出。
[0092] 本文所用的術(shù)語僅是出于描述具體實(shí)施例的目的，而不意在限制本發(fā)明。如本文 所使用的，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"該"意在還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確以其他方 式指示冠詞的語法對(duì)象（即至少一個(gè))。例如，"一元件"表示至少一個(gè)元件，并且可以包括多 于一個(gè)的兀件。
[0093] 還將應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語"包括"和/或"包括著"在本說明書中使用時(shí)指定存在所陳述 的特征、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、步驟、 操作、元件、組件和/或他們的組。如本文所使用的，術(shù)語"和/或"包括關(guān)聯(lián)列出項(xiàng)中的一 個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合。
[0094] 將理解，雖然術(shù)語"第一"和"第二"在本文中用于描述各種操作、步驟或組件，并 且不應(yīng)當(dāng)受到這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于使一個(gè)動(dòng)作、步驟或組件與另一動(dòng)作、步驟 或組件相區(qū)分。相似的附圖標(biāo)記自始至終指代相似的元件。
[0095] 除非另外定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括科技術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬于的 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所普遍理解的相同的含義。還將應(yīng)當(dāng)理解的是，諸如在常用詞典中定 義的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與其在說明書的上下文和相關(guān)領(lǐng)域中的含義一致的含義， 并且不應(yīng)當(dāng)以理想或過于正式的含義進(jìn)行解釋，除非這里明確如此定義。為了簡(jiǎn)單和/或 清楚，沒有具體描述公知的功能或結(jié)構(gòu)。
[0096] 術(shù)語"電路"指代完全軟件的實(shí)施例或者組合軟件和硬件方面、特征和/或組件 的實(shí)施例(包括，例如，至少一個(gè)處理器和嵌入其中的與之相關(guān)聯(lián)和/或可由其來執(zhí)行的軟 件，用于以程序方式指示和/或執(zhí)行特定描述的動(dòng)作或方法步驟)。
[0097] 術(shù)語"以程序方式"表示可以由數(shù)字信號(hào)處理器和/或計(jì)算機(jī)程序代碼指示和/或 執(zhí)行的操作或步驟。類似地，術(shù)語"以電子方式"表示除了手動(dòng)或者使用腦力步驟之外可以 使用電子組件以自動(dòng)方式執(zhí)行步驟或操作。
[0098] 術(shù)語"MRI掃描儀"和"MR掃描儀"可互換使用，以指代磁諧振成像系統(tǒng)。MR掃 描儀包括永久或超導(dǎo)（高場(chǎng)）磁體和操作組件，例如RF放大器、梯度放大器和通常指示脈 沖序列并且選擇掃描平面的處理器。當(dāng)前商業(yè)掃描儀的示例包括：GE Healthcare: Signa I. 5T/3. OT ；Philips Medical Systems: Achieva I. 5T/3. OT ；Integra I. 5T；Siemens: MAGNETOM Avanto ;MAGNET0M Espree ;MAGNET0M Symphony ;MAGNET0M Trio ;和 MAGNETOM Verio。公知的是，MR掃描儀可以包括被容納在位于MR控制室中的一個(gè)或多個(gè)機(jī)柜或控制 臺(tái)中的主操作/控制系統(tǒng)，而MRI磁體位于MR掃描室中?？刂剖液蛼呙枋铱梢员环Q為MR 套件，并且兩個(gè)室可以通過RF屏蔽壁分離。術(shù)語"高磁場(chǎng)"指代高于約0. 5T，典型地高于 1. 0T，并且更典型地在約I. 5T和10T之間的場(chǎng)強(qiáng)。本發(fā)明的實(shí)施例可以特別適合于I. 5T、 2. OT和3. OT的系統(tǒng)或更高場(chǎng)系統(tǒng)，例如處于4. 0T、5. 0T、6. 0T、7. 0T、9T等的未來設(shè)想的系 統(tǒng)。MR掃描儀可以是開放孔或封閉孔系統(tǒng)。
[0099] 這些方法和系統(tǒng)可以用于包括動(dòng)物和人的任何目標(biāo)對(duì)象或其他目標(biāo)材料，包括例 如無生命材料,諸如石油巖芯樣本。
[0100] 術(shù)語"患者"指代人和動(dòng)物。
[0101] 術(shù)語"自動(dòng)地"及其衍生物表示操作和/或方法可以基本上并且典型地完全在沒 有手動(dòng)輸入的情況下被執(zhí)行，并且典型地以程序方式被指示和/或執(zhí)行。關(guān)于連接的術(shù)語 "以電子方式"包括在組件之間的無線和有線連接二者。
[0102] 術(shù)語"臨床醫(yī)生"表示希望查看患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)的內(nèi)科醫(yī)師、神經(jīng)科醫(yī)生、放射科 醫(yī)生、物理學(xué)家或其他醫(yī)務(wù)人員。術(shù)語"工作站"指代與臨床醫(yī)生相關(guān)聯(lián)的顯示器和/或計(jì) 算機(jī)。
[0103] 術(shù)語"大約"指代能夠從所敘述的值變化的參數(shù)，典型地在+/-20%之間。
[0104] 這里所引用或討論的每個(gè)文章、引用和患者由此通過引用并入，就好像在這里全 面敘述一樣。
[0105] 術(shù)語"同時(shí)"和"并發(fā)"可互換地使用，并且表示所提到的組件在重疊或同范圍的 時(shí)間段中進(jìn)行操作(例如基本上并發(fā)或同時(shí)地)。
[0106] 現(xiàn)有MRI技術(shù)可以出于發(fā)射和接收的目的而使用一個(gè)線圈或分離的線圈來生成 并且獲取MR信號(hào)。MRI中近來的并行成像技術(shù)典型地需要用于發(fā)射的一個(gè)線圈以及用于并 行接收的分離的線圈陣列。術(shù)語"并行發(fā)射"表示正在執(zhí)行RF B1勻場(chǎng)(通常不對(duì)3T使用， 大多目前對(duì)7T使用）。術(shù)語"并行成像"指代僅并行接收。
[0107] 術(shù)語"RF線圈"指代容積線圈或線圈陣列，被配置為響應(yīng)于用于生成NMR頻譜或成 像數(shù)據(jù)的激勵(lì)脈沖而發(fā)射RF激勵(lì)脈沖或脈沖序列和/或接收MR (RF)信號(hào)。術(shù)語"RF線 圈陣列"指代具有多個(gè)線圈元件的RF線圈，其可以包括橫向電磁（TEM)線圈元件。
[0108] 術(shù)語"大"RF線圈陣列指代具有至少2個(gè)(典型地對(duì)于針對(duì)定義的目標(biāo)組織調(diào)整大 小的特定RF線圈陣列在2-512之間）線圈元件的RF線圈陣列，包括例如針對(duì)頭部線圈的 4-128個(gè)線圈元件。然而，RF線圈陣列通?？梢赃m用于針對(duì)不同應(yīng)用設(shè)計(jì)的各種線圈幾何 結(jié)構(gòu)，諸如心臟、大腦、肌肉骨骼或人體內(nèi)的任何其他部分或使用任何線圈形狀和任何數(shù)目 的線圈元件成像的材料。
[0109] 術(shù)語" RF信號(hào)"指代RF電流、RF電壓或RF電位。
[0110] 術(shù)語"發(fā)射"表示RF發(fā)射或激勵(lì)，S卩，在諸如組織的目標(biāo)材料中的用于激勵(lì)MR自 旋的來自RF線圈的RF場(chǎng)。
[0111] 術(shù)語"接收"表示RF接收，S卩，由于從目標(biāo)材料(例如組織)中的自旋相干得到的RF 場(chǎng)通量改變而導(dǎo)致的RF信號(hào)。
[0112] 為了獲取具有統(tǒng)一空間覆蓋范圍并且沒有空間失真的MRI圖像，需要均勻的主靜 態(tài)磁場(chǎng)("B/)。傳統(tǒng)地，通過整個(gè)身體勻場(chǎng)線圈獲得均勻磁場(chǎng)，以補(bǔ)償線性和高階場(chǎng)不均勻 性。這些整個(gè)身體線圈，所謂的球諧（SH)勻場(chǎng)線圈，無法有效地校正局部或高階場(chǎng)不均勻 性。最近，使用與成像樣本接近放置的一組直流（DC)回路的局部勻場(chǎng)技術(shù)的出現(xiàn)示出了在 實(shí)現(xiàn)更統(tǒng)一的磁場(chǎng)&時(shí)的希望。然而，該技術(shù)需要第三組線圈，這占用更多的空間并且還 推動(dòng)成像線圈（RF發(fā)射和接收線圈）進(jìn)一步遠(yuǎn)離樣本，這可能導(dǎo)致顯著降低的RF SNR和增 加的RF功耗。
[0113] 一般地說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及如下新概念，該概念使用同一組RF線圈或線圈元 件（RF線圈元件或TEM線圈元件)來集成發(fā)射和/或接收以及Btl勻場(chǎng)，該同一組RF線圈或 線圈元件可以同時(shí)容納（i) RF，例如在射頻（RF)發(fā)射和/或接收時(shí)的交流（AC)，以及（ii) 直流（DC)，用于生成用于Btl勻場(chǎng)的局部B 場(chǎng)。
[0114] 本發(fā)明的實(shí)施例可以提供優(yōu)于已知現(xiàn)有技術(shù)的很多優(yōu)點(diǎn)。首先，對(duì)用于RF發(fā)射、 RF接收和Btl勻場(chǎng)的分離陣列的需要可以被消除為需要一個(gè)或兩個(gè)陣列，由此節(jié)省了 MRI孔 中的有限徑向空間并且可能減少M(fèi)RI掃描儀的制造成本。
[0115] 第二，在一些實(shí)施例中，成像線圈（RF發(fā)射和接收）和勻場(chǎng)線圈都可以被放置為接 近成像對(duì)象，因?yàn)椴煌墓δ芸梢员患蔀橐粋€(gè)陣列，由此大大增加了信噪比（SNR)并且減 少了 RF功耗。第三，在一些實(shí)施例中，通過針對(duì)RF發(fā)射/接收和Btl勻場(chǎng)使用單組線圈，可 以避免在外部RF陣列和與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部勻場(chǎng)陣列(用作屏蔽）之間的電磁干擾。
[0116] 此外，本發(fā)明的實(shí)施例適用于所有的MRI系統(tǒng)，但是具體地可以用于高場(chǎng)(例如， 3T)或超高場(chǎng)(例如，7特斯拉和以上）MRI，因?yàn)槠淇梢酝ㄟ^允許接近成像對(duì)象的有效&和 B tl勻場(chǎng)來解決B JP B ^兩者不均勻性，并且實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的B JP B ^磁場(chǎng)。
[0117] 還可以設(shè)想，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，DC模式下的RF線圈可以被配置為生成用 于空間編碼而不是用于B tl勻場(chǎng)的局部B 場(chǎng)。
[0118] 現(xiàn)在參考圖，圖IA和圖IB圖示了線圈陣列IOA (圖2B)的個(gè)體線圈元件10的示 例的示意性電路10C。元件10可以以任何形狀或幾何結(jié)構(gòu)來形成用于DC電流的連續(xù)路徑， 例如形狀為圓形、正方形、矩形、三角形、8字形等的連續(xù)路徑。因此，術(shù)語"回路"廣泛地用 于指代閉合連續(xù)路徑。線圈元件10可以被形成為電線或?qū)w的單個(gè)層或者電線或?qū)w的 多個(gè)堆疊層。單個(gè)陣列IOA (圖2B)的不同線圈元件可以具有不同的幾何結(jié)構(gòu)或相同的幾 何結(jié)構(gòu)。不同的協(xié)作RF線圈陣列(其中使用多于一個(gè)RF線圈陣列)可以具有相同或不同的 元件幾何結(jié)構(gòu)。
[0119] 圖IA和圖IB圖示了兩個(gè)線圈元件原型。圖IA圖示了單個(gè)回路線圈10,并且圖 IB圖示8字形回路。元件10的寬度/長(zhǎng)度或直徑(平均）可以是任何合適的大小，典型地 在約Imm至約30cm之間并且是他們之間的任何值,諸如在約IOmm至約15cm之間，包括約 lcm、約 2cm、約 3 cm、約 4 cm、約 5cm、約 6 cm、約 7cm、約 8 cm、約 9 cm 和約 10cm。
[0120] 如圖IA和圖IB中所示，電路IOC包括跨至少一個(gè)LC諧振電路25中的至少一個(gè) 電容器22的電感器L 1 20以及分別在正端子和負(fù)端子(例如，連接)31、32處連接到電路IOC 的DC電源30,從而形成允許DC電流在線圈10中循環(huán)以生成局部B tl磁場(chǎng)的閉合DC回路 10DC。閉環(huán)DC電路IOdc由內(nèi)虛線圖示。電流可以在任何一個(gè)方向上循環(huán)，并且可以針對(duì)相 應(yīng)線圈陣列IOA中的每個(gè)線圈元件10或線圈元件組單獨(dú)地進(jìn)行調(diào)整，以允許受控的勻場(chǎng)使 用局部B tl場(chǎng)來產(chǎn)生統(tǒng)一的B 場(chǎng)。
[0121] 并聯(lián)LC電路25中的最后一個(gè)電容器22被示出為在他們之間具有電氣接地的兩 個(gè)間隔開的電容器22^2?。然而，如圖IC和圖ID中所示，可以使用其他電路配置，包括多 于兩個(gè)的電容器15和多于一個(gè)的并聯(lián)LC電路25。而且，雖然設(shè)想了可以使用雙調(diào)諧電路 配置，但是如果多個(gè)并聯(lián)LC電路彼此之間不完全相同（S卩，他們具有不同的LJP /或C 1值)， 不同的LC諧振電路配置可以被配置為多調(diào)諧RF電路而不是雙調(diào)諧RF電路。
[0122] 相應(yīng)的線圈元件10可以包括至少一個(gè)調(diào)諧電容器心15和至少一個(gè)匹配電容器Cm 45。匹配電容器Cm可以位于回路10 D。和發(fā)射/接收開關(guān)60之間的匹配電路中的DC回路 IOdc外部。
[0123] DC電源30可以包括位于一個(gè)或多個(gè)電容器15的相對(duì)側(cè)上的正和負(fù)輸入端子31、 32。端子可以被緊密間隔到至少一個(gè)電容器15的相對(duì)側(cè)，這可以通過使用用于連接的DC 扭曲對(duì)來促進(jìn)。
[0124] DC電源輸入可以跨相應(yīng)的線圈元件電路10中的任何一個(gè)或多個(gè)電容器，但是應(yīng) 當(dāng)移除電感器(其可以以其他方式與電容器并聯(lián))。例如，在圖IC中示出的電路10'中，DC 輸入可以施加在25 2的22 Cl上，但是25 2的Ll應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地被移除或省略。
[0125] 圖IC和圖ID是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的具有連續(xù)DC電流回路IOdc的RF線圈 元件10'、10' '的其他示例性實(shí)施例的示意性圖示。如所示，電路IOc可以包括多個(gè)間隔開 的并聯(lián)LC電路25ρ252、25 3 (被示出為3個(gè)，但是可以使用兩個(gè)或多于三個(gè))，例如，4、5或6 (或甚至更多）。
[0126] 至少一個(gè)并聯(lián)LC電路25可以具有與相應(yīng)的電感器Ll 20并聯(lián)的多于一個(gè)的電容 器22。至少一個(gè)并聯(lián)LC電路25可以包括多于一個(gè)的電感器Ll (串聯(lián))以及用于相應(yīng)的并 聯(lián)LC電路的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電容器(即C2和C3,22p222，如圖1A-1C中所示的)，或單 個(gè)電容器22,例如圖ID中所示的。而且，DC供電點(diǎn)31、32可以在其之間具有多于一個(gè)的電 容器15,8卩，02 151和03 152，如圖1(：所示。
[0127] 而且，電感器/電容器的標(biāo)簽是為了便于討論，并且名稱LJP C河以表示在同一 線圈元件中或在不同的線圈元件中的不同LC電路的不同值。
[0128] 總的來說，跨至少一個(gè)LC諧振電路25中的(至少一個(gè))電容器22的至少一個(gè)電感 器Ll以及DC電源30的添加形成供DC電流沿著連續(xù)或閉合路徑在線圈10中流動(dòng)的路徑， 例如DC回路10 DC，由此生成可以用于Bci勻場(chǎng)的附加(局部Wtl場(chǎng)。
[0129] 當(dāng)DC電流流動(dòng)通過至少一個(gè)LC諧振電路25的至少一個(gè)電感器20時(shí)，RF信號(hào)主 要跨至少一個(gè)LC諧振電路25的相應(yīng)電容器22流動(dòng)。即，RF信號(hào)主要跨電容器流動(dòng)，但是 (例如，非常小的一部分）射頻信號(hào)仍然可能跨并聯(lián)的電感器流動(dòng)，但是不干擾DC模式。
[0130] 如圖1A-1D中所示，線圈元件10、10'、10''還可以可選地包括定位在DC電源30 和到電路IOC的相應(yīng)連接31、32之間的RF扼流圈41、42。RF扼流圈41、42可以被定位成 遠(yuǎn)離病人(例如，不是安裝在RF線圈支撐的主體上，例如，頭部線圈上)。在一些實(shí)施例中并 且如所示的，RF扼流圈41包括至少一個(gè)電感器L 2，其大小被調(diào)整并且被配置為防止RF電 流的傳播。RF扼流圈用于阻斷AC，同時(shí)使DC通過。共模扼流圈防止干擾(他們也被稱為電 纜阱或者，在高頻處被稱為平衡-不平衡變換器)。RF扼流圈通常是經(jīng)常纏繞在磁芯上的絕 緣電線的線圈，用作無源電感器，其阻斷電路中的較高頻率的交流(AC)，同時(shí)使低得多頻率 的和直流（DC)信號(hào)通過。然而，可以設(shè)想，電路配置可以在沒有RF扼流圈的情況下以適當(dāng) 的方式進(jìn)行操作。
[0131] 線圈元件10還可以在與RF平衡-不平衡變換器50或可以減少線圈10和周圍環(huán) 境之間的RF耦合的其他電路特征連通。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，術(shù)語"RF平衡-不平衡 變換器"指代RF線圈中的共模扼流圈。其呈現(xiàn)對(duì)處于差模中的信號(hào)電流的低阻抗，并且允 許DC耦合。對(duì)于共模電流，其本身呈現(xiàn)為高阻抗扼流圈。平衡-不平衡變換器大多放置在 線圈電纜中，用于減少電纜屏蔽的共模RF電流。共模電流生成RF線圈和電纜的不必要的 耦合和加熱。平衡-不平衡變換器明確限定了 RF線圈和連接到線圈的同軸電纜之間的邊 界。
[0132] MTI系統(tǒng)能夠在平衡-不平衡變換器50之后容易地接收RF信號(hào)，這里通過直接或 間接連接到公知的MR掃描儀75 (圖5)的發(fā)射/接收開關(guān)60示出。結(jié)果，RF和DC電流二 者都可以在沒有來自彼此的干擾的情況下同時(shí)(并且獨(dú)立地）在相同的線圈結(jié)構(gòu)中流動(dòng)。
[0133] 在一些實(shí)施例中，可以使用單個(gè)線圈陣列而不是需要分離陣列的傳統(tǒng)技術(shù)來執(zhí)行 并行接收、激勵(lì)和勻場(chǎng)。人們可以將圖2A中示出的傳統(tǒng)系統(tǒng)與圖2B中示出的根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例的線圈陣列IOA作比較。在圖2A中所示的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，RF發(fā)射/接收和勻場(chǎng)(左） 需要分離的RF 5A和勻場(chǎng)陣列8A。
[0134] 在圖2B中，元件IOA可以表示三種不同的情況：與Bo勻場(chǎng)集成的僅接收RF陣列、 與Bo勻場(chǎng)集成的發(fā)射/接收RF陣列、或者與Bo勻場(chǎng)集成的僅發(fā)射RF陣列。
[0135] 在一些具體實(shí)施例中，集成的發(fā)射/接收和勻場(chǎng)可以采用一個(gè)線圈陣列IOA (右)， 其中所有線圈元件10處于距軸向延伸的磁體孔(和對(duì)象）的中心線的共同徑向距離處。
[0136] 與原始(傳統(tǒng)）RF線圈相比，該至少一個(gè)電感器Q20能夠充分地保持RF SNR。線 圈元件10可以被配置為具有高和低諧振頻率的雙調(diào)諧或多調(diào)諧RF線圈，但是與在目標(biāo)諧 振頻率處的傳統(tǒng)(例如，"原始"）線圈相比，基本上沒有(或沒有）性能劣化。
[0137] 圖IE圖示了可以與相應(yīng)的線圈元件10 -起使用的可選的主動(dòng)失諧電路200。主 動(dòng)失諧電路200可以包括DC阻斷電容器210。主動(dòng)失諧電路200可以特別適合于提供用于 勻場(chǎng)的DC電流的僅接收RF線圈陣列10A。通常來說，當(dāng)PIN二極管220被反向偏置時(shí)，失 諧電路200對(duì)電路IOC沒有影響，并且在8字形路徑中的RF和DC電流二者保持不受影響。 當(dāng)PIN二極管220被正向偏置時(shí)，分別通過電容器22^22 2、(^和Cf 2、電感器Q20、DC阻斷 電容器210和失諧電感器215來形成并聯(lián)諧振電路，其允許RF電流流動(dòng)到失諧電路200中 并且使線圈10失諧。然而，用于B tl勻場(chǎng)的DC電流保持在電路IOC (通過如8字形路徑示 出）中，因?yàn)槠渫ㄟ^DC阻斷電容器210與失諧電路隔離。該電流還與用于驅(qū)動(dòng)PIN二極管 的小DC電流(例如，200mA)隔離，小DC電流在包含PIN二極管220、DC偏置225和（2個(gè))RF 扼流圈226的小回路中流動(dòng)。因此，不論線圈是否被失諧，用于B tl勻場(chǎng)的DC電流保持不受 影響。
[0138] 由DC電源30向任何個(gè)體線圈元件10提供的DC電流可以是任何適當(dāng)?shù)闹?，通?在大約0-30A之間，并且可以適用于在電流回路IO dc中的任何方向上流動(dòng)，并且在相應(yīng)線圈 元件10中的電流量方面可調(diào)整。為了清楚，可以使用任何適當(dāng)?shù)腄C電流，并且在一些實(shí)施 例中，可以超過30A的示例性范圍。所敘述的電流范圍僅僅是示例。
[0139] 用于特定電路特征的示例性值以下僅通過描述的方式來提供，而不被限制為用于 線圈元件的各種組件的范圍。
[0140] 在3T時(shí)，對(duì)于圖IA和圖1B，該電路可以具有分別約128 MHz和約27 MHz的高頻 率和低頻率。用于3T操作的組件的一般范圍包括：從50nH到2. 5uH的電感器（rf扼流圈） Ll范圍、從300nH到2. 5uH的L2范圍、Cf范圍（0-30 pf )、Cm范圍（0-30 pf )、RF平衡-不 平衡變換器（電感器=IOOnH到2. 5uH，電容器=0-30 pf)。
[0141] 在I. 5T時(shí)，電路IOc可以具有分別約64 MHz和約13 MHz的高頻率和低頻率。在 I. 5T時(shí)的組件的一般范圍可以是：從IOOnH到2. 5uH的電感器（rf扼流圈)L1范圍、從300nH 到2. 5uH的L2范圍、Cf范圍（0-40 pf)、Cm范圍（0-40 pf)、RF平衡-不平衡變換器（電感 器=200nH 到 2. 5uH，電容器=0-40 pf)。
[0142] 在7T時(shí)，電路IOc可以具有分別約298 MHz和約63 MHz的高頻率和低頻率。組 件的一般范圍可以是：從20nH到2 uH的電感器（rf扼流圈)L1范圍、從50nH到2 uH的L2 范圍、Cf范圍（0-15 pf )、Cm范圍（0-15 pf )、RF平衡-不平衡變換器（電感器=20nH到2 uH，電容器=0-15 pf)。
[0143] 圖3圖示了 RF線圈陣列IOA可以包括相同或不同幾何結(jié)構(gòu)的堆疊的線圈元件 10'。堆疊的線圈元件10被示出為了視覺分化而偏置，但是可以徑向彼此上下對(duì)齊，或者可 以進(jìn)一步間隔開。一組元件IO 1可以與發(fā)射RF線圈陣列相關(guān)聯(lián)，并且另一組元件10 2可以 與接收RF線圈陣列相關(guān)聯(lián)。在其他實(shí)施例中，所有元件10與單個(gè)(例如，集成)發(fā)射/接收 和勻場(chǎng)陣列IOA相關(guān)聯(lián)。當(dāng)元件IO 1UO2的堆疊組用于不同的線圈陣列時(shí)：一組用于發(fā)射 RF線圈陣列并且一組用于接收線圈陣列，線圈陣列中的一個(gè)或二者可以按相應(yīng)的RF模并 且按DC模式進(jìn)行操作。例如，僅接收RF線圈陣列可以按RF模式并且按DC模式進(jìn)行操作， 而僅發(fā)射RF線圈陣列僅按RF模式進(jìn)行操作。在一些實(shí)施例中，層疊的線圈元件IO 1UO2= 者都與單個(gè)陣列相關(guān)聯(lián)。
[0144] 在一些實(shí)施例中，發(fā)射/接收RF線圈陣列IOA或者發(fā)射或發(fā)射/勻場(chǎng)線圈陣列還 可以用于執(zhí)行B 1勻場(chǎng)。
[0145] 圖4A和圖4B圖示了 RF線圈陣列IOA可以作為分離線圈陣列CA、CB的協(xié)作的組被 提供。兩個(gè)線圈陣列C A、Cb可以間隔開，并且可以彼此分離，或者可以可釋放地或集成地附 連。在線圈陣列C A、Cb之間的間隔對(duì)于緊密間隔的陣列可以在約0-5英寸之間或者對(duì)于較 大的間隔可以在約5-40英寸之間。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)協(xié)作的RF線圈陣列緊密地徑向 間隔開（R2-R1)，例如，在約0. 01-5英寸之間，包括但不限于，約0. 25英寸至約3英寸或在 所提到的間隔之間的任何量。
[0146] 線圈陣列(；、(；中的一個(gè)或二者可以具有以上在DC電流回路IOdc情況下所述的線 圈元件10,并且可以與一個(gè)或多個(gè)DC電源30和T/R開關(guān)60連通，從而以相應(yīng)的RF模式并 且以DC模式進(jìn)行操作。對(duì)于例如頭部線圈、身體線圈、胸部線圈等的目標(biāo)線圈配置，RF線 圈陣列IOA可以具有任何形狀因子。
[0147] RF線圈陣列IOA可以包括相應(yīng)的發(fā)射和接收線圈陣列(；、(；的協(xié)作的組。B ^勻場(chǎng) 可以通過僅接收陣列來應(yīng)用。替代地，Btl勻場(chǎng)可以通過僅發(fā)射陣列來應(yīng)用。作為又另一實(shí) 施例，B tl勻場(chǎng)可以通常并發(fā)地由RF接收和發(fā)射陣列來應(yīng)用。
[0148] 如圖4C所示，每個(gè)陣列CA、Cb的元件10可以緊密徑向間隔開，并且周向和/或縱 向交織（由具有標(biāo)記為"X"的元件的一個(gè)陣列圖形地指示）而不是重疊或?qū)R。因此，兩個(gè) 線圈陣列可以配置有重疊或間隔的線圈元件，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的。
[0149] 設(shè)想了在一些實(shí)施例中，非常大的發(fā)射/接收（T/R)身體線圈（例如，在GE 3T MR750中的用于身體線圈的60cm內(nèi)徑（I. D.))，以及具有DC回路IOdc的較小尺寸的僅接收 RF陣列(例如，用于人類大腦成像的頭不陣列I. D為25cm)可以用作協(xié)作陣列CA、CB。在該 協(xié)作的情況下，T/R身體線圈C a可以被配置為僅執(zhí)行RF發(fā)射，并且可以不包括(可以沒有） DC模式或DC回路10DC。僅接收陣列CB可以駐留在T/R身體線圈內(nèi)，并且可以被配置為僅 執(zhí)行RF接收。僅接收陣列可以廣泛地用于頭部、胸部、乳房、心臟、肌肉骨骼成像等。允許 Bo勻場(chǎng)的DC回路10 D?？梢詢H被集成到RF-僅接收陣列Cb中。
[0150] 在一些實(shí)施例中，如果為了 Btl勻場(chǎng)需要(例如，即使RF發(fā)射或接收不活動(dòng)或者關(guān) 閉)，用于激活相應(yīng)的線圈元件10的直流回路IO irc的DC模式可以針對(duì)發(fā)射和接收陣列C A、 Cb中的每一個(gè)以發(fā)射和接收模式二者進(jìn)行操作。
[0151] 圖5A是MRI系統(tǒng)175的示意性圖示，MRI系統(tǒng)175具有：具有定位在其中的RF線 圈陣列IOA的磁體M、MR掃描儀75、至少一個(gè)DC電源30、發(fā)射/接收開關(guān)60、接收器62和 發(fā)射器64。
[0152] 類似于圖5A，圖5B是MRI系統(tǒng)175的示意性圖示，但是不需要T/R開關(guān)或發(fā)射電 路，其可以尤其適用于具有與B tl勻場(chǎng)集成的RF僅接收陣列IOA的實(shí)施例。
[0153] 圖6是示出DC模式可以比發(fā)射或接收RF模式長(zhǎng)并且可以連續(xù)(第二行)或不連續(xù) (上部的行）的示例性時(shí)序圖。
[0154] 圖7A是類似于圖5中所示的MRI系統(tǒng)175的示意圖（為了便于討論省略了特定組 件)，圖示了（一個(gè)或多個(gè))DC電源30可以以電子方式自動(dòng)地被調(diào)整為向相應(yīng)的線圈元件10 提供獨(dú)立可控制的電流量，從而使用局部B tl場(chǎng)來執(zhí)行自動(dòng)勻場(chǎng)。具有電流調(diào)整的勻場(chǎng)可以 使用部分地或完全在MR掃描儀75板上的控制電路來執(zhí)行，或者使用具有局部B tl RF線圈 勻場(chǎng)的獨(dú)立控制器90和與MR掃描儀控制臺(tái)75c通信的電流控制模塊92來執(zhí)行。圖7B圖 示了 MR掃描儀75包括局部Btl RF線圈勻場(chǎng)和電流控制模塊92。
[0155] 圖7C圖示了至少一個(gè)服務(wù)器80可以與一個(gè)或多個(gè)掃描儀75進(jìn)行通信，并且可以 包括局部B tl RF線圈勻場(chǎng)和電流控制模塊92的全部或一部分?？梢允褂迷朴?jì)算來提供至 少一個(gè)服務(wù)器80,云計(jì)算包括經(jīng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來按需要提供計(jì)算資源。該資源可以被體現(xiàn) 為各種基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(例如，計(jì)算、存儲(chǔ)等）以及應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫、文件服務(wù)、電子郵件等。在計(jì) 算的傳統(tǒng)模式中，數(shù)據(jù)和軟件通常被完全包含在用戶的計(jì)算機(jī)上；在云計(jì)算中，用戶的計(jì)算 機(jī)可以幾乎不包含軟件或數(shù)據(jù)（可能包含操作系統(tǒng)和/或web瀏覽器)，并且可以僅充當(dāng)用 于在外部計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的過程的顯示終端。云計(jì)算服務(wù)(或多個(gè)云資源的聚合)可以 被統(tǒng)稱為"云"。云存儲(chǔ)可以包括聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的模型，其中數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在多個(gè)虛 擬服務(wù)器上，而不是被寄存在一個(gè)或多個(gè)專用服務(wù)器上。
[0156] 在一些實(shí)施例中，具有多個(gè)線圈元件10的單個(gè)陣列IOA(其中每個(gè)線圈元件10能 夠執(zhí)行發(fā)射、接收和勻場(chǎng)功能）可以提供用于Btl和B 場(chǎng)兩者的最好結(jié)果。
[0157] 設(shè)想了可以基于每個(gè)線圈元件10的類型、形狀、幾何結(jié)構(gòu)和位置來優(yōu)化Btl勻場(chǎng)。 而且，如上所述，電路可以被配置為單獨(dú)地調(diào)整DC電流的幅度和時(shí)序。參見例如：Vaughan et al. 9. 4T human MRI: preliminary results, Magn Reson Med 2006; 56:1274 - 1282; 和 Setsompop et al. , Parallel RF transmission with eight channels at 3 Tesla. Magn Reson Med 2006; 56:1163-1171，其內(nèi)容通過引用合并于此，就如同其在本文中被全 面敘述。
[0158] 如果可用，則原始MRI掃描儀75中的球諧（SH)勻場(chǎng)線圈可以進(jìn)一步用于補(bǔ)償局部 B tl勻場(chǎng)。為了實(shí)現(xiàn)有效的B1勻場(chǎng)，還可以獨(dú)立地調(diào)整每個(gè)線圈10中的相同種類的線圈特性。 設(shè)想了，涉及線圈陣列IOA的DC和RF兩個(gè)方面的工程設(shè)計(jì)可以被集成在一起以優(yōu)化B tl和 ，并且可以廣泛地適用于針對(duì)不同應(yīng)用設(shè)計(jì)的各種線圈形狀和幾何結(jié)構(gòu)。這些線圈形 狀和幾何結(jié)構(gòu)包括用于對(duì)大腦進(jìn)行成像、用于心臟成像以及肌肉骨骼和其他生物和生理系 統(tǒng)的那些。參見例如：Wiggins et al.，32-channel 3 Tesla receive-only phased-array head coil with soccer-ball element geometry. Magn Reson Med 2006;56:216 - 223; GraBl et al. , Design, evaluation and application of a modular 32 channel transmit/receive surface coil array for cardiac MRI at 7T, In: Proceedings of the ISMRM 20th Annual Meeting, Melbourne, 2012. p 305 ;和 Kraff et al. , An eight-channel transmit/receive multipurpose coil for musculoskeletal MR imaging at 7 T. Med Phys 2010;37:6368-6376,其內(nèi)容通過引用合并于此，就如同其在本文中被全 面敘述。
[0159] RF線圈陣列IOA可以與其他RF線圈一起使用。例如，具有RF線圈陣列IOA的頭 部線圈可以與傳統(tǒng)的整個(gè)身體線圈或胸部線圈一起使用。
[0160] 在一些實(shí)施例中，Btl勻場(chǎng)的方法可以如圖8中的示例性步驟所示的那樣來執(zhí)行。 可提供具有多個(gè)線圈元件的RF線圈。每個(gè)線圈元件可以具有帶有至少一個(gè)回路的DC電流 路徑，RF線圈被配置為以RF發(fā)射或接收RF模式中的至少一個(gè)進(jìn)行操作(框100)。在RF線 圈的發(fā)射和/或接收操作期間，DC電流在DC電流路徑中循環(huán)(框110)。使用由RF線圈元 件的回路中的DC電流所生成的局部B tl磁場(chǎng)來執(zhí)行BO勻場(chǎng)(框120)。
[0161] RF電流可以流動(dòng)通過線圈元件或TEM元件，同時(shí)在DC電流和RF電流之間沒有電 磁干擾的情況下DC電流同時(shí)并且獨(dú)立地在線圈元件的DC電流回路中流動(dòng)。
[0162] 每個(gè)線圈元件可以被單獨(dú)調(diào)整為具有期望水平的DC電流流動(dòng)(框102)。相應(yīng)的線 圈元件中的DC電流可以在約0至約30A之間(框112)。如上所述，上部DC電流水平可以高 于30A，范圍0-30A僅僅是示例性范圍。
[0163] RF線圈元件可以具有DC電源輸入和DC電流路徑，DC電流路徑具有在同時(shí)低諧振 頻率和高諧振頻率的情況下的多（至少雙）調(diào)諧配置(框114)。因此，該元件可以通過多于 2個(gè)頻率來被多調(diào)諧。
[0164] 該方法可以包括B1勻場(chǎng)，同時(shí)包括Btl勻場(chǎng)，使用從RF線圈的線圈元件生成的局部 B 1-場(chǎng)(框 122)。
[0165] 該方法可以包括獨(dú)立并且同時(shí)發(fā)射和接收RF信號(hào)，同時(shí)使用RF線圈來補(bǔ)償(勻 場(chǎng))主場(chǎng)B tl不均勻性。RF線圈可以是單個(gè)發(fā)射和接收RF線圈陣列，或者可以是分離的接收 和發(fā)射RF線圈陣列的協(xié)作對(duì)(框125)。
[0166] 本發(fā)明的實(shí)施例可以采取完全軟件實(shí)施例或組合軟件和硬件方面的實(shí)施例形式， 在本文中全部被統(tǒng)稱為"電路"或"模塊"。此外，本發(fā)明可以采取使計(jì)算機(jī)可使用程序代碼 體現(xiàn)在介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可使用存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式?？梢岳萌魏芜m當(dāng)?shù)?計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括硬盤、CD-ROM、光存儲(chǔ)設(shè)備、諸如支持因特網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)或 磁存儲(chǔ)設(shè)備。一些電路、模塊或例程可以用匯編語言或者甚至微代碼來編寫，以提高性能和 /或存儲(chǔ)器使用。將進(jìn)一步理解，程序模塊中的任何或全部的功能還可以使用分立的硬件組 件、一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)或編程的數(shù)字信號(hào)處理器或微控制器來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明 的實(shí)施例不限于具體編程語言。
[0167] 用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可以用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言來編寫，諸 如Java?、Smalltalk或C++。然而，用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼還可以用傳統(tǒng) 過程編程語言來編寫，諸如"C"編程語言。程序代碼可以在MR掃描儀計(jì)算機(jī)/(一個(gè)或多 個(gè)）處理器上被完全地執(zhí)行、在MR掃描儀計(jì)算機(jī)/(一個(gè)或多個(gè)）處理器上部分地執(zhí)行、作 為獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在MR掃描儀計(jì)算機(jī)/(一個(gè)或多個(gè))處理器上和部分在另一本地 和/或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者在另一本地或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(例如，經(jīng)由服務(wù)器)上完全地被執(zhí) 行。在后者情況下，其他本地或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過局域網(wǎng)（LAN)或廣域網(wǎng)（WAN)被連接到 MR掃描儀計(jì)算機(jī)，或者可以進(jìn)行對(duì)外部計(jì)算機(jī)的連接(例如，通過使用因特網(wǎng)服務(wù)提供商的 因特網(wǎng)）。
[0168] 這里部分地參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng)）和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流 程圖圖示和/或框圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例。將理解，流程圖圖示和/或框圖中的每個(gè)框 和流程圖圖示和/或框圖中的框的組合可以通過計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序 指令可被提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以產(chǎn)生機(jī) 器，使得經(jīng)由計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程 圖和/或框圖的一個(gè)或多個(gè)框中指定的功能/動(dòng)作的裝置。
[0169] 這些計(jì)算機(jī)程序指令還可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，其可以指示計(jì)算機(jī)或 其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置以具體方式起作用，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生 包括指令裝置的制造品，指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖和/或框圖的一個(gè)或多個(gè)框中指定的功能 /動(dòng)作。
[0170] 計(jì)算機(jī)程序指令還可以被加載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置上，以使得在 計(jì)算機(jī)或其他可編程裝置上執(zhí)行一系列操作步驟，從而產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，使得在計(jì) 算機(jī)或其他可編程裝置上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖和/或框圖的一個(gè)或多個(gè)框 中指定的功能/動(dòng)作中的一些或全部的步驟。
[0171] 某些圖的流程圖和框圖在這里圖示了本發(fā)明的實(shí)施例的可能實(shí)現(xiàn)方式的示例性 架構(gòu)、功能和操作。在這方面，流程圖或框圖中的每個(gè)框表示代碼的模塊、段或部分，其包括 用于實(shí)現(xiàn)指定的(一個(gè)或多個(gè)）邏輯功能的一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令。還應(yīng)當(dāng)注意，在一些替 代實(shí)現(xiàn)方式中，所述框中指示的功能可以不按圖中指示的順序來執(zhí)行。例如，連續(xù)示出的兩 個(gè)框?qū)嶋H上可以基本上并發(fā)地執(zhí)行，或者這些框有時(shí)可以以相反的順序來執(zhí)行，或者兩個(gè) 或更多個(gè)框可以被組合或者框被劃分并且單獨(dú)執(zhí)行，這取決于所涉及的功能。
[0172] 圖9是電路或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)290的示意性圖示。系統(tǒng)290可以與任何MR掃描儀 系統(tǒng)175 -起使用，并且提供電路/模塊92的全部或部分。電路和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)290 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以被合并在任何適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)設(shè)備中的數(shù)字信號(hào)處理器中。如圖9中 所示，處理器410可以經(jīng)由地址/數(shù)據(jù)總線448來與（部分地或完全在板上）的MRI掃描儀 75并且與存儲(chǔ)器414進(jìn)行通信。處理器410可以是任何市售或定制的微處理器。存儲(chǔ)器 414表示包含用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能的軟件和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器設(shè)備的總體層級(jí)。存儲(chǔ) 器414可以包括但不限于以下類型的設(shè)備：高速緩存、ROM、PROM、EPROM、EEPR0M、閃速存儲(chǔ) 器、SRAM 和 DRAM。
[0173] 圖9圖示了存儲(chǔ)器414可以包括在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中使用的若干種類的軟件和數(shù) 據(jù)：操作系統(tǒng)452 ;應(yīng)用程序454 ;輸入/輸出（I/O)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器458 ;和數(shù)據(jù)455。數(shù)據(jù)455 可以包括磁體不均勻性數(shù)據(jù)和使用RF線圈陣列IOA的DC電流回路的期望的局部Btl磁場(chǎng) 補(bǔ)償。圖9還圖示了應(yīng)用程序454可以包括RF線圈陣列局部B tl磁場(chǎng)勻場(chǎng)模塊92。
[0174] 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，操作系統(tǒng)452可以是適用于與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一起 使用的任何操作系統(tǒng)，諸如OS/2、AIX、DOS、來自紐約Armonk國(guó)際商務(wù)機(jī)器公司的0S/390 或 System390、來自 WA 的 Redmond 的微軟公司的 Windows CE、Windows NT、Windows95、 Windows98、Windows2000、Windowsxp 或其他 Windows 版本、Unix 或 Linux 或 freebsd、來自 Palm公司的Palm OS、來自Apple計(jì)算機(jī)的Mac OS、labview或?qū)Ｓ胁僮飨到y(tǒng)。1/0設(shè)備驅(qū) 動(dòng)器458通常包括由應(yīng)用程序454通過操作系統(tǒng)452訪問的軟件例程，用于與如下設(shè)備進(jìn) 行通信，諸如(一個(gè)或多個(gè))I/O數(shù)據(jù)端口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)455和特定存儲(chǔ)器414組件。應(yīng)用程序 454說明了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)（圖像)處理系統(tǒng)的各種特征的程序，并且可以包括至少一個(gè)應(yīng)用，其支 持根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的操作。最后，數(shù)據(jù)455表示由應(yīng)用程序454、操作系統(tǒng)452、1/0設(shè) 備驅(qū)動(dòng)程序458和可以駐留在存儲(chǔ)器414內(nèi)的其他軟件程序使用的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。
[0175] 盡管例如參考作為圖9中的應(yīng)用程序的模塊92說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解，還可以利用其他配置，同時(shí)仍然受益于本發(fā)明的教導(dǎo)。例如，模塊92還可以被合 并到操作系統(tǒng)452、I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)器458或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的其他這樣的邏輯劃分中。因此，本 發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限于圖9的配置，其意在涵蓋能夠執(zhí)行這里描述的操作的任何配置。 此外，模塊92可以與諸如MRI掃描儀75、接口 /網(wǎng)關(guān)或工作站之類的其他組件進(jìn)行通信或 者被整體或部分地合并在該其他組件中。
[0176] I/O數(shù)據(jù)端口可以用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、工作站、MRI掃描儀75、接口 /網(wǎng)關(guān)和另 一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)）之間傳輸信息或者向由處理器控制的其他設(shè)備或電路 傳輸信息。這些組件可以是傳統(tǒng)的組件，諸如在許多傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中使用的那些，其可 以根據(jù)本發(fā)明來配置以如這里描述的那樣進(jìn)行操作。
[0177] 在下面的示例中，示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果以示意性地表明iPRES的實(shí)施例(集成的并行 接收、激勵(lì)和勻場(chǎng))。具體地，以下示例呈現(xiàn)了表明以下各項(xiàng)的結(jié)果： 1) 單個(gè)iPRES線圈（陣列河以用于發(fā)射/接收MRI信號(hào)，并且生成用于Btl勻場(chǎng)的局部 磁場(chǎng)(實(shí)驗(yàn)1); 2) 可以測(cè)量和控制在個(gè)體iPRES線圈中生成的局部磁場(chǎng)(實(shí)驗(yàn)2); 3) 在補(bǔ)償(勻場(chǎng))主場(chǎng)Btl不均勻性的同時(shí)，單個(gè)iPRES RF線圈陣列可以發(fā)射和接收(實(shí) 驗(yàn)3); 4) 具有其個(gè)體線圈元件的單個(gè)iPRES線圈陣列可以被配置為獨(dú)立但同時(shí)地進(jìn)行操作 以發(fā)射/接收MRI信號(hào)，并且生成用于磁場(chǎng)勻場(chǎng)的局部磁場(chǎng)(實(shí)驗(yàn)4); 5) 可以在相同的iPRES陣列內(nèi)的個(gè)體線圈中獨(dú)立地調(diào)整DC電流，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)空間的 最優(yōu)Btl勻場(chǎng)(實(shí)驗(yàn)5); 6) 可以通過大的iPRES陣列（48個(gè)元件示例）跨生物組織（使用體內(nèi)人腦圖像作為示 例）實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一磁場(chǎng)(實(shí)驗(yàn)6); 7HPRES技術(shù)的實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式可以通過選擇性地組合任何兩個(gè)功能(例如，通過將接收 和勻場(chǎng)功能組合成一個(gè)陣列，但是使用分離的線圈或線圈陣列用于發(fā)射）來在商業(yè)設(shè)計(jì)中 靈活地實(shí)現(xiàn)(實(shí)驗(yàn)6)。
[0178] 在一些實(shí)施例中，單個(gè)iPRES線圈陣列可以一起執(zhí)行并行RF發(fā)射(利用Bl勻場(chǎng))、 并行接收和B tl勻場(chǎng)。該示例示出，通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)表明，iPRES技術(shù)確實(shí)可以在任何大小、形 狀和幾何結(jié)構(gòu)的一個(gè)線圈或一個(gè)線圈陣列內(nèi)實(shí)現(xiàn)。此外，iPRES RF線圈陣列可以以靈活的 方式通過任何組合來實(shí)現(xiàn)，以滿足實(shí)際考慮(例如，通過使用分離的發(fā)射和接收線圈陣列， 其一個(gè)或二者具有B tl勻場(chǎng)電路)。
[0179] 現(xiàn)在將關(guān)于以下非限制性示例來進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0180] 示例 MRI實(shí)驗(yàn)表明在單個(gè)線圈或單個(gè)線圈陣列中的集成的并行接收、激勵(lì)和勻場(chǎng)（iPRES)。
[0181] 實(shí)驗(yàn) 1 目標(biāo)：執(zhí)行實(shí)驗(yàn)1以表明單個(gè)線圈的RF模式和DC模式二者(這里使用修改的8字形線 圈作為示例）可以同時(shí)用于發(fā)射/接收，并且用于生成附加的非統(tǒng)一磁場(chǎng)以勻場(chǎng)主Btl場(chǎng)。
[0182] 方法:用梯度回波單次拍攝回波平面成像（EPI)序列和下沭參數(shù)來在GE3T MRI掃 描儀上獲取球形水體模的冠狀圖像：重復(fù)時(shí)間（TR) =2s，回波時(shí)間（TE) =31或32ms，翻轉(zhuǎn)角 =60°，視場(chǎng)（F0V)=15 X 15cm，矩陣大小=64X 64,切片厚度=4mm，以及頻率方向=右/左（R/ L)。線圈并定位在R/L方向上的8字形的兩半的體膜上的冠狀平面中。B tl圖是從在兩個(gè)TE 處獲取的相位圖像計(jì)算的。
[0183] 益果:圖10示出了在0或130mA的DC電流的情況下獲取的代表性EPI圖像和B Q 圖。在沒有DC電流的情況系，Btl圖是大部分統(tǒng)一的（除了在左邊的小區(qū)域）（c)并且EPI圖 像沒有幾何失真（a)。當(dāng)DC電流被接通時(shí)，由于由DC電流生成的額外B tl場(chǎng)（d)而導(dǎo)致Bq 圖變得更加不均勻，并且EPI圖像受到大的幾何失真（b)的影響。
[0184] 益論:使用例如具有DC回路的8字形線圈，RF和DC模式二者可以在單個(gè)線圈中 獨(dú)立并且同時(shí)地進(jìn)行操作以執(zhí)行發(fā)射、接收和勻場(chǎng)功能。因此，一個(gè)線圈(或線圈陣列)可以 用于發(fā)射/接收MRI信號(hào)，并且生成用于B tl勻場(chǎng)的局部磁場(chǎng)。
[0185] 實(shí)驗(yàn) 2 且起:執(zhí)行實(shí)驗(yàn)2以測(cè)量由修改的單回路和8字形線圈的DC模式生成的B ^場(chǎng)。這些 Btl圖將在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中使用，以確定要在用于B ^勻場(chǎng)的每個(gè)線圈中應(yīng)用的最優(yōu)DC電流。
[0186] 方法:通過梯度回波序列以及TR=ls、TE=4. 7或5. 7ms、翻轉(zhuǎn)角=60 °、 F0V=22. 5x22. 5cm、矩陣大小=128 X 128和切片厚度=4_來獲取水體膜的冠狀Btl圖。線圈 定位于體膜上的冠狀平面中，并且在一個(gè)線圈中一次應(yīng)用130mA的DC電流。首先執(zhí)行(在 沒有DC電流的情況下）高階勻場(chǎng)，以獲得統(tǒng)一的B tl場(chǎng)。此外，在與實(shí)驗(yàn)中相同的幾何結(jié)構(gòu) 和定向的情況下，還通過使用針對(duì)單回路線圈和8字形線圈的畢奧-薩伐爾定律來在數(shù)值 上仿真B tl圖。
[0187] 結(jié)果和討論:圖11示出了對(duì)兩個(gè)線圈測(cè)量和仿真的Bn圖。這些結(jié)果表明，單回路 和8字形線圈兩者都生成非統(tǒng)一的B tl場(chǎng)，但是具有非常不同的空間圖案，這可以用于B ^勻 場(chǎng)。此外，通常在針對(duì)兩個(gè)線圈的測(cè)量和仿真的Btl圖之間存在良好的一致性。（b)中的小 的不對(duì)稱性可能是由于下述事實(shí)而導(dǎo)致的：8字形線圈相對(duì)于成像平面稍微傾斜。
[0188] 結(jié)論:可以測(cè)量和控制在個(gè)體的iPRES線圈中生成的局部磁場(chǎng)。
[0189] 實(shí)驗(yàn) 3 且起:執(zhí)行實(shí)驗(yàn)3以表明修改的8字形線圈的DC模式實(shí)際上可以用于B ^勻場(chǎng)，S卩，減 少Btl不均勻性并提高圖像質(zhì)量。
[0190] 方法:通過自旋回波單次拍攝EPI序列和TR=2s、TE=60ms、F0V=20X20cm、矩陣大 小=128X 128,切片厚度=4mm和頻率方向=R/L來獲取包含網(wǎng)格的方形水體膜的冠狀圖像。 線圈如在實(shí)驗(yàn)2中那樣被定位。首先執(zhí)行高階勻場(chǎng)(沒有DC電流)，以獲得統(tǒng)一的B tl場(chǎng)。
[0191] 益果:圖12示出了在三個(gè)不同的條件下獲取的代表性EPI圖像(裁剪為6X6cm的 感興趣區(qū)域（R0I))。首先，在沒有DC電流的情況下獲取圖像，得到最小幾何失真（a)。第 二，通過使線性X勻場(chǎng)（R/L)偏移-6 (任意單位)并且使線性z勻場(chǎng)(上/下（S/Ι))偏移-2 來有意引入Btl場(chǎng)的不均勻性，導(dǎo)致對(duì)EPI圖像的剪切和拉伸（b)。第三，應(yīng)用130mA的最優(yōu) DC電流以生成附加的B tl場(chǎng)，并且補(bǔ)償由ROI中的勻場(chǎng)偏移引入的B ^不均勻性，導(dǎo)致了 EPI 圖像中的幾何失真的顯著減少（C)。
[0192] 圖12 :通過下述各項(xiàng)獲取的EPI圖像： a :x/y/z_ 勻場(chǎng)偏移=0/0/0, DC 電流=OmA b :x/y/z_ 勻場(chǎng)偏移=-6/0/-2, DC 電流=OmA c :x/y/z_ 勻場(chǎng)偏移=-6/0/-2, DC 電流=130mA。
[0193] 益論:這些結(jié)果示出了修改的8字形線圈（作為一般化示例）可以用于同時(shí)發(fā)射/ 接收和B tl勻場(chǎng)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例可以在通過固有局部B ^勻場(chǎng)補(bǔ)償主場(chǎng)B ^不均勻性 的同時(shí)發(fā)射和接收，全部在單個(gè)iPRES線圈內(nèi)。注意，發(fā)射和接收不同時(shí)執(zhí)行，但是任何一 個(gè)可以與B tl勻場(chǎng)同時(shí)執(zhí)行。
[0194] 實(shí)驗(yàn) 4 且盤:執(zhí)行實(shí)驗(yàn)4以表明可以同時(shí)使用修改的單回路和8字形線圈，每一個(gè)對(duì)于并行發(fā) 射/接收和BO勻場(chǎng)都具有RF和DC模式。
[0195] 方法:該實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)3相同，除了單回路線圈被添加在8字形線圈的正下方。 兩個(gè)線圈的DC回路被并聯(lián)連接到DC電源。EPI圖像如在實(shí)驗(yàn)3中那樣獲取，但利用 F0V=22. 5x22. 5cm和矩陣大小=192x192。Btl圖如實(shí)驗(yàn)2中那樣被獲取。因?yàn)槲覀兊膾呙鑳x 沒有并行發(fā)射能力，所以通過一次僅激勵(lì)一個(gè)線圈來順序地獲取數(shù)據(jù)。通過使用平方和的 平方根來組合來自兩個(gè)線圈的EPI圖像，同時(shí)對(duì)來自兩個(gè)線圈的B tl圖進(jìn)行平均。
[0196] 結(jié)果:圖13示出了在三個(gè)不同的條件下獲取的代表性EPI圖像和Btl圖（裁剪到 6X6cm的R0I)。首先，在沒有DC電流的情況下獲取圖像，導(dǎo)致最小幾何失真（a)。第二，通 過使線性y勻場(chǎng)(前/后)偏移+5并且使線性z勻場(chǎng)偏移+5來有意地引入B tl場(chǎng)不均勻性， 導(dǎo)致沿著Btl圖中的z的線性Btl梯度和全局B tl偏移（e)以及EPI圖像的拉伸（b)。第三，在 兩個(gè)線圈中并行地施加130mA的最優(yōu)DC電流，以生成附加B tl場(chǎng)并且補(bǔ)償由ROI中的勻場(chǎng) 偏移所引入的Btl不均勻性，導(dǎo)致了在BO圖中的BO不均勻性的顯著減少（f)和EPI圖像中 的幾何失真的顯著減少（c )。
[0197] 益論:使用具有兩個(gè)元件(這里是單個(gè)回路和8字形元件，但是被推廣為不同大小 和幾何結(jié)構(gòu)的更多元件）的單個(gè)線圈陣列的這些結(jié)果表明單個(gè)線圈陣列可以用于同時(shí)并行 的發(fā)射/接收和B tl勻場(chǎng)。因此，使其個(gè)體元件獨(dú)立但是同時(shí)進(jìn)行操作的單個(gè)iPRES線圈陣 列可以用于發(fā)射/接收MRI信號(hào)，并且生成用于磁場(chǎng)B tl勻場(chǎng)的局部B ^磁場(chǎng)。
[0198] 實(shí)驗(yàn) 5 目標(biāo):執(zhí)行實(shí)驗(yàn)5以表明每個(gè)線圈中的DC電流可以被獨(dú)立地調(diào)整，從而引入附加的自 由度以改善Btl勾場(chǎng)。
[0199] 方法:該實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)4相同，除了通過將具有不同值的電阻器插入到兩個(gè)DC回路 中來調(diào)整兩個(gè)線圈中的DC電流的相對(duì)比率。此外，除了 R/L之外，還在頻率方向EPI=S/I 的情況下獲取EPI圖像。
[0200] 結(jié)果:圖14示出了在三種不同的條件下獲取的代表性EPI圖像和Btl圖（裁剪到 6X6cm的R0I)。首先，在沒有DC電流的情況下獲取圖像，導(dǎo)致最小的幾何失真（a，d)。第 二，通過使線性y勻場(chǎng)偏移+15并且使線性z勻場(chǎng)偏移+12來有意地引入B tl場(chǎng)不均勻性， 導(dǎo)致了沿著BO圖中的z的線性Btl梯度和全局Btl偏移（h)以及EPI圖像的拉伸（b)或剪切 (e)。第三，分別在單個(gè)回路和8字形線圈中應(yīng)用250mA和-50mA的單獨(dú)優(yōu)化的DC電流，以 生成附加Btl場(chǎng)并且補(bǔ)償由ROI中的勻場(chǎng)偏移引入的B ^不均勻性，導(dǎo)致了在B ^圖中的BO不 均勻性的顯著減少（i)和EPI圖像中的幾何失真的顯著減少（c、f)。8字形線圈中的負(fù)電 流指示其與實(shí)驗(yàn)1-4相比在相反的方向上流動(dòng)。
[0201] 圖14 :在頻率方向=R/L (a-c)或S/I (d-f)情況下的EPI圖像以及在下述情況 下獲取的Btl圖（g-i): a, d，g :x/y/z_ 勻場(chǎng)偏移=0/0/0, DC 電流=OmA b，e，h :x/y/z_ 勻場(chǎng)偏移=0/15/12, DC 電流=OmA (3，乜丨3/7/2-勻場(chǎng)偏移=0/15/12，直流電流=25〇11^(單回路線圈)和-5〇11^(8字形 線圈)。
[0202] 益論:這些結(jié)果表明，iPRES線圈陣列內(nèi)的每個(gè)元件的DC電流可以被單獨(dú)優(yōu)化以 實(shí)現(xiàn)在整個(gè)空間中的最佳B tl勻場(chǎng)。
[0203] 實(shí)驗(yàn) 6 且盤:執(zhí)行實(shí)驗(yàn)6以表明我們可以通過一個(gè)大的線圈陣列（使用48元件線圈陣列作為 示例）實(shí)現(xiàn)跨生物組織(使用體內(nèi)人腦圖像作為示例）的統(tǒng)一磁場(chǎng)。此外，本發(fā)明的實(shí)施例 通過選擇性地組合任何兩個(gè)功能(例如，這里通過將接收和勻場(chǎng)功能組合到一個(gè)陣列中，并 且使用分離的線圈或線圈陣列用于發(fā)射）來提供在實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式中的靈活性。
[0204] 方法:通過使用48元件(僅接收）iPRES陣列和在人腦中獲取的三維Btl圖來執(zhí) 行B tl場(chǎng)的數(shù)字仿真，以進(jìn)一步調(diào)查用于體內(nèi)應(yīng)用的iPRES概念的可行性，并且將其與傳統(tǒng) 多線圈勻場(chǎng)策略（12)相比較。為此，我們研究了一個(gè)健康的志愿者，對(duì)他提供了關(guān)于我們 的3T掃描儀的如由我們的機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)證明的簽署的知情同意書。在使用掃描儀的 SH勻場(chǎng)線圈的2階勻場(chǎng)之后，通過4次拍攝螺旋不對(duì)稱自旋回波序列和TR=5s、TE=24ms、 Λ TE=0/l/2ms、FOV 21x21cm、矩陣大小=70x70、切片厚度=3ms以及40個(gè)切片來獲取整個(gè) 大腦的軸向圖像。然后，從在不同ΛΤΕ獲取的相位圖像計(jì)算B tl圖。
[0205] 益果:圖15示出了受到嚴(yán)重B ^不均勻性影響的通過前額葉皮層和顳葉的兩個(gè)軸 向切片中的代表性Btl圖。如預(yù)期的，僅靜態(tài)二階SH勻場(chǎng)無法勻場(chǎng)這些局部B ^不均勻性（a， d)。相反，具有常規(guī)勻場(chǎng)線圈陣列（b，e)或iPRES線圈陣列（c，f)的動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)與可以顯著 減少這些區(qū)域中的B tl不均勻性。然而，iPRES線圈陣列可以生成更局部磁場(chǎng)，并且因此實(shí)現(xiàn) 了比常規(guī)勻場(chǎng)線圈陣列更有效的勻場(chǎng)(例如，在由箭頭所指示的區(qū)域中），因?yàn)槠洳恍枰g 隙以減小RF衰減，并且因此允許線圈被定位得接近甚至中間切片的對(duì)象，其通常受到強(qiáng)B tl 不均勻性的影響。利用iPRES線圈陣列的動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)可以使圖13中示出的ROI中的Btl根均 方根誤差與僅靜態(tài)二階SH勻場(chǎng)相比減少65. 9-78. 8 %并且與利用常規(guī)勻場(chǎng)線圈陣列的動(dòng) 態(tài)勻場(chǎng)相比減少12. 1-22. 7% (表1)。

【權(quán)利要求】
1. 一種磁諧振成像（MRI)系統(tǒng)，包括： 具有多個(gè)線圈元件的RF線圈陣列，其中相應(yīng)線圈元件同時(shí)在W下兩個(gè)模式中進(jìn)行操 作：（i)用于發(fā)射或接收中的至少一個(gè)的RF模式；和（ii)直流（DC)模式，具有在相應(yīng)的線 圈元件中的DC電流流動(dòng)，W生成局部B。磁場(chǎng)用于B。勻場(chǎng)； 與RF線圈陣列連通的至少一個(gè)DC電源，用于向線圈元件供應(yīng)DC電流；W及 與RF線圈陣列連通的電路，被配置成指示DC電源將DC電流供應(yīng)到線圈元件W生成局 部B。磁場(chǎng)用于B。勻場(chǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，相應(yīng)線圈元件包括用于使DC電流循環(huán)的閉合路 徑，所述閉合路徑包括與具有高諧振頻率的至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路相關(guān) 聯(lián)的至少一個(gè)電感器，其中DC電流流動(dòng)通過所述至少一個(gè)LC諧振電路的所述至少一個(gè)電 感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，RF線圈陣列是；（i)僅接收RF線圈陣列，（ii) 僅發(fā)射RF線圈陣列，或者（iii )發(fā)射和接收RF線圈陣列，并且其中，當(dāng)DC電流流動(dòng)通過所 述至少一個(gè)LC諧振電路的所述至少一個(gè)電感器時(shí)，RF信號(hào)可W跨所述至少一個(gè)LC諧振電 路的相應(yīng)電容器行進(jìn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，RF線圈陣列是接收RF線圈陣列，所述系統(tǒng)進(jìn)一 步包括協(xié)作的發(fā)射RF線圈陣列，并且其中所述發(fā)射RF線圈陣列被配置為還提供Bi勻場(chǎng)，在 Bi勻場(chǎng)中，所述電路被配置為獨(dú)立地調(diào)整每個(gè)線圈元件中的RF電流的幅度、相位、時(shí)序和頻 率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列是僅接收RF線圈陣列，其中，所 述系統(tǒng)進(jìn)一步包括分離的協(xié)作的發(fā)射RF線圈或發(fā)射RF線圈陣列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射RF線圈陣列還具有多個(gè)線圈元件，并 且其中，所述發(fā)射RF線圈陣列包括同時(shí)W下述兩個(gè)模式進(jìn)行操作的相應(yīng)線圈元件；（i)用 于發(fā)射的RF模式；W及（ii)直流（DC)模式，具有在相應(yīng)的線圈元件中的DC電流流動(dòng)，W 生成局部B。磁場(chǎng)，從而由此允許在相應(yīng)的線圈元件中的獨(dú)立和并發(fā)的RF電流和DC電流流 動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置為使用來自發(fā)射和接收RF線圈 陣列二者的線圈元件中的至少一些來并發(fā)地生成局部B。磁場(chǎng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，來自發(fā)射和接收RF線圈陣列的線圈元件被配置 為使DC電流流動(dòng)在相應(yīng)的線圈元件中循環(huán)，W生成用于B。勻場(chǎng)的局部B。磁場(chǎng)，并且發(fā)射和 接收RF線圈陣列緊密地徑向間隔開大約0. 01英寸至大約5英寸之間，W便被定位在與MR 掃描儀相關(guān)聯(lián)的磁體的孔內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象附近。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列被配置為協(xié)作的一組僅發(fā)射和 僅接收RF線圈陣列，并且其中，只有僅接收RF線圈陣列被配置為具有DC模式的RF線圈陣 列，所述DC模式具有在相應(yīng)的線圈元件中的DC電流流動(dòng)用于B。勻場(chǎng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列被配置為協(xié)作的一組僅發(fā)射和 僅接收RF線圈陣列，并且其中，僅發(fā)射RF線圈陣列被配置為具有DC模式的RF線圈陣列， 所述DC模式具有在相應(yīng)的線圈元件中的DC電流流動(dòng)W生成局部B。磁場(chǎng)用于B。勻場(chǎng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置為單獨(dú)地調(diào)整相應(yīng)的線圈元件 中的DC電流流動(dòng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列包括單獨(dú)可操作的分立線圈元 件的多個(gè)緊密堆疊的層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列被配置為單個(gè)發(fā)射和接收RF 線圈陣列，所述單個(gè)發(fā)射和接收RF線圈陣列被配置用于并行發(fā)射和接收W及生成局部B。 磁場(chǎng)，并且其中，RF線圈陣列被配置為還提供Bi勻場(chǎng)，在B1勻場(chǎng)中，電路被配置為獨(dú)立地調(diào) 整每個(gè)線圈元件中的RF電流的幅度、相位、時(shí)序和頻率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列的線圈元件各自具有多個(gè)調(diào)諧 的RF電路，具有并發(fā)的高和低諧振頻率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括具有用于RF線圈陣列的DC阻斷電容器的 主動(dòng)失諧電路，其中，所述RF線圈陣列是僅接收RF線圈陣列或發(fā)射/接收RF線圈陣列。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電路與MR掃描儀連通或者部分地或完全 在MR掃描儀板上，并且其中，所述線圈元件各自包括針對(duì)來自DC電源的DC電流的至少一 個(gè)回路，其中，所述至少一個(gè)回路包括至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路中的至少 一個(gè)電感器，所述至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路具有與MR掃描儀的操作頻率 相對(duì)應(yīng)的高諧振頻率。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，在發(fā)射操作中，DC電流流動(dòng)通過LC諧振電路 的電感器，同時(shí)RF電流流動(dòng)穿過LC諧振電路的電容器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與RF線圈陣列連通的MR掃描儀W及與 MR掃描儀和RF線圈陣列連通的發(fā)射/接收開關(guān)，其中RF線圈陣列的相應(yīng)線圈元件包括至 少一個(gè)LC諧振電路。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電路與MR掃描儀連通或者部分地或者完全 在MR掃描儀板上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置為生成與所生成的局部B。磁場(chǎng) 相關(guān)聯(lián)的B。圖并且執(zhí)行B。勻場(chǎng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置為控制RF線圈陣列的線圈元件 中的DC電流，并且測(cè)量所生成的局部B。磁場(chǎng)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列是單個(gè)發(fā)射和接收RF線圈陣 列，并且其中，所述電路與MR掃描儀連通或者部分地或者完全在MR掃描儀板上，W使得RF 線圈陣列進(jìn)行發(fā)射和接收，同時(shí)使用從RF線圈陣列生成的局部B。磁場(chǎng)來勻場(chǎng)主場(chǎng)B。的不 均勻性。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列的線圈元件被配置為獨(dú)立和同 時(shí)操作W發(fā)射/接收RF信號(hào)，并且生成用于B。磁場(chǎng)勻場(chǎng)的局部B。磁場(chǎng)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RF線圈陣列被配置為生成局部B。磁場(chǎng)W 提供穿過生物組織或目標(biāo)材料的統(tǒng)一磁場(chǎng)。
25. -種勻場(chǎng)磁諧振（MR)系統(tǒng)的方法，包括： 提供具有多個(gè)線圈元件的至少一個(gè)RF線圈，所述線圈元件具有與包括至少一個(gè)回路 的直流（DC)電流路徑相關(guān)聯(lián)的電路； 按照RF發(fā)射或接收模式中的至少一個(gè)來操作所述至少一個(gè)RF線圈； 在發(fā)射或接收模式情況下使DC電流并發(fā)地流動(dòng)通過線圈元件的DC電流路徑；W及 響應(yīng)于通過線圈元件的DC電流路徑的DC電流的流動(dòng)來生成局部B。磁場(chǎng)，從而使用所 生成的局部B。磁場(chǎng)來B。勻場(chǎng)MR系統(tǒng)的磁體的成像空間。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，執(zhí)行操作所述至少一個(gè)RF線圈來W在RF發(fā)射 模式中進(jìn)行操作，所述方法進(jìn)一步包括使RF電流并發(fā)地流動(dòng)通過線圈元件，W在RF發(fā)射模 式中發(fā)射RF激勵(lì)脈沖，同時(shí)在DC電流和RF電流之間不產(chǎn)生電磁干擾的情況下DC電流同 時(shí)并且獨(dú)立地在線圈元件中流動(dòng)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括使用線圈元件來生成RFB1磁場(chǎng)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括分別使用生成的B1和B。磁場(chǎng)來自動(dòng)地 執(zhí)行Bi勻場(chǎng)和B。勻場(chǎng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，通過并行地從線圈元件發(fā)射和接收RF信號(hào)并 且使用所生成的局部B。磁場(chǎng)自動(dòng)地進(jìn)行B。勻場(chǎng)來執(zhí)行操作所述至少一個(gè)RF線圈。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述至少一個(gè)RF線圈是單個(gè)RF線圈陣列。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述至少一個(gè)RF線圈包括第一和第二協(xié)作的 RF線圈陣列。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述至少一個(gè)RF線圈具有在大約1-512個(gè)之 間的線圈元件。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括；W電子方式單獨(dú)地控制線圈元件中的 每一個(gè)的DC電流。
34. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，提供所述至少一個(gè)RF線圈包括提供發(fā)射RF線 圈陣列和協(xié)作的接收RF線圈陣列，其中，所述發(fā)射和接收RF線圈陣列各自使DC電流并發(fā) 地流動(dòng)通過相應(yīng)的線圈元件W生成局部B。磁場(chǎng)，所述方法進(jìn)一步包括使用從發(fā)射和接收RF 線圈陣列二者生成的局部B。磁場(chǎng)來對(duì)主磁場(chǎng)B。均勻性進(jìn)行B。勻場(chǎng)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，提供所述至少一個(gè)RF線圈包括提供僅發(fā)射RF 線圈陣列和協(xié)作的僅接收RF線圈陣列，其中，發(fā)射和接收RF線圈陣列中的僅一個(gè)使DC電 流流動(dòng)通過相應(yīng)的線圈元件W生成局部B。磁場(chǎng)，所述方法進(jìn)一步包括使用所生成的局部B。 磁場(chǎng)來自動(dòng)地對(duì)主磁場(chǎng)B。均勻性進(jìn)行勻場(chǎng)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，提供所述至少一個(gè)RF線圈包括提供發(fā)射RF線 圈陣列和協(xié)作的接收RF線圈陣列，其中，僅接收RF線圈陣列使DC電流流動(dòng)通過相應(yīng)的線 圈元件W生成局部B。磁場(chǎng)，所述方法進(jìn)一步包括使用相應(yīng)的失諧電路來主動(dòng)地使RF線圈 元件失諧，所述失諧電路具有失諧電感器、RF阻斷電容器和PIN二極管，其中，通過W下方 式來執(zhí)行主動(dòng)失諧；使PIN二極管正向偏置W使得RF電流流動(dòng)到使線圈元件失諧的失諧電 路中，但是用于B。勻場(chǎng)的DC電流保持在DC回路中，因?yàn)樗ㄟ^DC阻斷電容器與失諧電路 隔離。
37. -種用于磁諧振成像（MRI)系統(tǒng)的RF線圈組裝部件，包括： 具有多個(gè)線圈元件的至少一個(gè)RF線圈陣列，其中，相應(yīng)線圈元件包括一電路，所述電 路具有： 至少一個(gè)DC電流回路，具有帶有正和負(fù)端子的DC電源連接； 在DC電源連接端子之間的至少一個(gè)電容器； 可選地，RF扼流圈，串聯(lián)位于DC電源連接端子的所述正和負(fù)端子與相關(guān)聯(lián)的DC電源 之間；W及 至少一個(gè)并聯(lián)電感器電容器（LC)諧振電路組件，被配置為使得相應(yīng)線圈元件是具有多 個(gè)諧振頻率的多調(diào)諧RF線圈元件，使得線圈元件僅在目標(biāo)MR掃描儀的操作頻率周圍進(jìn)行 操作， 其中，在操作中，DC電流流動(dòng)通過所述至少一個(gè)LC諧振電路組件的相應(yīng)電感器，并且 在至少一個(gè)DC電流回路中循環(huán)W生成局部B。磁場(chǎng)， 其中，RF線圈組裝部件被配置為同時(shí)提供W下兩者；（i)用于發(fā)射或接收中的至少一 個(gè)的RF模式；和（ii)直流（DC)模式，用于生成局部B。磁場(chǎng)用于B。勻場(chǎng)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的RF線圈組裝部件，進(jìn)一步包括配置為調(diào)整相應(yīng)線圈元件中 的DC電流流動(dòng)的控制電路。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的RF線圈組裝部件，其中，每個(gè)RF線圈元件包括位于控制電 路與發(fā)射/接收開關(guān)之間的匹配電路。
40. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的RF線圈組裝部件，其中，所述RF線圈組裝部件包括具有相 應(yīng)線圈元件的第一和第二協(xié)作的RF線圈陣列，其中第一陣列是接收RF線圈陣列，并且第二 陣列是發(fā)射RF線圈陣列，并且其中，發(fā)射和接收RF線圈陣列中的至少一個(gè)的相應(yīng)線圈元件 被配置為使DC電流流動(dòng)W生成局部B。磁場(chǎng)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的RF線圈組裝部件，并且其中，發(fā)射和接收RF線圈陣列二者 具有同時(shí)按W下兩個(gè)模式進(jìn)行操作的相應(yīng)的線圈元件：（i)RF模式和（ii)用于B。勻場(chǎng)的 直流（DC)模式，并且其中，所述RF線圈組裝部件被適配為連接到MR掃描儀，所述MR掃描 儀被配置為使用發(fā)射和接收RF線圈陣列二者中的線圈元件中的至少一些來并發(fā)地生成局 部B。磁場(chǎng)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的RF線圈組裝部件，其中，所述RF線圈組裝部件是僅接收 的，并且B。勻場(chǎng)RF線圈陣列，并且其中，相應(yīng)的線圈元件電路包括具有阻斷電容器的主動(dòng) 失諧電路。
43. -種電路，包括至少一個(gè)處理器，所述處理器被配置為單獨(dú)地控制RF線圈陣列的 線圈元件的相應(yīng)的電流回路中的直流（DC)電流的幅度和/或方向，W調(diào)整MRI系統(tǒng)的主磁 場(chǎng)不均勻性W進(jìn)行B。勻場(chǎng)。
44. 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介 質(zhì)具有體現(xiàn)在所述介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包括： 配置為控制具有帶有直流（DC)回路的多個(gè)線圈元件的MRI成像RF線圈陣列的操作的 計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，使得線圈元件同時(shí)在下述兩個(gè)模式中操作：（i )用于RF發(fā)射或RF接 收中的至少一個(gè)的RF模式；和（ii) DC模式，其中DC電流在DC回路中流動(dòng)W生成局部B。 磁場(chǎng)用于B。勻場(chǎng)；W及 配置為使用所生成局部B。磁場(chǎng)來執(zhí)行B。勻場(chǎng)的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
45. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，進(jìn)一步包括下述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼： 配置為單獨(dú)控制相應(yīng)DC電流回路中的DC電流的幅度和/或方向。
【文檔編號(hào)】G01R33/3875GK104471421SQ201380033380
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】韓慧, 張仲柯, W. 宋 A. 申請(qǐng)人:杜克大學(xué)