уменьшение sar в параллельной передаче посредством зависимого от каонного пространства выбора rf-импульсов

Формула изобретения

1. Способ получения MR-данных с уменьшенным удельным коэффициентом поглощения (SAR), содержащий этапы, на которых:

- применяют магнитно-резонансную последовательность, в которой, по меньшей мере, один RF-импульс многократно применяется, чтобы формировать данные MR-сканирования во время сканирования для сбора MR-данных с использованием двух или более передающих катушек;

- изменяют структуру многократно применяемого RF-импульса так, что RF-импульсы с меньшим SAR приводят к меньшему SAR в некоторых повторениях, чем в других повторениях, где применяются другие RF-импульсы; и

- получают данные MR-сканирования в каонном пространстве;

причем RF-импульсы с меньшим SAR имеют компоненты более низких частот, а другие RF-импульсы содержат компоненты более высоких частот, чем компоненты более низких частот.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:

- восстанавливают данные сканирования в изображение; и

- выполняют, по меньшей мере, одно из отображения и сохранения изображения.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:

- шиммируют B₁-поле с использованием одной или более собственных мод при получении данных периферийного каонного пространства; и

- шиммируют B₁-поле с использованием одной центральной собственной моды при получении данных центрального каонного пространства.

4. Способ по п.1, в котором компоненты многократно применяемых RF-импульсов содержат вклады из каждого из множества каналов передачи и в котором изменение структуры многократно применяемого RF-импульса включает в себя этап, на котором изменяют взвешивание между вкладами и траекторию в каонном пространстве RF-импульсов.

5. Способ по п.1, в котором низкочастотные RF-импульсы являются одномерными RF-импульсами и в котором высокочастотные RF-импульсы являются, по меньшей мере, двумерными RF-импульсами.

6. Способ по п.1, в котором RF-импульсы являются RF-импульсами для подготовки к намагничиванию, используемыми в системе многоканальной передачи.

7. Способ получения MR-данных с уменьшенным удельным коэффициентом поглощения (SAR), содержащий этапы, на которых:

- применяют магнитно-резонансную последовательность, в которой, по меньшей мере, один RF-импульс многократно применяется, чтобы формировать данные MR-сканирования во время сканирования для сбора MR-данных с использованием двух или более передающих катушек;

- изменяют структуру многократно применяемого RF-импульса так, что RF-импульсы приводят к меньшему SAR в некоторых повторениях, чем в других повторениях; и

получают данные MR-сканирования в каонном пространстве, причем

- многократно применяемые RF-импульсы с компонентами более высоких частот используют для того, чтобы получать данные MR-сканирования в периферийной области каонного пространства, a RF-импульсы с компонентами более низких частот используют для того, чтобы получать данные MR-сканирования в центральной области каонного пространства; или

- многократно применяемые RF-импульсы с компонентами более высоких частот используют, чтобы получать данные MR-сканирования в центральной области каонного пространства, а RF-импульсы с компонентами более низких частот используют для того, чтобы получать данные MR-сканирования в периферийной области каонного пространства.

8. Способ получения MR-данных с уменьшенным удельным коэффициентом поглощения (SAR), содержащий этапы, на которых:

- применяют магнитно-резонансную последовательность, в которой, по меньшей мере, один RF-импульс многократно применяется, чтобы формировать данные MR-сканирования во время сканирования для сбора MR-данных с использованием двух или более передающих катушек;

- изменяют структуру многократно применяемого RF-импульса так, что RF-импульсы приводят к меньшему SAR в некоторых повторениях, чем в других повторениях; и

- получают данные MR-сканирования в каонном пространстве; причем

многократно применяемые RF-импульсы с меньшим SAR имеют более низкое пространственное разрешение, а многократно применяемые импульсы с большим SAR имеют более высокое пространственное разрешение.

9. MRI-устройство (12) с несколькими каналами передачи, включающее в себя генератор (20) RF-импульсов, выполненный с возможностью формирования версий многократно применяемых RF-импульсов для осуществления способа по п.1.

10. Машиночитаемый носитель (14), переносящий программное обеспечение для управления процессором (12), чтобы осуществлять способ по п.1.

11. Магнитно-резонансная система (12) для уменьшения удельного коэффициента поглощения (SAR), причем система включает в себя:

- две или более передающих RF-катушек;

- генератор RF-импульсов;

- процессор, выполненный с возможностью:

- управлять генератором RF-импульсов, чтобы применять последовательность MR-сканирования, по меньшей мере, с одним многократно применяемым RF-импульсом;

- выбирать из числа, по меньшей мере, двух предварительно сформированных версий многократно применяемых RF-импульсов, причем каждая версия демонстрирует различный SAR с различными частотными компонентами, содержащими RF-импульсы с меньшим SAR, которые приводят к меньшему SAR в некоторых повторениях, чем в других повторениях, где применяются другие RF-импульсы;

- предоставлять в генератор RF-импульсов версии более высоких частот многократно применяемого RF-импульса при получении MR-данных из первой области каонного пространства и версии более низких частот многократно применяемого RF-импульса при получении MR-данных из второй области каонного пространства; и

- обрабатывать MR-данные; и

- дисплей, выполненный с возможностью отображать обработанные MR-данные,

причем RF-импульсы с меньшим SAR имеют версии более низких частот, а другие RF-импульсы содержат версии более высоких частот.

12. Система по п.11, в которой RF-катушка содержит множество передающих RF-катушек, причем каждая RF-катушка соединена с соответствующим генератором RF-импульсов, и в которой высокочастотные RF-импульсы являются, по меньшей мере, двумерными RF-импульсами.

13. Система по п.12, в которой процессор (14) выполняет машиноисполняемые инструкции для:

- шиммирования B₁-поля с использованием одной или более собственных мод при получении данных периферийного каонного пространства; и

- шиммирования B₁ -поля с использованием одного центрального собственного значения при получении данных центрального каонного пространства.

14. Способ по п.11, в котором первая область каонного пространства является одной из центральной области каонного пространства и периферийной области каонного пространства и в котором вторая область каонного пространства является другой из центральной области каонного пространства и периферийной области каонного пространства.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение находит конкретное применение в системах магнитно-резонансной визуализации (MRI). Тем не менее следует принимать во внимание, что описанные технологии также могут находить применение в других системах визуализации, других сценариях магнитного резонанса, других технологиях сбора данных изображений и т.п.

Уровень техники

Параллельная передача в MRI-системах вызывает значительный интерес в последние несколько лет. Применение нескольких отдельных радиочастотных (RF) передающих катушек используется для того, чтобы преодолевать ограничения B₁-гомогенности и улучшать многомерные RF-импульсы посредством сокращения их длительности. Особого внимания во всех этих вариантах применения передачи заслуживает удельный коэффициент поглощения (SAR), который должен сохраняться ниже определенных пределов, чтобы не допускать избыточного нагревания пациента. Обсуждены разные подходы к тому, чтобы уменьшать SAR в параллельной передаче. Степень свободы в схеме RF-импульсов дает возможность выбора решений с минимальным SAR, например, через технологии регуляризации, помогающие принудительно активировать низкий SAR. Кроме того, взаимодействие между траекторией в каонном пространстве и формой RF-сигнала может использоваться для уменьшения SAR (к примеру, в технологии селективного возбуждения с переменной скоростью или VERSE). Оптимальный RF-импульс, полученный таким образом, затем используется для соответствующего MR-сканирования. В этом отношении RF-импульс параллельной передачи оптимизируется практически независимо от процесса дискретизации MR-сигналов. Ограничение SAR, в частности, в сильных полях является серьезной проблемой в MR.

Настоящая заявка предоставляет новые и улучшенные системы и способы для уменьшения SAR в исследованиях MR, которые преодолевают вышеуказанные и другие проблемы.

Сущность изобретения

В соответствии с одним аспектом способ обнаружения MR-данных с уменьшенным удельным коэффициентом поглощения (SAR) содержит применение магнитно-резонансной последовательности, в которой, по меньшей мере, один RF-импульс многократно применяется, чтобы формировать данные MR-сканирования во время MR-сканирования для обнаружения с использованием двух или более передающих катушек, изменение структуры многократно применяемого RF-импульса так, что RF-импульс в некоторых повторениях приводит к меньшему SAR, чем в других, и обнаружение данных MR-сканирования в каонном пространстве.

В соответствии с другим аспектом система магнитного резонанса для уменьшения удельного коэффициента поглощения (SAR) содержит две или более передающих RF-катушек, генератор RF-импульсов и процессор, который управляет генератором RF-импульсов, чтобы применять последовательность MR-сканирования, по меньшей мере, с одним многократно применяемым RF-импульсом. Процессор дополнительно выбирает из числа, по меньшей мере, двух предварительно сформированных версий многократно применяемых RF-импульсов, причем каждая версия демонстрирует различный SAR с различными частотными компонентами. Кроме того, процессор предоставляет в генератор RF-импульсов версии верхних частот многократно применяемого RF-импульса при обнаружении MR-данных из первой области каонного пространства и версии нижних частот многократно применяемого RF-импульса при обнаружении MR-данных из второй области каонного пространства и обрабатывает MR-данные. Система дополнительно включает в себя дисплей, который отображает обработанные MR-данные.

Одно преимущество состоит в том, что общий SAR для всего сканирования уменьшается.

Другое преимущество состоит в том, что качество изображений повышается или, по меньшей мере, поддерживается.

Дополнительные преимущества настоящего изобретения должны приниматься во внимание специалистами в данной области техники после прочтения и понимания нижеследующего подробного описания.

Краткое описание чертежей

Чертежи служат только для целей иллюстрации различных аспектов и не должны быть истолкованы в качестве ограничения. Соответствующие ссылочные номера при использовании на различных чертежах представляют соответствующие элементы на чертежах.

Фиг. 1 иллюстрирует систему, которая упрощает уменьшение SAR в MRI-устройствах с множественной передачей посредством варьирования RF-импульсов во время сканирования для обнаружения в качестве функции от местоположения в каонном пространстве.

Фиг. 2 иллюстрирует график взаимосвязи между SAR RF-импульса и его общей точностью и/или производительностью.

Фиг. 3 иллюстрирует показатели возбуждения для локального возбуждения с использованием двумерного пространственно избирательного RF-импульса в системе четырехканальной параллельной передачи.

Фиг. 4 иллюстрирует представление сигнального возбуждения для отдельных линий в каонном пространстве, выполняемого с использованием класса RF-импульсов, отличающихся по своему пространственному разрешению.

Фиг. 5 иллюстрирует компоновку в форме кругового сегмента различных областей в каонном пространстве двумерной дискретизации. Восемь различных RF-импульсов параллельной передачи заранее вычисляются и применяются, если соответствующий этап k_x, k_y фазового кодирования измеряется.

Фиг. 6 показывает чувствительности катушек для восьми поперечных B₁-катушек в восьмиканальной передающей катушке.

Фиг. 7 показывает соответствующие собственные моды компоновки с восьмиканальной катушкой.

Фиг. 8 иллюстрирует способ уменьшения SAR в MRI-устройстве с многоканальной передающей катушкой, в соответствии с одним или более аспектов, описанных в данном документе.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг. 1 иллюстрирует систему 10, которая упрощает снижение SAR в MRI-устройствах с множественной передачей посредством варьирования RF-импульсов во время сканирования для обнаружения в качестве функции от местоположения в каонном пространстве. Например, RF-импульсы создаются с заранее выбранным пространственным разрешением. Импульсы с более высоким пространственным разрешением дают более точные изображения, но имеют более высокий SAR. Посредством использования RF-импульсов со стандартным пространственным разрешением для последовательности в некоторых областях каонного пространства и уменьшенным пространственным разрешением в других, уменьшается полный SAR для последовательности. Например, импульсы с более высоким пространственным разрешением используются в частях низких частот каонного пространства, а импульсы более низкого пространственного разрешения используются в областях высоких частот каонного пространства, но также и другие назначения являются возможными. В частности, в MR-сканерах с несколькими независимо управляемыми передающими RF-устройствами существует большая гибкость для того, чтобы создавать импульсы B₁-шиммирования. Эта гибкость используется посредством описанных систем и способов, чтобы также регулировать B₁ -шиммирование в соответствии с областью каонного пространства, чтобы уменьшать полный SAR последовательности.

Система 10 включает в себя MR-устройство или сканер 12, который соединен с процессором 14, запоминающим устройством 16 (например, машиночитаемым носителем) и дисплеем 18, на котором информация отображается пользователю. Запоминающее устройство сохраняет, а процессор выполняет одну или более машиноисполняемых инструкций для выполнения различных функций, описанных в данном документе. Следует принимать во внимание, что запоминающее устройство, процессор и/или дисплей может быть отдельным или неразъемным с MR-устройством 12.

MR-устройство 12 включает в себя генератор 20 RF-импульсов, который формирует радиочастотные (RF) B ₁-импульсы, каждый из которых конфигурируется так, как инструктируется посредством процессора. MR-устройство также включает в себя многоканальное передающее устройство (MCTx) 22, которое передает RF-импульсы по нескольким каналам. Запоминающее устройство 16 сохраняет таблицу 24 поиска (LUT) RF-импульсов, которая включает в себя множество предварительно сформированных шаблонов RF-импульсов с перекрестными ссылками с конкретными местоположениями в каонном пространстве. К LUT 24 осуществляется доступ посредством процессора во время MR-сканирования для обнаружения, чтобы идентифицировать конкретные RF-импульсы, которые должны быть сформированы посредством RFPG 20 и переданы посредством MCTx 22 в конкретной последовательности или шаблоне по мере того, как соответствующие области каонного пространства сканируются. Согласно другому аспекту RF-импульсы заранее вычисляются, сохраняются в LUT 24 и повторно вызываются по мере необходимости. Данные 26 каонного пространства, определяемые во время сканирования, сохраняются в запоминающем устройстве 16. В многоканальной MR-системе обычно существует множество независимых RF-катушек, каждая из которых возбуждается независимо посредством соответствующего передающего RF-устройства или канала многоканального передающего устройства 22.

Запоминающее устройство сохраняет алгоритм 28 вычисления нормализованной среднеквадратической ошибки (NRMSE), который выполняется посредством процессора, чтобы оценивать эффективность одной или более последовательностей или схем переменных RF-импульсов относительно сканирования для обнаружения с использованием фиксированного оптимального RF-импульса при бесконечном SNR. Для данной NRMSE процессор сравнивает средний SAR для собственной моды с использованием различных или переменных RF-импульсов в сканировании (SAR_v) относительно режима фиксированных RF-импульсов (SAR_f). Алгоритмы 30 шиммирования также сохраняются в запоминающем устройстве 16 и выполняются посредством процессора 14, чтобы регулировать B₁-шиммирование в зависимости от области каонного пространства. Например, одна или более собственных мод используется для того, чтобы шиммировать B₁-поле при обнаружении данных сканирования для высокочастотных (периферийных) областей каонного пространства, в то время как одиночные центральные собственные значения используются для того, чтобы шиммировать B₁-поле при обнаружении данных для низкочастотных (центральных) областей каонного пространства. Тем не менее следует принимать во внимание, что также возможны другие схемы.

Запоминающее устройство сохраняет данные 32 чувствительности передающих катушек для многоэлементной катушки в MR-устройстве 12, причем эта информация анализируется посредством процессора 14. Например, информация чувствительности катушки для каждой катушки разлагается на соответствующие собственные моды 34. На основе требуемого уровня точности, различные числа собственных мод рассматриваются для RF-шиммирования. Таким образом, процессор выбирает надлежащий алгоритм 30 шиммирования для достижения требуемого SAR в данной области каонного пространства.

Запоминающее устройство дополнительно сохраняет один или более алгоритмов 36 восстановления (например, машиноисполняемых инструкций), которые процессор выполняет, чтобы восстанавливать обнаруженные данные 26 каонного пространства в MR-изображение 38 с уменьшенным SAR.

Параллельная передача, которая осуществляется посредством MCTx 22, является эффективным подходом к повышению гомогенности поля B₁-передачи в MRI на основе сильного поля (например, превышающего 3T) или ускорению сложных многомерных RF-импульсов. Одной проблемой, ассоциированной с классическими вариантами применения сильного поля, является ограничивающий удельный коэффициент поглощения (SAR). Система 10 упрощает уменьшение SAR в MR-устройстве 12, которое использует технологии параллельной передачи. Различные области в дискретизированном каонном пространстве обнаружения данных сканера для магнитно-резонансной визуализации (MRI) или сканера для MR-спектроскопии (MRS) демонстрируют различную чувствительность к дефектам сигналов.

В многоканальных передающих сканерах каждый B₁-импульс является конкатенацией B₁-компонента из каждого из каналов. Посредством регулирования относительной конфигурации каждого канала, могут быть созданы по-разному сконфигурированные, но "похожие" или аналогичные RF-импульсы. Например, в последовательности спинового эха многократно применяются импульсы с инверсией на 180°. Вместо использования одиночного или фиксированного RF-импульса для всего обнаружения изображений система 10 использует по-разному сконфигурированные RF-импульсы в зависимости от каонного пространства, например по-разному сконфигурированные импульсы с углом в 180°. Каждый из этих по-разному сконфигурированных похожих RF-импульсов может демонстрировать различную эффективность (например, точность, траекторию в каонном пространстве, амплитуды, фазы каналов, используемые B₁-каналы и т.д.), приводящую к различному значению SAR. Посредством использования RF-импульсов с меньшим SAR для некоторых импульсов сканирования средний SAR в одном сканировании с использованием по-разному сконфигурированных RF-импульсов тем самым может быть уменьшен по сравнению со сканированием, которое использует идентично сконфигурированные RF-импульсы, без существенных потерь качества изображений. Этот принцип также может являться применимым к RF-импульсам для RF-шиммирования и перефокусировки и к другим RF-импульсам для подготовки к намагничиванию, используемым для того, чтобы приспосабливать продольное намагничивание перед дискретизацией сигналов. Последние также включают в себя RF-импульсы, которые не являются пространственно избирательными, а, например, являются избирательными по химическому сдвигу импульсами. В этом случае соответствующий класс RF-импульсов, которые должны использоваться, может отличаться в этом отношении.

Фиг. 2 иллюстрирует график 50 взаимосвязи между SAR RF-импульса и его общей точностью. Производительность RF-импульсов высокого разрешения соответствует высокому SAR. В описанных системах и способах схема RF-импульсов рассматривается относительно процесса дискретизации сигналов. Одно решение этого подхода состоит в том, что различные области в каонном пространстве демонстрируют различную чувствительность дефектам сигналов (см., например, M Fuderer, IEEE TMI 1988; 7:368-80; van Vaals J. и др., JMRI 1993; 3:671-75; Weiger M и др., MRM 1997; 38:322-33), которая является известной из визуализации по принципу замочной скважины (см., например, van Vaals J. и др. JMRI 1993; 3:671-75) и адаптированного к движению стробирования (см., например, Weiger M и др. MRM 1997; 38:322-33). Таким образом, вместо использования конфигурации фиксированных RF-импульсов для всего MR-сканирования, две или более различных конфигураций повторного RF-импульса используются в одном сканировании. Каждый из этих RF-импульсов может демонстрировать различную производительность и/или точность, приводя к конкретным для различных RF-импульсов значениям SAR. Таким образом, RF-импульсы могут незначительно отличаться по фактическому шаблону возбуждения, форме B₁ -сигнала и/или траектории в каонном пространстве и т.д. Средний SAR в сканировании тем самым может быть уменьшен по сравнению со сканированием, которое использует фиксированные RF-импульсы, без потерь качества изображений.

Фиг. 3 иллюстрирует показатели 60 возбуждения для локального возбуждения с использованием двумерного пространственно избирательного RF-импульса. Показатели предоставляют возможность визуализации с двумерным масштабированным спиновым искажением с использованием четырех отдельных RF-каналов передачи, помеченных как RF1(i), RF2(i), RF3(i) и RF4(i) соответственно. G_x и G_y представляют формы сигналов для ортогональных магнитных градиентов, и ADC является аналого-цифровым преобразователем, показывающим то, когда устройство является активным во время последовательности. Следует отметить, что для каждого k_y, отдельный RF-импульс RF(i) может использоваться для того, чтобы оптимизировать средний SAR всего сканирования.

Согласно примеру рассматривается схема дискретизации с декартовым спиновым искажением. Двумерный RF-импульс возбуждения используется для локализованного MR, ограничивая область, из которой исходит сигнал. Дискретизация выполняется в поле зрения (FOV), меньшем поля возбуждения (FOX) используемого RF-импульса.

Фиг. 4 иллюстрирует представление 70 сигнального возбуждения для отдельных линий в каонном пространстве, выполняемого с использованием класса RF-импульсов, отличающихся по своему пространственному разрешению. Шаблон RF-импульсов, приведенный в FOX 72 с включенным FOV дискретизации 74 (пунктирный квадрат) (слева), соответствует каонному пространству 76 визуализации. Цветная полоса 78 указывает то, что RF-импульсы с различными пространственными разрешениями используются для дискретизации k_y. Пространственные разрешения RF_j(1), RF_j(2), RF_j(3), RF_j(4) реализуются посредством фильтрации целевого намагничивания RF-импульсов посредством гауссова ядра (0,1-4,0- пикселная FWHM относительно FOV дискретизации) и вычисления RF-импульсов параллельной передачи согласно Grissom и др. (MRM 2006; 56:620-29), при оценке соответствующего SAR (см., например, Graesslin I и др., 2008; ISMRM 621). Многократно применяемый RF-импульс создается с различными степенями пространственного разрешения, следовательно, разные уровни SAR, от низкого разрешения RF_j(4) около центра каонного пространства до постепенно увеличивающихся уровней пространственного разрешения рядом с краями каонного пространства. Преобразование отдельных RF-импульсов в соответствующее местоположение в каонном пространстве может быть выполнено эмпирически, или можно использовать ранее упомянутый алгоритм NRMSE-вычисления. Дискретизация MR-сигналов может выполняться при условии матрицы 128x128. Чтобы определять то, какой RF-импульс используется для того, чтобы формировать сигнал для данного этапа k_y фазового кодирования, может быть осуществлен поиск методом проб и ошибок (например, посредством процессора 14 по фиг. 1), принимая во внимание энергию представления в каонном пространстве шаблона возбуждения.

Использование по-разному сконфигурированных похожих RF-импульсов в одном сканировании для обнаружения может приводить к противоречиям данных. Следовательно, выполняется определение в отношении того, обусловлена полученная в результате ошибка обычным шумом в изображениях или посредством достижения артефактами максимума (т.е. превышения значений) минимального уровня шума. В одном примере предварительно определенное SNR (например, 15) может быть допущено. Чтобы определять производительность конфигураций различных RF-импульсов, нормализованная среднеквадратическая ошибка (NRMSE) вычисляется относительно сканирования для обнаружения с использованием конфигурации фиксированных и оптимальных RF-импульсов при бесконечном SNR.

Таблица 1 предоставляет примерные данные, которые иллюстрируют компромисс между потенциальными уменьшениями SAR и незначительно увеличенной ошибкой возбуждения (NRMSE).

Таблица 1
Набор	NRMSE	SARv(%)	SARf(%)
#0	0,18	/	100
#1	0,20	84	91
#2	0,23	79	82
#3	0,24	61	76
#4	0,25	52	69

Для данной ошибки (NRMSE) значения среднего SAR сравниваются для режима с использованием конфигураций различных или переменных RF-импульсов в сканировании (SAR _v) относительно режима RF-импульсов в фиксированной конфигурации (SAR_f), использующей наилучший RF-импульс для всего сканирования. Большее уменьшение SAR достигается, когда допускаются более высокие ошибки, что зависит от данного и/или ожидаемого отношения "сигнал-шум" (SNR). В случае низкого SNR, которое соответствует большей NRMSE (см. случай 0,25 в вышеприведенной таблице 1), SAR уменьшается на 33%. Тем не менее примерный сценарий, описанный выше, может не быть оптимальным, поскольку вовлекается частотное кодирование, которое может затруднять понимание результатов. Таким образом, чистое двумерное фазовое кодирование может использоваться для того, чтобы повышать эффективность описанных технологий. Например, этот принцип может применяться к RF-импульсам для перефокусировки и к RF-импульсам для подготовки к намагничиванию всех типов.

Фиг. 5 иллюстрирует компоновку в форме кругового кольца в двумерной дискретизации каонного пространства 80. В каждом кольце 82 RF-импульс конфигурируется из различных компонентов (т.е. по-разному конфигурируется), чтобы приводить к различному числу SAR. В случае RF-шиммирования идентичная базовая форма RF-сигнала и траектория в каонном пространстве может использоваться для каждого RF-импульса, но набор различных амплитуд и фаз передачи может использоваться для отдельных каналов в различных местоположениях в каонном пространстве. Кривая 84 схематично указывает одномерным (радиальным) способом число собственных мод, используемых для шиммирования, т.е. наибольшее шиммирование в центре каонного пространства с меньшим шиммированием в направлении внешней границы.

В одном варианте осуществления две или более конфигураций импульсов предварительно вычисляются для каждого типа импульса (например, посредством процессора 14 на фиг. 1) и сохраняются (например, в запоминающем устройстве 16 на фиг. 1). Например, предоставляется компьютерная программа (к примеру, сохраненная в запоминающем устройстве 16 и выполненная посредством процессора 14), которая выбирает соответствующие конфигурации RF-импульсов или RF-импульсы согласно этапу дискретизации каонного пространства, который должен выполняться. В дополнение к различным формам B ₁-сигнала для различных RF-каналов, если траектория в каонном пространстве также должна быть изменена во время сканирования, также должна обеспечиваться возможность иметь соответствующие градиентные формы сигналов, предварительно сохраненные и активированные во время сканирования.

Чтобы дополнительно упрощать понимание описанных систем и способов, предоставляется следующий пример, который может быть выполнен посредством системы 10 на фиг. 1. Трехмерное MRI-сканирование выполняется в системе с сильным полем. B₁-шиммирование используется для того, чтобы уменьшать изменение B₁, вызываемое посредством эффектов распространения волн. В каждом RF-канале распространяется идентичная базовая форма сигнала RF-импульса (например, форма сигнала синхронизации для выбора фрагмента при наличии градиента выбора и т.п.), но амплитуды и фазы (a_i, _i) отличаются для i различных каналов, чтобы упрощать RF-шиммирование. Определенное число различных наборов RF-шиммирования (a_i, _i) вычисляется перед сканированием, все из которых отличаются по соответствующему SAR и тем самым незначительно отличаются по своей производительности B₁-шиммирования.

В соответствующем пространстве двумерного фазового кодирования схемы дискретизации задаются различные области, для которых применяются различные настройки RF-шиммирования. В этом конкретном примере, в центральной части каонного пространства, используются настройки низкого SAR, поскольку здесь должны быть обнаружены низкие пространственные частоты, оправдывая использование настроек RF-шиммирования, пренебрегающих высокими пространственными частотами. Для этапов более высокого фазового кодирования в каонном пространстве используются настройки RF-шиммирования с лучшим пространственным разрешением, но с более высоким SAR. Без сведений об объекте, который должен сканироваться, используется простой шаблон применения RF-импульсов, как приведено на фиг. 5. Кривая 84 указывает требуемое число конкретных режимов катушки, которые связаны с пространственной точностью и SAR RF-импульса. Следует принимать во внимание, что описанное распределение предоставляется в качестве иллюстрации и не должно быть истолковано в ограничивающем смысле, и что другие распределения возможны в соответствии с описанными в данном документе признаками и аспектами.

Более подробно касательно этого примера фиг. 6 и 7 иллюстрируют подход на основе собственных мод к регулированию производительности RF-импульсов и, соответственно, SAR. Фиг. 6 показывает чувствительности катушек 90 для восьми поперечных B₁-катушек в восьмиканальной передающей катушке, при этом катушки, соответственно, помечаются, как катушки 0-7. Фиг. 7 показывает собственные моды 100 для конфигурации восьмиканальной передающей катушки, так же, соответственно, помеченной как E-катушки 0-7. Следует понимать, что эти собственные моды также могут рассматриваться в качестве виртуальных катушек; соответственно, термин "катушка" используется в их описании со ссылкой на фиг. 7.

Чувствительности передачи многоэлементной катушки могут быть разложены на их собственные моды. На основе требуемого уровня точности различные числа собственных мод рассматриваются для RF-шиммирования. Реализация каждой собственной моды связана с конкретной RF-мощностью, которая соответствует данному SAR. Тем не менее могут рассматриваться другие разложения виртуальных катушек, которые захватывают свойства пространственной передачи матрицы и которые связаны с SAR. Такие разложения также называются "режимами". Поскольку способ выполняется итеративно, в настоящее время наивысшая собственная мода может опускаться, а проблема B₁-шиммирования - разрешаться с использованием оставшихся собственных мод, чтобы определять коэффициенты шиммирования (a_i, _i), которые демонстрируют уменьшенный SAR.

Согласно другому примеру двумерный RF-импульс используется для избирательного локального возбуждения, как описано относительно фиг. 3. Дополнительно или альтернативно различные диапазоны частотных компонентов импульсов используются для того, чтобы формировать RF-импульсы для подготовки к намагничиванию в системах многоканальной передачи.

Фиг. 8 иллюстрирует способ для уменьшения SAR в MRI-устройстве 12 с многоканальной передающей катушкой (фиг. 1) в соответствии с одним или более аспектов, описанных в данном документе. На этапе 110 идентификации идентифицируется последовательность сканирования, которая должна использоваться посредством MRI-устройства (12). Последовательность сканирования включает в себя информацию, описывающую порядок обнаружения данных каонного пространства, к примеру сканирование периферийного каонного пространства (высокого разрешения), а затем центрального каонного пространства (низкого разрешения) или наоборот. На этапе 112 работы с таблицей поиска табличный поиск выполняется для того, чтобы идентифицировать предварительно сформированный импульсный шаблон, который совпадает с идентифицированной последовательностью сканирования. Импульсный шаблон типично включает в себя RF-импульсы для подготовки, импульсы возбуждения и другие импульсы обработки намагничивания. Для каждого RF-импульса сохраняются, по меньшей мере, две различных конфигурации импульсов, например пространственно точная конфигурация импульсов с низко- и высокочастотными компонентами и пространственно менее точная конфигурация импульсов с или без уменьшенных высокочастотных компонентов. Импульсы верхних частот используются во время обнаружения данных периферийного каонного пространства, а импульсы нижних частот используются во время обнаружения данных центрального каонного пространства, хотя следует принимать во внимание, что другие варианты порядка предполагаются и должны рассматриваться в рамках объема изобретения, как описано в данном документе. Например, если идентифицированная последовательность сканирования обнаруживает данные периферийного каонного пространства, после которых следуют данные центрального каонного пространства, то идентифицируется импульсный шаблон, который включает в себя высокочастотные RF-импульсы, после которых следуют низкочастотные RF-импульсы.

На этапе 114 обнаружения данных идентифицированная последовательность сканирования выполняется с использованием идентифицированного импульсного шаблона, чтобы обнаруживать данные MR-сканирования. На этапе 116 вывода изображений MR-изображение с уменьшенным SAR выводится на дисплее (например, после восстановления обнаруженных данных сканирования и т.д.). Таким образом, переменные RF-импульсы используются для того, чтобы уменьшать SAR в MR-изображении.

Согласно другому варианту осуществления шиммирование B₁-поля выполняется для того, чтобы уменьшать SAR. Например, одна или более собственных мод могут использоваться в алгоритме шиммирования при обнаружении данных периферийного каонного пространства, в то время как одна центральная собственная мода может использоваться в алгоритме шиммирования при обнаружении данных центрального каонного пространства.

Компоненты данного RF-импульса могут варьироваться посредством варьирования относительной доли передающих элементов системы множественной передачи, варьирования частотных компонентов и т.п.

Изобретение описано со ссылками на примерные варианты осуществления. Очевидно, что после прочтения и понимания вышеозначенного подробного описания могут выполняться модификации и изменения. Изобретение должно трактоваться как включающее в себя все подобные модификации и изменения до тех пор, пока они попадают в пределы объема прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов. В формуле изобретения все ссылки с номерами, помещенные в круглые скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличия элементов или этапов, не перечисленных в пункте формулы изобретения. Единственное число не исключает наличия множества элементов. Раскрытый способ может быть реализован посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и посредством надлежащим образом запрограммированного компьютера. В пунктах формулы изобретения, относящихся к системе, перечисляющих несколько средств, несколько таких средств могут быть осуществлены посредством одного и того же пункта машиночитаемого программного обеспечения или аппаратных средств. Простой факт того, что определенные меры упомянуты в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, чтобы комбинация этих мер не может быть использована с выгодой.