磁共振场飘补偿方法、调节方法、场飘补偿系统以及磁共振系统发明专利

银钎焊磁共振场飘补偿方法、调节方法、场飘补偿系统以及磁共振系统
技术领域
本申请涉及磁共振技术领域,特别是涉及一种磁共振场飘补偿方法、调节方法、场飘补偿系统以及磁共振系统。
背景技术
十一五
在磁共振系统中,射频脉冲可以激发质子产生共振,当质子的进动频率与射频脉冲的中心频率相同时,就能进行能量交换,低能的质子获得能量进入高能状态,即产生核磁共振现象。射频脉冲的中心频率是磁共振成像中的一个很敏感的参数,如果中心频率不准确会直接导致得到的磁共振图像错位。当磁共振系统在运行序列时,梯度线圈发热会导致磁共振系统中心频率改变,即发生场飘。其中,场飘主要是由于梯度线圈内部的被动匀场材料温度升高后磁性下降而引起的。
传统的磁共振系统场飘解决方法主要是通过在被动匀场材料旁边放置冷却水管以降低温度,或者将匀场材料安装在磁体内壁并在匀场周围布置一些水管以降低匀场材料的温度。但是,
随着磁共振系统运行长时间高强度序列时,水冷的冷却能力已经饱和,匀场材料的温度将会继续升高,仍然会存在场飘的问题。
发明内容
基于此,有必要针对传统的磁共振系统场飘解决方法随着磁共振系统长时间运行仍然存在场飘的问题,提供一种无需序列介入,且不会随着磁共振系统运行时间长而导致场飘问题的场飘补偿方法、成像方法、场飘补偿系统以及磁共振系统。
本申请提供一种磁共振场飘补偿方法,应用于磁共振系统,所述磁共振系统包括梯度线圈与补偿线圈。所述磁共振场飘补偿方法包括:
S10,提供场飘温升模型,所述场飘温升模型为关于所述梯度线圈的温度与场飘的关系模型;
S20,获取所述磁共振系统未运行时所述梯度线圈的初始温度;
S30,激发所述磁共振系统,并获取所述梯度线圈在任一时刻的工作温度;
S40,根据所述初始温度与所述工作温度,计算所述工作温度与所述初始温度的温升;
S50,基于所述温升与所述场飘温升模型,获得所述温升对应的场飘;
岐山县中医医院S60,获取所述补偿线圈的敏感度s,并根据I=-f(t)/s获得补偿电流I,其中,f(t)为所述温升对应的所述场飘;
蛋白芯片S70,将所述补偿线圈的电流设置为所述补偿电流I。
在一个实施例中,所述场飘温升模型包括关于所述温升与所述场飘的关系曲线f(t)=k(t)(t-t 0),其中,f(t)为所述场飘,t为所述工作温度,t 0为所述初始温度,k(t)为系数。
在一个实施例中,所述步骤S10包括:
S110,对所述磁共振系统进行匀场;
S120,所述磁共振系统完成匀场后,放入测试水模进行扫描;
S130,获取所述磁共振系统的初始中心频率与所述梯度线圈的初始温度;
S140,激发所述磁共振系统运行,获取不同时刻的中心频率,并根据所述初始中心频率获取不同时刻对应的场飘;
S150,获取不同时刻的所述梯度线圈的温度,并根据所述初始温度获取不同时刻对应的温升,直至所述梯度线圈的温度稳定;
S160,根据不同时刻的所述场飘与所述温升,获取所述场飘温升模型,其中,所述场飘与所述温升一一对应。
在一个实施例中,在所述步骤S160中,通过最小二乘法或支持向量机算法对不同时刻的所述场飘与所述温升进行曲线拟合,获得所述场飘温升模型。
在一个实施例中,一种磁共振系统调节方法,所述磁共振系统包括磁体和梯度线圈,所述磁体产生主磁场,所述梯度线圈中或者周围设有补偿线圈,所述补偿线圈用于产生局部磁场,所述方法包括:
在所述梯度线圈产生梯度脉冲前,获取所述梯度线圈的初始温度;
在所述梯度线圈产生梯度脉冲后或同时,获取所述梯度线圈的工作温度;
苯胺的制备根据所述梯度线圈的初始温度、工作温度确定所述梯度线圈的温升;
根据所述温升,计算所述主磁场的场飘,所述梯度的温度变化与所述主磁场的场飘具有设定关系;
根据所述主磁场的场飘设置所述补偿线圈的参数,以使得所述补偿线圈产生的局部磁场完全或基本补偿所述主磁场的场飘。
在一个实施例中,所述补偿线圈的参数包括补偿线圈的电流或者所述补偿线圈相对于所述梯度线圈的分布。
在一个实施例中,一种场飘补偿系统包括温度监测装置、场飘补偿控制装置以及补偿线圈电源。所述温度监测装置设置于所述磁共振系统的梯度线圈,用于监测所述梯度线圈的温度。所述场飘补偿控制装置与所述温度监测装置连接,用于获取所述梯度线圈的温度,根据所述梯度线圈的温度变化获取场飘,并根据所述场飘获取补偿电流。所述补偿线圈电源与所述场飘补偿控制装置连接,且所述补偿线圈电源与所述磁共振系统的补偿线圈连接,用于将所述补偿线圈的电流设置为所述补偿电流。
在一个实施例中,一种磁共振系统包括磁体、梯度线圈以及补偿线圈。所述磁体环绕形成孔腔并用于产生主磁场。所述梯度线圈设置在所述孔腔内并用于产生形成梯度场的梯度脉冲,所述梯度线圈在产生梯度脉冲前后会产生温升,且所述温升使所述主磁场产生场飘。所述补偿线圈临近所述梯度线圈设置,且通过所述补偿线圈能够产生局部磁场,所述局部磁场能够完全或基本补偿所述主磁场的场飘。
在一个实施例中,所述磁共振系统还包括传感器。所述传感器设置在所述梯度线圈上以用于监测所述梯度线圈的初始温度和/或工作温度,所述温升包括所述梯度脉冲未产生前的初始温度与所述梯度脉冲产生后的工作温度的差值。所述补偿线圈电源与所述补偿线圈电连接用于为所述补偿线圈提供补偿电流,且所述补偿电流根据所述温升确定。
在一个实施例中,所述磁共振系统还包括处理器。所述处理器适用于在梯度脉冲产生后获取主磁场分布图,且通过所述主磁场分布图获取所述主磁场的场飘。
本申请提供一种上述磁共振场飘补偿方法,在所述步骤S10中,所述场飘温升模型为所述场飘随着所述梯度线圈的温度变化而发生变化的变化关系模型。在所述步骤S20中,所述初始温度是指所述磁共振系统未进行序列运行时的所述梯度线圈的温度。在所述步骤S30
中,激发所述磁共振系统运行后,由于梯度线圈内部的被动匀场材料温度升高而导致所述梯度线圈发热。从而,梯度线圈发热导致磁共振系统中心频率发生改变,形成场飘。其中,场飘是指某一时刻的中心频率与初始中心频率的变化量。在所述步骤S40中,所述温升为任一时刻的所述梯度线圈的工作温度与所述初始温度的变化量,为正。
在所述步骤S50中,所述场飘温升模型为关于所述温升与所述场飘的变化关系模型。通过所述场飘温升模型可以计算,获得任意时刻所述温升对应的所述场飘。在所述步骤S60中,根据公式据I=-f(t)/s可以获得所述补偿电流I。在所述步骤S70中,将所述补偿线圈的电流设置为所述补偿电流。此时,所述补偿电流I为负值,可以理解为所述补偿电流是由所述场飘产生的。通过将所述补偿线圈的电流设置为所述补偿电流,可以使得所述补偿线圈产生与所述场飘大小相同,正负相反的中心频率,从而使得所述补偿线圈产生的磁场与场飘引起的磁场飘移相抵消。通过所述磁共振场飘补偿方法补偿后的所述磁共振系统的中心频率场飘为0Hz,使得所述磁共振系统维持在一个固定的中心频率,进而保持所述磁共振系统的中心频率的稳定性。
同时,由于所述补偿线圈的所述补偿电流,会根据所述梯度线圈的温度进行独立的自动调
节,无需序列介入,可以减少序列的复杂度,且不会额外增加扫描时间,从而提高了所述磁共振系统的工作效率。
附图说明
图1为本申请提供的磁共振场飘补偿方法流程结构示意图;
并行计算机
图2为本申请提供的一个实施例中场飘温升模型的曲线示意图;
图3为本申请提供的场飘补偿系统的整体原理框图;
图4为本申请提供的场飘补偿系统的具体原理框图;
图5为本申请提供的磁共振系统硬件结构示意图;
图6a为一个实施例中补偿线圈的位置结构示意图,图6b为另一个实施例中补偿线圈的位置结构示意图;
图7为本申请提供的补偿线圈的整体结构示意图;
图8为本申请提供的磁共振成像方法流程示意图。
附图标记说明
场飘补偿系统10、温度监测装置110、场飘补偿控制装置120、数据处理模块121、电源控制模块122、补偿线圈电源130、梯度线圈1、补偿线圈2、磁体100、梯度组件200、射频组件300、谱仪系统400、计算机系统500。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下通过实施例,并结合附图,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于
附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本申请涉及一种磁共振系统,该磁共振系统包括磁体和梯度线圈,其中:磁体环绕形成孔腔并用于产生主磁场;梯度线圈,设置在孔腔内并用于产生形成梯度场的梯度脉冲。梯度线圈在产生梯度脉冲前后会产生温升(温度变化),梯度的温升会使主磁场产生场飘(主磁场的中心频率发生偏移/飘移)。或者,在磁共振系统运行时时,由于病人对背景磁场的影响、磁性介质温度的影响,主磁场的中心频率也会有一定的飘移。为了补偿上述梯度的温使主磁场产生的场飘,本申请在临近梯度线圈的位置设置补偿线圈,通过该补偿线圈能够产生局部磁场,且局部磁场能够完全或基本补偿所述主磁场的场飘。
在一个实施例中,磁共振系统主磁场可以由如下表达式描述:
其中, 是主磁场的中心频率, 等是一阶及以上的谐波(Harmonics)系数。主磁场的场飘发生时,主磁场的中心频率和一阶及以上的谐波系数都会发生变化,而主磁场的中心频率影响最大。本发明实施例的技术方案用来解决主磁场的中心频率 场飘的问题。
在一个实施例中,在梯度线圈上设置有传感器,该传感器用于监测梯度线圈的初始温度或工作温度,梯度线圈的温升为梯度脉冲未产生前的初始温度与梯度脉冲产生后的工作温度的差值。补偿线圈电连接有补偿线圈电源,该补偿线圈电源用于为补偿线圈提供补偿电流,且补偿电流根据梯度的温升确定。

本文发布于:2024-09-21 22:57:52,感谢您对本站的认可!

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标签:线圈   补偿   梯度
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