在磁共振成像中的并行發(fā)送陣列的退耦的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種確定退耦系統(tǒng)的退耦矩陣的方法，所述退耦系統(tǒng)用于并行發(fā)送磁共振成像（MRI）系統(tǒng)的線圈陣列，所述方法包含：獲得針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)；基于針對(duì)所述線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)表示與用于所述線圈陣列的退耦運(yùn)行條件之間的偏差，在所述退耦運(yùn)行條件下通過(guò)所述退耦系統(tǒng)來(lái)對(duì)線圈陣列進(jìn)行退耦；和借助處理器，以迭代過(guò)程來(lái)定義對(duì)所述退耦系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所述迭代過(guò)程對(duì)所述退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化以便使所述目標(biāo)函數(shù)最小化并且達(dá)到所述退耦運(yùn)行條件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】在磁共振成像中的并行發(fā)送陣列的退耦
[0001] 關(guān)于聯(lián)邦資助的研發(fā)的聲明
[0002] 借助在由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH)授予的研究撥款項(xiàng)目（R01)合同號(hào)EB006847 和EB007942下的政府支持，完成了本發(fā)明。政府擁有本發(fā)明中的一些權(quán)利。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明一般地涉及磁共振成像（MRI)系統(tǒng)，更具體地涉及具有并行發(fā)送陣列的 MRI系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004] 磁共振成像（MRI)是一種廣泛用于查看人體的結(jié)構(gòu)和功能的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。MRI 系統(tǒng)提供軟組織對(duì)比度，諸如用于診斷很多軟組織異常。MRI系統(tǒng)一般地實(shí)施兩階段方法。 第一階段是激勵(lì)階段，其中通過(guò)主極化磁場(chǎng)仏和射頻（RF)激勵(lì)場(chǎng)&+來(lái)在對(duì)象中生成磁共 振信號(hào)。第二階段是采集階段，其中系統(tǒng)接收由于進(jìn)動(dòng)核（precessing nuclei)通過(guò)法拉 第效應(yīng)在接收線圈中感應(yīng)出電壓而發(fā)射的電磁信號(hào)。在激勵(lì)和進(jìn)動(dòng)階段之后，核磁矩以特 征時(shí)間T1弛豫回至與主磁場(chǎng)對(duì)齊(例如在大腦中大約1秒)。這兩個(gè)階段成對(duì)地重復(fù)，以采 集足夠的數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造圖像。
[0005] 最近，已經(jīng)使用較強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度掃描儀，以提高圖像信噪比和對(duì)比度。然而，在主磁 場(chǎng)強(qiáng)度為例如7特斯拉的情況下，發(fā)生在RF激勵(lì)磁場(chǎng)&+的幅度上的空間變化。在感興趣 區(qū)域上的激勵(lì)中的這種不受歡迎的不均勻性通常被稱(chēng)作"中心發(fā)亮"、" Bi+不均勻性"或"翻 轉(zhuǎn)角不均勻性"。
[0006] 較新一代的MRI系統(tǒng)通過(guò)激勵(lì)不均勻性的空間倒置，能夠生成具有空間定制的激 勵(lì)形式的RF脈沖，以減輕強(qiáng)磁場(chǎng)所固有的&+不均勻性。在這些系統(tǒng)中，通過(guò)獨(dú)立的射頻發(fā) 送通道、例如全身天線（whole-body antenna)的單獨(dú)的桿（rod)來(lái)并行地發(fā)送多個(gè)射頻脈 沖串。該被稱(chēng)作"并行發(fā)送"或"并行激勵(lì)"的方法，利用了在多元件RF線圈陣列的不同空 間輪廓之間的變動(dòng)。除了減輕B1+不均勻性之外，并行激勵(lì)還實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)重要的應(yīng)用，包括 靈活成形的激勵(lì)體積和當(dāng)由特定吸收率（SAR)測(cè)量時(shí)組織中功率沉積的最小化和管理。
[0007] 可惜的是，在并行發(fā)送系統(tǒng)中，來(lái)自一個(gè)通道的功率可能耦合至、也就是說(shuō)并行地 輸送至其他通道。這樣的耦合與其他通道的脈沖的入射波相干擾。從一個(gè)通道耦合至另一 通道的功率被更改方向至用于耗散以保護(hù)功率放大器的電阻性負(fù)載，就此而言，耦合也降 低MRI系統(tǒng)的功率效率。該功率由此被喪失并且不能用于激勵(lì)MRI信號(hào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 通過(guò)基于用與退耦運(yùn)行條件之間的偏差來(lái)表示的目標(biāo)函數(shù)的自動(dòng)化技術(shù)，來(lái)定義 用于并行發(fā)送磁共振成像（MRI)系統(tǒng)的線圈陣列的退耦矩陣。目標(biāo)函數(shù)可以"懲罰"退耦矩 陣的響應(yīng)與退耦運(yùn)行條件之間的偏差。使用迭代過(guò)程，以使目標(biāo)函數(shù)最小化從而使退耦矩 陣的元素最優(yōu)化。
[0009] 根據(jù)一方面，確定用于并行發(fā)送磁共振(MRI)系統(tǒng)的線圈陣列的退耦系統(tǒng)的退耦 矩陣的方法包含：獲取針對(duì)沒(méi)有退耦系統(tǒng)情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)；基于線圈陣 列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)來(lái)確定目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)表示與用于線圈陣列的退耦運(yùn)行條件之 間的偏差，在所述退耦運(yùn)行條件下線圈陣列通過(guò)退耦系統(tǒng)被退耦；和使用迭代過(guò)程、借助處 理器來(lái)定義對(duì)退耦系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所述迭代過(guò)程對(duì)退耦矩陣的元素 進(jìn)行最優(yōu)化以便使目標(biāo)函數(shù)最小化并且達(dá)到退耦的運(yùn)行條件。
[0010] 根據(jù)另一方面，一種用于配置具有用于并行發(fā)送MRI系統(tǒng)線圈陣列的退耦系統(tǒng)的 并行發(fā)送MRI系統(tǒng)的方法包含：獲取針對(duì)沒(méi)有退耦系統(tǒng)情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù) 據(jù)；基于針對(duì)線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)來(lái)確定代價(jià)函數(shù)，該代價(jià)函數(shù)表示與用于線圈陣列 的退耦運(yùn)行條件之間的偏差，在所述退耦運(yùn)行條件下通過(guò)退耦系統(tǒng)來(lái)對(duì)線圈陣列進(jìn)行退 耦；使用迭代過(guò)程借助處理器來(lái)定義對(duì)退耦系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所述迭 代過(guò)程對(duì)退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化以便使代價(jià)函數(shù)最小化并且達(dá)到退耦運(yùn)行條件；和將 退耦系統(tǒng)連接至線圈陣列，所述退耦系統(tǒng)根據(jù)退耦矩陣的最優(yōu)化元素被配置。
[0011] 根據(jù)另一方面，用于確定針對(duì)并行發(fā)送MRI系統(tǒng)的線圈陣列的退耦系統(tǒng)的退耦矩 陣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)了計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的 指令，當(dāng)由計(jì)算系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，所述指令引起計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行這樣的方法， 其包含：獲取針對(duì)在沒(méi)有退耦系統(tǒng)的情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)；基于針對(duì)線圈陣 列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)來(lái)確定對(duì)與線圈陣列的退耦運(yùn)行條件之間的偏差進(jìn)行表示的目標(biāo)函數(shù)， 在所述退耦運(yùn)行條件下通過(guò)退耦系統(tǒng)來(lái)對(duì)線圈陣列進(jìn)行退耦；和使用迭代過(guò)程定義對(duì)退耦 系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所述迭代過(guò)程對(duì)退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化以便使 目標(biāo)函數(shù)最小化并且達(dá)到退耦運(yùn)行條件。
[0012] 根據(jù)另一方面，MRI系統(tǒng)包含：多個(gè)發(fā)送機(jī)，以生成并行發(fā)送射頻（RF)脈沖；線圈 陣列，其耦合至多個(gè)發(fā)送機(jī)以向?qū)ο笫┘硬⑿邪l(fā)送RF脈沖；和退耦系統(tǒng)，其連接至多個(gè)發(fā) 送機(jī)和線圈陣列，并且根據(jù)退耦矩陣來(lái)配置所述退耦系統(tǒng)以便達(dá)到用于線圈陣列的退耦運(yùn) 行條件。退耦矩陣的每個(gè)元素表示在節(jié)點(diǎn)的各自的對(duì)之間的阻抗，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與發(fā)送機(jī)中的 相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)或者與線圈中的相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。對(duì)退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化，以 便對(duì)基于針對(duì)在沒(méi)有退耦系統(tǒng)的情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行最小 化，所述代價(jià)函數(shù)表示與退耦運(yùn)行條件之間的偏差。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例所配置的磁共振成像（MRI)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
[0014] 圖2是圖1的MRI系統(tǒng)的RF系統(tǒng)和其他部件的方框圖，以便描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例 所配置的MRI系統(tǒng)的并行發(fā)送架構(gòu)。
[0015] 圖3是對(duì)圖2的根據(jù)一個(gè)實(shí)施例所配置的并行發(fā)送架構(gòu)的退耦系統(tǒng)進(jìn)行圖示的方 框圖。
[0016] 圖4是對(duì)具有根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的退耦系統(tǒng)的并行發(fā)送MRI系統(tǒng)進(jìn)行配置的方法的 流程圖，所述方法包含針對(duì)并行發(fā)送MRI系統(tǒng)的線圈陣列來(lái)定義退耦矩陣。
[0017] 圖5是對(duì)圖4方法的示例性實(shí)施的收斂結(jié)果進(jìn)行圖示的圖形表示。
[0018] 圖6是對(duì)圖3的退耦系統(tǒng)進(jìn)行表示的退耦矩陣的示意圖。
[0019] 圖7示出從圖4方法的實(shí)施中得到的示例性退耦矩陣的圖形表示。
[0020] 圖8是從圖4方法的實(shí)施中得到的退耦矩陣系數(shù)的示例性奇異值的圖形表示。
[0021] 圖9和10針對(duì)在根據(jù)一個(gè)實(shí)施例所配置的MRI系統(tǒng)上實(shí)施的RF勻場(chǎng)脈沖和二輪 輻（2-spoke)脈沖序列來(lái)示出局部SAR、全局SAR和最大功率的仿真的圖形表示。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例針對(duì)并行發(fā)送（pTx)磁共振成像（MRI)系統(tǒng)的自動(dòng)化配置。MRI系統(tǒng)的退 耦系統(tǒng)可以被配置以用于退耦MRI系統(tǒng)的并行發(fā)送射頻（RF)陣列。退耦系統(tǒng)可以連接至 線圈陣列(例如功率放大器和線圈之間連接)，以降低或消除從pTx MRI系統(tǒng)的一個(gè)通道到 另一通道的功率發(fā)送。借助所得到的改進(jìn)的功率效率，MRI系統(tǒng)能夠具有較低的運(yùn)行功率 水平。在一些情況下，較低的運(yùn)行功率水平由于在運(yùn)行期間較低的功率需求，可能帶來(lái)與較 低成本的功率放大器之間的兼容性并且?guī)?lái)其他的成本下降。
[0023] 可以根據(jù)依據(jù)公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行最優(yōu)化的退耦矩陣來(lái)配置退耦系統(tǒng)。最優(yōu)化可以 確保所有(或者接近所有）發(fā)送功率被向前引導(dǎo)至患者，即使出現(xiàn)輸入信號(hào)的混合。所公開(kāi) 實(shí)施例的最優(yōu)化技術(shù)可以用于根據(jù)最優(yōu)化的退耦矩陣來(lái)確定連接至線圈的退耦系統(tǒng)的阻 抗值。在一些情況下，退耦矩陣可以通過(guò)識(shí)別其導(dǎo)納矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述導(dǎo)納矩陣直接關(guān)聯(lián)于 實(shí)現(xiàn)退耦矩陣的部件的阻抗。
[0024] 所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法實(shí)施最優(yōu)化過(guò)程來(lái)確定退耦矩陣以用于配置MRI系統(tǒng)。最優(yōu) 化過(guò)程基于在退耦系統(tǒng)上的諸如互易性、無(wú)源性和無(wú)損耗元件之類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)約束，來(lái) 最優(yōu)地選擇退耦矩陣。配置最優(yōu)化過(guò)程，以解決由約束和表示(例如退耦之前的）耦合陣列 的阻抗矩陣所呈現(xiàn)的非線性問(wèn)題。最優(yōu)化過(guò)程收斂，使得所得到的退耦矩陣實(shí)現(xiàn)理想的退 耦。所得到的退耦矩陣然后可以用于實(shí)施根據(jù)退耦矩陣所配置的退耦系統(tǒng)的電路，所述電 路由退耦矩陣的阻抗網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ъ{網(wǎng)絡(luò)所描述。根據(jù)退耦矩陣，可以實(shí)現(xiàn)和/或?qū)嵤┒喾N不 同的退耦電路。
[0025] 通過(guò)公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行最優(yōu)化的退耦矩陣，允許MRI系統(tǒng)繼續(xù)利用由pTx布置所 呈現(xiàn)的自由度。例如，不需要通過(guò)初步的脈沖設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)來(lái)解決陣列線圈的耦合。MRI系統(tǒng)然 后保持pTx布置的增加的靈活性，以生成涉及常規(guī)單通道RF系統(tǒng)的多種磁化輪廓。
[0026] 公開(kāi)的實(shí)施例使得能夠針對(duì)特定的線圈陣列來(lái)配置或定制退耦系統(tǒng)。因此，關(guān)于 線圈陣列的多種不同類(lèi)型或設(shè)計(jì)，公開(kāi)的實(shí)施例可以是有用的。下文中，關(guān)于16通道身體 線圈，在理解公開(kāi)的實(shí)施例不限于特定類(lèi)型的線圈陣列或特定數(shù)目的通道的情況下，來(lái)理 解所公開(kāi)的實(shí)施例。
[0027] 公開(kāi)實(shí)施例的自動(dòng)化可以解決由具有大數(shù)目或可觀數(shù)目的陣列元件的并行發(fā)送 系統(tǒng)所呈現(xiàn)的挑戰(zhàn)。公開(kāi)的實(shí)施例可以用于自動(dòng)地設(shè)計(jì)或定義退耦矩陣以用于具有多個(gè)通 道的pTx陣列。自動(dòng)化可以避免在例如梯形網(wǎng)絡(luò)中不得不手動(dòng)地調(diào)諧大數(shù)目的元件。這樣 的調(diào)諧可能是特別有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)中大數(shù)目的元件中出現(xiàn)高的靈敏度水平。
[0028] 公開(kāi)的方法和系統(tǒng)良好適用于多種不同的脈沖序列，包含例如RF勻場(chǎng)、輪輻 (spoke)設(shè)計(jì)、螺旋軌跡激勵(lì)、空間選擇激勵(lì)、均勻體積激勵(lì)、用于小翻轉(zhuǎn)角近似的空間域設(shè) 計(jì)、大翻轉(zhuǎn)角脈沖的線性類(lèi)、和最優(yōu)控制方法。
[0029] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)至附圖，圖1描述根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方面所配置的磁共振成像("MRI"）系 統(tǒng)100。MRI系統(tǒng)100 -般地包含掃描儀或數(shù)據(jù)采集單元102和用于引導(dǎo)掃描儀102的運(yùn) 行的控制系統(tǒng)104。在運(yùn)行的激勵(lì)階段，數(shù)據(jù)采集單元102通過(guò)使對(duì)象經(jīng)受主磁場(chǎng)B0以使 組織中的核的各個(gè)磁矩或自旋對(duì)齊于極化場(chǎng)的軸(通常是z軸)，從而生成磁共振信號(hào)。主 磁場(chǎng)也導(dǎo)致磁矩關(guān)于所述軸以其特征拉莫爾頻率來(lái)共振地進(jìn)動(dòng)。數(shù)據(jù)采集單元102然后使 組織經(jīng)受射頻（RF)激勵(lì)脈沖B1，其具有接近拉莫爾頻率的頻率，使得在x-y平面中的磁場(chǎng) 將凈對(duì)齊矩（net aligned moment) Mz重定向、翻轉(zhuǎn)或傾斜至或朝向x-y平面，產(chǎn)生凈橫向 磁矩Mxy、所謂的橫向自旋磁化。激勵(lì)階段被一般地定制，以將激勵(lì)脈沖定位至對(duì)象內(nèi)特定 區(qū)域，諸如3D板或相對(duì)薄的2D片。在運(yùn)行的后續(xù)采集階段中，數(shù)據(jù)采集單元102對(duì)所定位 的區(qū)域在針對(duì)3D板的所有三個(gè)維度或僅僅在用于薄片的平面內(nèi)進(jìn)行編碼?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量 周期序列來(lái)對(duì)待成像的區(qū)域進(jìn)行掃描，在所述測(cè)量周期序列中，磁場(chǎng)梯度（G x、Gy和Gz)根據(jù) 正在使用的特定定位方法而發(fā)生變化?？梢允褂枚ㄖ频腞F脈沖，以對(duì)激勵(lì)進(jìn)行定位。
[0030] 控制系統(tǒng)104包含工作站110,其具有一個(gè)或多個(gè)輸出接口 112 (例如顯示界面） 和一個(gè)或多個(gè)輸入接口（例如鍵盤(pán)）114。工作站110包含計(jì)算機(jī)(或其處理器）116,其可以 是商業(yè)上可用的、運(yùn)行商業(yè)可用的操作系統(tǒng)的可編程機(jī)器。工作站110提供操作員接口，其 使得能夠針對(duì)控制系統(tǒng)104和MRI系統(tǒng)100來(lái)輸入或否則定義掃描序列。工作站110可以 耦合至多個(gè)服務(wù)器，在本示例中所述多個(gè)服務(wù)器包括脈沖序列服務(wù)器118、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器 120、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器122和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器124。工作站110和服務(wù)器118、120、122和124 可以經(jīng)由任何需要的通信技術(shù)、協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)來(lái)彼此進(jìn)行通信。服務(wù)器118、120、122和124 可以與諸如工作站110之類(lèi)的單個(gè)工作站所提供的各自服務(wù)相對(duì)應(yīng)?？刂葡到y(tǒng)104的部件 可以經(jīng)由數(shù)據(jù)總線或(未示出的）網(wǎng)絡(luò)而彼此耦合，并且不必如所示的那樣經(jīng)由各自專(zhuān)用通 信線路來(lái)被連接?？刂葡到y(tǒng)104的部件中的任何一個(gè)或多個(gè)可以實(shí)施為服務(wù)器單元、模塊 或其他通過(guò)常見(jiàn)物理機(jī)器或其他設(shè)備所實(shí)施的單元?？梢蕴峁└郊拥?、不同的或更少的部 件，諸如組合兩個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，或者在服務(wù)器上提供工作站功能，或者反過(guò)來(lái)。
[0031] 脈沖序列服務(wù)器118起作用，以響應(yīng)從工作站110下載的指令來(lái)運(yùn)行梯度系統(tǒng)126 和射頻("RF"）系統(tǒng)128。掃描脈沖包含對(duì)RF脈沖和梯度進(jìn)行指示的數(shù)據(jù)，可以存儲(chǔ)在脈 沖序列服務(wù)器118的庫(kù)中或其他存儲(chǔ)器中或者控制系統(tǒng)104的其他部件中。生成用于執(zhí)行 規(guī)定掃描的梯度波形并且施加至梯度系統(tǒng)126,所述梯度系統(tǒng)激勵(lì)梯度線圈組件130中的 梯度線圈以生成磁場(chǎng)梯度G x、Gy和Gz，所述磁場(chǎng)梯度用于定位編碼MR信號(hào)。梯度線圈組件 130形成磁體組件132的部分，所述磁體組件包含環(huán)形的或其他極化的磁體134和全身RF 線圈陣列136。在一些情況下，全身RF線圈陣列136以所謂鳥(niǎo)籠天線的形式被構(gòu)造并且具 有多個(gè)單獨(dú)的天線桿，所述天線桿與患者隧道相平行并且圍繞患者隧道以圓周布置均勻地 分布。單獨(dú)的天線桿可以在鳥(niǎo)籠天線的一端以環(huán)形來(lái)容性地彼此耦合。在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) No. 2010/0327868 ("SAR Calculation for Multichannel MR Transmission Systems"）中 示出并且描述了示例性鳥(niǎo)籠天線的描繪，其全部公開(kāi)通過(guò)引用合并于此。
[0032] 通過(guò)RF系統(tǒng)128將RF激勵(lì)波形施加于RF線圈陣列136,以實(shí)施所選擇的磁共振 脈沖序列。由RF線圈陣列136或(未示出的)分離的局部線圈所檢測(cè)的響應(yīng)MR信號(hào)，由RF 系統(tǒng)128所接收，在脈沖序列服務(wù)器118的引導(dǎo)下被放大、解調(diào)、濾波和數(shù)字化。RF系統(tǒng)128 包含RF發(fā)送機(jī)，其用于生成MR脈沖序列中使用的諸多RF脈沖。RF發(fā)送機(jī)響應(yīng)于所選擇的 掃描序列和來(lái)自脈沖序列服務(wù)器118的引導(dǎo)，以生成具有所需頻率、相位和脈沖幅度波形 的RF脈沖。所生成的RF脈沖可以施加到全身RF線圈陣列136或者一個(gè)或多個(gè)局部線圈 或線圈陣列。如下文中所描述的，RF發(fā)送機(jī)包含多個(gè)發(fā)送通道，以生成通過(guò)疊加由每個(gè)發(fā) 送通道所生成的RF B1+場(chǎng)所形成的RF脈沖。
[0033] RF系統(tǒng)128還包含一個(gè)或多個(gè)RF接收機(jī)通道。每個(gè)RF接收機(jī)通道包含RF放大 器，所述RF放大器對(duì)通過(guò)與其連接的線圈所接收的MR信號(hào)進(jìn)行放大。每個(gè)接收機(jī)還可以 包含探測(cè)器，其對(duì)所接收的MR信號(hào)的同相（I)和正交（Q)分量進(jìn)行收集和數(shù)字化。
[0034] 脈沖序列服務(wù)器118可以從生理采集控制器138接收患者數(shù)據(jù)?？刂破?38從連 接至患者的多個(gè)不同傳感器處接收信號(hào)，諸如來(lái)自電極的ECG信號(hào)或來(lái)自膜盒（bellows) 的呼吸信號(hào)。這樣的信號(hào)典型地被脈沖序列服務(wù)器118所使用，以使根據(jù)對(duì)象的呼吸或心 跳來(lái)同步或"選通"掃描序列的實(shí)施。
[0035] 脈沖序列服務(wù)器118還連接至掃描室接口電路140,其從與患者或?qū)ο笠约按朋w 系統(tǒng)的狀況相關(guān)聯(lián)的各種傳感器接收信號(hào)。還通過(guò)掃描室接口電路140,使得對(duì)象調(diào)位系統(tǒng) 142接收命令以便在掃描脈沖期間移動(dòng)對(duì)象至需要的位置。對(duì)象調(diào)位系統(tǒng)142可以引導(dǎo)一 個(gè)或多個(gè)(未示出的）電機(jī)，所述電機(jī)將床和由此將對(duì)象驅(qū)使至需要的位置。
[0036] 通過(guò)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器來(lái)接收由RF系統(tǒng)128所生成的數(shù)字化的MR信號(hào)采樣。數(shù)據(jù) 采集服務(wù)器120運(yùn)行，以響應(yīng)于從工作站110所下載的指令，從而接收實(shí)時(shí)MR數(shù)據(jù)并且提 供緩沖存儲(chǔ)使得不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)過(guò)量運(yùn)行而丟失數(shù)據(jù)。在一些掃描序列中，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器 120將所采集的MR數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理器服務(wù)器122。在需要從采集的MR數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的 信息以控制掃描的進(jìn)一步實(shí)施的這樣的掃描中，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器120可以被編程，以生成 這樣的信息并且將其傳送至脈沖序列服務(wù)器118。例如，在其他預(yù)掃描的校準(zhǔn)期間，MR數(shù)據(jù) 被采集并且用于校準(zhǔn)由脈沖序列服務(wù)器118所執(zhí)行的脈沖序列。這些校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在 任何前述服務(wù)器或其他設(shè)備的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備或其他單元中，或者存儲(chǔ)在與任何前述服 務(wù)器或其他設(shè)備相關(guān)聯(lián)的或相通信的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備或其他單元中。同樣，可以在掃描 期間采集導(dǎo)航儀信號(hào)，并且用于調(diào)節(jié)RF或梯度系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，或者用于控制對(duì)k空間進(jìn)行 采樣的觀察順序?？梢允褂脭?shù)據(jù)采集服務(wù)器120,以處理MR信號(hào)，所述MR信號(hào)用以檢測(cè)在 磁共振血管造影（MRA)掃描中造影劑的到達(dá)。在所有這些示例中，數(shù)據(jù)采集處理器120可 以實(shí)時(shí)地采集MR數(shù)據(jù)并且處理MR數(shù)據(jù)以生成用來(lái)對(duì)掃描進(jìn)行控制的信息。
[0037] 數(shù)據(jù)處理處理器122從數(shù)據(jù)采集服務(wù)器120接收MR數(shù)據(jù)，并且根據(jù)從工作站110 下載的指令來(lái)處理MR數(shù)據(jù)。這樣的處理可以包含：例如原始k空間MR數(shù)據(jù)的傅里葉變換 以生成二維或三維圖像；將濾波器應(yīng)用于重建的圖像；對(duì)所采集的MR數(shù)據(jù)執(zhí)行反投影圖像 重建；計(jì)算功能MR圖像；計(jì)算運(yùn)動(dòng)或流圖像；分割、繪制或其他可視化過(guò)程。
[0038] 由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器122所重建的圖像被傳送回工作站110以便存儲(chǔ)和/或顯示。 實(shí)時(shí)圖像可以存儲(chǔ)在(未示出的）數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器緩存中，從所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器緩存中所述實(shí) 時(shí)圖像可以輸出至顯示器112或者輔助終端或控制臺(tái)144,其可以位于磁體組件132附近以 便主治醫(yī)師或其他操作員使用。批模式（batch mode)圖像或選擇的實(shí)時(shí)圖像存儲(chǔ)在大容 量存儲(chǔ)設(shè)備146的數(shù)據(jù)庫(kù)中，所述大容量存儲(chǔ)設(shè)備可以包含任何需要的存儲(chǔ)介質(zhì)。當(dāng)這樣 的圖像已經(jīng)被重建并且被傳輸至存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器122通知在工作站110上的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)服務(wù)器124。工作站110可以由操作員使用以存檔圖像、生成影片或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將圖像發(fā)送 至其他設(shè)施。
[0039] 現(xiàn)在參考圖2,更為詳細(xì)地示出RF系統(tǒng)128和系統(tǒng)100的其他部件。全身線圈陣 列136-般地包含多個(gè)線圈元件，其可以由多個(gè)RF發(fā)送機(jī)200來(lái)分別地驅(qū)動(dòng)以便生成需要 的RF場(chǎng)激勵(lì)。每個(gè)RF發(fā)送機(jī)200形成通道陣列中的一個(gè)，所述通道當(dāng)疊加時(shí)共同地定義 合成的RF信號(hào)。也可以與多個(gè)接收通道202 -起使用線圈陣列136。替換地或附加地，可 以使用另一(未示出的)全身RF線圈陣列或另一局部RF線圈，以便采集MR信號(hào)?？梢允褂?多種不同的線圈陣列結(jié)構(gòu)，以作為圖1的系統(tǒng)100的部分。
[0040] RF系統(tǒng)126包含一組發(fā)送機(jī)200,其中每一個(gè)生成單獨(dú)的、選擇RF激勵(lì)場(chǎng)。在頻 率合成器204的控制下生成該RF激勵(lì)場(chǎng)的基頻或載頻，所述頻率合成器從脈沖序列服務(wù)器 118接收一組數(shù)字控制信號(hào)。這些控制信號(hào)可以包含對(duì)RF載波信號(hào)的頻率和相位進(jìn)行表示 的數(shù)據(jù)，所述RF載波信號(hào)可以在輸出端206生成。RF載波被施加于在每個(gè)發(fā)送機(jī)200中的 調(diào)制器和上變頻器208,在此處其幅度被調(diào)制以響應(yīng)于也從脈沖序列服務(wù)器118處接收的 信號(hào)。所述信號(hào)定義要生成的RF激勵(lì)脈沖的包絡(luò)，并且通過(guò)順序地讀取一系列存儲(chǔ)的數(shù)字 值來(lái)生成該信號(hào)。可以改變這些存儲(chǔ)的數(shù)字值，以使得任何需要的RF脈沖包絡(luò)能夠被每個(gè) 發(fā)送機(jī)200生成。
[0041] 通過(guò)在每個(gè)發(fā)送機(jī)200中的激勵(lì)衰減電路212來(lái)衰減在輸出端210處生成的RF 激勵(lì)脈沖的幅值。每個(gè)衰減電路212從脈沖序列服務(wù)器118接收數(shù)字命令。衰減的RF激 勵(lì)脈沖被施加至每個(gè)發(fā)送機(jī)200內(nèi)的功率放大器214。功率放大器214是電流源設(shè)備，其 連接至在一組發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)216上的各自的發(fā)送輸入端。在該示例中，使用需要的數(shù)目 N (例如16)個(gè)發(fā)送機(jī)200,并且通過(guò)對(duì)應(yīng)數(shù)目N個(gè)發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)216將其連接至在RF線 圈陣列136中相應(yīng)數(shù)目N個(gè)線圈元件?？梢允褂闷渌l(fā)送機(jī)布置。
[0042] 通過(guò)線圈陣列200來(lái)拾取通過(guò)對(duì)象生成的信號(hào)，并且將其施加到接收通道組202 的輸入端。在每個(gè)接收機(jī)通道202中的預(yù)放大器218將信號(hào)放大由從脈沖序列服務(wù)器118 (圖1)接收的數(shù)字衰減信號(hào)所確定的數(shù)量。接收信號(hào)處于或接近于拉莫爾頻率，并且通過(guò) 下變頻器220在兩步過(guò)程中對(duì)該高頻信號(hào)進(jìn)行下變頻，所述下變頻器首先將NMR信號(hào)與在 線路206上的載波信號(hào)進(jìn)行混合，并且然后將所得到的差信號(hào)與在線路222上的參考信號(hào) 進(jìn)行混合。將下變頻器NMR信號(hào)施加到模擬至數(shù)字("A/D"）轉(zhuǎn)換器224的輸入端，所述模 擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并且數(shù)字化并且將其施加至數(shù)字探測(cè)器和信號(hào)處理 器226。數(shù)字探測(cè)器和信號(hào)處理器226生成與所接收的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的16位的同相（I)值和 16位的正交（Q)值，但是可以使用其他格式。將得到的所接收信號(hào)的數(shù)字化I和Q值的流 輸出至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器120 (圖1)。通過(guò)參考頻率發(fā)生器228來(lái)生成參考信號(hào)以及施加于 A/D轉(zhuǎn)換器224的米樣信號(hào)。
[0043] 通過(guò)脈沖序列服務(wù)器118 (圖1)來(lái)控制和引導(dǎo)發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)216,以便在其中 要生成RF場(chǎng)的那部分脈沖序列期間將N個(gè)發(fā)送機(jī)200連接至線圈陣列136中的N個(gè)線圈 元件。每個(gè)發(fā)送機(jī)200由脈沖序列服務(wù)器118 (圖1)來(lái)單獨(dú)地控制，以便在N個(gè)線圈元件 中的每一個(gè)上生成具有需要的幅度、頻率、相位和包絡(luò)的RF場(chǎng)。N個(gè)線圈元件的組合RF場(chǎng) 在過(guò)程的成像階段生成遍及對(duì)象中感興趣區(qū)域的規(guī)定的心場(chǎng)。
[0044] 當(dāng)沒(méi)有生成&場(chǎng)時(shí)，脈沖序列服務(wù)器118引導(dǎo)發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)216以便將N個(gè)接 收通道中的每一個(gè)連接至相應(yīng)的N個(gè)線圈元件。如上面所描述的那樣，拾取和分別處理通 過(guò)對(duì)象中的激勵(lì)自旋所生成的信號(hào)。
[0045] 循環(huán)器230可以并入到每個(gè)發(fā)送通道內(nèi)。在圖2的實(shí)施例中，每個(gè)發(fā)送通道包含 對(duì)應(yīng)的在功率放大器214和發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)216之間連接的循環(huán)器230中的一個(gè)。循環(huán)器 230被引導(dǎo)以便保護(hù)功率放大器214以避免從線圈陣列136反射回的功率或從其它通道之 一所耦合的功率。每個(gè)循環(huán)器230被配置，以便將這樣反射或耦合的功率更改方向至接地 的電阻性負(fù)載232以用于耗散。
[0046] RF系統(tǒng)128包含退耦系統(tǒng)234,以移除或降低在線圈陣列136的線圈之間的感性 和電阻性耦合。退耦系統(tǒng)234耦合至線圈陣列136和發(fā)送機(jī)200。在圖2中示出的示例中， 退耦系統(tǒng)234布置在發(fā)送/接收開(kāi)關(guān)216和線圈陣列136之間，以反映這樣的可能性，即， 在一些實(shí)施例中，退耦系統(tǒng)234可以將RF系統(tǒng)128的發(fā)送和接收通道二者連接至線圈陣列 136?？梢允褂闷渌B接布置，包含例如其中退耦系統(tǒng)234僅將發(fā)送通道連接至線圈陣列 136的布置。盡管由退耦系統(tǒng)234提供線圈陣列136的退耦，仍然可以使用循環(huán)器230以提 供對(duì)其發(fā)送機(jī)200和功率放大器214的附加保護(hù)。
[0047] 根據(jù)退耦矩陣來(lái)配置退耦系統(tǒng)234,以獲得用于線圈陣列136的退耦運(yùn)行條件。退 奉禹矩陣的每個(gè)元素表示在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的阻抗，每個(gè)節(jié)點(diǎn)或者與發(fā)送機(jī)200中相應(yīng)的 一個(gè)或者與線圈陣列136的線圈中相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。如下文中所描述的，對(duì)退耦矩陣的 元素進(jìn)行最優(yōu)化，以便對(duì)基于對(duì)于在沒(méi)有退耦系統(tǒng)234的情況下的線圈陣列136的阻抗矩 陣數(shù)據(jù)的目標(biāo)函數(shù)(例如代價(jià)函數(shù)）進(jìn)行最小化。目標(biāo)函數(shù)表示與退耦運(yùn)行條件之間的偏 差。
[0048] 在一些情況下，退耦系統(tǒng)234包含一組電抗元件(例如電容)。在節(jié)點(diǎn)之間以網(wǎng)絡(luò) 布置電抗元件。例如，每個(gè)電抗元件連接相應(yīng)的與發(fā)送機(jī)200和線圈陣列236相關(guān)聯(lián)的節(jié) 點(diǎn)對(duì)。在一些實(shí)施例中，根據(jù)從退耦矩陣中導(dǎo)出的導(dǎo)納矩陣的相應(yīng)元素來(lái)配置每個(gè)電抗元 件。
[0049] 圖3更詳細(xì)地描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的退耦系統(tǒng)234。退耦系統(tǒng)234將N個(gè)通道(例 如16個(gè)通道)耦合至線圈陣列136中相同數(shù)目的線圈。每個(gè)通道具有發(fā)送機(jī)200中的相應(yīng) 的一個(gè)。每個(gè)發(fā)送機(jī)200被表達(dá)為電壓源(或發(fā)生器)和阻抗Zg (例如50歐姆)。若通道間 沒(méi)有任何耦合，則線圈陣列136的每個(gè)相應(yīng)的線圈將僅耦合至阻抗Zg中的相應(yīng)的一個(gè)。如 下文所述的那樣，退耦系統(tǒng)234可以被配置以移除這樣的耦合。
[0050] 退耦系統(tǒng)234具有N個(gè)端口用于輸入側(cè)上的節(jié)點(diǎn)，并且具有N個(gè)端口用于輸出側(cè) 上的節(jié)點(diǎn)，共有2N個(gè)端口。退耦系統(tǒng)234被配置為2N端口網(wǎng)絡(luò)。在該示例中，節(jié)點(diǎn)1至節(jié) 點(diǎn)η在輸入側(cè)上，節(jié)點(diǎn)n+1至節(jié)點(diǎn)2n在輸出側(cè)上。網(wǎng)絡(luò)包含將每個(gè)節(jié)點(diǎn)耦合至每個(gè)其他節(jié) 點(diǎn)的相應(yīng)的阻抗(或?qū)Ъ{)。節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)例如自阻抗(或自導(dǎo)納）連接于自身。因此，可以 根據(jù)2NX2N的退耦矩陣來(lái)配置網(wǎng)絡(luò)。
[0051] 根據(jù)退耦條件來(lái)配置退耦矩陣。退耦條件表示這樣的條件，其中線圈陣列136被 完全退耦。退耦條件可以被表達(dá)為與發(fā)送機(jī)200的阻抗相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)阻抗矩陣Zout。目標(biāo) 阻抗矩陣Zout由此與得到的在電源側(cè)的退耦網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗相對(duì)應(yīng)。目標(biāo)阻抗矩陣Zout 因此是沿著對(duì)角線具有值Zg的對(duì)角矩陣(例如，diag(500hms))。
[0052] 在表達(dá)為{Zn，Z12, Z21，Z22}的退耦矩陣Zc的未知阻抗的情況下，退耦條件(和退耦 矩陣的對(duì)角化）可以被如下表示：2_=2 11-212(222+2)4221，其中2是對(duì)在退耦之前線圈陣列 136(例如，具有待消除或待降低的感性耦合的線圈陣列136)的阻抗進(jìn)行表示的矩陣。在線 圈陣列136中的每個(gè)線圈和線圈陣列136中的每個(gè)其他線圈之間的耦合可以被表達(dá)為NXN 的矩陣。由于線圈陣列136的耦合，矩陣Z可能顯著地偏離對(duì)退耦通道進(jìn)行表示的對(duì)角矩 陣，所述矩陣Z在對(duì)角線之外具有任意數(shù)量的復(fù)數(shù)元素。
[0053] 借助退耦條件，基于線圈陣列136的阻抗Z來(lái)確定退耦矩陣Zc。由此可以針對(duì)給 定的線圈陣列來(lái)定制所得到的退耦系統(tǒng)234。
[0054] 未知阻抗Zc包含4個(gè)塊或組件結(jié)構(gòu)。塊Zn表示在輸入節(jié)點(diǎn)之間的阻抗(或?qū)Ъ{)。 塊Z 12和Z21表示在輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間的阻抗(或?qū)Ъ{）。在一些實(shí)施例中，如下文所 述，可以根據(jù)對(duì)稱(chēng)條件來(lái)配置退耦矩陣。塊Z 22表示輸出節(jié)點(diǎn)之間的阻抗(或?qū)Ъ{)。矩陣Zc 的對(duì)角線對(duì)應(yīng)于在輸入端自身之間和輸出端自身之間的阻抗(或?qū)Ъ{)。
[0055] 然后，除了根據(jù)退耦條件之外，還根據(jù)一個(gè)或多個(gè)條件或約束來(lái)定義或確定退耦 矩陣Zc。例如，一個(gè)條件可以是無(wú)損耗條件，其指定退耦系統(tǒng)234只包含電抗性組件(例如 無(wú)源且非電阻性的電路組件)。另一用于無(wú)源互逆網(wǎng)絡(luò)的示例性條件可以是，退耦矩陣為對(duì) 稱(chēng)的，使得Z 12=Z21T，Zn=Zn T，并且Z22=Z22T。此外，可以指定更少的或替換的條件。例如，在一 些實(shí)施例中，退耦系統(tǒng)234可以包含一個(gè)或多個(gè)有源部件。其他條件可以涉及組件的性質(zhì) (例如集中的或分布式的）和/或部件數(shù)目或網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、或退耦條件相對(duì)于真實(shí)實(shí)施中 的不完美而言的魯棒性。
[0056] 為了根據(jù)退耦和其他條件來(lái)確定退耦矩陣Zc，實(shí)施最優(yōu)化過(guò)程以使目標(biāo)函數(shù)最小 化。目標(biāo)函數(shù)可以包含最小平方代價(jià)函數(shù)，其基于與目標(biāo)阻抗矩陣(例如50歐姆的對(duì)角矩 陣）之間的偏差。代價(jià)函數(shù)可以被如下表達(dá)：丨丨矩陣Zu表示目標(biāo)阻抗矩陣(例 如50歐姆的對(duì)角矩陣)。最小平方代價(jià)函數(shù)也可以被如下表達(dá)：
[0057] ·λΝΙΑχ)_ = + /2(χ)2 + …+ /?(X)2)
[0058] 其中x可以被如下地表達(dá)：

【權(quán)利要求】
1. 一種確定退耦系統(tǒng)的退耦矩陣的方法，所述退耦系統(tǒng)用于并行發(fā)送磁共振成像 (MRI)系統(tǒng)的線圈陣列，所述方法包含： 獲得針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)； 基于針對(duì)所述線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)表示與用于所 述線圈陣列的退耦運(yùn)行條件之間的偏差，在所述退耦運(yùn)行條件下通過(guò)所述退耦系統(tǒng)來(lái)對(duì)線 圈進(jìn)行退耦；和 借助處理器，以迭代過(guò)程來(lái)定義對(duì)所述退耦系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所 述迭代過(guò)程對(duì)所述退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化以便使所述目標(biāo)函數(shù)最小化并且達(dá)到所述 退耦運(yùn)行條件。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述退耦矩陣的每個(gè)元素表示在與所述線圈陣 列相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)的各自的對(duì)之間的阻抗。
3. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲取針對(duì)所述線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)包含：基 于針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情況下的所述線圈陣列的耦合測(cè)量數(shù)據(jù)，來(lái)確定用于所述線 圈陣列的阻抗矩陣。
4. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述目標(biāo)函數(shù)包含基于所述退耦矩陣和目標(biāo)阻 抗矩陣之間的差別的最小平方代價(jià)函數(shù)，所述目標(biāo)阻抗矩陣代表在所述退耦運(yùn)行條件下的 線圈陣列。
5. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，定義所述退耦矩陣包含，借助所述處理器來(lái)迭代 地實(shí)施非線性最優(yōu)化解算器，所述非線性最優(yōu)化解算器基于所述最小平方代價(jià)函數(shù)的計(jì)算 的雅可比行列式矩陣。
6. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，根據(jù)所述退耦運(yùn)行條件上的多個(gè)約束，來(lái)確定所 述最小平方代價(jià)函數(shù)。
7. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，根據(jù)指定所述退耦系統(tǒng)的該組阻抗是無(wú)損耗的 這一約束，來(lái)確定所述最小平方代價(jià)函數(shù)。
8. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，根據(jù)指定所述退耦系統(tǒng)是對(duì)稱(chēng)的這一約束，來(lái)確 定所述最小平方代價(jià)函數(shù)。
9. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，定義所述退耦矩陣包含：在實(shí)施所述迭代過(guò)程之 前選擇所述退耦矩陣的元素的初始值。
10. -種配置具有退耦系統(tǒng)的并行發(fā)送磁共振成像（MRI)系統(tǒng)的方法，所述退耦系統(tǒng) 用于所述并行發(fā)送MRI系統(tǒng)的線圈陣列，所述方法包含： 獲得針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)； 基于針對(duì)所述線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)，確定代價(jià)函數(shù)，所述代價(jià)函數(shù)表示與用于所 述線圈陣列的退耦運(yùn)行條件之間的偏差，在所述退耦運(yùn)行條件下通過(guò)所述退耦系統(tǒng)來(lái)對(duì)線 圈進(jìn)行退耦； 借助處理器，以迭代過(guò)程來(lái)定義對(duì)所述退耦系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所 述迭代過(guò)程對(duì)所述退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化以便使所述代價(jià)函數(shù)最小化并且達(dá)到所述 退耦運(yùn)行條件；和 將所述退耦系統(tǒng)連接至所述線圈陣列，根據(jù)所述退耦矩陣的最優(yōu)化了的元素來(lái)配置所 述退戰(zhàn)系統(tǒng)。
11. 按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，連接所述退耦系統(tǒng)包含：將所述退耦矩陣轉(zhuǎn)換 至導(dǎo)納矩陣。
12. 按照權(quán)利要求11所述的方法，其中， 所述退耦系統(tǒng)包含一組電抗性元件； 根據(jù)所述導(dǎo)納矩陣的各自的元素來(lái)配置每個(gè)電抗性元件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述退耦矩陣的每個(gè)元素表示與所述線圈陣 列相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)的各自的對(duì)之間的阻抗。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，針對(duì)所述線圈陣列獲取所述阻抗矩陣數(shù)據(jù)包 含：基于針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情況下的所述線圈陣列的耦合測(cè)量數(shù)據(jù)，來(lái)確定針對(duì) 所述線圈陣列的阻抗矩陣。
15. 按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述代價(jià)函數(shù)包含基于所述退耦矩陣和目標(biāo) 阻抗矩陣之間的差別的最小平方代價(jià)函數(shù)，所述目標(biāo)阻抗矩陣代表在所述退耦運(yùn)行條件下 的線圈陣列。
16. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其中，定義所述退耦矩陣包含：借助所述處理器來(lái)迭 代地實(shí)施非線性最優(yōu)化解算器，所述非線性最優(yōu)化解算器基于所述最小平方代價(jià)函數(shù)的計(jì) 算的雅可比行列式矩陣。
17. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其中，根據(jù)所述退耦運(yùn)行條件上的多個(gè)約束，來(lái)確定 所述最小平方代價(jià)函數(shù)。
18. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其中，根據(jù)指定所述退耦系統(tǒng)的該組阻抗是無(wú)損耗 的這一約束，來(lái)確定所述最小平方代價(jià)函數(shù)。
19. 按照權(quán)利要求15所述的方法，其中，根據(jù)指定所述退耦系統(tǒng)是對(duì)稱(chēng)的這一約束，來(lái) 確定所述最小平方代價(jià)函數(shù)。
20. 按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，定義所述退耦矩陣包含：在實(shí)施所述迭代過(guò)程 之前選擇所述退耦矩陣的元素的初始值。
21. -種用于確定退耦系統(tǒng)的退耦矩陣的程序產(chǎn)品，所述退耦系統(tǒng)用于并行發(fā)送磁共 振成像（MRI)系統(tǒng)的線圈陣列，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含一個(gè)或多個(gè)其上已經(jīng)存儲(chǔ)了計(jì)算 機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)由計(jì)算系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，所述計(jì) 算機(jī)可執(zhí)行指令引起所述計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行方法，所述方法包含： 來(lái)獲得針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)； 基于針對(duì)所述線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)表示與用于所 述線圈陣列的退耦運(yùn)行條件之間的偏差，在所述退耦運(yùn)行條件下通過(guò)所述退耦系統(tǒng)來(lái)對(duì)線 圈陣列進(jìn)行退耦；和 以迭代過(guò)程來(lái)定義對(duì)所述退耦系統(tǒng)的一組阻抗進(jìn)行表示的退耦矩陣，所述迭代過(guò)程對(duì) 所述退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化以便使所述目標(biāo)函數(shù)最小化并且達(dá)到所述退耦運(yùn)行條件。
22. -種磁共振成像（MRI)系統(tǒng)，其包含： 多個(gè)發(fā)送機(jī)，以生成并行發(fā)送射頻（RF)脈沖； 線圈陣列，其耦合至所述多個(gè)發(fā)送機(jī)以便將所述并行發(fā)送RF脈沖施加至對(duì)象；和 退耦系統(tǒng)，其耦合至所述多個(gè)發(fā)送機(jī)和所述線圈陣列，并且根據(jù)退耦矩陣來(lái)配置所述 退耦系統(tǒng)以便獲得用于所述線圈陣列的退耦運(yùn)行條件； 其中，所述退耦矩陣的每個(gè)元素表示在節(jié)點(diǎn)的各自的對(duì)之間的阻抗，每個(gè)節(jié)點(diǎn)或者與 所述發(fā)送機(jī)中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)或者與線圈中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)；和 其中，對(duì)所述退耦矩陣的元素進(jìn)行最優(yōu)化，以便對(duì)基于針對(duì)在沒(méi)有所述退耦系統(tǒng)的情 況下的線圈陣列的阻抗矩陣數(shù)據(jù)的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行最小化，所述代價(jià)函數(shù)表示與所述退耦運(yùn) 行條件之間的偏差。
23.按照權(quán)利要求22所述的MRI系統(tǒng)，其中： 所述退耦系統(tǒng)包含一組電抗性元件； 每個(gè)電抗性元件連接與所述多個(gè)發(fā)送機(jī)和所述線圈陣列相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)的各自的對(duì)； 根據(jù)從所述退耦矩陣中導(dǎo)出的導(dǎo)納矩陣的各自的元素來(lái)配置每個(gè)電抗性元件。
【文檔編號(hào)】G01R33/20GK104101843SQ201410128864
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月1日
【發(fā)明者】M.維斯特, E.阿德?tīng)査固股? L.沃爾德, L.丹尼爾, Z.馬哈穆德, B.格林 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司, 馬薩諸塞綜合醫(yī)院公司, 麻省理工學(xué)院