用于单侧磁共振成像的脉冲序列和频率扫描脉冲的制作方法

测量装置的制造及其应用技术用于单侧磁共振成像的脉冲序列和频率扫描脉冲1.相关申请的交叉引用2.本技术根据35u.s.c.§119(e)要求2020年3月9日提交的名称为systems and methods for adapting driven equilibrium fourier transform for single-sided mri的美国临时专利申请第62/987,286号的优先权，所述申请的全部公开内容通过引用并入本文。背景技术：3.在单侧磁共振成像(mri)扫描中，磁体产生的磁场在视场中是不均匀的。在这些条件下，mri系统生成的图像可能显示出对比度或信噪比(snr)不足。4.驱动平衡傅里叶变换(deft)是一种射频(rf)脉冲序列，其中具有长t1的原子核的平衡磁化通过循环横向磁化而快速恢复。通过驱动平衡，可以在不牺牲snr的情况下快速成像。技术实现要素：5.在本公开的一个方面，一种用于单侧磁成像设备发射射频脉冲的方法包括：施加具有第一持续时间和第一扫描速率的第一扫描频率脉冲，其中所述第一扫描频率脉冲限定x轴；施加具有第二持续时间和第二扫描速率的第二扫描频率脉冲，其中所述第二扫描频率脉冲限定第一y轴；施加具有第三持续时间和第三扫描速率的第三扫描频率脉冲，其中所述第三扫描频率脉冲限定第二y轴；和施加具有第四持续时间和第四扫描速率的第四扫描频率脉冲，其中所述第四扫描频率脉冲限定-x轴，并且其中所述第四扫描速率小于所述第三扫描速率。6.在本公开的另一方面，一种磁成像设备包括：永磁体，所述永磁体包括面；梯度线圈组；电磁体；和射频线圈，其中固有梯度磁场相对于第一轴从所述磁成像设备延伸到视场中，其中所述第一轴垂直于所述永磁体的所述面；所述磁成像设备进一步包括控制电路，所述控制电路被配置为控制射频线圈：施加具有第一持续时间和第一扫描频率的第一扫描频率脉冲，其中所述第一扫描频率脉冲限定与所述第一轴正交的第二轴；施加具有第二持续时间和第二扫描速率的第二扫描频率脉冲，其中所述第二扫描频率脉冲限定与所述第一轴和所述第二轴正交的第三轴；施加具有第三持续时间和第三扫描速率的第三扫描频率脉冲，其中所述第三扫描频率脉冲限定所述第三轴；并且施加具有第四持续时间和第四扫描速率的第四扫描频率脉冲，其中所述第四扫描频率脉冲限定负第二轴，其中所述第四扫描速率小于所述第三扫描速率。附图说明7.在所附权利要求中具体阐述了各个方面的新颖特征。然而，通过结合附图参考以下描述，可以最好地理解关于组织和操作方法的所描述方面。8.图1是根据本公开的各个方面的mri扫描仪的透视图。9.图2是根据本公开的各个方面的图1的mri扫描仪的分解透视图，其中暴露了外壳内的永磁体组件和梯度线圈组。10.图3是根据本公开的各个方面的图1的mri扫描仪的正视图。11.图4是根据本公开的各个方面的图1的mri扫描仪的正视图。12.图5是根据本公开的各个方面的图1的mri扫描仪的永磁体组件的透视图。13.图6是根据本公开的各个方面的图1所示的mri系统的梯度线圈组和永磁体组件的正视图。14.图7说明了根据本公开的各个方面的用于通过单侧mri扫描仪对特定外科手术和介入进行成像的患者的示例性定位。15.图8是根据本公开的各个方面的单侧mri系统的控制示意图。16.图9是示出根据本公开的各个方面的用于deft的扫描频率脉冲序列的图。17.图10是根据本公开的各个方面的扫描频率脉冲的代表性曲线图。18.图11是根据本公开的各个方面的用于deft的扫描频率脉冲序列的流程图。19.附图并非旨在按比例绘制。在几个视图中，对应的附图标记表示对应的部分。为了清楚起见，不是每个部件都在每个图中标出。本文阐述的范例以一种形式说明了本发明的某些实施方案，并且这些范例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。具体实施方式20.申请人还拥有2021年3月9日提交的名称为phase encoding with frequency sweep pulses for magnetic resonance imaging in inhomogeneous magnetic fields的国际专利申请，所述申请要求2020年3月9日提交的名称为systems and methods for limiting k-space truncation in a single-sided mri scanner的美国临时专利申请第62/987,292号的优先权，这两个专利申请以其相应的全部内容通过引用并入本文。21.以下国际专利申请以其相应的全部内容通过引用并入本文：22.·2020年2月14日提交的名称为systems and methods for ultralow field relaxation dispersion的国际申请第pct/us2020/018352号，现为国际公开第wo2020/168233号；23.·2020年2月24日提交的名称为systems and methods for performing magnetic resonance imaging的国际申请第pct/us2020/019530号，现为国际公开第wo2020/172673号；24.·2020年2月24日提交的名称为pseudo-birdcage coil with variable tuning and applications thereof的国际申请第pct/us2020/019524号，现为国际公开第wo2020/172672号；25.·2020年3月25日提交的名称为single-sided fast mri gradient field coils and applications thereof的国际申请第pct/us2020/024776号，现为国际公开第wo2020/198395号；26.·2020年3月25日提交的名称为systems and methods for volumetric acquisition in a single-sided mri system的国际申请第pct/us2020/024778号，现为国际公开第wo2020/198396号；27.·2020年6月25日提交的名称为systems and methods for image reconstructions in magnetic resonance imaging的国际申请第pct/us2020/039667号，现为国际公开第wo2020/264194号；28.·2021年1月22日提交的名称为mri-guided robotic systems and methods for biopsy的国际申请第pct/us2021/014628号；和29.·2021年2月19日提交的名称为radio frequency reception coil networks for single-sided magnetic resonance imaging的国际申请第pct/us2021/018834号。30.2018年12月13日公开的名称为unilateral magnetic resonance imaging system with aperture for interventions and methodologies for operating same的美国专利申请公开第2018/0356480号以其全部内容通过引用并入本文。31.在详细解释mri系统和方法的各个方面之前，应当注意，说明性示例在应用或使用上不限于附图和说明书中所说明的部件的构造和布置的细节。说明性示例可以在其他方面、变化和修改中实施或结合，并且可以以各种方式实践或执行。此外，除非另有说明，否则本文使用的术语和表达是为了方便读者描述说明性示例的目的而选择的，而不是为了限制本发明。此外，应当理解，下述方面、方面的表达和/或示例中的一者或多者可以与其他下述方面、方面的表达和/或示例中的任一者或多者组合。32.根据各个方面，提供了一种mri系统，所述mri系统可以包括可以从磁体的面偏移的独特成像区域。与传统的mri扫描仪相比，这种偏移和单侧mri系统的限制较少。此外，这种形状因子可以具有内置或固有的磁场梯度，从而在感兴趣区域上产生一系列磁场值。换句话说，固有磁场可以是不均匀的。单侧mri系统的感兴趣区域中磁场强度的不均匀性可以超过200百万分率(ppm)。例如，单侧mri系统的感兴趣区域中磁场强度的不均匀性可以在200ppm与200000ppm之间。在本公开的各个方面，感兴趣区域中的不均匀性可以大于1000ppm，并且可以大于10000ppm。在一个示例中，感兴趣区域中的不均匀性可以是81000ppm。33.固有磁场梯度可以由mri扫描仪内的永磁体产生。例如，单侧mri系统的感兴趣区域中的磁场强度可以小于1特斯拉(t)。例如，单侧mri系统的感兴趣区域中的磁场强度可以小于0.5t。在其他实例中，磁场强度可以大于1t，并且可以是例如1.5t。与典型的mri系统相比，这个系统可以在较低的磁场强度下工作，从而允许放宽rx线圈设计约束和/或允许与mri扫描仪一起使用额外机制，例如机器人。例如，在2021年1月22日提交的名称为mri-guided robotic systems and methods for biopsy的国际申请第pct/us2021/014628号中进一步描述了示例性mri引导的机器人系统。34.如上所述，deft是rf脉冲序列，其中具有长t1的原子核的平衡磁化通过循环横向磁化而快速恢复。通过驱动平衡，可以在不牺牲snr的情况下快速成像。在均匀磁场中，deft脉冲序列包括激励rf脉冲，所述激励rf脉冲被配置为将磁场从从初级磁体组件(例如，永磁体)延伸的纵轴旋转到横向平面中，随后是重聚焦rf脉冲，所述重聚焦rf脉冲被配置为将磁场从横向平面重相回到纵轴。例如，deft的工作原理类似于平衡稳态自由进动序列。35.在单侧mri系统中，由磁体产生的磁场可能非常不均匀(例如，大约81000ppm)。在这些条件下，由mri系统生成的图像可能显示出不足的对比度或snr。36.本文描述了用于在不均匀场中有效收集核磁共振谱和磁共振图像的系统和方法。当将磁场旋转到相对于从单侧mri扫描仪和其永磁体延伸到感兴趣区域的纵轴的横向平面中时，不均匀场(例如由单侧mri扫描仪产生的不均匀场)会导致相位分散增加。相位分散应该最小化。例如，用于单侧mri和其他不均匀磁场的改进的deft脉冲序列可以调整相位色散并提高对比度或snr。在各种实例中，可以在更短的时间内收集更高质量的图像。37.最初，热平衡(m)处的磁化沿着从单侧mri扫描仪延伸到感兴趣区域的纵轴或z轴。沿着y轴施加第一rf激励脉冲(例如，第一90度脉冲)导致m倾斜到x-y平面中。对于单侧mri扫描仪和其他不均匀场，不均匀性将导致磁化失相。这个失相可以用第一重聚焦rf脉冲(例如第一180度脉冲)重聚焦以形成回波。在第一重聚焦rf脉冲之后，磁化可以用第二rf重聚焦脉冲(例如，第二180度脉冲)，并且然后用第二激励rf脉冲(例如，第二90度驱动平衡脉冲)再次重聚焦，这将剩余磁化带回到z轴。如果没有第二90度脉冲，由于自旋-自旋弛豫t2和不均匀展宽t2*，磁化强度将衰减。对于第二90激励rf脉冲，剩余的横向磁化保留在z轴上，这加快了信号恢复。38.deft通常用于具有均匀场和常规或单频射频脉冲的系统。单频rf脉冲也可以被称为“硬”脉冲。使deft适应单侧mri系统和不均匀场可能需要扩展在deft序列中使用的rf脉冲的带宽。根据各个方面，可以使用频率扫描rf脉冲或啁啾脉冲来代替单频rf脉冲。与单回波啁啾序列相比，通过使用频率扫描deft序列收集数据，可以在更短的时间内收集更高质量的图像。39.图1至图6描绘了mri扫描仪100和其部件。如图1和图2所示，mri扫描仪100包括外壳120，所述外壳具有凹入的面或前表面125。在其他方面，外壳120的面可以是平坦的和平面的。前表面125可以面向由mri扫描仪成像的对象。如图1和图2所示，外壳120包括永磁体组件130、rf发射线圈(tx)140、梯度线圈组150、电磁体160和rf接收线圈(rx)170。在其他实例中，外壳120可以不包括电磁体160。此外，在某些实例中，rf接收线圈170和rf发射线圈140可以并入组合的tx/rx线圈阵列中。40.主要参考图3至图5，永磁体组件130包括磁体阵列。形成永磁体组件130的磁体阵列被配置为覆盖mri扫描仪100的前表面125或面向患者的表面(见图3)，并且在图4中示出为水平条。永磁体组件130包括平行配置的多个圆柱形永磁体。主要参考图5，永磁体组件130包括由支架134固持在一起的平行板132。所述系统可以在支架136处附接到mri扫描仪100的外壳120。平行板132中可以有多个孔洞138。永磁体组件130可以包括任何合适的磁性材料，包括但不限于稀土基磁性材料，诸如钕基磁性材料。41.永磁体组件130限定进入孔隙或孔135，所述进入孔隙或孔可以使得从外壳120的相对侧穿过外壳120接近患者。在本公开的其他方面，在外壳120中形成永磁体组件的永磁体阵列可以是无孔的，并且限定永磁体的不间断或连续布置，而没有穿过其限定的孔。在又其他实例中，外壳120中的永磁体阵列可以形成一个以上的穿过其中的孔/进入孔隙。42.根据本公开的各个方面，永磁体组件130在沿着z轴的感兴趣区域190中提供磁场b0，如图1所示。z轴垂直于永磁体组件130。换句话说，z轴从永磁体组件130的中心延伸，并且限定磁场b0的远离永磁体组件130的面的方向。z轴可以限定初级磁场b0方向。初级磁场b0可以沿着z轴(即固有梯度)远离永磁体组件130的面并且在图1中箭头所指示的方向上减小。43.在一个方面，永磁体组件130在感兴趣区域190中的磁场的不均匀性可以是大约81000ppm。在另一方面，永磁体组件130在感兴趣区域190中的磁场强度的不均匀性可以在200ppm到200000ppm之间，并且在某些实例中可以大于1000ppm，并且在各种实例中大于10000ppm。44.在一个方面，永磁体组件130的磁场强度可以小于1t。在另一方面，永磁体组件130的磁场强度可以小于0.5t。在其他实例中，永磁体组件130的磁场强度可以大于1t，并且可以是例如1.5t。主要参考图1，y轴从z轴上下延伸，x轴从z轴左右延伸。x轴、y轴和z轴都彼此正交，并且每个轴的正方向由图1中的对应箭头指示。45.rf发射线圈140被配置为发射rf波形和相关联的电磁场。来自rf发射线圈140的rf脉冲被配置为通过产生有效磁场(称为b1)来旋转由永磁体130产生的磁化，所述有效磁场与永磁场的方向(例如，正交平面)正交。46.主要参考图3，梯度线圈组150包括两组梯度线圈152、154。梯度线圈组152、154定位于永磁体组件130和感兴趣区域190中间的永磁体组件130的面或前表面125上。每组梯度线圈152、154包括在孔135的相对侧上的线圈部分。参考图1中的轴，梯度线圈组154可以是例如对应于x轴的梯度线圈组，梯度线圈组152可以是例如对应于y轴的梯度线圈组。梯度线圈152、154可以实现沿x轴和y轴的编码，如在2021年3月9日提交的phase encoding with frequency sweep pulses for magnetic resonance imaging in inhomogeneous magnetic fields和2020年3月9日提交的名称为systems and methods for limiting k-space truncation in a single-sided mri scanner的美国临时专利申请第62/987,292号中进一步描述的，所述两个专利申请以其相应的全部内容通过引用并入本文。47.根据各个方面，使用图1至图6所说明的mri扫描仪100，可以根据解剖扫描的类型将患者定位在任何数目的不同位置。图7示出了用mri扫描仪100扫描骨盆的示例。为了执行扫描，可以将患者210放置在处于切石术位置的表面上。如图7所说明，对于骨盆扫描，可以将患者210定位为使其背部靠在桌子上，并且将腿抬起以抵靠扫描仪100的顶部静置。骨盆区域可以直接定位于永磁体组件130和孔135的前部，并且感兴趣区域190在患者210的骨盆区域中。48.现在参考图8，示出了单侧mri系统300的控制示意图。单侧mri扫描仪100和/或其部件(图1至图6)可以在本公开的各个方面并入mri系统300中。例如，成像系统300包括永磁体组件308，所述永磁体组件在各种实例中可以类似于永磁体组件130(见图2至图5)。成像系统300还包括rf发射线圈310，所述rf发射线圈可以类似于例如rf发射线圈140(见图3)。此外，成像系统300包括rf接收线圈314，所述rf接收线圈可以类似于例如rf接收线圈170(见图3)。在各个方面，rf发射线圈310和/或rf接收线圈也可以定位于mri扫描仪的外壳中，并且在某些实例中，rf发射线圈310和rf接收线圈314可以组合成集成的tx/rx线圈。49.单侧mri系统300还包括计算机302，所述计算机与光谱仪304进行信号通信，并且被配置为在计算机302与光谱仪304之间发送和接收信号。50.由永磁体308产生的主磁场b0远离永磁体308并且远离rf发射线圈310延伸到视场312中。视场312包括正在由mri系统300成像的对象。51.在成像过程中，主磁场b0延伸到视场312中。有效磁场(b1)的方向响应来自rf发射线圈310的rf脉冲和相关电磁场而改变。例如，rf发射线圈310被配置为选择性地将rf信号或脉冲发射到视场中的对象，例如组织。这些rf脉冲改变了样本(例如患者组织)中的自旋所经历的有效磁场。当rf脉冲开启时，自旋共振所经历的有效场完全是rf脉冲，有效地抵消了静态b0场。rf脉冲可以是例如啁啾或频率扫描脉冲，如本文进一步描述的。52.此外，当视场312中的对象被来自rf发射线圈310的rf脉冲激励时，对象的进动产生感应电流或mr电流，所述感应电流或mr电流被rf接收线圈314检测到。rf接收线圈314可以将激励数据发送到rf前置放大器316。rf前置放大器316可以提升或放大激励数据信号，并且将它们发送到光谱仪304。光谱仪304可以将激励数据发送到计算机302，用于存储、分析和图像构建。例如，计算机302可以组合多个存储的激励数据信号以创建图像。53.信号也可以从光谱仪304经由rf功率放大器306中继到rf发射线圈310。54.图9示出了用于deft随时间变化的示例性扫描频率脉冲序列414的图400。沿着标记为rf的线的脉冲是频率扫描rf脉冲，所述频率扫描rf脉冲在rf脉冲的持续时间内具有变化的频率。沿着标记为g相位的线的相位编码梯度表示相位编码。沿着标记为g切片的线的切片选择梯度表示磁场中的永久固有梯度。55.扫描频率deft脉冲序列414中的第一rf脉冲402是激励脉冲。第一rf脉冲402可以是沿着y轴(图1)在扫描速率下并且持续脉冲持续时间的90度扫描频率脉冲。扫描频率deft脉冲序列414中的第一rf脉冲402可以在第一rf脉冲402开始时将切片选择梯度增加到恒定值，并且对于整个扫描频率脉冲序列414，切片选择梯度可以保持在所述恒定值。因此，这个切片选择梯度可以是临时应用的电磁梯度或永久持续的梯度。第一rf脉冲402被配置为产生电磁场，所述电磁场可以将来自mri扫描仪中的永磁体组件308的磁化(即，来自固有梯度磁场b0的磁化)旋转90度，以在横向平面中和第一方向上延伸持续第一rf脉冲402的持续时间。第一相位编码梯度或脉冲410出现在第一rf脉冲402之后。56.扫描频率deft脉冲序列414中的第二rf脉冲404是重聚焦脉冲。第二rf脉冲404可以是沿着x轴(图1)在扫描速率下并且持续脉冲持续时间的180度扫描频率脉冲。第二rf脉冲404的扫描速率可以与第一rf脉冲402相同。在另一方面，第二rf脉冲404的扫描速率可以不同于第一rf脉冲402。第二rf脉冲404被配置为产生电磁场，所述电磁场可以将磁化反转180度，以在与第一rf脉冲402期间的方向相反的方向上延伸持续第二rf脉冲404的持续时间。第二rf脉冲404可用于重聚焦在其时间期间在所述平面中累积的相位分散。57.扫描频率deft脉冲序列414中的第三rf脉冲406是第二重聚焦脉冲。第三rf脉冲406可以是沿着x轴(图1)在扫描速率下并且持续脉冲持续时间的另一180度扫描频率脉冲。第三rf脉冲404的扫描速率可以与第一rf脉冲402和/或第二rf脉冲404相同。第三rf脉冲406被配置为产生电磁场，所述电磁场可以将磁化反转180度，以在与第二rf脉冲404期间的方向相反的方向上延伸持续第三rf脉冲406的持续时间。第三rf脉冲406也可用于重聚焦在其时间期间在所述平面中累积的相位分散。第二相位编码梯度或脉冲412出现在第三rf脉冲406之后。58.扫描频率deft脉冲序列414中的第四rf脉冲408是第二激励脉冲。第四rf脉冲408可以是沿着-y轴(图1)在扫描速率下并且持续脉冲持续时间的90度扫描频率脉冲。第四rf脉冲408的扫描速率小于第三rf脉冲406和/或第二rf脉冲404的扫描速率。在各个方面，第四rf脉冲408的扫描速率可以是第三rf脉冲406的扫描速率的一半和第二rf脉冲406的扫描速率的一半。例如，第二射频脉冲404和第三射频脉冲406的扫描速率可以相同。第四rf脉冲408被配置为产生电磁场，所述电磁场可以将磁化旋转90度以将磁化返回成与初级磁场轴b0对准，所述初级磁场轴从永磁体组件308延伸到视场312中。59.如本文所描述，扫频deft脉冲序列414可以包括本文所描述的四个rf脉冲402、404、406和408。在其他方面，扫描频率脉冲序列可以具有多于四个rf脉冲。例如，还设想具有六个脉冲的扫频deft脉冲序列。60.第一rf脉冲402、第二rf脉冲404和第三rf脉冲406的扫描速率相同。在其他实例中，第一rf脉冲402、第二rf脉冲404和第三rf脉冲406的扫描速率中的至少一者可以不同于其他者。例如，典型的扫描速率包括200khz/ms、100khz/ms、80khz/ms、40khz/ms、20khz/ms、13khz/ms、10khz/ms、5khz/ms。61.此外，第一rf脉冲402和第四rf脉冲408的脉冲持续时间相同，第二rf脉冲404和第三rf脉冲406的脉冲持续时间相同。第二射频脉冲404和第三射频脉冲406的脉冲持续时间大于第一射频脉冲402和第四射频脉冲408的脉冲持续时间。在其他实例中，第一rf脉冲402、第二rf脉冲404、第三rf脉冲406和第四rf脉冲408中的至少一者的脉冲持续时间可以不同于其他者。在又其他实例中，扫描频率deft脉冲序列中的所有脉冲持续时间可以相同。62.参考图9，deft脉冲序列414包括沿着以下轴定向的四个连续脉冲——第一脉冲402沿着y轴、第二脉冲404沿着x轴、第三脉冲406沿着x轴并且第四脉冲408沿着-y轴。在其他实例中，deft脉冲序列414可以沿着以下轴定向的四个连续脉冲——第一脉冲402沿着x轴、第二脉冲404沿着y轴、第三脉冲406沿着y轴并且第四脉冲408沿着-x轴。类似地，磁化将随着第四脉冲408从横向平面返回到z轴。替代地，在回波链实验中，在x轴脉冲之间会有两个以上的y轴脉冲。63.现在参考图10，示出了扫描频率脉冲或啁啾脉冲的代表性曲线图500。曲线图500中的脉冲频率可以是负到正的频率增加。啁啾脉冲的频率可以从最小(最低)所需频率变化到最大(最高)所需频率。在其他实例中，扫描频率脉冲可以从高到低扫描。在某些实例中，频率扫描可以是线性扫描；扫描速率可以是恒定的。在其他实例中，例如，速率可以是双曲线正割扫描。64.脉冲的扫描速率是脉冲中最高频率与最低频率之间的差除以最高频率与最低频率之间经过所需的时间。在一个方面，由在扫描频率脉冲序列414中使用的扫描频率脉冲所覆盖的频率范围可以是从-20khz到20khz，即40khz的范围，其中中心频率逐板变化。例如，板可以2.62mhz、2.75mhz、2.65mhz、2.72mhz、2.79mhz、2.69mhz等为中心。对于以2.62mhz为中心的平板，啁啾脉冲将从2.60mhz扫描到2.64mhz，即40khz范围。在本公开的其他方面，可以在频率扫描脉冲中使用低至10khz到高达200khz的带宽。此外，在各种实例中，扫描范围可以小于40khz。板也可以以不同的频率为中心，例如，所述频率可以是指定范围内的任何频率。65.现在参考图11，示出了扫描频率deft脉冲序列600的流程图。所述过程开始于602，其中产生相对于z轴(图1)从磁成像设备的一侧延伸的固有梯度磁场。例如，磁成像设备的永磁体产生沿着z轴垂直地远离磁成像设备延伸的固有梯度磁场。在604处，施加90度扫描频率激励脉冲，其被配置为产生沿着x轴延伸持续第一持续时间并且以扫描速率延伸的电磁场。电磁场被配置为改变由固有梯度磁场产生的磁化，并且将所述磁化旋转到横向平面中。66.然后，在606处，施加180度扫描频率重聚焦脉冲，其被配置为产生沿着y轴的电磁场以反转横向平面中的固有梯度磁场的磁化。606处的180度扫描频率重聚焦脉冲限定第二持续时间和相同的扫描速率。接下来，在608处，施加第二180度扫描频率重聚焦脉冲，其被配置为沿着y轴在与606处的脉冲相反的方向上产生电磁场，以反转横向平面中的固有梯度磁场的磁化。608处的180度扫描频率重聚焦脉冲限定第三持续时间和相同的扫描速率。在610处，施加第二90度扫描频率激励脉冲，其被配置为产生沿着-x轴以604、606和608处的其他脉冲的扫描速率的一半延伸持续第四持续时间的电磁场。610处的这个脉冲被配置为将来自固有梯度磁场的磁化从横向平面返回到z轴。67.当deft脉冲序列使用传统的单频或“硬”脉冲时，将磁化返回到z轴上相对简单。对于整个序列，自旋系综可以具有明确定义的净相位。如果自旋系综在rf脉冲期间累积任何相位，则所述自旋系综通常是空间相关的，因此可以用自旋回波或重聚焦梯度脉冲来重聚焦。另一方面，对于受扫描频率脉冲影响的自旋系综，在扫描频率脉冲期间，自旋系综将获得频率相关的二次相位。这种频率相关的二次相位通常不能被重绕，除非使用扫描速率是第一频率扫描脉冲的两倍的另一频率扫描脉冲。这会使得将频率扫描脉冲用作驱动平衡脉冲变得困难。68.啁啾回波链实验以具有交替相位特性的回波而众所周知。如果啁啾回波链中的重聚焦脉冲的扫描速率是链开始时激励脉冲的一半，那么所述啁啾回波链产生的回波可以是自旋回波或光谱回波。例如，产生的一些回波可以是自旋回波，而产生的其他回波可以是光谱回波。因此，在具有两个频率扫描重聚焦脉冲的频率扫描deft序列中，产生的第二个回波将是光谱回波。这可能会有问题，因为光谱回波与自旋回波的不同之处在于难以将所述光谱回波放回到z轴上。与自旋回波不同，光谱回波是回波的集合，其中自旋系综中的每个不同频率在不同的时间重聚焦。这个光谱回波期间的磁化也可以包含二次相位。这意味着自旋系综可以在不同的时间重聚焦，并且还沿着x-y平面指向不同的方向。因此，为了将光谱回波的自旋放回到z轴上，驱动平衡脉冲可以在其重聚焦时与回波正交，并且在适当的取向/方向上沿着+z而不是－z放置所述驱动平衡脉冲。69.频率扫描deft脉冲序列可以提供更宽的带宽和对单侧mri扫描仪的不均匀性更低的灵敏度的好处。在第一激励脉冲之后，自旋将按照频率相关的时间顺序被激励，这意味着一些自旋可能已经被激励并且开始失相，而其他自旋将在稍后被激励。在第一激励脉冲(例如90度频率扫描脉冲)之后，自旋的相位取决于例如频率和局部不均匀性。然后，第一重聚焦脉冲(例如180度频率扫描脉冲)可以用于重聚焦第一激励脉冲的相位。它可以被设计成遵循第一激励脉冲的频率相关的时间顺序。因此，在第一重聚焦脉冲之后的某个时间，所有自旋可以在同一时间再次同相。之后，自旋可以再次开始失相，但是可以用第二重聚焦脉冲(例如另一180度频率扫描脉冲)来重聚焦，从而产生具有二次相位的自旋系综。这个二次相位可以与第二激励脉冲匹配，所述第二激励脉冲例如扫描速率小于第一和第二重聚焦脉冲的扫描速率的90度频率扫描脉冲。在至少一个实例中，第二激励脉冲的扫描速率可以是第一和第二重聚焦脉冲的扫描速率的一半。通过以这种方式设置扫描速率，信号的二次相位得到补偿，从而允许整个自旋系综返回到z轴。70.示例71.本文所描述主题的各个方面在以下编号的示例中阐述。72.示例1-一种用于单侧磁成像设备发射射频脉冲的方法，其中固有梯度磁场相对于第一轴从所述磁成像设备延伸到视场中，并且其中所述方法包括：施加具有第一持续时间和第一扫描速率的第一扫描频率脉冲，其中所述第一扫描频率脉冲限定x轴；施加具有第二持续时间和第二扫描速率的第二扫描频率脉冲，其中所述第二扫描频率脉冲限定第一y轴；施加具有第三持续时间和第三扫描速率的第三扫描频率脉冲，其中所述第三扫描频率脉冲限定第二y轴；和施加具有第四持续时间和第四扫描速率的第四扫描频率脉冲，其中所述第四扫描频率脉冲限定-x轴，并且其中所述第四扫描速率小于所述第三扫描速率。73.示例2–示例1的方法，其中所述第一扫描频率脉冲包括第一90度脉冲，所述第一90度脉冲被配置为在所述第一持续时间内将所述磁化旋转到横向平面。74.示例3–示例1和2中任一示例的方法，其中所述第二扫描频率脉冲包括第一180度脉冲，所述第一180度脉冲被配置为反转所述磁化，以重绕在所述第一180度脉冲在所述横向平面中度过的时间期间累积的任何相位。75.示例4–示例1、2和3中任一示例的方法，其中所述第三扫描频率脉冲包括第二180度脉冲，所述第二180度脉冲被配置为反转所述磁化，以重绕在所述第二180度脉冲在所述横向平面中度过的时间期间累积的任何相位。76.示例5–示例1、2、3和4中任一示例的方法，其中所述第四扫描频率脉冲包括第二90度脉冲，所述第二90度脉冲被配置为将所述磁化旋转回到所述第一轴。77.示例6-示例1、2、3、4和5中任一示例的方法，其中所述扫描速率包括线性速率。78.示例7-示例1、2、3、4、5和6中任一示例的方法，其中所述第四扫描速率是所述第三扫描速率的一半。79.示例8-示例1、2、3、4、5、6和7中任一示例的方法，其中每个脉冲的所述扫描速率是恒定的。80.示例9-示例1、2、3、4、5、6、7和8中任一示例的方法，其中所述第一扫描速率是固定的，并且将所述射频脉冲的频率从负到正增加。81.示例10-示例1、2、3、4、5、6、7、8和9中任一示例的方法，其中所述第一持续时间、所述第二持续时间、所述第三持续时间和所述第四持续时间中的至少两者是相同的。82.示例11-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9和10中任一示例的方法，其中所述第一扫描速率、所述第二扫描速率、所述第三扫描速率和所述第四扫描速率中的至少两者是相同的。83.示例12-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11中任一示例的方法，其中所述第一扫描频率脉冲包括第一激励脉冲。84.示例13-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12中任一示例的方法，其中所述第二扫描频率脉冲包括第一重聚焦脉冲。85.示例14-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13中任一示例的方法，其中所述第三扫描频率脉冲包括第二重聚焦脉冲。86.示例15-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14中任一示例的方法，其中所述第四扫描频率脉冲包括第二激励脉冲。87.示例16-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14和15中任一示例的方法，其中所述第一扫描频率脉冲、所述第二扫描频率脉冲、所述第三扫描频率脉冲和所述第四扫描频率脉冲限定1兆赫与21兆赫之间的频率。88.示例17-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15和16中任一示例的方法，其中所述视场中的磁场强度小于1特斯拉。89.示例18-示例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16和17中任一示例的方法，其中所述磁场的不均匀性在200ppm与200000百万分率之间。90.示例19-一种磁成像设备，所述磁成像设备包括：永磁体，所述永磁体包括面；梯度线圈组；电磁体；射频线圈，其中固有梯度磁场相对于第一轴从所述磁成像设备延伸到视场中，其中所述第一轴垂直于所述永磁体的所述面；和控制电路，所述控制电路被配置为控制射频线圈：施加具有第一持续时间和第一扫描频率的第一扫描频率脉冲，其中所述第一扫描频率脉冲限定与所述第一轴正交的第二轴；施加具有第二持续时间和第二扫描速率的第二扫描频率脉冲，其中所述第二扫描频率脉冲限定与所述第一轴和所述第二轴正交的第三轴；施加具有第三持续时间和第三扫描速率的第三扫描频率脉冲，其中所述第三扫描频率脉冲限定所述第三轴；并且施加具有第四持续时间和第四扫描速率的第四扫描频率脉冲，其中所述第四扫描频率脉冲限定负第二轴，其中所述第四扫描速率小于所述第三扫描速率。91.示例20-示例19的磁成像设备，其中所述第一扫描频率脉冲包括90度脉冲，所述90度脉冲被配置为在所述第一持续时间内将所述磁化旋转到横向平面。92.示例21-示例19和20中任一示例的磁成像设备，其中所述第二扫描频率脉冲包括第一180度脉冲，所述第一180度脉冲被配置为反转所述磁化以重绕任何累积的相位。93.示例22-示例19、20和21中任一示例的磁成像设备，其中所述第三扫描频率脉冲包括第二180度脉冲，所述第二180度脉冲被配置为反转所述磁化以重绕任何累积的相位。94.示例23-示例19、20、21和22中任一示例的磁成像设备，其中所述第四扫描频率脉冲包括第二90度脉冲，所述第二90度脉冲被配置为将所述磁化旋转回到所述第一轴。95.示例24-示例19、20、21、22和23中任一示例的磁成像设备，其中所述第一扫描频率脉冲定义x轴，其中所述第二扫描频率脉冲和所述第三扫描频率脉冲定义y轴，并且其中所述第四扫描频率脉冲定义-x轴。96.示例25-示例19、20、21、22、23和24中任一示例的磁成像设备，其中所述第四扫描速率是所述第三扫描速率的一半。97.示例26-示例19、20、21、22、23、24和25中任一示例的磁成像设备，其中所述扫描速率在每个脉冲期间都是恒定的。98.示例27-示例19、20、21、22、23、24、25和26中任一示例的磁成像设备，其中所述第一扫描速率将频率从高到低增加。99.示例28-示例19、20、21、22、23、24、25、26和27中任一示例的磁成像设备，其中所述第一持续时间、所述第二持续时间、所述第三持续时间和所述第四持续时间中的至少两者是相同的。100.示例29-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27和28中任一示例的磁成像设备，其中所述第一扫描速率、所述第二扫描速率、所述第三扫描速率和所述第四扫描速率中的至少两者是相同的。101.示例30-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28和29中任一示例的磁成像设备，其中所述第一扫描频率脉冲包括第一激励脉冲。102.示例31-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29和30中任一示例的磁成像设备，其中所述第二扫描频率脉冲包括第一重聚焦脉冲。103.示例32-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30和31中任一示例的磁成像设备，其中所述第三扫描频率脉冲包括第二重聚焦脉冲。104.示例33-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31和32中任一示例的磁成像设备，其中所述第四扫描频率脉冲包括第二激励脉冲。105.示例34-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32和33中任一示例的磁成像设备，其中所述射频线圈被配置为发射频率在1兆赫与21兆赫之间的脉冲。106.示例35-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33和34中任一示例的磁成像设备，其中所述视场中的磁场强度小于1特斯拉。107.示例36–示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34和35中任一示例的磁成像设备，其中所述磁场的不均匀性在200ppm与200000ppm之间。108.示例37-示例19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、45和36中任一示例的磁成像设备，其中所述射频线圈包括射频发射线圈和射频接收线圈。109.虽然已经说明和描述了几种形式，但是申请人并不打算将所附权利要求的范围限制或限定到这样的细节。在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以实施并且将想到这些形式的许多修改、变化、改变、替换、组合和等效物。此外，与所描述的形式相关联的每个元件的结构可以可选地被描述为用于提供由所述元件执行的功能的构件。此外，在公开了某些部件的材料的情况下，可以使用其他材料。因此，应当理解，前面的描述和所附权利要求旨在覆盖所有这些落入所公开形式的范围内的修改、组合和变化。所附权利要求旨在覆盖所有这些修改、变化、改变、替换、修改和等效物。110.前面的详细描述已经通过使用框图、流程图和/或示例阐述了各种形式的装置和/或过程。在这种框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的范围内，本领域技术人员将会理解，这种框图、流程图和/或示例中的每个功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实际上它们的任何组合来单独和/或共同实施。本领域的技术人员将认识到，本文所公开的形式的一些方面可以全部或部分地等效地在集成电路中实施，作为在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)，作为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，作为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，作为固件，并且根据本公开，设计电路系统和/或为软件和/或固件编写代码将完全在本领域技术人员的技能范围内。此外，本领域技术人员将会理解，本文所描述的主题的机制能够以各种形式作为一个或多个程序产品来分发，并且本文所描述的主题的说明性形式适用，而不管用于实际执行分发的信号承载介质的具体类型。111.用于对逻辑进行编程以执行各种所公开方面的指令可以存储在系统中的存储器内，诸如动态随机存取存储器(dram)、高速缓存、闪存或其他存储装置。此外，指令可以经由网络或通过其他计算机可读介质来分发。因此，机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制，但不限于软盘、光盘、光盘、只读存储器(cd-rom)和磁光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、磁卡或光卡、闪存存储器或用于通过电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)在互联网上传输信息的有形的、机器可读的存储装置。因此，非暂时性计算机可读介质包括适于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输电子指令或信息的任何类型的有形机器可读介质。112.如在本文的任何方面中使用的，术语“控制电路”可以指例如硬连线电路系统、可编程电路系统(例如，包括一个或多个单独的指令处理核心的计算机处理器、处理单元、处理器、微控制器、微控制器单元、控制器、数字信号处理器(dsp)、可编程逻辑装置(pld)、可编程逻辑阵列(pla)或现场可编程门阵列(fpga))、状态机电路系统、存储由可编程电路系统执行的指令的固件，以及它们的任何组合。控制电路可以共同地或单独地体现为形成更大系统的一部分的电路系统，例如集成电路(ic)、专用集成电路(asic)、片上系统(soc)、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、服务器、智能电话等。因此，本文所使用的“控制电路”包括但不限于具有至少一个分立电路的电路系统、具有至少一个集成电路的电路系统、具有至少一个专用集成电路的电路系统、形成由计算机程序配置的通用计算装置的电路系统(例如，由至少部分执行本文所描述的过程和/或装置的计算机程序配置的通用计算机，或者由计算机程序配置的微处理器，其至少部分地执行本文所描述的过程和/或装置)、形成存储装置的电路系统(例如，随机存取存储器的形式)、和/或形成通信装置的电路系统(例如，调制解调器、通信开关或光电装备)。本领域的技术人员将认识到，本文所描述的主题可以以模拟或数字方式或其某种组合来实现。113.如在本文的任何方面中使用的，术语“逻辑”可以指被配置为执行任何前述操作的应用程序、软件、固件和/或电路系统。软件可以体现为软件包、代码、指令、指令集和/或记录在非暂时性计算机可读存储介质上的数据。固件可以体现为在存储装置中硬编码(例如，非易失性)的代码、指令或指令集和/或数据。114.如在本文的任何方面中使用的，术语“部件”、“系统”、“模块”等可以指计算机相关的实体，可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。115.如在本文的任何方面中所使用的，“算法”指的是导致期望结果的自洽的步骤序列，其中“步骤”指的是对物理量和/或逻辑状态的操纵，所述物理量和/或逻辑状态可以采取能够被存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式，尽管这不是必须的。通常将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、术语、数字等。这些和类似的术语可以与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量和/或状态的方便的标签。116.网络可以包括分组交换网络。通信装置能够使用选定的分组交换网络通信协议相互通信。一个示例性通信协议可以包括以太网通信协议，其能够允许使用传输控制协议/互联网协议(tcp/ip)进行通信。以太网协议可以符合或兼容由电气和电子工程师协会(ieee)于2008年12月发布的名为“ieee 802.3标准”的以太网标准和/或这个标准的后续版本。替代地或另外，通信装置能够使用x.25通信协议相互通信。x.25通信协议可以符合或兼容由国际电信联盟-电信标准化部门(itu-t)颁布的标准。替代地或另外，通信装置能够使用帧中继通信协议相互通信。帧中继通信协议可以符合或兼容国际电报电话咨询委员会(ccitt)和/或美国国家标准协会(ansi)颁布的标准。替代地或另外，收发器能够使用异步传输模式(atm)通信协议相互通信。atm通信协议可以符合或兼容atm论坛于2001年8月发布的名称为“atm-mpls网络互通2.0”的atm标准和/或这个标准的后续版本。当然，不同的和/或以后开发的面向连接的网络通信协议在本文同样被考虑。117.除非特别声明，否则从前述公开内容中显而易见的是，应当理解，贯穿前述公开内容，使用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”、“显示”等术语的讨论指的是计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程，其将计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操纵和转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示装置内的物理量的其他数据。118.一个或多个部件在本文中可以被称为“配置为”、“可配置为”、“可操作/可操作以”、“适配/可适配”、“能够”、“可符合/符合”等。本领域的技术人员将会认识到，“配置为”通常可以包含活动状态部件和/或非活动状态部件和/或待机状态部件，除非上下文另有要求。119.术语“近侧”和“远侧”在本文中是指临床医生操纵外科器械的手柄部分或外壳。术语“近端”指最靠近临床医生和/或机器人手臂的部分，术语“远端”指远离临床医生和/或机器人手臂的部分。还应当理解，为了方便和清楚起见，本文可以针对附图使用诸如“竖直”、“水平”、“上”和“下”的空间术语。然而，机器人手术工具被用于许多方向和位置，并且这些术语不旨在是限制性的和/或绝对的。120.本领域技术人员将认识到，通常，本文所使用的术语，尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语，通常旨在作为“开放的”术语(例如，术语“包括(including)”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应当解释为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员将进一步理解，如果打算引入特定数目的权利要求叙述，则这种意图将在权利要求中明确叙述，并且如果没有这种叙述，则不存在这种意图。例如，为了有助于理解，以下所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来介绍权利要求叙述。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求叙述将包含这种引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅包含一个这种叙述的权利要求，即使当同一权利要求包括引入短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词例如“一(a)”或“一(an)”(例如，“一”和/或“一”通常应被解释为表示“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于用于介绍权利要求叙述的定冠词的使用。121.此外，即使明确叙述了特定数目的引入的权利要求叙述，本领域的技术人员也将认识到，这种叙述通常应被解释为表示至少所叙述的数目(例如，没有其他修饰语的“两个叙述”的简单叙述通常表示至少两个叙述，或者两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“a、b和c等中的至少一者”的约定的那些实例中，一般来说，这种结构旨在使本领域技术人员理解所述约定(例如，“具有a、b和c中的至少一者的系统”将包括但不限于具有仅a、仅b、仅c、a和b一起、a和c一起、b和c一起、和/或a、b和c一起等的系统)。在使用类似于“a、b或c等中的至少一者”的约定的那些实例中，一般来说，这种结构旨在使本领域技术人员理解所述约定(例如，“具有a、b或c中的至少一者的系统”将包括但不限于具有仅a、仅b、仅c、a和b一起、a和c一起、b和c一起、和/或a、b和c一起等的系统)。本领域的技术人员将进一步理解，通常表示两个或多个可选术语的分离词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应该理解为考虑了包括术语中的一个术语、任一术语或两个术语的可能性，除非上下文另有规定。例如，短语“a或b”通常被理解为包括“a”或“b”或“a和b”的可能性。122.关于所附权利要求，本领域技术人员将理解，其中所叙述的操作通常可以以任何顺序执行。此外，尽管各种操作流程图是按顺序呈现的，但是应当理解，各种操作可以以不同于所说明顺序的其他顺序来执行，或者可以同时执行。这种交替排序的示例可以包括重叠、交错、中断、重新排序、递增、预备、补充、同时、反向或其他不同的排序，除非上下文另有规定。此外，诸如“响应于”、“相关”或其他过去时态形容词的术语通常不旨在排除这种变体，除非上下文另有规定。123.值得注意的是，对“一个方面”、“一方面”、“一范例”、“一个范例”等的任何引用意味着结合所述方面描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个方面中。因此，在整个说明书的不同地方出现的短语“在一个方面”、“在一方面”、“在一范例中”和“在一个范例中”不一定都指同一方面。此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个方面以任何合适的方式组合。124.本说明书中引用的和/或任何申请数据表中列出的任何专利申请、专利、非专利出版物或其它公开材料都通过引用并入本文中，只要并入的材料与本文不矛盾。因此，在必要的程度上，如本文明确阐述的公开内容取代了通过引用并入本文的任何冲突材料。据说通过引用并入本文但是与现有定义、陈述或本文阐述的其他公开材料相冲突的任何材料或其部分将仅在所并入的材料与现有公开材料之间不发生冲突的程度上被并入。125.总之，已经描述了采用本文所描述的概念所带来的许多好处。出于说明和描述的目的，已经呈现了一种或多种形式的前述描述。它并不旨在穷举或限制所公开的精确形式。根据上述教导，修改或变化是可能的。选择和描述一种或多种形式是为了说明原理和实际应用，从而使本领域普通技术人员能够利用各种形式和各种修改，以适合预期的特定用途。这里提交的权利要求旨在限定整体范围。









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