CN101900798A - 用于确定失真校正数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定对用磁共振系统采集的磁共振图像进行失真校正的失真校正数据的方法，至少包括方法步骤：基于梯度线圈的导线几何形状计算表示磁共振系统梯度线圈的磁场的开始球函数(SKF)；使用定义的测量对象(O)来确定表示由梯度线圈产生的磁场的三维参数图(PK_x，PK_y，PK_z)，其中，对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度；基于所述参数图并且基于利用断开的梯度线圈确定的参考参数图(PK₀)产生偏差参数图(APK)；在使用开始球函数的条件下通过将表示梯度线圈磁场的球函数拟合到偏差参数图上来确定梯度磁场的球函数系数(A(1，m)，B(1，m))；基于该经拟合的球函数的球函数系数确定所述失真校正数据。

Description

用于确定失真校正数据的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于确定对用磁共振系统采集的磁共振图像进行失真校正的失真校正数据的方法以及一种实施这样的失真校正的方法。此外本发明还涉及一种用于确定失真校正数据的装置和一种具有这样的装置的磁共振系统。

背景技术

磁共振断层造影仪、也称为核自旋断层造影仪，是目前广泛使用的用于获得活体检查对象身体内部图像的技术。为了用该方法获得图像，首先必须将患者或者受检者的身体或者待检查的身体部位置于尽可能均匀的静态基本磁场中，该基本磁场由磁共振系统的基本磁铁产生。在拍摄磁共振图像时快速接通的用于位置编码的梯度场叠加在该基本磁场上，该梯度磁场由所谓的梯度线圈产生。此外用高频天线将定义的场强的高频脉冲入射到检查对象中。借助该高频脉冲激励检查对象中原子的核自旋，使其以所谓的“激励翻转角”从其平行于基本磁场的平衡位置偏转。然后核自旋围绕基本磁场的方向进动。由此产生的磁共振信号由高频接收天线接收。最后基于接收的磁共振信号建立检查对象的磁共振图像。在此，磁共振图像中的每个图像点对应于一个小的身体体积，即，一个所谓的“体素”，并且图像点的每个亮度值或者强度值与从该体素接收的磁共振信号的信号振幅相关联。

不利的是，磁场-梯度线圈的成像特征仅仅在基本磁场磁铁的同心附近近似为线性的和单一的。该体积被称作相关的梯度线圈的“线性体积”。但是在许多情况下成像体积大于物理可实现的梯度线圈的线性体积。由此在线性体积外的非理想磁场导致在成像体积中的成像错误(通常称为“失真”)，这例如在自旋密度图像的几何失真中可以察觉。由此产生对于这些应用的限制，在这些应用中仅允许在忠实成像中的微小偏差，例如在头部区域中的立体定向(Stereotaxie)应用中。这些失真在综合对检查对象的相邻区域成像的多幅图像时也是有问题的。例如在完整的脊柱检查中通常不可能利用一次测量再现整个脊柱的完整图像，而是逐段地拍摄脊柱的图像，然后再将这些图像综合起来以产生整体图像。这样，图像边缘上的失真会使得组合图像变得困难。

原则上可以利用事后的失真校正来最小化失真。在此例如使用在图像层面中进行去畸的梯度变化。除此之外还可以进行三维失真校正，在该失真校正中附加地校正垂直于图像层面的图像误差。对于二维和三维校正方法来说梯度线圈的三轴的磁场的球函数频谱都是它们的基础。为此考虑半径为R的无源球体，在其中红色B消失。为此可以通过按照具有系数a(l，m)，A(l，m)和B(l，m)的直到第N阶的正交球函数Y_lm展开场，来如下描述在球内位置r＝r(r，θ，Φ)处的磁场B：

具有轴向场分量

                                   。(1)

在此从所谓的相关的勒让德多项式P_lm按照下式来计算球函数Y_lm：

$Y_{\mathrm{lm}}(\mathrm{\θ},\mathrm{\Φ})=\sqrt{\frac{(21+)(1-m)!}{4\mathrm{\π}\·(1+m)!}}\·P_{\mathrm{lm}}\left(\cos \mathrm{\θ}\right)\·\exp \left(\mathrm{im\θ}\right)---\left(2\right)$

其中

$P_{\mathrm{lm}}\left(x\right)=\frac{{(-1)}^m}{2^{l}l!}{(1-x^2)}^{m/2}\·\frac{d^{l-m}}{{\mathrm{dx}}^{l-m}}{(x^2-1)}^l$ 其中(m＝0，？...±1)   (3)

对于以下的考虑，考虑轴向磁场分量Bz就足够了(一般地：在基本磁场B0方向上的场分量)。

下表举例示出了在圆柱形梯度线圈的内部空间中对于前5个展开阶数的球函数展开项以及球函数系数A(l，m)，B(l，m)：

展开项	对应
		A(0，0)	恒定场(B0项)
A(1，0)A(1，1)B(1，1)	z方向上的线性项x方向上的线性项y方向上的线性项
		A(3，0)A(3，1)，A(3，3)	z方向上的第3阶x方向上的第3阶
B(3，1)，B(3，3)	y方向上的第3阶
		A(5，0)A(5，1)，A(5，3)，A(5，5)B(5，1)，B(5，3)，B(5，5)	z方向上的第5阶x方向上的第5阶y方向上的第5阶

由于对称性原因，在理想梯度线圈的情况下x和y方向上具有奇数阶m的项以及在z方向上(对于纵向梯度线圈)m＞0的所有项都应该消失。对于迄今为止的失真校正，从场线圈的复杂的导线结构典型地直到展开阶数N＝13(即，l＝0至N)来计算展开系数和由此的磁场。然而在该方法中，迄今为止不考虑梯度线圈的制造公差。这样的制造公差，除了经过设计计算的展开阶数，还导致出现实际上由于对称性原因不应该出现的、显著的其它正交项。此外同样地，例如实际上应该只具有在x方向上的A(1，1)线性项的x梯度线圈，附加地还产生B(1，1)(即在y方向上的线性项)或者B(2，2)项。

这样的附加干扰项的出现，在具有新的薄壁梯度线圈的磁共振系统中产生较大影响。一种用于精确确定系数的公知方法是在MR系统中精确测量每个场线圈的磁场。在此利用磁场探针在测量空间内的多个位置上测量。此处典型地是数百个测量点，然后将这些测量点用作用于进一步确定球函数系数的网格点。该测量与在启动MR设备时的附加的测量开销和时间开销相关，使得在目前的磁共振系统中通常不进行单独的磁场测量。如果在已经安装了客户设备的情况下要进行磁场测量，则通过由服务技术人员从现场订购必要的测量装置而产生附加的开销。

发明内容

由此本发明要解决的技术问题是，提出一种用于确定失真校正数据的方法和装置，其无需昂贵的附加测量手段就可以更快且更精确地测量梯度线圈的失真校正数据。

上述技术问题通过一种用于确定失真校正数据的方法和装置解决。

在按照本发明的方法中首先进行以下方法步骤：

i)基于梯度线圈的导线几何形状计算表示磁共振系统的、所涉及的梯度线圈的磁场的开始球函数。该开始球函数例如相应于理论上计算的磁场球函数，其数据迄今为止被用于失真校正。在此如迄今为止那样，由制造者对每个梯度线圈进行一次该计算并将数据提供给相关的应用者就足够了。

ii)在使用定义的测量对象、例如通常的球模体的条件下附加地确定三维参数图，其中相应的参数表示由梯度线圈产生的磁场。在此对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度，也就是说，用合适的电流值对梯度线圈通电流。

iii)然后基于事先记录的参数图和参考参数图产生偏差参数图。在此参考参数图是利用断开的梯度线圈、但在其它方面在与前面提到的对于相应的梯度线圈的参数图是相应的条件下，也就是说利用相同的磁共振序列和在相同的位置上在使用相同的测量对象等等的条件下产生的参数图。可以在利用设置的梯度电流建立参数图之前或之后，产生该参考参数图。原则上也可以对于多个随后的、例如记录在x、y和z方向上的不同梯度线圈的参数图的测量使用这样的参考参数图。

iv)然后通过将代表梯度线圈的磁场的球函数拟合到偏差参数图来确定梯度磁场的球函数系数，其中作为对于拟合过程的输出点使用上面已经解释的开始球函数。为了拟合磁场球函数例如可以使用最小均方拟合(Least-Mean-Square-Fit)或者类似的方法。

v)然后可以基于经拟合的球函数的球函数系数代替迄今为止通常使用的、仅基于导线几何形状计算的球函数来确定失真校正数据。失真校正数据在此例如可以是球函数系数本身，但也可以是从中计算的失真校正数据，例如位移矢量的三维图。

因此在按照本发明的方法中，以相对简单的方式通过利用通常应用者本来就现有的模体的磁共振测量来确定改进的球函数系数，其也考虑通过制造公差导致的干扰项。在此作为对于确定球函数系数的基础可以使用仅基于在设计理论上计算的球函数系数。这特别具有如下优点：可以最大程度地以习惯的方式进行基于球函数系数的失真校正数据确定和用于实施按照本发明的失真校正的其它方法，其中仅仅必须进行利用模体的附加的测量以及拟合过程，以获得并且在按照本发明的失真校正中可以使用改进的失真校正数据。

在不同的测试测量中利用按照本发明的方法在考虑0至3阶附加干扰项的情况下已经可以实现失真校正的重大改进。为此所需的用于测量三维参数图和其它计算以及拟合过程的时间在10至20分钟范围内。

按照本发明的、用于确定失真校正数据的装置需要至少以下组件：

i)开始球函数确定单元，用于根据梯度线圈的导线几何形状获得表示磁共振系统的梯度线圈的磁场的开始球函数。在此可以是独立地计算开始球函数的计算单元。但也可以是接口，其从存储器或者经过网络调用例如由制造商事先已经计算的开始球函数。

ii)参数图确定单元，用于在使用定义的测量对象的条件下确定表示由梯度线圈产生的磁场的三维参数图，其中对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度。这样的参数图确定单元例如同样可以是接口，该接口例如接收由磁共振系统确定的参数图或者接收相应的原始数据并且从中产生参数图。但是特别是当其直接嵌入于磁共振系统控制中时，这样的参数图确定单元也可以包括合适的控制单元，该控制单元相应地控制磁共振系统，以测量用于建立参数图的原始数据。例如可以这样构造该控制单元，使得其发送对于参数图确定来说最佳的磁共振序列并且分别用合适的值对梯度线圈通电流。该参数图确定单元可以被用来确定用未通电流的梯度线圈记录的参考参数图。

iii)偏差参数图计算单元，用于根据参数图和用断开的梯度线圈确定的参考参数图来确定偏差参数图。

iv)系数确定单元，用于在使用开始球函数的条件下，通过将表示梯度线圈的磁场的球函数拟合到偏差参数图，确定梯度磁场的球函数系数。

v)校正数据确定单元，用于根据经拟合的球函数的球函数系数确定失真校正数据。

按照本发明的磁共振系统可以包含这样的按照本发明的、用于确定失真校正数据的装置，例如作为图像再现单元的一部分。但是这样的装置也可以作为独立的组件在图像再现单元附近存在于磁共振系统中并且将失真校正数据传输到图像再现单元或者在后连接的失真校正单元。同样用于确定失真校正数据的该装置还可以完全独立地在合适的计算机单元上实现，只要提供相应的接口，使得能够确定开始球函数和参数图并且输出所确定的失真校正数据。

用于确定失真校正数据的装置的组件的主要部分特别可以完全或者至少部分地以软件模块的形式实现。这主要适用于首先进行计算的偏差参数图计算单元、系数确定单元和校正数据确定单元。但是诸如开始球函数确定单元或者参数图确定单元的其它组件(也包括它们在此是接口的情况)，既可以作为纯软件模块实现(例如当可以由已经在相同的计算机上实现的其它软件组件接收数据时)，也可以作为通过软件具体配置的硬件接口来实现。

由此本发明还包括一种计算机程序产品，其可直接加载到医学设备的可编程的控制装置的存储器中并且具有程序代码段，当程序在控制装置中执行时，用来实施按照本发明的方法的所有步骤。这样的按照软件形式的实现就此而言是具有优势的，因为由此很容易事后装备已经存在的医学技术设备，以便根据按照本发明的方法来工作。

如已经解释的，这样选择三维参数图，使其代表或者表征分别在位置上呈现的磁场。在最简单的情况下，作为参数图确定三维的所谓“相位图”。在此“相位”是在一个位置上实际测量的拉莫尔频率(磁共振频率)与在相关的位置上期望的拉莫尔频率的差。该局部拉莫尔频率与(以正常方式测量的)自旋密度并且与分别呈现的磁场成比例。因此从测量的拉莫尔频率与期望的拉莫尔频率的偏差，也就是说从相位中也可以计算出在各位置上的磁场，因为相位改变是磁场的空间导数。为此优选在记录三维相位图、即在对模体进行测量时，这样选择测量区域，使得保持在相邻体素之间的相位关系并且不出现相位超出(Phasenüberlauf)。例如在DE 19511791 C1中解释了在使用相位的条件下计算磁场分布的方法。

因为在相应位置上相位和磁场强度可以互相换算，原则上也可以计算根据位置描述相位的球函数。于是球函数系数应该相应于当球函数直接根据位置描述磁场强度时被确定的球函数系数，如上面通过公式(1)预先给出的那样。

但是当然也可以如在公式(1)中那样选择直接根据位置描述磁场强度的球函数。在这种情况下，有不同的可能性。例如可以将相位图或者参考相位图分别换算为磁场强度图。然后可以从中确定偏差磁场强度图。但是同样还可以首先确定偏差相位图然后将其换算为偏差磁场强度图。后者具有如下优点：需要更少的计算操作，因为仅要求相位图到强度图的换算。

同样对于形成偏差参数图也有不同的可能性。一方面可以通过确定相应的参数图和参考参数图之间的差来建立差参数图。另一种可能性在于，通过确定在参数图和参考参数图之间的商，作为偏差参数图建立商参数图。这样的商参数图是纯定性分析。由此该方法更简单和更具有鲁棒性。而差参数图的建立还包括定量分析，也就是说原则上可以确定磁场的绝对值。然而这样的测量是开销大的，因为必须更精确并且由此更容易出错。因此当期望定量分析时，它是具有优势的。

有意义的是，对在不同空间方向上产生磁场梯度的多个梯度线圈实施所述方法，即对x梯度线圈以及y和z梯度线圈都实施所述方法。在此可以分别使用相同的参考参数图。在x、y和z方向上的参数图的测量例如可以直接依次进行，然后可以在相应的换算步骤中并行地或者先后地使用所有三个参数图，以计算对于各个梯度线圈的相应干扰项。

为了提高测量精度，可以对每个梯度轴确定不同极性的多个不同梯度强度的干扰场项。该方式例如对定量测量梯度敏感性(A₁₀、A₁₁、B₁₁)是具有优势的。优选通过线性拟合来确定系数的最终值。

为了尽可能快地实施该方法，优选采用快速三维磁共振测量序列(例如梯度回波序列DESS(double echo steady state，双回波稳态，参见US 4825159))来确定参数图和/或确定参考参数图。

除了纯测量时间，计算时间也影响按照本发明方法的总持续时间，特别是通过将球函数拟合到偏差参数图来确定球函数系数的时间。随着展开阶数的增加的结果是不仅计算更精确，而且也要求更长的计算时间。由此，优选存在如下可能性：由用户预先给出最大展开阶数并进行直到选择的计算阶数的计算。为此该装置必须具有用于输入展开阶数最大值的用户接口，并且优选这样构造系数确定单元，使得在考虑展开阶数最大值的条件下来确定梯度磁场的球函数展开项，即，只将球函数展开到选择的最大展开阶数。在此为了输入展开阶数最大值可以使用在设备上原本存在的用户接口。只需要通过合适的程序进行为此的询问。输入展开阶数最大值使应用者对于相应的具体情况可以自己选择总测量时间和精度之间的合适折衷。

附图说明

以下借助附图结合实施例再次详细解释本发明。其中：

图1示出表示按照本发明的用于确定失真校正数据的方法的可能的过程的流程图，

图2示出具有按照本发明的用于确定失真校正数据的装置的磁共振系统的原理图。

具体实施方式

在图1示出的方法流程图中遍历一次测量所有的梯度线圈，以从中确定球函数系数以及基于此的失真校正数据。在此不失一般性地假定，作为参数图确定上面已经解释的相位图。

该方法首先在步骤I以将测量模体定位在磁共振扫描器的测量空间中开始。该测量模体例如可以是球形模体、椭球形模体、圆柱形模体等等。优选使用球形模体。在此也可以以通常方式构造该模体，例如简单地用水填充。

在步骤II中可以由用户预先给出最大展开阶数。此外，在此他还可以附加地选择矩阵大小和成像空间(视野＝FoV)。在此矩阵大小给出在FoV中体素的数量，即，3D图的分辨率。例如在使用直径为24cm的球形模体的情况下，选择矩阵大小为64、FoV为350mm。于是每个体素的边长为5.4mm。这些数据并且特别是最大展开阶数最后决定了测量时间。结果表明，在前面提到的展开阶数为N＝12的数据的情况下实现了失真校正数据的极大改善。

作为替换还可以这样设置程序，使得用户可以简单地仅选择最大可用的测量时间，然后对于可用的测量时间自动地选择最佳体素数和展开阶数。在此可以将选择的数据首先显示给用户用以确认。

然后在步骤III中接着进行没有对梯度轴通电流的参考测量，即，记录参考相位图PK₀。该测量例如利用三维梯度回波序列来进行，就像其例如在大多数磁共振设备中用于检查设备允许(Geraetefreigabe)的基本磁场均匀性那样。但是还可以使用其它磁共振序列来测量相位图，例如自旋回波序列。然而梯度回波序列具有如下优点，即其通常更快。

然后在下一步骤IV中，对于在x、y和z方向上的三个梯度线圈依次记录相位图PK_x、PK_y、PK_z。例如首先对x梯度线圈通电流并记录该梯度线圈的相位图PK_x，然后是y梯度线圈再后是z梯度线圈。在所有这些测量中使用与在步骤III的参考测量中相同的磁共振序列。通常所有的设置也是相同的。

在所有的测量中，即在记录相位图PK_x、PK_y、PK_z和在记录参考相位图PK₀时优选要注意以下事项：

i)要保持相邻体素之间的相位关系，即，这样选择参数，使得不发生相位超出。

ii)这样选择位置分辨率，即体素大小以及矩阵大小，使它们按照香农定理适合于最高的展开阶数。

iii)这样选择测量精度，使其位于千分范围内，即，可以可靠探测干扰项振幅的0.1％。例如测量重复精度应该低于0.2ppm。因为原始数据精度位于12比特，所以可以以千分范围内的精度进行测量。

然后首先在步骤V中再次检查并过滤相位图PK_x、PK_y、PK_z和PK₀。在此例如可以丢弃由于实际上不可避免的相位超出而无用的体素或者信噪比太差区域中的体素。

然后在步骤VI中从相位图中分别确定出差相位图作为偏差参数图，即，分别从所确定的相位图PK_x、PK_y、PK_z中逐体素地减去参考相位图PK₀。对所有相位图，即对每个梯度线圈和每个测得的梯度强度进行该操作。

然后在步骤VII中通过拟合球函数来计算球函数系数，其中，在该步骤中也可以事先将差相位图换算为差磁场强度图，然后进行磁场球函数的拟合，如其例如通过公式(1)描述的。作为拟合方法例如可以使用最小均方方法。在此作为开始函数采用具有如事先仅根据梯度线圈的几何设计计算出的系数的球函数。这例如可以在步骤VIII中在任意在前的时刻进行。

然后在步骤X中使用在步骤VII中确定的改进的球函数系数，以代替和/或补充已有的失真校正数据VKDS并由此产生改善的失真校正VKD，然后将该失真校正存储起来以用于后面的失真校正或者直接传输到失真校正单元。为此使用的迄今为止的失真校正数据VKDS例如可以事先以通常的方式基于纯理论的球函数系数来确定(参考步骤IX)。

在图2中示出了通常的磁共振系统1，然而在该磁共振系统中可以以合适的方式修改系统控制装置5，从而使磁共振系统1具有用于实施按照本发明的方法的按照本发明的装置15。

该磁共振系统1的核心部件是拍摄装置2，也称为“断层造影仪”或者“扫描器”，在其中为了测量将模体O定位在测量空间3中的卧榻4上。在断层造影仪2中有(未示出的)用于发送磁共振高频脉冲的高频天线、基本场磁铁以及用于设置必要的磁场梯度的合适的梯度线圈。由此处单独示出的系统控制装置5来控制断层造影仪2。终端14经过接口9连接到系统控制装置5，该终端用作用户接口，用户可以通过该用户接口操作系统控制装置5并由此可以操纵断层造影仪2。系统控制装置5还包括海量存储器6，其用于存储例如借助磁共振系统1记录的图像数据KBD或者在测量期间用于自动流程控制的测量规程MP。

系统控制装置5还具有断层造影仪接口7，其与断层造影仪2相连并相应于借助系统控制装置5预先给出的测量规程MP，将具有合适振幅和相位的高频脉冲以及合适梯度脉冲输出到断层造影仪2的合适组件用以实施特定的测量。在此借助测量序列控制单元11基于预先给出的测量规程MP对测量序列进行控制。操作者可以借助终端14与该测量序列控制单元11通信并且调用以及必要时改变特定的测量规程MP或者也可以预先给出新的测量规程MP。

此外系统控制装置5通过采集接口8与断层造影仪2相连。经过该采集接口8采集来自断层造影仪2的原始数据RD，该原始数据在图像再现单元12中被再现为期望的磁共振图像。

此处非常简化地示出了断层造影仪接口7和采集接口8。可以清楚地看到，这些接口包括多个收发机或者说接收机，它们通常来说是为了发送高频信号、以正确的顺序接通梯度线圈等等所必需的，以及是为了以合适的方式读取不同的接收线圈以及进一步处理其信号、如数字化所必需的。

此外整个磁共振系统1还具有所有其它通常的组件及特征，例如用于连接到通信网、如图像信息系统的接头。但在图2中为清楚起见而没有全部示出这些对于理解本发明来说不是必需的组件。

在此，在图像再现装置12之后连接了失真校正装置13，该失真校正装置首先对由图像再现装置12产生的图像数据BD进行失真校正，从而经失真校正的图像数据KBD例如被存储在海量存储器6中。当然也可以不仅将经校正的图像数据KBD，而且也可以将图像数据BD本身存储在那里。同样失真校正装置还可以是图像再现装置12的一部分，或者该失真校正装置在后面调用存储在海量存储器6中的图像数据BD并且当例如由操作者经过终端14发起失真校正时，进行失真校正。

为进行失真校正，失真校正装置单元13需要失真校正数据VKD。在此这些数据由校正数据建立单元15产生并直接提供给失真校正单元13或者存储在海量存储器6中，然后失真校正单元13可以从该海量存储器中调用这些数据。

校正数据建立单元15在此完全以软件模块的形式在系统控制装置5内的处理器(未示出)中实现，并且具有不同的子模块。在此，参数图确定单元17属于这些子模块，其用于以预先规定的方式产生参数图PK_x、PK_y、PK_z和参考参数图PK₀。例如由该参数图确定单元17可以将控制命令输出到测量序列控制单元11，该测量序列控制单元接着发送合适的梯度回波序列GRE并通过断层造影仪接口7输出合适的命令，以对相应的梯度线圈通以合适的电流。

模体O由操作者事先定位在测量空间3中正确的位置上并且操作者还可以如前面已经解释的，经过终端14执行相应的输入，以预先给出用于测量的参数，例如体素大小及密度、使用的序列的种类、最大展开项的数量等等，并通过参数图确定单元17启动(anstossen)所述测量。

在由参数图确定单元17记录了对于三个梯度线圈的所有必须的参数图PK_x、PK_y、PK_z以及也记录了参考图PK₀之后，将它们传输到偏差参数图计算单元18，如上面所述，偏差参数图计算单元例如产生不同的差相位图作为偏差参数图APK并然后将其传输到系数确定单元19。如上所述，系数确定单元19使用仅基于各个梯度线圈的几何设计计算出的开始球函数SKF。该开始球函数SKF例如可以由开始球函数确定单元16事先产生或者从海量存储器6中调用，在该海量存储器中已经由制造商存储了用于磁共振系统的开始球函数。但是当现场没有开始球函数时，开始球函数确定单元16还可以经过接口10通过外部网络例如从制造商处调用开始球函数SKF。

在系数确定单元19中确定的球函数展开系数A(l，m)、B(l，m)被传输到校正数据确定单元20，该校正数据确定单元20基于该球函数系数产生失真校正数据VKD并传输到失真校正单元13和/或将这些数据存储在海量存储器6中。

系统控制装置5和终端14都可以是断层造影仪2的集成的组成部分。但是系统控制装置5同样也可以由多个单组件组成。特别是例如海量存储器6可以如终端14那样经过接口与系统控制装置5相连，而不是集成在系统控制装置5中。

此外，校正数据建立单元15和/或失真校正单元13还可以外部地实现在例如经过网络连接的图像计算机上，在过后必要时才对图像数据BD进行失真校正。在这种情况下应该确保，由磁共振系统提供相应的原始数据来建立参数图PK_x、PK_y、PK_z，即，必须或者经过合适的单元自动地、或者通过由操作者选择相应的测量规程保证，利用合适接通的梯度线圈和定位在正确的位置上的模体O记录合适的测量序列，然后将这些数据提供给校正数据建立单元。然后优选这样构造这样的外部校正数据建立单元的参数图确定单元17，使其从在相应的测量中所提供的原始数据中，例如如上面所述的那样建立期望的参数图PK_x、PK_y、PK_z、PK₀。

最后再次指出的是，前面详细描述的方法以及示出的磁共振系统仅仅是实施例，专业人员在不脱离本发明范围的情况下可以不同的方式进行修改。在此主要结合在医学中使用的磁共振系统中的应用解释了本发明。然而本发明不限于这样的应用，而是可以在科学和/或工业应用中使用。为完整性起见还要指出，使用不定冠词“一”并不排除，所涉及的特征也可以是多个。同样，概念“单元”或“模块”也不排除其由必要时可以是空间上分布的多个组件组成。

Claims (16)

1.一种用于确定对用磁共振系统(1)采集的磁共振图像(BD)进行失真校正的失真校正数据(VKD)的方法，至少包括以下方法步骤：

基于梯度线圈的导线几何形状计算表示磁共振系统(1)的梯度线圈的磁场的开始球函数(SKF)；

在使用定义的测量对象(O)的条件下确定表示由梯度线圈产生的磁场的三维参数图(PK_x，PK_y，PK_z)，其中，对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度；

基于所述参数图(PK_x，PK_y，PK_z)并且基于利用断开的梯度线圈确定的参考参数图(PK₀)产生偏差参数图(APK)；

在使用所述开始球函数(SKF)的条件下通过将表示梯度线圈的磁场的球函数拟合到所述偏差参数图(APK)来确定梯度磁场的球函数系数(A(1，m)，B(1，m))；

基于该经拟合的球函数的球函数系数(A(1，m)，B(1，m))确定所述失真校正数据(VKD)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为参数图(PK_x，PK_y，PK_z)确定相位图(PK_x，PK_y，PK_z)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述球函数根据位置描述相位。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述球函数根据位置描述磁场强度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述相位图(PK_x，PK_y，PK_z)和/或所述参考相位图(PK₀)换算成磁场强度图。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将偏差相位图(APK)换算成偏差磁场强度图。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，为了形成偏差参数图(APK)，确定所述参数图(PK_x，PK_y，PK_z)和参考参数图(PK₀)之间的差。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，为了形成偏差参数图(APK)，确定所述参数图(PK_x，PK_y，PK_z)和所述参考参数图(PK₀)之间的商。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，对在不同空间方向上产生磁场梯度的多个梯度线圈实施该方法。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述参数图(PK_x，PK_y，PK_z)和/或所述参考参数图(PK₀)，使用快速三维磁共振测量序列。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述参数图(PK_x，PK_y，PK_z)和/或所述参考参数图(PK₀)，使用梯度回波序列。

12.一种用于对利用磁共振系统(1)采集的磁共振图像(BD)进行失真校正的方法，其中，借助根据权利要求1至11中任一项所述的方法来确定失真校正数据(VKD)。

13.一种用于确定对用磁共振系统(1)采集的磁共振图像(BD)进行失真校正的失真校正数据(VKD)的装置(15)，具有以下组件：

开始球函数确定单元(16)，用于根据梯度线圈的导线几何形状获得表示磁共振系统(1)的梯度线圈的磁场的开始球函数(SKF)；

参数图确定单元(17)，用于在使用定义的测量对象(O)的条件下确定表示由梯度线圈产生的磁场的三维参数图(PK_x，PK_y，PK_z)，其中。对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度；

偏差参数图计算单元(18)，用于根据所述参数图(PK_x，PK_y，PK_z)和用断开的梯度线圈确定的参考参数图(PK₀)来确定偏差参数图(APK)；

系数确定单元(19)，用于在使用所述开始球函数(SKF)的条件下，通过将表示梯度线圈的磁场的球函数拟合到所述偏差参数图(APK)上，来确定梯度磁场的球函数系数(A(1，m)，B(1，m))；

校正数据确定单元(20)，用于基于经拟合的球函数的球函数系数(A(1，m)，B(1，m))来确定所述失真校正数据(VKD)。

14.根据权利要求13所述的装置，具有用于输入展开阶数最大值的接口，其中，这样构造所述系数确定单元(19)，使得在考虑该展开阶数最大值的条件下来确定梯度磁场的球函数展开项。

15.一种磁共振系统(1)，具有根据权利要求13或14所述的装置(15)。

16.一种计算机程序产品，该计算机程序产品可直接加载到可编程的计算机单元的存储器中，具有程序代码段，当在计算机单元上执行该程序时，实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤。

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