CN104101844A - 以分组方式控制发射天线的磁共振设备 - Google Patents

Abstract

一种可在分组模式中运行的磁共振设备，具有多个可由磁共振设备的控制装置（2）并行控制的发射天线（1）。在分组模式中，发射天线（1）被分成发射天线（1）的组（4）。在分别的组（4）以内，发射天线（1）的控制信号（A1至A4）相对彼此之间处于分别的预先定义好的关系。由操作者（3）对于发射天线（1）的组（4）向所述控制装置（2）分别预先给出分组控制信号（G1、G2）。所述控制装置（2）检查，结合分组控制信号（G1、G2）确定的分组负荷值（G）是否低于最大许可分组负荷值（GG）。在肯定的情况下，控制装置（2）结合分组控制信号（G1、G2）确定用于单独的发射天线（1）的控制信号（A1至A4）。在否定的情况下，其执行其它措施。

Description

以分组方式控制发射天线的磁共振设备

技术领域

本发明涉及一种磁共振设备的操作方法，所述磁共振设备具有多个可由磁共振设备的控制装置并行控制的发射天线。

背景技术

磁共振设备以不同的构造为人所公知。在最简单的情况下磁共振设备具有唯一的发射天线，借助其对检查体积施加高频激励信号。借助高频激励信号可以激励位于检查体积之中的检查对象发射磁共振信号。近年来具有多个发射天线的磁共振设备也被人公知。通常可以由控制装置单独地给所述发射天线施加以分别的控制信号。对于每个控制信号分别需要一个发射通道。然而在磁共振设备的运行的个别情况下所需要的发射通道的数目强烈取决于所希望的应用以及发射天线的构造和布置。

发射通道的数目越大，则控制信号的调准（所谓的B1-Mapping绘图）变得越复杂和持续越长时间。控制信号的确定（脉冲设计）也是消耗时间的。另外在这样的情况下，在确定控制信号时可能出现数值不稳定性。

可行的是，将带有n个发射天线的系统的自由度限制到m个自由度（m<n）。技术上可以将这些以硬件解决方案来实现，其方法是将发射通道以更小的数目而组合到虚拟发射通道。所述组合可以替代地在软件中实现，其方法是对于所形成的发射天线的分组仅仅允许预先规定的振幅和/或相位的相对彼此之间的关系。尤其软件解决方案以相对小的成本提供了最大的灵活性和可缩放性。

自由度的此类的限定一般而言以可能的效率为代价，也即是说以对于空间选择性脉冲的可达到的激励均匀性或可能的加速为代价。尽管如此自由度的限定可以是有意义的，例如因为得出了更简单的脉冲设计。

在脉冲设计中（显而易见）必须遵守磁共振设备的技术上的功率极限。然而与技术上的功率极限无关地也不允许超过确定的高频场强，以便不伤害到检查对象（一般是人）。出于这样的原因存在有（技术上和/或法律上的）准则，在其中一般而言规定了最大允许多强的高频激励场。在实践中对于带有单独天线的磁共振天线公知的是，在准则中对于一般情况给定的极限值在特定信号的情况下可以被超过例如约2到3倍，而不会伤害到检查对象。然而此类对于带有单独天线的磁共振天线公知的事实并不允许简单地转用到存在有多个发射天线的磁共振设备。

从DE102011005433A1中公知，作为鸟笼谐振器构造的全身天线传统上可以以CP-模式（CP=圆形极化）控制，也即是说可以作为单独天线被运行。从DE102011005433A1中另外公知，发射阵列的单独的发射天线能够单独和独立地被控制。另外DE102011005433A1公开了，分别检查发射模式并且取决于发射模式来调节用于确定所允许的发射天线的控制信号的控制规则。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，实现这样的可能性，借助所述可能性在带有多个发射天线的磁共振设备中，在超越上面提及的准则中给出的极限的情况下，一方面能够尽可能广泛地充分利用发射天线的技术上的效率和另一方面尽管如此却不产生使检查对象置身于不许可的高频激励场的危险。

所述技术问题通过具有本发明技术特征的操作方法来解决。根据本发明的操作方法的具有优势的构造也是本发明的内容。

根据本发明将开头提及的类型的操作方法如下构造：

-磁共振设备可以用分组模式运行，

-发射天线在分组模式中被分成发射天线的组，

-在分组模式中，在发射天线的各自的组内，所述发射天线的控制信号相对彼此之间处于分别的预先定义好的关系；

-在分组模式中，由操作者对于发射天线的组向控制装置分别预先给出分组控制信号和

-所述控制装置在分组模式中检查，结合分组控制信号确定的分组负荷值是否低于最大许可分组负荷值，在肯定的情况下结合分组控制信号确定用于单独的发射天线的控制信号并且相应地控制发射天线，而在否定的情况下执行其它措施。

形成发射天线的多个分组，其中所述分组的至少一个分组包括多个发射天线。大多数情况下，多个分组、一般而言甚至是所有分组都包括多个发射天线。

根据本发明的操作方法基于这样的思路，即在以合适的成本降低自由度的情况下，例如借助相应的模型或通过对于非存活对象的试验，可以如此提前确定最大许可分组负荷值，从而使得尽管上面提及的准则不被遵守，也不会伤害到检查对象。在这样的情况下，当通过分组控制信号得出的分组负荷值保持低于分组极限负荷时，可以在分组模式中应用所有分组控制信号和由其推导出的控制信号。

根据需要可以确定其它措施。例如可行的是，控制装置在其它措施的范围内如此缩放分组控制信号，使得结合缩放后的分组控制信号确定的缩放后的分组负荷值位于最大许可分组负荷值之下，结合缩放后的分组控制信号确定用于单独的发射天线的控制信号并且相应地控制发射天线。关于分组控制信号的振幅，缩放始终是一种缩小。必要时缩放可以与时间上的延伸（尤其是其倒数）相联系。

相对于缩放替代或额外可行的是，控制装置在其它措施的范围内向操作者发出信息。

可行的是，磁共振设备可以仅仅在分组模式中运行。然而优选磁共振设备除了分组模式外还可以以单独模式运行，其中发射天线可以单独地被控制。在这种情况下由操作者向单独模式中的控制装置对于发射天线分别预先给出控制信号。在单独模式中，控制装置检查，结合控制信号确定的单独负荷值是否位于最大许可单独极限负荷之下，在肯定的情况下相应于控制信号控制发射天线，而在否定的情况下执行其它措施。单独极限负荷通常是一个与分组极限负荷不同的值。如果在单独模式中的运行是可行的，控制装置从操作者接收模式信号，并且结合模式信号判断磁共振设备是否在分组模式或在单独模式运行。磁共振设备在这样的情况下也可以以两种模式运行，其中对于特定的时间点显而易见地仅仅有两种模式中的一种是激活的。

类似于分组模式，控制装置在单独模式中可以在其它措施的范围内如此缩放控制信号，使得结合缩放后的控制信号确定的缩放后的单独负荷值位于最大许可单独极限负荷之下，并且相应于缩放后的控制信号来控制发射天线。同样可行的是，控制装置在其它措施的范围内向操作者发出信息。

附图说明

联系下面的实施例的描述更加清楚和明确易懂地联系附图更进一步解释上面描述的本发明的属性、特征和优点以及如何实现这些的类型和方式。在这里示出示意性图示：

图1和图2分别表示不同操作模式中的磁共振设备，和

图3表示流程图。

具体实施方式

根据图1和图2，磁共振设备具有多个发射天线1。然而在图1和图2中示出的四个发射天线1的数目仅仅纯粹是示例性的。发射天线1可以由磁共振设备的控制装置2并行控制。在特定的时间点可以同时给多个发射天线1施加以相应的控制信号A1到A4。控制信号A1到A4原则上可以相互无关地被调节。

磁共振设备至少可以在分组模式中运行。分组模式在图1中示出。优选地磁共振设备也可以额外地在单独模式中运行。单独模式在图2中示出。这两种模式是相互替代性的，这意味着，在特定的时间点仅仅有两种模式中的一种是激活的。

接下来联系图3和基于图1和图2补充更进一步解释根据本发明的操作方法。

根据图3，控制装置2在步骤S1中从操作者3处接收模式信号M。在步骤S2中，控制装置2结合模式信号M判断磁共振设备是否在分组模式或在单独模式运行。

当磁共振设备在分组模式中运行时，发射天线1根据图1被分组到分组4。分组4的数目可以根据需要被确定。但是在任何情况下其都小于发射天线1的数目。最小限度对应于图1中的图示构成两个分组。然而图1中的图示（在其之中正好构成两个分组4）纯粹是随机的。另外每个发射天线1刚好对应于一个分组4。基于这样的事实，即分组4的数目小于发射天线1的数目，由此至少有一个分组4包括多于一个发射天线1。大多数情况下甚至多个分组4（一些情况下甚至是所有的分组4）分别包括多个发射天线1。然而图1示出的分组（在其之中每个分组4刚好包括两个发射天线1）纯粹是随机的。在分组4之内，控制信号A1至A4（或例如控制信号A1和A2）相对彼此之间处于分别预先定义好的彼此关系。尤其可以定义预先确定的振幅比例和/或预先确定的相位关系。

在分组模式中，由操作者3在步骤S3中对于分组4向控制装置2分别预先给出分组控制信号G1、G2。在步骤S4中，控制装置2结合分组控制信号G1、G2确定分组负荷值G。在步骤S5中，控制装置2检查分组负荷值G是否低于最大许可分组负荷值GG。如果分组负荷值G低于最大许可分组负荷值GG，控制装置2在步骤S6中结合分组控制信号G1、G2确定对于单独的发射天线1的控制信号A1至A4。在步骤S7中，控制装置2最终向发射天线1输出控制信号A1至A4。

如果控制装置2在步骤S5中确定，分组负荷值G不低于最大许可分组负荷值GG，则控制装置2在步骤S8和/或步骤S9（和必要时的其它步骤）中执行其它措施。尤其控制装置2可以例如在步骤S8的范围内借助缩放因子k（0<k<1）来缩放分组控制信号G1、G2。在这种情况下如此确定缩放因子k，即结合缩放后的分组控制信号G1、G2确定的缩放后的分组负荷值G位于最大许可分组负荷值GG之下。替代地或额外地可以由控制装置2在步骤S9中向操作者3发出信息。

如果存在步骤S8，控制装置2在执行完步骤S8和步骤S5的否定分支的其它步骤之后跳到步骤S6。否则跳过步骤S6和S7。

当与之相反磁共振设备在单独模式中运行时，发射天线1不再分组到分组4。发射天线1在单独模式中可以由控制装置2代替地单独控制。

在单独模式中，由操作者3在步骤S10中对于发射天线1向控制装置2分别预先给出控制信号A1至A4。在步骤S11中，控制装置2结合控制信号A1至A4确定单独负荷值E。在步骤S12中，控制装置2检查单独负荷值E是否位于最大许可单独极限负荷EG之下。如果单独负荷值E位于最大许可单独极限负荷EG之下，控制装置2直接跳至步骤S7。

如果控制装置2在步骤S12中确定，单独负荷值E不在最大许可单独极限负荷EG之下，则控制装置2在步骤S13和/或步骤S14（和必要时的其它步骤）中执行其它措施。尤其控制装置2可以例如在步骤S13的范围内借助缩放因子k（0<k<1）来缩放控制信号A1至A4。在这种情况下如此确定缩放因子k，即结合缩放后的控制信号A1至A4确定的缩放后的单独负荷值E位于最大许可单独极限负荷EG之下。替代地或额外地控制装置2可以在步骤S14中向操作者3发出信息。

如果存在步骤S13，则控制装置2在执行完步骤S13和步骤S12的否定分支的其它步骤之后跳到步骤S7。否则跳过步骤S7。

本发明如上述在构造中被解释，在该构造中磁共振设备根据模式信号M可选地运行于分组模式或单独模式。替代可行的是，磁共振设备能够仅仅运行于分组模式。在这种情况下，可以取消在图3的流程图中的步骤S1和S2以及S10至S14。

尽管本发明通过优选实施例在细节上被进一步图示和描述，但是并不会通过所公开的示例限制本发明，并且其它变形可以由专业人员由此推导得出，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于磁共振设备的操作方法，所述磁共振设备具有多个能够由磁共振设备的控制装置（2）并行控制的发射天线（1），

-其中，所述磁共振设备能够用分组模式运行，

-其中，所述发射天线（1）在分组模式中被分成发射天线（1）的组（4），

-其中，在分组模式中，在发射天线（1）的各自的组（4）内，所述发射天线的控制信号（A1至A4）相对彼此之间处于分别的预先定义好的关系；

-其中，在分组模式中，由操作者（3）对于发射天线（1）的组（4）向所述控制装置（2）分别预先给出分组控制信号（G1、G2），和

-其中，所述控制装置（2）在分组模式中检查，结合所述分组控制信号（G1、G2）确定的分组负荷值（G）是否低于最大许可分组负荷值（GG），在肯定的情况下，结合所述分组控制信号（G1、G2）确定用于单独的发射天线（1）的控制信号（A1至A4）并且相应地控制发射天线（1），而在否定的情况下执行其它措施。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，所述控制装置（2）在所述其它措施的范围内如此缩放所述分组控制信号（G1、G2），使得结合缩放后的分组控制信号（G1、G2）确定的缩放后的分组负荷值（G）位于最大许可分组负荷值（GG）之下，结合缩放后的分组控制信号（G1、G2）确定用于单独的发射天线（1）的控制信号（A1至A4）并且相应地控制发射天线（1）。

3.根据权利要求1或2所述的操作方法，其特征在于，所述控制装置（2）在所述其它措施的范围内向操作者（3）发出信息。

4.根据权利要求1或2或3所述的操作方法，其特征在于，

-所述磁共振设备除了分组模式外还能够在单独模式中运行，在单独模式中能够单独地控制发射天线（1），

-在单独模式中，由操作者（3）对于发射天线（1）向所述控制装置（2）分别预先给出控制信号（A1至A4），

-所述控制装置（2）在单独模式中检查，结合所述控制信号（A1至A4）确定的单独负荷值（E）是否位于最大许可单独极限负荷（EG）之下，在肯定的情况下，相应于所述控制信号（A1至A4）控制发射天线（1），而在否定的情况下执行其它措施，和

-所述控制装置（2）从操作者（3）接收模式信号（M），并且结合模式信号（M）判断，磁共振设备是否在分组模式或在单独模式运行。

5.根据权利要求4所述的操作方法，其特征在于，所述控制装置（2）在所述其它措施的范围内如此缩放所述控制信号（A1至A4），使得结合缩放后的控制信号（A1至A4）确定的缩放后的单独负荷值（E）位于最大许可单独极限负荷（EG）之下，并且相应于缩放后的控制信号（A1至A4）来控制发射天线（1）。

6.根据权利要求4或5所述的操作方法，其特征在于，所述控制装置（2）在所述其它措施的范围内向操作者（3）发出信息。