CN104820198A - Hf脉冲调节方法和hf脉冲调节装置 - Google Patents

Hf脉冲调节方法和hf脉冲调节装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104820198A
CN104820198A CN201510030335.2A CN201510030335A CN104820198A CN 104820198 A CN104820198 A CN 104820198A CN 201510030335 A CN201510030335 A CN 201510030335A CN 104820198 A CN104820198 A CN 104820198A
Authority
CN
China
Prior art keywords
candidate image
high frequency
zoom factor
magnetic resonance
sendaisle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510030335.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104820198B (zh
Inventor
M.布拉谢
F.赫布兰克
W.施内尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN104820198A publication Critical patent/CN104820198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104820198B publication Critical patent/CN104820198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3607RF waveform generators, e.g. frequency generators, amplitude-, frequency- or phase modulators or shifters, pulse programmers, digital to analog converters for the RF signal, means for filtering or attenuating of the RF signal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/5659Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the RF magnetic field, e.g. spatial inhomogeneities of the RF magnetic field
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/341Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils
    • G01R33/3415Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils comprising arrays of sub-coils, i.e. phased-array coils with flexible receiver channels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/543Control of the operation of the MR system, e.g. setting of acquisition parameters prior to or during MR data acquisition, dynamic shimming, use of one or more scout images for scan plane prescription

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

描述了一种HF脉冲调节方法(JV,300,400,500),用于确定在控制具有多个高频发送通道(S1,…,SN)的磁共振系统(1)时使用的发送缩放系数(SF1,…,SFN),在运行中经由所述多个高频发送通道并行地发出HF脉冲串(b1,…,bN)。在控制高频发送通道(S1,…,SN)中的多个时规定共同的参考脉冲串(bR)。以发送缩放系数(SF1,…,SFN)的不同候选组拍摄待检查的对象(O)的多个候选图像(KB)。然后借助所拍摄的候选图像(KB)为每个高频发送通道(S1,…,SN)选择关于规定的标准最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)。还描述了一种在使用所描述的HF脉冲调节方法情况下控制磁共振系统(1)的方法、一种相应工作的HF脉冲调节装置(19)以及一种具有这种HF脉冲调节装置(19)的控制磁共振系统(1)。

Description

HF脉冲调节方法和HF脉冲调节装置
技术领域
本发明涉及一种HF脉冲调节方法,用于确定在控制具有多个高频发送通道的磁共振系统时使用的发送缩放系数,在运行中经由所述多个高频发送通道并行地发出HF脉冲串,其中,在控制时对于高频发送通道中的多个高频发送通道规定共同的参考脉冲串。此外,本发明涉及一种用于具有多个高频发送通道的磁共振系统的HF脉冲调节装置,其中HF脉冲调节装置构建为,对于对所述高频发送通道共同规定的参考脉冲串,为高频发送通道中的多个分别确定最优的发送缩放系数。
此外,本发明涉及一种用于控制具有多个高频发送通道的磁共振系统的方法,在运行中经由所述多个高频发送通道并行地发出HF脉冲串,其中,对于高频发送通道中的多个规定共同的参考脉冲串并且对于高频发送通道中的每个确定发送缩放系数,以便基于所述参考脉冲串计算用于发送通道的HF脉冲串。
此外,本发明涉及一种磁共振系统,其具有多个高频发送通道和控制装置,该控制装置构建为通过所述高频发送通道并行地发出HF脉冲串以执行所希望的测量。
最后,本发明涉及一种能够直接加载到磁共振系统的HF脉冲调节装置的存储器中的计算机程序。
背景技术
在磁共振系统和磁共振断层成像系统中通常借助主磁场系统使待检查的身体经受例如3或7特斯拉的较高的主磁场(也称作“B0场”)。此外,借助梯度系统施加磁场梯度。通过高频发送系统借助合适的天线装置发出高频激励信号(HF信号),其应该使得确定的、通过该高频场(也称作“B1场”)激励为谐振的原子的核自旋空间分辨地以限定的翻转角相对于主磁场的磁场线倾斜。该高频激励或者所得到的翻转角分布在下面也称作核磁化或者简称为“磁化”。磁化m和经过持续时间T入射的B1场之间的关联根据
m ≈ 2 πγ · ∫ t = 0 T B 1 ( t ) dt - - - ( 1 )
得出。在此,γ是旋磁矩(gyromagnetische Moment),t是时间变量并且B1(t)是B1场的随时间变化的磁场强度。在核自旋弛豫时发出高频信号,即所谓的磁共振信号,其借助合适的接收天线被接收并且然后被进一步处理。从这样采集的原始数据中最终重建想要的图像数据。用于核自旋磁化的高频信号的发出通常借助所谓的“全身线圈”、也称作“Bodycoil”来进行,或者有时也借助施加在患者或者受试者上的局部线圈来进行。全身线圈典型的构造是鸟笼线圈(Birdcage-Antenne),其由多个发送棒构成,其平行于纵轴线延伸地围绕断层成像仪的患者空间布置,患者在检查时位于该患者空间中。在端侧,天线棒分别环形地、电容性地彼此连接。
至今常见的是,以“CP模式”(圆极化的模式)运行全身线圈。为此,在发送天线的所有部件上,例如在鸟笼天线所有的发送棒上给出单个的随时间的HF信号。通常,在此将具有相同幅度的脉冲以与发送线圈的几何形状匹配的偏移来有相移地递交给各个部件。例如,在具有16个棒的鸟笼天线情况下,以分别相移22.5°的、相同的HF量值信号来控制这些棒。该结果于是是在x/y平面中的、即垂直于鸟笼天线的在z方向上延伸的纵轴线的、圆极化的高频场。
如今也可能的是,分别单个地在幅度和相位方面通过复数的发送缩放系数修改待发出的高频信号、即到来的高频脉冲的序列(在本发明的范围中称作“参考脉冲串”)。在一个位置r处的、即在像素或体素位置r处的(其中r例如是具有以毫米为单位的、笛卡尔坐标系x、y、z的值的矢量)B1场在此根据
B 1 ( t ) = Σ c = 1 N E c ( r ) · b c ( t ) - - - ( 2 )
给出。在此,bc(t)是待在通道c=1,…,N上发出的HF曲线,即HF脉冲串随时间t的电压幅度变化曲线(以V为单位),其通过bc(t)=SFc·bR(t)给出,其中SFc是用于通道c的复数缩放系数,并且bR(t)是参考脉冲串的电压变化曲线。Ec(r)是高频发送通道c的天线元件在确定的位置r(即像素或体素位置)处的敏感性(以μT/V为单位)。在此,Ec(r)是敏感性矩阵形式的位置相关的敏感性分布。
在此天线也可以以“CP模式”运行,方法是,在所有发送通道中选择相同水平的幅度并且仅实现与发送线圈的几何形状匹配的相移。此外,根据检查对象通常还使用所谓的“EP模式”(椭圆极化的模式),其中高频场在x/y平面中不是圆形地、而是椭圆形地极化。使用哪种模式通常取决于待激励的身体区域的形状。在圆柱形对称的对象的情况下,即例如在头部区域中拍摄时,通常选择CP模式,而在更椭圆的形状中,例如在检查胸部或腹部区域时,更会选择EP模式。EP模式的意义是,补偿B1场的不均匀性,其是通过非圆形对称的身体形状引起的。在许多情况下,也执行这种多通道高频发送系统的所谓的“B1匀场”。在此,通常以如下目标、基于患者特定的调节,来计算各个发送缩放系数,即,相比于至今的标准CP或EP模式来实现特别均匀的激励。
为了计算发送缩放系数,在此使用优化器,其将所希望的、完全均匀的目标磁化m与理论上实现的实际磁化A·b的大小差异最小化:
b=argbmin(||A·b-m||2)    (3)
在此,A是所谓的设计矩阵,其由线性的复数方程组组成,其中通常涉及各个发送通道(天线棒)的空间发送特性和存在的B0场分布。该设计矩阵例如在W.Grissom等的“Spatial Domain Method for the Design of RF Pulsesin Multicoil Parallel Excitation”,Mag.Res.Med.56,620-629,2006中描述。b(t)在此是并行发送的HF曲线bc(t)的矢量。如果找到了等式(3)的解,即在等式(3)中限定的“目标函数”的最小值,则结果是所希望的缩放系数SF1,SF2,…,SFN
为了计算设计矩阵必须首先执行相应的测试测量以便通过试验确定设计矩阵的系数。为此,待检查的患者必须在拍摄和计算用于设计矩阵的数据以及用于HF曲线的矢量的最优值或者用于MRT中的b(t)的最优值的整个持续时间中停留并且接下来还要让实际的检查在其上进行,这尤其对于患病和衰弱的人员而言非常苛刻。由于明显的原因,中间出去是不可能的,因为否则由于患者不可避免的位置变化而必须重复整个调节、B1匀场。
由此存在这样的问题,即,由于在患者的实际检查之前必须调节B1场而使得患者需要在MRT装置通常狭窄的布置中停留过长并且由此感觉不舒服。这会例如引起患者的位置变化和由此引起图像质量的劣化或者甚至在患者不能坚持到图像拍摄最后时引起图像拍摄不可避免的中断。
发明内容
本发明的任务是提出一种替选的调节方法以及一种合适的调节装置,借助其可以实现B1匀场,其中可以缩短调节过程的持续时间。
在根据本发明的、用于调节如开头阐述那样具有多个、即至少两个、优选多于两个通常可以独立控制的高频发送通道的磁共振系统的B1场的方法中,如通常那样为高频发送通道中的多个、优选所有高频通道规定共同的参考脉冲串,其中,通过所述多个高频通道在运行中并行发出HF脉冲串。这种磁共振系统在一个特别简单的实现方案中也理解为所谓的“单通道系统”,其实际上是两通道系统的简单形式,其中,在两个通道上将相同的HF信号(作为共同的参考脉冲串)以可通过硬件和/或软件装置设置的相对于彼此的相移馈送到天线中(例如在CP模式中相移90°,并且在EP模式中相移135°)。
此外,在HF脉冲调节方法中在考虑对于每个高频发送通道规定的目标磁化的情况下确定单个的复数发送缩放系数作为匀场参数,以便基于参考脉冲串计算用于发送通道的HF脉冲串,例如如上面阐述那样以用于所涉及的高频发送通道的参考脉冲串缩放或者与其相乘。
根据本发明,然而现在在HF脉冲调节方法中并不通过上面提及的线性方程组的复杂计算确定发送通道缩放系数,而是以发送缩放系数的不同的候选组来拍摄待检查的对象的一系列测试图像或者候选图像。接下来,借助所拍摄的候选图像为每个高频发送通道确定关于某个标准最优的发送缩放系数。
作为测试图像例如可以拍摄2D图像或者3D图像。待检查的对象例如可以是患者,尤其是人或动物或尸体,或者更一般化是对于直接检查难以接近或者对于直接检查非常敏感的对象。
所提及的标准例如可以是所激励的HF场在目标区域中的均匀性。在此清楚的是,在所有测量中必须遵守最大允许的B1场以及最大允许的SAR(所应用的比吸收率)。
该标准也可以是在确定的目标区域内可实现的平均B1场(所激励的HF场),其最大可以以由HF放大器提供的功率来实现,而不使HF放大器过载。
该标准也可以是所应用的比吸收率(SAR),其在确定的区域中给定的平均B1值(例如11.7μT)情况下是所需的。该标准也可以由所提及的物理量的组合或者所提及的物理量的组合的特定加权构成。
为了确定与所提及的标准对应的物理量,可以选择如下方法:借助图像拍摄或者相应的候选图像确定或算出与各个条件标准的物理量。选择对于所激励的B1场的局部分布敏感的序列。这可以有利地基于在文献中已经详细描述的B1Mapping方法(或者B1Mapping序列)(参见例如参考文献“Chung,Kim,Breton and Axel:Rapid B1+Mapping Using a Preconditioning RF Pulsewith TurboFLASH Readout,Magnetic Resonance in Medicine 64:439-446(2010)”和“Nehrke and DREAM–A Novel Approach for Robust,Ultrafast,Multislice B1Mapping,Magnetic Resonance in Medicine 68:1517-1526(2012)”)。在拍摄候选图像后,从分别产生的图像中提取B1分布,其中可以借助上面引用或公开的B1Mapping方法来确定B1分布。如果应该确定测试图像或候选图像的均匀性,则计算不同的统计学参数,其为在所选的感兴趣区域中的B1场均匀性的尺度。例如,计算B1场磁通密度的最大值B1Max和最小值B1Min的差和B1场磁通密度的平均值B1Mean之商,即(B1Max-B1Min)/B1Mean,或者确定标准方差σ或者误差abs(B1–B1Mean)的算术的或几何的平均。
在确定最大平均B1场时确定或评估在目标区域中实现的平均B1值。此外,从图像拍摄参数中确定HF放大器的为此所需的最大HF功率。在考虑发送链的HW部件保护情况下计算当前B1匀场参数化中最大可用的功率(天线中的负载状况)。最后,在完全利用可用的HF功率的情况下将这些值换算成B1场的最大平均值。
在确定所应用的比吸收率SAR时评估目标区域中实现的平均B1值。此外,从图像拍摄参数中评估为此应用的SAR。最后将这些值换算成在B1参考值(例如11.7uT)情况下的SAR。
相应地必须为具有多个高频发送通道的磁共振系统构建合适的HF脉冲调节装置,以便在B1场调节方法或者HF脉冲调节方法中在考虑多个测试图像的情况下确定发送缩放系数。为此,HF脉冲调节装置具有候选图像产生单元,其构建为将磁共振系统控制为使得以与候选图像对应的、不同的发送缩放参数拍摄待检查的对象的多个候选图像。HF脉冲调节装置具有用于存储所拍摄的候选图像和与各个候选图像对应的发送缩放系数的存储单元、用于分析所拍摄的候选图像的分析单元以及用于基于对所拍摄的候选图像的分析来选择关于规定的标准最优的发送缩放系数的选择单元。
根据本发明的磁共振系统除了多个高频发送通道以及其它通常的部件诸如梯度系统、主磁体等以及构建为通过高频发送通道并行发出HF脉冲串以执行所希望的测量的控制装置之外,还具有根据本发明的HF脉冲调节装置。
在此,HF脉冲调节装置尤其可以是磁共振系统的控制装置的部分。基本上HF脉冲调节装置也可以位于外部的、例如通过网络与控制装置连接的计算器,例如用户终端或者其它用于分担计算量大的过程的计算机。
优选地,以软件形式构建HF脉冲调节装置的至少主要部分。本发明由此还包括计算机程序,其可以直接加载到HF脉冲调节装置和/或控制装置的存储器中,其包括程序代码段,以便当程序在HF脉冲调节装置和/或控制装置中运行时执行根据本发明的方法的所有步骤。这种根据软件的实现具有的优点是,至今的、用于确定发送缩放系数或者用于B1匀场的装置,例如现有的磁共振系统的控制装置可以通过实现程序而以合适的方式被修改,以便根据本发明的方式执行B1匀场。
从属权利要求以及下面的描述尤其包含本发明的有利改进方案和扩展,其中尤其一类型的权利要求可以类似于另一权利要求类型的从属权利要求来改进。此外,不同实施例的特征可以按照任意方式彼此组合。
在根据本发明的方法的一个优选变型方案中,在HF脉冲调节方法中,在确定发送缩放系数时首先分析所拍摄的候选图像,并且然后选择最优的候选图像,并且基于通过分析所拍摄的候选图像而确定的信息来确定关于预定的标准而言最优的发送缩放系数。
根据本方法一个可特别简单实现的扩展,将发送缩放系数的候选组的、与关于预定标准而言最优的候选图像对应的发送缩放系数选为最优的发送缩放系数。
这是最简单的扩展。替选地,也可以在使用候选图像和所属的发送缩放系数情况下计算最优的发送缩放系数。
一个特别简单的实现可以在所提及的“单通道系统”中进行,其中例如仅CP和EP模式可用,其中,尤其可以通过实施为硬件的开关调节在两个通道上的脉冲之间的相移。
如果使用这种系统,则可以根据所拍摄的候选图像非常快速和简单地确定对于当前患者最优的模式。在该情况下仅拍摄两个候选图像,一个对于CP模式和一个对于EP模式。在方法的该扩展中最优的候选图像的选择基于以圆极化的高频磁场产生的候选图像和以椭圆极化的磁场产生的候选图像。
在根据本发明的方法中使用的候选图像例如可以是对象的总览图。
总览图是定位片也称作定位器,其在对象的检查的预备中被需要以例如在图形用户界上为用于“诊断”辅助的稍后的拍摄规定视域、也称作视野。总览图可以例如冠状、矢状或轴状地拍摄。
用于根据本发明的方法的候选图像例如可以示出对象不同的区域和/或视图或剖面。
为了规定视域而需要越来越多定位片,例如通过患者的水平的纵截面和竖直的纵截面和可能还有竖直的横截面。其现在可以根据按照本发明的方法的一个特别有利的扩展而用作设有发送缩放系数的不同候选组的测试图像或候选图像。
由此,可以减小时间开销和过程开销,这提高待检查的患者的舒适度并且节省用于该方法的成本。
为了实现候选图像的改进的可比较性而有意义的是,总是将相同的区域或相同的剖面用于拍摄候选图像。
根据本方法的一个特别的扩展,在分析候选图像时在显示单元上显示所拍摄的候选图像并且在信号接收单元中接收选择信号。信号选择单元例如可以是用户接口。
最优候选图像的选择也可以借助自动分析所拍摄的候选图像来进行。
自动分析可以基于图像优化算法或评估算法实现。
评估算法可以包括如下子步骤:
根据评估算法,对于每个所采集的快速定位扫描(Scout)MR图像或候选图像确定或计算目标值或者与各个规定的标准对应的物理量。根据预设,选择B1参数组或者如下候选图像的发送缩放系数的组,该候选图像对一个标准或多个标准的加权叠加进行优化,或者选择最符合地对应所规定的标准的候选图像。
在一个进步的版本中,在所采集的快速定位扫描图像之间插入目标标准或B1匀场参数,并且然后选择更优的B1匀场参数或发送缩放系数的组。
如上面已经借助等式(1)阐述的,优化至今通常进行为使得在目标函数中将目标磁化偏差最小化。此外,可以通过目标函数中合适的其它函数项减小患者的高频负荷(HF负荷)。HF负荷必须被限制,因为过高的HF负荷会导致患者的损伤。因此,通常事先在规划待发出的高频脉冲时就计算患者的HF负荷,并且将高频脉冲选择为使得不达到确定的界限。一个用于减小HF负荷的方法在201202092中描述。
如上面已经描述那样,可以借助根据本发明的HF脉冲调节方法实现HF负荷的限制,方法是在分析候选图像时还将最大B1场作为标准而一起考虑。
换言之,在测量候选图像时还可以评估所需的HF功率,即,不同的发送缩放系数如何影响HF功率。
附图说明
下面参考附图借助实施例再次详细阐述本发明。其中:
图1是根据本发明的磁共振设备的实施例的示意图,
图2是用于表明B1匀场的图,
图3是流程图,其表明了根据本发明的一个实施例的HF脉冲调节方法,
图4是流程图,其表明了根据本发明的第一替选实施例的HF脉冲调节方法,
图5是流程图,其表明了根据本发明的第二替选实施例的HF脉冲调节方法。
具体实施方式
在图1粗略示意性地示出了根据本发明的磁共振设备1或磁共振系统1。它包括一方面实际的磁共振扫描仪2,其具有位于其中的检查空间8或者说患者隧道8。卧榻7可以驶入该患者隧道8,从而位于其上的患者O或者受试者在检查期间可以布置在磁共振扫描仪2内相对于布置在其中的磁体系统和高频系统而言特定的位置处,或者也可以在测量期间在不同的位置之间移动。
磁共振扫描仪2的主要部件是主磁体3、带有磁场梯度线圈以便施加x、y和z方向上的任意磁场梯度的梯度系统4以及全身高频线圈5。对于在检查对象O中感应出的磁共振信号的接收可以通过全身线圈5进行,借助其通常也可以发出高频信号以感应出磁共振信号。通常这些信号例如借助位于检查对象O上或下的局部线圈6来接收。所有这些部件对于本领域技术人员基本上已知并且因此在图1中仅粗略示意性地示出。
全身高频线圈5在此以所谓的鸟笼线圈的形式构建并且具有数目N个单个的天线棒,其并行于患者隧道8延伸并且在围绕患者隧道8的环周上均匀分布地布置。在端侧,各个天线棒分别电容性地、环形地连接。
天线棒在此作为单个的发送通道S1,…,SN可以独立地由控制装置10控制。在此,可以涉及控制计算机,其也可以由多个可能也在空间上分离的并且通过合适的线缆等彼此连接的单个计算机构成。该控制装置10通过终端接口17与终端20连接,通过该终端,操作者可以控制整个设备1。在当前情况下,该终端20作为计算机装备有键盘、一个或多个屏幕以及其它输入设备例如鼠标等,从而为操作者提供图形用户界面。
控制装置10尤其具有梯度控制单元11,其又可以由多个子部件构成。通过该梯度控制单元11,各个梯度线圈借助控制信号SGx,SGy,SGz来接通。在此涉及梯度脉冲,其在测量期间被置于精确设计的时间位置上并且设有精确设计的时间变化曲线。
控制装置10还具有高频发送/接收单元12。该高频发送/接收单元12同样由多个子部件构成,以便将高频脉冲分别单独和并行地给出到各个发送通道S1,…SN上,即给出到全身高频线圈5的各个可控的天线棒上。通过发送/接收单元12还可以接收磁共振信号。通常这借助局部线圈发生。借助这些局部性线圈6接收的信号由HF接收单元13读取和处理。由此或由全身线圈借助HF发送/接收单元12接收的磁共振信号作为原始数据递交给重建单元14,其从中重建图像数据BD并且将其存储在存储器16中和/或通过接口17递交给终端20,从而操作者可以观察其。图像数据BD也可以通过网络NW在其它位置上存储和/或显示和评估。
梯度控制单元11、高频发送/接收单元12和用于局部线圈6的接收单元13分别通过测量控制单元15来协调地控制。该测量控制单元通过相应的指令使得通过合适的梯度控制信号SGx,SGy,SGz发出所希望的梯度脉冲串GP,并且并行地将高频发送/接收单元12控制为使得发出多通道脉冲串b,即,在各个发送通道S1,…SN上并行地将合适的高频脉冲发出到全身线圈5的各个发送棒上。此外必须使得在合适的时刻将局部线圈6上的磁共振信号通过HF接收单元13或者可能将全身线圈5上的信号通过高频发送/接收单元12读取和进一步处理。测量控制单元15根据在控制协议P中规定的控制序列将相应的信号、尤其多通道脉冲串b给出到高频发送/接收单元12并且将梯度脉冲串GP给出到梯度控制单元11。在该控制协议P中存储在测量期间必须被设置的所有的控制数据。
通常在存储器16中存储有大量用于不同测量的控制协议P。其可以通过终端20由操作者选择和必要时改变,以便于是对于当前希望的测量提供合适的控制协议P可用,测量控制单元15借助其可以工作。此外,操作者可以通过网络NW例如从磁共振系统1的制造商处调用控制协议P并且然后必要时修改和利用其。
这种磁共振测量的基本流程和所提及的用于控制的部件对于技术人员已知,从而在此不再详细说起其。此外,这种磁共振扫描仪2以及所属的控制装置10还可以具有多个其它部件,其在此同样未被详细阐述。
在此处指出,磁共振扫描仪还可以不同地构造,例如具有侧向开口的患者空间,并且原则上用于发送的天线装置不必构造为鸟笼天线。重要的仅是,它具有多个单独可控的发送通道S1,…,SN,在最简单的情况下两个发送通道。
控制装置2的测量控制单元15在此例如以软件模块的形式具有参考脉冲产生模块18,其首先根据控制协议P中的规定产生参考脉冲串bR,其应该以与梯度脉冲匹配的方式被施加。该参考脉冲串bR首先被递交给HF脉冲调节装置19,其在此同样可以构造为测量控制单元15内的软件模块。该HF脉冲调节装置19用于以根据本发明的方式按照HF脉冲调节方法或者B1匀场方法对于每个高频发送通道S1,…,SN确定单个的复数发送缩放系数SF1,…,SFN。HF脉冲调节装置具有候选图像产生单元21,借助其将磁共振系统1控制为使得以不同的、与候选图像KB对应的发送缩放系数SF1,…,SFN拍摄待检查的对象O的多个候选图像KB。HF脉冲调节装置19还具有存储单元22,用于存储所拍摄的候选图像KB和与各个候选图像对应的发送缩放系数SF1,…,SFN。存储单元22例如可以是存储器16的一部分。存储单元22还可以集成到测量控制单元15或者作为存储器区段集成到其它单元中,在该其它单元中已经存在存储装置或者可以集成存储装置。此外,HF脉冲调节装置19包括用于分析所拍摄的候选图像KB的分析单元23。如已经描述那样,分析可以关于不同的标准以不同的评估方法执行。HF脉冲调节装置19还具有选择单元24,用于基于对所拍摄的候选图像KB的分析来选择关于规定的标准而言最优的发送缩放系数SF1,…,SFN。所确定的发送缩放系数SF1,…,SFN最后分别与参考脉冲串bR相乘。
再次在图2中示意性地示出这种B1匀场方法最后的步骤。如在此将看到那样,参考脉冲bR一方面被递交给调节装置19,其如稍后还借助图3阐述那样确定复数的发送缩放系数SF1,SF2,SF3…,SFN。这些发送缩放系数如示意性示出那样与参考脉冲串bR相乘,以便获得各个脉冲串b1,b2,b3,…,bN,其然后共同形成多通道脉冲串b,该多通道脉冲串通过高频发送/接收单元12发出。
替选地,HF脉冲调节装置19例如也可以与测量控制单元15分开地构造或者是高频发送/接收单元12的部分,从而例如以硬件方式进行与复数的发送缩放系数SF1,SF2,SF3…,SFN的相乘。同样,参考脉冲产生模块18也可以是单独的装置或者例如高频发送/接收单元12的部分。重建单元14也可以具有分析单元23和/或选择单元24。
如在图3中的流程图中看出的,在根据一个优选实施例的、根据本发明的方法中首先在步骤3.I以缩放系数SF1,…,SFN的不同候选组拍摄待检查的对象的多个候选图像KB。接下来在步骤3.II中借助所拍摄的候选图像KB为每个高频发送通道S1,…,SN确定关于所规定的标准而言最优的发送缩放系数SF1,…,SFN
在文献中描述的提取方法(参见上面),也称作B1Mapping,已经提供了(如上面所引用的出版物描述那样)每个候选图像的量化的B1分布。根据具体的问题提出,可以对其应用例如用于B1均匀性(特别容易想到和特征在于例如B1值标准差)的标准或者用于最小或最大的B1值的阈值。
图4同样示出了根据本发明的一个实施例的方法的流程图。图4中的步骤4.I对应于图3中的步骤3.I。在步骤4.II中分析所拍摄的候选图像(KB)。接下来在步骤4.III中选择最优的候选图像KB并且在步骤4.IV中基于通过分析所拍摄的候选图像得出的信息来确定最优的发送缩放系数SF1,…,SFN
图5同样示出了根据本发明的一个实施例的方法的流程图。图5中的步骤5.I对应于图3或4中的步骤3.I或4.I。然而在方法500中,在分析所拍摄的候选图像KB的步骤中选择特别简单的方法。在显示单元20中显示在步骤5.II中拍摄的候选图像KB,接下来例如通过人员选择候选图像之一。然后在步骤5.III中由信号接收单元接收选择信号。接下来在步骤5.IV中,基于随着选择信号接收的信息来确定最优的发送缩放系数SF1,…,SFN。信号接收单元例如可以是计算机、例如终端17的键盘。
这些示例示出可以如何通过根据本发明的方法更快速和简单地多地调节B1场。
接下来再次指出,之前描述的详细方法和构造是实施例,并且基本原理还可以由技术人员在宽范围中变化,而不脱离本发明的通过权利要求规定的范围。为了完整性而指出,不定冠词“一”或“一个”的使用并不排除所涉及的特征也可以多重地存在。同样,术语“单元”或者“模块”并不排除其由多个可能也可以在空间上分布的部件构成。
附图标记列表
1 磁共振设备/磁共振系统
2 磁共振扫描仪
3 主磁体
4 梯度系统
5 全身高频线圈
6 局部线圈
7 卧榻
8 检查空间/患者隧道
10 控制装置
11 梯度控制单元
12 高频发送/接收单元
13 HF接收单元
14 重建单元
15 测量控制单元
16 存储器
17 终端接口
18 参考脉冲产生模块
19 HF脉冲调节装置
20 终端
21 候选图像产生单元
22 存储单元
23 分析单元
24 选择单元
O 对象/患者/检查对象
P 控制协议
NW 网络
BD 图像数据
RD 原始数据
GP 梯度脉冲串
SGx,SGy,SGz 控制信号
b 多通道脉冲串
bR 参考脉冲串
b1,…,bN 脉冲串
S1,…,SN 发送通道
SF1,…,SFN 发送缩放系数
m 目标磁化
JV,100,200,300 HF脉冲调节方法

Claims (12)

1.一种HF脉冲调节方法(JV,300,400,500),用于确定在控制具有多个高频发送通道(S1,…,SN)的磁共振系统(1)时使用的发送缩放系数(SF1,…,SFN),在运行中经由所述多个高频发送通道并行地发出HF脉冲串(b1,…,bN),其中,在控制所述高频发送通道(S1,…,SN)中的多个时规定共同的参考脉冲串(bR),该方法具有如下步骤:
-以发送缩放系数(SF1,…,SFN)的不同候选组来拍摄待检查的对象(O)的多个候选图像(KB)(3.I,4.I,5.I),
-借助所拍摄的候选图像(KB)为每个高频发送通道(S1,…,SN)选择关于规定的标准而言最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)(3.II)。
2.根据权利要求1所述的方法(400),其中确定最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)的步骤包括如下步骤:
-分析所拍摄的候选图像(KB);以及
-选择最优的候选图像(KB)(4.II)和基于通过分析所拍摄的候选图像得出的信息来确定最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)(4.III)。
3.根据权利要求2所述的方法(JV),其中,将发送缩放系数(SF1,…,SFN)的候选组中的、与所述最优的候选图像(KB)对应的发送缩放系数(SF1,…,SFN)选为最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述最优的候选图像的选择,基于以圆极化的高频磁场产生的候选图像以及以椭圆极化的磁场产生的候选图像。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(JV),其中,所述候选图像(KB)是对象(O)的总览图。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(JV),其中,所述候选图像(KB)示出了对象(O)的不同区域和/或视图。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(JV,500),其中,对所述候选图像(KB)的分析包括如下步骤:
-在显示单元中显示所拍摄的候选图像(KB)(5.II),
-在信号接收单元中接收选择信号(5.III)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(JV),其中,对所述最优的候选图像(KB)的选择借助对所拍摄的候选图像(KB)的自动分析来进行。
9.一种用于控制具有多个高频发送通道(S1,…,SN)的磁共振系统(1)的方法,在运行中经由所述多个高频发送通道并行地发出HF脉冲串(b1,…,bN),其中,对于高频发送通道(S1,…,SN)中的多个规定共同的参考脉冲串(bR)并且对于高频发送通道(S1,…,SN)中的每个确定发送缩放系数(SF1,…,SFN),以便基于所述参考脉冲串(bR)计算用于发送通道(S1,…,SN)的HF脉冲串(b1,…,bN),其中,将根据权利要求1至7中任一项所述的HF脉冲调节方法(JV)用于确定最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)。
10.一种用于具有多个高频发送通道(S1,…,SN)的磁共振系统(1)的HF脉冲调节装置(19),其中,所述HF脉冲调节装置(19)构建为,对于对所述高频发送通道(S1,…,SN)共同规定的参考脉冲串(bR),为高频发送通道(S1,…,SN)中的多个分别确定最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN),其特征在于,所述HF脉冲调节装置(19)具有:
-候选图像产生单元(21),其构建为将磁共振系统(1)控制为使得以与候选图像(KB)对应的、不同的发送缩放系数(SF1,…,SFN)来拍摄待检查对象的多个候选图像(KB),
-存储单元(22),其用于存储所拍摄的候选图像(KB)和与各个候选图像对应的发送缩放系数(SF1,…,SFN),
-分析单元(23),用于分析所拍摄的候选图像(KB),以及
-选择单元(24),用于基于对所拍摄的候选图像(KB)的分析,选择关于规定的标准而言最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)。
11.一种磁共振系统(1),具有:
-多个高频发送通道(S1,…,SN),
-控制装置(10),其构建为通过所述高频发送通道(S1,…,SN)并行地发出HF脉冲串(b1,…,bN)来执行所希望的测量,以及
-根据权利要求9所述的HF脉冲调节装置(19),其构建为将所确定的最优的发送缩放系数(SF1,…,SFN)传送至所述控制装置(10)。
12.一种能够直接加载到磁共振系统(1)的HF脉冲调节装置(19)的存储器中的计算机程序,其具有程序代码段,以便当该程序在HF脉冲调节装置(19)中运行时执行根据权利要求1至8中任一项所述方法的所有步骤。
CN201510030335.2A 2014-02-04 2015-01-21 Hf脉冲调节方法和hf脉冲调节装置 Active CN104820198B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014201944.3 2014-02-04
DE102014201944.3A DE102014201944B4 (de) 2014-02-04 2014-02-04 HF-Puls-Justage-Verfahren und HF-Puls-Justage-Einrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104820198A true CN104820198A (zh) 2015-08-05
CN104820198B CN104820198B (zh) 2018-07-13

Family

ID=53547019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510030335.2A Active CN104820198B (zh) 2014-02-04 2015-01-21 Hf脉冲调节方法和hf脉冲调节装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10126383B2 (zh)
KR (1) KR101671267B1 (zh)
CN (1) CN104820198B (zh)
DE (1) DE102014201944B4 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205292B4 (de) * 2012-03-30 2013-12-12 Siemens Aktiengesellschaft Ansteuerung eines Magnetresonanzsystems
WO2016002446A1 (ja) * 2014-07-03 2016-01-07 株式会社 日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置および高周波磁場シムパラメータ決定方法
US11067657B2 (en) * 2016-04-19 2021-07-20 Vanderbilt University Uniform radio frequency magnetic fields in the body for high field MRI

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275165A (en) * 1992-11-06 1994-01-04 General Electric Company Magnetic resonance guided ultrasound therapy system with inclined track to move transducers in a small vertical space
US20100079141A1 (en) * 2008-09-08 2010-04-01 Alto Stemmer Magnetic resonance system and method for correction of distortion due to continuous movement of patient table
US7777485B2 (en) * 2006-08-15 2010-08-17 General Electric Company Method for multiplexed MR tracking
WO2011033402A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Concurrent optimization of rf power and rf field uniformity in mri
CN102210587A (zh) * 2010-04-01 2011-10-12 西门子公司 用于确定磁共振系统控制序列的方法和装置
JP5164443B2 (ja) * 2007-06-18 2013-03-21 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
CN103135082A (zh) * 2011-11-28 2013-06-05 西门子公司 用于确定并行发送时的控制序列的方法
JP2013192957A (ja) * 2012-03-20 2013-09-30 Siemens Ag 磁気共鳴システム駆動制御シーケンスを求める方法、磁気共鳴システムを動作させる方法、磁気共鳴システムおよびコンピュータプログラム
DE102012205292A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Ansteuerung eines Magnetresonanzsystems
CN103371825A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 西门子公司 磁共振系统的控制
CN103371845A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 株式会社东芝 Ct装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001577B4 (de) * 2010-02-04 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Reduktion von Verzerrungen in der Diffusionsbildgebung und Magnetresonanzanlage
DE102010015066B4 (de) 2010-04-15 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung einer Magnetresonanzsystem-Ansteuersequenz und Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzsystems
JP5087172B2 (ja) * 2012-01-13 2012-11-28 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
DE102012215255B3 (de) * 2012-08-28 2014-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Ansteuerung eines Magnetresonanzsystems unter Berücksichtigung aktueller komponentenbedingter B1-Feld-Maximalwerte

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275165A (en) * 1992-11-06 1994-01-04 General Electric Company Magnetic resonance guided ultrasound therapy system with inclined track to move transducers in a small vertical space
US7777485B2 (en) * 2006-08-15 2010-08-17 General Electric Company Method for multiplexed MR tracking
JP5164443B2 (ja) * 2007-06-18 2013-03-21 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
US20100079141A1 (en) * 2008-09-08 2010-04-01 Alto Stemmer Magnetic resonance system and method for correction of distortion due to continuous movement of patient table
WO2011033402A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Concurrent optimization of rf power and rf field uniformity in mri
CN102210587A (zh) * 2010-04-01 2011-10-12 西门子公司 用于确定磁共振系统控制序列的方法和装置
CN103135082A (zh) * 2011-11-28 2013-06-05 西门子公司 用于确定并行发送时的控制序列的方法
JP2013192957A (ja) * 2012-03-20 2013-09-30 Siemens Ag 磁気共鳴システム駆動制御シーケンスを求める方法、磁気共鳴システムを動作させる方法、磁気共鳴システムおよびコンピュータプログラム
DE102012205292A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Ansteuerung eines Magnetresonanzsystems
CN103371825A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 西门子公司 磁共振系统的控制
CN103371845A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 株式会社东芝 Ct装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150219733A1 (en) 2015-08-06
DE102014201944A1 (de) 2015-08-06
KR20150092010A (ko) 2015-08-12
DE102014201944B4 (de) 2015-11-12
US10126383B2 (en) 2018-11-13
KR101671267B1 (ko) 2016-11-01
CN104820198B (zh) 2018-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102236865B1 (ko) 자기 공명 시스템 작동 시퀀스 확립
US8102177B2 (en) Using S-parameter measurements to manage SAR and transmit gain in MRI
US8816688B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
CN102576061B (zh) 使用多通道rf激励进行mr成像
CN101427146A (zh) 磁共振对磁化率引起的磁场梯度的确定
CN105044636A (zh) 用于补偿磁场的不均匀性的方法、系统和磁共振设备
KR101687177B1 (ko) 자기 공명 시스템 제어
US20180011156A1 (en) Multi-purpose gradient array for magnetic resonance imaging
CN104820198A (zh) Hf脉冲调节方法和hf脉冲调节装置
KR20140119649A (ko) Mri에서 병렬 송신 어레이들의 디커플링
CN102483450A (zh) 沿弯曲辐条k空间轨线的RF匀场的MRI切片激励
CN103675738B (zh) 用于控制磁共振系统的方法
US11194000B2 (en) Active b1+ shimming of transmission coils
CN105203977A (zh) 确定磁共振装置的序列协议
US6586935B1 (en) Magnetic resonance image artifact correction using navigator echo information
CN103364744A (zh) 用于控制磁共振系统的方法和控制装置
US9146292B2 (en) Method and device for determining a magnetic resonance system control sequence
US10495716B2 (en) Method and magnetic resonance apparatus for distortion correction of acquired scan data of an examination object from an enlarged field of view and returning to a desired field of view thereafter
US20220221541A1 (en) Patient-model-based determination of a stimulation of a magnetic resonance imaging
CN103364749B (zh) 磁共振系统的控制
JP7201360B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220125

Address after: Erlangen

Patentee after: Siemens Healthineers AG

Address before: Munich, Germany

Patentee before: SIEMENS AG