CN106019188B - 在考虑待成像的解剖结构的条件下的mr饱和 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在考虑待成像的解剖结构的条件下的MR饱和，尤其描述一种用于确定用于控制磁共振成像系统来产生检查对象的待成像的区域的磁共振图像数据的控制序列的方法，其中采集磁共振原始数据。在该方法中确定关于检查对象的待成像的区域的解剖结构的信息。此外，在待成像的区域中依据所确定的解剖结构规定周围区域和中心区域。此外，确定一维的水/脂肪饱和脉冲序列，以用于使周围区域饱和，并且确定多维的水/脂肪饱和脉冲序列，以用于使中心区域饱和。本发明还描述一种用于控制磁共振成像系统来产生检查对象的磁共振图像数据的方法，其中采集磁共振原始数据。此外还描述一种HF饱和脉冲序列确定装置。此外还描述一种磁共振断层成像系统。

Description

在考虑待成像的解剖结构的条件下的MR饱和
技术领域
本发明涉及一种用于确定用于控制磁共振成像系统的控制序列的方法，以用于产生检查对象的待成像的区域的磁共振图像数据，其中采集磁共振原始数据。此外本发明涉及一种用于控制磁共振成像系统来产生检查对象的磁共振图像数据的方法，其中采集磁共振原始数据。本发明还涉及一种HF饱和脉冲序列确定系统。此外，本发明涉及一种磁共振成像系统。
背景技术
在磁共振成像中通常需要抑制不期望的信号，以便避免不期望的信号与来自于待成像的区域的信号的叠加。在成像脊柱时本身运动的内部器官和腹壁的脂肪的信号导致在相位编码方向上的严重的运动伪影和流动伪影，该相位编码方向覆盖待成像的背部。以类似的方式，腹胸区域的脂肪信号影响在心脏成像时的质量。因此需要在成像时使通过干扰影响成像的这些区域饱和，以便实现良好的图像质量并且能够提供有意义的诊断。典型地，如下地实现按区域的饱和。在用于磁共振成像的实际脉冲序列之前首先产生90°翻转角HF脉冲，其将在最大横向磁化的状态下的特定区域的信号移位。然后产生所谓的扰相梯度Gsp，利用其消除涉及的区域的横向磁化并且由此阻止其对随后的成像过程的影响。
但是，HF饱和脉冲的成功的方案和应用取决于不同的因素：
一个因素涉及解剖精确性。水或脂肪饱和越是解剖精确，也就是水/脂肪饱和越精确地命中预计到干扰信号的区域，则预计越少的干扰信号，这导致改善的图像质量。最有效的是，该因素涉及应用HF饱和脉冲，利用其可以使待成像区域FoV的任意形状的部分区域饱和。
另外的因素涉及磁共振系统的HF激励线圈的B1+灵敏度。HF激励线圈具有空间上变化的激励灵敏度，其依据待成像的对象和待成像的区域而不同。因此，饱和脉冲的空间的翻转角分布明显与期望的90°角度不同。由该不同分布得出横向的剩余磁化，其又导致不期望的伪影，即使是衰减过的，还是有伪影。
另外的因素涉及所谓的失谐效应(Off-Resonanzeffekte)。在此，静态B0场示出由于基本磁场的技术不精确和特定于患者的磁化率的空间偏差。由此得出不期望的频率偏移并且发展出相位错误，这又影响HF饱和脉冲的精确性和有效性。
最后，HF饱和脉冲的设计也由特殊的吸收率(英语：specific absorption rateSAR)影响。HF饱和脉冲与高的SAR关联，因为在水/脂肪饱和的情况下产生90°的高的翻转角。此外，在每个脉冲序列之前必须剪切HF饱和脉冲，也就是按照每个重复时间间隔TR设置，这要求高的重复率并且导致在更长的时间段上的高的SAR。
通常地，宽带1D-HF饱和脉冲被用于抑制干扰信号。饱和脉冲的带宽被选择为，覆盖脂肪和水信号。典型的带宽值处于3.5ppm。饱和特性是一维的，也就是实现按层的或层选择性的饱和。因此，必须手动地布置多个该饱和脉冲，以便将其与期望的解剖结构相匹配。通常的宽带1D-HF饱和脉冲与下述缺陷相连。即使自动地对齐饱和脉冲，也缺乏解剖精确性。宽带1D-HF饱和脉冲与高的SAR负荷关联，因为必须发出极多的相继的脉冲。饱和是极其B1敏感的，因为在饱和脉冲的方案中不考虑激励线圈的线圈特性。通常缺乏对每个类型的关于解剖结构的信息的考虑，例如基于现有的自动对齐算法(例如参见US 6,952,097B2或US 2003/0139659A1)。应用一维的饱和脉冲的优点在于，单个的HF饱和脉冲具有相对更短的持续时间。此外，饱和由于饱和脉冲的宽的带宽相对于失谐效应是相当稳健的。最后，大体积区域的饱和是相当有效的。
替换地，发展所谓的多维的空间选择性的HF饱和脉冲，利用其可以使任意形状的区域饱和。
这样的多维的空间选择性的HF饱和脉冲的应用在SCHNEIDER,RAINER等所著的:"Shaped Saturation with Inherent Radiofrequency-Power-Efficient TrajectoryDesign in Parallel Transmission",in:Magnetic Resonance in Medicine,2013,S.1-13,DOI:10.1002/mrm.25016中描述。
在应用该饱和脉冲的情况下考虑B1激励特性和B0不均匀性并且可以实现任意的二维或多维的饱和模式。但是该多维的空间选择性的HF饱和脉冲也与缺陷相关联。单个的饱和脉冲的脉冲长度可以是极长的并且由此提高了重复时间。该问题可以以引入并行传输技术(pTX)来补偿，由此可以缩短脉冲。但是，缩短仅可以直至一定的程度地实现。在此，HF波链硬件限制(HF-Wavechain-Hardware-)是最强的限制因素。通过该限制可以阻止明显的HF脉冲长度减小，特别是当应当使伸展很大的区域饱和时，如其例如在成像脊柱的情况下那样。
此外，多维的空间选择性的HF饱和脉冲的脉冲带宽当然很小。虽然在HF脉冲优化过程中考虑B0不均匀性，但是关于该效果相当限制带宽以及因此该脉冲的稳健性。例如在成像脊柱的情况下B0不均匀性可以以50Hz呼吸频率波动。当以脉冲频率的更宽的带宽优化脉冲时，则强烈提高计算时间和HF脉冲长度。
在SETSOMPOP,KAWIN等所著的:"Broadband Slab Selection with B+1Mitigation at 7T via Parallel Spectral-Spatial Excitation",in:Magneticresonance in Medicine,Heft 61,2009,Seiten 492-500,DOI:10.1002/mrm.21834中描述了以更宽的带宽来优化脉冲。
此外，多维的空间选择性的HF饱和脉冲的设计取决于B1特性和B0不均匀性数据，也就是所谓的调整数据(Adj-Daten)。特别地在成像脊柱的情况下不使用身体接收线圈矩阵，以便抑制来自于腹壁的信号。在该情况下不能采集覆盖整个腹部区域的合适的调整数据。这是由于来自于腹壁区域的信号的低的信号强度，特别地，当检查极胖的患者时，来自于该区域的信号太弱。因此，不能足够精确地设计多维的空间选择性的HF饱和脉冲，以便补偿所有残余的干扰信号。但是借助多维的空间选择性的HF饱和脉冲的饱和也带来优点。在饱和情况下实现高的解剖精确性，其中可以实现任意形状的饱和区域并且可以良好地将现有的自动对齐算法与饱和区域的规定相组合。由此仅需要单个的脉冲而不需要多个脉冲。序列是极其SAR有效的，也就是SAR负荷可以保持为低的。这特别是可以结合pTX技术实现。可以关于整个待成像的区域精确地事先确定翻转角的值。这可以实现，因为在脉冲优化过程中引入了B1特性。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，开发一种具有控制序列的MR成像方法，利用其可以至少部分地补偿在所描述的饱和方法中的提到的缺陷。
上述技术问题通过按照本发明的用于确定控制序列的方法、通过按照本发明的用于控制磁共振成像系统的方法、通过按照本发明的HF饱和脉冲序列确定装置和通过按照本发明的磁共振成像系统来解决。
在按照本发明的用于确定用于控制磁共振成像系统来产生检查对象的待成像的区域的磁共振图像数据的控制序列的、其中采集磁共振原始数据的方法中，确定关于检查对象的待成像的区域的解剖结构的信息。该信息例如可以源于一种在检查对象的实际图像拍摄之前建立的概览图。
然后在待成像的区域中依据所确定的解剖结构规定周围区域和中心区域。周围区域和中心区域也可以彼此重叠。在此，中心区域包括处于感兴趣的中心中的待成像的对象或体积区域。中心区域可以，但不是必须构成待成像的区域的几何中心。一般来说，在此首先术语“中心”不是几何上的，而是被理解为，在那里定位处于感兴趣的中心中的待成像的对象。周围区域应当被理解为待成像的区域的外围或与中心区域互补的部分区域。在此，周围区域也可以包括多个周围区域，其可以彼此重叠或覆盖。其也可以包括待成像的区域的几何中心(其不与上面定义的中心区域混淆)。通常地，周围区域包括待成像的区域的片段，其不处于感兴趣的中心中，但是其也促成干扰信号和伪影。出于该原因，在发出实际的图像拍摄序列之前还必须使该部分区域饱和。为此确定一维的饱和脉冲序列来饱和周围区域。一维的饱和脉冲序列应当被理解为使仅限制在一维中的区域饱和的饱和脉冲序列。此外除了使中心区域饱和外还确定多维的饱和脉冲序列。因为在中心区域也可以包含在MR成像时导致干扰信号的材料，诸如脂肪和水。通常地，对于待成像的中心区域存在相当详细的所谓的调整数据，其具有关于成像的磁共振系统的基本磁场B0的分布和B1灵敏度的分布的信息。优选地，nD饱和脉冲序列的花费时间的且对磁场波动极其敏感的发出被限制到待成像的区域的中心区域，反之借助稳健的但一般不太精确的1D饱和脉冲序列来使中心区域的周围饱和。通过这种方式可以彼此组合两种类型的饱和脉冲的优点并且协调于个性化的要求。多维的nD饱和脉冲序列应当被理解为以其可以使多维限制的区域饱和的饱和脉冲序列。
在按照本发明的用于控制磁共振成像系统来产生检查对象的磁共振图像数据的、其中采集磁共振原始数据的方法中，在激励过程中产生HF激励脉冲。此外，按照本发明的方法包括读取过程，其中产生HF重聚焦脉冲并且采集HF信号，以用于采集磁共振原始数据。此外，按照本发明的方法包括用于产生饱和脉冲的步骤，利用按照本发明的用于确定用于控制磁共振成像系统来产生检查对象的待成像的区域的磁共振图像数据的控制序列的方法来确定该饱和脉冲。
按照本发明的HF饱和脉冲序列确定装置包括输入接口，用于采集关于检查对象的待成像的区域的解剖结构的信息。此外，按照本发明的HF饱和脉冲序列确定装置包括饱和区域规定装置，用于依据所确定的解剖结构规定待成像的区域中的周围区域和中心区域。此外，按照本发明的HF饱和脉冲序列确定装置的部件也是1D饱和脉冲确定装置，用于确定使周围区域饱和的一维的水/脂肪饱和脉冲序列；和nD饱和脉冲确定装置，用于确定使中心区域饱和的多维的水/脂肪饱和脉冲序列。
按照本发明的磁共振成像系统包括控制装置，其被构造为，用于在使用按照本发明的方法的条件下控制磁共振成像系统。在此，按照本发明的磁共振断层成像系统优选地包括按照本发明的HF饱和脉冲序列确定装置。
按照本发明的HF饱和脉冲序列确定装置的主要部件大部分可以以软件组件的形式构造。这尤其涉及饱和区域规定装置、1D饱和脉冲确定装置和nD饱和脉冲确定装置。但是原则上，这些组件也可以部分地，特别是当涉及特别快的计算时，以软件支持的硬件(特别是FPGA等)的形式来实现。同样，所需的接口，例如当仅涉及从另外的软件组件中接收数据时，被构造为软件接口。但是其也可以被构造为适于硬件构造的接口，其通过合适的软件来控制。
尽可能适于软件的实现具有如下优点，即，也可以以简单的方式通过软件更新来改型迄今已经使用的控制装置，以便以按照本发明的方式工作。就此而言，上述技术问题也通过相应的具有计算机程序的计算机程序产品来解决，该计算机程序能够直接加载到磁共振成像系统的控制装置的存储器装置中，具有程序片段，用于当程序在控制装置中运行时执行按照本发明的方法的所有步骤。这样的计算机程序产品可以除了计算机程序之外必要时还包括附加的部件，诸如文献资料，和/或用于使用软件的附加的组件，也就是硬件组件，诸如硬件密钥(软件狗等)。
为了向控制装置传输和/或为了存储到控制装置上或中，可以使用计算机可读的介质，例如存储棒、硬盘或其它可移动或固定安装的数据载体，在其上存储了由控制装置的计算单元可读的且可执行的计算机程序的程序片段。计算单元例如可以为此具有一个或多个共同工作的微处理器等。
从属权利要求以及随后的说明书分别包含本发明的特别有利的实施方式和扩展。在此特别地，一种权利要求类别的权利要求也可以类似于另一种权利要求类别的从属权利要求来扩展。此外在本发明的范围内还可以将不同的实施例和权利要求的不同特征组合为新的实施例。
在按照本发明的方法的一种实施方式中，借助解剖分割来获得解剖结构信息。例如可以事先借助以低的分辨率的扫描进行解剖分割，以用于选择待成像的区域。也就是，该事先已经存在的拍摄还可以优选地被用于采集解剖结构信息。
在按照本发明的方法的优选的实施方式中，结合执行自动对齐方法(Auto-Align-Verfahren)来获得解剖结构信息。在该方案中也不必进行用于获得解剖结构信息的附加的拍摄，从而可以避免待检查的患者的附加的SAR负荷。
在按照本发明的方法的特别优选的实施方式中，完全自动地通过使所采集的解剖坐标参数化并且随后将不同的1D-HF饱和脉冲和nD-HF饱和脉冲与参数化的解剖结构空间地匹配来实现该方法。按照本发明的方法的参数化的执行降低了对操作人员的资格的要求并且加速了图像拍摄过程的执行。
在按照本发明的方法的一种方案中，沿着几何曲线的切线在最多六个方向上对齐1D-HF饱和脉冲，并且然后使用nD饱和脉冲，以便成像在中心区域中的其余的精细结构。
在按照本发明的方法的特别有效的方案中，借助1D-HF饱和脉冲使待成像的区域的未被B1/B0图足够覆盖的部分区域饱和，因为不存在调整数据的区域不能以多维的饱和脉冲有效饱和，原因是，其对B1灵敏度和B0基本磁场分布的偏差很敏感。在这些区域使用极其稳健的1D-HF饱和脉冲确保了在该情况下优化的饱和并且同时加速了饱和过程。
在按照本发明的方法的替换的、同样极其有效的方案中，在尽可能小的彼此重叠以及尽可能小的总面积的观点下构造周围区域。在该方案中关于尽可能小的SAR负荷来优化该方法。
在按照本发明的方法的替换的实施方式中，使用调整数据，其包括B0图以及优选借助布洛赫仿真获得的S1幅度图和S2幅度图，其涉及天线线圈的B1灵敏度，简称为B1图，用于仿真周围区域中的1D饱和。此外产生与所确定的1D饱和互补的剩余信号的图。然后将剩余信号的图集成到用于待产生的nD饱和信号的nD饱和目标图中。最后，基于nD饱和目标图对于周围区域和中心区域确定nD饱和信号脉冲序列。在该实施方式中还附加地优化在周围区域中的饱和的精确性。
替换地或附加地，按照本发明的方法还可以被用于产生脉冲序列，其关于HF饱和脉冲的最小持续时间被优化。
附加地，按照本发明的方法可以被实施为，提供用户界面用于对于可能的设置通过用户来选择不同的饱和脉冲序列。
附图说明
下面对照所附的附图根据实施例对本发明作进一步的说明。附图中：
图1示出了按照本发明的一种实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法的流程图，
图2示出了将待检查的区域划分为环境区域和中心区域以及以1D饱和脉冲和nD饱和脉冲占据该部分区域的过程，
图3示出了脉冲序列图，其表示借助按照本发明的方法确定的脉冲序列，
图4示出了按照本发明的第二实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法的流程图，
图5示出了在按照本发明的第二实施例的方法的情况下在所谓的默认模式下以1D饱和脉冲和nD饱和脉冲占据待检查的区域的示意图，
图6示出了按照本发明的第三实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法的流程图，
图7示出了在按照本发明的第三实施例的方法的情况下在所谓的SAR效率模式下以1D饱和脉冲和nD饱和脉冲占据待检查的区域的示意图，
图8示出了按照本发明的第四实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法的流程图，
图9示出了在按照本发明的第四实施例的方法的情况下在所谓的覆盖模式下以1D饱和脉冲和nD饱和脉冲占据待检查的区域的示意图，
图10示出了按照本发明的第五实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法的流程图，
图11示出了在按照本发明的第五实施例的方法的情况下在所谓的SAT效率模式下以1D饱和脉冲和nD饱和脉冲占据待检查的区域的示意图，
图12示出了按照本发明的实施例的HF饱和脉冲序列确定装置的示意图，
图13示出了按照本发明的实施例的磁共振系统的示意图。
具体实施方式
在图1和图2中示出了按照本发明的第一实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法100。图1借助流程图表示方法过程，而在图2中以图形示图阐述了各个步骤，在该情况下是人的躯干区域的侧视图。在图1所示的流程图中，在步骤1.I中，确定关于检查对象的待成像的区域FoV的解剖结构的信息。在图2中与之地应地示出所谓的定位片的成像。其用于产生概览图21，从该概览图中可以提取待成像的区域的解剖结构，在该情况下是具有脊柱、腹部区域和下肢的人的躯干的侧视图。
在图1所示的步骤1.II中，依据所确定的解剖结构将待成像的区域FoV划分为周围区域26和中心区域27(参见图2，局部图25)。该步骤1.II总共包括四个子步骤1.IIa、1.IIb和1.IIc、1.IId。在步骤1.IIa中，规定要以nD饱和脉冲占据的中心区域的第一边缘线。该过程在图2中以局部图22阐述。为此可以识别，定义脊柱的腹侧边界线作为第一边缘线22a。也就是，中心区域在该情况下是处于该第一边缘线22a左边的区域，其应当以nD饱和脉冲占据。在步骤1.IIb中，使边缘线22a参数化。该过程在图2中在局部图23中阐述。在此，将表示第一边缘线22a的多项式f(x)与第一边缘线22a的实际走向相匹配。最后在步骤1.IIc中，在中心区域27与周围区域26之间定义直的边界线24a，其同时表示中心区域的第二边缘线24a。与之对应地，在图2中在局部图24中标出虚直线的竖直线24a。在步骤1.IId中，定义中心区域27。其是以nD饱和脉冲占据的区域。中心区域27在第一实施例中具体地被定义为在实线的第一边缘线22a与虚线的第二边缘线24a之间的区域。此外在步骤1.IId中还定义周围区域26。周围区域26是被施加1D饱和脉冲的区域26。其虽然不是与多维的nD饱和脉冲一样“精确”，也就是其不是如nD饱和脉冲在中心区域27所做的那样有效地抑制在周围区域26中的干扰信号，但是1D饱和脉冲为此需要比多维的nD饱和脉冲更少的时间并且关于磁场的不均匀性和MR系统的天线线圈的灵敏度明显更稳健。nD饱和脉冲为此具有如下优点，即，其更精确地使中心区域饱和并且是较少SAR的。
在步骤1.III中产生用于使周围区域26饱和的一维的水/脂肪饱和脉冲序列。然后在步骤1.IV中产生用于使中心区域27饱和的多维的水/脂肪饱和脉冲序列。
图3示出了脉冲序列图300，其表示借助按照本发明的方法确定的脉冲序列。在此，脉冲序列被划分为饱和脉冲片段SAT和成像片段IMG。
饱和脉冲片段被划分为第一子片段1D-PS和第二子片段nD-PS。
在具体示出的情况下，第一子片段1D-PS包括多个1D饱和脉冲序列，其包括通常相对宽带的、在以RF表示的第一行中绘出的HF脉冲，和在z方向上的层选择梯度。以相对宽带的HF脉冲在通过层选择梯度GS选择的层中将特定材料，例如脂肪和水的磁矩激励为使得其获得最大的横向磁化的状态。在该状态下，该层的磁矩的翻转角是90°。附加地，1D饱和脉冲序列包括多个所谓的扰相梯度Gsp，其在以Gx、Gy、Gz表示的行中时间上跟随HF脉冲和层选择梯度GS地示出。该扰相梯度Gsp使所选择的层的横向磁化散相并且由此中和在其中包含的特定材料，例如脂肪和水的影响。
在第二子片段nD-PS中示出了多维的饱和脉冲序列nD-PS。多维的饱和脉冲序列nD-PS包括HF饱和脉冲，其在以RF表示的第一行中绘出。该多维的HF饱和脉冲与一维的HF饱和脉冲不同是相对窄带的，这一方面可以使其精确地作用于特定材料，但另一方面也对磁场中的偏差极其敏感。此外，多维的饱和脉冲序列nD-PS还包括多个选择梯度Gsz和Gsy，其用于将HF饱和脉冲的激励作用精确定位到所选择的区域上。多维的饱和脉冲序列nD-PS必须采样k空间并且以HF脉冲加权，以便实现nD空间的选择性。以哪个形式横穿k空间，是自由设置的且不取决于一维的HF饱和脉冲1D-PS。采样应当是尽可能快速且有效的。典型地，使用或者曲折形的(平面回波，如示例中那样)或者螺旋形的轨迹。但是在多维的饱和脉冲的情况下可以精确得多地选择区域，因为选择多维地进行并且不是仅限于选择一个层。附加地，nD饱和脉冲序列nD-PS包括多个所谓的扰相梯度Gsp，其在以Gx、Gy、Gz表示的行中时间上跟随HF脉冲和选择梯度Gsz、Gsy地示出。该扰相梯度Gsp使所选择的区域的横向磁化散相并且由此中和在其中包含的特定材料，例如脂肪和水的影响。接着饱和脉冲片段SAT的是成像片段IMG，其包括实际成像的脉冲序列，其中该脉冲序列被划分为激励片段Exc和读取片段Rdo。
图4和图5示出了按照本发明的第二实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法400。图4借助流程图表示方法过程，而图5示出了在步骤4.II中借助待成像的区域FoV说明的特殊过程。
图4的流程图中示出的方法400类似于图1所示的方法100地涉及相关的步骤4.I、4.III和4.IV。在步骤4.I中首先确定关于检查对象的待成像的区域FoV的解剖结构的信息。为此例如产生概览图，从中可以提取待成像的区域FoV的解剖结构。在图5中示出待成像的区域FoV。但是在步骤4.II中细节如下进行。在步骤4.IIa中首先确定中心区域27，其包括处于感兴趣的中心中的对象，在该情况下是前列腺28。在图5左侧示出了具有人的躯干的平行于横向平面延伸的横截面41的待成像的区域FoV，其作为虚线的椭圆示出。在人的躯干41的中心区域27中示出了人的前列腺28。其在图5右侧示图中放大地示出。尽可能小地选择该中心区域27。在步骤4.IIb中将围绕其的待成像的区域FoV的其余区域，也就是周围区域26分解为多个周围子区域26a、26b、26c、26d，其应当以1D饱和脉冲来占据。其被规定为条状的、彼此成直角取向的饱和区域。周围子区域26a、26b、26c、26d彼此重叠，但是不会与中心区域27重叠。
在规定了周围子区域26a、26b、26c、26d和中心区域27之后在步骤4.III和步骤4.IV中在考虑所规定的周围区域26的子区域26a、26b、26c、26d和中心区域27的条件下确定用于1D饱和脉冲和nD饱和脉冲的脉冲序列。
图6和图7示出了按照本发明的第三实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法600。图6借助流程图表示方法过程，而图7示出了在步骤6.II中借助待成像的区域FoV阐明的特殊过程。
图6的流程图中示出的方法600类似于图4所示的方法400地涉及相关的步骤6.I、6.III和6.IV。在步骤6.I中首先确定关于检查对象的待成像的区域FoV的解剖结构的信息。为此例如产生概览图，从中可以提取待成像的区域FoV的解剖结构。在图6中示出待成像的区域FoV。但是在步骤6.II中细节如下进行。在步骤6.IIa中首先不是规定中心区域27，而是首先规定条状的周围区域26a、26b，其包围处于感兴趣的中心中的、在该情况下是前列腺28的对象，但不与其重叠。与图4中所示的第二实施方式不同，在方法600中特别地将周围区域26a、26b选择为，使得其彼此不重叠。然后在步骤6.IIb中定义中心区域27，其包括前列腺28。该中心区域包括待成像的区域FoV的未被两个周围区域覆盖的区域。
在图7示出了具有人的躯干的平行于横向平面延伸的横截面41的待成像的区域FoV，其作为暗的椭圆示出。在人的躯干41的中心区域27中示出了人的前列腺28。其在图6右侧示图中放大地示出。但是在按照本发明的方法的该方案中，中心区域27不是最小的，而是定义为与未重叠的周围区域26a、26b的互补区域。在该情况下，中心区域27在垂直方向上延伸穿过整个视野FoV。
在规定了周围子区域26a、26b和中心区域27之后在步骤6.III和步骤6.IV中在考虑所规定的周围区域26的子区域26a、26b和中心区域27的条件下确定用于1D饱和脉冲和nD饱和脉冲的脉冲序列。
图8和图9示出了按照本发明的第四实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法800。图8借助流程图表示方法过程，而图9示出了在步骤8.I和步骤8.II中利用待成像的区域FoV的图像的特殊过程。
在图8所示的方法800的流程图中，步骤8.I被划分为两个子步骤。在步骤8.Ia中如在方法100、400、600中一样也确定关于检查对象的待成像的区域FoV的解剖结构的信息，而在附加的子步骤8.Ib中确定关于在待成像的区域FoV中的基本磁场B0的场分布和均匀性以及关于所使用的磁共振系统的天线系统相对于可变的B1场的灵敏度的分布的信息。该信息通常在拍摄之前通过调整测量来确定并且以B0和B1图的形式提供给使用者。
现在在步骤8.II的子步骤8.IIa中分析，提到的关于B0和B1灵敏度的信息处于待成像的区域FoV的哪个区域中。例如可以为此建立相应的图81，其包括在人的躯干的范围内在与矢状的平面平行延伸的平面中的B0场和B1灵敏度信息的示图，如其在图9左侧所示的那样。在脊柱的片段83的右边的图81包括如下区域，对于其存在B1/B0图材料；而在左边存在垂直延伸的区域82，对于其不存在该数据。由此得出如下形势，即，通常在腹部区域中不安装天线并且从该区域得出的信号弱至不能在该区域82获得关于磁共振系统的天线系统的B1灵敏度或B0场的信息。因为1D饱和脉冲被证明关于缺少B0和B1图材料是更稳健的，则在步骤8.IIb中将左边的区域82规定为周围区域82，其施加1D饱和脉冲。图81左边的区域82也相应于图9的右边的子图像85中的解剖概览图上的对应的区域26。在步骤8.IIc中如在步骤1.IIa中那样规定第一边缘线，其在图9的概览示图85中向右限制中心区域27。然后在步骤8.IId中规定直线的、垂直延伸的第二边缘线，其向左，也就是直至周围区域26限制中心区域27。最后在步骤8.IIe中规定概览示图85中的中心区域27作为处于两个边缘线之间的区域。中心区域27也同时是存在足够的B0和B1图材料的区域，从而可以满足借助nD脉冲序列的饱和对存在B0和B1场信息的高的要求。
在规定了周围区域26和中心区域27之后在步骤8.III和步骤8.IV中在考虑所规定的周围区域26和所规定的中心区域27的条件下确定用于1D饱和脉冲和nD饱和脉冲的脉冲序列。
图10和图11示出了按照本发明的第五实施例的用于确定用于控制磁共振成像系统的具有饱和脉冲序列的控制序列的方法1000。该方法也被称为饱和-效率模式。类似于第四实施例，在按照第五实施例的方法1000中还包含涉及关于B1灵敏度和B0灵敏度的测试测量的图材料。除了将待成像的区域FoV基于存在的事先信息划分为周围区域和中心区域之外，该事先信息例如可以包括解剖信息或在第四实施例中使用的B1图和B0图，附加地还使用关于B1灵敏度和B0灵敏度的测试测量，以便在周围区域中除了借助1D脉冲的饱和之外对于抑制剩余干扰信号还借助nD脉冲调整饱和。在此对于周围区域根据所采集的事先信息仿真1D饱和脉冲序列的效果，也就是仿真在周围区域中的干扰信号的抑制。然后定量地确定在该区域中的残余的剩余干扰信号或残余的翻转角并且基于nD饱和脉冲序列确定互补的饱和信号，利用其恰好可以完全消除存在的剩余干扰信号。
图10借助流程图表示方法过程，而图11以图形示图举例说明了步骤10.II的各个子步骤。
在图10所示的方法1000的流程图中，步骤10.I被划分为两个子步骤。在步骤10.Ia中确定关于检查对象的待成像的区域FoV的解剖结构的信息，而在附加的子步骤10.Ib中确定关于在待成像的区域FoV中的基本磁场B0的场分布和均匀性以及关于所使用的磁共振系统的天线系统相对于可变的B1场的灵敏度S1、S2的幅度的分布的信息。在步骤10.Ib中确定的数据在图11的局部图101中作为在患者的躯干的侧视图中的具有调整数据ADJ dat的B0图101a和B1图101b、101c图形地表示。该信息通常在拍摄之前通过调整测量来确定并且以B0和B1图的形式提供给使用者。
在步骤10.II中，其被划分为多个子步骤10.IIa至10.IId，使用提供的信息，以便实现尽可能精确的水和脂肪抑制。为此在步骤10.IIa中首先执行已经已知的将待成像的区域划分为周围区域和中心区域中。为此可以使用在步骤10.Ia中所采集的解剖信息以及例如如前三个实施例的方法100、400、600中那样将其用于规定周围区域和中心区域。附加地或替换地，也可以使用在步骤10.Ib中确定的信息来规定周围区域和中心区域。
在步骤10.IIb中基于在步骤10.Ib中所采集的信息产生对产生1D饱和脉冲序列的仿真。这样的仿真的结果在图11的子图像102中示出。在子图像102左侧示出了在通过1D饱和脉冲序列激励之后的目标翻转角分布102a。可以在周围区域26中获得90°的目标翻转角并且在中心区域27中通过1D饱和脉冲序列不实现激励，也就是0°的目标翻转角。在局部图102b中示出了对产生1D饱和脉冲序列的仿真的结果。在此识别，在周围区域中不实现翻转角的精确均匀的分布。
在步骤10.IIc中基于在子图像102b中所示的仿真结果确定剩余信号的分布。在局部图103中示出该剩余信号。在此是在周围区域26中的残余的干扰信号的分布，也就是虚线24a左边的区域，其与在步骤10.IIb中确定的、周围区域26中的翻转角分布互补。
然后在步骤10.IId中确定通过nD饱和脉冲序列待实现的翻转角分布的图104(参见图10)。如在另外的实施例中那样，在中心区域27中，也就是虚线24a右边，应当实现均匀的90°的翻转角分布，而借助nD饱和脉冲序列待产生的、在虚线24a左边的周围区域26中的翻转角分布与在该区域中仿真1D饱和脉冲序列时实现的翻转角分布互补。
在规定了借助nD饱和脉冲序列待实现的翻转角分布之后在步骤10.III中相应于在步骤10.IIb中进行的仿真产生1D饱和脉冲序列。现在在步骤10.IV中在考虑在步骤10.IId中确定的、在周围区域26和中心区域27中待实现的翻转角分布的图的情况下确定nD饱和脉冲。
还可以以1D饱和脉冲序列激励整个区域FoV并且然后以nD饱和脉冲校正整个区域FoV的饱和。
图12示出了按照本发明的实施例的HF饱和脉冲序列确定装置9，其例如可以是磁共振系统或磁共振成像系统1的控制装置的部件(参见图13)。HF饱和脉冲序列确定装置9包括输入接口91，用于采集关于检查对象P的待成像的区域FoV的解剖结构的信息AD以及用于接收与基本磁场B0和磁共振系统1的天线系统的灵敏度的事先确定的特征有关的调整数据B0-MP、B1-MP。然后在饱和区域规定装置92中处理所采集的数据B0-MP、B1-MP、AD，使得依据所确定的解剖结构将待成像的区域FoV划分为周围区域UB、26a、26b、26c、26d和中心区域27、ZB。
然后将所产生的关于界定周围区域的数据UB传送到1D饱和脉冲确定装置97，用于确定用于使周围区域UB、26a、26b、26c、26d饱和的一维的水/脂肪饱和脉冲序列1D-PS；以及传送到饱和脉冲仿真装置93。此外，将所产生的关于界定中心区域的数据ZB传送到饱和脉冲仿真装置93。饱和脉冲仿真装置93基于已知的图数据B0-MP、B1-MP确定1D饱和脉冲序列1D-PS，以其占据周围区域UB。在仿真时建立多个周围区域以及唯一一个周围区域的情况下的图，其表示各个通过仿真的饱和脉冲序列1D-PS产生的翻转角α的分布。剩余信号确定装置94基于所确定的周围区域的图确定未被仿真的1D饱和脉冲序列1D-PS所抑制的周围区域中的剩余信号RS。剩余信号RS的分布与翻转角的分布互补，也就是其相应于90°的翻转角的偏差。然后，nD饱和信号分布确定装置95基于所确定的剩余信号RS的分布以及中心区域ZB和周围区域UB的边界确定在整个待成像的区域FoV中的多维的nD饱和信号的分布nD-MP。nD饱和脉冲确定装置96基于多维的nD饱和信号的分布nD-MP确定多维的水/脂肪饱和脉冲序列nD-PS，以用于使中心区域ZB和周围区域UB饱和。也就是在该实施方式中，借助1D饱和脉冲和nD饱和脉冲的组合来精确地使周围区域UB饱和。
图13示出了按照本发明的磁共振设备1的实施例，其通常根据按照本发明的方法工作。磁共振设备1的核心是磁共振断层成像设备2本身，其中在围绕测量空间5的环形的基本磁场3中定位在患者安置台4(也称为卧榻4)上的患者P。在患者P上和可能的也在其下存在多个局部线圈S，也称为磁共振线圈。
卧榻4可以在纵向上，也就是沿着断层成像设备2的纵轴移动。该方向在同样示出的空间坐标系中被称为z方向。在基本磁场中在断层成像设备2中存在未详细示出的全身线圈，利用其可以发送和接收高频脉冲。此外，断层成像设备2以通常的在附图中未示出的方式具有梯度线圈，以便能够在每个空间方向x、y、z上施加磁场梯度。
断层成像设备2由控制装置6来控制，该控制装置在此分开地示出。终端14连接到控制装置6。该终端14具有显示屏17、键盘15和用于图形用户界面的指示设备16，例如鼠标16等。终端14作为用户接口使用，通过其操作者操作控制装置6并且由此操作断层成像设备2。控制装置6以及终端14也可以是断层成像设备2的集成部件。
此外，磁共振系统1还可以具有这样的系统的所有另外的通常的组件和特征，例如用于连接通信网络，例如图像信息系统等的接口。但是为了在图13中更清楚起见没有示出所有这些组件。
操作者可以通过终端14与控制装置6通信并且由此负责执行期望的测量，方法是，例如由控制装置6将断层成像设备2控制为，使得通过高频线圈发送所需的高频脉冲序列并且以合适的方式接通梯度线圈。通过控制装置6也采集从断层成像设备到来的、对于成像所需的原始数据RD。为此，控制装置6具有原始数据产生单元7，在其中将从断层成像设备2到来的测量信号转换为原始数据RD。这例如通过使测量信号数字化来实现。在信号分析单元8中，其例如可以是控制装置6的模块，将原始数据RD重建为图像数据BD。例如可以在终端14的显示屏17上显示图像数据BD和/或将其存储在存储器中或经由网络发送。为了执行按照本发明的方法，控制装置6具有控制序列确定单元或HF饱和脉冲序列确定装置9，利用其确定控制序列AS，其例如包括在图3中在示图300中示出的脉冲序列。控制序列确定单元9例如从终端14接收协议数据PR，其具有待确定的脉冲序列的预定的参数值；关于检查对象P的待成像的区域FoV的解剖结构的信息AD以及关于调整数据B0-MP、B1-MP的信息。此外，控制装置6还包括控制序列产生单元10，其被构造为，在磁共振断层成像设备2上处理基于按照本发明的确定方法产生的控制序列AS，从而执行按照本发明的用于控制磁共振成像系统的方法100、400、600、800、1000来产生检查对象P的磁共振图像数据BD。
可以至少部分地或甚至完全地以软件组件的形式建立为了实现本发明在磁共振系统1中所需的组件，诸如控制序列确定单元9或控制序列产生单元10。通常的磁共振系统总是具有可编程的控制装置，从而通过这种方式可以优选地借助合适的控制软件实现本发明。也就是，将相应的计算机程序直接加载到相关的磁共振系统1的可编程的控制装置6的存储器中，该磁共振系统具有程序代码装置，以便执行按照本发明的方法100、400、600、800、1000。通过这种方式也可以简单且低成本地改进已经存在的磁共振系统。
特别地，一些组件也可以作为子程序在控制装置6中已经存在的组件中实现或针对按照本发明的目的共同使用存在的组件。这例如涉及控制序列确定装置9，其例如可以在现有的控制装置6中已经存在的控制序列产生单元10中实施，其为此确定，控制高频线圈、梯度线圈或断层成像设备中的其它组件以合适的方式来执行通常的成像测量。
按照本发明的用于确定用于控制磁共振成像系统来产生检查对象P的待成像的区域FoV的磁共振图像数据BD的控制序列的方法可以极其灵活地与各种要求相匹配。如根据多个实施例示出的那样，该方法可以调谐时间效率、解剖精确性、SAR效率、高的饱和效率或所谓的调整数据的存在。出于该原因，方法具有宽的应用领域，其中相对于通常的方法明显改善提到的标准。
最后还要再次指出，上述方法和装置仅是本发明的优选的实施例并且本发明可以由专业人员改变，只要其通过权利要求书预先给出就不会脱离本发明的范围。由此首先根据躯干区域的示图解释方法和确定装置。当然，利用方法和确定装置也可以产生用于待检查的人员或对象的其它区域的饱和脉冲序列。特别地，本发明的应用也不限于拍摄医学图像数据。出于完整性起见为此指出，使用不定冠词“一”或“一个”不排除有关的特征也能多次出现。同样，术语“单元”不排除其由多个必要时也能空间地分布的组件组成。

Claims (17)

1.一种用于确定用于控制磁共振成像系统来产生检查对象(P)的待成像的区域(FoV)的磁共振图像数据(BD)的控制序列的方法，其中采集磁共振原始数据(RD)，具有如下步骤：
-确定关于检查对象的待成像的区域(FoV)的解剖结构的信息，
-在待成像的区域(FoV)中依据所确定的解剖结构规定周围区域(UB)和中心区域(ZB)，
-确定一维的饱和脉冲序列(1D-PS)，以用于使周围区域(UB，26，26a，26b，26c，26d)饱和，
-确定多维的饱和脉冲序列(nD-PS)，以用于使中心区域(ZB，27)饱和。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，借助解剖分割来获得解剖结构信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，借助自动对齐方法来获得解剖结构信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，完全自动地通过使所采集的解剖坐标参数化并且随后将不同的1D-HF饱和脉冲(1D-PS)和nD-HF饱和脉冲(nD-PS)与参数化的解剖结构空间地匹配来实现该方法。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，沿着几何曲线(22a)的切线在最多六个方向上对齐1D-HF饱和脉冲(1D-PS)，并且然后使用nD饱和脉冲(nD-PS)，以便成像在中心区域(ZB)中的残余的精细结构。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，借助1D-HF饱和脉冲(1D-PS)使待成像的区域(FoV)的未被B1/B0图足够覆盖的部分区域饱和。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在最小的彼此重叠以及最小的总面积的观点下构造周围区域(26a，26b，26c，26d)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，具有以下步骤：
-使用调整数据，其包括B0图(B0-MP)，以及B1图(B1-MP)，用于仿真周围区域(UB)中的1D饱和，
-确定与所确定的1D饱和互补的剩余信号(RS)的图，
-将剩余信号(RS)的图集成到用于待产生的nD饱和信号的nD饱和目标图(nD-MP)中，
-基于nD饱和目标图(nD-MP)确定nD饱和信号脉冲序列(nD-PS)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法关于HF饱和脉冲的最小持续时间被优化。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，提供用户界面用于对于可能的设置通过用户来选择不同的饱和脉冲序列(1D-PS，nD-PS)。
11.一种用于控制磁共振成像系统来产生检查对象(P)的磁共振图像数据(BD)的方法，其中采集磁共振原始数据(RD)，具有
-用于产生饱和脉冲的步骤，利用根据权利要求1至10中任一项所述的方法来确定该饱和脉冲，
-激励过程，其中产生HF激励脉冲，
-读取过程，其中接收HF信号，以用于采集磁共振原始数据(RD)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，提供用户界面用于对于可能的设置通过用户来选择不同的饱和脉冲序列(1D-PS，nD-PS)。
13.一种HF饱和脉冲序列确定装置(9)，具有：
-输入接口(91)，用于采集关于检查对象(P)的待成像的区域(FoV)的解剖结构的信息，
-饱和区域规定装置(92)，用于依据所确定的解剖结构规定待成像的区域(FoV)中的周围区域(UB，26a，26b，26c，26d)和中心区域(27，ZB)，
-1D饱和脉冲确定装置(97)，用于确定使周围区域(UB，26a，26b，26c，26d)饱和的一维的水/脂肪饱和脉冲序列(1D-PS)，和
-nD饱和脉冲确定装置(96)，用于确定使中心区域(ZB)饱和的多维的水/脂肪饱和脉冲序列(nD-PS)。
14.一种磁共振成像系统(1)，包括控制装置(6)，其被构造为，用于在使用根据权利要求1至12中任一项所述的方法的条件下控制磁共振成像系统(1)。
15.根据权利要求14所述的磁共振成像系统(1)，该磁共振成像系统包括根据权利要求13所述的HF饱和脉冲序列确定装置(9)。
16.一种具有计算机程序的计算机程序产品，该计算机程序能够直接加载到磁共振成像系统(1)的控制装置(6)的存储器装置中，具有程序片段，用于当计算机程序在磁共振成像系统(1)的控制装置(6)中运行时执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤。
17.一种计算机可读的介质，在其上存储了由磁共振成像系统(1)的计算单元可读的且可执行的程序片段，用于当由计算单元运行程序片段时执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤。
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