CN109633501A - 用于调节磁共振断层摄影（mrt）装置的磁场的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于调节具有磁体(2)的磁共振断层摄影(MRT)装置(1)的磁场的方法，包括：‑在斜降模式(10)下将所述磁体(2)从操作状态转变到非操作状态；‑随后在斜升模式(20)下将所述磁体(2)从非操作状态转变到操作状态；‑观测(20)不同于所述磁场的参考参数；‑设置(25)用于所述参考参数的目标值；‑将观测到的参考参数与所述目标值进行比较(35)；以及‑当所述参考参数达到所述目标值时，完成(40)斜升模式。

Description

用于调节磁共振断层摄影(MRT)装置的磁场的方法
技术领域
本发明描述了使用磁力供应装置和磁共振断层摄影(MRT)装置的用于调节磁共振断层摄影(MRT)装置的磁场的方法，。
背景技术
磁共振断层摄影(MRT)装置在现有技术中是众所周知的。MRT装置的基本元件是通过其磁场限定由位于MRT中的患者或取样器(probe)发射的辐射的中心频率的磁体，其中在通过高频脉冲激发之后发射辐射。对应于中心频率，MRT装置的接收线圈适于接收发射辐射。
对于超导磁体，必须使用常见的低温溶液来冷却氦浴中的磁体，其中磁体线圈在容器中与液体氦直接接触。大多数系统使用大约1000-2000升的液态氦，由于管理氦库存的复杂性，这增加了成本。超导磁体的当前趋势之一是大幅减少(低氦库存-LHI)或从磁体去除氦系统(干磁体)。这已经在用于NMR和动物MRI的小磁体上看到过。去除氦系统在将这样的磁体在实际医院或临床环境中操作存在许多技术挑战和实际挑战。特别是，对于“LHI和干磁体”，有可能发生现场电力供应故障和/或磁体制冷系统的冷却供应故障，存在“猝熄”的风险，其中磁体线圈变得有电阻，导致磁场的快速减少和磁体的升温，导致漫长的恢复时间和客户停机时间。为了减少MR系统对于客户的停机时间，MRT装置应当在这种情况下耗尽到零场，特别是通过使用斜降(ramp-down)模式将磁体从操作状态转变为非操作状态，但避免猝熄后的漫长恢复时间。一旦磁体制冷已恢复，通过再冷却磁体并将磁体再升到磁场，磁体从非操作状态转变到操作状态。然而，与先前实现的磁场相比，磁场的该重建可能导致在斜升(ramp-up)模式结束时建立的磁场的偏移。由此产生的发射辐射的中心频率与接收线圈的中心频率之间的不匹配导致MRT装置的传输性能降低。
发明内容
因此，本发明的目的是在斜降模式之后精确地调节MRT装置的磁场，特别是以有成本效益的且容易的方式。
该目的通过根据权利要求1所述的用于调节磁共振的磁场的方法；通过根据权利要求13所述的磁力供应装置和根据权利要求15所述的磁共振断层摄影(MRT)装置而实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于调节具有磁体的磁共振成像(MRT)装置的磁场的方法，包括：
-在斜降模式下将所述磁体从操作状态转变到非操作状态；
-随后在斜升模式下将所述磁体从非操作状态转变到操作状态；
-观测不同于磁场的参考参数；
-设置用于所述参考参数的目标值；
-将观测到的参考参数与所述目标值进行比较；以及
-当所述参考参数达到所述目标值时，完成斜升模式。
与现有技术相比，通过观测不同于磁场的参考参数并且通过将观测到的参考参数与目标值进行比较以用于确定斜升模式的结束来重建MRT装置的磁场。换句话说：不直接测量磁场，并且因此可以避免用于观测磁场的复杂测量系统。另外，可以精确地调节磁场以用于建立与接收线圈的中心频率匹配的期望中心频率。由此在斜升模式结束时重建期望的磁场。特别地，提供了控制单元，其用于
-将观测到的参考参数与目标值进行比较；以及
-完成斜升模式以用于重建期望的磁场。优选地，在斜升模式期间连续地比较参考参数和目标值。
特别地，规定在斜升模式下，连续增加导致磁场的电流以用于实现磁场，并且在斜降模式下，减小该电流。由此电流由磁力供应装置提供。而且，规定这些方法涉及在先前的斜降模式之后(即，在先前停机之后)启动的斜升模式，例如出于安全原因，用于维护工作或用于恢复MRT装置的故障。短语“观测不同于磁场的参考参数”是通用的，用于在没有用于直接测量磁场的装置(例如磁通计、AC霍尔传感器、DC霍尔传感器、SQUID传感器或磁通门)的情况下进行测量。相反，观测或测量不同的参数。优选地，仅在斜升模式期间或在斜升模式的限定时间跨度期间观测参考参数。
如以下描述中所揭示的，从属权利要求给出了本发明的其他有利实施例和特征。可以适当地组合不同权利要求类别的特征以给出本文未描述的其他实施例。
根据优选实施例，规定所述参考参数是电流，特别是用于实现所述磁体的磁场的电流。例如通过将分流器集成到磁力供应装置中，可以容易地建立测量实现磁场的电流。此外，无论如何都要观测在斜升模式期间观测的电流。因此，不需要将新的测量装置集成到MRT装置中。
优选地，规定为了设置所述目标值，在先前的斜升模式，例如前一斜升模式期间校准电流。特别地，在校准模式下，MRT装置在斜升模式下操作，同时测量中心频率和电流。一旦达到接收线圈的期望中心频率，测量对应的电流并将其作为目标值保存到存储器装置。通过依赖于保存的目标值，控制单元将在后续斜升模式下测量的实际参考参数与保存在存储器装置中的目标值进行比较。可以想到在安装期间或在维护工作期间发生负责校准的先前斜升模式。
在优选实施例中，规定为了设置所述目标值，在先前斜降模式期间，特别是在斜升模式之前的斜降模式期间校准电流。结果，在接近斜升模式时执行校准。这允许降低磁力供应装置处的电流测量装置的精度、可重复性和再现规范。因此，分流器可以用作电流测量装置，代替更精确和稳定的相当的昂贵电流传感器。特别地，将这样的分流器集成到磁力供应装置中确保了关于磁力供应装置的定位的更大灵活性，原因是分流器不像电流传感器那样对杂散磁场敏感。此外，在该实施例中不需要MRT装置来监测和存储电流测量装置的校准。因此，可以避免涉及定期服务或客户牵涉的更复杂过程。
优选地，规定为了设置所述目标值，在斜降模式的启动阶段期间观测电流。特别地，在斜降模式开始之前(即，在电流减小之前)立即测量电流。结果，将用于实现期望磁场的最后已知电流值的电流值设置为目标值。这是设置目标值的一种特别容易的方法。在启动阶段校准目标值的另一个优点是不需要必须放入MRT装置中的另外的取样器。
在本发明的另一个优选实施例中，规定通过包括在所述MRT装置的磁力供应装置中的电流测量装置测量电流。通过将电流测量装置集成到磁力供应装置中，还可以有利地减少布线工作以及用于屏蔽电流测量装置的屏蔽工作。结果，可以避免关于布线和屏蔽的额外成本。
根据本发明的另一个实施例，规定所述斜降模式是紧急斜降模式。因此校准(即，设置目标值)包含到紧急斜降中。优选地，一旦启动紧急减速，就测量电流。因此，可以尽快开始减小电流。
在根据本发明的另一个实施例中，规定所述参考参数是频率，特别是由放置在所述MRT装置中的体模(phantom)发射的频率。一旦发射的频率达到接收线圈的中心频率，就停止斜升。在该情况下，目标值对应于接收线圈的中心频率。因此，只需要将体模或取样器定位到MRT装置中。优选地，规定斜变模式被中断并且建立低于期望磁场的磁场。随后，体模定位在MRT装置中并且继续斜变模式。结果，可以在没有体模的情况下执行斜变模式的开始，例如在诸如夜间的MRT装置的无人看管状态下。
特别地，规定在斜升模式开始之前或斜升模式期间将体模(例如PTAB体模)放置，优选自动放置到所述MRT装置中。通过自动放置体模，可以保证体模的位置是可重复的，并且不需要操作员的干涉。
根据本发明的另一个实施例，规定在预定时间段之后，特别是自动地重置设置目标。结果，例如，考虑到电流测量装置的老化，不时刷新目标值。
在另一个实施例中，规定斜降模式由控制单元启动
-通过所述MRT装置的故障消息(特别是关于影响磁体制冷的任何故障)。
-在限定时序之后和/或
-作为激活的结果。因此，出于安全原因、为了恢复MRT装置的功能或为了节省能量，可以关闭MRT装置。
优选地，规定操作状态下的磁场小于1.5T，优选小于1.0T，更优选小于0.5T。那些磁场对应于低场系统，其比磁场大于1.5T的系统对偏离中心频率更敏感。因此，根据本方法调节磁场对磁场小于1.5T的MRT装置具有特别积极的影响。
本发明的另一方面是一种磁力供应装置，其配置用于
-在斜降模式下将磁体从操作状态转变到非操作状态；
-随后在斜升模式下将所述磁体从非操作状态转变到操作状态；
-观测参考参数；
-设置用于所述参考参数的目标值；
-将观测到的参考参数与所述目标值进行比较；以及
-当所述参考参数达到所述目标值时，完成斜升模式。
根据本发明的优选实施例，规定所述磁力供应装置包括电流测量装置。
本发明的另一方面是一种磁共振断层摄影(MRT)装置，其配置用于
-在斜降模式下将磁体从操作状态转变到非操作状态；
-随后在斜升模式下将所述磁体从非操作状态转变到操作状态；
-观测参考参数；
-设置用于所述参考参数的目标值；
-将观测到的参考参数与所述目标值进行比较；以及
-当所述参考参数达到所述目标值时，完成斜升模式。
附图说明
在图中：
图1示出了流程图，其示出根据本发明的第一优选实施例的用于调节磁共振断层摄影装置的中心频率的方法。
图2示出了流程图，其示出根据本发明的第二优选实施例的用于调节磁共振断层摄影装置的中心频率的方法。
图3示出了流程图，其示出根据本发明的第三优选实施例的用于调节磁共振断层摄影装置的中心频率的方法。
图4示出了流程图，其示出根据优选实施例的目标值的设置。
图5示出了流程图，其示出根据本发明的第四优选实施例的用于调节磁共振断层摄影装置的中心频率的方法。
具体实施方式
在图1中，示出了流程图，其示出根据本发明的第一优选实施例的用于调节磁共振断层摄影(MRT)装置1的中心频率的方法。磁MRT装置1的基本元件是由磁体2和高频脉冲产生的磁场。为了记录来自振荡磁场的MRT成像能量临时以适当的中心频率施加到患者或取样器，例如体模。结果，激发的氢原子发射射频信号，所述射频信号由接收线圈测量。优选地，提供高频放大器以用于覆盖围绕中心频率的频带，以便考虑由被测量的取样器(特别是患者)的厚度引起的频移。然而，传输性能强烈地取决于发射频率与针对接收线圈优化的期望中心频率的偏差，特别是在磁场由于反射效应而小于1T或0.5T的情况下。这些反射效应尤其是对于分配给小磁场的低中心频率，组织(优选人体组织)的导电性降低的结果。结果，与使用较高磁场的系统相比，在接收线圈处由患者引起的损失较小并且反射系数变化更强烈。另一个问题是不同的反射系数分别分配给接收线圈的部分，并且导致传输性能降低。
因此，应当避免由磁场导致的中心频率与接收线圈的中心频率之间的不匹配。然而，确定中心频率的磁场随时间减小或者通过自动斜升模式20不精确地调节，所述自动斜升模式将磁体从非操作状态转变到操作状态。这种自动斜升模式20跟随斜降模式，其优选地需要“干磁体”，具有由于冷却故障和/或由于电力故障而停机的高概率。根据图1所示的实施例，规定在斜降模式10之后，在将磁体从非操作状态转变到操作状态的斜升模式20下重建磁场。优选地，在完成斜降模式10和开始斜升模式20之间的时间内恢复MRT装置的功能，例如冷却机构或电流供应。为了调节对应于针对接收线圈优化的期望中心频率的适当磁场，提供观测30，特别是测量参考参数。这样的参考参数可以是电流或频率。此外，提供设置25用于参考参数的目标值。通过将观测到的参考参数与目标值进行比较，当参考参数对应于目标值时，可以完成斜升模式20。因此，可以通过使用参考参数代替直接测量磁场来控制磁场。因此，可以在没有用于测量磁场的扩展装置的情况下完成调节磁场。
在图2中，示出了流程图，其示出根据本发明的第二优选实施例的用于调节磁共振断层摄影装置的中心频率的方法。在图2所示的实施例中，规定参考参数是频率，优选地是在斜升模式20期间由暴露于磁场和高频脉冲的体模发出的频率。通过比较35发射频率和目标值，即分配给接收线圈的中心频率，当测量的频率达到中心频率时，可以完成斜升。然后建立，特别是重建期望磁场。为了测量由体模发射的辐射的频率，规定在开始斜升模式20或完成斜降模式之前将体模放置到MRT装置1中，特别是放置到磁体内部。也可以想到，将体模(例如PTAB体模)自动放置在用于调节期望磁场的斜升模式20的适当位置。也可以想到，当达到目标磁场以下的近似磁场时，斜升模式20开始并且参考值的观测30开始。随后放置体模并继续斜升模式20，特别是通过递增地增加磁场，直到体模发射中心频率。因此，可以在没有体模的情况下执行斜升模式20的一部分，例如在夜间。
在图3所示的实施例中，规定参考参数是电流，特别是用于建立期望磁场的电流。优选地，通过集成到磁力供应装置60中的分流器62测量电流，所述磁力供应装置提供用于实现期望磁场的电流。在该情况下，目标值对应于建立期望磁场的电流，并且一旦达到目标值，特别是目标电流，就完成斜升模式20。
优选地，该方法包括例如通过校准过程设置24目标值。在图4中，示出了在斜升模式20或斜降模式10期间通过校准过程或校准模式设置25目标值。例如，通过校准过程设置25目标值是在MRT装置的安装期间执行的，或者通过在确定的一段时间(例如每六个月)之后重复校准过程来刷新目标值。为了校准，规定在校准模式下观测频率。一旦频率达到期望的中心频率，就测量电流并将其保存到存储器装置。保存的电流值表示设置的目标值。通过刷新目标值，可以有利地考虑电流测量装置老化。因此，中心频率保持在其最佳水平。
在图4中，示出了框图，其示出根据第四优选实施例的用于调节MRT装置1中的磁场的方法。类似于图4的实施例，参考参数是电流，特别是集成到磁力供应装置62的分流器62中的电流。与图4的实施例相反，在紧急斜降模式期间设置目标值。特别地，在斜降模式10的初始阶段中，优选地在减小电流以使MRT装置停机之前测量电流。结果，可以通过使用在紧急斜降模式之前建立适当磁场的最后已知电流值来重建磁场。因此，以简单且有效的方式精确地重置磁场，并且避免了涉及定期服务访问或客户牵涉的复杂过程，例如将取样器放入MRT装置中。
在图5中，示意性地示出了MRT装置的电路图。特别地，规定MRT装置的磁体的电流由磁力供应装置60提供。此外，电路图包括并联连接的二极管61。为了测量用于建立磁体的磁场的电流，提供了分流器62。分流器优选地集成在二极管61和磁体2之间。观测到的电流传送到控制单元65。控制单元65优选地将观测到的电流与保存在存储器中的目标值进行比较，并且一旦参考参数达到目标值就停止磁力供应装置的斜升模式20。

Claims (15)

1.一种用于调节具有磁体(2)的磁共振断层摄影(MRT)装置(1)的磁场的方法，包括：
-在斜降模式(10)下将所述磁体(2)从操作状态转变到非操作状态；
-随后在斜升模式(20)下将所述磁体(2)从非操作状态转变到操作状态；
-观测(20)不同于所述磁场的参考参数；
-设置(25)用于所述参考参数的目标值；
-将观测到的参考参数与所述目标值进行比较(35)；以及
-当所述参考参数达到所述目标值时，完成(40)斜升模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考参数是电流，特别是用于实现所述磁体的磁场的电流。
3.根据权利要求2所述的方法，其中为了设置(25)所述目标值，在先前的斜升模式(20)，例如前一斜升模式(20)期间校准电流。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中为了设置(25)所述目标值，在先前斜降模式(10)期间，特别是在斜升模式(20)之前的斜降模式(10)期间校准电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其中为了设置(25)所述目标值，在斜降模式(10)的启动阶段期间观测电流。
6.根据权利要求2至5之一所述的方法，其中通过包括在所述MRT装置(1)的磁力供应装置(60)中的电流测量装置测量电流。
7.根据权利要求4至6之一所述的方法，其中所述斜降模式(10)是紧急斜降模式。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考参数是频率，特别是由放置在所述MRT装置(1)中的体模发射的频率。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在斜升模式(20)开始之前或在斜升模式(20)期间将所述体模放置，优选自动地放置到所述MRT装置(1)中。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在预定时间段之后，特别是自动地重置所述目标值。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中斜降模式(10)由控制单元(65)启动，
-通过所述MRT装置的故障消息(51)
-在限定时序之后和/或
-作为激活(52)的结果。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中操作状态下的磁场小于1.5T，优选小于1.0T，更优选小于0.5T。
13.一种磁力供应装置(60)，其配置用于
-在斜降模式(10)下将磁体(2)从操作状态转变到非操作状态；
-随后在斜升模式(20)下将所述磁体(2)从非操作状态转变到操作状态；
-观测(30)参考参数；
-设置(25)用于所述参考参数的目标值；
-将观测到的参考参数与所述目标值进行比较(35)；以及
-当所述参考参数达到所述目标值时，完成(40)斜升模式。
14.根据权利要求12所述的磁力供应装置(62)，其中所述磁力供应装置(62)包括电流测量装置。
15.一种磁共振断层摄影(MRT)装置(1)，其配置用于
-在斜降模式(10)下将磁体从操作状态转变到非操作状态；
-随后在斜升模式(20)下将所述磁体从非操作状态转变到操作状态；
-观测(30)参考参数；
-设置(25)用于所述参考参数的目标值；
-将观测到的参考参数与所述目标值进行比较(35)；以及
-当所述参考参数达到所述目标值时，完成(40)斜升模式(20)。
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