CN1823684A - 控制高频装置的方法、磁共振断层造影系统及高频控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在对相对于高频装置(2)的发射场运动的检查对象进行磁共振测量期间控制磁共振断层造影系统(1)的高频装置(2)的方法,其中,高频装置(2)按时间间隔发送高频脉冲并按时间间隔测量测量值。按时间间隔确定表示检查对象相对于发射场的当前位置的位置值。借助测量值和位置值确定表示高频脉冲对承受高频脉冲的检查对象生理作用的负荷值;分别基于多个负荷值构成负荷控制值;当负荷控制值达到或超过负荷边界值时,限制高频装置(2)的功能。此外还涉及实施该方法的具有相应高频装置(2)和高频控制装置(10)的磁共振断层造影系统(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制用于磁共振断层造影系统的高频装置的方法,以及具有这样的高频装置的磁共振断层造影系统和用于实施该方法的相应高频控制装置。
背景技术
近年来在医疗领域作为成像方法产生了基于对身体部位中质子的核自旋进行检查的方法。该方法主要有三个步骤:首先在身体周围产生强稳定均匀磁场并由此产生所涉及身体部位中质子的稳定对齐。然后通过输入电磁高频能量来改变该稳定对齐。第三步结束该能量刺激并借助适当的接收线圈对身体中产生的磁共振信号进行测量,以得出关于该身体部位中组织的结论。用于实施这样的成像方法的系统也称为磁共振断层造影系统或核自旋断层造影系统。
磁共振断层造影系统包括多个分别需要采用现代昂贵技术的共同作用的组成部分。本发明也涉及到的磁共振断层造影系统的中心元件是高频装置。该高频装置尤其用于产生要射入身体部位的高频脉冲。
由磁共振断层造影系统的高频装置的高频功率放大器发出的高频脉冲通过测量设备导向发送线圈,发送线圈将高频脉冲射入身体部位。在此“发送线圈”的概念可理解为用其可发射高频脉冲的任意天线装置。
随着磁共振断层造影系统的开发和建立,为了保证患者的安全而标准化了规定向人体进行高频辐射的最大值的边界值。在此典型的边界值是最大允许SAR值(SAR=Specific Absorption Rate,具体吸收率)。
为了保持该边界值利用上述测量设备采集表示由发送线圈发射的高频脉冲的功率的测量值。基于多个功率测量值构成功率控制值。然后,迄今是将该功率控制值与由标准预先给出的刚性功率边界值进行比较,该刚性功率边界值这样选择,使其不超过预定的SAR边界值。然后当控制值超过预定的阈值时,高频装置将自动地限制其功能。
这意味着迄今为止最大允许SAR值被换算为最大允许功率,并对该功率边界值进行监控。但高频能量对人体或动物体的生理作用除其它外取决于频率和线圈类型,即取决于线圈是圆极化还是线性极化发送的,或例如其是体线圈还是表面线圈。此外,该作用还取决于线圈在患者身体上的位置。因此对于迄今的监控方法,当作为基础的参数(例如位置)改变时,必须至少部分地以与实际临界值巨大的安全距离工作,以保证患者100%的安全。即允许功率边界值通常远低于保持最大负载实际所需的值。
通常由于利用低的高频功率也会得到低的图像质量,因此期望能减小该过大的安全距离。在此尤其还考虑到,低的图像质量会最终导致有时图像无法提供期望的诊断可能性或甚至须重新拍摄图像,而这又会导致患者负担的增加。
公知监控方法的另一问题在于,由于断层造影装置的尺寸而限制了在测量期间的可视窗口,即所谓的“视野”。为了能够在测量中拍摄人的全身,须在磁共振测量中使人移动通过磁铁。也就是使人相对于由发送线圈辐射的高频场(以下称为“发送场”)运动。在此要使人的不同身体部位先后受到高频辐射。因此由高频装置辐射的功率将导致不同的具体吸收率,即在测量过程中对于移动的检查对象来说吸收率不是恒定的,如在迄今的测量方法中的情况那样,其中使患者在测量期间分别处于特定的相对于高频天线的位置。同样,如具体吸收率本身随检查对象相对于高频天线的位置变化一样,SAR边界值也随患者位置而变化。
但在迄今的方法中,在测量期间既不能考虑具体吸收率的当前变化也不能考虑SAR边界值的当前变化。
为了遵守SAR边界值而不考虑较大的容差,在DE 101 50 137 A1和DE101 50 138 A1中提出了这样的方法,其中,在进行测量之前基于患者数据、患者相对于发送天线的位置以及计划的测量参数来计算当前期望的SAR值。然后必要的话改变参数,直至SAR值处于SAR边界值之内。在此,通过将当前测量状况和在数据库中预先给定的不同测量状况(针对这些测量状况存储了预先计算出的SAR值)进行比较来确定当前SAR值。然后将与当前测量状况最接近的测量状况的SAR值当作当前SAR值引入。因此在该方法中要为整个测量预先确定在哪个时刻可以对患者给出何种高频功率。在这样的方法中涉及SAR值的控制不是自主的,而是依赖于由预先给定用于测量的脉冲序列的测试程序预测的数据。在此不能考虑由未预见的事件出于任何原因而导致的测量过程的突变。在该方法中尤其无法在测量中将患者移动通过断层造影装置。在此对全身的拍摄以这样的方式进行:在不同的固定位置进行测量,然后将不同“视野”的图像数据进行综合。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是,提供一种控制高频装置的技术教导,其即便是在测量期间也能防止对相对于发射场运动的检查对象辐射的高频功率超过患者的安全边界值,而另一方面又能尽可能好地接近该安全边界值,使得能够在该边界值以内以尽可能高的发射功率进行测量。此外还提出了能够实施该方法的相应磁共振断层造影系统和高频控制装置。
在此本发明首先基于以下认识,在本文开始所述的常规控制高频装置的方法中由于技术上的测量方法通常要遵守不必要大的安全距离。如上所述,这是由于该方法将SAR边界值换算为功率边界值,然后对该给定的功率边界值的保持进行控制。在此该功率边界值仅准确地涉及一个测量位置。而对所有其它测量位置则仅是全局提高的安全距离。
利用这一认知提出,按时间间隔确定表示检查对象相对于发射场的当前位置的位置值,并借助该位置值和按时间间隔测量的表示高频脉冲功率的测量值首先确定表示高频脉冲对检查对象的生理作用的负荷值。
然后分别基于多个负荷值构成负荷控制值,最后基于该负荷控制值进行实际的监控。当负荷控制值达到或超过负荷边界值时,限制高频装置的功能。
按照本发明的方法限制高频装置的功能例如可以通过断开发送装置或高频功率放大装置、不时地抑制所涉及的装置、或降低发送功率实现。
在按照本发明的方法中,只要基于表示高频脉冲的功率的各测量值确定的负荷值是以当前SAR负荷值的形式计算的,例如就可以直接将SAR边界值作为负荷边界值。然后借助该当前SAR负荷值可以与迄今利用功率控制值实施的方法类似的方式来构成负荷控制值,其中例如在特定的法律规定的预定时间段内对负荷值求平均值和/或进行积分,以构成负荷控制值。下面还将对形成负荷控制值的优选方式详细描述。
优选为了确定位置值确定检查对象位于其上的检查台相对于发送场的当前位置。这样仅需预先确定检查对象以何种姿态位于检查台上的哪个位置。检查对象的当前位置的位置值可以由检查台控制器直接采用。在这种情况下不需要其它测量单元。但在另一优选方式中,在检查台上设置了适当的位置测量器,从而在按照本发明的方法中总是使用实际位置而不是额定位置作为位置数据。还可以确定检查对象相对于检查台的姿态,对此以下还将详述。
因此,利用本发明的方法在将检查台移动穿过断层造影装置时针对高频辐射场中的每个台位从而也针对检查对象的每个位置都确定和考虑当前的实际负荷。由此不仅对预先计划的位置,也对例如通过手动改变测量流程或由于卧榻定位的机械故障引起的未预见的位置正确地实施负荷边界值监控。
在采用本发明时要在磁共振断层造影系统内监测患者的高频负荷。因此须采用尽可能好地表示发送线圈中存留的功率或由发送线圈辐射的功率的测量值。因此优选测量值分别基于高频装置的发送装置向发送线圈给出的前向功率和由发送线圈返回的反向功率之间的差。
但由于直接表示由发送装置发出的高频脉冲的功率的测量值还间接表示所产生的、在发送线圈中存留的功率,原理上例如还可以在更简单的实施方式中仅采用发送装置发出的功率或相应的测量值。
优选还可将所测量的测量值以预处理的形式、即例如在模拟/数字转换和/或将有效电压转换为前向功率和反向功率之差以后用于继续确定负荷值。高频脉冲之间的时间间隔和测量之间的时间间隔通常可以是相同的或不同的。
基于测量值确定负荷值可以相对简单地通过将所涉及的测量值与作用系数相乘实现,其中该作用系数与位置相关。即作用系数间接地通过检查台位置或者直接与检查对象相对于发射场的位置相关。
在此原理上与位置相关的作用系数可以在测量中自动计算出。但由于确定作用系数的计算开销较高,优选在实施磁共振测量之前确定与位置相关的作用系数并为在测量中应用而存储。然后仅需借助所给定的、例如给出确切的检查台位置的当前位置值来确定相应的作用系数,并然后将该作用系数与表示高频脉冲功率的当前测量值相乘,以确定确切的当前功率值。只要相应地选择作用系数,就可以通过与当前测量值相乘直接确定在所涉及的时刻的瞬时SAR值。因此在按照本发明的方法中,在测量运行时通过选择与位置相关的作用系数而重新对测量和监测链进行参数化。
优选基于磁共振预测量、即所谓的“预扫描”来确定针对不同的检查台位置或检查对象在检查台上的位置计算吸收数据以及由此的作用系数所需的数据。这样的预扫描可单独用于确定各与位置相关的吸收并由此以不够精确但就高频辐射而言很大的安全余量来实施。
通常在计算作用系数时还可引入发送高频线圈的频率、线圈几何形状和诸如身体结构、身高、体重等特定患者参数。例如可简单地确定适当的SAR系数,其中,计算在特定的功率、特定的患者或患者类型、线圈的特定位置或特定几何结构、特定的频率以及特定的检查台或患者位置时患者内所产生的SAR负荷并与功率相除。
只要高频辐射通过多个发送路径、例如以不同的频率或通过不同的发送线圈辐射,还可以分别对各个发送路径确定不同的负荷值。然后将各个表示高频功率的测量值与相应的每个发送路径的作用系数相乘。可将各个发送路径的负荷值相加,或通过其它方式、如加权相加相关联,以得到总的负荷值。
原理上还可以根据其它参数来确定作用系数。例如在不损害健康的情况下患者所能承受的最大高频功率取决于不同的环境参数。在最大高频功率和如患者周围的温度和/或空气湿度的气候值之间常常存在直接的关系,因为在此对于相同的高频功率会得到不同的瞬时SAR负荷值。这样的环境参数还可以附加地或替代地在确定负荷边界值时加以考虑。
在由负荷值确定负荷控制值时,优选观察在关于测量值或由此确定的负荷值的时间范围内滑动的时间窗。由此,为了与负荷边界值进行比较而引入的负荷控制值(其分别基于所观察时间窗内的多个测量值或负荷值)例如时间非常近地反映了在磁共振断层造影系统中在过去的时间里事实上对患者造成的辐射负荷。
在一个非常优选的实施方式中,对负荷值(以及由此的高频功率)的监测通过不同的、相互重叠的时间窗(即例如一个短时间监测和一个长时间监测)实施。在此同时为多个不同的长时间窗、优选为两个10s和360s的时间窗分别确定负荷控制值,并将其与对各时间段有效的负荷边界值分别比较。然后当只要有一个负荷控制值达到或超过所属的负荷边界值时,就限制高频装置的功能。该方法用于在较长的时间窗上监测特定高剂量的辐射,并同时注意不会在较短的时间窗内使要监测的较长时间窗内的总允许功率辐射到患者身上并因此由于短时间超负荷而对患者造成危害。
为了能够独立于每个时间光栅工作,可基于多个分别用两个相继的测量值的测量之间的间隔长度加权的负荷值的和来产生负荷控制值。即例如将负荷值与前次测量和所涉及的测量之间的间隔长度相乘。以这种方式将负荷值在所观察的时间窗内进行面积积分并从中例如计算出负荷平均值。
本发明还涉及一种具有发送高频脉冲的高频装置的磁共振断层造影系统,具有用于在磁共振测量期间使检查台连同位于其上的检查对象一起相对于高频装置的发射场移动的检查台控制器;用于测量表示发送的高频脉冲的功率的测量值的测量装置;以及与该测量装置耦合的高频控制装置。
可以优选用程序技术实现的、实施为处理器装置的高频控制装置这样构成:按时间间隔测量测量值及确定位置值,借助该测量值和位置值确定表示高频脉冲对承受高频脉冲的检查对象的生理作用的负荷值。此外该高频控制装置还这样实施,基于多个负荷值构成负荷控制值,并在该负荷控制值达到或超过负荷边界值时,限制高频装置的功能。
此外磁共振断层造影系统还包括所有其它常规组件,例如用于产生磁场的磁铁系统、具有多个梯度线圈、用于施加磁场梯度的梯度系统、例如作为高频装置的一部分并具有接收线圈、适当的接收放大器和图像计算机的高频接收系统。在此也可将发送线圈作为接收线圈。
同样本发明还包括相应的高频控制装置,其具有用于输入测量值的测量值输入端、用于输入位置值的位置值输入端,以及用于输出控制信号的控制信号输出端。高频控制装置这样构成,按时间间隔测量测量值及确定位置值,借助该测量值和位置值确定表示高频脉冲对承受高频脉冲的检查对象的生理作用的相应负荷值。此外高频控制装置还用于基于多个负荷值的和构成负荷控制值,并在负荷控制值达到或超过负荷边界值时,在控制信号输出端输出导致限制该高频装置功能的控制信号。
附图说明
以下借助附图所示实施例对本发明进行详述。图中示出:
图1示出按照本发明的磁共振断层造影系统的示意图;
图2示出在计算用于根据辐射的发送功率确定SAR负荷的方面系数时采用的圆柱模型;
图3举例示出瞬时总负荷的可能变化与负荷边界值;
图4示出控制高频装置的方法的简化流程图。
具体实施方式
图1示意性示出磁共振断层造影系统1的主要部件。包括具有基本磁场磁铁3及高频发送和接收天线4的实际断层造影装置。由于本发明涉及对发射的高频功率的监控,因此在以下将该高频发送和接收天线4简称为发送线圈4。这样的包围断层造影的整个测量空间的发送线圈4通常也称为整体线圈或体线圈。其可以按照所谓的鸟笼形天线构成。上面躺着检查对象O、即患者的检查台5位于由该发送天线4包围的、大部分发射场延伸于其中的测量空间中。检查台5可通过未示出的驱动系统沿断层造影装置或发送天线4的纵轴穿过该断层造影装置移动。对该用于检查台5的驱动系统的控制通过检查台控制器6实施。
这样的磁共振断层造影系统1的另一重要组成部分是高频装置2,在此选择的显示集中于该高频装置2的发送分支。磁共振断层造影系统除了该高频装置2的发送分支外还包括未示出的高频接收系统,其具有至少一个接收线圈和一个适当的接收放大器,在此,发送高频脉冲的高频天线4也可以作为接收天线使用。附加地或替代地,还可以使用如放置于患者的待检查身体部位的头线圈或其它平面线圈等局部线圈。图像计算机用于由接收的信号再现出图像,以将图像显示在显示屏上和/或存储在存储器中。此外磁共振断层造影系统还包括同样未示出的、由位于断层造影装置中且用于向检查对象O施加磁场梯度的梯度线圈组成的系统。
测量控制装置7用于协调各组件之间的相互作用。
高频装置2除了发送线圈4外还包括具有高频功率放大器装置(未示出)的发送装置8,其发送10W至20KW功率范围内的高频脉冲H。
发送装置8由测量控制装置7控制。测量控制装置7例如可由操作者通过包括显示器、键盘、鼠标等的用户接口21用常规的方式进行控制。在测量控制装置7中基于预先给定的测量规程控制各测量过程,并除了通过发送装置8发送高频脉冲H外还对基本磁场磁铁3和(未示出的)磁场梯度进行与断层造影匹配的控制,从而执行所期望的测量。
由发送装置8通过发送电缆向测量设备9发送高频脉冲H。高频脉冲H由测量设备9导向断层造影装置的高频天线4。然后,高频脉冲H由高频天线4辐射到患者O的定位在检查台5上并位于高频天线4内的身体部位。
测量设备9在此实施为传感器、尤其是实施为所谓的发射天线电平传感器(Transmit-Antenna-Level-Sensor,TALES),其具有定向耦合器,用于将由发送装置8向高频天线4发出的前向功率的一小部分与由高频天线4返回的反向功率去耦合,该反向功率然后被转换为有效电压。如此测量的高频电压尤其可以位于0V至1000V之间。测量的值必要时从测量设备9在经过模拟/数字转换及其它预处理后通过测量值输入端14输入高频控制装置10、也称为PALI(功率放大器限幅器)。
高频控制装置10具有包括数字信号处理器的处理器装置。该装置10的示意结构同样示于图1。
所测量的电压值被以特定的时间间隔、如以20μs的间隔换算为在磁共振断层造影系统的高频天线4中存留的结果功率,其中从输入功率(即前向功率)中又减去反向功率,即以20μs的固定间隔为高频控制装置10采集测量值M。这种将电压值处理为实际期望的测量值M的预处理在测量设备9中进行。但还可以通过测量值输入端14上的接口或在高频控制装置10中进行。
通过另一信号输入端16、即位置值输入端16直接从检查台控制器6向高频控制装置10输入给出检查台5相对于发送天线4的位置的位置值P。还可以由检查台5上的测量装置确定位置值P或间接采用由测量控制装置7向检查台控制器6给出的位置额定值PSoll。在此检查台位置可以精确确定到毫米。目前检查台移动可达约20cm/s。
在数据库11中分别为不同的可能位置值Pn至Pn+k存储了取决于位置的作用系数WFn至WFn+k。由此在高频控制装置10的关联单元13中可以根据相应的当前检查台位置将当前测量值M与所属的作用系数WF相乘,以直接将表示发射的发送功率的测量值M换算为SAR负荷值B。这在图1中示意性示出。然后将负荷值B传送到负荷控制单元12,负荷控制单元12的作用将在以后描述。
在实际测量之前确定对于不同的位置数据Pn至Pn+k的作用系数WFn至WFn+k。为此进行以较大安全余量、即较低高频功率进行患者完整拍摄的预扫描。借助在此获得的测量值可以对每个位置确定所属的作用系数。
对于特定位置值P的各个作用系数WF的这种预先计算可以首先以辐射的功率为前提,然后计算通过该辐射的高频功率产生的SAR值。这可以采用所谓的“方面系数(Aspektfaktor)”来进行,其给出辐射的发送功率在一方面产生多少SAR负荷或患者体内哪些E场通过以特定方式辐射的发送功率感应出。在此当前的标准设置了不同的方面,例如全身方面、头部方面和照射的身体部位方面。为了计算吸收功率例如可以采用圆柱模型,其中用四个均匀的圆柱对患者进行模型化,这四个圆柱分别是一个头圆柱I、一个躯干圆柱(Torsozylinder)II和两个腿圆柱III,如图2所示。身体穿过高频场HF的运动用方向箭头R表示。然后可以借助麦克斯韦尔方程计算各圆柱在外部均匀高频场HF中的吸收。在此还要考虑对患者的照射,即各圆柱模型承受多少辐射。该信息例如由预扫描得到。该简单模型可借助模拟计算和由预扫描得到的吸收数据来简化。这样总吸收可由各吸收的和得到。最后可由吸收与相应的身体部位质量相除来得到对应的SAR负荷。就此而言还可确定吸收的功率分布在不同方面的百分比。原理上这样的计算方法是本领域技术人员公知的。对功率吸收的计算方法例如由Paul.A.Bottomley等人在“Estimating Radiofrequency Power Deposition in Body NMR-Imaging”,Magnetic Resonance in Medicine 2,1985,336-349页描述。此外已有现成的仿真程序,利用它们也可以检测简单模型。由于SAR负荷也取决于身体质量,当该计算需非常精确时,须对每个患者单独实施该计算。但一般通过特定的身高和质量确定特定的患者类型并例如考虑预扫描数据来为相应类型的患者选择相应的预提供值就足够了。这种方式可大大节省计算开销。
获得测量值M的时刻和给出检查台位置值P的时刻不必一定是一致的。对于测量值M总是可以例如采用最后确定的位置值P。原理上也不必为每个确切确定的位置值P计算特定的作用系数,而只需对在足够窄的栅格距离内的检查台位置值分别确定作用系数。只要由检查台控制器6传输给高频控制装置10的位置值P位于两个“栅格位置值”Pn至Pn+k之间,并在数据库11中为其存储了作用系数WFn至WFn+k,就可以在相邻的栅格位置值Pn至Pn+k之间插值以确定属于当前位置值P的作用系数WF,或例如采用前一个或后一个位置值Pn至Pn+k的作用系数WFn至WFn+k。为了在这种方法中产生足够精确度,具有为其确定了作用系数WFn至WFn+k的栅格位置值Pn至Pn+k的栅格须足够窄。在第一测试测量中3cm的栅格尺寸被认为是非常合适的。即须确定非常大数量的作用系数。
由于为每个栅格位置值计算作用系数的计算开销相对大,优选在主计算机20进行该计算,高频控制装置10与该主计算机20连接。在图1所示实施例中主计算机20为所有测量中达到的栅格位置值P1至Pm计算作用系数WF1至WFm,并存储在安装在该主计算机20上的数据库18中。向在高频控制装置10中的数据库11仅分别传送针对当前位置值P所需的、即位于当前位置区域内的各栅格位置值Pn至Pn+k的作用系数WFn至WFn+k。高频控制装置10的数据库11中的值的及时更新通过主计算机20中的接口17实现。为此由高频控制装置10定期向主计算机20传送当前检查台位置P。此外还可以由高频控制装置10传送自上一次测量数据报告以来所发送的能量以及确切时间,以便在主计算机20的规程单元19中记录整个测量流程和各当前SAR负荷。
图3中仅示例性示出瞬时SAR负荷值B关于时间轴t的可能变化。为了比较还示出了负荷边界值BG(在此作为SAR极限),其同样但通常缓慢地随时间变化,因为例如断层造影装置的(气候)环境参数是改变的。
如图3所示,允许瞬时SAR负荷值B短时间稍微超过负荷边界值BG。但须保证该负荷值B关于例如为10s和/或360s的预定时间间隔平均不超过负荷边界值BG、在此为法定SAR极限BG。
为此,如上所述,将瞬时负荷值B传输给负荷控制单元12,其负责使在预定的条件下遵守边界值。
为此图4示出安装本发明方法的实施例的简化流程图。在此首先沿时间轴t显示由发送装置8发送的多个高频脉冲Hi,i=1,2,3,4,5,…。其下同样沿时间轴t示出表示高频脉冲H的功率的测量值Mi,i=1,2,3,4,5,…。在此通常对每个高频脉冲H获得多个测量值M。
此外在可以但不是一定与拍摄测量值一致的不同时刻确定位置值Pi,i=1,2,3,4,5,…。然后借助这些位置值Pi确定与位置相关的作用系数WFi,i=1,2,3,4,5,…。借助该当前作用系数WFi将各有效测量值Mi换算为负荷值Bi,i=1,2,3,4,5,…。
通过在时间范围内关于负荷值B滑动的窗口Δt分别选出多个负荷值B并将其继续处理为控制值BK。由此这里将负荷值B1、B2、B3处理为第一负荷控制值BK1。同样,在一段短时间之后,通过滑动的窗口Δt选出测量值B2、B3、B4并将其继续处理为负荷控制值BK2。窗口Δt的长度优选为10秒或360秒。尤其优选的是用例如10秒的窗口进行短时间监测,用例如360秒的窗口进行长时间监测。
在该例中控制值BK分别从选出的多个负荷值B中通过形成选出的负荷值B的平均值来确定。在此出于简化显示的考虑,多个选出的负荷值B只分别包括三个值。根据本发明的实施该多个数可以包括任何值。
在另一继续处理阶段将负荷控制值BK与由标准给出的负荷边界值BG进行比较。在此负荷边界值尤其可通过标准根据所涉及患者的体重来确定。在此如果确定负荷控制值BK大于或等于负荷边界值BG,则发出控制信号KS。负荷控制单元12的控制信号KS控制输出15传送给发送装置8,从而使发送装置8或其中包含的高频功率放大装置至少被临时抑制。
最后,请再次注意在此示出和详细描述的方法以及高频系统及高频控制装置仅为本发明的实施例,本领域的技术人员在不脱离本发明范围的情况下可以各种方式进行修改。尤其是可以与不同于所示出的方式来采集功率测量值。虽然在此以医疗领域中的磁共振断层造影系统为例描述了本发明,但本发明还可用于其它领域,尤其如科研和/或工业领域中使用的磁共振断层造影系统。
Claims (10)
1.一种用于在对相对于高频装置(2)的发射场运动的检查对象(O)进行磁共振测量期间控制磁共振断层造影系统(1)的高频装置(2)的方法,其中,
-该高频装置(2)按时间间隔发送高频脉冲(H);
-按时间间隔测量表示该高频脉冲(H)的功率的测量值(M);
-按时间间隔确定表示检查对象(O)相对于发射场的当前位置的位置值(P);
-借助该测量值(M)和位置值(P)确定表示高频脉冲(H)对检查对象(O)的生理作用的负荷值(B);
-分别基于多个负荷值(B)构成负荷控制值(BK);
-当负荷控制值(BK)达到或超过负荷边界值(BG)时,限制该高频装置(2)的功能。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,为了确定所述位置值(P),确定检查对象(O)位于其上的检查台(5)相对于发射场的当前位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,确定所述负荷值(B)包括将所述测量值(M)和与位置相关的作用系数(WF)相乘。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述与位置相关的作用系数(WF)是在实施磁共振测量之前确定的并为在测量中应用而存储。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,基于磁共振预测量来确定检查对象(O)相对于检查台(5)的位置和/或所述与位置相关的作用系数(WF)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,所述负荷控制值(BK)基于预定时间窗(Δt)内的多个负荷值(B)的和。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述负荷控制值(BK)基于多个用两个相继的测量值(M)的测量之间的间隔长度加权的负荷值(B)的和。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,所述时间窗(Δt)在关于测量值(M)的时间范围内滑动。
9.一种具有发送高频脉冲(H)的高频装置(2)的磁共振断层造影系统(1),具有用于在磁共振测量期间使检查台(5)连同位于其上的检查对象(O)一起相对于高频装置(2)的发射场移动的检查台控制器(6);用于测量表示发送的高频脉冲(H)的功率的测量值(M)的测量装置(9);以及与该测量装置(9)耦合的高频控制装置(10),其构成为
-在磁共振测量期间按时间间隔测量测量值(M);
-在磁共振测量期间按时间间隔确定表示在测量中检查对象(O)相对于发射场的当前位置的位置值(P);
-借助该测量值(M)和位置值(P)确定表示高频脉冲(H)对检查对象(O)的生理作用的负荷值(B);
-分别基于多个负荷值(B)构成负荷控制值(BK);
-当负荷控制值(BK)达到或超过负荷边界值(BG)时,限制该高频装置(2)的功能。
10.一种用于磁共振断层造影系统(1)的高频装置(2)的高频控制装置(10),具有用于输入表示该高频脉冲(H)的功率的测量值(M)的测量值输入端(14),用于输入表示检查对象(O)相对于高频装置(2)的发射场的当前位置的位置值(P)的位置值输入端(16),以及用于输出控制信号(KS)的控制信号输出端(15),其构造为
-在磁共振测量期间按时间间隔测量测量值(M);
-在磁共振测量期间按时间间隔确定位置值(P);
-借助该测量值(M)和位置值(P)确定表示高频脉冲(HB)对承受高频脉冲(H)的检查对象(O)的生理作用的负荷值(B);
-分别基于多个负荷值(B)构成负荷控制值(BK);以及
-当负荷控制值(BK)达到或超过负荷边界值(BG)时,在该控制信号输出端(15)输出限制该高频装置(2)功能的控制信号(KS)。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102680929A (zh) * | 2011-03-11 | 2012-09-19 | 西门子公司 | 监查磁共振断层造影系统的高频发送装置的方法和装置 |
CN104950272A (zh) * | 2014-03-28 | 2015-09-30 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像系统的发射天线电平传感器和磁共振成像系统 |
CN105030238A (zh) * | 2014-04-17 | 2015-11-11 | 西门子公司 | 在多个桌台位置处执行磁共振检查 |
CN105320151A (zh) * | 2014-06-17 | 2016-02-10 | 西门子公司 | 在mr成像中调整台位置 |
CN105467341A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | 西门子公司 | 确定测量序列中的时间窗 |
CN106456049A (zh) * | 2014-06-04 | 2017-02-22 | 皇家飞利浦有限公司 | 患者接近性调制的比吸收率 |
CN109490801A (zh) * | 2017-09-12 | 2019-03-19 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像系统的发射天线电平传感器的检测方法和装置 |
CN114024626A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | 上海电气(集团)总公司智惠医疗装备分公司 | 射频信号的发射方法及装置、设备 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004006550B4 (de) * | 2004-02-10 | 2013-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Kontrolle eines Hochfrequenz-Leistungsverstärkers, Hochfrequenzeinrichtung, Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung und Magnetresonanztomographiesystem |
EP1790991B1 (en) * | 2005-11-28 | 2011-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Data processing system and data processing method involving a Wiener filter |
US7355404B1 (en) * | 2005-12-13 | 2008-04-08 | General Electric Company | System and method of SAR management for an MR scan |
DE102006061740A1 (de) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Siemens Ag | Verfahren und Kontrolleinrichtung zur Kontrolle der Hochfrequenzbelastung bei einer Magnetresonanzmessung |
CN101329406B (zh) * | 2007-06-20 | 2012-01-11 | 中国石油天然气集团公司 | 一种提高构造图准确度的断层精确归位方法 |
US8737934B2 (en) * | 2009-11-24 | 2014-05-27 | Symbol Technologies, Inc. | Setting SAR exposure limit of mobile devices |
RU2015119475A (ru) * | 2012-10-23 | 2016-12-20 | Конинклейке Филипс Н.В. | Адаптивное управление удельной мощностью поглощения (sar) для получения магнитно-резонансного изображения |
DE102014200147A1 (de) | 2014-01-08 | 2015-07-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetresonanzanlage mit positionsabhängiger Limitierung der Slewrate |
DE102015203306A1 (de) * | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zur Ermittlung von absoluten Empfangssensitivitätskarten für Empfangsspulen in einer Magnetresonanzeinrichtung und Magnetresonanzeinrichtung |
DE102015212206A1 (de) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zu einem Bestimmen zumindest eines patientenspezifischen Sicherheitsparameters sowie eine medizinische Bildgebungsvorrichtung hierzu |
EP3424420A1 (de) * | 2017-07-07 | 2019-01-09 | Siemens Healthcare GmbH | Verfahren zu einem unterstützen eines benutzers bei einem positionieren einer zubehöreinheit für eine magnetresonanzuntersuchung an einem untersuchungsobjekt und eine magnetresonanzvorrichtung |
DE102017221608A1 (de) | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Siemens Healthcare Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Anregungspulsen |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6426623B1 (en) * | 2000-09-27 | 2002-07-30 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | MRI RF power monitor |
DE10150137B4 (de) * | 2001-10-11 | 2006-08-17 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Magnetresonanz-Bildgebung |
DE10150138B4 (de) * | 2001-10-11 | 2009-10-08 | Siemens Ag | Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung |
DE10153320B4 (de) * | 2001-10-29 | 2006-08-31 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Magnetresonanz-Bildgebung unter Einbeziehung der Leistungs-Historie |
US7282914B2 (en) * | 2003-06-30 | 2007-10-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Specific energy absorption rate model |
US6989673B2 (en) * | 2003-11-26 | 2006-01-24 | General Electric Company | Method and apparatus to reduce RF power deposition during MR data acquisition |
DE102004006552B4 (de) * | 2004-02-10 | 2013-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Kontrolle eines Hochfrequenz-Leistungsverstärkers, Hochfrequenzeinrichtung, Hochfrequenzkontrolleinrichtung und Magnetresonanztomographiesystem |
CN1669525A (zh) * | 2004-03-19 | 2005-09-21 | 西门子公司 | 带有一定位单元的磁共振设备 |
-
2005
- 2005-02-21 DE DE102005007895.8A patent/DE102005007895B4/de not_active Expired - Fee Related
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2006
- 2006-02-21 CN CNB2006100041384A patent/CN100480732C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-02-21 US US11/358,481 patent/US7187172B2/en active Active
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102680929B (zh) * | 2011-03-11 | 2016-12-14 | 西门子公司 | 监查磁共振断层造影系统的高频发送装置的方法和装置 |
US9229072B2 (en) | 2011-03-11 | 2016-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and high-frequency check device for checking a high-frequency transmit device of a magnetic resonance tomography system |
CN102680929A (zh) * | 2011-03-11 | 2012-09-19 | 西门子公司 | 监查磁共振断层造影系统的高频发送装置的方法和装置 |
US9591585B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-03-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Transmitting antenna level sensor of magnetic resonance imaging system and magnetic resonance imaging system |
CN104950272A (zh) * | 2014-03-28 | 2015-09-30 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像系统的发射天线电平传感器和磁共振成像系统 |
CN105030238A (zh) * | 2014-04-17 | 2015-11-11 | 西门子公司 | 在多个桌台位置处执行磁共振检查 |
CN106456049A (zh) * | 2014-06-04 | 2017-02-22 | 皇家飞利浦有限公司 | 患者接近性调制的比吸收率 |
CN106456049B (zh) * | 2014-06-04 | 2022-01-04 | 皇家飞利浦有限公司 | 患者接近性调制的比吸收率 |
CN105320151A (zh) * | 2014-06-17 | 2016-02-10 | 西门子公司 | 在mr成像中调整台位置 |
CN105467341A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | 西门子公司 | 确定测量序列中的时间窗 |
CN109490801B (zh) * | 2017-09-12 | 2021-04-27 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像系统的发射天线电平传感器的检测方法和装置 |
CN109490801A (zh) * | 2017-09-12 | 2019-03-19 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像系统的发射天线电平传感器的检测方法和装置 |
CN114024626A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | 上海电气(集团)总公司智惠医疗装备分公司 | 射频信号的发射方法及装置、设备 |
CN114024626B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-01-23 | 上海电气(集团)总公司智惠医疗装备分公司 | 射频信号的发射方法及装置、设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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