DE102012219025A1 - Kontrolle einer Hochfrequenzsendeeinrichtung eines Magnetresonanztomographiesystem - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Kontrolle einer Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) eines Magnetresonanztomographiesystems (1) mit einem Sendeantennensystem (15) mit einer Mehrzahl von Sendekanälen (K1, K2, ..., Kn), bei dem auf verschiedenen Sendekanälen (K1, K2, ..., Kn) des Sendeantennensystems (15) jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten ein Referenz-Sendesignal (RS) ausgegeben wird und jeweils auf zumindest einem der anderen Sendekanäle (K1, K2, ..., Kn) mit einer dem Sendekanal (K1, K2, ..., Kn) zugeordneten Messeinrichtung (301, 302, ..., 30n) ein durch das Referenz-Sendesignal (RS) induziertes Referenz-Messsignal (RM1, RM2, ..., RMn) gemessen wird. Basierend auf den Referenz-Messsignalen (RM1, RM2, ..., RMn) wird dann ein Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) bestimmt, der eine relative Phasenabweichung zwischen den Messeinrichtungen (301, 302, ..., 30n) der betreffenden Sendekanäle (K1, K2, ..., Kn) indiziert. Außerdem werden eine hierfür verwendbare Phasenabweichungs-Kontrolleinheit (240) für eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100), eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100) mit einer solchen Phasenabweichungs-Kontrolleinheit (240), eine Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) mit einer derartigen Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100) und ein Magnetresonanztomographiesystem (1) mit einer solchen Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) beschrieben.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle einer Hochfrequenzsendeeinrichtung eines Magnetresonanztomographiesystems mit einem Sendeantennensystem mit einer Mehrzahl von Sendekanälen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Phasenabweichungs-Kontrolleinheit für eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung für eine Hochfrequenzeinrichtung eines Magnetresonanztomographiesystems, eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung für eine Hochfrequenzsendeeinrichtung, eine Hochfrequenzsendeeinrichtung mit einer solchen Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung sowie ein Magnetresonanztomographiesystem mit einer solchen Hochfrequenzsendeeinrichtung.
• Die Abbildung eines Untersuchungsobjekts, das im folgenden als Patient bezeichnet wird, mit einem Magnetresonanztomographiesystem läuft im Wesentlichen in drei Schritten ab: Zunächst wird im Bereich einer abzubildenden Körperregion ein starkes, stabiles, homogenes Magnetfeld (das sogenannte B₀-Feld) und damit eine stabile Ausrichtung der Magnetisierung von Protonen (Protonenspins) in der betreffenden Körperregion erzeugt. Dann wird diese stabile Ausrichtung verändert, indem man elektromagnetisch Hochfrequenzenergie zuführt, d. h. Hochfrequenzpulse aussendet (das sogenannte B₁-Feld). Daraufhin wird diese energetische Stimulation wieder beendet und die im Körper entstehenden Kernresonanzsignale mit Hilfe geeigneter Empfangsspulen gemessen, um so Rückschlüsse auf das Gewebe in dieser Körperregion zu ziehen. Ein Magnetresonanztomographiesystem umfasst daher eine Vielzahl zusammenwirkender Bestandteile, von denen ein jedes den Einsatz moderner und aufwändiger Technologien erfordert. Ein zentrales Element eines Magnetresonanztomographiesystems, das auch von der Erfindung betroffen ist, ist die Hochfrequenzsendeeinrichtung, die insbesondere für die Erzeugung der in eine Körperregion einzustrahlenden Hochfrequenzpulse zuständig ist. Die von einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker der Hochfrequenzsendeeinrichtung ausgegebenen Hochfrequenzpulse werden dabei zu einem Sendeantennensystem geleitet, mit dem die Hochfrequenzpulse in eine Körperregion einstrahlt werden.
• Mit der Entwicklung und Etablierung von Magnetresonanztomographiesystemen sind zur Gewährleistung der Patientensicherheit Grenzwerte festgelegt worden, welche die maximale Hochfrequenz-Einstrahlung in einen menschlichen Körper reglementieren. Ein typischer Grenzwert hierfür ist der maximal zulässige SAR-Wert (SAR = Specific Absorption Rate). Beispielsweise wird für die sogenannte Ganzkörper-SAR verlangt, dass die vom Patienten absorbierte Leistung in einem über 6 Minuten gemittelten Zeitfenster einen Wert von 4 W/kg nicht überschreiten darf. Dabei sind in den Magnetresonanzsystemen Messeinrichtungen vorgesehen, mit denen die Hochfrequenzleistung gemessen werden kann. Üblicherweise werden hierzu Richtkoppler in den Zuleitungen zum Antennensystem verwendet. Mit diesen werden dann Signale ausgekoppelt, welche die Leistung der ausgesandten Hochfrequenzpulse typischerweise in Form von Spannungswerten repräsentieren. Die gemessenen Werte können dann verarbeitet werden, um daraus geeigneten Kontrollwerte zu gewinnen. Bei einem Überschreiten von Grenzwerten durch diese Kontrollwerte kann dann die Funktion der Hochfrequenzsendeeinrichtung eingeschränkt werden; beispielsweise kann die ausgesendete Leistung herabgesetzt werden, eine Messung ganz abgebrochen werden oder andere Maßnahmen ergriffen werden, um die Patientensicherheit im Zweifel immer gewährleisten zu können.
• Die meisten derzeit im Markt befindlichen Magnetresonanztomographiesysteme enthalten nur einen Sendekanal. Die Amplitudengenauigkeit und zeitliche Stabilität der verwendeten Messeinrichtungen für die o. g. Kontrolle der ausgehenden HF-Pulse werden bereits durch ein umfangreiches Konzept sichergestellt. Inzwischen werden aber immer mehr Magnetresonanztomographiesysteme mit mehrkanaligen Sendearchitekturen eingesetzt. Bei solchen Sendeantennensystemen mit einer Mehrzahl von Sendekanälen können über die einzelnen Sendekanäle unabhängig voneinander Hochfrequenzpulse ausgesendet werden, die sich dann nach dem Aussenden überlagern und so ein genau definiertes B₁-Feld erzeugen sollen. Dabei beruht die Erzeugung der B₁-Feldmagnetisierung auf der korrekten Addition der von den einzelnen Sendekanälen generierten Pulsfolgen. Die B₁-Feldverteilung hängt also nicht mehr nur von den Amplituden der Pulse auf den einzelnen Kanälen ab sondern auch von deren relativen Phasen.
• In der DE 10 2008 063 630 B4 wird daher ein Verfahren zur Kontrolle einer Hochfrequenzsendeeinrichtung eines Magnetresonanztomographiesystems beschrieben, bei dem die Hochfrequenzspannungsamplituden auf den einzelnen Sendekanälen regelmäßig ermittelt werden und unter Berücksichtigung einer Streuparametermatrix des Sendeantennensystems dann jeweils die Kontrollwerte gebildet werden und die Hochfrequenzsendeeinrichtung in ihrer Funktion eingeschränkt wird, wenn ein solcher Kontrollwert einen vorgegebenen Grenz-Kontrollwert erreicht oder überschreitet. Dieses Verfahren funktioniert grundsätzlich sehr gut. Doch muss auch hier immer sichergestellt werden, dass die einzelnen Komponenten des Systems, insbesondere die Messeinrichtungen der betreffenden Sendekanäle, korrekt arbeiten, wobei es nun auch wichtig ist, dass nicht nur die Amplituden mit absoluter Genauigkeit gemessen werden, sondern dass auch eventuelle Phasenverschiebungen zwischen den einzelnen den Sendekanälen zugeordneten Messeinrichtungen korrekt bekannt sind und sich nicht verändern. Dazu können prinzipiell umfangreiche Kalibrier-Routinen durchgeführt werden bzw. die Messeinrichtung oder die hierzu gehörenden Komponenten können in einem gewissen Turnus entweder durch einen Servicetechniker überprüft werden oder sogar ausgetauscht und einer Werks-Kalibrierung zugeführt werden.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Kontrolle der Hochfrequenzsendeeinrichtung eines Magnetresonanztomographiesystems eine einfache Möglichkeit zur Überprüfung der hierzu verwendeten Messeinrichtungen zu schaffen, bei der insbesondere auch die relativen Phasen der den einzelnen Sendekanälen zugeordneten Messeinrichtungen zueinander ohne großen Aufwand überprüft werden können.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 sowie durch eine Phasenabweichungs-Kontrolleinheit nach Patentanspruch 11 und eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung nach Patentanspruch 12 gelöst.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nacheinander auf verschiedenen Sendekanälen des Sendeantennensystems jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten ein Referenz-Sendesignal ausgegeben und jeweils auf zumindest einem der anderen Sendekanäle mit einer dem Sendekanal jeweils zugeordneten Messeinrichtung, die beispielsweise den genannten Richtkoppler umfasst, ein durch das Referenz-Sendesignal induziertes Referenz-Messsignal gemessen. Vorzugsweise wird auch ein Referenz-Messignal beim Ausgeben des Referenz-Sendesignals mit Hilfe einer Messeinrichtung erfasst, die dem ausgebenden Sendekanal zugeordnet ist. Anschließend wird basierend auf den Referenz-Messsignalen ein Phasenabweichungsindikatorwert bestimmt, der eine relative Phasenabweichung zwischen den jeweiligen Messeinrichtungen der betreffenden Sendekanäle indiziert.
• Bei diesem Phasenabweichungsindikatorwert kann es sich um einen absoluten Wert einer bestimmten Größe, beispielsweise eines Zeitversatz oder einen Phasenwinkel handeln. Im einfachsten Fall kann es sich aber auch nur um einen Boolschen Wert (wie eine 0 oder 1 bzw. „Ja“ oder „Nein“) handeln, der aussagt, ob beispielsweise eine relevante bzw. signifikante Phasenabweichung vorliegt oder nicht. Bei dem Referenz-Sendesignal kann es sich um ein beliebiges Signal handeln. Es muss lediglich geeignet sein, auf den anderen Sendekanälen jeweils auch ein ausreichendes Referenz-Messsignal zu induzieren. Vorzugsweise wird auf jedem der Sendekanäle mit entsprechend zeitlichen Versatz jeweils ein identisches Referenz-Sendesignal ausgesendet.
• Mit diesem Verfahren kann auf sehr einfache Weise jederzeit eine relative Phasenabweichung zweier Messeinrichtungen zueinander festgestellt werden, so dass dann innerhalb des weiteren Kontrollverfahrens die geeigneten Maßnahmen zur Einhaltung der Patientensicherheit ergriffen werden können, wie beispielsweise ein Messabbruch oder dergleichen. Verschiedene Möglichkeiten hierfür werden später noch erläutert.
• Eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, die innerhalb eines Magnetresonanztomographiesystems für eine solche Hochfrequenzsendeeinrichtung mit einem Sendeantennensystem mit einer Mehrzahl von Sendekanälen genutzt werden kann, umfasst folgende Komponenten:
  Eine Triggerschnittstelle, welche ausgebildet ist, um zu veranlassen, dass auf verschiedenen Sendekanälen des Sendeantennensystems jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten ein Referenzsignal ausgegeben wird.
• Den Sendekanälen zugeordnete Messeinrichtung und/oder eine Messschnittstelle, die bevorzugt mit solchen zu solchen Messeinrichtungen kommuniziert, zur Erfassung von Referenz-Messsignalen, die im jeweiligen Sendekanal durch das jeweils auf einem anderen der Sendekanäle ausgegebene Referenz-Sendesignal induziert werden.
• Schließlich benötigt die Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung eine Phasenabweichungs-Kontrolleinheit, die ausgebildet ist, um basierend auf den Referenz-Messsignalen einen Phasenabweichungsindikatorwert zu bestimmen, der eine relative Phasenabweichung zwischen den Messeinrichtungen zwischen den betreffenden Sendeeinrichtungen indiziert.
• Eine solche Phasenabweichungs-Kontrolleinheit kann dabei auch als eigenständige Komponente aufgebaut sein, um eine bereits existierende Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung nachzurüsten, damit diese in erfindungsgemäßer Weise arbeiten kann.
• Eine solche Phasenabweichungs-Kontrolleinheit benötigt eine geeignete Schnittstelle zur Erfassung der Referenz-Messsignale und/oder von darauf basierenden Referenzwerten. Bei den Referenz-Messsignalen handelt es sich dabei wieder um die von den erwähnten Messeinrichtungen (die den jeweiligen Sendekanälen zugeordnet sind) gemessenen Signale, die durch ein zu verschiedenen Zeitpunkten auf einem jeweils anderen der Sendekanäle ausgegebenes Referenz-Sendesignal induziert wurden. Bei den Referenzwerten kann es sich beispielsweise um in geeigneter Weise weiterverarbeitete Referenz-Messsignale handeln, die schon passend zueinander (bzw. zu einer Bezugs-Amplitude und/oder Bezugs-Phasenwert, beispielsweise in Form einer komplexen Zahl, welche die Amplitude und Phase repräsentiert) korreliert wurden oder dergleichen. Ein typisches Beispiel für solche Referenzwerte wären die Matrixelemente einer sogenannten Streumatrix, welche im Folgenden noch genauer erläutert wird.
• Diese Phasenabweichungs-Kontrolleinheit ist dann so ausgebildet, dass sie basierend auf den Referenz-Messsignalen (direkt oder indirekt mit Hilfe der auf den Referenz-Messsignalen basierenden Referenzwerte) einen Phasenabweichungsindikatorwert bestimmt, der eine relative Phasenabweichung zwischen den Messeinrichtungen der betreffenden Sendekanälen indiziert.
• Eine erfindungsgemäße Hochfrequenzsendeeinrichtung kann in üblicher Weise aufgebaut sein, beispielsweise mit einer Anzahl an Hochfrequenzleistungsverstärkern, die von einem Pulserzeugungssystem jeweils erzeugten Hochfrequenzpulse übernimmt und auf die benötigte Leistung verstärkt, sowie entsprechenden Leitungen zu den einzelnen Sendekanälen des Sendeantennensystems. Zusätzlich weist diese Hochfrequenzsendeeinrichtung die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung auf.
• Ein erfindungsgemäßes Magnetresonanztomographiesystem weist neben den anderen üblichen Komponenten, wie beispielsweise einem Grundfeldmagneten, einem Gradienten-Magnetsystem mit mehreren einzelnen Gradientenspulen und gegebenenfalls zusätzlichen Hochfrequenzempfangseinrichtungen mit geeigneten Antennen hierfür, eine erfindungsgemäße Hochfrequenzsendeeinrichtung mit einem Sendeantennensystem mit einer Mehrzahl von Sendekanälen sowie einer solchen Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung auf.
• Diese Hochfrequenzsendeeinrichtung und insbesondere die Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung können zumindest teilweise auch in Form von Softwaremodulen auf geeigneten Rechnereinheiten implementiert sein. Dies gilt insbesondere für solche Komponenten, die die gemessenen und gegebenenfalls analog vorverarbeiteten und digitalisierten Signale weiterverarbeiten.
• Insbesondere gilt dies für die Phasenabweichungs-Kontrolleinheit, die im Prinzip ganz oder teilweise in Form von Software auf einer geeigneten Rechnereinheit realisiert sein kann. Insofern wird die Erfindung auch durch ein Computerprogramm gelöst, welches direkt in einen Speicher einer Hochfrequenzsendeeinrichtung, insbesondere einer Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung, eines Magnetresonanztomograpiesystems ladbar ist, mit geeigneten Programmcode-Abschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Hochfrequenzsendeeinrichtung ausgeführt wird. Unter einer Ausführung der Schritte ist dabei zu verstehen, dass die hierzu benötigten Hardware-Komponenten in der passenden Weise angesteuert werden, so dass die gewünschten Messungen zum Empfang der für die weitere Verarbeitung benötigten Signale, d. h. die Aussendung des Referenz-Sendesignals sowie die Messung der Referenz-Messsignale in der gewünschten Weise durchgeführt wird.
• Die nachfolgende Beschreibung und die abhängigen Ansprüche enthalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Kategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein. Ebenso können im Zusammenhang mit bestimmten Ausführungsbeispielen genannte Merkmale der Erfindung auch wieder in anderer Weise mit anderen Merkmalen zur Erreichung von weiteren Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
• Grundsätzlich könnte ein Eingriff in die Hochfrequenzsendeeinrichtung erfolgen, sobald nur eine geringfügige Phasenabweichung detektiert wird. In der Realität sind jedoch geringfügige Abweichungen grundsätzlich nicht auszuschließen, die im Normalfall auch tolerierbar sind, da ihr Einfluss auf das weitere Kontrollverhalten bzw. die Sicherheit der Kontrolle nicht relevant ist. Um unnötige Störungen bei der Kontrolle der Hochfrequenzsendeeinrichtung und dem gesamten Messablauf zu vermeiden, wird daher der Phasenabweichungsindikator vorzugsweise mit einem Phasentoleranzwert verglichen. Hierzu weist die Phasenabweichungs-Kontrolleinheit bevorzugt eine Grenzwert-Überwachungseinheit auf oder ist mit einer solchen gekoppelt, welche die Abweichung des Phasenabweichungsindikatorwerts von dem vorgegebenen Phasentoleranzwert ermittelt.
• Weiter bevorzugt erfolgt dann unter Berücksichtigung dieses Vergleichs eine Steuerung der Hochfrequenzsendeeinrichtung. Beispielsweise kann vorzugsweise erst bei Überschreiten des vorgegebenen Phasentoleranzwerts die Ausführung einer laufenden oder anstehenden Magnetresonanzmessung gestoppt werden, d. h. die Messung wird abgebrochen oder verhindert.
• Alternativ ist es auch möglich, bei Überschreiten eines vorgegebenen Phasentoleranzwerts auf Basis einer gemessenen Phasenabweichung einen Kontrollparameter für eine Magnetresonanzmessung zu korrigieren. Das Stoppen einer Messung ist in den meisten Fällen der sicherste Weg und sollte im Zweifel das Mittel der Wahl sein. Dennoch ist es durchaus denkbar, dass in Fällen, in denen eindeutig klar ist, dass hier ein bestimmter konstanter Fehler einer Messeinrichtung zu der Phasenabweichung führt, einen Kontrollparameter, der letztlich auf Messsignalen dieser Messeinrichtung beruht, wieder so zu korrigieren, als wenn die Messeinrichtung korrekt gemessen hätte und die Phasenabweichung nicht vorliegen würde.
• Bei dem Phasentoleranzwert kann es sich prinzipiell um einen festgelegten absoluten Wert handeln. Andererseits ist es so, dass, je kleiner das Referenz-Messsignal bzw. gegebenenfalls auch schon das Referenz-Sendesignal ist, desto weniger entscheidend ist Phasenabweichung beispielsweise zur Einhaltung der SAR-Grenzwerte. Daher wird bevorzugt der Phasentoleranzwert in Abhängigkeit von einer Hochfrequenz-Spannungsamplitude des Referenz-Messsignals und/oder des Referenz-Sendesignals vorgegeben. Beispielsweise kann so dafür gesorgt werden, dass bei geringen Hochfrequenz-Spannungsamplituden der Phasen-Toleranzwert vergrößert wird, d. h. dann eine etwas größere Phasenabweichung zulässig ist, als bei sehr hohen Referenz-Messsignalen bzw. Referenz-Sendesignalen.
• Wie bereits eingangs erwähnt, kann prinzipiell ein beliebiges Signal als Referenz-Sendesignal verwendet werden. Vorzugsweise wird eine (maximale) Hochfrequenz-Amplitude des Referenz-Sendesignals so gewählt, dass diese einen bestimmten Prüfgrenzwert überschreitet. Dieser Prüfgrenzwert wird beispielsweise so festgelegt, dass sichergestellt ist, dass immer auf den anderen Kanälen ausreichend hohe Referenz-Messsignale messbar sind. Besonders bevorzugt wird das Referenz-Sendesignal so definiert, dass es ein Hochfrequenz-Sendesignal einer nachfolgend durchzuführenden Magnetresonanzmessung entspricht. Hiermit kann sichergestellt werden, dass der Test bzw. die Kontrolle zur jeweiligen nachfolgenden Messung passt. Besonders bevorzugt kann ein Hochfrequenzpuls aus der bei der Magnetresonanzmessung auszusendenden Pulsfolge ausgewählt werden, ganz besonders bevorzugt ein Hochfrequenzpuls mit einer maximalen Höhe innerhalb der Pulsfolge.
• Besonders bevorzugt wird der Phasenabweichungsindikatorwert basierend auf einer Streuparametermatrix ermittelt. Diese Streuparametermatrix wird zuvor auf Basis der Referenz-Messsignale ermittelt. Eine solche Streuparametermatrix wird ohnehin innerhalb des Kontrollverfahrens, wie es innerhalb der DE 10 2008 063 630 B4 beschrieben wird, gemessen und für die weitere Kontrolle verwendet. Somit hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die dort durchgeführten Messungen zur Ermittlung der Streuparametermatrix gleich mitverwendet werden können und keinerlei zusätzliche Messroutinen zu dem üblichen Kontrollverfahren notwendig sind.
• Für das bekannte Kontrollverfahren werden nämlich entsprechende Justagen zur Messung der Streuparametermatrix immer dann durchgeführt, wenn sich bestimmte wichtige Bedingungen ändern, beispielsweise der Patient wechselt, die Liegeposition geändert wird, die zur Messung verwendeten Spulen geändert werden oder ein anderer Anregungsmodus (beispielsweise bei einem Umschalten von zirkular auf elliptische Polarisation oder umgekehrt) verwendet werden. In jedem Fall, wenn ohnehin eine neue Streuparametermatrix zur Verfügung gestellt wird und hierzu die entsprechenden Messungen mithilfe der Referenz-Sendesignale und andere Referenz-Messsignale ermittelt werden, kann dementsprechend auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens der Phasenabweichungsindikatorwert auf einfache Weise bestimmt werden. Dabei können beispielsweise entsprechend der DE 10 2008 063 630 B4 die Referenz-Streuparametermatrix, welche ohne Last gemessen wird, und/oder die objektspezifische Streuparametermatrix verwendet werden, welche mit dem Untersuchungsobjekt im Gerät gemessen wird.
• Wie bereits mehrfach erwähnt, kann die Messung mithilfe eines Richtkopplers erfolgen, der sowohl eine rücklaufende Welle (d. h. vom Antennensystem reflektierte bzw. empfangene Elektromagnetische Welle), als auch eine hinlaufende Welle (zu dem Antennensystem) auf dem jeweiligen Kanal erfasst. Die in beiden Richtungen gemessenen komplexen Spannungsamplituden (d.h. Spannungsamplituden, die mit einer Phaseninformation verknüpft sind, wobei die Spannungsamplitude und die Phaseninformation gemeinsam mit Hilfe einer komplexen Zahl kodiert sind) werden dann an einen Messempfänger der jeweiligen Messeinrichtung übergeben, welcher die Werte dann in geeigneter Form weiter verarbeitet. Zum Beispiel können diese Messempfänger Messwerte in der hinlaufenden Richtung und der rücklaufenden Richtung auf dem Sendekanal so verarbeiten, dass die Hochfrequenzsignale in ein Basisband umgesetzt werden, welches beispielsweise in einem Frequenzbereich um 0Hz liegt, und eine Bandbreite von 10MHz aufweist. Die Umsetzung in das Basisband ermöglicht eine einfachere Umwandlung der Spannungsamplituden in digitale Form. Jedoch ist auch denkbar, dass eine geeignete Digitalisierung direkt in dem Hochfrequenzbereich der gemessenen komplexen Spannungsamplituden erfolgt. Wie auf Basis eines Referenz-Sendesignals und einer Messung der darauf folgenden Referenz-Messsignale eine Streuparametermatrix ermittelt werden kann, kann aus der DE 10 2008 063 630 B4 entnommen werden, so dass insoweit auf diese Schrift verwiesen werden kann.
• Anstelle der Streuparametermatrix können alternativ auch eine Impedanz-Matrix, eine Leitwert-Matrix, eine K-Matrix, etc. herangezogen werden, da diese in eine Streuparametermatrix umrechenbar sind. Ein besonderer Vorteil der Streuparametermatrix besteht jedoch darin, dass es sich bei der Streuparametermatrix um eine reziproke Matrix handelt, so dass wenn ein reziprokes Netzwerk vorliegt, was bei einem passiven Netzwerk wie der Antenne einer üblichen Hochfrequenzsendeeinrichtungen eines Magnetresonanztomographiesystem typischerweise der Fall ist. In diesem Fall kann nämlich bevorzugt ein Matrixelement der Streuparametermatrix einfach mit einem bezüglich einer Hauptdiagonalen der Streuparametermatrix symmetrisch angeordneten Matrix-Elemente der Streuparametermatrix verglichen werden. Es kann dann bevorzugt auf Basis dieses Vergleichs ein Phasenabweichungsindikatorwert, für die jeweiligen Kanäle, dem die Matrix-Elemente zugeordnet sind, ermittelt werden.
• Die Matrix-Elemente einer solchen Streuparametermatrix sind komplexe Zahlenwerte, welche die Streuamplitude und die Streuphase enthalten. Daher kann ein Vergleich der Matrix-Elemente der Streuparametermatrix auf verschiedene Weise erfolgen. Zum einen kann bei einer bevorzugten Variante der komplexe Wert der Matrix-Elemente miteinander verglichen werden. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, einfach nur die Beträge der komplexen Werte der Matrix-Elemente zu vergleichen. Eine Phasenverschiebung wirkt sich auch auf diese Beträge aus, so dass auch ein solcher Vergleich zu einer Detektion einer Phasenverschiebung gut geeignet ist. Schließlich kann bei einer bevorzugten Variante auch nur ein Vergleich der Phasenwinkel der Werte der Matrix-Elemente erfolgen. In allen Fällen kann der Vergleich beispielsweise durch eine Subtraktion durchgeführt werden. Wird dann ein Wert größer 0 erhalten, so liegt eine Phasenverschiebung vor. Alternativ ist es auch möglich, die jeweiligen Werte durcheinander zu dividieren. In diesem Fall wird eine Phasenverschiebung durch eine Abweichung vom Wert 1 indiziert. Mit Hilfe der Ermittlung auf Basis einer Differenz oder einer Division werden somit einfache Phasenindikatorabweichungsindikatorwerte erhalten, die beispielsweise digital besonders einfach auszuwerten sind. Das Kontrollverfahren gemäß der Erfindung kann somit besonders vereinfacht werden.
• Wie bereits erwähnt, wird das Kontrollverfahren vorzugsweise in wiederkehrenden Abständen wiederholt. Diese Abstände können auf einer oder mehreren Regeln beruhen, d. h. das Kontrollverfahren kann regelmäßig ausgeführt werden. Beispielsweise kann es sich hier um zeitliche Regeln handeln, Regeln bezüglich der verwendeten Hochfrequenz-Spannungsamplituden oder Regeln hinsichtlich einer Änderung des Patienten, der Liegeposition, der zur Magnetresonanzmessung verwendeten Antennen des Anregungsmodus, etc., wie dies oben erläutert wurde. Hierzu kann die Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung eine Kontrollauslöse-Schnittstelle oder dergleichen aufweisen, welche entsprechend der definierten Regeln dann Wiederholungen des Kontrollverfahrens startet.
• Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine einfache Prinzipdarstellung eines Teils eines Magnetresonanztomographiesystems mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochfrequenzsendeeinrichtung,
• 2 eine vereinfachtes Flussdiagramm für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
• Das erfindungsgemäße Magnetresonanztomographiesystem 1 besteht in üblicher Weise aus einem sogenannten Scanner, mit dem die eigentlichen Magnetresonanz-Messungen durchgeführt werden, sowie einer dazugehörigen Steuereinrichtung, welche die Komponenten des Scanners ansteuert. Dieser Scanner weist einen Messraum auf, meist „Patiententunnel“ genannt, auf dem auf einer Patientenliege ein Patient bzw. Untersuchungsobjekt positioniert werden kann. Ein Sendeantennensystem 15 beispielsweise des Scanners kann eine Ganzkörperspule 15 mit mehreren separat ansteuerbaren Sendekanälen umfassen, um eine nahezu beliebige Sende-Feldverteilung im Messraum ausbilden zu können. Diese Ganzkörperspule 15 ist in 1 dargestellt. Dabei handelt es sich um eine sogenannte „Birdcage-Spule“, die mehrere (beispielsweise acht) unabhängig ansteuerbare Leiterstäbe aufweist, die parallel zueinander auf einer Zylinderoberfläche um den Messraum herum angeordnet und untereinander gekoppelt sind. Die Erfindung ist aber nicht auf derartige Sendeantennensysteme beschränkt. Insbesondere ist es auch nicht nötig, dass das Sendeantennensystem durch eine Ganzkörperspule gebildet wird, sondern es kann auch aus einer Vielzahl von sogenannten Lokalspulen bestehen. Beispielsweise kann es sich um eine Kopfspule oder dergleichen mit verschiedenen Sendekanälen handeln.
• Der Scanner weist darüber hinaus üblicherweise ein Magnetsystem mit einem Grundfeldmagneten auf, um das gewünschte starke Grund-Magnetfeld im Messraum anzulegen, sowie mehrere Gradientenspulen eines Gradienten-Magnetsystems, um jeweils in den drei Raumrichtungen die gewünschten Magnetfeld-Gradienten anzulegen. All diese Komponenten sind aber der besserer Übersichtlichkeit wegen in 1 nicht dargestellt.
• Gesteuert wird der Scanner wie üblich von einer Systemsteuerung, welche wiederum üblicherweise an ein Terminal oder dergleichen angeschlossen ist, über welches das ganze Magnetresonanztomographiesystem 1 von einem Bediener bedienbar ist. Von dieser Systemsteuerung ist hier nur die Hochfrequenzsendeeinrichtung 10 sowie eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung 100 dargestellt. Über diese Hochfrequenzsendeeinrichtung 10 werden für eine Magnetresonanz-Messung die passenden Hochfrequenz-Pulssequenzen generiert. Dies erfolgt in einem Pulserzeugungssystem 40, in dem beispielsweise zunächst digitale Hochfrequenz-Pulssequenzen für die verschiedenen Kanäle erzeugt werden, die dann in analoge Kleinsignale gewandelt und in die einzelnen Sendekanäle eingespeist werden. Diese Kleinsignale werden dann durch geeignete Hochfrequenzleistungsverstärker PA₁, PA₂, ..., PA_n verstärkt, um sie schließlich in die einzelnen Antennenstäbe der Ganzkörperspule 15 einzuspeisen, wie dies in 1 dargestellt ist.
• Weitere Komponenten der Systemsteuerung sind eine geeignete Hochfrequenz-Empfangseinrichtung, mit der Hochfrequenz-Signale, nämlich die Magnetresonanz-Signale, die innerhalb des Untersuchungsobjekts bei einer Messung entstehen, erfasst und dann weiter verarbeitet werden können. Diese Messung der Hochfrequenzresonanz-Signale kann beispielsweise mithilfe der Ganzkörperspule 15 erfolgen, wobei dann die Sendekanäle K₁, K₂, ..., K_n jeweils Umschalteinrichtungen aufweisen, um von einem Sendemodus in einen Empfangsmodus umschalten zu können. Alternativ oder zusätzlich können auch separate Empfangsantennen, beispielsweise Lokalspulen, vorgesehen sein, mit welchen dann die Magnetresonanzsignale empfangen und an die Empfangseinrichtung der Steuereinrichtung übergeben werden können.
• In der Steuereinrichtung befindet sich meist auch eine Rekonstruktionseinrichtung, um die empfangenen Magnetresonanz-Signale (Rohdaten) in üblicher Weise weiterzuverarbeiten und daraus die gewünschten Bilder zu rekonstruieren.
• Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass ein solches Magnetresonanztomographiesystem 1, insbesondere die Systemsteuerung, auch noch eine Vielzahl weiterer Komponenten aufweisen kann, beispielsweise Schnittstellen zum Anschluss an ein Netzwerk, um die erzeugten Bilder auch an andere Stationen zu übergeben, etc. Da der grundsätzliche Aufbau von Magnetresonanztomographiesystemen dem Fachmann aber bekannt ist, wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit darauf verzichtet, all diese Komponenten in der 1 darzustellen und noch weiter zu erläutern.
• Für die Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung 100, welche letztlich die Hochfrequenzsendeeinrichtung 10 dahingehend kontrollieren soll, dass durch die Leistungen der ausgesendeten Hochfrequenzsignale während einer Messung sowie deren Überlagerung innerhalb des Messraums nicht an bestimmten Stellen Leistungsgrenzwerte überschritten werden, sind jeweils in den Zuleitungen der einzelnen Sendekanäle K₁, K₂, ..., K_n zum Sendeantennensystem 15 Richtkoppler 31 ₁, 31 ₂, ..., 31 _n angeordnet. Diese Richtkoppler 31 ₁, 31 ₂, ..., 31 _n bilden jeweils gemeinsam mit den hierzu gehörigen Messempfängern 32 ₁, 31 ₂, ..., 32 _n jeweils eine geeignete Messeinrichtung 30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n um für jeden Sendekanal K₁, K₂, ..., K_n jeweils die komplexen Amplituden (d. h. wie bereits erwähnt Amplitude und Phase) der vor- und rücklaufenden Wellen in den Sendekanälen K_1, K₂, ..., K_n zu messen. Die gemessenen Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n werden dann an einen Kontrollrechner 20 übergeben, welcher die Signale entsprechend auswertet.
• Bei diesem Kontrollrechner 20 kann es sich beispielsweise um einen Mikro-Controller bzw. ein Softwaremodul innerhalb der Steuereinrichtung des Magnetresonanztomographiesystems 1 handeln. Der Kontrollrechner 20 übernimmt die Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n von den Messeinrichtungen 30 ₁, 30 ₂, 30 _N jeweils über eine Mess-Schnittstelle 210 und verarbeitet diese dann weiter. Beispielsweise werden hier die Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n zunächst in einer Streuparametermatrix-Ermittlungseinheit 220 dazu genutzt, um eine Streuparametermatrix S zu erzeugen. Elektrische Netzwerke mit insgesamt n Anschlüssen lassen sich durch im Allgemeinen komplexe Streuparametermatrizen S in der folgenden Form beschreiben:

  
• Eine solche Streuparametermatrix S kann wie erwähnt ermittelt werden, indem nacheinander auf den einzelnen Sendekanälen K_1, K₂, ..., K_n ein Referenz-Sendesignal RS ausgesendet wird und gleichzeitig auf den jeweils anderen Kanälen K_1, K₂, ..., K_n über die dieses Referenz-Sendesignal RS gerade nicht ausgesendet wird, die Spannungen der vorwärts und rückwärts gerichteten induzierten Signale gemessen werden. Diese so gemessenen Signale werden hier als Referenz-Messsignale RM₁, RM₂, ..., RM_n bezeichnet.
• Dies ist auch in 2 noch einmal in Form eines Flussdiagramms dargestellt. Im ersten Verfahrensschritt V_A wird auf einem ersten der Kanäle K_1, K₂, ..., K_n ein Referenz-Sendesignal RS ausgesendet. In einem weiteren Schritt V_B erfolgt dann die Messung auf den jeweils anderen Kanälen K_1, K₂, ..., K_n. Darüber hinaus wird auch als Referenz-Messsignal RM_1, RM₂, ..., RM_n die komplexe Spannungsamplitude des Referenz-Sendesignals RS quasi gleichzeitig zu den induzierten Referenz-Messsignalen RM_1, RM₂, ..., RM_n auf den anderen Kanälen K_1, K₂, ..., K_n gemessen. Dies ist so zu verstehen, dass die induzierten Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n auf den nicht sendenden Kanälen K_1, K₂, ..., K_n selbstverständlich später ankommen, jedoch sind die Laufzeiten zu bzw. in diesen Kanälen K_1, K₂, ..., K_n wesentlich kleiner als die Länge der induzierten Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n bzw. des gesendeten Referenz-Sendesignal RS, was die Messung über den betrachteten Zeitbereich im Prinzip statisch – d. h. quasi gleichzeitig macht. Die dabei ermittelten Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n werden dann in einem Schritt V_C gesammelt und, soweit möglich, bereits mit den vorhandenen Referenz-Messsignalen RM_1, RM₂, ..., RM_n beispielsweise die Streuparametermatrix S bzw. einzelne Matrixelemente der Streuparametermatrix S ermittelt. Die Verfahrensschritte V_A, V_B, V_C werden dann nach und nach für alle Sendekanäle K_1, K₂, ..., K_n wiederholt, d. h. es wird nacheinander auf jedem der Kanäle K_1, K₂, ..., K_n ein Referenz-Sendesignal RS ausgesendet, wobei vorzugsweise immer das gleiche Referenz-Sendesignal RS, beispielsweise ein einfaches Reckteck-Signal, verwendet wird. Die Streuparametermatrix-Ermittlungseinheit 220 kann hierzu beispielsweise über eine Triggerschnittstelle 260 (siehe 1) dafür sorgen, dass das Pulserzeugungssystem 40 durch ein Triggersignal TS veranlasst wird, auf dem jeweiligen Sendekanal K_1, K₂, ..., K_n das gewünschte Referenz-Sendesignal RS auszusenden.
• Die Berechnung der Streuparametermatrix S wird nachfolgend beschrieben, wobei erklärt ist, wie aus den hin- und rücklaufenden Wellengrößen bzw. komplexen Spannungsamplituden eine Streuparametermatrix ermittelt werden kann.
• Die Elemente der Streuparametermatrix S verknüpfen die innerhalb eines Kanals K_1, K₂, ..., K_n hinlaufenden Wellengrößen a₁, ..., a_i, ..., a_k, ..., a_n mit den in diesen Kanälen K_1, K₂, ..., K_n rücklaufenden Wellengrößen b₁, ..., b_i, ..., b_k, ..., b_n. Dabei sind die hinlaufenden Wellengrößen a₁, ..., a_i, ..., a_k, ..., a_n Elemente des Vektors A und die rücklaufenden Wellengrößen b₁, ..., b_i, ..., b_k, ..., b_n Elemente des Vektors B, für die gilt: B = S·A (1)
• Dabei ergeben sich die einzelnen Streuparameter s_ij und s_ik, d. h. die Matrixelemente der Streuparametermatrix S, beispielsweise wie folgt:

  
• Um die Streuparametermatrix S mit Hilfe einer Messung zu bestimmen, wird nacheinander auf den einzelnen Kanälen K_1, K₂, ..., K_n jeweils das HF Referenz-Sendesignal RS gesendet und dabei an jedem der Kanäle K_1, K₂, ..., K_n die komplexe Spannungsamplituden U_hin, U_rück der hin- und rücklaufenden HF-Wellen separat gemessen.
• Die hinlaufende HF Wellengröße a_i ergibt sich aus der komplexen gemessenen Amplitude U_hin wie folgt:

  
• Dabei ist Z₀ eine sogenannte Referenz- oder Anpassungsimpedanz des jeweiligen Kanals K_1, K₂, ..., K_n, also eine Wechselstromimpedanz, die üblicherweise 50 Ω beträgt. Die rücklaufende HF-Welle b_i ergibt sich aus der komplexen gemessenen Amplitude U_rück wie folgt:

  
• Damit können die Elemente der Vektoren A und B aus den Referenz-Messsignalen RM_1, RM₂, ..., RM_n berechnet werden und letztlich kann somit durch geeignete Matrizenoperationen die Streuparametermatrix S selbst berechnet werden.
• Dabei kann während der Messung zur Bestimmung der Streuparametermatrix S einer oder mehrere der anderen Kanäle K_1, K₂, ..., K_n zum Empfang (beispielsweise mit einer geeigneten schaltbaren Impedanz) abgeschlossen sein. Dies ermöglicht eine einfache Berechnung der Streuparametermatrix S.
• Bevorzugt sind jedoch alle der anderen Kanäle K_1, K₂, ..., K_n bei Aussendung des Referenz-Sendesignals RS empfangsbereit und es wird in jedem der Kanäle K_1, K₂, ..., K_n jeweils ein Referenz-Messsignal RM_1, RM₂, ..., RM_n erfasst, sodass eine zusätzliche Schalteinrichtung zum Abschluss (d. h. beispielsweise die schaltbare Impedanz) der Kanäle K_1, K₂, ..., K_n entfallen kann. In diesem Fall ist dann lediglich notwendig, eine etwas schwieriger durchzuführende Lösung des Matrizenproblems zur Bestimmung der Streuparametermatrix S zu berechnen.
• Die Streuparametermatrix S kann dann beispielsweise, wie in 1 dargestellt, an eine Berechnungseinheit 230 übergeben werden, die auf Basis dieser Streuparametermatrix S Kontrollsignale KS für die Überwachung der Hochfrequenzsendeeinrichtung 10 ermittelt und über diese Kontrollsignale KS dann beispielsweise die Hochfrequenzleistungsverstärker PA₁, PA₂, ..., PA_n ansteuert und z. B. in der Leistung reduziert oder sogar ganz abstellt, sofern die Gefahr bestehen könnte, dass bestimmte Grenzwerte überschritten werden. Die Arbeitsweise dieser Berechnungseinheit 230 ist ebenfalls in der DE 10 2008 063 630 B4 beschrieben.
• Zusätzlich wird aber nun gemäß der Erfindung auf Basis der Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n bzw. indirekt auf diesen Referenz-Messsignalen RM_1, RM₂, ..., RM_n, nämlich auf Basis der daraus erstellten Streuparametermatrix S, ein Phasenabweichungsindikatorwert PAI erstellt. Dies erfolgt im Verfahrensschritt V_D. Hierzu weist die Berechnungseinheit 230 zusätzlich eine Phasenabweichungs-Kontrolleinheit 240 auf, welche die Streuparametermatrix S über eine entsprechende Schnittstelle 241 übernehmen kann. Diese Phasenabweichungskontrolleinheit 240 mit ihrer Schnittstelle 241 ist ebenso wie die komplette Berechnungseinheit 230 und die Streuparametermatrix-Ermittlungseinheit 220 bevorzugt in Form von Software auf einem Kontrollrechner implementiert.
• Die Phasenabweichungskontrolleinheit 240 ermittelt dabei auf Basis der Streuparametermatrix S, ob eine Phasenabweichung zwischen einer Messeinrichtung 30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n eines Sendekanals K_1, K₂, ..., K_n zu einer Messeinrichtung 30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n eines anderen Sendekanals K_1, K₂, ..., K_n vorliegt. Hierbei wird ausgenutzt, dass reziproke Netzwerke, wie die dargestellte Körperspule 15 die Eigenschaft haben, dass die Matrix-Elemente der Streuparametermatrix symmetrisch zur Hauptdiagonalen gleich sind, d. h. es gilt unter normalen Bedingungen für die Elemente der oben dargestellte Matrix S jeweils S_ij = S_ji für alle i, j = 1, ..., n (wobei n die Anzahl der Messeinrichtungen bzw. die Anzahl der Sendekanäle ist). Mit anderen Worten: Die Streuparametermatrix ist symmetrisch, womit auch gilt, dass die Streuparametermatrix S identisch zu ihrer transponierten Matrix S^T ist. Diese Eigenschaft der Reziprozität der Streuparametermatrix S kann nun vorteilhafterweise zur Überprüfung der Langzeitstabilität der Messeinrichtungen genutzt werden.
• Hierzu müssen lediglich die symmetrisch zur Hauptdiagonale liegenden Matrixelemente auf Gleichheit überprüft werden. Wird beispielsweise im einfachsten Fall ein Sendeantennensystem mit nur zwei Sendekanälen überprüft, muss also nur kontrolliert werden, ob das Matrix-Element S₁₂ mit dem Matrix-Element S₂₁ identisch ist. Bei einer vierkanaligen Hochfrequenzsendeeinrichtung wären die Überprüfungen S₁₂ gegen S₂₁, S₁₃ gegen S₃₁, S₂₃ gegen S₃₂, S₁₄ gegen S₄₁, S₂₄ gegen S₄₂ und S₃₄ gegen S₄₃ erforderlich.
• Die Überprüfung auf Gleichheit kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen:
  Zum einen kann eine Überprüfung auf Gleichheit der kompletten Vektoren der komplexen Werte der Matrix-Elemente erfolgen. Beispielsweise kann einfach geprüft werden, ob die vektorielle Differenz der Matrixelemente S_ij und S_ji jeweils kleiner als ein definierter Grenzwert ist.
• Alternativ kann auch eine Überprüfung nur auf Gleichheit der Beträge der komplexen Matrix-Elemente S_ij und S_ji erfolgen.
• Ebenso kann aber auch eine Überprüfung der Gleichheit der Phasenwinkel der Matrix-Elemente S_ij und S_ji durchgeführt werden.
• Zur Überprüfung der Gleichheit können die genannten Werte, d. h. die Vektoren, die Beträge oder auch die Phasenwinkel voneinander abgezogen werden.
• Alternativ können die genannten Werte auch jeweils zum Vergleich durcheinander dividiert werden.
• Die Differenz oder der Quotient der Matrixelemente S_ij und S_ji ist hier z. B. der Phasenabweichungsindikatorwert PAI. Im Fall der Differenzbildung ergibt sich somit bevorzugt ein Phasenabweichungsindikatorwert PAI von 0 bzw. im Bereich von 0, wenn keine Phasenabweichung vorliegt, und im Fall der Quotientenbildung ein Phasenabweichungsindikatorwert PAI von 1 bzw. im Bereich von 1.
• Dieser Phasenabweichungsindikatorwert PAI kann jeweils mit einem Grenzwert, dem Phasentoleranzwert PTW, verglichen werden. Der Vergleich mit einem solchen Grenzwert bzw. Phasentoleranzwert PTW kann beispielsweise auch im Verfahrensschritt V_D erfolgen, wobei hier dargestellt ist, dass der Grenzwert PTW von außen vorgegeben wird.
• Dies ist auch in 1 als Beispiel dargestellt. Der Phasentoleranzwert PTW kann beispielsweise in einem Speicher fest hinterlegt sein oder durch eine Rechenvorschrift automatisch vorgegeben werden. Der Grenzwert bzw. Phasentoleranzwert PTW kann auch in Abhängigkeit von den zu erwartenden Messspannungen an den Messeinrichtungen gewählt werden, wobei bestimmte Regeln vorgegeben werden. Die zu erwartenden Messspannungen können beispielsweise aus einem Steuerungsprotokoll für eine nachfolgend durchzuführende Magnetresonanzuntersuchung abgeleitet werden bzw. ermittelt werden. So kann beispielsweise bei kleinen Amplituden der Referenz-Messsignale RM_1, RM₂, ..., RM_n, d. h. der Messspannungen an den Messeinrichtungen, der Phasentoleranzwert PTW etwas erhöht werden, um den gegebenenfalls aufgrund des begrenzten Dynamikbereichs der Messeinrichtungen 30 _1, 30 ₂, ..., 30 _n mit abnehmender Amplitude steigenden Messfehlern Rechnung zu tragen. Dies ist möglich, da mit kleiner werdenden Leistungen, (die ja zu den kleiner werdenden Messspannungen führen) auch die Gefahr für den Patienten stetig abnimmt und folglich größere Toleranzwerte zulässig sind.
• Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 findet der Vergleich des ermittelten Phasenabweichungsindikatorwert PAI mit dem Phasentoleranzwert PTW in einer separaten Grenzwert-Überwachungseinheit 250 statt. Diese Grenzwert-Überwachungseinheit 250 gibt dann beispielsweise einen entsprechenden Alarmwert aus, wenn der Phasentoleranzwert PTW durch den Phasenabweichungsindikatorwert PAI überschritten wird. Dieses Signal wird dann durch den Kontrollrechner 20 bzw. die Berechnungseinheit 230 weiter bearbeitet bzw. führt dazu, dass entsprechende Kontrollsignale KS an die Leistungsverstärker PA₁, PA₂, ..., PA_n ausgegeben werden, die im Extremfall die laufende Messung einfach unterbrechen oder verhindern, dass eine weitere Messung durchgeführt wird, so lange bis der Fehler behoben ist. Gleichzeitig kann ein entsprechendes Alarmsignal an den Bediener ausgegeben werden, so dass dieser über den Fehler informiert wird. Die Phasenabweichungskontrolleinheit 240 und die Grenzwert-Überwachungseinheit 250 können auch als gemeinsame Einheit ausgebildet sein.
• In einem weiteren Verfahrensschritt V_E ist dieser Eingriff in die laufenden Messungen als optionaler Verfahrensblock dargestellt. Ebenso ist hier durch einen gestrichelten Pfeil auf der linken Seite nach oben zum Verfahrensschritt V_A symbolisch angedeutet, dass die Kontrolle in zeitlich wiederkehrenden Abständen besteht bzw. zu bestimmten Ereignissen wiederholt wird, wie beispielsweise, wenn ein neuer, anderer Patient oder ein neues, anderes Körperteil abgebildet werden soll, bzw. einem Wechsel der Antennen oder des Sendemodus, etc.
• Wie das obige Ausführungsbeispiel zeigt, bietet die Erfindung eine sehr einfache Möglichkeit, ohne großen Mehraufwand die sicherheitsrelevanten Messeinrichtungen der Hochfrequenzsendeeinrichtung auch hinsichtlich der Phasenverschiebung in ausreichend kurzen Zeitabständen zu überprüfen und so die Sicherheit der Kontrolle der Hochfrequenzsendeeinrichtung weiter zu erhöhen.
• Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehenden, detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei der dargestellten Hochfrequenzsendeeinrichtung bzw. der Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Auch wenn die Erfindung vorstehend anhand eines Magnetresonanztomographiesystems im medizinischen Bereich beschrieben wurde, ist die Erfindung auch in wissenschaftlichen und/oder industriell genutzten Magnetresonanztomographiesystemen einsetzbar. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ oder „Modul“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
• Bezugszeichenliste

1

Magnetresonanztomographiesystem

10

Hochfrequenz-Sendeeinrichtung

15

Sendeantennensystem / Ganzkörperspule

20

Kontrollrechner

30₁, 30₂, ..., 30_n

Messeinrichtung

31₁, 31₂, ..., 31_n

Richtkoppler

32₁, 31₂, ..., 32_n

Messempfänger

40

Pulserzeugungssystem

100

Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung

210

Mess-Schnittstelle

220

Streuparametermatrix-Ermittlungseinheit

230

Berechnungseinheit

240

Phasenabweichungskontrolleinheit

241

Schnittstelle

250

Grenzwert-Überwachungseinheit

260

Triggerschnittstelle

K₁, K₂, ..., K_n

Sendekanal

KS

Kontrollsignal

PA₁, PA₂, ..., PA_n

Hochfrequenzleistungsverstärker

PAI

Phasenabweichungsindikatorwert

PTW

Phasentoleranzwert

RS

Referenz-Sendesignal

RM₁, RM₂, ..., RM_n

Referenz-Messsignalen

S

Streuparametermatrix

TS

Triggersignal

V_A, ..., V_E

Verfahrensschritte

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102008063630 B4 [0005, 0027, 0028, 0029, 0055]

Claims (14)

1. Verfahren zur Kontrolle einer Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) eines Magnetresonanztomographiesystems (1) mit einem Sendeantennensystem (15) mit einer Mehrzahl von Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n), – bei dem auf verschiedenen Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n) des Sendeantennensystems (15) jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten ein Referenz-Sendesignal (RS) ausgegeben wird und jeweils auf zumindest einem der anderen Sendekanäle (K₁, K₂, ..., K_n) mit einer dem Sendekanal (K₁, K₂, ..., K_n) zugeordneten Messeinrichtung (30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n) ein durch das Referenz-Sendesignal (RS) induziertes Referenz-Messsignal (RM₁, RM₂, ..., RM_n) gemessen wird – und basierend auf den Referenz-Messsignalen (RM₁, RM₂, ..., RM_n) ein Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) bestimmt wird, der eine relative Phasenabweichung zwischen den Messeinrichtungen (30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n) der betreffenden Sendekanäle (K₁, K₂, ..., K_n) indiziert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) mit einem Phasentoleranzwert (PTW) verglichen wird und bevorzugt unter Berücksichtigung des Vergleichs eine Steuerung der Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei Überschreitung des vorgegebenen Phasentoleranzwerts (PTW) die Ausführung einer Magnetresonanzmessung gestoppt wird oder wobei bei Überschreitung des vorgegebenen Phasentoleranzwerts (PTW) auf Basis einer gemessenen Phasenabweichung ein Kontrollparameter für eine Magnetresonanzmessung korrigiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Phasentoleranzwert (PTW) in Abhängigkeit von einer Hochfrequenz-Spannungsamplitude des Referenz-Messsignals (RM₁, RM₂, ..., RM_n) und/oder des Referenz-Sendesignals (RS) vorgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Hochfrequenz-Amplitude des Referenz-Sendesignals (RS) so gewählt wird, dass diese einen Prüfgrenzwert überschreitet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Referenz-Sendesignal (RS) so definiert wird, dass es einem Sendesignal einer nachfolgend durchzuführenden Magnetresonanzmessung entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) basierend auf einer Streuparametermatrix (S) ermittelt wird.
7. Verfahren Anspruch 7, wobei ein Matrixelement der Streuparametermatrix (S) mit einem bezüglich einer Hauptdiagonalen der Streuparametermatrix (S) symmetrisch angeordneten Matrixelement der Streuparametermatrix (S) verglichen wird und bevorzugt auf Basis dieses Vergleichs ein Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) ermittelt wird.
8. Verfahren Anspruch 8, wobei Vergleich der Matrixelemente der Streuparametermatrix (S) zumindest einen der folgenden Vergleiche umfasst: – Vergleich der komplexen Werte der Matrixelemente, – Vergleich der Beträge der Werte der Matrixelemente, – Vergleich der Phasenwinkel der Werte der Matrixelemente.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kontrollverfahren in wiederkehrenden Abständen wiederholt wird.
10. Phasenabweichungs-Kontrolleinheit (240) für eine Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100) für eine Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) eines Magnetresonanztomographiesystems (1) mit einem Sendeantennensystem (15) mit einer Mehrzahl von Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n), wobei die Phasenabweichungs-Kontrolleinheit (240) eine Schnittstelle (241) zur Erfassung von Referenz-Messsignalen (RM₁, RM₂, ..., RM_n) und/oder darauf basierenden Referenzwerten umfasst, wobei die Referenz-Messsignale (RM₁, RM₂, ..., RM_n) durch den Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n) jeweils zugeordnete Messeinrichtungen (200 ₁, 200 ₂, ..., 200 _n) gemessen wurden und durch ein zu verschiedenen Zeitpunkten auf einem jeweils anderen der Sendekanäle (K₁, K₂, ..., K_n) ausgegebenes Referenz-Sendesignal (RS) induziert wurden und wobei die Phasenabweichungs-Kontrolleinheit (240) dazu ausgebildet ist, basierend auf den Referenz-Messsignalen (RM₁, RM₂, ..., RM_n) ein Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) zu bestimmen, der eine relative Phasenabweichung zwischen den Messeinrichtungen (30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n) der betreffenden Sendekanäle (K₁, K₂, ..., K_n) indiziert.
11. Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100) für eine Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) eines Magnetresonanztomographiesystems (1) mit einem Sendeantennensystem (15) mit einer Mehrzahl von Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n), wobei die Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100) umfasst: – eine Triggerschnittstelle (260), welche ausgebildet ist, um zu veranlassen, dass auf verschiedenen Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n) des Sendeantennensystems (15) jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten ein Referenz-Sendesignal (RS) ausgegeben wird, – den Sendekanälen (K₁, K₂, ..., K_n) zugeordnete Messeinrichtungen (30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n) und/oder eine Messschnittstelle (210) zur Erfassung von Referenz-Messsignalen (RM₁, RM₂, ..., RM_n), welche im jeweiligen Sendekanal (K₁, K₂, ..., K_n) durch das jeweils auf einem anderen der Sendekanäle (K₁, K₂, ..., K_n) ausgegebene Referenz-Sendesignal (RS) induziert werden, – eine Phasenabweichungs-Kontrolleinheit (240), die ausgebildet ist, um basierend auf den Referenz-Messsignalen (RM₁, RM₂, ..., RM_n) ein Phasenabweichungsindikatorwert (PAI) zu bestimmen, der eine relative Phasenabweichung zwischen den Messeinrichtungen (30 ₁, 30 ₂, ..., 30 _n) der betreffenden Sendekanäle (K₁, K₂, ..., K_n) indiziert.
12. Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) mit einer Hochfrequenz-Kontrolleinrichtung (100) nach Anspruch 12.
13. Magnetresonanztomographiesystem (1) mit einer Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) nach Anspruch 13.
14. Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) eines Magnetresonanzsystems (1) ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Programm in der Hochfrequenzsendeeinrichtung (10) ausgeführt wird.

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