DE102016208001A1

DE102016208001A1 - Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage, Datenträger sowie Magnetresonanzanlage

Info

Publication number: DE102016208001A1
Application number: DE102016208001.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bielmeier; Gerhard Brinker; Swen Campagna; Bernd Erbe; Matthias Gebhardt; Jürgen Nistler; Dominik Paul; Carsten Prinz; Gudrun Ruyters; Stephan Stöcker; Markus Vester
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2017-11-16
Also published as: US20170328966A1; US10928466B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Betriebswert wenigstens einer vorgegebenen Vorrichtung erfasst wird und in Abhängigkeit des wenigstens einen Betriebswertes wenigstens ein Spulenbetriebswert einer Sende-Spulenanordnung der Magnetresonanzanlage zur Beschränkung eines B1-Wertes gesteuert wird. Die Erfindung betrifft ferner einen Datenträger. Die Erfindung betrifft ferner ein Magnetresonanzgerät.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage.
Ein Aspekt beim Betrieb von Magnetresonanzanlagen ist die Sicherheit. Dabei spielen mehrere Größen eine Rolle, unter anderem auch die Magnetfelder. Dabei sind drei unterschiedliche Felder zu betrachten, nämlich statische B0-Felder, B1-Radiofrequenzfelder und Gradientenfelder. Dabei werden im Folgenden B1-Radiofrequenzfelder genauer betrachtet.
B1-Radiofrequenzfelder oder B1-Felder werden im Zusammenhang mit MR-Messungen auch als Hochfrequenzimpulse oder HF-Impulse bezeichnet. Diese werden verwendet, um die Magnetisierung um einen gewünschten Flipwinkel aus der Ruhelage auszulenken. Dazu werden eine oder mehrere Sendespulen bestromt.
Der erzielte Flipwinkel hängt von der Dauer des HF-Impulses und dem Pulsprofil ab. Dabei besteht eine Wechselwirkung zwischen dem B1-Feld des Hochfrequenzimpulses und dem untersuchten Gewebe, wodurch die Magnetisierung ausgelenkt wird.
Die räumliche Verteilung des B1-Feldes eines Hochfrequenzimpulses kann man mittels einer sogenannten B1-Karte darstellen.
Die B1-Felder wechselwirken aber nicht nur mit Gewebe, sondern auch mit Implantaten.
Darüber hinaus erhitzen sie das Gewebe. Dies wird unter dem Stichwort SAR oder specific absorption rate behandelt.
Im Rahmen der MR-Sicherheit ist es daher bekannt, die Wirkung der B1-Felder von HF-Impulsen oder Messsequenzen abzuschätzen und zu begrenzen.
Ausgehend von B1-Karten, die an einem Phantom aufgenommen wurden, werden für einzelne Sequenzen zulässige Parameter festgelegt.
Alternativ können auch direkt am Probanden B1-Karten erstellt werden, um die Aufnahmeparameter exakter festlegen zu können.
Dieses Vorgehen ist aufwändig, da ausgehend von zu messenden Daten Grenzen für Aufnahmeparameter einer Vielzahl an Sequenzen festzulegen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Magnetresonanzgerät und einen das Verfahren speichernden Datenträger anzugeben, mit dem eine Vereinfachung der Kontrolle der B1-Felder im Rahmen der MR-Sicherheit möglich ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage gelöst, bei dem wenigstens ein elektrischer Betriebswert wenigstens einer vorgegebenen Vorrichtung erfasst wird und in Abhängigkeit des wenigstens einen Betriebswertes wenigstens ein Spulenbetriebswert einer Sende-Spulenanordnung der Magnetresonanzanlage zur Beschränkung eines B1-Wertes gesteuert wird.
Als Kern der Erfindung wird angesehen, nicht mehr ausgehend vom B1-Feld selbst, bspw. einer Spulenkarte, sondern ausgehend von einem elektrischen Betriebswert die B1-Felder zu kontrollieren. Die Erfassung elektrischer Betriebswerte ist vergleichsweise einfach, ihre Auswertung in Echtzeit möglich und dadurch eine extrem flexible Verwendung gegeben.
Als elektrische Vorrichtung wird dabei jede während der Magnetresonanzuntersuchung im oder am Magnetresonanzgerät vorhandene Vorrichtung angesehen, von der elektrische Betriebswerte erfassbar sind.
Elektrische Betriebswerte sind bspw. Spannung, Strom, Widerstand, Induktivität, etc.
Dabei kann die elektrische Vorrichtung bestromt sein, sie muss es aber nicht sein.
Bevorzugt kann die elektrische Vorrichtung in der Magnetresonanzanlage angeordnet sein.
Ausgehend von dem Betriebswert oder den Betriebswerten der elektrischen Vorrichtung oder der elektrischen Vorrichtungen wird ein Spulenbetriebswert einer Sende-Spulenanordnung der Magnetresonanzanlage gesteuert. Der Spulenbetriebswert kann z.B. der Strom sein. Je weniger Strom durch eine Spule fließt, desto geringer ist das erzeugte B1-Feld.
Die Sende-Spulenanordnung kann eine oder mehrere Spulen aufweisen. Diese kann unabhängig von der Empfangs-Spulenanordnung ausgebildet sein. Sende- und Empfangsspulenanordnung können zwar durch eine einzige Spule realisiert werden, es können aber auch getrennte Spulenanordnungen sein. Z.B. kann die Sende-Spulenanordnung als Bodycoil ausgebildet sein und die Empfangs-Spulenanordnung als Spulenarray. Natürlich beeinflusst nur der Strom der Sende-Spulenanordnung die Stärke des B1-Feldes.
Als Steuerung wird dabei eine Kontrolle derart verstanden, dass der mögliche Wertebereich des Spulenbetriebswertes begrenzt wird. Insbesondere kann kontrolliert werden, dass vorgegebene Maximalwerte nicht überschritten werden.
Vorteilhafterweise wird der wenigstens eine Betriebswert mit einem Messgerät erfasst.
Vorteilhafterweise kann als elektrischer Betriebswert ein Betriebswert erfasst werden, der proportional zu einem Strom der Sende-Spulenanordnung ist. Damit ist indirekt auch der entsprechende Wert des B1-Feldes bekannt. Dadurch lassen sich Schwellenwerte für die Betriebsgröße ableiten, die zu einer Begrenzung des Stroms der Sende-Spulenanordnung führen.
Alternativ kann als elektrischer Betriebswert ein Betriebswert erfasst werden, aus dem sich ein proportionaler Wert ableiten oder schätzen lässt.
Bei Sende-Spulenanordnungen, die mit zirkular polarisierten Wellen arbeiten, ist die Erfassung zweier Betriebswerte vorteilhaft. Die einzelnen Betriebswerte sind dabei nicht proportional, aber ein daraus berechenbarer Proportionalwert. Dies wird weiter unten ausführlicher dargestellt.
Vorteilhafterweise kann als Betriebswert wenigstens ein Spannungswert erfasst werden. Es kann sich dabei um eine Spannung oder einen Spannungsabfall handeln. Der zu betrachtende Spannungswert wird im Folgenden in Formeln mit PU als Abkürzung für Proportional-Spannung bezeichnet, da bei einigen Ausführungsformen mehrere Spannungswerte zu aggregieren sind. Um Unklarheiten zu vermeiden wird der relevante, gegebenenfalls aggregierte, Wert mit der genannten Bezeichnung versehen. Es handelt sich dabei um einen Spezialfall des Richtwertes, der ein aggregierter Stromwert oder Spannungswert sein kann.
Spannungen sind Potentialdifferenzen ohne Stromfluss, Spannungsabfälle finden mit Stromfluss statt. Dabei können im Rahmen der Erfassung mehrerer Betriebswerte sowohl Spannungen als auch Spannungsabfälle erfasst werden.
Vorteilhafterweise kann der Spannungswert wenigstens einer Aufnehmerspule erfasst werden. Aufnehmerspulen, auch „pickup coil“ genannt, sind Spulen, in die eine Spannung induzierbar ist. Diese werden in der Nähe der Sende-Spulenanordnung platziert. Die in der Aufnehmerspule induzierte Spannung ist direkt proportional zum anliegenden B1-Feld.
Wenn die Sende-Spulenanordnung in einem zirkular polarisierten Modus oder in einem elliptischen Modus arbeitet, werden bevorzugt zwei Aufnehmerspulen verwendet, die senkrecht zueinander angeordnet sind. Es werden also gleichzeitig zwei Spannungswerte und damit zwei Betriebswerte ermittelt. Die Aufnahme mehrerer Betriebswerte ist also nicht nur in zeitlicher Hinsicht, sondern auch im Hinblick auf die Anzahl der Messstellen möglich. Diese gleichzeitig aufgenommenen Spannungswerte sind zu einem Proportional-Spannungswert als Richtwert zusammenzufassen.
Alternativ kann wenigstens ein Spannungswert an wenigstens einem Richtkoppler gemessen werden. Richtkoppler werden zum Einleiten von Leistung in eine Leitung verwendet. Es handelt sich dabei um einen Richtkoppler zum zumindest teilweisen Einleiten von Leistung zur Sende-Spulenanordnung.
Vorzugsweise kann dabei ein phasensensitives Spannungsmessgerät verwendet werden. Diese messen komplexe Spannungswerte. Aus den komplexen Spannungswerten, die am Richtkoppler gemessen wurden, kann der als Betriebswert zu betrachtende Spannungswert PU ermittelt werden, wobei die komplexen Konstanten A1 und A1 zu berücksichtigen sind. A1 und A2 beschreiben die Transformation zwischen dem Messpunkt und dem Anschlusspunkt der Sende-Spulenanordnung: PU = A1·U_forw + A2·U_refl.
Sollte das Spannungsmessgerät nicht phasensensitiv sein können auch Abschätzungen verwendet werden. Die erste Abschätzung verwendet überhaupt keine Phaseninformationen: PU = |A1|·|U_forw| + |A2|·|U_refl|.
Bei der zweiten wird eine „worst-case“-Phasendifferenz berücksichtigt: PU = |A1|·|U_forw| + |A2|·|U_refl|·cos(α). α ist dabei die Winkeldifferenz, die schlimmstenfalls auftreten kann.
Im Fall einer zirkular oder elliptisch polarisierten Spule existieren zwei Anschlüsse, zwei Richtkoppler und damit zwei Spannungswerte PU₀ und PU₁, die sich jeweils aus der gerade angegebenen Formel herleiten. Der Proportional-Spannungswert PU ergibt sich dann zu: PU = sqrt(|PU₀|² + |PU₁|²)
Weiter alternativ kann der Spannungswert an wenigstens einem Anschlusspunkt der Sende-Spulenanordnung gemessen wird. Dabei werden in der vorliegenden Erfindung nur Anschlusspunkte für die Zuleitung betrachtet, weitere Anschlusspunkte nicht. Bei Sende-Spulenanordnungen mit zirkular oder elliptisch polarisierten Wellen gibt es genau zwei Anschlusspunkte für Zuleitungen, bei anderen Sende-Spulenanordnungen genau einen Anschlusspunkt.
Vorzugsweise kann als elektrischer Betriebswert wenigstens ein Stromwert erfasst werden. Auch Ströme sind einfach erfassbar und für Echtzeit-Auswertungen geeignet.
Bevorzugt kann der Strom oder wenigstens ein Stromwert an wenigstens einem Anschlusspunkt der Sende-Spulenanordnung gemessen werden. Wie weiter oben beschrieben weisen Sende-Spulenanordnungen mit zirkular oder elliptisch polarisierten Wellen genau zwei Anschlusspunkte auf, andere Sende-Spulenanordnungen genau einen Anschlusspunkt.
Vorteilhafterweise kann der elektrische Betriebswert mittels eines kapazitiven Kopplers gemessen wird. Dies ist bevorzugt bei Messungen an den Anschlusspunkten der Fall.
Vorteilhafterweise kann ein Spitzenwert des Spulenbetriebswertes der Sende-Spulenanordnung begrenzt werden. Wie beschrieben werden die Betriebswerte dazu verwendet, schädliche Auswirkungen von B1-Feldern zu verhindern. Als B1-Werte kommen dabei B1-Spitzenwerte oder B1-Mittelwerte über einen vorgebbaren Zeitraum in Betracht. Da die Spulenbetriebswerte, insbesondere die Bestromung oder der anliegende Strom an der Sende-Spulenanordnung, proportional zum erzeugten B1-Feld sind, kann über eine Begrenzung des Spulenbetriebswertes eine Begrenzung des B1-Feldes erreicht werden. Es können dann folgerichtig jeweils einerseits Spitzen- oder Maximalwerte oder andererseits Mittelwerte begrenzt werden.
Vorteilhafterweise wird der Mittelwert über Betriebswerte einer Zeitdauer von 10 s gebildet.
Bei Mittelwerten sind mehrere Betriebswerte oder Richtwerte im zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen.
Vorzugsweise kann eine Änderung des Spitzenwertes oder des Mittelwertes des Spulenbetriebswertes der Sende-Spulenanordnung begrenzt werden. Dies resultiert in einer Begrenzung der Änderung des B1-Feldes dB/dt.
Vorzugsweise kann bei einer B0-Feldstärke der Magnetresonanzanlage von über 1,5 T ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor verwendet werden. Sicherheitsfaktor heißt, dass die Wirkung des B1-Feldes, das nach wie vor in einer Beziehung zum Betriebswert steht, als abhängig von der Stärke des B0-Feldes angesehen wird. Eine ausreichende Begrenzung des Spulenbetriebswertes bei 1,5 T kann also bei bspw. 3 T nicht mehr ausreichen, obwohl die Stärke des B1-Feldes die gleiche ist. Dafür wird der Sicherheitsfaktor verwendet. Dieser führt also zu einer stärkeren Begrenzung des Spulenbetriebswertes und damit des B1-Feldes.
In einer Ausgestaltung können die Schwellenwerte aus gemessenen Probandendaten berechnet werden. Der Schwellenwert PU_Grenz,max für den Maximalwert der Spannung und damit des B1-Feldes ergibt sich zu: PU_Grenz,max = min(PU)·B1_Standard/B1_gemessen.
Analog ergibt sich ein Schwellenwert für den Mittelwert PU_Grenz,mittel: PU_Grenz,mittel = min(PU)·B1_{mittel,Standard}/B1_{mittel,gemessen}.
Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt insbesondere darin, dass es ohne Modifikationen an den Messsequenzen auskommt. Es führt lediglich zu einem kleinen Kontrollablauf, in dessen Folge der angelegte Spulenstrom kontrolliert wird. Man kann also mit geringstem Aufwand eine Magnetresonanzanlage so einstellen, dass sie implantatkompatibel zu beliebigen Implantaten wird.
Die Implementierung der vorgenannten Verfahren in der Steuervorrichtung kann dabei als Software oder aber auch als (fest verdrahtete) Hardware erfolgen.
Die Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird außerdem durch einen Datenträger für eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Datenerzeugungseinheit, insbesondere Bilderzeugungseinheit, einer Magnetresonanzanlage erzielt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie Daten zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens aufweist.
Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzanlage mit einer Steuerungseinrichtung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Magnetresonanzanlage wenigstens ein Messgerät zur Erfassung eines elektrischen Betriebswertes wenigstens einer vorgegebenen Vorrichtung aufweist und in Abhängigkeit des wenigstens einen elektrischen Betriebswertes wenigstens ein Spulenbetriebswert einer Sende-Spulenanordnung der Magnetresonanzanlage zur Beschränkung eines B1-Wertes steuerbar ist.
Vorteilhafterweise kann die Magnetresonanzanlage eine Eingabevorrichtung zur Eingabe eines Implantattyps, eines Implantatmodells oder einer sonstigen Implantatinformation aufweisen. Mit einem hinterlegten Kennfeld können dann mittels der Steuerungseinrichtung Schwellenwerte für einen B1-Maximalwert und einen B1-Mittelwert implantatspezifisch eingestellt werden.
Alternativ kann die Magnetresonanzanlage eine Einstellmöglichkeit aufweisen, mit der nur der Parameter „Implantat“ aktiviert wird. Dann werden die Schwellenwerte auf einen für alle Implantate unkritischen Wert gesetzt.
Als Folge der Verringerung des B1-Feldes ergibt sich ein geringerer Flipwinkel. Dies resultiert in einem geringeren SNR und je nach Messsequenz evtl. in Artefakten.
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird darauf hingewiesen, dass sich vorteilhafte Weiterbildungen der Magnetresonanzanlage aus den Weiterbildungen des beschriebenen Verfahrens ergeben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung.
Dabei zeigen:
1 ein Magnetresonanzgerät,
2 eine Sende-Spulenanordnung in einer ersten Ausgestaltung,
3 eine Sende-Spulenanordnung in einer zweiten Ausgestaltung,
4 eine Sende-Spulenanordnung in einer dritten Ausgestaltung,
5 eine Sende-Spulenanordnung in einer vierten Ausgestaltung,
6 eine Sende-Spulenanordnung in einer fünften Ausgestaltung,
7 eine Sende-Spulenanordnung in einer sechsten Ausgestaltung, und
8 ein erstes Ablaufschema zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage,
9 ein zweites Ablaufschema zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage,
10 ein drittes Ablaufschema zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage, und
11 ein viertes Ablaufschema zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage.
1 zeigt eine Magnetresonanzanlage 1. Diese weist eine als Bodycoil ausgebildete Sende-Spulenanordnung 2 und eine als Spulenarray 3 mit Spulen 4, 5, 6 und 7 ausgebildete Empfangs-Spulenanordnung auf. Zur Steuerung der Magnetresonanzanlage 1 ist eine Steuerungseinrichtung 8 vorhanden.
Die Magnetresonanzanlage 1 besitzt weiterhin einen Datenträger 9 als Teil der Steuerungseinrichtung 8 oder unabhängig davon, auf dem Computerprogramme zur Durchführung von Magnetresonanzmessungen abgespeichert sind.
Die Sende-Spulenanordnung 2 dient zur Erzeugung von B1-Feldern, um die Magnetisierung im Probanden anzuregen, d.h. um einen gewünschten Flipwinkel umzuklappen.
Das Spulenarray 3 wird nur zum Auslesen des Messsignals verwendet. Die Spulen 4, 5, 6 und 7 des Spulenarrays 3 lesen das Messsignal gleichzeitig aus. Statt des Spulenarrays 3 kann auch eine einzelne Spule als Detektionsspule verwendet werden.
Zur Durchführung von Bildgebungsexperimenten sind weiterhin Gradientenspulen 10, 11 und 12 nötig. Die Gradientenspulen 10, 11 und 12 erzeugen Gradientenfelder in drei Richtungen. Diese werden üblicherweise mit x, y und z bezeichnet. Diese werden zur Erzeugung der in einer Aufnahmesequenz verwendeten Gradienten, die in Read-, Phasen- und Schichtselektionsrichtung anliegen, überlagert. D.h. dass die in einer Sequenz verwendeten Gradienten je nach ihrer Lage aus den Gradienten in Richtung x, y und z einzeln oder in beliebiger Kombination zusammengesetzt werden.
Im Rahmen der MR-Sicherheit sind sowohl die B1-Werte als auch die Gradientenfelder zu überwachen. Zur Überwachung der B1-Werte weist die Magnetresonanzanlage 1 wenigstens eine elektrische Vorrichtung 13 auf. Mittels der Vorrichtung 13 kann wenigstens ein elektrischer Betriebswert erfasst werden. Die Steuerungseinrichtung 8 wertet die erfassten Betriebswerte 14 aus und kontrolliert in Abhängigkeit der Betriebswerte 14 das applizierte B1-Feld, indem Stromwerte 15 der Sende-Spulenanordnung 2 gesteuert werden. Hierfür ist die Steuerungseinrichtung 8 über Leitungen 16 und 17 sowohl mit der Vorrichtung 13 wie auch einer Bestromungsvorrichtung 18 zur Bestromung der Sende-Spulenanordnung 2 verbunden.
Zwischen der Vorrichtung 13 und der Steuerungseinrichtung 8 befindet sich vorteilhafterweise ein Messgerät 19, das die Betriebswerte 14 erfasst. Ausführungsformen des Messgeräts 19 sind in den Ausführungsbeispielen dargestellt.
2 zeigt eine erste Ausgestaltung der Vorrichtung 13. Dabei sind zur Vereinfachung vor allem die Elemente gezeigt, die eine Detaillierung gegenüber 1 bewirken. Die Vorrichtung 13 ist dabei als Aufnehmerspule 20 ausgestaltet. Die Sende-Spulenanordnung 2 ist als Birdcage-Resonator ausgebildet und besitzt einen Anschluss 21 als Zuleitung. Wie auch in den folgenden Figuren sind dabei weitere Anschlüsse nicht dargestellt.
Die Aufnehmerspule 20 kann mechanisch an der Sende-Spulenanordnung 2 gelagert sein. Elektrisch ist die Aufnehmerspule 20 mit einem Messgerät 19 verbunden, bspw. mit einem Spannungsmessgerät 22.
Die gemessenen Spannungen übermittelt das Spannungsmessgerät 22 als Betriebswerte 14 an die Steuerungseinrichtung 8. Anhand der Betriebswerte 14 steuert die Steuerungseinrichtung 8 dann die Stromwerte 15. Dies kann so erfolgen, dass bei Überschreiten eines Schwellenwertes durch einen Betriebswert 14 oder einen Mittelwert aus mehreren Betriebswerten 14 der Strom auf einen vorgebbaren Wert gesetzt wird. Alternativ kann der Strom auch sukzessive verringert werden oder auf dem aktuellen Wert gehalten werden. Dann ist der Schwellenwert so zu wählen, dass das applizierte B1-Feld gerade noch im zulässigen Bereich liegt.
3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Sende-Spulenanordnung 2. Diese gibt zirkular polarisierte Wellen aus und besitzt daher zwei Anschlüsse 21 und 23. Zur Erzeugung von Betriebswerten 14 sind dann auch zwei Aufnehmerspulen 20 und 24 vorhanden. Dabei stehen die Aufnehmerspulen 20 und 24 in einem rechten Winkel zueinander. Sie müssen aber nicht nebeneinander angeordnet sein. Auch die Aufnehmerspule 24 ist mit einem Spannungsmessgerät 22 verbunden, das wiederum mit der Steuerungseinrichtung 8 kommuniziert.
Um einen zum B1-Feld proportionalen Proportional-Spannungswert zu erhalten sind in diesem Fall die beiden Spannungssignale wie weiter oben angegeben. Dies kann durch ein Summierglied geschehen oder innerhalb der Steuerungseinrichtung 8.
In diesem Fall sind zwei elektrische Vorrichtungen 13, nämlich die Aufnehmerspulen 20 und 24, vorhanden.
4 zeigt eine weitere Alternative zur Erfassung von Betriebswerten 14. Dabei befindet sich am Zuleitungsanschluss 21 ein kapazitiver Koppler 25. An diesem kann entweder ein Strom oder eine Spannung abgegriffen werden. Die so abgegriffenen Werte werden als Betriebswerte 14 an die Steuerungseinrichtung 8 übergeben. Dabei ist der kapazitive Koppler 25 die elektrische Vorrichtung, deren Betriebswert erfasst wird.
5 zeigt eine Alternative, bei der im Unterschied zu 4 die Sende-Spulenanordnung 2 mit zirkular polarisierten Wellen arbeitet. Dementsprechend und analog zum Übergang von 2 auf 3 sind zwei Zuleitungen und dementsprechend zwei Zuleitungsanschlüsse 21 und 23 vorhanden, an denen jeweils ein kapazitiver Koppler 25 und 26 Strom oder Spannung abgreift.
Auch bei dieser Ausgestaltung sind die abgegriffenen Werte zur Bildung eines zum B1-Feld proportionalen Wertes zu verwenden.
6 zeigt eine weitere Ausgestaltung der elektrischen Vorrichtung 13, die als Richtkoppler 27 ausgestaltet ist. Am Richtkoppler 27 kann mit einem Spannungsmessgerät 22 ein Spannungswert abgegriffen werden. Dieser wird als Betriebswert 14 an die Steuerungseinrichtung 8 weitergegeben.
Auch die in 6 gezeigte Sende-Spulenanordnung 2 kann so abgewandelt werden, dass sie mit zirkular polarisierten Wellen arbeitet. Dies ist in 7 dargestellt. In diesem Fall werden zwei Richtkoppler 27 und 28 verwendet. Die an diesen abgegriffenen Spannungswerte sind wieder zu verrechnen, um einen zum durch die Sende-Spulenanordnung 2 erzeugten B1-Feld proportionalen Wert zu erhalten.
8 zeigt ein Ablaufschema zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage 1. Genauer gesagt handelt es sich um sich um ein Ablaufschema zur Messung eines Magnetresonanzdatensatzes.
In Schritt S1 wird eine Messsequenz gestartet. Zu diesem Zeitpunkt sind Justagemessungen wie die Bestimmung der Resonanzfrequenz bereits vorgenommen worden.
Bei einer Messsequenz handelt es sich um eine festgelegte Abfolge von HF-Impulsen, Gradientenschaltungen, Wartezeiten und Akquisitionsfenstern. Bekannt sind eine Vielzahl an Sequenzen, u.a. FLASH, TSE, TrueFisp, u.a.
Nach dem Start der Messsequenz wird als Schritt S2 begonnen, Betriebswerte 14 einer elektrischen Vorrichtung 13 zu erfassen. In einer ersten Ablaufalternative wird davon ausgegangen, dass eine der Ausgestaltungen nach den 2, 4 oder 6 vorliegt, der erfasste Spannungs- oder Stromwert also proportional zum von der Sende-Spulenanordnung 2 erzeugten B1-Feld ist.
Zur Erfassung der Werte wird ein Messgerät 19 verwendet.
In Schritt S3 wird der Messwert, also der Betriebsparameter 14, an die Steuerungseinrichtung 8 weitergegeben.
Danach wird der Messwert in Schritt S4 von der Steuerungseinrichtung im Datenträger 9 abgelegt.
In Schritt S5 wird eine erste Kontrolle vorgenommen. Der Betriebswert 14 wird mit einem Schwellenwert verglichen. Ist der Schwellenwert überschritten folgt in Schritt S6 eine Begrenzung des Stromwertes 15.
Ansonsten wird zu Schritt S7 übergegangen, in dem eine zweite Kontrolle erfolgt. Dabei wird ein Mittelwert aus dem aktuellen und abgespeicherten Betriebswerten 14 gebildet und dieser Mittelwert mit einem zweiten Schwellenwert verglichen. Ist der zweite Schwellenwert überschritten folgt in Schritt S6 eine Begrenzung des Stromwertes 15.
Ist auch der zweite Schwellenwert nicht überschritten wird zu Schritt S1 zurückgekehrt.
Die Ablage des Betriebswertes 14 im Datenträger 9 kann auch erst jetzt erfolgen oder zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt nach der Erfassung. Insbesondere kann auch das Messgerät 19 den Betriebswert 14 vor der Übergabe an die Steuerungseinrichtung abspeichern. Die Steuerungseinrichtung 8 besorgt den Betriebswert 14 dann vom Datenträger 9.
Auch kann der älteste gespeicherte Betriebswert 14 gelöscht werden. Zur Bildung des Mittelwertes ist immer nur eine feste Anzahl an Werten nötig, überzählige können entfernt werden.
Sind die Betriebswerte nur im Arbeitsspeicher abgelegt wird dieser irgendwann automatisch gelöscht. Ein gesonderter Löschvorgang ist daher nicht notwendig.
Die Kontrollen können auch umgekehrt erfolgen. Die Kontrolle des Spitzenwertes kann also auch als zweite Kontrolle erfolgen.
Statt von Schritt S5 aus bereits zu Schritt S6 bei Überschreiten des ersten Schwellenwertes überzugehen können auch erst die Schritte S5 und S7 durchlaufen werden. Dann folgt als bei Überschreiten beider Schwellenwerte als Zwischenschritt ein Vergleich der zu setzenden Werte für den Spulenbetriebswert, wobei der niedrigere Wert ausgewählt wird und danach in Schritt S6 die Steuerung des Stromwertes 15 wenn nötig.
9 zeigt ein Ablaufschema für den Fall, dass der Stromwert 15 bereits begrenzt wurde. In diesem Fall werden die Schritte S1 bis S3 oder S4 wie beschrieben ausgeführt. Danach folgen die Schritte S5 und S7 direkt hintereinander, wobei der Betriebswert 14 und der Mittelwert der Betriebswerte mit den Schwellenwerten verglichen werden und daraus ein neuer Grenzwert oder die Aufgabe der Begrenzung abgeleitet wird. In Schritt S8 wird dann die neue Schranke gesetzt oder in Schritt S9 die Beschränkung aufgehoben.
Danach wird zu Schritt S1 zurückgekehrt.
10 zeigt ein weiteres alternatives Ablaufschema, und zwar zu den 3, 5 und 7. In Ergänzung zu 8 finden die Schritte S2 und evtl. S3 und S4 parallel für zwei Zuleitungen statt. Nach Schritt S2 sind die erfassten Spannungs- oder Stromwerte als Schritt S10 zu einem Proportional-Spannungswert oder allgemeiner zu einem Richtwert zusammenzufassen. Dies kann zu jedem Zeitpunkt vor der ersten Kontrolle, also vor Schritt S5, stattfinden. In 10 ist exemplarisch das Zusammenfassen nach dem Abspeichern, also nach Schritt S4, gezeigt. Ansonsten ist der Ablauf wie zu 8 beschrieben.
11 zeigt ein zu 10 alternatives Ablaufschema, das ebenfalls bei einem Aufbau nach den 3, 5 oder 7 eingesetzt werden kann. Dabei wird nur ein einziger Strom- oder Spannungswert als Betriebswert 14 erfasst und aus diesem als Schritt S11 ein Proportional-Spannungswert oder allgemeiner ein Richtwert geschätzt. Schritt S11 kann auch hier an einem beliebigen Zeitpunkt zwischen der Erfassung des Wertes in Schritt S2 und vor der ersten Kontrolle in Schritt S5 stattfinden.
Zur Schätzung des Richtwertes kann auch auf abgespeicherte Betriebswerte oder Richtwerte zurückgegriffen werden. Diese sind dann separat abzuspeichern.
Bei der Schätzung kann auch auf andere Betriebsparameter wie die Lage der ausgewählten Schicht etc. zurückgegriffen werden.
Es versteht sich von selbst, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät eng miteinander verknüpft sind, und dass Merkmale der Erfindung, die als Verfahrensaspekte beschrieben wurden, auch wesentlich für das Magnetresonanzgerät sein können. Dies kann auch in umgekehrter Weise für unter Bezug auf das Magnetresonanzgerät beschriebene Merkmale gelten, die auch verfahrensrelevant sein können.
Es versteht sich außerdem von selbst, dass unter Bezug auf einzelne Ausgestaltungen beschriebene Merkmale auch bei anderen Ausgestaltungen bzw. Ausführungsformen realisiert werden können, außer wenn dies ausdrücklich anders beschrieben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Betriebswert (14) wenigstens einer vorgegebenen Vorrichtung (2, 13, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 28) erfasst wird und in Abhängigkeit des wenigstens einen Betriebswertes (14) wenigstens ein Spulenbetriebswert (15) einer Sende-Spulenanordnung (2) der Magnetresonanzanlage (1) zur Beschränkung eines B1-Wertes gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrischer Betriebswert (14) ein Betriebswert erfasst wird, der proportional zu einem Strom in der Sende-Spulenanordnung (2) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrischer Betriebswert (14) ein Spannungswert erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert wenigstens einer Aufnehmerspule (20, 24) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert wenigstens eines Richtkopplers (27, 28) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswert an wenigstens einem Anschluss (21, 23) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrischer Betriebswert (14) ein Strom erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom an wenigstens einem Anschluss (21, 23) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Betriebswert (14) mittels wenigstens eines kapazitiven Kopplers (25, 26) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maximalwert des Spulenbetriebswertes (15) der Sende-Spulenanordnung (2) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelwert des Spulenbetriebswertes (15) der Sende-Spulenanordnung (2) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer B0-Feldstärke der Magnetresonanzanlage (1) von über 1,5 T ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor verwendet wird, der den Spulenbetriebswert (15) der Sende-Spulenanordnung (2) der Magnetresonanzanlage (1) weiter beschränkt.
Datenträger (9) für eine Steuerungseinrichtung (8) zur Steuerung einer Datenerzeugungseinheit, insbesondere Bilderzeugungseinheit, einer Magnetresonanzanlage (1) mit Daten zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Magnetresonanzanlage (1) mit einer Steuerungseinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzanlage (1) wenigstens ein Messgerät (19, 22) zur Erfassung eines elektrischen Betriebswertes (14) wenigstens einer vorgegebenen Vorrichtung (2, 13, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 28) aufweist und in Abhängigkeit des wenigstens einen elektrischen Betriebswertes (14) wenigstens ein Spulenbetriebswert (15) einer Sende-Spulenanordnung (2) der Magnetresonanzanlage (1) zur Beschränkung eines B1-Wertes steuerbar ist.
Magnetresonanzanlage (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (8) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.