DE4127529C2 - Verfahren zum Betrieb eines Kernspintomographiegeräts mit einem Resonanzkreis zur Erzeugung von Gradientenfeldern - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Kernspintomographiegeräts mit einem Resonanzkreis zur Erzeugung von Gradientenfeldern

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kernspin­ tomographiegeräts, das mit einer Pulssequenz betrieben wird, bei der je Scan nach einer Anregung eine Auslesesequenz folgt, bei der mindestens zwei senkrecht aufeinanderstehende Gradienten zur Ortscodierung eingeschaltet werden, wobei die entstehenden Signale digitalisiert und im k-Raum in eine Rohdatenmatrix eingeschrieben werden, wobei aus der Rohdatenmatrix durch eine zweidimensionale Fouriertransformation ein Bild gewonnen wird, wobei mindestens eine Gradientenspule mit mindestens einem Kondensator zu einem Resonanzkreis zusammengeschaltet ist, der an einen Gradientenverstärker angeschlossen ist, wobei der Gradientenverstärker nach einer vorbestimmten Zeitfunktion angesteuert wird, wobei während der Auslesesequenz jeder Gra­ dientenpuls aus Anstiegs- und Abfallflanken sowie aus einem konstanten Teil zusammengesetzt wird, und wobei die Anstiegs- und Abfallflanken im resonanten Betrieb der Gradientenspule und der konstante Teil nicht resonant über den Gradientenver­ stärker erzeugt wird.
Eine derartige Anordnung ist aus der EP-A1-02 27 411 bekannt. Durch den resonanten Betrieb der Gradientenspule können kurze Anstiegs- und Abfallzeiten der Gradientenpulse realisiert wer­ den, die sonst nicht oder nur mit größtem Aufwand beim Gradien­ tenverstärker realisiert werden können.
Kurze Schaltzeiten der Gradienten sind beispielsweise bei der Bilderzeugung nach dem EPI-Verfahren notwendig, das im folgen­ den zur Erläuterung der Problemstellung anhand der Fig. 1 bis 7 kurz dargestellt wird. Eine detaillierte Beschreibung befindet sich in der EP-B1-00 76 054.
Die Fig. 1 bis 6 stellen ein Beispiel für einen beim EPI-Ver­ fahren angewandte Pulssequenz dar. Ein HF-Anregungspuls RF wird zusammen mit einem Gradienten SS in z-Richtung auf das Unter­ objekt eingestrahlt. Damit werden Kernspins in einer Schicht des Untersuchungsobjektes angeregt. Anschließend wird die Richtung des Gradienten SS invertiert, wobei der negative Gradient SS die durch den positiven Gradienten SS verursachte Dephasierung der Kernspins rückgängig macht.
Nach der Anregung wird ein Phasencodiergradient PC und ein Auslesegradient RO eingeschaltet. Für den Verlauf dieser Gra­ dienten gibt es verschiedene Möglichkeiten. Fig. 3 zeigt als erstes Beispiel einen Phasencodiergradienten PC, der während der Auslesephase kontinuierlich eingeschaltet bleibt. Fig. 4 zeigt als Alternative dazu einen Phasencodiergradienten PC, der aus kurzen Einzelimpulsen ("blips") besteht, die bei je­ dem Polaritätswechsel des Auslesegradienten RO eingeschaltet werden. Den Phasencodiergradienten PC geht jeweils ein Vorpha­ siergradient PCV in negativer Phasencodierrichtung voraus. Der Auslesegradient RO wird mit ständig wechselnder Polarität ein­ geschaltet, wodurch die Kernspins im Wechsel dephasiert und wieder rephasiert werden, so daß eine Folge von Signalen S entsteht. Dabei werden bei einer einzelnen Anregung soviele Signale gewonnen, daß der gesamte Fourier-k-Raum abgetastet wird, d. h. die vorliegende Information zur Rekonstruktion ei­ nes vollständigen Schnittbildes ausreicht. Hierzu ist eine extrem schnelle Umschaltung des Auslesegradienten RO mit hoher Amplitude erforderlich, die mit den sonst bei der MR-Bildge­ bung üblicherweise angewandten Rechteckimpulsen kaum reali­ siert werden kann. Eine gebräuchliche Lösung dieses Problems besteht darin, die den Auslesegradienten RO erzeugende Gra­ dientenspule in einem Resonanzkreis zu betreiben, so daß der Auslesegradient RO eine Sinusform aufweist.
Die entstehenden Kernresonanzsignale S werden im Zeitbereich abgetastet, digitalisiert und die so gewonnenen numerischen Werte in eine Rohdatenmatrix eingetragen. Die Rohdatenmatrix kann man als Meßdatenraum, bei dem im Ausführungsbeispiel vor­ liegenden zweidimensionalen Fall als Meßdatenebene betrachten. Dieser Meßdatenraum wird in der Kernspintomographie als k-Raum bezeichnet. Die Lage der Meßdaten im k-Raum ist in Fig. 7 für einen Phasencodiergradienten PC nach Fig. 3, in Fig. 8 für einen Phasencodiergradienten PC nach Fig. 4 schematisch dargestellt. Die für die Bilderzeugung notwendige Information über die räumliche Herkunft der Signalbeiträge ist in den Phasenfakto­ ren codiert, wobei zwischen dem Ortsraum (also dem Bild) und dem k-Raum mathematisch der Zusammenhang über eine zweidimen­ sionale Fourier-Transformation besteht. Es gilt:
S(kx, ky) = ∬ ρ (x, y) X + k y) dx dy .
Dabei gelten folgende Definitionen:
ρ = Gyromagnetisches Verhältnis
γ = Kernspindichte
Gx = Wert des Auslesegradienten RO
Gy = Wert des Phasencodiergradienten PC
Beim EPI-Verfahren sind sehr hohe Gradientenamplituden zur Ortscodierung der HR-Signale notwendig. Diese hohen Gradien­ tenamplituden müssen in kurzen Zeitabständen ein- und ausge­ schaltet werden, damit die notwendige Information gewonnen werden kann, bevor das Kernresonanzsignal abklingt. Nimmt man an, daß für eine Projektion (also für ein einzelnes Signal un­ ter einem Einzelpuls des Auslesegradienten RO) eine Millise­ kunde benötigt wird, ergibt sich eine Gesamtauslesezeit Tacq von 128 ms für eine 128×128 Bildmatrix. Wenn man herkömmli­ che Rechteckimpulse mit einer Länge von 1 ms verwenden würde und ein Betrachtungsfenster (field of view, FOV) von 40 cm an­ nimmt, so ergeben sich für Rechteckimpulse typische Gradien­ tenamplituden GR für den Auslesepuls RO von
Für Trapezpulse mit einer Anstiegszeit von Trise = 0,5 ms und einer Auslesung der Signale auf den Rampen ergeben sich noch größere Gradientenpulse GT:
Aus den obigen Gleichungen erkennt man, daß die Anforderungen an die notwendige Gradientenamplitude mit kürzeren Anstiegszei­ ten günstiger werden. Andererseits werden allerdings die An­ forderungen an die Schaltgeschwindigkeit des Gradientenverstär­ kers PSU mit abnehmender Anstiegszeit größer. Nimmt man an, daß ein Strom Imax zum Erreichen der maximalen Gradientenstär­ ke Gmax erforderlich ist, so errechnet sich die aufgrund der Induktivität L der Gradientenspule erforderliche Spannung zu:
Hierbei ist der ohm′sche Spannungsabfall an der Gradienten­ spule noch nicht berücksichtigt. Für eine Induktivität der Gradientenspule von 1 mH und einem maximalen Strom Imax von 200 A würde die am Ausgang des Gradientenverstärkers erfor­ derliche Spannung in Abhängigkeit von der Anstiegszeit Trise des Gradientenstromes folgende Werte annehmen:
TRise = 0,5 ms|U = 400 V
TRise = 0,25 ms U = 500 V
TRise = 0,1 ms U = 2000 V
Dies sind Anforderungen, die ohne Resonanzkreis nur mit großem Aufwand zu erreichen sind, typischerweise durch Parallel- und Serienschaltung von modularen Gradientenverstärkern.
Einfacher kann das Problem der kurzen Schaltzeiten gelöst wer­ den, wenn die betreffende Gradientenspule G zusammen mit einem Kondensator C in einem Resonanzkreis betrieben wird, wobei man dann z. B. einen in Fig. 5 dargestellten sinusförmigen Verlauf des Auslesegradienten RO erhält. Nachteilig hierbei ist aller­ dings, daß man bei Abtastung des Signales in zeitlich konstan­ ten Intervallen keine äquidistante Abtastung im k-Raum erhält. Um dieses Problem zu umgehen, wurde in der bereits eingangs ge­ nannten EP-A1-02 27 411 bereits vorgeschlagen, lediglich die Anstiegs- und Abfallflanken der Gradientenpulse im resonanten Betrieb zu erzeugen, also sinusförmig auszugestalten, während dazwischen der Gradientenpuls einen konstanten Wert aufweist. Dabei liegt die Anstiegs- und Abfallzeit allerdings bei einem Viertel der Periodendauer der entsprechenden Schwingung und ist damit relativ lang.
Das Prinzip der Erzeugung eines Gradientenpulses mit Hilfe eines Resonanzkreises wird im folgenden anhand der Fig. 9 bis 14 näher erläutert.
Fig. 9 zeigt schematisch einen Serienresonanzkreis mit einem Kondensator C und einer Gradientenspule G, der über einen Schalter S1 über einen Gradientenverstärker PSU angeschlossen ist. Die Reihenschaltung von Schalter S1 und Kondensator C ist mit einem weiteren Schalter S überbrückt. Ferner ist der Kon­ densator C über einen Schalter S2 mit einer Ladespannungsquel­ le Ulad verbindbar. Eine derartige Schaltung ist aus der EP-A1-04 29 715 bekannt.
Die Ansteuerung des Serienresonanzkreises wird nachfolgend für einen einzelnen unipolaren Gradientenpuls anhand der Diagramme nach den Fig. 10 bis 14 erläutert. Dabei zeigt
Fig. 10 den Verlauf des Stromes IG durch die Gradientenspule G,
Fig. 11 den Verlauf der Spannung UC am Kondensator C,
Fig. 12 den Verlauf der Spannung UG an der Gradientenspule G,
Fig. 13 den Schaltzustand des Schalters S0 und
Fig. 14 den Schaltzustand des Schalter S1.
Zunächst wird der Kondensator C über die Ladungsspannungsquel­ le Ulad aufgeladen, bis er zum Zeitpunkt tC die maximale Span­ nung Ucmax erreicht hat. Damit ist im Kondensator C die Ener­ gie E = 1/2 U C² gespeichert. Zum Zeitpunkt t0 wird der Schalter S1 geschlossen. Damit beginnt der aus dem Kondensator C und der Gradientenspule G bestehende Serienschwingkreis zu schwingen, d. h. der Strom IG steigt mit einer sinusförmigen Flanke an. Zum Zeitpunkt t₁ ist die Spannung Uc am Kondensator C gerade auf Null abgesunken. Nunmehr wird der Schalter S0 ge­ schlossen. Damit liefert der Gradientenverstärker PSU über den Schalter S0 Strom direkt zur Gradientenspule G, der Kondensa­ tor C bleibt entladen. Die Schwingkreisenergie ist jetzt in Form von Strom in der Gradientenspule G gespeichert. Während der Kondensator C entladen ist, ist die Stellung des Schalters S1 belanglos und daher in Fig. 14 schraffiert dargestellt.
Zum Zeitpunkt t₂ wird der Schalter S0 wieder geöffnet, die Energie der Gradientenspule G wird jetzt wieder in den Konden­ sator C abgegeben, der sich dabei auf eine negative Spannung bis zum Maximalwert -UCmax auflädt. Zum Zeitpunkt t₃ ist wieder die ganze Energie im Kondensator C gespeichert, der Strom durch die Gradientenspule G ist damit Null. Die abfal­ lende Flanke des Gradientenstromes IG weist wiederum die Form eine viertel Sinuswelle auf.
Bei der besprochenen Ausführungsform sind die Anstiegs- und Abfallszeiten (t₁-t₀, t₃-t₂) des Gradientenstromes IG durch ein Viertel der Periode einer Schwingung definiert, die wiederum durch die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises vorgegeben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Kernspintomographiegeräts der eingangs genannten Art so auszu­ gestalten, daß die Anstiegs- und Abfallzeiten weiter verkürzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor Be­ ginn der Auslesesequenz der Kondensator auf eine höhere Spann­ ung aufgeladen wird, als dies aufgrund einer reinen Sinus­ schwingung während der Auslesesequenz bei gleicher maximaler Gradientenstromamplitude, gleicher Gradientenpulsdauer und gleicher Resonanzfrequenz des Resonanzkreises nötig wäre, und daß die Anstiegs- und Abfallflanken nur jeweils weniger als eine viertel Periodendauer vor bzw. nach dem Nulldurchgang einer Sinusschwingung des Resonanzkreises darstellen.
Dadurch werden nur die steilen Teile der Schwingung des Reso­ nanzkreises für die Anstiegs- und Abfallflanken genutzt, wäh­ rend der sich abflachende Teil der Sinusschwingung wegge­ schnitten wird. Damit können die Anstiegs- und Abfallflanken deutlich verkürzt werden, so daß für die Signalauswertung ein größerer Bereich eines konstanten Gradientenwertes zur Verfü­ gung steht, der im k-Raum äquidistant abgetastet werden kann. Bei jeder Pulssequenz wird eine bestimmte Gradientenfläche ge­ fordert, die bei kurzen Flanken mit geringer Gradientenampli­ tude erreicht wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Spannung am Kondensator dadurch erzeugt, daß die Gradientenspule mit einem höheren Strom als während der Pulssequenz auftretend beauf­ schlagt und dann durch Zuschalten eines Kondensators die Ener­ gie in diesen übertragen wird.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in Fig. 15 dargestellt. Dabei ist eine Brückenschaltung mit vier Transistoren T1 bis T4, de­ nen jeweils Freilaufdioden D1 bis D4 parallel geschaltet sind, vorgesehen. In einer Brückendiagonalen ist ein Kondensator C angeordnet. Die Brückenschaltung wird über die Gradientenspule G an den Gradientenverstärker PSU angeschlossen.
Vor Beginn einer Pulssequenz muß zunächst wieder der Konden­ sator C aufgeladen werden. Dies kann z. B. über eine in Fig. 15 gestrichelt dargestellte Ladungsspannungsquelle Ulad erfolgen. Es ist aber auch, wie im folgenden anhand der Diagramme nach den Fig. 16 bis 21 beschrieben, eine Aufladung über den Gradien­ tenverstärker PSU möglich. Wie weiter unten noch näher erläu­ tert, werden zur Erzielung besonders steiler Flanken hohe Spannungen Ucmax benötigt. Dazu muß der Maximalstrom, der zur Aufladung des Kondensators C verwendet wird, auf einen Wert eingestellt werden, der über dem während der Pulssequenz auf­ tretenden Wert liegt.
Dabei wird zunächst durch Einschalten der Transistoren T2 und T3 (Fig. 19, Fig. 20) ein Strom IG in der Gradientenspule er­ zeugt. Der Gradientenstrom IG teilt sich auf und fließt über die Diode D1, Transistor T3 und Transistor T2, Diode D4 (Fig. 18 bis Fig. 21). Der Kondensator C wird daher nicht aufgeladen. Die in Fig. 17 dargestellte Spannung UC über den Kondensator C bleibt dabei zunächst Null. Wenn man nun die Transistoren T2 und T3 durchschaltet, wird die in der Gradientenspule G ge­ speicherte Energie zur Ladung des Kondensators C verwendet, wobei der Strom IG jetzt nur noch über die Freilaufdioden D1 und D4 fließen kann. Damit steigt die Spannung Uc am Kondensa­ tor C an. Sobald die gesamte in der Gradientenspule IG gespei­ cherte Energie in den Kondensator übertragen ist, erreicht dieser seine maximale Spannung UCmax, der Strom IG wird Null und die Freilaufdioden D1 und D4 sperren. Damit ist der Kon­ densator C zur Erzeugung einer Pulssequenz vorgeladen.
Die gemäß der Erfindung angewandte Methode, besonders steile Anstiegs- und Abfallflanken des Gradientenstromes IG zu errei­ chen, wird nachfolgend anhand der Fig. 22 und 23 dargestellt. Bei herkömmlichen seriellen Schwingkreisen zur Erzeugung von Gradientenpulsen wird der Kondensator zur Bildung der Anstiegs- bzw. Abfallflanken jeweils vollständig entladen bzw. aufgela­ den. Damit entsteht der in der Fig. 22 gestrichelt dargestellte Stromverlauf IG. Wie bereits eingangs erläutert, weisen damit die Anstiegs- und Abfallflanken jeweils eine Länge einer vier­ tel Periodendauer T/4 auf. Die Periodendauer ist wiederum durch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises festgelegt.
Der erfindungsgemäße Gedanke besteht nun darin, daß man nur die besonders steilen Teile einer Sinusschwingung im Bereich des Nulldurchganges ausnutzt und dann auf einen durch den Gra­ dientenverstärker PSU erzeugten konstanten Strom IG umschal­ tet. Die weniger steilen Teile der sinusförmigen Schwingung werden damit weggeschnitten. Dies setzt voraus, daß man den Kondensator C zunächst mit einer höheren Spannung UCmax lädt, als dies bei Ausnutzung einer vollen Sinusschwingung notwendig wäre. Dies ist in Fig. 23 dargestellt. Zum Zeitpunkt t₁ werden die Transistoren T2 und T3 (Fig. 25, 26) eingeschaltet. Damit kann sich der Kondensator C über die Gradientenspule G entla­ den. Bevor der Kondensator C allerdings vollständig entladen ist, d. h. die Spannung UC auf Null gesunken ist, wird der Transistor T2 ausgeschaltet. Über die Freilaufdiode D1 und dem Transistor T3 fließt nun ein Strom durch die Gradientenspule G, der durch den Gradientenverstärker PSU geliefert wird. Da der Kondensator in diesem Betriebszustand vom Stromkreis ab­ gekoppelt ist, behält er eine konstante Spannung UCstat. Zum Zeitpunkt t₃ wird die abfallende Flanke des Gradientenpulses eingeleitet, indem nun auch der Transistor T3 ausgeschaltet wird. Damit treibt die Gradientenspule G über die Freilauf­ dioden D1 und D4 (Fig. 24, 27) einen Strom durch den Kondensa­ tor C, der diesen wieder auf die Maximalspannung UCmax auf­ lädt.
In den Fig. 22 bis 27 ist nur ein einzelner Gradientenpuls dar­ gestellt. Da der Kondensator am Ende des Pulses wieder aufge­ laden ist, kann entsprechend eine vollständige Pulsfolge rea­ lisiert werden. Aufgrund der Brückenschaltung sind ferner auch bipolare Pulse möglich.
Dies wird im folgenden anhand der Fig. 28 bis 33 dargestellt. Dabei sind die Schaltzustände der Dioden D1 bis D4 in den Fig. 30 bis 33 jeweils schraffiert dargestellt. Entsprechend Fig. 29 (Spannungsverlauf am Kondensator C) wird zunächst der Kondensator C auf die Spannung Ucmax aufgeladen.
Zum Zeitpunkt t₀ werden die Transistoren T2 und T3 eingeschal­ tet, so daß sich der Kondensator C über die Gradientenspule G entlädt, wobei der Strom IG durch die Gradientenspule gemäß Fig. 28 ansteigt. In diesem Fall ist eine vollständige Entla­ dung des Kondensators C vorgesehen. Sobald dieser vollständig entladen ist, werden zum Zeitpunkt t₁ alle Schalter ausgeschal­ tet, so daß die Freilaufdioden D1 und D4 (in Fig. 30 bzw. 33 schraffiert dargestellt) den Strom übernehmen, womit der Kon­ densator C wieder auf die Spannung UCmax aufgeladen wird und der Gradientenstrom IG auf Null absinkt. Nunmehr soll ein ne­ gativer Gradientenpuls erzeugt werden. Dies erreicht man durch Einschalten der Transistoren T1 und T4, was wiederum zu einer Entladung des Kondensators C über die Gradientenspule G führt, dieses Mal allerdings in entgegengesetzter Richtung. Sobald die Spannung am Kondensator C auf Null gesunken ist, werden die Freilaufdioden D2 und D3 leitend, der Gradientenstrom IG nimmt ab und der Kondensator C wird wieder auf die maximale Spannung UCmax aufgeladen. Zum Zeitpunkt t₄ folgt wieder ein positiver Gradientenpuls durch Einschalten der Transistoren T2 und T3, wobei aber hier der Transistor T2 zum Zeitpunkt t₅ bereits ausgeschaltet wird, bevor die Spannung UC am Konden­ sator C auf Null gesunken ist und somit nur der steile Teil einer Sinusflanke ausgenutzt wird. Bis zum Zeitpunkt t₆ ist nur der Transistor T3 eingeschaltet, so daß der Gradienten­ strom IG über den Transistor T3 und die Freilaufdiode D1 durch den Gradientenverstärker PSU geliefert wird und die Spannung UC am Kondensator C konstant bleibt. Zum Zeitpunkt t₆ wird der Transistor T3 ausgeschaltet, so daß die Gradientenspule G über die Freilaufdioden D1 und D4 den Kondensator C wieder auf sei­ nen Maximalwert UCmax auflädt.
Wie in den Diagrammen in den Fig. 28 bis 33 dargestellt, können beliebig viele weitere Pulse durch entsprechende Ansteuerung der Transistoren T1 bis T4 folgen. Mit der dargestellten Anord­ nung können Gradientenpulse mit sehr steilen Rampen bei gerin­ gem Aufwand erzeugt werden, da die Begrenzung auf eine viertel Periodendauer des Resonanzkreise wegfällt. Der Gradientenver­ stärker muß nicht für die Rampen der Gradientenpulse dimensio­ niert sein, für diese wird die Energie aus dem Kondensator des Schwingkreise entnommen. Die Anstiegszeiten sind nur von der Spannungsfestigkeit der Gradientenspule G, des Kondensators C, der Transistoren T1 und T4 und der Dioden D1 bis D4 abhängig. Die geforderten kurzen Schaltzeiten und hohen Spannungsfestig­ keiten lassen sich nach dem heutigen Stand der Technik am ein­ fachsten mit Transistoren vom IGBT-Typ ("insulated gate bipo­ lar transistor") realisieren.
Bei konventionellen Anlagen werden während der Flanken der Gradientenpulse keine Signale ausgelesen, so daß die Anstiegs- und Abfallzeiten die Echozeiten verlängern. Dies wirkt sich besonders bei allen schnellen Pulssequenzen aus. Die mit der beschriebenen Anordnung erreichte Verkürzung dieser parasitä­ ren Zeiten kann daher nicht nur beim beispielhaft dargestell­ ten EPI-Verfahren, sondern auch bei allen anderen schnellen Sequenzen mit Vorteil eingesetzt werden.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Brückenkonfiguration ist sehr kostengünstig, weil sie nur aus unipolaren Schaltern besteht.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betrieb eines Kernspintomographiegerät, das mit einer Pulssequenz betrieben wird, bei der je Scan nach einer Anregung eine Auslesesequenz folgt, bei der mindestens zwei senkrecht aufeinander stehende Gradienten (RO, PC) zur Ortscodierung eingeschaltet werden, wobei die entstehenden Signale digitalisiert und im k-Raum in eine Rohdatenmatrix eingeschrieben werden, wobei aus der Rohdatenmatrix durch eine mindestens zweidimensionale Fouriertransformation ein Bild gewonnen wird, wobei mindestens eine Gradientenspule (G) mit mindestens einem Kondensator (C) zu einem Resonanzkreis zusam­ mengeschaltet ist, der an einen Gradientenverstärker (PSU) an­ geschlossen ist, wobei der Gradientenverstärker (PSU) nach einer vorbestimmten Zeitfunktion angesteuert wird, wobei wäh­ rend der Auslesesequenz jeder Gradientenpuls aus Anstiegs- und Abfallflanken sowie einem konstanten Teil zusammengesetzt wird und wobei die Anstiegs- und Abfallflanken im resonanten Betrieb der Gradientenspule und der konstante Teil nichtreso­ nant über den Gradientenverstärker erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Auslesese­ quenz der Kondensator (C) auf eine höhere Spannung (Ucmax) aufgeladen wird, als dies aufgrund einer reinen Sinusschwin­ gung während der Auslesesequenz bei gleicher maximaler Gradien­ tenstromamplitude, gleicher Gradientenpulsdauer und gleicher Resonanzfrequenz des Resonanzkreises nötig wäre, und daß die Anstiegs- und Abfallflanken im resonanten Betrieb nur jeweils weniger als eine viertel Periodendauer vor bzw. nach dem Null­ durchgang einer Sinus-Schwingung darstellen.
2. Verfahren zum Betrieb eines Kernspintomographiegeräts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (Ucmax) dadurch erzeugt wird, daß die Gra­ dientenspule (G) mit einem höheren Strom (IGmax) als während der Pulssequenz auftretend beaufschlagt und dann durch Zu­ schalten des Kondensators (C) die Energie in diesen übertragen wird.
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5451878A (en) * 1994-07-15 1995-09-19 General Electric Company Non-resonant gradient field accelerator
EP0721593B1 (de) * 1994-07-29 2002-04-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Gerät für die magnetische resonanz mit einem verbesserten gradientensystem
US5721490A (en) * 1995-02-09 1998-02-24 Hitachi Medical Corporation Power source apparatus including a plurality of output current amplifiers connected in parallel and MRI apparatus using the same
DE19655018B4 (de) * 1995-03-15 2007-10-31 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Gradientenmagnetfeld-Stromversorgung für eine Gradientenspule
DE19610083B4 (de) * 1995-03-15 2005-02-17 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Gradientenmagnetfeld-Stromversorgung für eine Gradientenspule
JP3515205B2 (ja) * 1995-03-15 2004-04-05 株式会社東芝 磁気共鳴診断装置用勾配磁場発生装置
US5663648A (en) * 1995-03-17 1997-09-02 British Technology Group Usa, Inc. Gradient coils having increased performance and decreased power consumption for use in MR systems
DE19511832C2 (de) * 1995-03-30 1997-01-30 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gradientenstromversorgung für ein Kernspintomographiegerät
DE19511833C2 (de) * 1995-03-30 1998-04-23 Siemens Ag Gradientenstromversorgung für ein Kernspintographiegerät
JP3702048B2 (ja) * 1996-08-09 2005-10-05 株式会社東芝 勾配磁場発生装置及び磁気共鳴映像装置
DE19731690C2 (de) * 1997-07-23 1999-10-28 Siemens Ag Leistungsverstärker und Kernspintomograph
DE19734045C2 (de) * 1997-08-06 1999-06-17 Siemens Ag Leistungsverstärker und Kernspintomograph
US6552448B1 (en) 1999-09-08 2003-04-22 Harman International Industries, Incorporated Energy management system for series connected amplifiers
DE10010899C1 (de) 2000-03-06 2001-09-06 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von Magnetresonanz-Tomographieanlagen
DE10105388B4 (de) * 2001-02-06 2007-05-24 Siemens Ag Verfahren zur Anpassung der Ortskodierung beim Betrieb eines Magnetresonanzgeräts
US6920312B1 (en) 2001-05-31 2005-07-19 Lam Research Corporation RF generating system with fast loop control
US7286866B2 (en) * 2001-11-05 2007-10-23 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method, system and computer product for cardiac interventional procedure planning
US7311705B2 (en) * 2002-02-05 2007-12-25 Medtronic, Inc. Catheter apparatus for treatment of heart arrhythmia
US7499743B2 (en) * 2002-03-15 2009-03-03 General Electric Company Method and system for registration of 3D images within an interventional system
US7346381B2 (en) * 2002-11-01 2008-03-18 Ge Medical Systems Global Technology Company Llc Method and apparatus for medical intervention procedure planning
US7778686B2 (en) * 2002-06-04 2010-08-17 General Electric Company Method and apparatus for medical intervention procedure planning and location and navigation of an intervention tool
US7747047B2 (en) * 2003-05-07 2010-06-29 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Cardiac CT system and method for planning left atrial appendage isolation
US7565190B2 (en) * 2003-05-09 2009-07-21 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Cardiac CT system and method for planning atrial fibrillation intervention
US7343196B2 (en) * 2003-05-09 2008-03-11 Ge Medical Systems Global Technology Company Llc Cardiac CT system and method for planning and treatment of biventricular pacing using epicardial lead
US20050010105A1 (en) * 2003-07-01 2005-01-13 Sra Jasbir S. Method and system for Coronary arterial intervention
US7813785B2 (en) * 2003-07-01 2010-10-12 General Electric Company Cardiac imaging system and method for planning minimally invasive direct coronary artery bypass surgery
US7344543B2 (en) * 2003-07-01 2008-03-18 Medtronic, Inc. Method and apparatus for epicardial left atrial appendage isolation in patients with atrial fibrillation
US6930483B2 (en) * 2003-08-01 2005-08-16 General Electric Company Method/system for switched frequency ripple reduction in MRI gradient coils
US20050054918A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-10 Sra Jasbir S. Method and system for treatment of atrial fibrillation and other cardiac arrhythmias
US20060009755A1 (en) * 2003-09-04 2006-01-12 Sra Jasbir S Method and system for ablation of atrial fibrillation and other cardiac arrhythmias
US7308299B2 (en) * 2003-10-22 2007-12-11 General Electric Company Method, apparatus and product for acquiring cardiac images
US7308297B2 (en) * 2003-11-05 2007-12-11 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Cardiac imaging system and method for quantification of desynchrony of ventricles for biventricular pacing
US20050137661A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Sra Jasbir S. Method and system of treatment of cardiac arrhythmias using 4D imaging
US20050143777A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-30 Sra Jasbir S. Method and system of treatment of heart failure using 4D imaging
US7454248B2 (en) * 2004-01-30 2008-11-18 Ge Medical Systems Global Technology, Llc Method, apparatus and product for acquiring cardiac images
US7327872B2 (en) * 2004-10-13 2008-02-05 General Electric Company Method and system for registering 3D models of anatomical regions with projection images of the same
US8515527B2 (en) * 2004-10-13 2013-08-20 General Electric Company Method and apparatus for registering 3D models of anatomical regions of a heart and a tracking system with projection images of an interventional fluoroscopic system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0076054B1 (de) * 1981-09-21 1986-06-04 Peter Mansfield Kernmagnetische Resonanzmethoden
FI75701C (fi) * 1983-04-22 1988-07-11 Instrumentarium Oy Kontrollerad stroemkaella.
GB8530930D0 (en) * 1985-12-16 1986-01-29 Mansfield P Inductive circuit arrangements
EP0250718A1 (de) * 1986-06-30 1988-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Stromversorgung für einen induktiven Verbraucher, insbesondere eine Gradientenspule, mit Steuer- und Regeleinrichtung
US4961054A (en) * 1989-07-06 1990-10-02 General Electric Company Gradient current speed-up circuit for high-speed NMR imaging system
US5017871A (en) * 1989-09-14 1991-05-21 General Electric Company Gradient current speed-up circuit for high-speed NMR imaging system
EP0429715B1 (de) * 1989-12-01 1996-07-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Kernspintomographiegeräts mit einem Resonanzkreis zur Erzeugung von Gradientenfeldern
US5063349A (en) * 1990-06-04 1991-11-05 General Electric Company Transformer-coupled gradient speed-up circuit

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US5245287A (en) 1993-09-14

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