磁共振控制序列的確定的制作方法
【專利摘要】描述了一種用于確定具有脈沖排列的磁共振控制序列的方法，所述脈沖排列在至少兩個空間方向上選擇性地起作用，以激勵檢查對象內部的受限的旋轉對稱的激勵輪廓。在此脈沖排列的HF激勵脈沖包括多個HF子脈沖的序列并且并行于HF子脈沖的序列這樣協調地施加在兩個空間方向上的梯度脈沖，使得不同的HF子脈沖的HF能量輸入在發送k空間中分別在互相同心的、圓形的k空間發送軌跡上進行。在此HF子脈沖的包絡線的幅度分別在圓形的k空間軌跡的一個遍歷的持續時間期間是恒定的。此外描述了一種用于運行和一種用于校準磁共振系統的方法，一種用于確定磁共振控制序列的控制序列確定裝置以及一種具有這樣的控制序列確定裝置的磁共振系統。
【專利說明】磁共振控制序列的確定

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于確定具有脈沖排列的磁共振控制序列的方法，所述脈沖排列 在至少兩個空間方向上選擇性地起作用，以激勵檢查對象內部的受限的旋轉對稱的激勵輪 廓。此外本發明還涉及一種用于運行具有這樣的磁共振控制序列的磁共振系統的方法，一 種用于在使用這樣的方法的條件下校準磁共振系統的方法，一種用于確定這樣的磁共振控 制序列的控制序列確定裝置，以及一種具有這樣的控制序列確定裝置的磁共振系統。

【背景技術】
[0002] 在也稱為磁共振系統的磁共振斷層造影設備中通常將待檢查的身體借助基本場 磁體系統置于例如1. 5、3或7特斯拉的相對高的、盡可能均勻的基本磁場（B0場）中。附 加地借助梯度系統施加磁場梯度。然后通過高頻發送系統借助合適的天線裝置發送高頻 激勵信號（HF信號或也稱作HF激勵脈沖或簡稱HF脈沖），這應當引起，通過該高頻場（B 1 場）共振地激勵的特定原子的核自旋以定義的所謂"翻轉角"相對于基本磁場的磁力線翻 轉。在核自旋弛豫的情況下發射高頻信號，即所謂的磁共振信號，所述高頻信號借助合適的 接收天線接收并且然后被繼續處理。從這樣獲得的原始數據中最后可以重建期望的圖像數 據。
[0003] 對于確定的測量，發送具有待發送的高頻脈沖序列和與之協調地待接通的（具有 在層選擇方向上、在相位編碼方向和在讀出方向上的合適的梯度脈沖的）梯度脈沖序列的 脈沖序列。對于成像在此尤其在序列內部的時序是決定性的，即，哪些脈沖按照哪個時間間 隔相繼跟隨。通常在所謂的測量協議中定義多個控制參數值，所述測量協議被事先建立并 且對于確定的測量例如可以從存儲器被調用和必要時由操作者現場地改變，其可以預先給 出附加的控制參數值、諸如待測量的層的堆疊的確定層距、層厚等。基于所有這些控制參數 值然后計算磁共振控制序列或者說脈沖序列。
[0004] 在經典的工作方式中按層地拍攝對象內部的圖像。在此分別選擇性地激勵相對薄 的、平的層（英語"slice"），通常在1和IOmm之間。這樣的選擇性激勵通過與高頻激勵脈 沖協調地激勵在層選擇方向上的梯度來實現。通過由激勵的高頻脈沖和所屬的梯度組成的 這樣的脈沖排列實現了，共振條件僅在垂直于層選擇方向上的層中滿足。在層選擇方向上 激勵的層的厚度（英語"thickness"）在此通過層選擇梯度的幅度和高頻脈沖的頻率帶寬 來確定。通過高頻場的載頻的"漂移"（偏移）可以沿著層選擇方向移動所激勵的層。該一 維選擇性HF脈沖的選擇體積僅在垂直于層平面的方向上是空間上受限的。通常該層選擇 方向平行于所謂的z軸，即斷層造影儀的縱軸，或者說也平行于臥于斷層造影儀中的患者 的縱軸延伸。在一層內部的空間編碼然后一方面通過在一個方向（通常是y方向）的相位 編碼和通過在第二方向（通常是X方向）的讀出編碼進行。以這種方式滿足二維空間頻率 空間，即所謂的k空間，原始數據被填入到所述k空間。通過二維傅里葉變換從中形成該層 的圖像。
[0005] 此外目前公知多維選擇性HF脈沖。二維選擇性HF脈沖例如可以選擇長的棒或圓 柱體，其在垂直于棒軸的兩個方向上或在垂直于圓柱體軸的徑向方向上是空間上受限的。 三維選擇性HF脈沖例如可以激勵在所有三個空間方向上受限的單個體素。
[0006] 該多維HF脈沖的一個重要應用是所謂的"內部容積成像（Inner Volume Imaging)"。在此采用多維HF脈沖作為激勵脈沖。其受限的激勵體積允許，將視野（英語 "field of view"的簡稱FoV)選擇為小于檢查對象，而不會形成折疊偽影。第二個重要應 用是所謂的"導航技術"。在此利用二維選擇性HF脈沖例如激勵通過隔膜邊緣的圓柱形棒 (所謂的鉛筆束激勵（Pencil-Beam-Anregung))并且然后一維地沿著圓柱體軸讀出用于探 測呼吸運動的信息。圓柱形棒的激勵和對此的數據采集在此在成像序列內部在不同的時間 段重復進行，以便相同地將數據采集與運動匹配地進行門控或者以便將原始數據或者從中 重建的圖像數據與運動階段或位置進行對應和/或對數據進行校正。
[0007] 二維選擇性HF脈沖或脈沖排列通過在HF入射期間將時間上改變的選擇梯度（即 匹配的梯度脈沖）沿著HF脈沖的兩個選擇性方向接通來實現。這些選擇梯度描述了發送 k空間中的軌跡，其在以下稱為"發送k空間軌跡"或僅簡稱為"軌跡"。在此該發送k空間 軌跡確定，用于激勵的HF能量沉積在哪個k空間區域中。通過將HF脈沖的B 1場的相位和 包絡線（幅度）根據與通過發送k空間的所選軌跡匹配的時間來選擇，可以實現圖像空間 中，即幾何空間中精確定義的空間選擇體積（也稱為"激勵輪廓"）。
[0008] 在設計二維選擇性HF脈沖時迄今為止現實中僅采用EPI軌跡（相應于回波平面 技術中的讀出梯度，英語"Echo Planar Imaging"的簡稱EPI)和同樣從讀出梯度公知的螺 旋軌跡。在此優選地對于內部容積成像使用EPI軌跡并且主要對于上述鉛筆束激勵使用螺 旋軌跡。
[0009] 在實現多維HF脈沖時的公知的實際問題是所謂的梯度延遲時間（英語"gradient delay times"）。該延遲時間導致在在指令中給出的梯度形狀和實際上施加的梯度場之間 的時間差。由此同時入射的、時間上改變的HF脈沖形狀與梯度場不匹配并且發生期望的激 勵體積的失真和偏差。該延遲時間的原因是梯度線圈系統的系統缺陷以及通過渦流感應的 附加梯度場。通常延遲時間對于至少兩個涉及的梯度脈沖是不同的。詳細討論可以參見 Peter Bdmert和 Bernd Aldefeld 的雜志文章"On spatially selective RF excitation and its analogy with spiral MR image acquisition"，MAGMA 7 (1998)，166-178 頁。
[0010] 在一維選擇性HF脈沖中選擇梯度通常是恒定的。因此通過延遲時間在此僅在入 射的開始和結束時發生在B 1脈沖形狀和實際上施加的梯度場之間的偏差。因為對于這些 時間間隔沉積的RF能量通常本來就是小的，所以梯度延遲時間在此"品質好"地表現，也就 是對選擇輪廓僅具有小的影響。


【發明內容】

[0011] 本發明要解決的技術問題是，提出一種用于確定開頭提到的種類的磁共振控制序 列的方法和相應的控制序列確定裝置，利用其可以避免或至少減少在旋轉對稱的激勵輪廓 的二維選擇性激勵時通過梯度延遲時間引起的上述問題。
[0012] 上述技術問題通過按照本發明的方法以及通過按照本發明的控制序列確定裝置 解決。
[0013] 在按照本發明的方法中，如上所述，確定具有脈沖排列的磁共振控制序列，所述脈 沖排列在至少兩個空間的、優選互相正交的方向上選擇性地起作用，以便激勵在檢查對象 內部的受限的旋轉對稱的激勵輪廓（也稱為"激勵體積")。該脈沖排列具有二維選擇性HF 激勵脈沖，其包括多個分開地、即時間上互相間隔開的HF子脈沖的序列。并行于HF子脈沖 的序列，脈沖排列為了實現期望的選擇作用而包括梯度脈沖，其在兩個空間方向上協調地 布置為，使得不同的HF子脈沖的HF能量輸入（即HF能量的沉積）從發送k空間來看，分別 在互相同心的、圓形的k空間發送軌跡上進行。即，各個HF子脈沖分別對應于一個自己的 圓形發送軌跡（以下也稱為"環形軌跡"），并且這些環形軌跡互相同心地位于一個平面中， 該平面通過屬于梯度的空間方向的k空間方向張開。在此（幅度調制的）HF子脈沖的包絡 線的幅度，以下也稱為h幅度，分別在所屬的環形軌跡的一個遍歷的持續時間期間（即在 一個HF子脈沖的HF入射的持續時間T期間）是恒定的。
[0014] 為了實現該軌跡形狀，可以在靜態的、至少近似均勻的Btl場上分別在時間間隔T， 即在發送軌跡的各自的圓形軌線上的環繞時間或者說HF子脈沖的發送時間期間，分別疊 加第一梯度子脈沖（或者說第一梯度場）和同時第二梯度子脈沖（或者說第二梯度場），所 述第一梯度子脈沖的幅度在時間間隔T期間正弦形地以周期T振蕩并且其方向垂直于激勵 體積的對稱軸，并且所述第二梯度子脈沖的幅度在時間間隔T期間余弦形地以周期T振蕩 并且其方向垂直于對稱軸并且垂直于第一梯度場的方向。
[0015] 基本上，這樣的HF子脈沖類似于在US4812760中描述的空間選擇性反轉或重聚焦 脈沖（" n脈沖"）來構造，其也具有矩形的包絡線和沿著第一梯度方向的正弦形的梯度曲 線以及沿著第二梯度方向的余弦形梯度曲線。然而，利用這樣的脈沖"不能實現足夠 的空間定位。只有通過按照本發明將空間選擇性HF脈沖由在互相同心的環形軌跡上的多 個、即至少兩個，但是優選更多個HF子脈沖組成才可以選擇性地激勵期望的圓柱形對稱的 激勵輪廓。
[0016] 通過如下，即，按照本發明對于選擇性激勵現在不是選擇EPI或螺旋軌跡而是選 擇多個同心的環形軌跡，并且在此如后面還要示出的那樣B 1幅度在分別一個環形軌跡的遍 歷期間可以恒定，類似于一維選擇性HF脈沖的情況（在隨時間改變的B1幅度的情況下具 有恒定的梯度幅度），盡管存在梯度延遲時間，還是可以實現選擇輪廓的不尋常的魯棒性。
[0017] 在此已經指出，脈沖排列可以具有多個其他HF脈沖和梯度脈沖，其中也可以是選 擇性激勵的脈沖。也就是不需要，所有子脈沖位于同心的環形軌跡上。例如，空間選擇性作 用的脈沖序列也可以附加地具有位于螺旋軌跡上的HF脈沖。特別地可以的是，例如k空間 的外部區域在使用（快速）螺旋軌跡的情況下并且k空間的內部區域在使用（精確的）按 照本發明同心的環形軌跡的情況下被激勵。
[0018] 按照本發明的用于確定這樣的磁共振控制序列的控制序列確定裝置需要至少一 個輸入接口裝置，用于采集激勵輪廓數據，其定義檢查對象內部的受限的待激勵的旋轉對 稱的激勵輪廓的空間伸展。這些激勵輪廓數據例如可以是旋轉對稱的激勵輪廓的位置數 據，例如旋轉軸的位置或方位，以及待激勵的體積的直徑。輸入接口裝置例如可以包括用戶 接口，以便例如手動地輸入這些位置數據，特別是圖形的用戶接口，以便將期望的激勵輪廓 在檢查對象的示出的圖像數據中，例如定位片中標出或以其他方式標記。替換地或附加地， 輸入接口裝置也可以具有用于（例如對于導航應用）自動產生對于檢查對象的合適的激勵 輪廓數據或從相應的裝置或存儲器調用其的裝置。
[0019] 此外控制序列確定裝置按照本發明還需要脈沖排列確定單元，用于確定至少一個 脈沖排列，其在至少兩個空間方向上選擇性地作用，以便精確定義并限制地激勵借助輸入 接口裝置預先給出的激勵輪廓。該脈沖排列確定單元這樣構造，即，其這樣確定脈沖排列的 HF激勵脈沖，使得其包括多個HF子脈沖的序列并且并行于HF子脈沖的序列這樣協調地將 梯度脈沖施加到兩個空間方向上，使得在發送k空間中不同的HF子脈沖的HF能量輸入分 別在相互同心的圓形k空間發送軌跡（環形軌跡）上進行并且在此HF子脈沖的包絡線的 幅度分別在環形軌跡的一個遍歷的持續時間期間是恒定的。
[0020] 此外控制序列確定裝置應當具有合適的控制序列輸出接口，用于將序列傳輸到磁 共振斷層造影系統的其他控制單元。控制序列輸出接口例如可以是如下的接口，其將序列 傳輸到磁共振控制器，以便由此直接控制測量，但是也可以是如下的接口，其將數據經過網 絡發送和/或在存儲器中為以后的使用而存儲。
[0021 ] 按照本發明的磁共振系統除了用于發送HF脈沖的高頻發送裝置之外還具有用于 接通需要的梯度的梯度系統和控制裝置，該控制裝置構造為，用于為了基于預先給出的磁 共振控制序列執行期望的測量而發送高頻脈沖串（即HF脈沖）并且與之協調地經過梯度 系統發送梯度脈沖串（即所屬的梯度脈沖）。此外磁共振系統還具有上面描述的控制序列 確定裝置，以便以按照本發明的方式確定控制序列并且將其傳輸到控制裝置。
[0022] 相應地在按照本發明的用于運行磁共振系統的方法中按照前面描述的方法確定 控制序列并且然后在使用控制序列的條件下運行磁共振系統。
[0023] 如后面還要根據測試測量解釋的，還可以在用于關于梯度延遲時間來調節和/或 校準磁共振系統的方法的內部有利地采用按照本發明的控制方法。為此例如可以利用按照 本發明的方法多次在人工改變梯度延遲時間的情況下，即在具有不同設置的梯度延遲時間 的每個單個測量的情況下來控制、即運行磁共振系統。在此分別產生磁共振圖像數據，例如 確定的激勵輪廓的簡單的剖面圖，其應當位于檢查對象中的和/或在為了調節和/或校準 測量而設置的模體等中的完全確定的位置。在這些重復的測量中優選反復地選擇性地激勵 相同的激勵輪廓。基于該磁共振圖像數據的分析，然后可以關于梯度延遲時間進行磁共振 系統的期望的調節或校準。該分析特別地可以例如視覺地通過用戶進行，方式是，其在不同 的拍攝之間反復地改變梯度延遲時間并且然后視覺地在圖像數據中檢查，激勵輪廓是否位 于期望的位置上。該調節和/或校準測量在改變梯度延遲時間的條件下一直重復，直到測 量的激勵輪廓精確地位于期望的位置上并且由此系統內在的（首先未知的）延遲時間被精 確地補償。由此確定的延遲時間也可以被記錄并且例如在其他測量時被考慮。
[0024] 控制序列確定裝置的主要部分可以按照軟件組件的形式構造。這特別地涉及脈沖 排列確定單元。同樣，提到的接口可以至少部分地以軟件的形式構造并且可能援用現有的 計算機的硬件接口。本發明由此也包括計算機程序或計算機程序產品，其可以直接加載到 控制序列確定裝置的存儲器中，具有程序代碼段，用于當程序在控制序列確定裝置中運行 時執行按照本發明的方法的所有步驟。這樣的按照軟件的實現具有優點，即，可以通過實現 程序而以合適的方式修改為了確定控制序列而使用的迄今為止的裝置，以便以按照本發明 的方式確定最佳的控制序列。
[0025] 從屬權利要求以及以下的描述包含本發明的特別有利的擴展和構造，其中特別地 一類權利要求也可以類似于另一類權利要求的從屬權利要求來擴展并且不同的實施例的 特征也可以組合以形成另外的實施例。
[0026] 對于HF子脈沖在單個環形軌跡上的精確構造存在不同的可能性。可能的參數在 此是為了遍歷一個環形軌跡而所需的持續時間。
[0027] 在第一變形中確保，圓形的環形軌跡的遍歷的持續時間對于沿著圓形的環形軌跡 作用的、HF激勵脈沖的至少兩個不同的HF子脈沖，在極端情況下對于所有HF子脈沖，是相 同長的。
[0028] 在此是最簡單的可能性。工作方式類似于在二維螺旋脈沖情況下（即在沿著k空 間中螺旋形軌跡發送HF脈沖的情況下）的恒定的角速度。
[0029] 在一種替換的變形中，HF子脈沖和所屬的梯度脈沖構造為，圓形的環形軌跡的遍 歷的持續時間對于至少兩個不同的HF子脈沖分別單獨地確定，S卩，不同的HF子脈沖可以特 別是不同長的。通過傳播時間的個性化，在以下意義上實現序列的優化，即，可以最小化HS 激勵脈沖的總持續時間并且盡管如此還可以可靠地遵循梯度脈沖的邊界調節，諸如最大允 許的轉換速率（slew-rate)(梯度增長速率）和/或最大允許的梯度幅度。
[0030] 為了實現這一點，優選地可以將每個HF子脈沖的圓形的k空間軌跡的遍歷的持續 時間選擇為這樣短，使得梯度脈沖（剛好）不超過預先給出的最大轉換速率。這一點例如 類似于具有恒定的梯度增長速率的螺旋形激勵。
[0031] 不管不同的HF子脈沖的脈沖持續時間是相同長的還是單獨設置的，優選地單獨 地確定HF子脈沖的包絡線的分別在圓形的發送軌跡的遍歷的持續時間期間保持恒定的幅 度（即匕幅度），S卩，HF子脈沖可以特別地具有不同的Id1幅度。
[0032] 為了實現特別快速的HF激勵脈沖，S卩，所有的同心環形軌跡的遍歷的總時間保持 為盡可能小，可以將梯度脈沖優選地構造為，將與時間上相鄰的HF子脈沖對應的兩個同心 的圓形k空間發送軌跡相反地在發送k空間中遍歷。即，保證，例如將第一環形軌跡在順時 針方向遍歷，將直接相鄰的環形軌跡則逆時鐘方向并且再下一個環形軌跡又順時針遍歷。 如后面還要示出的，在該變形中通過在單個子脈沖之前和之后將預相位梯度和重聚相位梯 度綜合可以節省特別多的時間。
[0033] 在HF激勵脈沖的精確構造中與同心的環形軌跡有關的另一個參數是環形軌跡環 形的間隔。
[0034] 在第一變形中，這樣構造梯度脈沖，使得圓形的k空間發送軌跡形成在發送k空間 中的圍繞共同的中心的等距的環。即在該變形中在兩個環形軌跡之間的徑向距離總是相同 的。就此實現了能量特別均勻地輸入到k空間中。
[0035] 在替換的變形中，這樣構造梯度脈沖，使得同心的圓形k空間發送軌跡形成這樣 的環，所述環的相互的徑向距離是不同的。在特別優選的變形中同心的圓形k空間發送軌 跡形成這樣的環，所述環相互的徑向距離朝著共同的中心變小。通過與k空間中心的更密 的環形軌跡距離可以保證，特別地在具有關于激勵輪廓的主信息的重要的頻率范圍中被沉 積足夠的能量。為此所需的時間于是可以在k空間的不太重要的邊緣區域中被節省，方式 是在那里在環形軌跡相互之間的距離更小。
[0036] 另一個可設置的參數是HF激勵脈沖的環形軌跡的數量。一方面有利的是，將環形 軌跡相對密地設置，以便足夠密地實現空間中的激勵。另一方面隨著環形軌跡數量增加，用 于HF激勵脈沖的總時間也必定延長。
[0037] 為此特別有利的是，根據第一邊激勵的距離與激勵輪廓的直徑的比例來選擇同心 的、圓形的k空間發送軌跡的數量。因為在第一邊激勵的區域中不再期望任何激勵并且由 此邊激勵與激勵輪廓的對稱軸的距離和（圓柱形對稱的）激勵輪廓的直徑是用于激勵的關 鍵參數，所以強調，足夠的是，相應于第一邊激勵的該距離的雙倍的值除以激勵輪廓的直徑 來選擇環形軌跡的數量。由此確保，環形軌跡相互的距離至少相應于在按照尼奎斯特理論 的掃描情況下的最小距離。
[0038] 另一個參數是在激勵時在激勵輪廓內部待實現的目標翻轉角（目標激勵角）或目 標翻轉角分布。
[0039] 在第一變形中這樣確定HF子脈沖的包絡線的幅度，使得目標翻轉角在圓柱形的 激勵輪廓的內部取決于與圓柱形激勵輪廓的圓柱體軸的徑向距離r。即，目標翻轉角從內向 外減小。特別優選地在此與徑向距離的依賴關系是高斯形狀的。
[0040] 在替換的方法中這樣確定HF子脈沖的包絡線的幅度，使得目標翻轉角在圓柱形 激勵輪廓內部基本上，即，在可能的容差內，是恒定的。在該變形中目標翻轉角分布也就是 關于激勵輪廓是盡可能均勻的。
[0041] 此外其他分布也是可能的，例如在內部區域中幾乎恒定的或均勻的激勵而在該均 勻區域外部則特別是高斯形狀的下降。
[0042] 在此還要再次指出，上面提到的不同的變形對于各個參數，諸如在環形軌跡內部 的傳播時間、環形軌跡的距離、B1幅度或翻轉角分布，可以任意組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043] 以下借助實施例在參考附圖的情況下再次詳細描述本發明。其中：
[0044] 圖1示出按照本發明的磁共振系統的實施例的示意圖，
[0045] 圖2示出按照本發明的第一實施例在k空間中的x/y平面中等距同心環形軌跡的 示意圖，
[0046] 圖3示出位置空間中模體內部圓柱形對稱的激勵輪廓和第一邊激勵的磁共振截 面圖，
[0047] 圖4示出了脈沖圖的簡化圖，用于解釋單個HF子脈沖的設計，
[0048] 圖5示出在k空間中的x/y平面的第I象限中等距同心環形軌跡的示意放大圖， 用于解釋軌跡密度，
[0049] 圖6示出按照本發明的方法的第一實施例對于HF激勵脈沖的脈沖圖的簡化圖，
[0050] 圖7示出按照本發明的方法的第二實施例對于HF激勵脈沖的脈沖圖的簡化圖，
[0051] 圖8示出按照本發明的方法的第三實施例對于HF激勵脈沖的脈沖圖的簡化圖，
[0052] 圖9示出按照圖8的脈沖圖的部分的放大圖，
[0053] 圖10示出按照本發明的第二實施例在k空間中的x/y平面中同心環形軌跡的示 意圖，
[0054] 圖11示出按照本發明的第三實施例在k空間中的x/y平面中具有在外部區域中 的螺旋形軌跡和在內部區域中的同心環形軌跡的軌跡的示意圖，
[0055] 圖12至14示出在不同的梯度延遲時間情況下不同的激勵輪廓的激勵的不同截面 圖拍攝，為了比較，分別在上部借助EPI激勵和在下部利用按照本發明的變形，
[0056] 圖15示出了對于用于校準磁共振系統的可能方法的調節和/或流程圖。

【具體實施方式】
[0057] 圖1粗略示意性示出按照本發明的磁共振設備1。其一方面包括具有位于其中的 檢查空間8或患者通道8的本來的磁共振掃描儀2。臥榻7可以駛入該患者通道8中，從而 臥于其上的患者〇或受檢者在檢查期間可以在磁共振掃描儀2內部的特定位置上相對于布 置于其中的磁體系統和高頻系統放置或在測量期間可以在不同的位置之間移動。
[0058] 磁共振掃描儀2的組件包括基本場磁體3、具有磁場梯度線圈以便產生在x、y和 z方向上的磁場梯度的梯度系統4,以及全身高頻線圈5。在x、y和z方向（空間坐標系） 上的磁場梯度線圈互相獨立地可控，從而通過預先給出的組合可以施加在任意邏輯空間方 向上、例如在層選擇方向上、在相位編碼方向上或在讀出方向上施加梯度，其不一定平行于 空間坐標系的軸。在檢查對象〇中感應的磁共振信號的接收可以經由全身線圈5進行，利 用所述全身線圈通常也發送高頻信號以感應磁共振信號。但是通常這些信號利用例如帶有 置于檢查對象0上或下的局部線圈（在此僅示出其中的一個）的局部線圈裝置6來接收。 所有這些組件對于專業人員是基本公知的并且由此在圖1中僅粗略示意示出。
[0059] 磁共振掃描儀2的組件可以由控制裝置10控制。在此可以是控制計算機，其也可 以由多個（可能空間上分離的和經過合適的電纜等互相連接的）單計算機組成。通過終端 接口 17,該控制裝置10與終端20相連，通過所述終端，操作者可以控制整個設備1。在本 情況中該終端20構造為具有鍵盤、一個或多個顯示器以及其他輸入設備例如鼠標等的計 算機，從而可以為操作者提供圖形的用戶界面。
[0060] 控制裝置10尤其還具有梯度控制單元11，其又可以由多個部分組件組成。通過該 梯度控制單元11利用控制信號按照梯度脈沖序列GS接通各個梯度線圈。在此如上所述是 在測量期間在精確地預先給出的時間位置上并且以精確地預先給出的時間曲線設置的梯 度線圈。
[0061] 控制裝置10還具有高頻發送單元12,用于按照控制序列AS的預先給出的高頻脈 沖序列HFS將高頻脈沖分別饋入到全身高頻線圈5中。高頻脈沖序列HFS包括上面提到的 選擇性激勵脈沖。磁共振信號的接收于是借助局部線圈裝置6進行，并且由此接收的原始 數據RD由HF接收單元13讀出并且處理。磁共振信號以數字的形式作為原始數據RD被傳 輸到重建單元14,其由此重建圖像數據BD并且將其存儲在存儲器16中和/或通過接口 17 傳輸到終端20,從而操作者可以對此進行觀察。圖像數據BD也可以通過網絡NW存儲到另 外的位置和/或顯示和分析。替換地，也可以經過局部線圈裝置發送高頻脈沖序列和/或 磁共振信號可以由全身高頻線圈接收（未示出）。
[0062] 經過另外的接口 18將控制命令傳輸到磁共振掃描儀2的其他組件，諸如臥榻7或 基本場磁體3,或者接收測量值或其他信息。
[0063] 梯度控制單元IUHF發送單元12和HF接收單元分別協調地通過測量控制單元15 來控制。該測量控制單元通過相應的命令確保，發送期望的梯度脈沖序列GS和脈沖序列的 高頻脈沖序列HFS。此外必須確保，在合適的時刻將在局部線圈裝置6的局部線圈上的磁共 振信號通過HF接收單元13讀出并進一步處理，S卩，必須例如通過將HF接收單元13的ADC 接通到接收來設置讀出窗。同樣，測量控制單元15控制接口 18。
[0064]這樣的磁共振測量的基本流程和用于控制的提到的組件對于專業人員來說是公 知的，從而在此不再詳細討論。此外這樣的磁共振掃描儀2以及所屬的控制裝置10還具有 多個另外的組件，所述組件在此同樣不再詳細解釋。在此要指出，磁共振掃描儀2也可以另 外地構造，例如具有側面開口的患者空間，或者構造為更小的掃描儀，其中僅能放置一個身 體部位。
[0065] 為了開始測量，用戶可以經過終端20從其中存儲了用于不同的測量的多個控制 協議P的存儲器1中通常選擇用于該測量設置的控制協議P。該控制協議P尤其包含用于 各自的測量的不同的控制參數值SP。屬于這些控制參數值SP的例如有序列類型、對于各 個高頻脈沖的目標磁化、回波時間、重復時間、不同的選擇方向等。同樣在此已經可以預先 給出層厚、分辨率、層的數量或在3D激勵的情況下預先給出厚片厚度或任意的激勵輪廓的 其他尺寸（即激勵輪廓數據）。此外控制參數值SP還可以包括信息：相應的測量是否是具 有導航的測量，如果是，可能已經是用于對于該導航應用所需的激勵輪廓EP的激勵輪廓數 據。在圖1示意性示出的應用中該激勵輪廓EP可以是在z方向上在患者0的身體中延伸 的圓柱形對稱的所謂"鉛筆束"，其通過患者〇的橫膈膜延伸。
[0066] 所有這些控制參數值SP尤其經過控制序列確定裝置22的輸入接口 24提供，由此 其確定合適的控制序列AS。同樣控制參數值SP也可以在調用該協議的情況下首先提供給 用戶用于接收，并且其可以將該值也借助用戶界面任意改變并且匹配于當前的檢查任務。 特別地，用戶在此也可以經過具有所屬的圖形用戶界面的終端20的計算機21確定激勵輪 廓數據，例如直徑d、旋轉對稱的激勵輪廓EP的對稱軸等的精確位置或者已經通過控制參 數值SP改變在協議P中定義的激勵輪廓數據。這一點在圖1中通過接口裝置23表示。
[0067] 此外用戶可以替代從存儲器16也可以經過網絡NW例如從磁共振設備的制造者處 調用具有相應的控制參數值SP的控制協議，并且然后如下面描述的那樣使用它們。
[0068] 基于包括激勵輪廓數據的控制參數值SP然后確定控制序列AS，按照所述控制序 列最后通過測量控制單元15進行其余組件的控制。該控制序列于是尤其包含脈沖排列，以 便選擇性地激勵選擇的激勵輪廓EP。控制序列AS如提到的那樣在作為終端20的部分示 出的控制序列確定裝置22中被計算，并且經過控制序列輸出接口 25傳輸到磁共振掃描儀 2的控制裝置10。控制序列確定裝置22尤其包含（其他組件在圖1中為清楚起見沒有示 出）脈沖排列確定單元26,其確定用于激勵輪廓EP的選擇性激勵的所述脈沖排列。整個 控制序列確定裝置22和其組件例如可以按照軟件的形式在一個或多個合適的處理器上實 現。控制序列確定裝置22和其各個組件的精確工作方式在以下進一步解釋，其中僅以上面 提到的鉛筆束激勵為例，但是不將本發明限制于此。
[0069] 為例設計二維HF脈沖，以激勵圓柱形對稱的激勵輪廓EP的位置空間中的、與對稱 軸z垂直的x/y平面，必須除了該平面中的激勵輪廓之外一般地首先選擇k空間中所屬的 x/y平面內部的二維k空間發送軌跡（具有k空間中取決于時間的坐標（k x(t)，ky(t));以 下也簡稱為（kx，ky))。激勵輪廓在此通過具有坐標值X和y的位置處的函數P (x，y)確定。 函數P(x，y)說明了相對于均衡磁化的絕對值的、橫向磁化的期望的絕對值，也就是沒有單 位。該軌跡的k空間覆蓋（伸展）確定了空間分辨率，利用所述分辨率可以實現期望的選擇 輪廓。K空間中軌跡的掃描密度確定了位置空間中激勵的第一邊帶的距離，以及FOV(Field of View=視野）。這樣的邊帶由于離散的掃描而是不可避免的。
[0070]在高頻入射期間二維梯度場（gx(t)，gy(t))通過如下與所選的k空間軌跡相關 聯：

【權利要求】
1. 一種用于確定具有脈沖排列（PA，PA'，PA")的磁共振控制序列（AS)的方法，所述 脈沖排列在至少兩個空間方向（x，y)上選擇性地起作用，以激勵檢查對象（0)內部的受限 的旋轉對稱的激勵輪廓（EP)， 其中，所述脈沖排列（PA，PA'，PA ")的HF激勵脈沖（RFE，RFE'，RFE ")包 括多個HF子脈沖（RFi，RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)的序列并且并行于HF子脈沖 (RFpRFbRh，…，RFn，…，RF8)的序列這樣協調地施加在兩個空間方向（x，y)上的梯度 脈沖（GPX，GPy，GPX'，GPy'，GP X "，GPy ")，使得不同的 HF 子脈沖（RFn RF2, RF3,…，RFn，… ，RF8)的HF能量輸入在發送k空間（Sk)中分別在互相同心的、圓形的k空間發送軌跡 (TR" TR2, TR3,…，TR8)上進行，并且其中，所述HF子脈沖（RF" RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)的 HF包絡線的幅度（bD分別在圓形的k空間軌跡（TRdTI^TI^，…，TR8)的一個遍歷的持續 時間（T，1\，T2, T3，…，Tn，…，T8)期間是恒定的。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，圓形的k空間軌跡的（TL TR2, TR3，…，TR8)的遍 歷的持續時間（T)對于不同的HF子脈沖（RFu RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)是相同長的。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，圓形的k空間軌跡（TL TR2, TR3，…，TR8)的 遍歷的持續時間0\，T2, T3，…，T8)對于不同的HF子脈沖（RFi，RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)分 別被單獨地確定。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，圓形的k空間軌跡（TL TR2, TR3，… ，TR8)的遍歷的持續時間（T，1\，T2, T3，…，T8)最大被選擇為如下的最大值：使得梯度脈沖 (GPX，GPy，GP/，GP/，GP/，CP/ )不超過預先給出的最大梯度增長率。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，梯度脈沖（GPX"，GPy")被構造 為，使得與時間上相鄰的HF子脈沖（RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)對應的兩個同心的圓形的 k空間發送軌跡（TRp TR2, TR3，…，TR8)相反地在發送k空間（Sk)中被遍歷。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，梯度脈沖 (GPX，GPy，GPX'，GPy'，GP X"，GPy")被構造為，使得圓形的k空間發送軌跡（TL TR2, TR3，… ，TR8)形成發送k空間（Sk)中的等距的環。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，梯度脈沖被構造為，使得同心的 圓形的k空間發送軌跡的（TRdTI^TI^，…，TR8)形成如下的環，所述環的互相的徑向距離 (Aki^，Akr2, Akr3，?）朝著共同的中心變小。
8. 根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，根據第一邊激勵（SL)的距離（Sa) 與激勵輪廓（EP)的直徑（d)之比，來選擇同心的圓形的k空間發送軌跡的（TRdTI^TI^，… ，TR8)的數量（N)。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，這樣確定HF子脈沖 (RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的包絡線的幅度，使得目標翻轉角在圓柱形的激勵輪廓（EP) 的內部優選高斯形地與圓柱形激勵輪廓（EP)的圓柱體軸的徑向距離相關。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，這樣確定HF子脈沖 (RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的包絡線的幅度，使得目標翻轉角在圓柱形激勵輪廓（EP)內 部基本上是恒定的。
11. 一種用于運行磁共振系統（1)的方法，其中，首先在按照權利要求1至10中任一項 所述的方法中確定磁共振控制序列（AS)，并且然后在使用該磁共振控制序列（AS)的條件 下運行所述磁共振系統（1)。
12. -種用于調節和/或校準磁共振系統（1)的方法，其中，利用按照權利要求11的 方法多次地在變化梯度延遲時間的條件下運行磁共振系統（1)，并且在此產生磁共振圖像 數據（BD)并且基于該磁共振圖像數據（BD)的分析關于梯度延遲時間進行磁共振系統（1) 的調節和/或校準。
13. -種用于確定磁共振控制序列（AS)的控制序列確定裝置（22)，具有： _輸入接口裝置（23)，用于采集激勵輪廓數據（d)，后者定義檢查對象（0)內部的受限 的、待激勵的、旋轉對稱的激勵輪廓（EP)的空間伸展， -脈沖排列確定單元（26)，用于確定至少一個脈沖排列（PA，PA'，PA")，后者 在至少兩個空間方向（x，y)上選擇性地作用，以便激勵所述激勵輪廓（EP)，其中， 這樣確定所述脈沖排列（PA，PA'，PA ")的HF激勵脈沖（RFE，RFE'，RFE ")，使得 其包括多個HF子脈沖（RFi，RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的序列，并且并行于HF子脈沖 (RFpRFbRh，…，RFn，…，RF8)的序列這樣協調地施加在兩個空間方向（x，y)上的梯度 脈沖（GPX，GPy，GPX'，GPy'，GP X "，GPy ")，使得在發送k空間（Sk)中不同的HF子脈沖 (RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的HF能量輸入分別在相互同心的圓形k空間發送軌跡 (TR" TR2, TR3,…，TRN)上進行，并且其中，HF子脈沖（RF" RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)的包 絡線的幅度（bj分別在圓形的k空間軌跡的（TRdTI^TI^，…，TRN)的遍歷的持續時間 (T，1\，T2, T3，…，Tn，…，T8)期間是恒定的。
14. 一種磁共振系統（1)，具有：高頻發送裝置（5,12);梯度系統（4);和控制裝置 (15)，該控制裝置被構造為，用于為了基于預先給出的磁共振控制序列（AS)執行期望的測 量而發送高頻脈沖序列（HFS)并且與之協調地經過梯度系統發送梯度脈沖序列（GS);以及 根據權利要求13所述的控制序列確定裝置（22)，以便確定磁共振控制序列（AS)并且將其 傳輸到控制裝置（10)。
15. -種計算機程序產品，其能夠被直接加載到控制序列確定裝置（22)的存儲器中， 具有程序代碼段，用于當程序在控制序列確定裝置（22)中運行時執行按照權利要求1至11 中任一項所述的方法的所有步驟。
【文檔編號】A61B5/055GK104337516SQ201410369423
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】A.施泰默 申請人:西門子公司