磁共振控制序列的确定的制作方法

磁共振控制序列的确定的制作方法
【专利摘要】描述了一种用于确定具有脉冲排列的磁共振控制序列的方法，所述脉冲排列在至少两个空间方向上选择性地起作用，以激励检查对象内部的受限的旋转对称的激励轮廓。在此脉冲排列的HF激励脉冲包括多个HF子脉冲的序列并且并行于HF子脉冲的序列这样协调地施加在两个空间方向上的梯度脉冲，使得不同的HF子脉冲的HF能量输入在发送k空间中分别在互相同心的、圆形的k空间发送轨迹上进行。在此HF子脉冲的包络线的幅度分别在圆形的k空间轨迹的一个遍历的持续时间期间是恒定的。此外描述了一种用于运行和一种用于校准磁共振系统的方法，一种用于确定磁共振控制序列的控制序列确定装置以及一种具有这样的控制序列确定装置的磁共振系统。
【专利说明】磁共振控制序列的确定

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于确定具有脉冲排列的磁共振控制序列的方法，所述脉冲排列 在至少两个空间方向上选择性地起作用，以激励检查对象内部的受限的旋转对称的激励轮 廓。此外本发明还涉及一种用于运行具有这样的磁共振控制序列的磁共振系统的方法，一 种用于在使用这样的方法的条件下校准磁共振系统的方法，一种用于确定这样的磁共振控 制序列的控制序列确定装置，以及一种具有这样的控制序列确定装置的磁共振系统。

【背景技术】
[0002] 在也称为磁共振系统的磁共振断层造影设备中通常将待检查的身体借助基本场 磁体系统置于例如1. 5、3或7特斯拉的相对高的、尽可能均匀的基本磁场（B0场）中。附 加地借助梯度系统施加磁场梯度。然后通过高频发送系统借助合适的天线装置发送高频 激励信号（HF信号或也称作HF激励脉冲或简称HF脉冲），这应当引起，通过该高频场（B 1 场）共振地激励的特定原子的核自旋以定义的所谓"翻转角"相对于基本磁场的磁力线翻 转。在核自旋弛豫的情况下发射高频信号，即所谓的磁共振信号，所述高频信号借助合适的 接收天线接收并且然后被继续处理。从这样获得的原始数据中最后可以重建期望的图像数 据。
[0003] 对于确定的测量，发送具有待发送的高频脉冲序列和与之协调地待接通的（具有 在层选择方向上、在相位编码方向和在读出方向上的合适的梯度脉冲的）梯度脉冲序列的 脉冲序列。对于成像在此尤其在序列内部的时序是决定性的，即，哪些脉冲按照哪个时间间 隔相继跟随。通常在所谓的测量协议中定义多个控制参数值，所述测量协议被事先建立并 且对于确定的测量例如可以从存储器被调用和必要时由操作者现场地改变，其可以预先给 出附加的控制参数值、诸如待测量的层的堆叠的确定层距、层厚等。基于所有这些控制参数 值然后计算磁共振控制序列或者说脉冲序列。
[0004] 在经典的工作方式中按层地拍摄对象内部的图像。在此分别选择性地激励相对薄 的、平的层（英语"slice"），通常在1和IOmm之间。这样的选择性激励通过与高频激励脉 冲协调地激励在层选择方向上的梯度来实现。通过由激励的高频脉冲和所属的梯度组成的 这样的脉冲排列实现了，共振条件仅在垂直于层选择方向上的层中满足。在层选择方向上 激励的层的厚度（英语"thickness"）在此通过层选择梯度的幅度和高频脉冲的频率带宽 来确定。通过高频场的载频的"漂移"（偏移）可以沿着层选择方向移动所激励的层。该一 维选择性HF脉冲的选择体积仅在垂直于层平面的方向上是空间上受限的。通常该层选择 方向平行于所谓的z轴，即断层造影仪的纵轴，或者说也平行于卧于断层造影仪中的患者 的纵轴延伸。在一层内部的空间编码然后一方面通过在一个方向（通常是y方向）的相位 编码和通过在第二方向（通常是X方向）的读出编码进行。以这种方式满足二维空间频率 空间，即所谓的k空间，原始数据被填入到所述k空间。通过二维傅里叶变换从中形成该层 的图像。
[0005] 此外目前公知多维选择性HF脉冲。二维选择性HF脉冲例如可以选择长的棒或圆 柱体，其在垂直于棒轴的两个方向上或在垂直于圆柱体轴的径向方向上是空间上受限的。 三维选择性HF脉冲例如可以激励在所有三个空间方向上受限的单个体素。
[0006] 该多维HF脉冲的一个重要应用是所谓的"内部容积成像（Inner Volume Imaging)"。在此采用多维HF脉冲作为激励脉冲。其受限的激励体积允许，将视野（英语 "field of view"的简称FoV)选择为小于检查对象，而不会形成折叠伪影。第二个重要应 用是所谓的"导航技术"。在此利用二维选择性HF脉冲例如激励通过隔膜边缘的圆柱形棒 (所谓的铅笔束激励（Pencil-Beam-Anregung))并且然后一维地沿着圆柱体轴读出用于探 测呼吸运动的信息。圆柱形棒的激励和对此的数据采集在此在成像序列内部在不同的时间 段重复进行，以便相同地将数据采集与运动匹配地进行门控或者以便将原始数据或者从中 重建的图像数据与运动阶段或位置进行对应和/或对数据进行校正。
[0007] 二维选择性HF脉冲或脉冲排列通过在HF入射期间将时间上改变的选择梯度（即 匹配的梯度脉冲）沿着HF脉冲的两个选择性方向接通来实现。这些选择梯度描述了发送 k空间中的轨迹，其在以下称为"发送k空间轨迹"或仅简称为"轨迹"。在此该发送k空间 轨迹确定，用于激励的HF能量沉积在哪个k空间区域中。通过将HF脉冲的B 1场的相位和 包络线（幅度）根据与通过发送k空间的所选轨迹匹配的时间来选择，可以实现图像空间 中，即几何空间中精确定义的空间选择体积（也称为"激励轮廓"）。
[0008] 在设计二维选择性HF脉冲时迄今为止现实中仅采用EPI轨迹（相应于回波平面 技术中的读出梯度，英语"Echo Planar Imaging"的简称EPI)和同样从读出梯度公知的螺 旋轨迹。在此优选地对于内部容积成像使用EPI轨迹并且主要对于上述铅笔束激励使用螺 旋轨迹。
[0009] 在实现多维HF脉冲时的公知的实际问题是所谓的梯度延迟时间（英语"gradient delay times"）。该延迟时间导致在在指令中给出的梯度形状和实际上施加的梯度场之间 的时间差。由此同时入射的、时间上改变的HF脉冲形状与梯度场不匹配并且发生期望的激 励体积的失真和偏差。该延迟时间的原因是梯度线圈系统的系统缺陷以及通过涡流感应的 附加梯度场。通常延迟时间对于至少两个涉及的梯度脉冲是不同的。详细讨论可以参见 Peter Bdmert和 Bernd Aldefeld 的杂志文章"On spatially selective RF excitation and its analogy with spiral MR image acquisition"，MAGMA 7 (1998)，166-178 页。
[0010] 在一维选择性HF脉冲中选择梯度通常是恒定的。因此通过延迟时间在此仅在入 射的开始和结束时发生在B 1脉冲形状和实际上施加的梯度场之间的偏差。因为对于这些 时间间隔沉积的RF能量通常本来就是小的，所以梯度延迟时间在此"品质好"地表现，也就 是对选择轮廓仅具有小的影响。


【发明内容】

[0011] 本发明要解决的技术问题是，提出一种用于确定开头提到的种类的磁共振控制序 列的方法和相应的控制序列确定装置，利用其可以避免或至少减少在旋转对称的激励轮廓 的二维选择性激励时通过梯度延迟时间引起的上述问题。
[0012] 上述技术问题通过按照本发明的方法以及通过按照本发明的控制序列确定装置 解决。
[0013] 在按照本发明的方法中，如上所述，确定具有脉冲排列的磁共振控制序列，所述脉 冲排列在至少两个空间的、优选互相正交的方向上选择性地起作用，以便激励在检查对象 内部的受限的旋转对称的激励轮廓（也称为"激励体积")。该脉冲排列具有二维选择性HF 激励脉冲，其包括多个分开地、即时间上互相间隔开的HF子脉冲的序列。并行于HF子脉冲 的序列，脉冲排列为了实现期望的选择作用而包括梯度脉冲，其在两个空间方向上协调地 布置为，使得不同的HF子脉冲的HF能量输入（即HF能量的沉积）从发送k空间来看，分别 在互相同心的、圆形的k空间发送轨迹上进行。即，各个HF子脉冲分别对应于一个自己的 圆形发送轨迹（以下也称为"环形轨迹"），并且这些环形轨迹互相同心地位于一个平面中， 该平面通过属于梯度的空间方向的k空间方向张开。在此（幅度调制的）HF子脉冲的包络 线的幅度，以下也称为h幅度，分别在所属的环形轨迹的一个遍历的持续时间期间（即在 一个HF子脉冲的HF入射的持续时间T期间）是恒定的。
[0014] 为了实现该轨迹形状，可以在静态的、至少近似均匀的Btl场上分别在时间间隔T， 即在发送轨迹的各自的圆形轨线上的环绕时间或者说HF子脉冲的发送时间期间，分别叠 加第一梯度子脉冲（或者说第一梯度场）和同时第二梯度子脉冲（或者说第二梯度场），所 述第一梯度子脉冲的幅度在时间间隔T期间正弦形地以周期T振荡并且其方向垂直于激励 体积的对称轴，并且所述第二梯度子脉冲的幅度在时间间隔T期间余弦形地以周期T振荡 并且其方向垂直于对称轴并且垂直于第一梯度场的方向。
[0015] 基本上，这样的HF子脉冲类似于在US4812760中描述的空间选择性反转或重聚焦 脉冲（" n脉冲"）来构造，其也具有矩形的包络线和沿着第一梯度方向的正弦形的梯度曲 线以及沿着第二梯度方向的余弦形梯度曲线。然而，利用这样的脉冲"不能实现足够 的空间定位。只有通过按照本发明将空间选择性HF脉冲由在互相同心的环形轨迹上的多 个、即至少两个，但是优选更多个HF子脉冲组成才可以选择性地激励期望的圆柱形对称的 激励轮廓。
[0016] 通过如下，即，按照本发明对于选择性激励现在不是选择EPI或螺旋轨迹而是选 择多个同心的环形轨迹，并且在此如后面还要示出的那样B 1幅度在分别一个环形轨迹的遍 历期间可以恒定，类似于一维选择性HF脉冲的情况（在随时间改变的B1幅度的情况下具 有恒定的梯度幅度），尽管存在梯度延迟时间，还是可以实现选择轮廓的不寻常的鲁棒性。
[0017] 在此已经指出，脉冲排列可以具有多个其他HF脉冲和梯度脉冲，其中也可以是选 择性激励的脉冲。也就是不需要，所有子脉冲位于同心的环形轨迹上。例如，空间选择性作 用的脉冲序列也可以附加地具有位于螺旋轨迹上的HF脉冲。特别地可以的是，例如k空间 的外部区域在使用（快速）螺旋轨迹的情况下并且k空间的内部区域在使用（精确的）按 照本发明同心的环形轨迹的情况下被激励。
[0018] 按照本发明的用于确定这样的磁共振控制序列的控制序列确定装置需要至少一 个输入接口装置，用于采集激励轮廓数据，其定义检查对象内部的受限的待激励的旋转对 称的激励轮廓的空间伸展。这些激励轮廓数据例如可以是旋转对称的激励轮廓的位置数 据，例如旋转轴的位置或方位，以及待激励的体积的直径。输入接口装置例如可以包括用户 接口，以便例如手动地输入这些位置数据，特别是图形的用户接口，以便将期望的激励轮廓 在检查对象的示出的图像数据中，例如定位片中标出或以其他方式标记。替换地或附加地， 输入接口装置也可以具有用于（例如对于导航应用）自动产生对于检查对象的合适的激励 轮廓数据或从相应的装置或存储器调用其的装置。
[0019] 此外控制序列确定装置按照本发明还需要脉冲排列确定单元，用于确定至少一个 脉冲排列，其在至少两个空间方向上选择性地作用，以便精确定义并限制地激励借助输入 接口装置预先给出的激励轮廓。该脉冲排列确定单元这样构造，即，其这样确定脉冲排列的 HF激励脉冲，使得其包括多个HF子脉冲的序列并且并行于HF子脉冲的序列这样协调地将 梯度脉冲施加到两个空间方向上，使得在发送k空间中不同的HF子脉冲的HF能量输入分 别在相互同心的圆形k空间发送轨迹（环形轨迹）上进行并且在此HF子脉冲的包络线的 幅度分别在环形轨迹的一个遍历的持续时间期间是恒定的。
[0020] 此外控制序列确定装置应当具有合适的控制序列输出接口，用于将序列传输到磁 共振断层造影系统的其他控制单元。控制序列输出接口例如可以是如下的接口，其将序列 传输到磁共振控制器，以便由此直接控制测量，但是也可以是如下的接口，其将数据经过网 络发送和/或在存储器中为以后的使用而存储。
[0021 ] 按照本发明的磁共振系统除了用于发送HF脉冲的高频发送装置之外还具有用于 接通需要的梯度的梯度系统和控制装置，该控制装置构造为，用于为了基于预先给出的磁 共振控制序列执行期望的测量而发送高频脉冲串（即HF脉冲）并且与之协调地经过梯度 系统发送梯度脉冲串（即所属的梯度脉冲）。此外磁共振系统还具有上面描述的控制序列 确定装置，以便以按照本发明的方式确定控制序列并且将其传输到控制装置。
[0022] 相应地在按照本发明的用于运行磁共振系统的方法中按照前面描述的方法确定 控制序列并且然后在使用控制序列的条件下运行磁共振系统。
[0023] 如后面还要根据测试测量解释的，还可以在用于关于梯度延迟时间来调节和/或 校准磁共振系统的方法的内部有利地采用按照本发明的控制方法。为此例如可以利用按照 本发明的方法多次在人工改变梯度延迟时间的情况下，即在具有不同设置的梯度延迟时间 的每个单个测量的情况下来控制、即运行磁共振系统。在此分别产生磁共振图像数据，例如 确定的激励轮廓的简单的剖面图，其应当位于检查对象中的和/或在为了调节和/或校准 测量而设置的模体等中的完全确定的位置。在这些重复的测量中优选反复地选择性地激励 相同的激励轮廓。基于该磁共振图像数据的分析，然后可以关于梯度延迟时间进行磁共振 系统的期望的调节或校准。该分析特别地可以例如视觉地通过用户进行，方式是，其在不同 的拍摄之间反复地改变梯度延迟时间并且然后视觉地在图像数据中检查，激励轮廓是否位 于期望的位置上。该调节和/或校准测量在改变梯度延迟时间的条件下一直重复，直到测 量的激励轮廓精确地位于期望的位置上并且由此系统内在的（首先未知的）延迟时间被精 确地补偿。由此确定的延迟时间也可以被记录并且例如在其他测量时被考虑。
[0024] 控制序列确定装置的主要部分可以按照软件组件的形式构造。这特别地涉及脉冲 排列确定单元。同样，提到的接口可以至少部分地以软件的形式构造并且可能援用现有的 计算机的硬件接口。本发明由此也包括计算机程序或计算机程序产品，其可以直接加载到 控制序列确定装置的存储器中，具有程序代码段，用于当程序在控制序列确定装置中运行 时执行按照本发明的方法的所有步骤。这样的按照软件的实现具有优点，即，可以通过实现 程序而以合适的方式修改为了确定控制序列而使用的迄今为止的装置，以便以按照本发明 的方式确定最佳的控制序列。
[0025] 从属权利要求以及以下的描述包含本发明的特别有利的扩展和构造，其中特别地 一类权利要求也可以类似于另一类权利要求的从属权利要求来扩展并且不同的实施例的 特征也可以组合以形成另外的实施例。
[0026] 对于HF子脉冲在单个环形轨迹上的精确构造存在不同的可能性。可能的参数在 此是为了遍历一个环形轨迹而所需的持续时间。
[0027] 在第一变形中确保，圆形的环形轨迹的遍历的持续时间对于沿着圆形的环形轨迹 作用的、HF激励脉冲的至少两个不同的HF子脉冲，在极端情况下对于所有HF子脉冲，是相 同长的。
[0028] 在此是最简单的可能性。工作方式类似于在二维螺旋脉冲情况下（即在沿着k空 间中螺旋形轨迹发送HF脉冲的情况下）的恒定的角速度。
[0029] 在一种替换的变形中，HF子脉冲和所属的梯度脉冲构造为，圆形的环形轨迹的遍 历的持续时间对于至少两个不同的HF子脉冲分别单独地确定，S卩，不同的HF子脉冲可以特 别是不同长的。通过传播时间的个性化，在以下意义上实现序列的优化，即，可以最小化HS 激励脉冲的总持续时间并且尽管如此还可以可靠地遵循梯度脉冲的边界调节，诸如最大允 许的转换速率（slew-rate)(梯度增长速率）和/或最大允许的梯度幅度。
[0030] 为了实现这一点，优选地可以将每个HF子脉冲的圆形的k空间轨迹的遍历的持续 时间选择为这样短，使得梯度脉冲（刚好）不超过预先给出的最大转换速率。这一点例如 类似于具有恒定的梯度增长速率的螺旋形激励。
[0031] 不管不同的HF子脉冲的脉冲持续时间是相同长的还是单独设置的，优选地单独 地确定HF子脉冲的包络线的分别在圆形的发送轨迹的遍历的持续时间期间保持恒定的幅 度（即匕幅度），S卩，HF子脉冲可以特别地具有不同的Id1幅度。
[0032] 为了实现特别快速的HF激励脉冲，S卩，所有的同心环形轨迹的遍历的总时间保持 为尽可能小，可以将梯度脉冲优选地构造为，将与时间上相邻的HF子脉冲对应的两个同心 的圆形k空间发送轨迹相反地在发送k空间中遍历。即，保证，例如将第一环形轨迹在顺时 针方向遍历，将直接相邻的环形轨迹则逆时钟方向并且再下一个环形轨迹又顺时针遍历。 如后面还要示出的，在该变形中通过在单个子脉冲之前和之后将预相位梯度和重聚相位梯 度综合可以节省特别多的时间。
[0033] 在HF激励脉冲的精确构造中与同心的环形轨迹有关的另一个参数是环形轨迹环 形的间隔。
[0034] 在第一变形中，这样构造梯度脉冲，使得圆形的k空间发送轨迹形成在发送k空间 中的围绕共同的中心的等距的环。即在该变形中在两个环形轨迹之间的径向距离总是相同 的。就此实现了能量特别均匀地输入到k空间中。
[0035] 在替换的变形中，这样构造梯度脉冲，使得同心的圆形k空间发送轨迹形成这样 的环，所述环的相互的径向距离是不同的。在特别优选的变形中同心的圆形k空间发送轨 迹形成这样的环，所述环相互的径向距离朝着共同的中心变小。通过与k空间中心的更密 的环形轨迹距离可以保证，特别地在具有关于激励轮廓的主信息的重要的频率范围中被沉 积足够的能量。为此所需的时间于是可以在k空间的不太重要的边缘区域中被节省，方式 是在那里在环形轨迹相互之间的距离更小。
[0036] 另一个可设置的参数是HF激励脉冲的环形轨迹的数量。一方面有利的是，将环形 轨迹相对密地设置，以便足够密地实现空间中的激励。另一方面随着环形轨迹数量增加，用 于HF激励脉冲的总时间也必定延长。
[0037] 为此特别有利的是，根据第一边激励的距离与激励轮廓的直径的比例来选择同心 的、圆形的k空间发送轨迹的数量。因为在第一边激励的区域中不再期望任何激励并且由 此边激励与激励轮廓的对称轴的距离和（圆柱形对称的）激励轮廓的直径是用于激励的关 键参数，所以强调，足够的是，相应于第一边激励的该距离的双倍的值除以激励轮廓的直径 来选择环形轨迹的数量。由此确保，环形轨迹相互的距离至少相应于在按照尼奎斯特理论 的扫描情况下的最小距离。
[0038] 另一个参数是在激励时在激励轮廓内部待实现的目标翻转角（目标激励角）或目 标翻转角分布。
[0039] 在第一变形中这样确定HF子脉冲的包络线的幅度，使得目标翻转角在圆柱形的 激励轮廓的内部取决于与圆柱形激励轮廓的圆柱体轴的径向距离r。即，目标翻转角从内向 外减小。特别优选地在此与径向距离的依赖关系是高斯形状的。
[0040] 在替换的方法中这样确定HF子脉冲的包络线的幅度，使得目标翻转角在圆柱形 激励轮廓内部基本上，即，在可能的容差内，是恒定的。在该变形中目标翻转角分布也就是 关于激励轮廓是尽可能均匀的。
[0041] 此外其他分布也是可能的，例如在内部区域中几乎恒定的或均匀的激励而在该均 匀区域外部则特别是高斯形状的下降。
[0042] 在此还要再次指出，上面提到的不同的变形对于各个参数，诸如在环形轨迹内部 的传播时间、环形轨迹的距离、B1幅度或翻转角分布，可以任意组合。

【专利附图】

【附图说明】
[0043] 以下借助实施例在参考附图的情况下再次详细描述本发明。其中：
[0044] 图1示出按照本发明的磁共振系统的实施例的示意图，
[0045] 图2示出按照本发明的第一实施例在k空间中的x/y平面中等距同心环形轨迹的 示意图，
[0046] 图3示出位置空间中模体内部圆柱形对称的激励轮廓和第一边激励的磁共振截 面图，
[0047] 图4示出了脉冲图的简化图，用于解释单个HF子脉冲的设计，
[0048] 图5示出在k空间中的x/y平面的第I象限中等距同心环形轨迹的示意放大图， 用于解释轨迹密度，
[0049] 图6示出按照本发明的方法的第一实施例对于HF激励脉冲的脉冲图的简化图，
[0050] 图7示出按照本发明的方法的第二实施例对于HF激励脉冲的脉冲图的简化图，
[0051] 图8示出按照本发明的方法的第三实施例对于HF激励脉冲的脉冲图的简化图，
[0052] 图9示出按照图8的脉冲图的部分的放大图，
[0053] 图10示出按照本发明的第二实施例在k空间中的x/y平面中同心环形轨迹的示 意图，
[0054] 图11示出按照本发明的第三实施例在k空间中的x/y平面中具有在外部区域中 的螺旋形轨迹和在内部区域中的同心环形轨迹的轨迹的示意图，
[0055] 图12至14示出在不同的梯度延迟时间情况下不同的激励轮廓的激励的不同截面 图拍摄，为了比较，分别在上部借助EPI激励和在下部利用按照本发明的变形，
[0056] 图15示出了对于用于校准磁共振系统的可能方法的调节和/或流程图。

【具体实施方式】
[0057] 图1粗略示意性示出按照本发明的磁共振设备1。其一方面包括具有位于其中的 检查空间8或患者通道8的本来的磁共振扫描仪2。卧榻7可以驶入该患者通道8中，从而 卧于其上的患者〇或受检者在检查期间可以在磁共振扫描仪2内部的特定位置上相对于布 置于其中的磁体系统和高频系统放置或在测量期间可以在不同的位置之间移动。
[0058] 磁共振扫描仪2的组件包括基本场磁体3、具有磁场梯度线圈以便产生在x、y和 z方向上的磁场梯度的梯度系统4,以及全身高频线圈5。在x、y和z方向（空间坐标系） 上的磁场梯度线圈互相独立地可控，从而通过预先给出的组合可以施加在任意逻辑空间方 向上、例如在层选择方向上、在相位编码方向上或在读出方向上施加梯度，其不一定平行于 空间坐标系的轴。在检查对象〇中感应的磁共振信号的接收可以经由全身线圈5进行，利 用所述全身线圈通常也发送高频信号以感应磁共振信号。但是通常这些信号利用例如带有 置于检查对象0上或下的局部线圈（在此仅示出其中的一个）的局部线圈装置6来接收。 所有这些组件对于专业人员是基本公知的并且由此在图1中仅粗略示意示出。
[0059] 磁共振扫描仪2的组件可以由控制装置10控制。在此可以是控制计算机，其也可 以由多个（可能空间上分离的和经过合适的电缆等互相连接的）单计算机组成。通过终端 接口 17,该控制装置10与终端20相连，通过所述终端，操作者可以控制整个设备1。在本 情况中该终端20构造为具有键盘、一个或多个显示器以及其他输入设备例如鼠标等的计 算机，从而可以为操作者提供图形的用户界面。
[0060] 控制装置10尤其还具有梯度控制单元11，其又可以由多个部分组件组成。通过该 梯度控制单元11利用控制信号按照梯度脉冲序列GS接通各个梯度线圈。在此如上所述是 在测量期间在精确地预先给出的时间位置上并且以精确地预先给出的时间曲线设置的梯 度线圈。
[0061] 控制装置10还具有高频发送单元12,用于按照控制序列AS的预先给出的高频脉 冲序列HFS将高频脉冲分别馈入到全身高频线圈5中。高频脉冲序列HFS包括上面提到的 选择性激励脉冲。磁共振信号的接收于是借助局部线圈装置6进行，并且由此接收的原始 数据RD由HF接收单元13读出并且处理。磁共振信号以数字的形式作为原始数据RD被传 输到重建单元14,其由此重建图像数据BD并且将其存储在存储器16中和/或通过接口 17 传输到终端20,从而操作者可以对此进行观察。图像数据BD也可以通过网络NW存储到另 外的位置和/或显示和分析。替换地，也可以经过局部线圈装置发送高频脉冲序列和/或 磁共振信号可以由全身高频线圈接收（未示出）。
[0062] 经过另外的接口 18将控制命令传输到磁共振扫描仪2的其他组件，诸如卧榻7或 基本场磁体3,或者接收测量值或其他信息。
[0063] 梯度控制单元IUHF发送单元12和HF接收单元分别协调地通过测量控制单元15 来控制。该测量控制单元通过相应的命令确保，发送期望的梯度脉冲序列GS和脉冲序列的 高频脉冲序列HFS。此外必须确保，在合适的时刻将在局部线圈装置6的局部线圈上的磁共 振信号通过HF接收单元13读出并进一步处理，S卩，必须例如通过将HF接收单元13的ADC 接通到接收来设置读出窗。同样，测量控制单元15控制接口 18。
[0064]这样的磁共振测量的基本流程和用于控制的提到的组件对于专业人员来说是公 知的，从而在此不再详细讨论。此外这样的磁共振扫描仪2以及所属的控制装置10还具有 多个另外的组件，所述组件在此同样不再详细解释。在此要指出，磁共振扫描仪2也可以另 外地构造，例如具有侧面开口的患者空间，或者构造为更小的扫描仪，其中仅能放置一个身 体部位。
[0065] 为了开始测量，用户可以经过终端20从其中存储了用于不同的测量的多个控制 协议P的存储器1中通常选择用于该测量设置的控制协议P。该控制协议P尤其包含用于 各自的测量的不同的控制参数值SP。属于这些控制参数值SP的例如有序列类型、对于各 个高频脉冲的目标磁化、回波时间、重复时间、不同的选择方向等。同样在此已经可以预先 给出层厚、分辨率、层的数量或在3D激励的情况下预先给出厚片厚度或任意的激励轮廓的 其他尺寸（即激励轮廓数据）。此外控制参数值SP还可以包括信息：相应的测量是否是具 有导航的测量，如果是，可能已经是用于对于该导航应用所需的激励轮廓EP的激励轮廓数 据。在图1示意性示出的应用中该激励轮廓EP可以是在z方向上在患者0的身体中延伸 的圆柱形对称的所谓"铅笔束"，其通过患者〇的横膈膜延伸。
[0066] 所有这些控制参数值SP尤其经过控制序列确定装置22的输入接口 24提供，由此 其确定合适的控制序列AS。同样控制参数值SP也可以在调用该协议的情况下首先提供给 用户用于接收，并且其可以将该值也借助用户界面任意改变并且匹配于当前的检查任务。 特别地，用户在此也可以经过具有所属的图形用户界面的终端20的计算机21确定激励轮 廓数据，例如直径d、旋转对称的激励轮廓EP的对称轴等的精确位置或者已经通过控制参 数值SP改变在协议P中定义的激励轮廓数据。这一点在图1中通过接口装置23表示。
[0067] 此外用户可以替代从存储器16也可以经过网络NW例如从磁共振设备的制造者处 调用具有相应的控制参数值SP的控制协议，并且然后如下面描述的那样使用它们。
[0068] 基于包括激励轮廓数据的控制参数值SP然后确定控制序列AS，按照所述控制序 列最后通过测量控制单元15进行其余组件的控制。该控制序列于是尤其包含脉冲排列，以 便选择性地激励选择的激励轮廓EP。控制序列AS如提到的那样在作为终端20的部分示 出的控制序列确定装置22中被计算，并且经过控制序列输出接口 25传输到磁共振扫描仪 2的控制装置10。控制序列确定装置22尤其包含（其他组件在图1中为清楚起见没有示 出）脉冲排列确定单元26,其确定用于激励轮廓EP的选择性激励的所述脉冲排列。整个 控制序列确定装置22和其组件例如可以按照软件的形式在一个或多个合适的处理器上实 现。控制序列确定装置22和其各个组件的精确工作方式在以下进一步解释，其中仅以上面 提到的铅笔束激励为例，但是不将本发明限制于此。
[0069] 为例设计二维HF脉冲，以激励圆柱形对称的激励轮廓EP的位置空间中的、与对称 轴z垂直的x/y平面，必须除了该平面中的激励轮廓之外一般地首先选择k空间中所属的 x/y平面内部的二维k空间发送轨迹（具有k空间中取决于时间的坐标（k x(t)，ky(t));以 下也简称为（kx，ky))。激励轮廓在此通过具有坐标值X和y的位置处的函数P (x，y)确定。 函数P(x，y)说明了相对于均衡磁化的绝对值的、横向磁化的期望的绝对值，也就是没有单 位。该轨迹的k空间覆盖（伸展）确定了空间分辨率，利用所述分辨率可以实现期望的选择 轮廓。K空间中轨迹的扫描密度确定了位置空间中激励的第一边带的距离，以及FOV(Field of View=视野）。这样的边带由于离散的扫描而是不可避免的。
[0070]在高频入射期间二维梯度场（gx(t)，gy(t))通过如下与所选的k空间轨迹相关 联：

【权利要求】
1. 一种用于确定具有脉冲排列（PA，PA'，PA")的磁共振控制序列（AS)的方法，所述 脉冲排列在至少两个空间方向（x，y)上选择性地起作用，以激励检查对象（0)内部的受限 的旋转对称的激励轮廓（EP)， 其中，所述脉冲排列（PA，PA'，PA ")的HF激励脉冲（RFE，RFE'，RFE ")包 括多个HF子脉冲（RFi，RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)的序列并且并行于HF子脉冲 (RFpRFbRh，…，RFn，…，RF8)的序列这样协调地施加在两个空间方向（x，y)上的梯度 脉冲（GPX，GPy，GPX'，GPy'，GP X "，GPy ")，使得不同的 HF 子脉冲（RFn RF2, RF3,…，RFn，… ，RF8)的HF能量输入在发送k空间（Sk)中分别在互相同心的、圆形的k空间发送轨迹 (TR" TR2, TR3,…，TR8)上进行，并且其中，所述HF子脉冲（RF" RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)的 HF包络线的幅度（bD分别在圆形的k空间轨迹（TRdTI^TI^，…，TR8)的一个遍历的持续 时间（T，1\，T2, T3，…，Tn，…，T8)期间是恒定的。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，圆形的k空间轨迹的（TL TR2, TR3，…，TR8)的遍 历的持续时间（T)对于不同的HF子脉冲（RFu RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)是相同长的。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，圆形的k空间轨迹（TL TR2, TR3，…，TR8)的 遍历的持续时间0\，T2, T3，…，T8)对于不同的HF子脉冲（RFi，RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)分 别被单独地确定。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，圆形的k空间轨迹（TL TR2, TR3，… ，TR8)的遍历的持续时间（T，1\，T2, T3，…，T8)最大被选择为如下的最大值：使得梯度脉冲 (GPX，GPy，GP/，GP/，GP/，CP/ )不超过预先给出的最大梯度增长率。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，梯度脉冲（GPX"，GPy")被构造 为，使得与时间上相邻的HF子脉冲（RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)对应的两个同心的圆形的 k空间发送轨迹（TRp TR2, TR3，…，TR8)相反地在发送k空间（Sk)中被遍历。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，梯度脉冲 (GPX，GPy，GPX'，GPy'，GP X"，GPy")被构造为，使得圆形的k空间发送轨迹（TL TR2, TR3，… ，TR8)形成发送k空间（Sk)中的等距的环。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，梯度脉冲被构造为，使得同心的 圆形的k空间发送轨迹的（TRdTI^TI^，…，TR8)形成如下的环，所述环的互相的径向距离 (Aki^，Akr2, Akr3，?）朝着共同的中心变小。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，根据第一边激励（SL)的距离（Sa) 与激励轮廓（EP)的直径（d)之比，来选择同心的圆形的k空间发送轨迹的（TRdTI^TI^，… ，TR8)的数量（N)。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，这样确定HF子脉冲 (RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的包络线的幅度，使得目标翻转角在圆柱形的激励轮廓（EP) 的内部优选高斯形地与圆柱形激励轮廓（EP)的圆柱体轴的径向距离相关。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，这样确定HF子脉冲 (RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的包络线的幅度，使得目标翻转角在圆柱形激励轮廓（EP)内 部基本上是恒定的。
11. 一种用于运行磁共振系统（1)的方法，其中，首先在按照权利要求1至10中任一项 所述的方法中确定磁共振控制序列（AS)，并且然后在使用该磁共振控制序列（AS)的条件 下运行所述磁共振系统（1)。
12. -种用于调节和/或校准磁共振系统（1)的方法，其中，利用按照权利要求11的 方法多次地在变化梯度延迟时间的条件下运行磁共振系统（1)，并且在此产生磁共振图像 数据（BD)并且基于该磁共振图像数据（BD)的分析关于梯度延迟时间进行磁共振系统（1) 的调节和/或校准。
13. -种用于确定磁共振控制序列（AS)的控制序列确定装置（22)，具有： _输入接口装置（23)，用于采集激励轮廓数据（d)，后者定义检查对象（0)内部的受限 的、待激励的、旋转对称的激励轮廓（EP)的空间伸展， -脉冲排列确定单元（26)，用于确定至少一个脉冲排列（PA，PA'，PA")，后者 在至少两个空间方向（x，y)上选择性地作用，以便激励所述激励轮廓（EP)，其中， 这样确定所述脉冲排列（PA，PA'，PA ")的HF激励脉冲（RFE，RFE'，RFE ")，使得 其包括多个HF子脉冲（RFi，RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的序列，并且并行于HF子脉冲 (RFpRFbRh，…，RFn，…，RF8)的序列这样协调地施加在两个空间方向（x，y)上的梯度 脉冲（GPX，GPy，GPX'，GPy'，GP X "，GPy ")，使得在发送k空间（Sk)中不同的HF子脉冲 (RFp RF2, RF3，…，RFn，…，RF8)的HF能量输入分别在相互同心的圆形k空间发送轨迹 (TR" TR2, TR3,…，TRN)上进行，并且其中，HF子脉冲（RF" RF2, RF3,…，RFn，…，RF8)的包 络线的幅度（bj分别在圆形的k空间轨迹的（TRdTI^TI^，…，TRN)的遍历的持续时间 (T，1\，T2, T3，…，Tn，…，T8)期间是恒定的。
14. 一种磁共振系统（1)，具有：高频发送装置（5,12);梯度系统（4);和控制装置 (15)，该控制装置被构造为，用于为了基于预先给出的磁共振控制序列（AS)执行期望的测 量而发送高频脉冲序列（HFS)并且与之协调地经过梯度系统发送梯度脉冲序列（GS);以及 根据权利要求13所述的控制序列确定装置（22)，以便确定磁共振控制序列（AS)并且将其 传输到控制装置（10)。
15. -种计算机程序产品，其能够被直接加载到控制序列确定装置（22)的存储器中， 具有程序代码段，用于当程序在控制序列确定装置（22)中运行时执行按照权利要求1至11 中任一项所述的方法的所有步骤。
【文档编号】A61B5/055GK104337516SQ201410369423
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】A.施泰默 申请人:西门子公司