用于获得操作参数的方法、存储介质和磁共振装置与流程

本发明涉及一种用于获得磁共振装置的操作参数的方法。

背景技术：

众所周知，在进行诊断测量之前，执行测量以收集关于mr(magneticresonance，磁共振)检查要优化的参数的信息。这些测量被称为调整测量。例如，初步扫描用于确定当前共振频率。通常还会执行均匀化电流的调整，称为匀场(shimming)。

在通用参数的调整之后，也可以优化要使用的特定扫描序列的一些参数。

已知的扫描序列是所谓的resolve序列，参见porter和heidemann，高分辨率扩散加权成像使用读取分段回波平面成像，并行成像和基于导航的二维再获取(highresolutiondiffusion-weightedimagingusingreadout-segmentedecho-planarimaging,parallelimagingandatwo-dimensionalnavigator-basedreacquisition),mrm,62：468-475,2009。resolve序列是一种分段的epi(echoplanarimaging，回波平面成像)序列。这里，与传统的多点epi序列相比，分割(segmentation)是在读出方向。附加地，存在扩散准备和导航回波的使用。

在使用正弦读出梯度获取信号之前，施加退相位梯度。关于resolve序列，正弦读出梯度的梯度矩是涉及图像质量的关键参数。

退相位梯度矩和正弦读出梯度矩之间的不匹配导致使用resolve序列获取的图像中出现环形伪影(ringingartifact)。

因此，调整正弦梯度矩是众所周知的。通常，校正因子被乘以退相位梯度矩或正弦读出矩，例如被乘以持续时间(duration)或梯度强度。

该校正因子是通过变化几个参数获得的，其中参数之一就是校正因子本身。需要考虑的其他参数是磁共振装置类型、回波间隔和梯度朝向(gradientorientation)。不同的磁共振装置类型内部具有不同的梯度系统和rf线圈，这影响信号获取。

这些参数是特定地变化的，并且对于每个参数集合获取图像。所述图像通常包含128x128或更多数据点。因此，必须收集大量图像，然后以肉眼(nakedeye)进行比较，或者通过生成表征图像质量的值来自动进行比较。具有最少伪影的图像确定最佳校正因子。对于包括回波间隔、梯度朝向和所有其他相关参数的每个参数的组合，必须找到最佳匹配校正因子。校正因子通常在0.995和1.025之间。

因此，校正因子的调整非常耗时，因此当安装特定系列的第一个磁共振装置时，仅执行一次。

不幸的是，有时会出现环形伪影，并且不可能评估导致伪影的一个特定参数，因此在调整校正因子时要考虑该参数。

当使用梯度，特别是正弦梯度时，这个问题总是会发生。

因此，需要调整操作参数，例如校正因子或施加的读出梯度的梯度矩，这消耗较少的时间，因此可以直接在患者检查之前施加。

技术实现要素：

这些需求在根据本发明的用于获得磁共振装置的操作参数的方法中得到满足，该方法提供以下步骤：

-生成至少一个回波链(echotrain)，其中回波链的生成包括：

○设置给定的参数集合，

○施加至少一个射频激发脉冲，

○在读出方向上施加退相位梯度，

○读出回波链，该回波链包括至少两个回波信号，其中

○在读出回波信号时施加读出梯度，

-获取至少两个回波信号，

-其中该参数集合在用于不同回波信号的至少一个参数上不同，

-逐行将回波信号处理成投影，以及

-使用投影获得操作参数。

获得的操作参数可用于操作磁共振装置以获取对象(例如患者)的测量信号。可以使用获取的测量信号来重建图像，例如通过包括处理器的重建单元。重建的图像可以显示在例如屏幕上。

主要方面不是使用图像，而是使用光谱或投影来获得搜索到的操作参数。回波信号仅在一维进行傅立叶变换。这导致每个傅立叶变换的回波信号的频谱或投影。

第二个优点是要考虑的参数集数量减小。回波间隔和梯度朝向可以在调整测量之前确定，并且在测量期间不需要变化。

这导致非常短的测量和处理时间，这允许就在resolve测量之前以及患者已经位于磁共振装置内部时确定操作参数。

关于调整方法的信号获取，进一步解释了一些特征：

参数集合通常是执行扫描时要使用的值集合。这可以包括rf脉冲的持续时间、延迟、rf频率、回波时间、重复时间等。

激发脉冲用于激发磁化。它的翻转角度通常在0°和90°之间。关于自旋回波序列和梯度回波序列，翻转角度正好是90°。快速梯度回波序列可能具有较小的翻转角度。激发脉冲还用于定义重复时间tr的长度，即一个激发周期的长度。每个扫描序列至少有一个激发脉冲，否则没有信号。

在激发脉冲之后的某个时间，在读出方向上施加退相位梯度。这是众所周知的用于准备梯度回波信号的梯度，该梯度回波信号与所谓的读出梯度一起形成。

优选地，读出梯度具有正弦形式的特定形状。使用这种形式，可以在读出方向上分割k空间。

获取至少一个回波链。至少两个回波信号可以在一个回波链中具有至少两个回波，或者通过获取具有一个回波信号的至少两个回波链来实现。因此，总共测量至少两个回波信号。

上面已经解释了逐行(linebyline)处理。

每当不当选择的参数降低1d-ft信号，即上述投影的质量时，都可以使用这种方法。因此，所提出的方法是针对resolve成像进行描述的，但可以基本上用于每个序列。

优选地，获取至少两个回波链。有利地，在两个或更多回波链的获取中只有一个参数不同。这可以是退相位梯度的梯度矩。退相位梯度将读出位置定位在读出方向上。改变退相位梯度至少考虑被分割的k空间的两个分段。

有利地，正弦梯度的梯度矩，尤其是它们的极值具有恒定值。极值是最大值和最小值。为了在退相位梯度和正弦读出梯度的梯度矩之间找到正确的平衡，必须执行测量，其中退相位梯度和正弦读数梯度的梯度矩都被改变，这两者都是参数集合的参数。

可替代地，该方法可以包括具有变化值的正弦读出梯度的梯度矩，特别是极值。梯度矩或极值的变化可用于改变回波链内正弦读出梯度的梯度矩。然后可以进一步加速调整。

在下文中，针对正弦形式的极值描述了该方法。改变极值同时也会改变梯度矩。

在第一实施例中，弧的梯度矩或极值可以增加，特别是线性增加。在第二实施例中，正弦梯度的弧的梯度矩或极值可以减小，特别是线性减小。

优选地，在逐行处理之前，至少两个回波链的相应回波信号被组合成组合回波信号。有利地，连接用相同梯度矩获取的信号回波。换句话说，梯度矩被乘以了相同的校正因子。

有利地，回波链的回波信号是在没有相位编码的情况下获取的。在相位编码方向上不应该产生相位，以只获取k空间的中心k线。如果相位方向存在梯度，如扩散编码梯度，它们的净相位必须为零。

可替代地，可以使用少于15个不同的相位编码梯度来获取回波链的回波信号。在一些情况下，也可能需要改变相位编码梯度，该相位编码梯度是该参数集合中的一个参数。如果强的正或负相位编码梯度分别对退相位梯度或正弦读出梯度的梯度矩有影响，就会发生这种情况。这些相位编码梯度不用于随后处理图像，而是仅用于观察相位编码梯度和由相位编码梯度产生的正弦读出梯度的梯度矩之间是否存在平衡的依赖性。回波信号仍然是逐行处理的。

优选地，回波信号可以在读出方向上仅覆盖k空间的一部分。如上所述，这是在读出方向上分割序列的方法。几个回波信号合并后覆盖单个k空间线。

有利地，每个回波链具有多个回波信号。回波链中可能有多达几十个回波信号。例如，可以存在40到50个回波信号。

优选地，该参数集合中被改变的参数是一组中的一个，该组仅具有元素退相位梯度、正弦梯度和相位编码梯度的梯度矩。对梯度矩使用校正因子相当于直接改变。

此外，所有回波链可以具有相同数量的回波信号。然后所有回波信号在另外的回波链中具有各自的回波信号，并且可以被组合成组合的k空间线。

优选地，正弦梯度矩的多个校正因子是该参数集合的被修改参数之一。校正因子可以在两个回波链的获取之间被改变。有利地，对于正弦读出梯度的每一个弧，校正因子被改变。然后在单个回波链中施加多个校正因子。

有利地，在获取回波链之后，获取至少一个导航器回波信号。如上所述，所提出的方法允许就在resolve序列之前调整退相位梯度或正弦读出梯度的梯度矩。在仅持续几秒钟的调整测量期间，位于磁共振装置扫描器中的患者可能会移动。然后可以通过消除运动伪影来进一步改善结果。此外，导航回波的读出梯度也可以具有正弦形式。导航器回波的正弦读出梯度的梯度矩也可以被乘以校正因子。此外，梯度矩可以增加或减小。

在将回波信号或组合回波信号处理成投影后，优选自动找到伪影最小的投影。要做到这一点，可以预见的是计算在每个投影中找到的边缘的数量，并选择具有最低边缘的数量的投影。为了避免偏差，可以对边缘的数量进行插值，以找到最小边缘的数量。这决定了校正因子或梯度矩。

可替代地，可以使用投影的元素值的导数来找到产生最少伪影的校正因子或梯度矩。更高的导数表示更高的伪影。

此外，使用投影的傅立叶系数可以找到产生最少伪影的校正因子或梯度矩。

此外，使用相似性分析可以找到产生最少伪影的校正因子或梯度矩。在那里，组合的k空间线可以与无伪影投影进行比较。

可替代地，使用机器学习可以找到产生最少伪影的校正因子或梯度矩。经训练的机器会自动找到最佳投影和最佳校正因子。

根据本发明的另一方面，公开了一种磁共振装置，包括：

-一种mr数据获取扫描器，包括射频发射器和rf接收器以及梯度线圈装置，

-其中存储参数集的存储器，

-具有对所述存储器的访问并被配置为从所述存储器读取所述参数集的计算机，以及

-被配置为执行上述方法的所述计算机。

关于该方法描述的每个实施例也可以在磁共振装置中实现。

根据本发明的另一方面，公开了一种用编程指令编码的非暂时性计算机可读数据存储介质，所述存储介质被加载到磁共振(mr)装置的计算机系统中，该磁共振装置包括mr数据获取扫描器，该mr数据获取扫描器具有射频(rf)发射器、rf接收器、梯度线圈布置和存储器，所述编程指令使得所述计算机系统执行上述方法。

关于该方法描述的每个实施例也可以在数据存储介质中实现。

下面提供了本发明的进一步细节。

附图说明

在所有附图中，彼此相对应的部分用相同的参考字符标记。

图1示出了磁共振装置的实施例；

图2示出了resolve序列的序列图(现有技术)；

图3示出了resolve序列的k空间获取方案(现有技术)；

图4示出了根据本发明的测量序列的序列图；

图5示出了图4的序列的k空间获取方案；

图6示出了第一组合的k空间线和投影；

图7示出了第二组合的k空间线和投影；以及

图8示出了调整操作参数的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了磁共振装置1。磁共振装置1具有扫描器2。发射线圈布置(transmitcoilarrangement)3是扫描器2的一部分。发射线圈布置3通常被设计成体线圈(bodycoil)，因此由单个线圈组成。

此外，磁共振装置1具有接收线圈布置(receptioncoilarrangement)4。接收线圈布置4是具有线圈5、6、7和8的线圈阵列。为了使线圈5、6、7和8更容易被区分，发射线圈布置3由虚线轮廓示出。

控制计算机9控制磁共振装置1的操作。

磁共振装置1还具有作为控制计算机9的一部分或独立于控制计算机9的非暂时性数据存储介质10，用于执行磁共振测量的计算机代码存储在该介质上。

线圈阵列4仅用于读出可以是回波信号的测量信号。线圈阵列4的线圈5、6、7和8同时读出测量信号。代替线圈阵列4，单个线圈也可以被用作本发明的单个实施例的检测线圈。

为了清楚起见，没有示出磁共振装置1的其他部件，诸如梯度线圈和病床。

图2示出了resolve序列的序列图11，该resolve序列例如从porter和heidemann的高分辨率扩散加权成像使用读取分段回波平面成像，并行成像和基于导航的二维再获取(highresolutiondiffusion-weightedimagingusingreadout-segmentedecho-planarimaging,parallelimagingandatwo-dimensionalnavigator-basedreacquisition),mrm,62：468-475,2009已知。

扩散准备部分包括激发脉冲12和重聚焦脉冲13。切片选择梯度14和15被同时施加，以在患者体内选择定义的切片。已知使用附加的切片复相位梯度(slicerephrasinggradient)16来补偿切片选择梯度14的退相位部分。重聚焦脉冲13之前的扩散编码梯度17、18和19以及相应的梯度20、21和22也是基本已知的。

激发脉冲12以及梯度14和16是resolve序列的激发阶段23的一部分。以下演化阶段24持续到扩散梯度20、21和22的结束。

此后，读出阶段25开始。通过变化其强度而具有不同梯度矩的退相位梯度26将读出方向上的读出的开始置于k空间中的期望位置。下面的图显示了这一点。

正弦读出梯度27具有多个弧30、31、32、33、34、35、36和37。每个弧30、31、32、33、34、35、36和37在k空间中沿读出方向编码一条部分线。

相位编码梯度38在相位编码方向上将编码移动一步。因此，相位编码梯度38被称为光点或梯度光点。

初始相位编码梯度39类似于退相位梯度26，将相位编码方向上读出的开始置于k空间中的期望位置。

在读出阶段25，优选地，获取一个所谓分段的所有回波信号40。激发周期的所有信号回波生成回波链41。在读出阶段结束时，通过施加梯度42将编码放回到开始点，梯度42具有与退相位梯度26相同的梯度矩，但是符号相反。

在读出阶段25之后，接着是导航阶段43。各个梯度44、45、46和47如关于读出阶段25所描述的那样操作。使用重聚焦脉冲49和切片选择梯度50生成回波信号48。

图3示出了序列11使用的k空间获取方案。轴51表示k空间52的k(x)方向，并且轴53表示k(y)方向。k(x)方向也称为读出方向和k(y)方向被称为相位编码方向。

在通过例如扩散加权的信号准备之后，梯度26和39将编码放在第一开始点54。在施加弧30的同时获取部分线55，在施加弧31的同时获取部分线56。相位编码方向的偏移是由光点38之一来实现的。

附加的部分线57、58、59、60、61和62以相同的方式创建。部分线55至62或回波信号40构成回波链41。

部分线55至62覆盖在k(x)方向上分离的k空间52的分段63。

通过使用具有不同梯度矩的退相位梯度26来施加序列11允许获取k空间52的分段64、65、66或67之一的回波信号。

如果回波链41具有k空间52的分段63至67的所有回波信号，则需要激发周期的数量，即k空间52具有的分段的数量。

如果回波链41只有k空间分段回波信号的一部分，则激发周期必须更频繁地重复。然后，k空间52在读出方向和相位编码方向上被划分。

为了清楚起见，两个相邻分段(例如部分63和64)的轨迹68和69具有间隙。实际上，k空间线的回波信号完全没有间隙地覆盖k空间52。

使用具有在相位编码方向上具有相同位置的所有激发周期的回波信号作为一条k空间线重建图像。

图4示出了根据本发明的调整序列的序列图71。对应于图2的部分用相同的参考字符标记。

不施加扩散梯度17、18、19、20、21和22以及相位编码梯度38。然后获取相位编码方向上的中心k线。

为了加快调整测量，图2的弧或梯度矩30至37分别乘以校正因子a+、a-、b+、b-、c+、c-、d+、和d-。这意味着弧30的梯度矩被乘以校正因子a+，弧31的梯度矩被乘以校正因子a-，依此类推。弧的每个梯度矩被都乘以校正因子之一。如果正极值被设置为1，校正因子可以设置从1.03到0.99的范围。因此，a+可以是1.05、a-是1.04、b+是1.03、b-是1.02、c+是1.01、c-是1.00、d+是0.99和d-是0.98。当然，在回波链中可以有更多的回波和相应数量的校正因子。优选地，在回波链41中有40个以上的回波信号40和相应数量的校正因子。该范围优选地是从0.98到1.04并且独立于回波信号的数量。弧或梯度矩具有新的字符符号72、73、74、75、76、77、78和79，以示出与图2的区别。梯度矩72至79显示出比校正因子实际导致的使得减小可见的更大的减小。

弧或梯度矩72、73、74、75、76、77、78和79显示出比校正因子实际导致的使减小可见的更大的减小。

通过执行一个激发周期，获取部分线之一，例如部分线55n次，n是回波链41的回波数量。

对于正弦读出梯度的弧，也可以使用增加梯度矩来代替减小梯度矩。

校正因子的增加或减小有利地是线性的，如上面的数字所示。

通常必须获取分段63至67中的至少两个，但是分别只获取其中的一个部分线。代替相位编码，在不同的回波信号40之间施加校正因子变化。

在一个激发周期中，获取一个回波链41。其回波信号40的位置如图5所示。存在八个回波信号，它们最初位于k空间52中的相同位置。只有朝向可以不同。它们在相位编码方向上移动，以使它们都可见。

然后，使用相同的校正因子获取的所有获取的部分线59、81、82、83和84被组合成组合的k空间线85。这在图6中示出。如果使用八个校正因子，则得到八条组合的k空间线85。施加的校正因子越多，接收到的组合的k空间线就越多。

这些组合的k空间线85被逐行处理。它们可以在一维上进行傅里叶变换。可以执行零填充。以八条组合的k空间线为例，我们得到八个投影。

最佳校正因子可以通过自动检查投影来找到。例如，可以执行边缘检测算法。边缘的最小数量/幅度显示最佳校正因子。

为了避免偏差，可以使用插值。

如果图4的序列71被执行几次，则获取几条组合的k空间线。

假设重复五次。使用退相位梯度26的第一梯度矩作为第一操作参数来执行第一重复。施加校正因子a+、a-、b+、b-、c+、c-、d+和d-来改变作为被改变的第二操作参数的读出梯度的梯度矩。

在第二重复中，使用退相位梯度26的第二梯度矩作为第一改变的操作参数。然后获取第二分段的八个回波信号40。

用退相位梯度26的第三、第四和第五梯度矩重复这一过程。使用它们的测量的分段65、66和67中的回波信号。

这些回波信号组合如下：

使用校正因子a+测量的每个激发周期的第一回波信号40被组合成组合的k空间线86。这在图6中示出。部分线87来自第一重复，部分线88来自第二重复，依此类推。

图7中示出了第二组合的k空间线92。在那里，使用校正因子a-获取的五次重复的第二回波被组合。

部分线93、94、95、96和97形成组合的k空间线92。它们是按照所描述进行测量的。

可以对回波链41中的每个回波信号40执行这种组合。

然后，每个组合的k空间线分别被傅立叶变换成投影98和99。

将投影87、88、89、90、91组合到组合的k空间线86通常涉及网格化操作，即考虑正弦梯度波瓣(lobe)期间的非线性k空间获取。

然后，用例如边缘检测的算法检查所有投影98和99。检测到的边缘数量可以针对校正因子绘制。校正因子代表梯度矩。使用边缘的数量，可以使用回归分析或不同的已知分析方法找到最小数量。

在图8的流程图中示出了实现最佳校正因子的过程，其中所有描述的步骤被组合在一起：

在步骤s1-1中，使用序列71获取第一回波链41，并且已经设置了第一退相位梯度26。回波序列41具有例如八个回波信号，这些信号是使用校正因子a+、a-、b+、b-、c+、c-、d+和d-获取的。所有回波信号都位于k空间相位编码方向上的相同位置，并且位于分段62至67中的第一分段。也就是说，正弦读出梯度的梯度矩作为工作参数在激发周期内改变。

在步骤s1-2中，使用序列71获取第二回波链41，并且已经设置了第二退相位梯度26。回波序列41再次具有八个回波信号。所有回波信号都位于k空间中的相同位置，并且位于分段62至67中的第二分段。

因此，步骤s1-3至s1-n是使用用于退相位梯度26的另外的梯度矩来执行的，以覆盖另外的分段62至67中的一些或全部。在五个分段的情况下，将执行步骤s1-1至s1-5以覆盖所有分段。

退相位梯度的梯度矩是在两个激发周期之间改变的第二操作参数。这种改变不是关于优化，而是由于k空间的分割。

在步骤s2中，通过将获取的回波链的所有第一回波信号组合成第一组合的k空间线、将所有第二回波信号组合成第二组合的k空间线等，来创建组合的k空间线85、86和92。这假定第一回波信号是用校正因子a+获取的，第二回波信号是用校正因子a-获取的。合成回波信号的主要事情不是回波的位置，而是校正因子。

在步骤s3中，组合的k空间线85、86和92在一维上被傅立叶变换成投影98和99。

在步骤s4中，边缘检测算法确定每个投影98和99的边缘的幅度。

在步骤s5中，分别确定创建边缘的幅度中的最小幅度的梯度矩和校正因子。

只需大约几秒钟即可在resolve测量之前执行该方法。然后图像具有更少的伪影。