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用于具有多个发送天线的磁共振设备的运行方法

  • 专利名称
    用于具有多个发送天线的磁共振设备的运行方法
  • 发明者
    M.凯勒, D.保罗
  • 公开日
    2014年10月15日
  • 申请日期
    2014年4月8日
  • 优先权日
    2013年4月10日
  • 申请人
    西门子公司
  • 文档编号
    A61B5/055GK104101850SQ201410138620
  • 关键字
  • 权利要求
    1. 一种用于磁共振设备的运行方法, -其中,借助多个发送天线(3,4)对所述磁共振设备的检查体积(2)施加多个时间上连 续的脉冲(?1,?2,?3)的序列, -其中,所述发送天线(3,4 )被所述磁共振设备的控制装置(5 )以分别的发送信号(S1, S2)控制,用于发送分别的脉冲(Pl,P2, P3), -其中,所述发送信号(S1,S2)具有相对于彼此预定的相位-和幅值关系, -其中,所述脉冲(P1,P2,P3)的第一个脉冲(P1)的相位-和幅值关系不同于所述脉冲 (P1,P2,P3)的第二个脉冲(P2)的相位-和幅值关系2. 根据权利要求1所述的运行方法,其特征在于,如此选择所述第一脉冲(P1)的相 位-和幅值关系,使得关于预先给定的第一标准来优化借助所述第一脉冲(P1)在所述检查 体积(2)中或者在所述检查体积(2)的第一子区(VI)中生成的高频场(B1)3. 根据权利要求2所述的运行方法,其特征在于,所述第一标准由所述磁共振设备的 操作者(7 )预先给定到磁共振设备的控制装置(5 ),并且所述控制装置(5 )对于所述发送天 线(3,4)在考虑所述第一标准的情况下确定所述第一脉冲(P1)的各个发送信号(Sl,S2)4. 根据权利要求1、2或3所述的运行方法,其特征在于,如此选择所述第二脉冲(P2) 的相位-和幅值关系,使得关于预先给定的第二标准来优化借助所述第二脉冲(P2)在所述 检查体积(2)中或者在所述检查体积(2)的第二子区(V2)中生成的高频场(B1)5. 根据权利要求4所述的运行方法,其特征在于,所述第二标准由所述磁共振设备的 操作者(7 )预先给定到所述磁共振设备的控制装置(5 ),并且所述控制装置(5 )对于所述发 送天线(3,4)在考虑所述第二标准的情况下确定所述第二脉冲(P2)的各个发送信号(S1, S2)6. 根据权利要求4或5所述的运行方法,其特征在于,如此确定所述第二标准,使得根 据通过所述第二标准确定的加权系数(w21,w22, w23)关于幅值、均匀性和比吸收率来优化 借助所述第二脉冲(P2)在所述检查体积(2)中或者在所述检查体积(2)的第二子区(V2) 中生成的高频场(B1)7. 根据权利要求4、5或6所述的运行方法,其特征在于,所述第二子区(V2)由所述磁 共振设备的操作者(7)预先给定到磁共振设备的控制装置(5)8. 根据上述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,所述第二脉冲(P2)在所 述序列(S)内直接跟随所述第一脉冲(P1)9. 根据权利要求8所述的运行方法,其特征在于,所述第一脉冲(P1)是激励脉冲,并且 所述第二脉冲(P2 )是重聚脉冲10. 根据上述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,所述序列(S)包括至少 一个第三脉冲(P3),并且所述至少一个第三脉冲(P3)的相位-和幅值关系与所述第二脉冲 (P2)的相位-和幅值关系不同11. 根据权利要求10所述的运行方法,其特征在于,所述至少一个第三脉冲(P3)的相 位-和幅值关系与所述第一脉冲(P1)的相位-和幅值关系相同12. 根据权利要求10或11所述的运行方法,其特征在于,所述至少一个第三脉冲(P3) 是重聚脉冲13. -种磁共振设备, -其中,所述磁共振设备具有多个发送天线(3,4),通过这些发送天线,所述磁共振设 备的检查体积(V2)被施加多个时间上连续的脉冲(Pl,P2, P3)组成的序列(S), -其中,所述磁共振设备具有控制装置(5),由该控制装置以分别的发送信号(Sl,S2) 控制发送天线来发送分别的脉冲(Pl,P2, P3), -其中,所述发送信号(S1,S2)具有相对于彼此预定的相位-和幅值关系, -其中,所述控制装置(5)构建为使得所述脉冲(P1,P2,P3)中的第一个脉冲(P1)的相 位-和幅值关系与所述脉冲(Pl,P2, P3)中的第二个脉冲(P2)的相位-和幅值关系不同14.根据权利要求13所述的磁共振设备,其特征在于,所述控制装置(5)构建为使得其 在运行中在实施根据权利要求2至12中任一项所述的运行方法
  • 技术领域
    [0001] 本发明涉及一种用于磁共振设备的运行方法, [0002] -其中,借助多个发送天线对磁共振设备的检查体积施加多个时间上连续的脉冲 的序列, [0003] -其中,发送天线被磁共振设备的控制装置以分别的发送信号控制,用于发送分别 的脉冲, [0004] -其中,发送信号具有相对于彼此限定的相位-和幅值关系 [0005] 本发明还涉及一种磁共振设备, [0006] -其中,该磁共振设备具有多个发送天线,通过这些发送天线,磁共振设备的检查 体积被施加多个时间上连续的脉冲的序列, [0007] -其中,该磁共振设备具有控制装置,可以由该控制装置以分别的发送信号控制发 送天线来发送分别的脉冲, [0008] -其中,发送信号具有相对于彼此限定的相位-和幅值关系
  • 专利摘要
    借助多个发送天线(3,4)对磁共振设备的检查体积(2)施加多个时间上连续的脉冲(P1,P2,P3)的序列(S)。由磁共振设备的控制装置(5)以分别的发送信号(S1,S2)控制发送天线(3,4)来发送分别的脉冲(P1,P2,P3)。发送信号(S1,S2)具有相对于彼此预定的相位-和幅值关系。序列(S)的第一脉冲(P1)的相位-和幅值关系不同于序列(S)的第二脉冲(P2)的相位-和幅值关系。
  • 发明内容
  • 专利说明
    用于具有多个发送天线的磁共振设备的运行方法
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
用于具有多个发送天线的磁共振设备的运行方法 [0009] 在磁共振检查的拍摄方法的范围中,通常多次将包括多个高频脉冲的序列用于激 励布置在检查体积中的检查对象(通常是人)。高频脉冲具有彼此不同任务和/或功能。其 在时间上彼此连续。例如,在基于自旋回波的序列中通常存在激励脉冲和重聚脉冲,有时也 存在多个重聚脉冲。例如,基于自旋回波的序列是SE、TSE、SE-EPI和诸如此类等。替选地 或附加地,可以替代重聚脉冲还存在其它高频脉冲。例如抑脂脉冲或者区域饱和脉冲。 [0010] 如果在拍摄方法的范围中使用多个不同的高频脉冲,则对这些脉冲提出的要求和 请求可以彼此不同。要求和请求的示例是各个脉冲的带宽(和由此持续时间)、B1均匀性、 SAR (SAR=specific absorption rate (比吸收率))等。在具有仅单个发送天线的磁共振 设备的情况下,B1均匀性通常可以不受影响。脉冲的强度和脉冲的持续时间通过各个脉冲 的任务和功能彼此耦合。脉冲的带宽通过其持续时间和形状来确定,SAR通过脉冲的强度 来确定。然而,在具有多个发送天线的磁共振设备的情况下,可以通过调节发送天线的发送 信号相对于彼此的相位-和幅值关系而给出较大的协调可能性。在现有技术中,发送信号 的相位-和幅值关系通常如此彼此协调,使得在检查体积中形成尽可能高的B1均匀性。 [0011] 通过磁共振设备的系统限制而限制可实现的最大B1幅值。B1是负载相关的并且 由此与检查对象(通常是患者)相关。因此会出现如下情况,即,在所选的脉冲形状和脉冲持 续时间情况下例如不再达到所希望的翻转角。在一些情况下可能的是,将脉冲持续时间相 应地延长,从而由于脉冲持续时间的延长而实现所希望的翻转角。与之相反在其它情况下, 该方法不可实现,因为脉冲的延长关联于带宽的减小。带宽这样的减小会导致伪影,例如由 于所谓的化学位移(=chemical shift),即对于不同的组织类型,例如水和脂肪,存在不同 的谐振频率。
[0012] 本发明要解决的技术问题在于,提供这样的可能性,借助其可以最大地利用磁共 振设备的系统限制。 [0013] 根据本发明,在开头提及类型的运行方法中,第一脉冲的相位-和幅值关系与第 二脉冲的相位-和幅值关系不同。脉冲作为第一脉冲和第二脉冲(和在本发明的有利构型 范围中还作为第三脉冲)的命名在此仅用于将脉冲相互区分。进一步的规定、尤其是对脉冲 的时间顺序的规定不应与此关联。因此,完全可以将第一脉冲在序列中在第二脉冲之后才 实施。然而同样可能的是,脉冲的编号与其时间顺序一致。
[0014] 通过根据本发明的方法,例如第一脉冲和第二脉冲可以具有彼此不同的B1均匀 性和/或彼此不同的最大B1幅值。
[0015] 尤其可能的是,如此选择第一脉冲的相位-和幅值关系,使得关于预先给定的第 一标准、例如尽可能高的B1均匀性来优化借助第一脉冲在检查体积或者检查体积的第一 子区中生成的高频场。
[0016] 可能的是,将第一标准固定地预先给定到磁共振设备的控制装置。在该情况下,尤 其还可以已经预先限定脉冲。然而,优选地第一标准由磁共振设备的操作者预先给定到磁 共振设备的控制装置。在该情况下,控制装置对于发送天线在考虑第一标准的情况下确定 第一脉冲的各个发送信号。于是不仅从事先存储的脉冲中进行选择,或者从预先限定的相 位-和幅值关系中进行选择,而且尤其由控制装置在使用磁共振设备的模型的情况下以计 算方式确定相位和幅值关系。该方法提供了更大的灵活性。
[0017] 在根据本发明的运行方法的一个优选构型中,还如此选择第二脉冲的相位-和幅 值关系,使得关于预先给定的第二标准、例如最大幅值或者在预先给定的不均匀性情况下 的最大幅值来优化借助第二脉冲在检查体积或者检查体积的第二子区中生成的高频场。由 此还可以关于待由第二脉冲完成的任务来优化第二脉冲。
[0018] 类似于第一脉冲优选地设有,第二标准由磁共振设备的操作者预先给定到磁共振 设备的控制装置,并且控制装置对于发送天线在考虑第二标准的情况下确定第二脉冲的各 个发送信号。
[0019] 第二标准可以与第一标准类似地根据需要来确定。尤其,可以将第二标准如此确 定,使得根据通过该第二标准确定的加权系数关于幅值、均匀性和SAR来优化借助第二脉 冲在检查体积中或者在检查体积的第二子区中生成的高频场。加权系数通常是正实数,其 位于0和1之间并且和为1。如果在优化范围中仅考虑三个上面提及的标准,则这三个加权 系数的加和为1。如果附加地还考虑其它标准,则如下结论适用,即,对于所有加权系数的总 体,加权系数的和为1。同一构型当然也可以涉及第一标准。
[0020] 单个的加权系数如已经提及那样具有最小值0和最大值1。在个别情况下,即如果 单个的加权系数具有值1,则因此可能的是,第二脉冲仅关于该对应的标准、即例如仅幅值 或均匀性或SAR来优化。在该情况下,在确定相位-和幅值关系时,根据哪个加权系数具有 值〇,根据其各自的(与〇不同的)加权系数来仅考虑幅值和均匀性或仅考虑幅值和SAR或 仅考虑均匀性和SAR。
[0021] 在仅在检查体积的第二子区中优化借助第二脉冲生成的高频场,则可以将第二子 区预先给定到控制装置。然而优选地,第二子区由磁共振设备的操作者预先给定到磁共振 设备的控制装置。该方法引起还更大的灵活性。在此,同一构型同样也关于第一标准是可 能的。
[0022] 如上面已经提及那样,可以根据需要确定脉冲顺序。然而优选地,第二脉冲在序列 内直接跟随第一脉冲。在第一和第二脉冲之间通过发送天线于是并不对检查体积施加其它 脉冲。
[0023] 待由第一和第二脉冲完成的任务可以根据需要来确定。在一个实践中非常重要的 情况中,第一脉冲是激励脉冲并且第二脉冲是重聚脉冲。
[0024] 可能的是,序列除了第一和第二脉冲之外不包含其它脉冲。替选地,序列可以包含 至少一个第三脉冲。在根据本发明的运行方法的一个优选构型中,第三脉冲(或者在第三脉 冲为多个第三脉冲的情况下)的相位-和幅值关系与第二脉冲的相位和幅值关系不同。其 可以(然而非必需)却与第一脉冲的相位-和幅值关系相同。该至少一个第三脉冲尤其可以 是重聚脉冲。
[0025] 根据本发明,在开头提及类型的磁共振设备中,将控制装置构建为使得脉冲中的 第一个脉冲的相位和幅值关系与第二脉冲的第二个脉冲的相位-和幅值关系不同。
[0026] 优选地,将控制装置构建为使得其在运行中实施根据运行方法的有利构型(至少) 之一的运行方法。




[0027] 上面描述的本发明的特性、特征和优点以及如何实现其的方式和方法将接合下面 对于实施例的描述而能够更为清楚和明确地理解,实施例是接合附图来详细阐述的。在此, 在示意图中示出:
[0028] 图1示出了磁共振设备,
[0029] 图2示出了序列,
[0030] 图3示出了脉冲的幅值,
[0031] 图4示出了脉冲的相位关系,以及
[0032] 图5示出了控制装置。


[0033] 根据图1,磁共振设备具有主磁体1。借助主磁体1在检查体积2中生成在时间上 恒定的、在空间上基本均匀的主磁场B0。主磁场B0具有例如1. 5特斯拉、3. 0特斯拉或者 7.0特斯拉的磁场强度。其它磁场强度也是可能的。磁共振设备还具有多个发送天线3、4。 最少响应于图1所示地存在两个这种发送天线3、4。然而还可以存在多于两个发送天线3、 4。磁共振设备还具有控制装置5。由控制装置5在磁共振设备的运行的范围中控制磁共振 设备的不同部件、尤其是发送天线3、4。
[0034] 在磁共振设备的运行的范围中,检查体积2借助发送天线3、4被施加序列S。该施 加通常在梯度脉冲协作下进行。梯度脉冲在本发明的范围中然而具有次要意义。因此并不 详细阐述。
[0035] 序列S根据图2包括多个时间上连续的脉冲?1、?2、?3。由于为检查体积2施加序 列S,被引入检查体积2中的检查对象6 (通常为人类)被激励以发送磁共振信号。纯粹示 例性地,在图2中示出了具有三个脉冲P1、P2、P3的序列S。然而序列S替选地同样可以包 括多于三个脉冲?1、?2、?3。序列3最少包括两个脉冲?1、?2。为了发送各个脉冲?1、?2、 P3,发送天线3、4被控制装置5以各个发送信号S1、S2来控制。根据图2也根据图3,脉冲 P1、P2、P3的时间顺序与其编号一致。然而这并非强制性的。
[0036] 图3示出了发送天线3、4的发送信号S1、S2的时间顺序。根据图3,各个脉冲P1、 P2、P3的发送信号S1、S2具有相对于彼此限定的幅值关系。例如,第一脉冲P1的发送信号 S1对于发送天线3具有幅值All。而第一脉冲P1的发送信号S2对于发送天线4却具有幅 值A12。以类似方式,第二脉冲P2的发送信号S1对于发送天线3具有幅值A21。而第二脉 冲P2的发送信号S2对于另一发送天线4却具有幅值A22。此外,第三脉冲P3的发送信号 S1对于发送天线3具有幅值A31。而第三脉冲P3的发送信号S2对于另一发送天线4却具 有幅值A32。
[0037] 图4关于以拉莫尔频率在横向磁化平面中(即与主磁场B0的定向正交的平面)旋 转的坐标系示出了借助发送天线3、4的发送信号SI、S2生成的高频场B1。根据图4,第一 脉冲P1对于另一发送天线4的发送信号S2相对于该第一脉冲P1对于发送天线3的发送 信号S1具有相位偏移Φ 1。此外,第二脉冲P2对于另一发送天线4的发送信号S2相对于 该第二脉冲P2对于发送天线3的发送信号S1具有相位偏移Φ 2。此外,第三脉冲P3对于 另一发送天线4的发送信号S2相对于该第三脉冲P3对于发送天线3的发送信号S1具有 相位偏移Φ 3。
[0038] 从根据图3和图4并且还根据图5的视图中尤其得出,第一脉冲P1的相位-和幅 值关系与第二脉冲P2的相位-和幅值关系不同。于是尤其适用的是,缩放系数k2具有与 缩放系数kl不同的值,和/或相位偏移Φ 2具有与相位偏移Φ1不同的值。
[0039] 根据图2和图3,第二脉冲P2在序列S内直接跟随第一脉冲P1。第一脉冲P1优 选是激励脉冲。第二脉冲P2优选是重聚脉冲。替选地,第二脉冲P2例如是全局的或局部 的抑脂脉冲。第三脉冲P3可以存在,然而非必需存在。如果其存在,则其优选间接或直接 跟随第二脉冲P2。第三脉冲P3优选地、同样如第二脉冲P2那样,是重聚脉冲。替选地,其 例如可以是全局的或局部的抑脂脉冲。还可以存在多个(甚至带有多个不同功能的)第三脉 冲P3。
[0040] 第三脉冲P3的相位-和幅值关系可以根据需要来确定。通常其与第二脉冲P2的 相位-和幅值关系不同。第三脉冲P3的相位-和幅值关系尤其可以与图3和图4以及图 5中所示一致地相同于第一脉冲P1的相位-和幅值关系。
[0041] 第一脉冲P1的相位和幅值关系优选如此选择,使得关于预先给定的第一标准优 化借助第一脉冲P1在检查体积2中或在检查体积2的第一子区VI中生成的高频场B1。第 一标准优选如此确定,使得根据通过第一标准确定的加权系数wll、wl2、wl3关于幅值、均 匀性和SAR来优化借助第一脉冲P1在检查体积2中或在检查体积2的第一子区VI中生成 的高频场B1。加权系数wll、wl2、wl3可以根据需要来确定。其可以固定地预先给定,或者 由磁共振设备的操作者7预先给定到控制装置5。如果优化并不在整个检查体积2中,而是 仅在检查体积2的第一子区VI中进行,则第一子区VI可以固定地预先给定到控制装置5。 优选地,第一子区VI也由操作者7预先给定。
[0042] 以类似方式,第二脉冲P2的相位和幅值关系优选如此选择,使得关于预先给定的 第二标准优化借助第二脉冲P2在检查体积2中或在检查体积2的第二子区V2中生成的高 频场B1。第二标准优选如此确定,使得根据通过第二标准确定的加权系数w21、w22、w23关 于幅值、均匀性和SAR来优化借助第二脉冲P2在检查体积2中或在检查体积2的第二子区 V2中生成的高频场B1。加权系数w21、w22、w23可以根据需要来确定。其可以固定地预先 给定到控制装置5,或者由磁共振设备的操作者7预先给定。如果优化并不在整个检查体积 2中,而是仅在检查体积2的第二子区V2中进行,则与第一子区VI类似地,第二子区V2也 可以固定地预先给定或者由操作者7预先给定到控制装置5。
[0043] 可能的是,第二子区V2是与第一子区VI不同的子区。替选地可能的是,第二子区 V2与第一子区VI相同。在该情况下,(当然)一次性地预先给定子区V1/V2是足够的。
[0044] 前面结合磁共振设备的一个构型阐述了本发明,其中存在两个发送天线3、4。然而 相应的实施方式也适用于磁共振设备的其中存在多于两个发送天线3、4的构型。
[0045] 下面借助具体示例再次阐述根据本发明的方式。
[0046] 一个在磁共振应用中已知的序列是所谓的ZOOMit SPC序列。该序列具有一个激 励脉冲、一个第一重聚脉冲至少一个其它重聚脉冲。激励脉冲对应于本发明的第一脉冲P1。 对于激励脉冲优选将相位-和幅值关系如此确定,使得形成尽可能高的B1均匀性。第一重 聚脉冲对应于本发明的第二脉冲P2。对于第一重聚脉冲优选将相位和幅值关系如此确定, 使得形成尽可能高的B1场强。该至少一个其它重聚脉冲对应于本发明的第三脉冲P3。对 于该其它重聚脉冲(和ZOOMit SPC序列的所有其它脉冲)将相位-和幅值关系与激励脉冲 类似地优选如此确定,使得形成尽可能高的B1均匀性。由此可以如在现有技术中那样也实 现较均匀的图像质量,而相对于现有技术地同时额外实现:第一重聚脉冲实现所希望的翻 转角,而不必提高第一重聚脉冲的持续时间并且由此不必减小其带宽。
[0047] 本发明具有许多优点。尤其,通过根据本发明的方式可以实现序列S,对其应用必 须放弃或者至少减弱常见的优化标准(尽可能高的B1均匀性)。
[0048] 虽然通过优选实施例详细示出和描述了本发明的细节,但是本发明并不通过所公 开的示例受限,并且可以由本领域技术人员从中导出其它变型方案,而并不偏离本发明的 保护范围。
[0049] 附图标记列表
[0050] 1 主磁体
[0051] 2 检查体积
[0052] 3、4 发送天线
[0053] 5 控制装置
[0054] 6 检查对象
[0055] 7 操作者
[0056] A1UA12 幅值(第一脉冲)
[0057] A2UA22 幅值(第二脉冲)
[0058] A3UA32 幅值(第三脉冲)
[0059] B0 主磁场
[0060] B1 高频场
[0061] K1、K2、K3 缩放系数
[0062] P1、P2、P3 脉冲
[0063] S 序列
[0064] S1、S2 发送信号
[0065] V1、V2 子区
[0066] wll、wl2、wl3 加权系数(第一脉冲)
[0067] w21、w22、w23 加权系数(第二脉冲)
[0068] φ?、φ2、φ3 相位偏移

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