CN101308201B - 控制磁共振系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制具有多个可单独控制的发送信道的磁共振系统的方法。为此提供有限数量的、分别与不同的、关于特定的检查情况参数定义的检查情况类对应的天线控制参数组。天线控制参数组对每个发送信道分别具有一个信道值或者信道值的组合,用其来定义通过相关发送信道发送的高频信号的相对振幅和相对相位。然后对要实施的磁共振测量采集分别对应于检查情况参数的当前检查情况参数值并基于此选择检查情况类。利用对应于选出的检查情况类的天线控制参数组来实施期望的磁共振测量。此外本发明还涉及用于产生检查情况类的集合的方法、用于实现这样的控制方法的天线控制装置以及具有相应天线控制装置的磁共振系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制磁共振系统以实施在检查对象的至少一个特定的立体范围内的磁共振测量的方法,其中该磁共振系统为了在包含检查对象的检查空间内产生高频场而具有高频天线结构和多个可单独控制的发送信道。此外本发明还涉及一种用于产生检查情况分类的集合的方法。本发明还涉及一种用于实施这样的控制方法的天线控制装置和具有相应的天线控制装置的磁共振系统。
背景技术
也称为核自旋断层造影的磁共振断层造影是近年来已广泛应用的、用于获取有生命的检查对象的体内图像的技术。为了利用该方法获得图像,必须首先将患者身体或者待检查的身体部位或者试样置于尽可能均匀的静态基本磁场中,该磁场由磁共振系统的基本磁场磁铁产生。该基本磁场与在拍摄磁共振图像期间快速接通的、由所谓的梯度线圈产生的梯度场相叠加以进行位置编码。此外利用高频天线向检查对象体内辐射具有一定场强、即所谓的“B1场”的高频脉冲。借助该高频脉冲这样激励检查对象内原子的核自旋,使它们从它们的平衡状态出发绕所谓的“激励触发角”平行于基本磁场偏转。然后核自旋绕基本磁场的方向进动。由此产生的磁共振信号由高频接收天线接收。最后,基于接收的磁共振信号产生检查对象的磁共振图像。
为了向患者卧榻区域发出所需要的高频脉冲,断层造影装置一般都具有固定安装在外壳内的天线结构。该高频天线也称为“体线圈(Body-Coil)”。该体线圈例如在通常使用的“鸟笼结构”中由多个绕患者空间设置并平行于主磁场方向延伸的导体棒组成,它们在线圈的端例通过环形导体相互连接。但在此替代地还可以使用其它固定安装在外壳内的天线结构,如鞍形天线。经典的磁共振系统基本上只有一个用于发送B1场的发送信道,即仅存在一条从高频放大器引向天线结构的发送导线。只要将天线、例如鸟笼天线构造为能够发出圆极化的场,则通过高频放大器到来的、待发送的高频信号就会通过混合电路被划分为两个彼此相移90°的信号。然后该两个信号通过两条发送导线被馈入天线结构中准确定义的连接点。B1场的分布通过在两个信号信道上具有0°和90°的划分而被固定地锁定并且不能与要进行的测量的当前状态相匹配。此外还可以采用直接设置于患者身上的局部线圈。但迄今这样的线圈仅用作接收线圈。
尤其是在基本磁场场强大于3特斯拉的新型磁共振系统中,在向患者射入高频脉冲时常常会感应伤害性的涡流。其结果是使实际上均匀入射的B1场在检查空间内或多或少发生强畸变。在此患者身体对B1场的影响在很大程度上首先取决于患者体型和各组织类型的部分。因此例如对于非常肥胖的患者来说,圆极化的磁场会强烈地畸变为椭圆形场。而对于体瘦的患者来说这种畸变则不这么强烈。在具体情况下这可以导致对患者特定身体部位的可靠的磁共振测量成为有问题的并提供无法使用的结果。
为使入射的磁场的结构能以适当的方式尽可能细致地影响到检查空间的全部区域,并且尤其是通过对可能的畸变的补偿实现检查空间中尽可能好的B1场的均匀性,迄今为止例如采用绝缘垫来实施局部场校正。
作为用于使B1场均匀化的未来关注的措施目前讨论对由每个发送信道发送的高频脉冲的幅值和相位值单独进行调节。在此可以采用对B1场空间分布的影响以达到在检查对象或检查空间中在考虑预期的畸变的情况下产生尽可能均匀的高频场的目的。以上所述措施的构成是使用多个可分立控制的天线元件。在DE 10124465 A1中描述了对此的一个例子,其中描述了一种具有多个可分立控制的天线元件的天线。也就是说在此每个发送信道具有一个单独的天线元件。但替代地还可以对不同的连接到整个天线结构上的输入导线、如已述的鸟笼结构上的两个输入导线为发送圆极化场而通过可单独控制的发送信道供电。
但一个至今未解决的问题在于,以快速而简单的方式确定各发送信道的天线控制参数值,使得在患者体内或至少在对要进行的检查感兴趣的区域(感兴趣区域,ROI)内达到期望的B1分布。目前在这样的用于确定参数的设备中实施所谓的静态B1调整。但这样的调整异常耗时并因此而在实践中在很多情况下都是非常不适用的。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题在于,以简单而快速的方式为计划的磁共振测量确定足够好的天线控制参数组。
本发明的技术问题通过一种控制磁共振系统对检查对象内的至少一个特定立体区域进行磁共振测量的方法来解决。该磁共振系统为在包含该检查对象的检查空间中产生高频场而包括具有多个可单独控制的发送信道的高频天线结构。
按照本发明的方法首先提供有限数量的不同的天线控制参数组,这些天线控制参数组分别与不同的、关于特定的检查情况参数定义的检查情况类相对应。在此天线控制参数组对于一个检查情况类对每个发送信道分别具有一个信道值或者信道值的组合,利用该信道值或者信道值组合来定义通过相关发送信道发送的高频信号的相对振幅和相对相位。在此发送信道的信道值或者信道值的组合可以直接是确定高频信号在所涉及的发送信道上相对于其它发送信道的振幅和相位的振幅值和相位值。替代直接使用振幅值和相位值信道值或者信道值组合还可以描述用于描述相应发送信道上的高频信号的复数系数的实部和虚部,在此可以随时以公知的方式进行振幅和相位的换算以及实部和虚部的换算。
这样,在准备当前的磁共振测量时首先对要实施的磁共振测量采集分别对应于检查情况参数的当前检查情况参数值。基于这样采集的当前检查情况参数值为当前测量选择一个检查情况类,即寻找其中相应的检查情况得到最好匹配的检查情况类。
然后利用对应于选出的检查情况类的天线控制参数组来实施期望的磁共振测量。在此将高频信号、例如通常为所期望的测量产生的高频脉冲序列平行地通过各发送信道以与所涉及的发送信道相对应的天线控制参数组的振幅和相位发送到高频天线结构中。
本发明的方法基于这样的认知,即对于实施磁共振测量不需要使各个发送信道都完全自由可调以达到明显改善的检查对象中的B1场分布,而是当要进行的测量的检查情况分别对应于一个检查情况类,在该检查情况类中所有具有共同或相似检查情况参数值的检查情况都落入其中,并且对要进行的检查采用事先为所属的检查情况类预先给定的天线控制参数组就足够了。通过简单的类别对应使用于实施磁共振测量的方法简化并加速,因为磁共振系统例如可以直接从查找表提取对常见检查情况的设置。由此在使用所述方法时方法的步骤数以及设置期望的B1场所需的时间都明显减少。由于通过这种方式还可以少量可离散接通的场配置达到足够好的对B1场的改善,因此一般附加的硬件开销很小。
按照本发明的用于控制具有多个可单独控制的发送信道的高频天线结构的天线控制装置具有数据源,用于提供若干不同的天线控制参数组,这些天线控制参数组分别与不同的、关于特定的检查情况参数定义的检查情况类相对应。在此天线控制参数组对于一个检查情况类对每个发送信道分别包括一个信道值或者信道值的组合,利用该信道值或者信道值组合来定义通过相关发送信道发送的高频信号的相对振幅和相对相位。该数据源例如可以是存储器或磁共振系统存储器的存储区域,其中存储对于不同检查情况类的天线控制参数组。同样,其例如还可以是具有数据存于其上的可更换存储器介质的读取设备,或是可通过网络从远程存储器或设备接收相关数据组的接口。
此外本发明的天线控制装置还具有接口,用于对要实施的磁共振测量采集分别对应于检查情况参数的当前检查情况参数值。该接口例如可以是磁共振系统上与天线控制装置和存储器连接的操作终端,用于输入如姓名、年龄、体重等患者数据。该接口还可以建立到网络的连接,例如将诊所的患者拍摄与磁共振系统连接起来。此外该接口还可以建立至磁共振图像的自动图像分析装置的连接,以由此获得当前检查情况参数值,如以下还要详细描述的。
本发明天线控制装置的另一主要组件是分类选择单元,其用于基于采集的当前检查情况参数值选择一个检查情况类。
本发明的方法可以用于不同结构的磁共振系统中。所需要的仅是,本发明的磁共振系统具有适当的发送天线和多个发送信道,并且具有以上所述的天线控制装置,以根据以上所述的方法通过各发送信道为发送天线提供高频信号。
优选以一个或多个软件模块的形式来至少实现所述的分类选择单元以及必要时的接口和/或数据源的一部分,这些软件模块可以安装在磁共振系统的计算机支持的控制装置中。在此计算机支持的控制装置应理解为用适当的处理器以及其它组件构成以实施所设置的控制程序、测量程序和/或分析程序的装置。最大程度的软件方式的实现的优点在于,利用本发明的天线控制装置还可以容易地对已有磁共振系统进行补充或改装。
在本发明的意义下检查情况参数原则上可以是所有描述检查情况的参数,并且尤其是对B1场有重要影响的参数。优选检查情况参数包括特定于患者类型的参数和特定于检查类型的参数。特定于患者类型的参数例如是待检查患者的年龄、性别、身高、体重等,但尤其还可以是涉及其它特征的参数,如患者的体型,即其例如是否苗条、肌肉发达或肥胖。特定于检查类型的参数例如包括待检查的身体部位和检查类型以及临床设问,即所涉及的是否是头部检查、躯干检查或各个四肢的检查,是否使用造影剂以及必要时关于检查的其它信息。因此例如患者在患者卧榻上的状况可以属于特定于检查类型的参数,例如在膝盖检查中腿是弯曲的还是伸直的。对于一些检查情况参数只有离散的参数值,如对于检查情况参数“性别”只有参数值“男”或“女”。而对于其它检查情况参数如体重或年龄则存在相应的参数值区域。
根据本发明必须为不同的检查情况类提供不同的天线控制参数组,即在进行磁共振测量之前须使用该方法首先产生检查情况类和天线控制参数组的集合,并以适当的方式、如数据库存储在存储器中。
有不同的确定检查情况类的方式。在此保证使就其对B1场分布的影响来说作用相似或甚至相同的不同检查情况处于同一个检查情况类中。由此保证对于待实施的测量使用最佳的预先给定的天线控制参数组。
在最简单的情况下可以将检查情况层次化地划分为类和子类。例如首先可以形成对不同身体部位的检查的类,如对头部检查、躯干检查或各个四肢等的检查。然后对于检查情况类“头部”又可以形成对于成人和儿童的两个子类和/或对特定头部大小的子类。对于检查情况类“躯干”例如可以定义三个子类“男性”、“女性”、“儿童”,这些子类例如又可以具有根据体重的子类等。这样的分类可以非常快地实施。
在另一优选实施方式中,采用检查情况群集(Clustern)来定义不同的检查情况类,该检查情况群集是基于训练检查情况(Trainings-Untersuchungsituation)确定的。
为了确定检查情况群集,分别对各训练检查情况确定属于检查情况参数的检查情况参数值,然后根据该检查情况参数值将训练检查情况分组。
由此检查情况参数例如可以在多维特征空间上展开。由各训练检查情况的检查情况参数值分别形成一个就该检查情况参数表征所涉及的训练检查情况的特征向量。通过这种方式可以将训练检查情况设置在多维特征空间中。这样,采用特定的距离度量可以形成构成检查情况群集的、具有特定空间关系的群集。对此可以采用常规的集群方法。
在此还可以对检查情况参数加权,检查情况参数对高频场分布的影响越强,该检查情况参数的加权就越强。
尤其是还可以对各训练检查情况确定B1场畸变,并作为主要的和附加的检查情况参数值引入群集过程,即直接基于在各检查情况中产生的B1场畸变形成检查情况类。代替B1场畸变还可以采用在相应的训练检查情况中为达到期望的B1场分布(如均匀B1场)所需的天线控制参数组来作为检查情况参数值。以这种方式来实施形成检查情况类的优点在于,由此可以为检查情况类确定已经有意义的天线控制参数组。
优选为确定检查情况群集而引入训练检查情况,其表示所有常见检查情况的代表性抽样。在此包括对不同患者类型的特定身体部位或身体区域的不同检查,如头部检查、躯干检查等。在此当然无需考虑对在特定患者组中根本不被考虑的检查类型的检查情况。因此例如对妇女和儿童就不会实施前列腺检查,而相反乳腺检查则仅针对妇女。
优选作为训练检查情况对患者实施真实的检查。例如可以由不同的诊所和医院或在磁共振系统制造商的测试中心记录对患者的检查,并将形成检查情况类所需的数据传送给磁共振系统的制造商或服务提供商。制造商或服务提供商对这些检查进行分析并由此产生检查情况类。可以将这些检查情况类传送给本发明磁共振系统的用户。如果需要,还可以补充地对试样实施特定的检查,以便能够考虑多种可能的情况。医院或诊所还可以后补地提供其它训练检查情况的数据。基于这些数据可以作为更新提供附加的或改进的、具有所属天线控制参数组的检查情况类,如从网络下载或存储在数据载体上。
优选对各检查情况类这样选择天线控制参数组,使得在对应于所涉及的检查情况类的检查情况下实现特定的、通常是尽可能均匀的高频场分布。
由于天线控制参数组对相应的发送信道预先给定了相对振幅和相位,因此需要对每个具有特定数量的发送信道的天线类型分别产生具有所属的匹配的天线控制参数组的检查情况类。
在优选的方法中,为形成相应的信道值或者信道值的组合仅提供有限数量的可调相对振幅和有限数量的可调相对相位。即为了定义相应的信道值或者信道值的组合不是提供宽的值域,而仅提供若干选出的离散值。例如对于振幅设置的离散的系数为0.5、1.0、1.5等,而对于相位的设置离散值例如为60°、90°、120°等。由于设置的仅是发送信道彼此间的相对值,因此在此对于一个发送信道原则上设其用于振幅的系数为1,相移为0°,即对于该发送信道高频信号保持不变。
优选在预先给定振幅值和相位值时还可以进行限制,以规划调整特定的效应,如各组件的负载或局部SAR(特定吸收率)。由此可以关照不超过特定的负载边界以及保持特定的局部SAR边界值。
然后,为了设置相应发送信道的振幅值和相位值,可以将相应的预先给定的信道值或者信道值的组合用于天线控制装置中分立的电路单元中。
在一优选实施方式中,天线控制装置具有信号分配器,其将待发送的高频信号分配到相应的发送信道。这样在各发送信道中可以使用连接在该信号分配器之后的衰减器和/或放大器来改变通过相应发送信道发送的高频信号的振幅。可以使用延迟器使通过相应发送信道发送的高频信号的相位延迟。在此替代地还可以使用具有不同特定长度的导线。
当对不同的检查情况类存在适当的天线控制参数组时,实施磁共振测量时的重要一点就是选择与当前检查情况最相匹配的适当的检查情况类。按照本发明该选择是基于当前检查情况参数值进行的。
在优选使用的用于基于采集的当前检查情况参数值来选择检查情况类的方法中,对于特定的检查情况参数分别将各检查情况类与特定的参数值或值域相对应。所定义的参数值或所定义的值域使得可以例如通过简单地比较所确定的当前检查情况参数值和定义的参数值或值域来选择最合适的检查情况类。在此在层次化的分类结构中可以相应于分层来引入检查情况参数值。
替代地,例如还可以对每个检查情况类在由检查情况参数展开的多维特征空间中确定一个区域,然后借助检查情况参数值来检验当前检查情况落入哪个区域,即落入哪个检查情况类。在边界情况下例如可以考虑检查情况类的中点或重点在特征空间中的距离。
可以不同的方式来确定对当前磁共振测量进行分类所需的检查情况参数值:
通常若干当前检查的参数值如患者的性别、年龄或体重在患者在医院登记时就已经事先手动地输入或由芯片卡读入,并由此而已经可用。另一部分检查情况参数值如检查区域可以由磁共振系统的操作者在检查之前输入。同样,至少一部分当前检查情况参数值可以在使用对检查对象的磁共振拍摄的情况下、如通过对预扫描的分析来确定。大多数情况下为产生概貌图像都要进行预扫描以确定检查的确切区域。在此可以通过较简单的图像分析来确定如位置、身高、状态以及关于患者身体结构的其它数据的检查情况参数值。这优选利用自动图像处理单元来实现。
在天线控制装置的优选实施方式中,将用于选择适当的检查情况类所需的分类选择单元为,基于采集的当前检查情况参数值自动地确定检查情况类。即分类选择单元将采集的当前检查情况参数值与检查情况类的参数值或值域进行比较,并由此自动地确定对该检查情况最合适的检查情况类。替代地还可以首先由操作者通过用户接口给出验证来自动地确定检查情况类。然后由操作者来判断是实施测量还是在必要时以其它方式借助相应的辅助手段来进行调整,如利用绝缘垫或类似的元件来进行调整以改善测量空间内的均匀性。
附图说明
以下结合附图借助实施例再次详细描述本发明,在此在不同的附图中相同的组件用相同的附图标记表示。其中示出:
图1示出用于说明本发明的用于实施磁共振测量的方法的可能流程的流程图;
图2示出本发明磁共振系统的实施例的原理电路框图;
图3示出用于本发明的具有两个发送信道的磁共振系统的发送信道控制单元的第一实施例的原理电路框图;
图4示出用于本发明的具有多个发送信道的磁共振系统的发送信道控制单元的第二实施例的原理电路框图;
图5示出用于说明本发明的用于确定检查情况类和所属的天线控制参数组的集合的方法的可能流程的流程图。
具体实施方式
如本文开始已述,在磁共振测量时入射的高频场通过患者会产生强畸变。因此例如圆极化辐射的磁场会畸变为椭圆形场。为了实现均匀的B1场,在具有多个可单独控制的发送信道的磁共振系统中原则上可以通过叠加多个在相位和振幅上彼此偏移的同类B1信号来对这种畸变进行补偿。
由此具有两个发送信道H1、H2的简单磁共振系统的与时间相关的B1场B1, ges(t)可如下描述为:
B1,ges(t)=KH1(t)·B1,H1(t)+KH2(t)·B1,H2(t) (1)
高频信号在通过发送信道H1、H2发送时经历该相移以及振幅改变AH1(t)、AH2(t)。振幅值AH1(t)、AH2(t)以及相位值在以下被称为信道值。对于发送信道的值对所涉及的发送信道H1、H2分别形成共同的信道值组合,而该信道值组合又形成天线控制参数组。替代地还可以通过相应地给出系数的实部和虚部来描述时间相关的复数KH1(t)、KH2(t)。
高频信号的各个这样处理后的场分量KH1(t)·B1,H1(t)和KH2(t)·B1,H2(t)根据天线的构造而在天线结构中相互叠加,或者在通过各天线元件发送之后在检查空间中叠加。
以上所述的场畸变首先很强地依赖于相应的检查情况,尤其是患者的体型。由此须使信道值分别与检查情况相匹配,为此通常执行耗时的调整。但令人惊奇的发现是,在大多数情况下为实现在检查对象中明显改善的B1场分布不需要各发送信道信道值的完全可调性。因此按照本发明,使用一种其中对特定的检查情况类别事先分别确定具有适当信道值的天线控制参数组的方法。然后借助当前检查情况参数值确定当前检查情况落入到哪个检查情况类中,然后利用所属的天线控制参数组来进行测量。
以下借助图1利用流程图来说明按照本发明的用于选择检查情况类USK和所属的天线控制参数组APS以执行磁共振测量的方法。
首先在步骤I采集当前检查情况参数值USPW。其包括特定于患者类型的参数值PSW如患者的性别、身高、体重以及年龄。优选特定于患者类型的参数值PSW在患者在医院或诊所登记时就已经采集。此外检查情况参数值USPW还包括特定于检查类型的参数值USW如检查的类型和患者的状况等,其例如可以在磁共振测量即将开始之前由负责人员输入或如以下还要描述的,部分地从预扫描中获得。
在步骤II基于该检查情况参数值USPW对该检查情况选择最适合的检查情况类USK。
这在以上所述的特别简单的方法方案中可以利用对检查情况的层次化分类这样实现,即对特定的检查情况参数USPW分别预先给定特定的参数值或值域,根据该参数值或值域在相应的层面上将当前检查情况分类为类。
为此简单地将所确定的当前检查情况参数值USPW与预先定义的参数值或值域进行比较就足够了。
下表示出了对此的一个非常简单的例子:
其中第一列是用特定编号具体化的检查情况类USK。第二列给出分类是根据哪些检查情况参数进行的,以及一个具体的检查情况是在哪些所属的检查情况参数值下或参数值域中落入该类的。
这里的是各待检查身体区域的最上层面中的检查情况参数。对于身体区域“头部”仅给出一个检查情况类USK=1。对于身体区域“躯干”根据身高(第二层面)和体重(第三层面)而有不同的检查情况类USK。
但替代地还可以根据其它方法来选择检查情况类USK,例如如以上所述的通过对当前检查情况形成多维特征空间并与多个在相应大小的特征空间中定义的检查情况类中的一个相对应来实现。
借助选出的检查情况类USKi(i=1,...,n)在步骤III确定所属的天线控制参数组APSi。
在该表中对于各检查情况类USK已经分别给出相对振幅A和相对相位这些原则上对于具有两个发送信道的系统是足够的,因为对于场畸变的变化通过根据公式(1)叠加两个分信号只能得到彼此相对的信道值。也就是说公式(1)在静态情况下简化为:
B1,ges=K·B1,H1+B1,H2 (3)
其中,
也就是说,当高频信号在发送信道H1上的部分经历振幅和/或相位的变化时,高频信号在发送信道H2上的部分几乎不变地通过。在此,表中的振幅系数A给出在第一发送信道H1中的信号振幅应以什么样的系数高于第二发送信道H2中的信号振幅。这可以通过在第一发送信道H1中放大或在第二发送信道H2中衰减来实现。相对相位给出在第一发送信道H1上的信号部分的相位应相对于第二发送信道H2上的信号部分的相位偏移何值,这可以通过在第一或第二发送信道中的延迟来实现。
利用借助该表示出的简单实施例在很多情况下就已经可以实现磁共振测量的改善。相应的表可以存储在系统存储器9中的数据库中。当然,该表在现实中还包括众多其它检查情况类。检查情况类划分得越细系统就能够越精确地补偿畸变,但在此应将类别的总数保持在一定的限度内,以不会丢失快速调整的优点。
然后在步骤IV中使用为当前检查情况选出的天线控制参数组APSi来实施期望的磁共振测量。
图2示出用于实施本发明方法的磁共振系统1的实施例的原理电路框图。
磁共振系统1的核心部分是断层造影装置2,也称为扫描仪2,其中位于卧榻3上的患者P被定位在圆柱形检查空间4中。在断层造影装置2内设有环形围绕检查空间4的、用于发送高频脉冲的高频天线结构5。在此断层造影装置2是已知的断层造影装置,其可以通过多个分立的发送信道H1,H2,...,Hn或天线导线来控制天线结构5,对于本发明的方法不需要满足特殊的额外要求。
断层造影装置2由系统控制装置13控制。终端7(或操作员控制台)通过终端接口18连接到系统控制装置13,操作者可以通过终端7操纵系统控制装置13并由此操纵断层造影装置2。系统控制装置13通过断层造影装置控制接口11和图像采集接口22与断层造影装置2连接。通过断层造影装置控制接口11向断层造影装置2和高频供电装置19、26、26’输出相应的控制命令,由此发出期望的脉冲序列、即高频脉冲和梯度脉冲。通过图像采集接口22采集原始数据,即读取接收的信号。
系统控制装置13的中心是处理器10,在其中不同的控制组件以软件的形式实现。在此要注意的是,这样的系统控制装置13当然也可以具有多个相互联网的处理器,不同的控制组件在其上以程序模块的形式实现。
这样的组件之一是测量控制单元25,用户可以通过终端7与之通信。该测量控制单元25通过控制接口11控制断层造影装置2并由此用于通过高频天线结构5发送期望的高频脉冲序列以及以适当的方式接通梯度,以实施期望的测量。测量控制单元25以常规的方式以例如存储在存储器9中的测量规程MP的形式包含对发送高频脉冲序列和梯度脉冲序列的预先给定,并且它们可由操作者改变。
通过图像采集接口22采集的原始数据RD被传送给在处理器10上实现的另一组件、图像再现单元23,图像再现单元23对原始数据RD进行相应的处理。图像再现单元23对原始数据RD进行傅立叶变换并再现图像。所产生的图像数据例如还可以存储在系统控制装置13的存储器9中。
系统控制装置13和终端7还可以是断层造影装置2的集成组件。此外整个磁共振系统1还具有所有其它常规的组件和特征,如连接通信网络20的接口,接通信网络20例如与图像信息系统(PACS,图像档案与通信系统)连接或提供与外部数据存储器27连接的可能性。但这些组件为清晰起见而未在图1中示出。
按照本发明的磁共振系统1在此具有作为系统控制装置13的按照本发明的附加组件的分类选择单元17。其同样以软件的形式在处理器10中实现。分类选择单元17基于当前检查情况参数值USPW为当前检查情况选择一个最合适的检查情况类USK。分类选择单元17部分地通过终端接口18获得所需的当前检查情况参数值USPW,其中,由用户在操作终端7上输入检查情况参数值USPW。通过通信网络20还可以接受作为其它检查情况参数值USPW的医院或诊所中的其它部门已经获取的数据。
此外在图像再现单元23之后还连接了图像数据处理单元24,其除其它外对预扫描进行预处理并例如通过终端接口18在操作终端7上提供给用户。在此可以由预扫描自动得到附加的检查情况参数值USPW,如关于患者身体脂肪含量的数据。它们同样可以在选择最合适检查情况类USK时引入并作为其它检查情况参数值USPW传送给分类选择单元17。
然后,针对确定的检查情况类USK来确定存储在存储器9中的所属的天线控制参数组APS并传送给测量控制单元25。测量控制单元25通过断层造影装置控制接口11将天线控制参数组APS传送给高频供电装置的发送信道控制单元26、26’。
高频信号或根据赫斯规程(Hessprotokoll)要求的高频信号脉冲由高频供电装置的高频功率放大器19以适当的强度产生,然后通过图3和图4中还要详细示出的发送信道控制单元26、26’分配到n个发送信道H1,H2,...,Hn。在此发送信道控制单元26、26’控制相应于各发送信道预先给定的H1,H2,...,Hn的天线控制参数组APS。
为此图3示出具有两个可分别控制的发送信道H1、H2的发送信道控制单元26的简单实施例。
在高频功率放大器19中以期望的强度产生由测量规程MP预先给定的高频信号6,并通过接于其后的、发送信道控制单元26的信号分配器12针对现有发送信道H1、H2将其优选划分为同样大小的两个分信号。对这些分信号相应于以上所述的公式(1)、(2a)和(2b)就其振幅和相位进行处理。
在此对于两个发送信道H1、H2中的每一个分别有一组包括两个固定设置的衰减器141、142、143、144,以使通过相关发送信道H1、H2到来的信号分量的信号振幅衰减特定的衰减系数a2,1、a2,2、a1,1、a1,2。通过开关152,1、152,2、151,1、151,2可以可选地将衰减器141、142、143、144之一连接到相关的发送信道H1、H2中。此外,衰减器141、142、143、144可以通过衰减系数a2,3、a1,3为1的简单的导线段桥接,即分信号在此可以不变地通过。
在发送信道H1、H2中在电路技术上与衰减器141、142、143、144串联的是包括两个固定设置的、具有相移的延迟器161、162、163、164,它们可以相应可选地通过开关152,1、152,2、151,1、151,2激活。延迟器161、162、163、164也可以通过其相移仅通过导线段的长度来定义的简单的导线段桥接,以使信号几乎没有相移地通过。
优选在磁共振系统1投入运行时就实现衰减器141、142、143、144和延迟器161、162、163、164的固定基本设置。替代地,代替衰减器141、142、143、144还可以使用放大信号振幅的放大器。
接着,将针对每个发送信道H1、H2这样处理过的高频信号部分传送到高频天线结构5。利用图3所示的结构可以简单的方式对在两个发送信道H1、H2上的两个部分信号的相对振幅值分别设置9个不同的组合。同样,对于相对相位值又可以分别设置9个不同的组合。因此一共有81个不同的设置可能性以将叠加的整体信号针对不同的检查情况来设置。
图4示出具有多于两个分立的发送信道H1,H2,...,Hn的发送信道控制单元26’的实施例。
如图3所示的变型方案,在此也由高频功率放大器19产生适当强度的高频信号6。高频信号6也通过后接的信号分配器12相应于现有发送信道H1,H2,...,Hn的数量优选被划分为n个同样大小的分信号。在每个发送信道H1,H2,...,Hn中也设置了用于改变振幅值和相位值的衰减器14’和延迟器16’。
在该实施例中衰减器14’和延迟器16’可以单独设置。即每个衰减器14’都可以单独调节以将振幅衰减到例如特定的离散值。替代衰减器还可以使用放大器或包括扩展的调节范围(如信号振幅从衰减到放大)的元件。同样每个延迟器16’也提供了调节相移的离散值的可能性。
然后,将在相应发送信道H1,H2,...,Hn中相应于衰减器14’和延迟器16’的设置而被影响的高频信号部分传送到高频天线5,通过这些高频信号部分在高频天线5中的叠加形成期望的预畸变的高频场。
为了实施本发明的方法,需要磁共振系统1的制造商对所涉及的磁共振系统1针对特定高频天线结构5和特定数量的发送信道H1,H2,...,Hn提供适当的检查情况类USK和与此匹配的天线控制参数组APS的集合。
图5以流程图的形式示出本发明的用于确定检查情况类USK和所属的天线控制参数组APS的适当集合的方法的可能方案的流程。
在步骤V首先采集训练检查情况TUS。这些训练检查情况TUS可以例如是在医院、诊所或测试中心已经针对患者实施的真实检查。这些训练检查情况TUS与所有主要的所属的检查情况参数并且优选与为各检查情况设置的天线控制参数组(即信道值或信道值组合)一起存储在数据库DB中。采集训练检查情况TUS可以在较长的时间段上进行。主要的仅在于提供合适的相关训练检查情况TUS与所需的数据的集合。
在下一步骤VI中,对存储在数据库DB中的训练检查情况TUS就检查情况参数USP进行分析,并针对适合于将检查情况分为检查情况类USK的特性(如患者P的身高和年龄、在检查中患者或患者身体区域的状况)进行检查。该步骤VI本身仅在首次开发适当的检查情况类USK时是需要的。只要由先前的分类或由于其它原因已经确定了适合于分类的检查情况参数USP,就可以立即通过步骤VII继续。
在步骤VII中,对各训练检查情况TUS分别确定属于选出的检查情况参数USP的检查情况参数值USPW。然后根据该检查情况参数值USPW将训练检查情况TUS分为群集。对此的可能的方法已在上文进行了描述。在此获得的检查情况群集USC分别表示各检查情况类USK。
在步骤VIII中将适当的天线控制参数组APS与检查情况类USK相对应。
为此在所述方法中优选回溯到在相应训练检查情况TUS中设置的天线控制参数组。这样实际上可以由在形成相关检查情况类USK的训练检查情况TUS中发送的信道值或信道值组合来确定适合于该检查情况类USK的天线控制参数组APS。例如可以由该检查情况类USK的训练检查情况TUS的所有信道值或信道值组合来确定一个平均值。
最后,将这些检查情况类USK与天线控制参数组APS一起存储在数据存储器9中,并可以为以后的检查所调用(见图2)。
最后再次提示,以上详细描述的方法和示出的磁共振系统仅为实施例,本领域的技术人员在不脱离本发明范围的情况下可对其进行不同方式的修改。
Claims (11)
1.一种控制磁共振系统(1)对检查对象(P)内的至少一个特定立体区域进行磁共振测量的方法,其中,该磁共振系统(1)为了在包含该检查对象(P)的检查空间(4)中产生高频场而包括具有多个可单独控制的发送信道(H1,H2,...,Hn)的高频天线结构(5),该方法具有步骤:
a)提供有限数量的不同的天线控制参数组(APS,APS1,APS2,...APSi,...,APSn),这些天线控制参数组分别与不同的、关于特定的检查情况参数(USP)定义的检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)相对应,在此所述天线控制参数组(APS,APS1,APS2,...APSi,...,APSn)对于一个检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)对每个发送信道(H1,H2,...,Hn)分别具有一个信道值或者信道值的组合,利用该信道值或者信道值组合来定义通过相关发送信道(H1,H2,...,Hn)发送的高频信号的相对振幅和相对相位;
b)对要实施的磁共振测量采集分别对应于检查情况参数(USP)的当前检查情况参数值(USPW);
c)基于采集的当前检查情况参数值(USPW)选择一个检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn);
d)利用对应于选出的检查情况类(USK,USKi)的天线控制参数组(APS,APSi)来实施期望的磁共振测量,其中,将高频信号(6)平行地通过各发送信道(H1,H2,...,Hn)以与所涉及的发送信道(H1,H2,...,Hn)相对应的天线控制参数组(APS,APSi)的振幅和相位发送到高频天线结构(5)中。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述检查情况参数(USP)包括特定于患者类型的参数(PSW)和特定于检查类型的参数(USW)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用检查情况群集(USC)来定义不同的检查情况类(USK),该检查情况群集(USC)是基于训练检查情况(TUS)确定的。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,为了确定所述检查情况群集(USC),分别对各训练检查情况(TUS)确定对应于检查情况参数(USP)的检查情况参数值(USPW),并根据该检查情况参数值(USPW)将训练检查情况(TUS)分组。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述为确定检查情况群集(USC)而引入的训练检查情况(TUS)包括在磁共振测量中常见检查情况的代表性抽样。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,使所述天线控制参数组(APS,APS1,APS2,...APSi,...,APSn)与所述检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)这样对应,使得在与检查情况类(USK)之一对应的检查情况下达到特定的高频场分布。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,对天线控制参数组(APS)的定义提供有限数量的可调相对振幅和有限数量的可调相对相位。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,为了基于所采集的当前检查情况参数值(USPW)来选择所述检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)之一,对于特定的检查情况参数(USP)分别将各检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)与特定的参数值或值域相对应。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,使用对检查对象(P)的磁共振拍摄来确定至少一部分当前检查情况参数值(USPW)。
10.一种用于为根据权利要求1至9中任一项所述的控制磁共振系统的方法产生检查情况类(USK)和对应的天线控制参数组(APS)的集合的方法,其特征在于,基于检查情况群集(USC)来定义不同的检查情况类(USK),该检查情况群集(USC)是基于若干训练检查情况(TUS)确定的。
11.一种控制磁共振系统(1)对检查对象(P)内的至少一个特定立体区域进行磁共振测量的装置,其中,该磁共振系统(1)为了在包含该检查对象(P)的检查空间(4)中产生高频场而包括具有多个可单独控制的发送信道(H1,H2,...,Hn)的高频天线结构(5),该装置包括:
a)第一单元,提供有限数量的不同的天线控制参数组(APS,APS1,APS2,...APSi,...,APSn),这些天线控制参数组分别与不同的、关于特定的检查情况参数(USP)定义的检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)相对应,在此所述天线控制参数组(APS,APS1,APS2,...APSi,...,APSn)对于一个检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn)对每个发送信道(H1,H2,...,Hn)分别具有一个信道值或者信道值的组合,利用该信道值或者信道值组合来定义通过相关发送信道(H1,H2,...,Hn)发送的高频信号的相对振幅和相对相位;
b)第二单元,对要实施的磁共振测量采集分别对应于检查情况参数(USP)的当前检查情况参数值(USPW);
c)第三单元,基于采集的当前检查情况参数值(USPW)选择一个检查情况类(USK,USK1,USK2,...,USKi,...,USKn),
d)第四单元,利用对应于选出的检查情况类(USK,USKi)的天线控制参数组(APS,APSi)来实施期望的磁共振测量,其中,将高频信号(6)平行地通过各发送信道(H1,H2,...,Hn)以与所涉及的发送信道(H1,H2,...,Hn)相对应的天线控制参数组(APS,APSi)的振幅和相位发送到高频天线结构(5)中。
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