具有开关矩阵单元的磁共振设备和脉冲序列优化方法技术

本发明专利技术涉及一种磁共振设备，具有至少一个梯度放大器和至少一个梯度线圈以及开关矩阵单元，其被构造为至少将至少一个梯度放大器与至少一个梯度线圈灵活地连接。此外，提出了一种用于优化用于磁共振设备的当前的脉冲序列的方法以及用于执行该方法的计算机程序产品，该方法确保在优化的脉冲序列中，在每个时间点为所使用的梯度线圈的操作提供足够数量的梯度放大器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有开关矩阵单元的磁共振设备和用于优化用于磁共振设备的当前的脉冲序列的方法以及计算机程序产品。
技术介绍
磁共振断层成像(MRT)是一种已知的用于产生检查对象的身体内部的图像的技术。为此，在磁共振设备中，将静止的基本磁场与由磁共振设备的梯度系统产生的快速切换的梯度场叠加。此外，磁共振设备的高频天线单元为了触发磁共振信号向检查对象中入射高频激励脉冲，并且记录所触发的磁共振信号，基于磁共振信号建立磁共振图像。在此，对所记录的磁共振信号以相位敏感的方式进行解调，并且通过采样和模拟-数字转换变换为复数值，将这些复数值存储在k空间矩阵中，根据该k空间矩阵能够借助多维傅立叶变换重建磁共振图像。在此，前面提及的梯度场特别是用于位置编码。也就是说，梯度场的目的是，使得检查对象的待成像的区域的各个体素对所记录的磁共振信号的贡献能够区别开。在此，梯度场一方面结合用于选择性地激励检查对象的能预先给定的区域、例如一个层的高频信号被使用，和/或另一方面用于在激励的区域、例如一个层或者更大的体积内部进行空间编码。目前常见的磁共振设备的梯度系统包括分别用于一个空间方向的3个梯度线圈，其分别产生一个空间线性的梯度场。根据基于研究的较新的想法，还例如通过使用3个非线性的梯度场或者将3个线性的梯度场与另外的非线性梯度场叠加，来使用非线性的梯度场。这可能产生如下结果，即，除了目前常见的3个梯度线圈之外，还需要特别是用于产生所述的非线性梯度场的附加的梯度线圈。现在，梯度线圈一般分别与一个梯度放大器相连，其经常也具有相同的性能。也就是说，在N个梯度线圈的情况下，需要N个梯度放大器，不管其是传统的具有3个梯度线圈的系统，还是具有多于3个的梯度线圈的可能
的研究系统。
技术实现思路
在本专利技术中，要提供一种用于改进梯度系统的功能的磁共振设备和方法。相应地，提出了一种磁共振设备，具有至少一个梯度放大器和至少一个梯度线圈，其分别具有至少一个接头。所述磁共振设备包括开关矩阵单元，其被构造为用于改变至少一个梯度放大器的至少一个接头和至少一个梯度线圈的至少一个接头的至少一个连接状态。至少一个梯度放大器的一个任务通常是相应于在脉冲序列中编程的顺序，幅值和时间准确地产生电流脉冲。电流脉冲可以经由至少一个梯度放大器和至少一个梯度线圈所分别具有的分别至少一个接头，从至少一个梯度放大器传输到至少一个梯度线圈，从而其可以产生至少一个梯度场。该至少一个梯度场在空间上可以是线性或非线性的。通常，空间上线性的梯度场意为，与任意空间方向平行的磁场强度H和/或磁通密度B与平行于该空间方向的路径成比例地增大或减小。至少一个梯度线圈经常被构造为，由其产生的磁场沿通过轴表示的、相对于磁共振设备标绘的方向取向。因此，磁共振设备通常具有标绘的3个轴。z轴可以由可能为圆柱形的患者容纳区域的中心轴定义。可以与其垂直地在水平方向上定义x轴，并且在竖直方向上定义y轴。但是当然也可以想到其它定义。磁共振设备经常对于该3个轴中的每一个分别具有一个梯度线圈，其可以分别产生一个梯度场。通过将至少两个梯度场叠加，可以产生沿与标绘的3个轴不同的空间方向、理想情况下沿任意空间方向取向的结果梯度场。在此，至少一个梯度线圈中的多个、特别是全部可以在单个物理单元中制造，也就是说，可以将它们内置到同一个组成部分和/或相同的部件中，和/或在同一个组成部分和/或相同的部件中实现。每个梯度线圈也可以在独立的物理单元中制造。类似地，至少一个梯度放大器中的多个、特别是全部也可以内置到单个物理单元、例如壳体中。每个梯度放大器也可以在独立的物理单元中制造。根据本专利技术的开关矩阵单元可以是如下的开关矩阵，其可以布置在至少
一个梯度放大器和至少一个梯度线圈之间，并且可以灵活地向至少一个梯度线圈分配至少一个梯度放大器的电功率和/或电流和/或电压。这种分配可以通过经由开关矩阵单元适当地建立至少一个梯度放大器的至少一个接头与至少一个梯度线圈的至少一个接头的至少一个连接状态来进行。可能的连接状态例如是使得能够在两个接头之间产生电流流动的连接状态，或者阻止两个接头之间的电流流动的两个接头之间的未连接状态。接头通常理解为可以借助电流导体、例如线缆连接的电触点。经由这种电触点例如可以传输电流和/或电压。至少一个连接状态、特别是开关状态的改变例如可以通过使用一个或更多个换向开关、特别是SP2T开关(英语“Single pole,two throw”，单极双掷)和/或SP3T开关(英语“Single pole,three throw”，单极三掷)来实现。通过开关矩阵单元，能够灵活地向至少一个梯度线圈分配至少一个梯度放大器的功率和/或电流和/或电压。例如，可以想到如下的开关矩阵单元，其可以包括开关逻辑，该开关逻辑使得能够在至少一个梯度放大器和至少一个梯度线圈之间形成至少一个梯度线圈的串联电路，使得例如3个梯度线圈仅由一个或两个梯度放大器供电。梯度放大器的数量可以等于梯度线圈的数量，例如在传统的磁共振设备中通常也是这种情况，或者梯度放大器的数量可以不等于梯度线圈的数量。因此，可以设想梯度放大器的数量少于梯度线圈的数量。通过经由开关矩阵单元适当地调整至少一个连接状态，能够实现在为此设计的脉冲序列期间的每个时间点，提供足够数量的梯度放大器，用于至少一个梯度线圈的操作，也就是说，所需的梯度放大器绝不比向至少一个梯度线圈供电所需的梯度放大器多。例如，梯度放大器的数量可以相对于现在常见的数量减少，使得梯度放大器的数量少于3个，以便例如节约制造成本。特别地，可以想到包括3个梯度线圈和仅一个梯度放大器的磁共振设备。因此，还总是可以在最小数量的放大器的情况下，在至少3个不同的空间方向、特别是彼此正交的空间方向上分别产生梯度场。此外，梯度线圈的数量可以大于3个。特别地在使用附加梯度线圈的情况下，例如目前主要为了研究的目的，可以设想这种情况。此外，可以设想至少一个梯度线圈被构造为用于产生空间上非线性的梯度场。这目前尤其也在研究工作的范围内是有利的。例如，可以将3个传统的用于产生线性梯度场的梯度线圈与另外的用于产生非线性梯度场的梯度线圈组合。自然同样可以想到其它变型。通过根据本专利技术的磁共振设备，可以限制由于另外的梯度线圈的操作否则附加地需要的梯度放大器而产生的开销。在本专利技术的一个有利扩展中，提出了，至少两个梯度放大器具有至少一个不同的特征。通过使用开关矩阵单元，可以在脉冲序列的每个时间点分别使用一个或更多个梯度放大器，其特征适合于产生在该时间点希望的梯度场。特别地，至少一个不同的特征可以是不同的最大功率和/或不同的最大电压和/或不同的最大电流强度。在现在常见的对于存在的每个梯度线圈分别具有一个梯度放大器的磁共振设备中，可以将单个梯度放大器的最大功率和/或最大电压和/或最大电流同时向通常分别与一个轴对应的所有梯度线圈分配。这导致高制造成本，因为每个梯度放大器必须具有相同的最大功率和/或最大电压和/或最大电流，虽然大多数常用的脉冲序列从来不同时在所有轴上需要这些最大值。相反，在根据本专利技术的磁共振设备中可以使用成本更低的梯度放大器。此外，作为示例可以想到，驱动串联连接的梯度线圈的梯度放大器被设计为具有比不驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振设备，具有至少一个梯度放大器和至少一个梯度线圈，其分别具有至少一个接头，其中，所述磁共振设备包括开关矩阵单元，其被构造为用于改变至少一个梯度放大器的至少一个接头和至少一个梯度线圈的至少一个接头的至少一个连接状态。

【技术特征摘要】
2015.02.13 DE 102015202670.11.一种磁共振设备，具有至少一个梯度放大器和至少一个梯度线圈，其分别具有至少一个接头，其中，所述磁共振设备包括开关矩阵单元，其被构造为用于改变至少一个梯度放大器的至少一个接头和至少一个梯度线圈的至少一个接头的至少一个连接状态。2.根据权利要求1所述的磁共振设备，其中，梯度放大器的数量少于梯度线圈的数量。3.根据前述权利要求中任一项所述的磁共振设备，其中，梯度放大器的数量少于3个，和/或梯度线圈的数量多于3个。4.根据前述权利要求中任一项所述的磁共振设备，其中，梯度放大器的数量是1个，并且梯度线圈的数量是3个。5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁共振设备，其中，至少两个梯度放大器具有至少一个不同的特征。6.根据权利要求5所述的磁共振设备，其中，所述至少一个不同的特征是不同的最大功率和/或不同的最大电压和/或不同的最大电流强度。7.根据前述权利要求中任一项所述的磁共振设备，其中，至少一个梯度线圈被构造为用于产生空间上非线性的梯度场。8.一种用于优化用于根据权利要求1至7中任一项所述的磁共振设备的当前的脉冲序列的方法，其中，优化脉冲序列，使得在脉冲序列的每个时间点，为使用的梯度线圈的操作提供足够数量的梯度放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：S比伯，D格罗茨基，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE