本发明专利技术涉及一种用于确定对用磁共振系统采集的磁共振图像进行失真校正的失真校正数据的方法，至少包括方法步骤：基于梯度线圈的导线几何形状计算表示磁共振系统梯度线圈的磁场的开始球函数（ＳＫＦ）；使用定义的测量对象（Ｏ）来确定表示由梯度线圈产生的磁场的三维参数图（ＰＫｘ，ＰＫｙ，ＰＫｚ），其中，对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度；基于所述参数图并且基于利用断开的梯度线圈确定的参考参数图（ＰＫ０）产生偏差参数图（ＡＰＫ）；在使用开始球函数的条件下通过将表示梯度线圈磁场的球函数拟合到偏差参数图上来确定梯度磁场的球函数系数（Ａ（１，ｍ），Ｂ（１，ｍ））；基于该经拟合的球函数的球函数系数确定所述失真校正数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于确定对用磁共振系统采集的磁共振图像进行失真校正的失 真校正数据的方法以及一种实施这样的失真校正的方法。此外本专利技术还涉及一种用于确定 失真校正数据的装置和一种具有这样的装置的磁共振系统。
技术介绍
磁共振断层造影仪、也称为核自旋断层造影仪，是目前广泛使用的用于获得活体 检查对象身体内部图像的技术。为了用该方法获得图像，首先必须将患者或者受检者的身 体或者待检查的身体部位置于尽可能均勻的静态基本磁场中，该基本磁场由磁共振系统的 基本磁铁产生。在拍摄磁共振图像时快速接通的用于位置编码的梯度场叠加在该基本磁场 上，该梯度磁场由所谓的梯度线圈产生。此外用高频天线将定义的场强的高频脉冲入射到 检查对象中。借助该高频脉冲激励检查对象中原子的核自旋，使其以所谓的“激励翻转角” 从其平行于基本磁场的平衡位置偏转。然后核自旋围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建立检查对象的磁共振图 像。在此，磁共振图像中的每个图像点对应于一个小的身体体积，即，一个所谓的“体素”，并 且图像点的每个亮度值或者强度值与从该体素接收的磁共振信号的信号振幅相关联。不利的是，磁场_梯度线圈的成像特征仅仅在基本磁场磁铁的同心附近近似为线 性的和单一的。该体积被称作相关的梯度线圈的“线性体积”。但是在许多情况下成像体积 大于物理可实现的梯度线圈的线性体积。由此在线性体积外的非理想磁场导致在成像体积 中的成像错误(通常称为“失真”)，这例如在自旋密度图像的几何失真中可以察觉。由此 产生对于这些应用的限制，在这些应用中仅允许在忠实成像中的微小偏差，例如在头部区 域中的立体定向(Stereotaxie)应用中。这些失真在综合对检查对象的相邻区域成像的多 幅图像时也是有问题的。例如在完整的脊柱检查中通常不可能利用一次测量再现整个脊柱 的完整图像，而是逐段地拍摄脊柱的图像，然后再将这些图像综合起来以产生整体图像。这 样，图像边缘上的失真会使得组合图像变得困难。原则上可以利用事后的失真校正来最小化失真。在此例如使用在图像层面中进行 去畸的梯度变化。除此之外还可以进行三维失真校正，在该失真校正中附加地校正垂直于 图像层面的图像误差。对于二维和三维校正方法来说梯度线圈的三轴的磁场的球函数频谱 都是它们的基础。为此考虑半径为R的无源球体，在其中红色S消失。为此可以通过按照 具有系数a(l，m)，A(l，m)和B(l，m)的直到第N阶的正交球函数Ylm展开场，来如下描述在 球内位置H = r(r, θ，Φ)处的磁场B 互Et^1-).").^^，。)具有轴向场分量1=0 m=-/。 (1) 4 在此从所谓的相关的勒让德多项式Plm按照下式来计算球函数Ylm 其中 对于以下的考虑，考虑轴向磁场分量Bz就足够了( 一般地在基本磁场BO方向上 的场分量)。下表举例示出了在圆柱形梯度线圈的内部空间中对于前5个展开阶数的球函数 展开项以及球函数系数A(l，m)，B(l，m) 由于对称性原因，在理想梯度线圈的情况下χ和y方向上具有奇数阶m的项以及 在ζ方向上(对于纵向梯度线圈)m>0的所有项都应该消失。对于迄今为止的失真校正， 从场线圈的复杂的导线结构典型地直到展开阶数N= 13(即，1 =0至N)来计算展开系数 和由此的磁场。然而在该方法中，迄今为止不考虑梯度线圈的制造公差。这样的制造公差， 除了经过设计计算的展开阶数，还导致出现实际上由于对称性原因不应该出现的、显著的 其它正交项。此外同样地，例如实际上应该只具有在χ方向上的A(l，l)线性项的χ梯度线 圈，附加地还产生B (1，1)(即在y方向上的线性项)或者B (2，2)项。这样的附加干扰项的出现，在具有新的薄壁梯度线圈的磁共振系统中产生较大影 响。一种用于精确确定系数的公知方法是在MR系统中精确测量每个场线圈的磁场。在此5利用磁场探针在测量空间内的多个位置上测量。此处典型地是数百个测量点，然后将这些 测量点用作用于进一步确定球函数系数的网格点。该测量与在启动MR设备时的附加的测 量开销和时间开销相关，使得在目前的磁共振系统中通常不进行单独的磁场测量。如果在 已经安装了客户设备的情况下要进行磁场测量，则通过由服务技术人员从现场订购必要的 测量装置而产生附加的开销。
技术实现思路
由此本专利技术要解决的技术问题是，提出一种用于确定失真校正数据的方法和装 置，其无需昂贵的附加测量手段就可以更快且更精确地测量梯度线圈的失真校正数据。上述技术问题通过一种用于确定失真校正数据的方法和装置解决。在按照本专利技术的方法中首先进行以下方法步骤i)基于梯度线圈的导线几何形状计算表示磁共振系统的、所涉及的梯度线圈的磁 场的开始球函数。该开始球函数例如相应于理论上计算的磁场球函数，其数据迄今为止被 用于失真校正。在此如迄今为止那样，由制造者对每个梯度线圈进行一次该计算并将数据 提供给相关的应用者就足够了。ii)在使用定义的测量对象、例如通常的球模体的条件下附加地确定三维参数图， 其中相应的参数表示由梯度线圈产生的磁场。在此对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强 度，也就是说，用合适的电流值对梯度线圈通电流。iii)然后基于事先记录的参数图和参考参数图产生偏差参数图。在此参考参数图 是利用断开的梯度线圈、但在其它方面在与前面提到的对于相应的梯度线圈的参数图是相 应的条件下，也就是说利用相同的磁共振序列和在相同的位置上在使用相同的测量对象等 等的条件下产生的参数图。可以在利用设置的梯度电流建立参数图之前或之后，产生该参 考参数图。原则上也可以对于多个随后的、例如记录在X、y和Z方向上的不同梯度线圈的 参数图的测量使用这样的参考参数图。iv)然后通过将代表梯度线圈的磁场的球函数拟合到偏差参数图来确定梯度磁场 的球函数系数，其中作为对于拟合过程的输出点使用上面已经解释的开始球函数。为了拟 合磁场球函数例如可以使用最小均方拟合(Least-Mean-Square-Fit)或者类似的方法。ν)然后可以基于经拟合的球函数的球函数系数代替迄今为止通常使用的、仅基于 导线几何形状计算的球函数来确定失真校正数据。失真校正数据在此例如可以是球函数系 数本身，但也可以是从中计算的失真校正数据，例如位移矢量的三维图。因此在按照本专利技术的方法中，以相对简单的方式通过利用通常应用者本来就现有 的模体的磁共振测量来确定改进的球函数系数，其也考虑通过制造公差导致的干扰项。在 此作为对于确定球函数系数的基础可以使用仅基于在设计理论上计算的球函数系数。这特 别具有如下优点可以最大程度地以习惯的方式进行基于球函数系数的失真校正数据确定 和用于实施按照本专利技术的失真校正的其它方法，其中仅仅必须进行利用模体的附加的测量 以及拟合过程，以获得并且在按照本专利技术的失真校正中可以使用改进的失真校正数据。在不同的测试测量中利用按照本专利技术的方法在考虑0至3阶附加干扰项的情况下 已经可以实现失真校正的重大改进。为此所需的用于测量三维参数图和其它计算以及拟合 过程的时间在10至20分钟范围内。按照本专利技术的、用于确定失真校正数据的装置需要至少以下组件i)开始球函数确定单元，用于根据梯度线圈的导线几何形状获得表示磁共振系统 的梯度线圈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定对用磁共振系统（１）采集的磁共振图像（ＢＤ）进行失真校正的失真校正数据（ＶＫＤ）的方法，至少包括以下方法步骤：基于梯度线圈的导线几何形状计算表示磁共振系统（１）的梯度线圈的磁场的开始球函数（ＳＫＦ）；在使用定义的测量对象（Ｏ）的条件下确定表示由梯度线圈产生的磁场的三维参数图（ＰＫ↓［ｘ］，ＰＫ↓［ｙ］，ＰＫ↓［ｚ］），其中，对于涉及的梯度线圈设置定义的梯度强度；基于所述参数图（ＰＫ↓［ｘ］，ＰＫ↓［ｙ］，ＰＫ↓［ｚ］）并且基于利用断开的梯度线圈确定的参考参数图（ＰＫ↓［０］）产生偏差参数图（ＡＰＫ）；在使用所述开始球函数（ＳＫＦ）的条件下通过将表示梯度线圈的磁场的球函数拟合到所述偏差参数图（ＡＰＫ）来确定梯度磁场的球函数系数（Ａ（１，ｍ），Ｂ（１，ｍ））；基于该经拟合的球函数的球函数系数（Ａ（１，ｍ），Ｂ（１，ｍ））确定所述失真校正数据（ＶＫＤ）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫金林根，萨布里纳克雷赫，安德烈亚斯韦德曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE
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