用于控制磁共振系统的方法和控制设备技术方案

描述了一种用于控制磁共振系统（100）的方法。在该方法中输出以下脉冲序列：第一层选择激励脉冲（11,21），该第一层选择激励脉冲以第一磁化激励第一层（41）；然后第二层选择激励脉冲（12,32），其以第一磁化激励第二层（44）。第三层选择激励脉冲（13,23），其以基本上消除第一磁化的第二磁化激励第一层（41），和第四层选择激励脉冲（14,34），其以基本上消除第一磁化的磁化激励第二层（44）。其中第一层（41）和第二层（44）相交。此外，本发明专利技术涉及一种用于使用至少一个高频发射通道（112a，112b，112c，112d）控制磁共振系统（100）的控制设备（106），经由该高频发射通道可以输出脉冲序列，以及一种用于优化脉冲序列的控制序列确定设备（111）。

【技术实现步骤摘要】
用于控制磁共振系统的方法和控制设备、磁共振系统以及控制序列确定设备
本专利技术涉及用于控制磁共振系统以输出脉冲序列的一种方法和一种控制设备。本专利技术还涉及一种磁共振断层造影系统(下面也简称为磁共振系统)以及一种控制序列确定设备。
技术介绍
也称为核自旋断层造影设备的磁共振断层造影设备是一种已经广泛传播的、用于获取有生命检查对象的体内图像的技术。为了利用该方法获取图像，也就是产生检查对象的磁共振记录，必须首先将患者的身体或待检查身体部位置于尽可能均匀的静态基本磁场(大多称为B0场)中，该基本磁场由磁共振测量装置的基本场磁体产生。相对高的基本磁场例如具有3或7特斯拉的磁通密度作为典型值。在记录磁共振图像期间向所述基本磁场叠加快速通断的梯度场以用于位置编码，该梯度场由所谓的梯度线圈产生。此外，利用高频天线将具有定义场强的HF脉冲入射到检查对象所位于的检查空间中。这些HF脉冲的磁通密度通常用B1表示。因此脉冲形的高频场一般也被简称为B1场。借助HF脉冲激励检查对象内原子的核自旋，使得这些原子以所谓的“激励翻转角”(下面也简称为“翻转角”)偏转离开其平行于基本磁场B0分布的平衡位置。然后核自旋围绕基本磁场B0的方向进动。换句话说，被共振激励的原子位置分辨地以定义的翻转角相对于基本磁场的磁力线翻转。激励(也就是翻转)仅当B1场与待激励原子(一般是氢原子)共振时才可能。借助磁高频脉冲或所导致的翻转角分布的磁共振激励(MR激励)在下面也被称为“核磁化”或简称为“磁化”。在激励之后核自旋又弛豫，即核自旋返回其在B0场中取向的起始位置。在核自旋的弛豫过程中辐射出高频信号，即所谓的磁共振信号，借助合适的接收天线接收所述高频信号并且然后对其进一步处理。接收天线可以是也发射高频脉冲的相同天线，或者是单独的接收天线。对用于核自旋磁化的高频信号的发射大多借助所谓的“全身线圈”或“Bodycoil”进行。全身线圈的典型结构是由多个发射棒组成的鸟笼天线(Birdcage天线)，这些发射棒与纵轴平行分布地围绕断层造影设备的患者空间设置，在检查时患者位于所述患者空间中。在端部，天线棒分别环形地电容式相互连接。但是，同时也越来越频繁地使用靠近身体的局部线圈来发射MR激励信号。磁共振信号的接收通常用局部线圈进行，但是在一些情况下也替换的或附加地使用全身线圈。最后，基于所接收的磁共振信号产生检查对象的磁共振图像。在此，向磁共振图像的每个图像点分配一个小的体容积，即所谓的“体素”，并且图像点的每个亮度值或强度值与从该体素接收的磁共振信号的信号振幅相关联。具有场强B1的共振入射的HF脉冲与利用该HF脉冲达到的翻转角α之间的关系在此通过以下方程给出，其中γ是旋磁比，其对大多数核自旋检查而言可以被看做是固定的材料常数，而τ是高频脉冲的作用持续时间。方程(1)的前提是B1(t)的恒定相位，也就是实数B1。因此，通过所发射的HF脉冲达到的翻转角以及由此磁共振信号的强度除了取决于HF脉冲的持续时间之外还取决于入射的B1场的强度。因此，所激励的B1场的场强方面的空间波动导致所接收的磁共振信号的不期望变化，这些变化可能使测量结果失真。较新的磁共振系统包括具有分离的发射通道的单独的发射天线。例如，全身线圈可以在圆周方向上被划分，使得形成4、6或8个子天线。当然也可以考虑其它数量的子天线或在纵向方向上的划分。于是可以设计具有单独的HF信号的各个发射通道。为此发射所谓的多通道脉冲，所述多通道脉冲如开头所描述的由多个单独的高频脉冲组成，这些高频脉冲可以并行地经由不同的独立的高频发射通道发射。这样的由于各个脉冲的并行发射而也称为“pTX脉冲”的多通道脉冲串例如可以被用作激励脉冲、重聚焦脉冲和/或反转脉冲。具有多个独立可控的天线部件或发射通道的天线系统通常也称为“Transmit-Array，发射阵列”，而与是全身天线还是靠近身体的天线装置无关。这样的pTX脉冲或由pTX脉冲构成的脉冲串通常事先针对特定计划的测量而确定，即设定利用什么脉冲形状和相位在各个发射通道上发射脉冲。为此通常首先预先给定发射k空间梯度轨迹，也就是应当经过的k空间中位置。K空间是位置频率空间。为了计划HF脉冲，用户预先给定目标磁化，例如在目标函数内用作额定值的期望的、位置分辨的翻转角分布。然后，针对各个通道计算匹配的HF脉冲，从而尽可能好地达到目标磁化。其基础是布洛赫方程该布洛赫方程通过磁场B中的磁化向量M描述了磁化结构。γ又是待激励核的旋磁比。一般这样来进行脉冲形状的计算，即将具有特定长度的脉冲离散化为一定数量的非常短的时间步长。典型地，在此是1至10μs持续时间的时间步长，即例如10至20ms的脉冲包含超过1000个时间步长。对于小的翻转角而言，由布洛赫方程得到线性方程组：A·b＝mdes(3)在此mdes代表空间离散化的目标磁化的向量，向量b代表HF脉冲的时间上的离散化，A是包含线性关系的矩阵，所述线性关系由向量mdes与向量b之间的布洛赫方程的线性解的离散化得到。该方程组的解针对每个时间步长提供具有实部和虚部的复数脉冲值，所述实部和虚部分别代表用于控制磁共振系统的脉冲的电压振幅和相位。磁化可以在空间上不选择地在线圈的整个流入区域中被激励起来，或者可以通过频率选择的高频脉冲结合线性场梯度激励来自该流入区域的层。在此，场梯度将高频脉冲的有限的频谱带宽传输到简单的、空间上一维的选择性的激励。这是可能的，因为激励仅在高频脉冲与待激励原子之间共振的情况下进行。进动频率或拉莫尔频率(自旋以该进动频率进动并且激励必须以该拉莫尔频率进行)，取决于外部磁场。场梯度用于依据位置地改变外部磁场并由此依据位置地改变拉莫尔频率。由此高频脉冲是位置选择的。除了别的之外，对于成像的加速来说，期望仅选择性地激励应当以图像方式采集的空间区域。已知对于二维或三维选择性激励来说借助场梯度穿越k空间。该选择性激励类似于图像的记录过程，并且可以在Pauly等人的“k-spaceanalysesofsmall-tip-angleexcitation”NRN,81:43-56,1989中找到。用于空间选择性激励的方法典型地导致非常长的高频脉冲，这可能在所激励的结构中引起伪影。该方法的另一个限制是每个激励或每个产生的翻转角所沉积的功率，即激励效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种脉冲序列，其使得能够利用较短的高频脉冲实现对磁化的空间上选择的激励。根据本专利技术，输出包括第一层选择激励脉冲的脉冲序列，该第一层选择激励脉冲以第一磁化激励第一层。由此，在输出第一层选择激励脉冲之后，在一个或多个发射线圈的流入区域中使该层中原子的核自旋偏转出它们的平衡位置，即相对于基本磁场翻转。应当很清楚，在此以及下面原子仅意味着对磁共振做出反应的原子，一般是氢原子。对于专业人员来说理所当然的是，磁化是统计过程，层的核自旋从统计上来看平均在翻转的位置上，其中相对于基本磁场方向的该位置通常通过核自旋的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制磁共振系统（100）的方法，其中，输出至少包括以下脉冲的脉冲序列：?第一层选择激励脉冲（11,21），该第一层选择激励脉冲以第一磁化激励第一层（41）；?第二层选择激励脉冲（12,32），其以第二磁化激励第二层（44），该第二磁化被设计为使得该第二磁化基本上不影响第一磁化；?第三层选择激励脉冲（13,23），其以基本上消除第一磁化的第三磁化激励第一层（41）；?第四层选择激励脉冲（14,34），其以基本上消除第二磁化的第四磁化激励第二层（44）；其中，第一层（41）和第二层（44）相交。

【技术特征摘要】
2012.04.05 DE 102012205664.51.一种用于控制磁共振系统(100)的方法，其中，输出至少包括以下脉冲的脉冲序列：-第一层选择激励脉冲(11,21)，该第一层选择激励脉冲以第一磁化激励第一层(41)；-第二层选择激励脉冲(12,32)，其以第二磁化激励第二层(44)，该第二磁化被设计为使得该第二磁化基本上不影响第一磁化；-第三层选择激励脉冲(13,23)，其以基本上消除第一磁化的第三磁化激励第一层(41)；-第四层选择激励脉冲(14,34)，其以基本上消除第二磁化的第四磁化激励第二层(44)；其中，第一层(41)和第二层(44)相交。2.根据权利要求1所述的方法，其中，层选择的激励脉冲由高频脉冲(11,12,13,14)和梯度信号(21,23,32,34)组成，所述高频脉冲的形状预先给定所激励的层的层厚和所激励的层与未被激励的区域之间的界限精度，所述梯度信号预先给定层平面。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述高频脉冲(11,12,13,14)是sinc脉冲。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在第四层选择激励脉冲(14,34)之后输出针对与第一层(41)和第二层(44)相交的第三层的重聚焦脉冲。5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，层选择的激励脉冲包括分别具有振幅和相位的高频脉冲(11,12,13,14)，并且将振幅和相位进行优化，使得在输出脉冲序列之后整个所激励的磁化与第一层(41)和第二层(44)或第一、第二和第三层的相交区域(45)中的磁化之间的差被最小化。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在优化之前确定B1场的实际分布，或该优化考虑B1分布。7.根据权利要求5所述的方法，其中，在优化之前确定B0场的实际分布或者所述优化考虑B0分布。8.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，所述磁共振系统(100)具有包括多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：HP福茨，R冈布雷赫特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：