磁共振設(shè)備的磁共振序列的優(yōu)化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化磁共振設(shè)備的磁共振序列的方法，一種用于運(yùn)行磁共振設(shè)備的方法，一種序列優(yōu)化單元，一種磁共振設(shè)備和一種計算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]在也稱為磁共振斷層成像系統(tǒng)的磁共振設(shè)備中，通常將受檢人員，特別是患者的待檢查的身體，借助主磁體置于例如1.5或3或7特斯拉的相對高的主磁場中。附加地借助梯度線圈單元施加梯度脈沖。通過高頻天線單元借助合適的天線裝置發(fā)送高頻的高頻脈沖，特別是激勵脈沖，這導(dǎo)致，通過該高頻脈沖共振激勵的特定的原子核的核自旋相對于主磁場的磁力線翻轉(zhuǎn)定義的翻轉(zhuǎn)角。在核自旋的弛豫的情況下，發(fā)射高頻信號，即所謂的磁共振信號，其借助合適的高頻天線接收和然后進(jìn)一步處理。從這樣獲得的原始數(shù)據(jù)中最后可以重建期望的圖像數(shù)據(jù)。
[0003]由此對于確定的測量，要發(fā)送也稱為脈沖序列的確定的磁共振序列，其由一系列高頻脈沖、特別是激勵脈沖和重聚焦脈沖，以及合適地要與之協(xié)調(diào)地發(fā)送的在沿著不同的空間方向的不同的梯度軸中的梯度脈沖組成。在時間上與之相適應(yīng)地設(shè)置讀出窗，所述讀出窗規(guī)定在其中采集感應(yīng)的磁共振信號的時間段。在此對于成像關(guān)鍵的特別是在序列內(nèi)部的時序，即以何種時間間隔先后跟隨哪個梯度脈沖。多個控制參數(shù)通常在所謂的測量協(xié)議中定義，所述測量協(xié)議是事先建立的并且對于確定的測量例如可以從存儲器中調(diào)用并且必要時由操作者現(xiàn)場改變，其可以規(guī)定附加的控制參數(shù)，例如待測量的層的堆疊的確定的層距離、層厚等。然后基于所有這些控制參數(shù)，計算磁共振序列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出磁共振序列的改進(jìn)的優(yōu)化。
[0005]本發(fā)明從一種用于優(yōu)化磁共振設(shè)備的磁共振序列的方法出發(fā)，該方法具有以下步驟:
[0006]-接收包括多個梯度脈沖的磁共振序列，其中多個梯度脈沖分布到多個梯度軸，其中多個梯度軸分別包括一定數(shù)量的保持不變的定點(diǎn)時間間隔和一定數(shù)量的允許被優(yōu)化的可變時間間隔。
[0007]-分別分開地對于多個梯度軸自動分析磁共振序列，以識別在磁共振序列中的多個梯度軸的定點(diǎn)時間間隔和多個梯度軸的可變時間間隔，和
[0008]-自動優(yōu)化多個梯度脈沖的至少一個梯度脈沖，其中至少一個梯度脈沖在至少一個可變時間間隔期間進(jìn)行。
[0009]特別地，接收本身完成的，即準(zhǔn)備好可以發(fā)送的，但是在按照本發(fā)明的方法中還可以優(yōu)化的磁共振序列。該磁共振序列典型地包括一定數(shù)量的，即一個或多個高頻脈沖，例如至少一個激勵和/或重聚焦脈沖，以及一定數(shù)量的時間上與之協(xié)調(diào)的梯度脈沖。梯度脈沖典型地通過其梯度振幅、梯度脈沖持續(xù)時間和通過梯度脈沖的邊沿陡度，即，梯度曲線的一階導(dǎo)數(shù)dG/dt，通常也稱為轉(zhuǎn)換速度來定義。梯度脈沖的另一個重要參量是梯度脈沖矩，也稱為矩或梯度矩，其通過振幅關(guān)于時間的積分來定義。在磁共振序列內(nèi)部典型地精確地確定高頻脈沖的精確的參數(shù)，即，時間位置和形狀，以及通過確定的參數(shù)，如時間長度、振幅、邊沿陡度精確規(guī)定各個梯度脈沖。磁共振序列和其參數(shù)在此通常從待解決的成像任務(wù)中得到。
[0010]磁共振序列典型地以時間上先后跟隨的順序的時間間隔，也稱為事件塊的形式被傳輸?shù)娇刂茊卧?，所述控制單元然后控制例如用于發(fā)送各個高頻脈沖的高頻天線單元和用于發(fā)送各個梯度脈沖的梯度脈沖單元。在按照本發(fā)明的方法中，現(xiàn)在以時間間隔的形式有利地進(jìn)行磁共振序列到序列優(yōu)化單元的傳輸。每個時間間隔在此通常表征確定的事件，例如脂肪飽和脈沖、確定的擾相梯度、在梯度回波序列內(nèi)部確定的重復(fù)等的發(fā)送。在此各個事件可以由多個高頻脈沖或接通的讀出窗，以及與之相適應(yīng)地接通的梯度脈沖等組成。讀出窗的接通在此典型地理解為用于磁共振信號的接收裝置的激活，例如耦接到磁共振設(shè)備的接收線圈的ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)。
[0011]借助序列優(yōu)化單元，特別是分析單元，接下來進(jìn)行磁共振序列的自動分析，以便識別在磁共振序列中的保持不變的定點(diǎn)時間間隔，和識別磁共振序列中的允許被優(yōu)化的可變時間間隔。定點(diǎn)時間間隔在此特別地理解為單個時間點(diǎn)或時間間隔，其中梯度脈沖的當(dāng)前值固定不變，由此梯度脈沖可以進(jìn)一步滿足其確定的功能。例如包括層選擇梯度或在讀出時間期間的用于實(shí)現(xiàn)在確定的時刻的確定的編碼的梯度脈沖。在后面還要給出其他例子。
[0012]除了這些不可變的單個點(diǎn)或時間間隔之外，在所述點(diǎn)或時間間隔，確定的梯度脈沖必須具有完全確定的值，但還存在位于其間的可變的時間間隔，梯度脈沖完全或部分布置在所述時間間隔中，雖然也滿足確定的功能，但是其中不是恰好遵守時間規(guī)定并且例如在完全精確的時刻呈現(xiàn)梯度脈沖的確定的振幅。通常僅發(fā)生的是，直到確定的時刻，達(dá)到梯度脈沖的規(guī)定的振幅，使得從確定的時刻起，梯度脈沖的規(guī)定的振幅下降或者使得在更寬的時間間隔內(nèi)部達(dá)到梯度脈沖的至少一個確定的矩。在該時間間隔中，梯度脈沖的曲線，即，梯度脈沖的形狀，脈沖形狀，或梯度曲線，原則上在考察確定的邊界條件的情況下被改變，從而該可變時間間隔對于優(yōu)化可用。
[0013]在另一個步驟中，然后在可變時間間隔中進(jìn)行至少一個梯度脈沖的自動優(yōu)化。自動優(yōu)化在此特別地按照規(guī)定的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在此原則上可以規(guī)定任意的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。
[0014]例如在本發(fā)明的范圍的變化中，如下進(jìn)行優(yōu)化，S卩，盡可能快地進(jìn)行通過梯度脈沖的編碼，以便例如將通過運(yùn)動的物質(zhì)，例如血流引起的流偽影最小化。
[0015]在優(yōu)選的變形中，例如進(jìn)行至少一個梯度脈沖的優(yōu)化，以降低噪聲。在磁共振序列期間將通過其發(fā)送梯度脈沖的磁梯度線圈頻繁和快速地切換。因?yàn)樵诖殴舱裥蛄袃?nèi)部的時間規(guī)定通常非常嚴(yán)格并且此外確定了磁共振檢查的總持續(xù)時間的、磁共振序列的總持續(xù)時間必須保持為盡可能小，所以必須部分地達(dá)到大約40mT/m的梯度振幅和直至200mT/m/ms的轉(zhuǎn)換速率。特別地，這樣高的邊沿陡度對在梯度脈沖的接通期間的已知的噪聲現(xiàn)象提供份額。通過磁共振設(shè)備的其他部件，特別是高頻屏蔽裝置引起的渦流，是對于該噪聲干擾的原因。除此之外，梯度脈沖的陡的邊沿導(dǎo)致較高的能量消耗并且此外對梯度線圈和其他硬件提出較高要求?？焖俑淖兊奶荻葓鰧?dǎo)致梯度線圈中的失真和振蕩并且將該能量傳輸?shù)酱殴舱裨O(shè)備的殼體。通過線圈和其他部件的發(fā)熱此外會發(fā)生高的氦蒸發(fā)。
[0016]為了優(yōu)化噪聲，特別優(yōu)選地可以在可變時間間隔中自動地優(yōu)化梯度曲線的一階導(dǎo)數(shù)。即，將梯度曲線在至少一個可變時間間隔中這樣優(yōu)化，使得在確定的邊界條件下遵守梯度脈沖的盡可能小的轉(zhuǎn)換速率，因?yàn)槠鋵?dǎo)致特別高的噪聲。特別優(yōu)選地，在優(yōu)化時將梯度曲線平滑，因?yàn)橐赃@種方式實(shí)現(xiàn)特別好的噪聲降低。換言之，優(yōu)化步驟關(guān)于盡可能高的噪聲降低進(jìn)行，方式是，將至少一個梯度脈沖的梯度曲線關(guān)于對梯度曲線進(jìn)行規(guī)定的函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)的最小化進(jìn)行優(yōu)化。此外由此實(shí)現(xiàn)梯度曲線的更小的負(fù)荷。與此伴隨更小的電流消耗、梯度線圈的更小的發(fā)熱以及減小的氦蒸發(fā)。此外從中得到建立成本有效的梯度線圈的可能性。附加地，在此也可以將至少一個梯度脈沖的振幅最小化。
[0017]因?yàn)橛糜谠肼暯档偷膬?yōu)化，S卩，梯度曲線的一階導(dǎo)數(shù)的優(yōu)化，估計是最通常的應(yīng)用情況，所以在以下通常從該變形作為例子出發(fā)。但是如果沒有明確指出，方法不會通過該例子而限于該優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。
[0018]特別優(yōu)選地，不取決于使用的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，在保持各自的時間間隔的時間長度恒定的情況下，進(jìn)行優(yōu)化，從而磁共振序列的時序在總體上不受優(yōu)化影響?；旧弦部梢砸?guī)定不同的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，例如對于不同的時間段或不同種類的梯度脈沖的不同的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。
[0019]通過按照本發(fā)明的方法有利地自動優(yōu)化整個梯度曲線，而不需要考察各個梯度脈沖。僅在重要的時間點(diǎn)和/或在磁共振序列的、關(guān)于當(dāng)前的梯度振幅如描述的那樣是不變的定點(diǎn)時間間隔，將梯度曲線設(shè)置到定義的值。其間整個區(qū)域(以及包括梯度脈沖的)可以進(jìn)行梯度曲線的優(yōu)化。
[0020]在此分別將梯度曲線在各個梯度軸，即，梯度方向上，特別的分開地優(yōu)化。即，在梯度曲線的每個梯度軸，例如x、y、z方向，例如讀出方向、相位編碼方向和層選擇方向上分開地考察和優(yōu)化。
[0021]特別地也分開地對于分別多個梯度軸進(jìn)行磁共振序列的自動分析，以識別多個梯度軸的定點(diǎn)時間間隔和多個梯度軸的可變時間間隔。由此特別地多個梯度軸既對于分析也對于優(yōu)化被單個地處理。例如如果不可優(yōu)化的梯度脈沖，例如流補(bǔ)償梯度脈沖、擴(kuò)散梯度脈沖或敲擊(Anklopf)梯度脈沖，僅在第一梯度軸上呈現(xiàn)，則僅在第一梯度軸上設(shè)置不可優(yōu)化的定點(diǎn)時間間隔。在與第一梯度軸不同的其他梯度軸上在第一梯度軸的不可優(yōu)化的梯度脈沖期間施加的可優(yōu)化的梯度脈沖可以被優(yōu)化。由此在其他梯度軸上進(jìn)行