[发明专利]磁共振系统的控制

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制带有多个高频发送通道的磁共振系统的控制方法，通过所述高频发送通道在运行中平行地发送HF（高频）脉冲序列，其中对于高频发送通道的多个，预先给定共同的参考脉冲序列，且在HF脉冲优化方法中通过考虑预先给定的目标磁化对于高频发送通道的每个，确定发送比例因数，以基于参考脉冲序列对于发送通道计算HF脉冲序列。此外，本发明涉及脉冲优化装置以在此HF脉冲优化方法的范围内对于各个高频发送通道确定发送比例因数，以及涉及带有此脉冲优化装置的磁共振系统。

背景技术

在磁共振系统或磁共振断层成像系统中，通常借助于基本场磁体系统使待检查体受到例如3特斯拉或7特斯拉的相对高的基本场磁场（也称为“B₀场”）。此外，借助于梯度系统施加磁场梯度。通过高频发送系统，通过合适的天线装置发送高频激励信号（HF信号），这应导致通过此高频场谐振地激励的确定的原子的核自旋，以相对于基本磁场的磁力线倾斜限定的翻转角。此高频激励或作为结果的翻转角分布在下文中也称为核磁化或简称为“磁化”。在核自旋弛豫时辐射出高频信号，即所谓的磁共振信号（也称为“B₁场”），所述磁共振信号通过合适的接收天线接收且然后被进一步处理。由如此获得的原始数据可最后重构希望的图像数据。用于核自旋磁化的高频信号的发送通过所谓的“全身线圈”（也称为“Bodycoil”）进行，或经常也使用放置在患者或被测试者上的局部线圈进行。全身线圈的典型的结构是包括多个发送棒的笼形天线（鸟笼天线），所述发送棒布置为平行于纵向轴线围绕在检查时患者处于其内的断层成像设备的患者空间走向。在前端侧将天线棒分别环形地容性相互连接。

迄今为止，通常的是在“CP模式”（圆形极化模式）中运行全身天线。为此，在发送天线的所有部件上，例如在笼形天线的所有发送棒上给出唯一的时间HF信号。通常，在此脉冲的传递以相同的幅值在各个部件上进行，而其相位以与发送通道的几何形状相匹配的相移而错开。例如，在带有16个棒的笼形天线的情况中，这些棒分别以具有22.5°相移的相同的HF信号相位错开地控制。结果是在x平面/y平面内即垂直于在z方向上延伸的笼形天线的纵向轴线的平面内的圆形极化的高频场。

此时也可以使得待发送的高频信号，即到来的高频脉冲的序列（在本发明的范围内称为“参考脉冲序列”）分别单独地在幅值和相位上通过复数发送比例因数修改。在此，天线也可一如既往地在“CP模式”中运行，即在所有发送通道中将幅值选择为相同的高度，且仅关注于与发送通道的几何形状匹配的相移。此外，根据检查对象也经常使用所谓的“EP模式”（椭圆极化模式），其中高频场在x平面/y平面内非圆形地极化，而是椭圆形地极化。使用哪个模式通常取决于待激励的体区域的形状。对于圆柱形对称的物体，即例如在拍摄头部区域内时经常选择CP模式，而对于更显椭圆形的形状，例如在检查胸部或腹部区域时则选择EP模式。EP模式的意义是补偿由于非圆对称的体形状所导致的B₁场的不均匀性。

此时也可以执行对此多通道高频发送系统的所谓的“B₁匀场”。在此，基于患者特定的调整，以如下目的计算单独的发送比例因数，使得与目前标准的CP或EP模式相比实现特别均匀的激励。

为计算发送比例因数，在此使用优化器，所述优化器将完美地均匀的希望的目标磁化m与理论上实现的实际磁化A·b的幅值偏差最小化：

b=arg_bmin(||A·b-m||²+β²||b||²)    (1)

在此，A是所谓的设计矩阵，所述设计矩阵由包括线性复数方程的方程组形成，在所述复数方程中涉及各个发送通道（天线棒）的空间发送轮廓以及所存在的B₀场分布。此设计矩阵例如在W.Grissom等人的Spatial Domain Method for the Design of RF Pulses in Multicoil Parallel Excitation,Mag.Res.Med.56,620-629,2006中描述。b(t)是要平行发送的HF曲线的向量，b_c(t)=SF_c·b_R(t)，其中SF_c是对于通道C=1,…,N的复数比例因数。

如果得到等式（1）的解，即得到等式（1）中限定的“目标函数”的最小值，则希望的比例因数SF₁,SF₂,…,SF_N即是结果。