用于磁共振成像系统的脉冲序列的优化技术方案

本发明专利技术涉及一种用于优化磁共振成像系统的脉冲序列的方法，其中：接收在时间上与用于控制磁共振成像系统的HF发射系统的高频脉冲串匹配地待执行的、用于控制磁共振成像系统的梯度系统的计划梯度脉冲串；所确定的计划梯度脉冲串确定优化段，并且为优化段确定计划梯度矩；为所确定的计划梯度脉冲串的优化段确定可实际执行的实际梯度脉冲串；为实际梯度脉冲串确定实际梯度矩；确定实际梯度矩与计划梯度矩之间的误差梯度矩差；修改实际梯度脉冲串，使得计划梯度矩与修改后的实际梯度脉冲串的梯度矩之间的梯度矩差的模被优化。本发明专利技术还涉及一种脉冲序列优化单元以及使用这种脉冲序列优化单元运行的磁共振成像系统。

【技术实现步骤摘要】
用于磁共振成像系统的脉冲序列的优化
本专利技术涉及一种用于优化磁共振成像系统的脉冲序列的方法。另外，本专利技术涉及一种在使用这种优化的脉冲序列下用于运行磁共振成像系统的方法，以及在使用该方法下运行的一种脉冲优化单元和一种磁共振成像系统。
技术介绍
在磁共振设备中，其也称为磁共振断层造影系统或磁共振成像系统，通常待检查的身体借助基本场磁体系统暴露在相对高的基本磁场，例如是1.5、3或7特斯拉。附加地，借助梯度系统施加磁场梯度。然后，通过高频发射系统，借助合适的天线装置发射出高频激励信号(HF信号)，其应当导致通过该高频场共振激励的特定的原子的核自旋相对于基本磁场的磁场线偏离定义的翻转角。在核自旋的弛豫时辐射高频信号(所谓的磁共振信号)，借助合适的接收天线接收该信号然后对其进一步处理。最后，从这样获得的原始数据中可以重建所期望的图像数据。由此，为了特定的测量，发射特定的脉冲序列，其由一系列高频脉冲、特别是激励脉冲和重聚焦脉冲以及在不同空间方向上与此合适协调发射的梯度脉冲组成。此外，必须时间合适地设置读取窗，其设置了在其中采集感应出的磁共振信号的时间段。在此，对于成像起决定性的特别是在序列内的时序(Timing)，即哪些脉冲按照哪个时间间隔互相跟随。在所谓的测量协议中通常定义了大量的控制参数，该测量协议被预先建立并且可以为特定的测量例如从存储器中调取并且必要时由操作者现场更改，该操作者可以设置附加的控制参数，例如待测量的层的堆叠的确定的层间隔、层厚度等。然后，基于所有这些控制参数计算脉冲序列，其也被称为测量序列。梯度脉冲通过其梯度振幅、梯度脉冲持续时间并且通过边沿斜率或梯度脉冲的脉冲形状的一阶导数dG/dt(通常也称为“转换速率”)进行定义。另一个重要的梯度脉冲参量是梯度脉冲矩(也简称“矩”)，其通过振幅关于时间的积分定义。在脉冲序列期间，在梯度系统中包含的梯度线圈(通过其发射梯度脉冲)频繁地并快速地进行切换。因为在脉冲序列内的时间预设值通常非常严格并且必须保持脉冲序列的总持续时间(其确定了MRT检查的总持续时间)尽可能短，所以梯度场强必须部分地达到40mT/m并且转换速率必须直到200mT/m/ms。特别地，这样高的边沿斜率在接通梯度期间促成公知的噪声现象。与磁共振断层造影仪的其它部件特别是高频防护罩的涡流是该噪声干扰的一个原因。此外，陡的梯度边沿导致更高的能量损耗并且还对梯度线圈和其它硬件提出更高的要求。自身快速变化的梯度场导致在梯度线圈中的失真和振荡，并且将该能量传输到壳体。由于线圈和其它部件的升温还会导致高的氦蒸发。特别是为了降低噪声干扰，已经对硬件的构造建议了不同的解决方案，例如梯度线圈的浇铸或真空密封。此外还已知为降低噪声干扰优化在脉冲序列中的梯度参数的方法。在此，例如可以关于梯度脉冲序列的时间段规定是否对于该段为噪声降低允许改变梯度参数。于是，优化后的段通常包含远低于磁共振成像系统的梯度系统的系统界限的梯度脉冲序列，从而在控制梯度系统时极少出现不精确。但是不能排除这种措施优化后的脉冲序列也总会相对于预期的梯度矩出现偏差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，使该偏差最小化。根据本专利技术建议了一种优化用于磁共振成像系统的脉冲序列的方法。在此，首先接收在时间上与用于控制磁共振成像系统的HF发射系统的高频脉冲串匹配地待执行的、用于控制磁共振成像系统的梯度系统的计划梯度脉冲串。接收到的计划梯度脉冲串具有优化段，其应当构成随后的优化的基础。为该优化段确定计划梯度矩，其在与计划梯度脉冲串无偏差的情况下根据优化段控制梯度系统时产生。此外，为所接收的计划梯度脉冲串的优化段确定可实际执行的实际梯度脉冲串。此外，为这样确定的实际梯度脉冲串确定实际梯度矩，并且随后确定在实际梯度矩与计划梯度矩之间的误差梯度矩差。另外，在根据本专利技术的方法中，如下修改实际梯度脉冲串，使得在计划梯度矩与修改后的实际梯度脉冲串的梯度矩之间的梯度矩差的模被优化。在此，在本专利技术意义中的优化应被理解为，至少检查，按照规则修改后的梯度矩差是否低于先前确定的误差梯度矩差。因此，作为修改也可以考虑以下步骤，在该步骤中检查，在实际梯度脉冲串段中的梯度矩差的降低是否是根本需要的或者是可能的。例如可以重复修改，直到在计划梯度矩与修改后的实际梯度脉冲串的梯度矩之间的梯度矩差的模小于预设的差限制值，和/或直到到达重复的最大数量。重复的最大数量特别是可以预设为等于1。例如也可以检查，是否实现了改善，即相对于修改的前一个循环是否降低了梯度矩差。如果未达到改善，则可以中断本方法。通过预设差限制值特别是可以实现确保实际产生的梯度矩(即修改后的实际梯度矩)与计划梯度矩按照特定的质量一致。当接收到的计划梯度脉冲串对应于所谓的事件块时，如在专利申请DE102013202559中描述的那样，这是特别有效的。那里描述的方法可以理解为关于噪声优化对控制序列的基础优化，并且因此可以将该方法的输出数据用作本专利技术的输入数据。通过将实际产生的实际梯度矩的偏差保持在特定的限制内，特别可以按照可能的基本优化为每个事件块保证特定的功能。本专利技术还涉及一种脉冲序列优化单元，用于优化磁共振成像系统的脉冲序列。脉冲序列优化单元包括用于接收计划梯度脉冲串的计划脉冲接口。在此，可以通过提到的事件块之一构成计划梯度脉冲串。此外，根据本专利技术的脉冲序列优化单元具有计划矩确定单元，其被构造用于为所确定的计划梯度脉冲串的优化段确定提到的计划梯度矩。提到的实际梯度脉冲串的确定例如可以如下进行，即将优化段发送到用于执行梯度脉冲串的设备或者发送到该设备的软件和/或硬件技术的仿真，然后确定或采集实际被发送到梯度线圈的控制信号。即可以在实际脉冲确定单元中进行实际梯度脉冲串的确定，该实际脉冲确定单元被构造成用于为所确定的计划梯度脉冲串的优化段确定可实际执行的实际梯度脉冲串。另外，脉冲序列优化单元包括实际矩确定单元，用于确定实际梯度脉冲串的实际梯度矩。所确定的计划梯度矩和实际梯度矩可以在同样也包含在脉冲序列优化单元中的梯度矩差确定单元中被用于确定在实际梯度矩与计划梯度矩之间的误差梯度矩差。被构造成用于修改实际梯度脉冲串的、脉冲序列优化单元的根据本专利技术的脉冲修改单元基于误差梯度矩差工作。如提到的，按照预设的规则特别地这样进行修改，使得在计划梯度矩与待修改的实际梯度脉冲串的梯度矩之间的梯度矩差的模被优化，即有利地使梯度矩差的模低于所确定的误差梯度矩差的模。此外，本专利技术包括一种具有这样的脉冲序列优化单元的磁共振成像系统以及一种用于运行磁共振成像系统的方法，其中，首先利用根据本专利技术的方法优化脉冲序列，然后在使用这样方式优化后的脉冲序列的条件下运行磁共振成像系统。脉冲序列优化单元的主要部分可以优选以软件形式在具有相应的存储可能性的合适的(例如医学成像系统的或磁共振成像系统的或终端的)可编程的计算单元中实现。接口、特别是计划脉冲接口例如可以是如下的接口，其可以从布置在医学成像系统内或通过网络与之连接的数据存储器中(必要时也在使用用户接口的条件下)选择或接收数据。另外，系统可以分别具有输出接口，以便将产生的数据传输到用于继续处理、显示、存储等的其它装置。特别是脉冲序列优化单元的很大程度根据软件的实现具有的优点在于，能够以简单的方式通过软件升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于优化用于磁共振成像系统(1)的脉冲序列(S)的方法，其中：‑接收在时间上与用于控制所述磁共振成像系统(1)的HF发射系统的高频脉冲串(HF)匹配地待执行的、用于控制所述磁共振成像系统(1)的梯度系统(4)的计划梯度脉冲串(PZ)；‑所确定的计划梯度脉冲串(PZ)确定优化段(EB)，并且为所述优化段(EB)确定计划梯度矩(PGM)；‑为所确定的计划梯度脉冲串(PZ)的段(EB)确定能够实际执行的实际梯度脉冲串(RZ)；a)为所述实际梯度脉冲串(RZ)确定实际梯度矩(RGM)；b)确定在实际梯度矩(RGM)与计划梯度矩(PGM)之间的误差梯度矩差(DGM)；c)修改所述实际梯度脉冲串(RZ)，使得在所述计划梯度矩(PGM)与修改后的实际梯度脉冲串(mRZ)的梯度矩之间的梯度矩差(mDGM)的模被优化。

【技术特征摘要】
2013.07.23 DE 102013214356.71.一种用于优化用于磁共振成像系统(1)的脉冲序列(S)的方法，其中：-接收在时间上与用于控制所述磁共振成像系统(1)的HF发射系统的高频脉冲串(HF)匹配地待执行的、用于控制所述磁共振成像系统(1)的梯度系统(4)的计划梯度脉冲串(PZ)；-接收到的计划梯度脉冲串(PZ)具有优化段(EB)，并且为所述优化段(EB)确定计划梯度矩(PGM)；-为接收到的计划梯度脉冲串(PZ)的优化段(EB)确定能够实际执行的实际梯度脉冲串(RZ)；a)为所述实际梯度脉冲串(RZ)确定实际梯度矩(RGM)；b)确定在实际梯度矩(RGM)与计划梯度矩(PGM)之间的误差梯度矩差(DGM)；c)修改所述实际梯度脉冲串(RZ)，使得在所述计划梯度矩(PGM)与修改后的实际梯度脉冲串(mRZ)的梯度矩之间的梯度矩差(mDGM)的模被优化。2.按照权利要求1所述的方法，其中，重复所述步骤a)至c)，直到在计划梯度矩(PGM)与修改后的实际梯度脉冲串(mRZ)的梯度矩之间的修改后的梯度矩差(mDGM)的模小于预设的差限制值(TGM)，或直到达到重复的最大数量(nMax)。3.按照权利要求1所述的方法，其中，通过大量的控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)构成所述实际梯度脉冲串(RZ)，并且为每个所述控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)分别预设梯度磁场(G)的定义的进程。4.按照权利要求3所述的方法，其中，所定义的进程分别是线性的，并且所述控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)与所述磁共振成像系统(1)的基本时钟信号的整数倍一致。5.按照权利要求3所述的方法，其中，修改多个所述控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)的各自的梯度矩，并且按照与其它修改后的控制段不同的、梯度矩的修改量来改变至少一个控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)。6.按照权利要求5所述的方法，其中，通过结合所述误差梯度矩差(DGM)与分布函数(F)确定各自的修改量，所述分布函数通过将所确定的误差梯度矩差(DGM)分布到各个所述控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)来规定梯度矩的修改量与各个控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)的对应关系。7.按照权利要求6所述的方法，其中，如下构造所述分布函数，使得按照所述优化段(EB)的所述控制段(PS1、PS2、PS3…PSN)的时间顺序，以比时间上位于边界区域的所述控制段(...

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