磁共振控制序列的確定的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于確定磁共振控制序列（AS）的方法，其具有至少一個在第一選擇方向（SR1）上空間選擇性地起作用的第一脈沖布置（PA1，PA1′）和隨后的在第二選擇方向（SR2）上空間選擇性地起作用的第二脈沖布置（PA2，PA2′）。為此采集視景體尺寸參數值（dx，dy，dz），其定義了待激勵的視景體（Vin）的空間伸展。自動地依據在不同的選擇方向（SR1，SR2）上的待激勵的視景體（Vin）的空間伸展的長度比例來規定所述第一選擇方向（SR1）和所述第二選擇方向（SR2）。此外本發明涉及一種用于運行磁共振系統（1）的方法、一種用于確定磁共振控制序列（AS）的控制序列確定裝置（22）以及一種具有這樣的控制序列確定裝置（22）的磁共振系統（1）。
【專利說明】磁共振控制序列的確定
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于確定磁共振控制序列的方法，該磁共振控制序列具有至少一 個在第一選擇方向上空間選擇性地起作用的第一脈沖布置和隨后的在第二選擇方向上空 間選擇性地起作用的第二脈沖布置。此外，本發明還涉及一種用于運行具有這樣的磁共振 控制序列的磁共振系統的方法；一種控制序列確定裝置，用來確定這樣的磁共振控制序列； 以及一種具有這樣的控制序列確定裝置的磁共振系統。
【背景技術】
[0002] 在也稱為磁共振斷層造影系統的磁共振設備中，通常借助基本場磁體系統將待檢 查的身體置于相對高的基本磁場（B。場)，例如1. 5、3或7特斯拉的基本磁場。附加地還借 助梯度系統施加磁場梯度。然后經由高頻發送系統借助合適的天線裝置發送高頻的激勵信 號（HF信號)，這應當導致，通過該高頻場（Bi%)共振地激勵的特定的原子的核自旋以定義 的翻轉角相對于基本磁場的磁力線翻轉。在核自旋弛豫時發射高頻信號，即所謂的磁共振 信號，借助合適的接收天線接收并且然后進一步處理所述磁共振信號。最后從這樣獲取的 原始數據中可以重建期望的圖像數據。
[0003] 對于特定的測量，發送具有待發送的高頻脈沖串和(在層選擇方向上、相位編碼方 向上和讀出方向上具有合適的梯度脈沖的）待與之協調地接通的梯度脈沖串的脈沖序列。 對于成像，在此在序列內的時序尤其是決定性的，即在哪些時間間隔內相繼跟隨哪些脈沖。 通常在所謂的測量協議中定義大量控制參數值，該測量協議事先被建立并且對于特定的測 量例如從存儲器中被調用并且必要時可以由操作人員現場改變，其可以預先給定附加的控 制參數值，諸如要測量的層的堆疊的特定層距離、層厚等。基于所有這些控制參數值然后計 算磁共振控制序列，其也稱為測量序列、"MR序列(磁共振序列)"或簡稱為"序列"。
[0004] 在經典的措施中從對象內部逐層地拍攝圖像。在此分別選擇性地激勵相對薄的 層，通常在1和5_之間的層。通過與高頻激勵脈沖相協調地在層選擇方向上施加梯度，實 現了這樣選擇性的激勵。通過由激勵的高頻脈沖和相關的梯度組成的這樣的脈沖布置實現 了，高頻脈沖僅選擇性地作用于通過梯度確定的區域。在大部分情況下該層選擇方向平行 于所謂的z軸、即斷層造影設備的縱軸、或者說也平行于位于斷層造影設備中的患者的縱 軸延伸。由此一方面通過在一個方向（大多為y方向）上的相位編碼以及通過在第二方向 (大多為X方向)上的讀出編碼進行在層的內部的位置編碼。通過這種方式填充在其中記錄 了原始數據的二維頻率空間，即所謂的k空間。通過二維傅里葉變換從中產生層的圖像。
[0005] 在此期間存在如下可能性，S卩，也要激勵較大的三維體積并且按照三維方法來測 量。在此，在激勵過程中不再是激勵薄的層(通常稱為"薄片（Slice)"）而是激勵相對厚的 層(通常稱為"厚片（Slab)")。但是在拍攝原始數據的情況下必須再次在層選擇方向上位 置分辨地測量這些大多多于1〇_厚度的厚片。這一點通常通過第二相位編碼實現，即在該 方法中在兩個方向上相位編碼地并且在一個方向上讀出編碼地測量，以便以原始數據來填 充三維的k空間并且由此通過三維傅里葉變換產生三維圖像體積。
[0006] 因為在測量期間的相位編碼步驟基本上確定對于原始數據的總采集時間，所以一 方面具有優勢的是，盡可能少的相位編碼步驟就足夠了。另一方面，必須足夠緊密地覆蓋 k空間（S卩，必須進行足夠的采樣)，因為否則會出現混淆。為了足夠密集地采樣，在每個相 位編碼方向上的待激勵的體積的長度應當盡可能短，其中在位置空間中的體積應當完全覆 蓋對象。在層選擇方向上通過厚片的界限來規定體積，即，通過選擇第一脈沖布置可以確 定厚片厚度以及由此在層選擇方向上通過相位編碼要覆蓋的、體積的長度。然而在垂直于 層選擇方向的第二相位編碼方向上通常必須考慮整個對象寬度。為了也在該方向上限制 寬度，建議在層選擇方向上選擇性起作用的具有高頻激勵脈沖的第一脈沖布置之后發送在 第二方向上選擇性起作用的另外的脈沖布置，即具有相應地在第二方向上接通的梯度的重 聚焦脈沖。該也稱為"內部體積重聚焦"的方法例如在〇.八.？6；[1^6找，工(：.!1061111；[1^61·，]^ E. Crooks, L. Kaufman, J. C. Watts 和 M. Arakawa 的"Inner volume MR imaging:technical concepts and their application,，'Radiologyl56, 743 - 747, 1985 中描述。
[0007] 在此，也就是在兩個方向上選擇性地限制視景體（Sichtvolumen)，由此盡管已經 減少了兩個方向上的相位編碼步驟仍可以達到關于偽影或混淆的改善。但是已經表明，特 別是當選擇較大的可視區域時，仍會導致混淆偽影或也導致信號消失，特別是通過脂肪組 織由于化學位移。
【發明內容】
[0008] 本發明要解決的技術問題是，提供一種本文開始部分所述類型的用于確定磁共振 控制序列的方法以及一種相應的控制序列確定裝置，通過其可以進一步降低在圖像中產生 混淆（Einfaltung)的危險。
[0009] 上述技術問題通過按照本發明的方法以及通過按照本發明的控制序列確定裝置 來解決。
[0010] 在按照本發明的方法中，如上面提到的，確定磁共振控制序列，該磁共振控制序列 包括至少一個第一脈沖布置，例如具有對應梯度的厚片激勵高頻脈沖，該第一脈沖布置在 第一選擇方向上，例如層選擇方向上空間選擇性地起作用。即使在3D拍攝方法的情況下在 層選擇方向上進行相位編碼時，該方向為了區別而在下面也被稱為層選擇方向并且經典的 相位編碼方向被稱為相位編碼方向。在該第一脈沖布置之后直接或間接地（即在可能的另 外的脈沖之后）跟隨第二脈沖布置，該第二脈沖布置例如包括重聚焦高頻脈沖和對應的梯 度，其在第二方向上，例如在經典的相位編碼方向上選擇性地起作用。通過這種方式例如可 以實現提到的內部體積重聚焦并且總體上激勵具有在層選擇方向上以及在相位編碼方向 上限制的尺寸的視景體。優選地，第一和第二選擇方向在此彼此正交地設置。
[0011]為此采集視景體尺寸參數值，其定義了在不同方向上的待激勵的視景體的空間伸 展。例如簡單地可以是在層選擇方向上的寬度和在經典的相位編碼方向上的寬度以及必要 時也是在讀出編碼方向內部的寬度，其優選又與另外的兩個方向正交。在此，至少部分地也 通過參考另外的度量規定來定義可視區域的幾何尺寸，例如通過與另外的尺寸的分量或倍 數成比例的尺寸規定，等等。例如可以直接（按mm)給出在X方向上的可視區域的伸展，在 y方向上的尺寸是在X方向上的可視區域的伸展的百分之幾(例如50%)并且在z方向上的 尺寸是在可視區域或在厚片中的層的數量(例如64)，由此通過與在可視區域中待重建的層 圖像的層厚(例如1mm)相乘得出在z方向上的可視區域的厚度(在給出的示例數據的情況 下=64mm)n
[0012] 采集視景體尺寸參數值也被理解為從磁共振系統的另外的組件接收數據，例如借 助用戶界面或從具有數據庫的存儲器單元等。特別地，用戶界面也可以是用于手動輸入這 些數據的圖形用戶界面。
[0013] 按照本發明，然后自動地依據在不同的選擇方向上的待激勵的視景體的空間伸展 的長度比例來規定第一選擇方向和第二選擇方向，即，例如依據在不同方向上的待激勵的 視景體的至少兩個視景體尺寸參數值。在此與迄今的措施不同，按照迄今的措施通常事先 固定地預先給定第一選擇方向和第二選擇方向，例如在控制協議內固定地定義。迄今通常 在那里規定：層選擇方向在Z方向上延伸并且在y方向上的相位編碼方向與z方向垂直，即 在患者的身體的縱向方向上。而在按照本發明的方法的情況下，可以例如僅事先規定可能 的選擇方向，即，哪些方向(例如X、y和Z方向）原則上作為選擇方向提供，而不是在哪個可 能的方向上例如進行層選擇和選擇性地重聚焦。
[0014] 發明人已經確定，嚴格規定第一選擇方向和第二選擇方向，即特別是層選擇方向 和相位編碼方向，不管視景體在各個方向上怎樣延伸，相對經常地導致關于混淆偽影的次 優的結果。隨后還要詳細解釋這一點。然而通過事后才依據待激勵的視景體的尺寸的長度 比例規定第一和第二選擇方向總是可以找到針對當前要求的最優的解決方案，并且由此在 大多數情況下可以完全地避免基于混淆的偽影。
[0015] 按照本發明的用于確定這樣的磁共振控制序列的控制序列確定裝置需要至少一 個用于采集視景體尺寸參數值的輸入接口裝置，該磁共振控制序列具有至少一個在第一選 擇方向上空間選擇性地起作用的第一脈沖布置和隨后的在第二選擇方向上空間選擇性地 起作用的第二脈沖布置，該視景體尺寸參數值定義了待激勵的視景體的空間伸展。此外，控 制序列確定裝置按照本發明需要方向定義單元，其被構造為，自動地依據在待激勵的視景 體的不同的(可能的）選擇方向上的待激勵的視景體的空間伸展的長度比例規定第一和第 二選擇方向。最后，控制序列確定裝置還具有用于在考慮視景體尺寸參數值和規定的第一 選擇方向和第二選擇方向的條件下確定脈沖布置或完整序列的脈沖布置確定單元。
[0016] 此外，控制序列確定裝置應當具有合適的控制序列輸出接口，以便向磁共振斷層 造影系統的另外的控制單元傳送序列。控制序列輸出接口例如可以是將序列傳輸到磁共振 控制裝置以便利用其直接控制測量的接口，但也可以是將數據經由網絡發送和/或存儲到 存儲器中以用于隨后的使用的接口。
[0017] 按照本發明的磁共振系統除了用于發送高頻脈沖的高頻發送裝置還具有用于接 通必要的梯度的梯度系統和控制裝置，該控制裝置被構造為，為了基于預定的磁共振控制 序列實施期望的測量，發送高頻脈沖串并且與之協調地通過梯度系統發送梯度脈沖串。此 夕卜，磁共振系統具有上面描述的控制序列確定裝置，以便以按照本發明的方式確定控制序 列并將其傳送到控制裝置。
[0018] 相應地，在按照本發明的用于按照前面描述的方法運行磁共振系統的方法中確定 控制序列并且然后在使用控制序列的條件下運行磁共振系統。
[0019] 可以以軟件組件的形式構造控制序列確定裝置的主要部件。這尤其涉及方向定義 單元和脈沖布置確定單元。同樣，可以至少部分地以軟件形式構造提到的接口，并且必要時 訪問現有計算機的硬件接口。本發明由此還包括一種計算機程序，其可以直接加載到控制 序列確定裝置的存儲器中，該計算機程序具有程序代碼段，用于當在控制序列確定裝置中 執行程序時實施按照本發明的方法的所有步驟。這樣的適于軟件的實現具有優點，即，也可 以通過執行程序以合適的方式修改迄今的用于確定控制序列的裝置，以便以按照本發明的 方式確定優化的控制序列。
[0020] 從屬權利要求以及隨后的描述包含本發明的特別具有優勢的擴展和構成，其中特 別地一種類型的權利要求也可以類似于另一種權利要求類型的從屬權利要求擴展，并且也 可以組合不同的實施例的特征用于形成其它實施例。
[0021] 如上面已經提到的，按照本發明的方法特別具有優勢的是，第一脈沖布置包括厚 片激勵高頻脈沖并且第二脈沖布置包括重聚焦高頻脈沖，就像例如在用于內部體積重聚焦 的序列的情況下所需的那樣。優選地，在此厚片激勵高頻脈沖的平均目標翻轉角比重聚焦 高頻脈沖的平均目標翻轉角更小。
[0022] 即使按照本發明的方法可以特別有利地應用在用于內部體積重聚焦的序列的情 況，這也不排除按照本發明的方法可以應用在另外的脈沖序列的情況，當依據期望的視景 體的尺寸規定不同的選擇方向時，在該脈沖序列的情況下可以實現特別的優化效果。
[0023] 在本方法的優選的方案中，首先采集第一選擇方向參數，例如層選擇方向參數，即 控制命令，其預先給定哪個可能的空間方向是層選擇方向；和第二選擇方向參數，例如重聚 焦方向參數，其定義了第二選擇方向，即其說明了在哪個另外的空間方向上然后選擇性地 發送重聚焦脈沖或者接通用于重聚焦高頻脈沖的梯度。可以通過用戶界面來采集第一和第 二選擇方向參數，其中使用者精確地預定這些方向。但是通常從協議中讀出這些選擇方向 參數，該協議已經對于各個的控制序列類型預先給定并且僅需由操作人員選擇并且通過設 置特定的另外的參數來改變。當第一選擇方向和第二選擇方向不相應于依據視景體尺寸參 數值預定的條件時，于是自動地改變第一和第二選擇方向參數。換言之，事先規定條件，其 定義了，按照待激勵的視景體的尺寸的哪種依賴關系來選擇第一和第二選擇方向，并且然 后關于該條件檢查所采集的選擇方向參數。當不滿足條件時，相應地改變(例如更換）選擇 方向參數，使得遵循條件。
[0024] 為此控制序列確定裝置優選具有選擇方向參數接口，以便采集定義了第一選擇方 向的第一選擇方向參數和定義了第二選擇方向的第二選擇方向參數。在此例如也可以是提 到的用戶界面或也可以是用于從預定的協議中讀出該數據的接口。控制序列確定裝置此外 具有方向參數檢查單元，其檢查，第一選擇方向和第二選擇方向是否相應于依據視景體尺 寸參數值預定的條件；以及方向參數改變單元，當第一和第二選擇方向不相應于預定的條 件時，該方向參數改變單元自動地改變第一和第二選擇方向參數。
[0025] 該措施具有優點，S卩，在迄今已經使用的協議中根本不需要改變。也可以以與迄今 相同的方向進行所有使用者輸入并且整個方法在后臺全自動地運行，而不會被使用者察覺 至IJ。特別地在此存在如下優點：通常在維度"讀出方向"和"相位編碼方向"中顯示2D圖像。 在3D測量的情況下層選擇方向也是越過圖像堆疊的維度。但在軸或選擇方向改變的情況 下以按照本發明的方式對于使用者的觀察角度保持不變，即，例如矢狀的拍攝保持矢狀的 拍攝且不改變。該方法然后僅示出了，基于優化的方向選擇的圖像數據相應地具有少的偽 影。
[0026] 已經表明，在內部體積重聚焦方法中特別具有優勢的是，將第二選擇方向，即重聚 焦脈沖選擇性地起作用的方向，設置為視景體的最小伸展的方向。換言之，這樣進行方向選 擇，使得重聚焦高頻脈沖和對應的梯度選擇在期望的視景體的最小寬度的方向上的體積。
[0027] 只要，如前面描述的，例如從協議中采集層選擇方向參數和重聚焦方向參數并且 然后關于選擇的條件對其進行檢查，則這意味著，當所采集的層選擇方向參數和所采集的 重聚焦方向參數這樣定義第一和第二選擇方向，使得第二選擇方向比第一選擇方向位于視 景體的更長的伸展方向上時，則交換第一選擇方向和第二選擇方向。
[0028] 選擇方向的該條件或選擇是具有優勢的，因為在內部體積重聚焦方法的情況下重 聚焦脈沖通常必須比厚片激勵高頻脈沖達到明顯更高的目標翻轉角。即，通常對于厚片激 勵高頻脈沖預先給定90°的平均目標翻轉角，而隨后的重聚焦脈沖最優地具有180°的平 均目標翻轉角，但在這種情況下也可以稍微降低，例如降低到在145°和180°之間的值。 也就是在極限情況下重聚焦高頻脈沖具有幾乎為厚片激勵高頻脈沖的雙倍那么高的目標 翻轉角。為了實現這樣高的目標翻轉角，重聚焦高頻脈沖必須具有相應高的振幅。另一方 面，高頻振幅受到技術系統和/或受到SAR條件（SAR=Specific Absorption Rate,患者的 最大允許的高頻負荷)限制。為了在受限制的振幅的情況下仍能實現期望的目標翻轉角，因 此重聚焦高頻脈沖必須在時間上延伸，即變得相對長。因為脈沖的帶寬又與脈沖持續時間 成反比，所以該長的脈沖持續時間導致了重聚焦高頻脈沖的降低的帶寬。但是帶寬又確定 了對于待激勵或待聚焦的層的特定的厚度所需的梯度強度。帶寬越小，則為空間選擇而引 入的梯度的振幅就越小，以便激勵或重聚焦相同的空間寬度。另一方面，層選擇梯度越小， 則基本磁場的不均勻性的可能性和化學位移越大。這些條件組合地最終導致，在內部體積 重聚焦方法的情況下恰好在重聚焦方向上(在該重聚焦方向上由于低的梯度振幅而存在對 于^不均勻性和化學位移效果的明顯更高的靈敏度)發生在圖像數據中的脂肪信號的不期 望的混淆和/或水信號消失偽影。也就是借助按照本發明的方法尤其可以確保，重聚焦脈 沖在如下方向上層選擇性地起作用，該方向具有通過操作人員規定的、待激勵的視景體的 最小伸展。由此可以比在較大的體積寬度方向上重聚焦的情況下選擇稍微更高的梯度振 幅，從而降低對于氏不均勻性和化學位移的靈敏度。因此降低了由于脂肪組織的混淆引起 的偽影的危險。
[0029] 因此該措施是特別有意義的，因為通常操作人員在內部體積重聚焦的情況下在z 方向上選擇比在與之垂直的相位編碼方向上更短的可視區域。這在于，其習慣于具有薄層 的通常的層激勵方法的措施。另一方面，在通常的協議中規定在z方向上的層選擇方向和 在經典的相位編碼方向（大多為y方向）上的重聚焦方向。這在大部分情況下導致了，計算 出的、其中重聚焦高頻脈沖應當選擇性地起作用的那個方向是具有較長的尺寸的方向中的 一個。通過所描述的過程現在可以無需改變現有的協議并且無需通過操作人員影響可視 區域尺寸的選擇，就達到了具有改善的圖像數據結果的最優位置，也就是，當不遵循該條件 時，簡單地通過插入具有空間方向條件的檢查和必要時方向的自動改變的所述方法步驟。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030] 下面對照所附的附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。附圖中：
[0031] 圖1示出了按照本發明的磁共振系統的實施例的示意圖，
[0032] 圖2示出了借助內部體積重聚焦序列可選擇的可視區域的示例的示意圖，
[0033] 圖3示出了在對檢查對象俯視的情況下用于解釋在檢查對象中在3D激勵的情況 下視景體的通常選擇的示意圖，
[0034] 圖4示出了如圖3那樣的視景體的示意圖，但是現在是在穿過檢查對象的截面視 圖中，
[0035] 圖5示出了在選擇方向的通常選擇的情況下內部體積重聚焦序列的示例的序列 圖，
[0036] 圖6示出了用于確定控制序列的按照本發明的方法的可能的流程的流程圖，
[0037] 圖7示出了在選擇方向的按照本發明最優地選擇的情況下內部體積重聚焦序列 的不例的序列圖。
【具體實施方式】
[0038] 圖1粗略示意性示出了按照本發明的磁共振設備1。其一方面包括具有位于其中 的檢查空間8或患者隧道的實際的磁共振掃描器2。臥榻7可以在該患者隧道8中來回移 動，從而可以將在其上放置的患者〇或受試者在檢查期間放置到磁共振掃描器2內的相對 于在其中布置的磁體系統和高頻系統的特定位置或者也可以在測量期間將其在不同的位 置之間移動。
[0039] 屬于磁共振掃描器2的組件的在此是基本場磁體3、具有用于產生在x、y和z方向 上的磁場梯度的磁場梯度線圈的梯度系統4以及全身高頻線圈5。在X、y和z方向上（空 間坐標系）的磁場梯度線圈可以獨立于彼此地控制，從而通過預定的組合可以施加在任意 邏輯空間方向上的梯度，例如在層選擇方向上、在相位編碼方向上或在讀出方向上，其不與 空間坐標系的軸平行。可以通過全身線圈5來接收在檢查對象0中感應出的磁共振信號， 利用該全身線圈通常也發送用于感應磁共振信號的高頻信號。但是通常利用帶有例如在患 者0上或下放置的局部線圈(在此僅示出了多個局部線圈中的一個)的局部線圈裝置6來接 收該信號。所有這些組件基本上由專業人員所公知并且因此在圖1中僅粗略示意性示出。
[0040] 磁共振掃描器2的組件可以由控制裝置10來控制。在此其可以是控制計算機，其 也可以由多個(必要時也空間分離的并且經由合適的電纜等相互連接的）單個計算機組成。 經由終端接口 17將該控制裝置10與終端20連接，操作人員可以通過該終端控制總的設備 1。在該情況下該終端20具有帶有鍵盤、一個或多個顯示屏以及諸如鼠標等的其它輸入設 備的計算機21或該終端被構造為這樣的計算機21，以便向操作人員提供圖形的用戶界面。
[0041] 控制裝置10具有梯度控制單元11，該梯度控制單元又可以由多個子組件組成。通 過該梯度控制單元11利用控制信號按照梯度脈沖序列GS接通單個的梯度線圈。在此如上 面描述的那樣是在測量期間在恰好設置的時間位置上并且以恰好設置的時間走向來設置 的梯度脈沖。
[0042] 控制裝置10還具有高頻發送單元12,以便將高頻脈沖分別按照控制序列AS的預 定的高頻脈沖序列HFS饋入到全身高頻線圈5中。高頻脈沖序列HFS包括上面提到的激勵 和重聚焦脈沖。然后借助局部線圈裝置6實現磁共振信號的接收，并且由HF接收單元13 讀出并處理該從中接收的原始數據RD。磁共振信號以數字形式作為原始數據向重聚焦單 元14傳輸，該重聚焦單元由此重建圖像數據BD并且將其存儲到存儲器16中和/或經由接 口 17向終端20傳送，從而操作人員可以觀察其。圖像數據BD也可以經由網絡NW在另外 的位置上存儲和/或顯示和分析。替換地，也可以通過局部線圈裝置發送高頻脈沖序列和 /或可以由全身高頻線圈接收磁共振信號(未示出）。
[0043] 經由另外的接口 18將控制命令傳送到磁共振掃描器2的另外的組件，諸如臥榻7 或基本場磁體3,或者接收測量值或其它信息。
[0044] 梯度控制單元11、HF發送單元12和HF接收單元13分別協調地通過測量控制單 元15來控制。其通過相應的命令負責：發送脈沖序列的期望的梯度脈沖序列GS (即梯度 脈沖的序列）和高頻脈沖序列HFS。此外必須負責的是，在合適的時間點通過HF接收單元 13讀出并進一步處理在局部線圈裝置6的局部線圈上的磁共振信號，即必須設置讀出窗， 方法是例如將HF接收單元13的ADC切換到接收。同樣，測量控制單元15控制接口 18。
[0045] 然而這樣的磁共振測量的基本流程和提到的用于控制的組件由專業人員公知，從 而在此不進一步詳細描述其。此外，這樣的磁共振掃描器2以及相關的控制裝置還可以具 有多個另外的組件，其在此同樣不詳細解釋。在此要指出的是，磁共振掃描器2也可以不同 地構造，例如具有側面開口的患者空間，或者被構造為在其中僅能定位身體部位的較小的 掃描器。
[0046] 為了開始測量，操作人員通常可以經由終端20從存儲器16中選擇為該測量設置 的控制協議P，在該存儲器中存儲了大量用于不同的測量的控制協議P。該控制協議P包含 用于各個測量的不同的控制參數值SP等。這些控制參數值SP例如包括序列類型、用于各 個高頻脈沖、回波時間、重復時間的目標磁化、不同的選擇方向等。同樣，在此已經能夠預先 給定層厚、分辨率、層的數量或在(特別是內部體積方法的）三維激勵的情況下厚片厚度或 視景體的另外的尺寸。所有這些參數值都可以在調用用于接收的協議的情況下向操作人員 提供并且也可以借助用戶界面任意地改變這些值并且與當前的檢查任務相匹配。
[0047] 此外，操作人員也可以不從存儲器16中而是通過網絡NW例如從磁共振設備的制 造商以相應的控制參數值SP調用控制協議，并且然后如隨后描述的那樣使用。
[0048] 基于控制參數值SP (包括選擇的視景體尺寸參數）確定控制序列AS，按照該控制 序列最后通過測量控制單元15控制其余的組件。控制序列AS在此在作為終端20的部件 示出的控制序列確定裝置22中被計算，并且經由控制序列輸出接口 25向磁共振掃描器2 的控制裝置10傳送。下面進一步解釋控制序列確定裝置22及其各個組件的精確的工作原 理。
[0049] 如上面已經解釋的那樣，在內部體積重聚焦方法中通過巧妙地選擇具有與之相適 應地接通的梯度的厚片激勵高頻脈沖以及具有在與第一方向垂直的方向上的、同樣相關的 梯度的隨后的重聚焦高頻脈沖激勵在兩個選擇方向上受限制的視景體V in。這一點例如在圖 2中示出。視景體Vin (也稱為"內部體積"或通常也稱為"視野"或簡稱為"FoV"）在此通過 在選擇性地通過厚片激勵高頻脈沖激勵的體積ES與選擇性地通過重聚焦高頻脈沖激勵的 重聚焦層RS之間的相交區域給出。在第三方向上通過讀出編碼來限制該內部體積V in。
[0050] 可以任意地設置第一層選擇方向SRi和第二層選擇方向SR2本身。但通常通過協 議來規定這些方向，其中通過厚片激勵高頻脈沖進行層選擇的第一選擇方向SRi大多在z 方向上延伸，并且第二選擇方向SR2與之垂直地在y方向上延伸。規定了選擇方向SRpSI^ 的、相應的層選擇方向參數SRP (作為第一選擇方向參數）和重聚焦方向參數RRP (作為第 二選擇方向參數)通常與另外的控制參數SP-起，例如如圖1所示的那樣，經由接口 24(其 就此而言也構成選擇方向參數接口 24)由控制序列確定裝置22接收。通過具有所屬的圖 形用戶界面的終端20的計算機21，操作人員還可以規定視景體尺寸參數值dx、dy、dz，即， 視景體V in的長度、寬度和高度。必要時也已經通過在協議P中的控制參數SP定義了相應 的參數，并且操作人員可以修改視景體尺寸參數值dx、dy、dz。通過合適的接口裝置23,控 制序列確定裝置22可以接收該視景體尺寸參數值dx、dy、dz。
[0051] 在圖3和圖4中示出了對于在粗略示意性示出的患者0的上身內部的典型的視景 體Vin的示例。上身通常在z方向上，即在斷層造影設備的縱軸方向上延伸。圖3在此示出 了上身的從上來看的俯視圖，并且圖4示出了與z方向垂直的截面。操作人員可以借助用 戶界面輸入視景體V in的尺寸，即在z方向上的寬度dz、在y方向上的寬度dy和在X方向 上的寬度dx。為此通常在計算機21的顯示器上向其顯示概覽圖，并且操作人員可以借助圖 形用戶界面標出視景體V in，從而自動地產生合適的視景體尺寸參數值dx、dy、dz，其相應于 在概覽顯示中選擇的區域。如也在圖3和圖4中示出的，大部分操作人員基于歷史原因這 樣選擇視景體V in，使得在z方向上相對窄并且在y和X方向上明顯更長。這一點基于，操 作人員經典地通過常規的多薄片應用（Multislice-Anwendung)來選擇各個薄的層，在這些 層中分別產生圖像，其中其習慣于，產生與z軸垂直的截面圖像。但實際上在三維激勵的情 況下完全不需要這樣選擇視景體V in的尺寸，而是厚片同樣會良好地處于與z軸平行，即具 有在y軸上的最小寬度。
[0052] 但如果以常規的方式在z和y的方向上這樣選擇視景體尺寸參數值dz、dy，使得 在z方向上的寬度比在y方向上的寬度更小，并且同時，如其在迄今的協議中設置的那樣， 在z方向上設置第一選擇方向S&并且在y方向上設置第二選擇方向SR 2，貝U這大多導致了， 在發送重聚焦高頻脈沖的情況下必須極其小地選擇在第二選擇方向SR2上的梯度振幅，以 便實現關于視景體V in的整個寬度dy的足夠采樣。
[0053] 圖5示出了用于相應的具有內部體積重聚焦的3D快速自旋回波序列（TSE序列） AS'的序列圖。在該脈沖圖中以通常的方式關于時間t示出了高頻脈沖和讀出窗以及在不 同的上下布置的時間軸上與之調協的待接通的梯度。在此圖5僅示出了脈沖序列AS'的開 頭。
[0054] 在上面的時間軸上在此示出了高頻脈沖HFS、HFK以及讀出窗A、W 2、W3，在位于其 之下的時間軸上示出了在讀出方向上的梯度脈沖GRp GR2、GR3、GR4，在第三時間軸上示出 了在經典的相位編碼方向上的梯度脈沖GP/、GP 2'、GP3'、GP/、GP5'、GP6'、GP/、 GP8'、GP9'、GP1(/，并且在最下面的時間軸上示出了在層選擇方向(在此為z)上的梯度脈 沖 GS/、GS2，、GS3，、GS/、GS5，、GS6，、GS/、GS 8，、GS9，、GS1(/、GSn，。
[0055] 如在該脈沖圖中可以看到的那樣，由厚片激勵高頻脈沖HFS和平行地在層選擇方 向上接通的梯度GS 2'組成的第一脈沖布置PA/負責選擇性地激勵在層選擇方向上的層， 即在此是z方向上的層。在該梯度脈沖GS^之前接通的梯度脈沖GS/是擾相器，以便對前 面激勵的剩余信號散相。梯度脈沖GS 3'、GS/是散相器。通過層選擇梯度GS2'對信號(例 如通過每個梯度）散相，并且必須在層選擇之后再次散相。通常成立的是，梯度脈沖GS 3'、 GS/總共具有梯度脈沖GS2'的面積的一半。因為梯度脈沖GS/在重聚焦高頻脈沖之后 到來，所以其具有與梯度脈沖GS 3'不同的符號。
[0056] 然后發送具有重聚焦高頻脈沖HFK的第二脈沖布置PA2'，該重聚焦高頻脈沖伴隨 著在相位編碼方向，即在此是在y方向上的平行的梯度脈沖GP，。在相位編碼方向上的該 梯度GP2'負責，重聚焦高頻脈沖也選擇性地起作用。由此，如圖2所示的那樣，可以將另外 的編碼限制到內部體積V in。在此這樣選擇第一脈沖布置PA/和第二脈沖布置PA2'，特別 是梯度脈沖GS，、GP，，使得可視區域或內部體積V in的尺寸在各自的方向上恰好相應于 由使用者預定的尺寸。
[0057] 在讀出方向上的另外的梯度脈沖GRpGRyGRyGl具有如下功能：梯度脈沖是 散相器。通過該脈沖首先對信號散相，以便然后在讀出窗（Read Out)期間變得散相。由此， 信號最大值恰好在讀出窗的中心產生。梯度脈沖GR2、GR3、GR4是正常的讀出梯度。
[0058] 在相位編碼方向上的梯度脈沖GP/、GP，是圍繞重聚焦脈沖HFK布置的擾相器 和散相器，以便避免FID偽影。
[0059] 在相位編碼方向上的另外的梯度脈沖GP/、. . .、GP1(/是正常的相位編碼梯度。 同樣，在層選擇方向上的另外的梯度脈沖GS，、...、GSi/是在層選擇方向上的正常的相 位編碼梯度。
[0060] 如從圖5中可以看出的那樣，重聚焦高頻脈沖HFK比厚片選擇高頻脈沖HF S明顯更 長。這一點的原因在于，在重聚焦的情況下使用比在厚片激勵的情況下明顯更高的目標翻 轉角，即從145°至180°，在該厚片激勵的情況下目標翻轉角90°足以。然而因為出于不 同的原因，例如系統引起的氏限制和/或SAR原因，不能任意提高重聚焦高頻脈沖HF K的振 幅，所以必須將其相應地延長。出于上面提到的原因這一點尤其也結合內部體積或可視區 域Vin在y方向上的明顯更寬的尺寸（如其已經根據圖4解釋的，其大多由操作人員預先給 定)導致了，必須極其小地選擇在相位編碼方向上，即在y方向上的梯度脈沖GS 2'。這又導 致了關于仏不均勻性的高的靈敏度和由于化學位移的效應，從而提高了通過脂肪組織引起 的混淆偽影的概率。
[0061] 為了避免該問題，在按照本發明的方法中確保，自動地依據待激勵的視景體Vin的 尺寸的長度比例來選擇第一選擇方向31^和第二選擇方向SR 2。為此足夠的是，將附加的方 法步驟引入通常的用于基于(其由協議預先給定的)控制參數SP和基于(如由使用者確認或 預先給定的）視景體尺寸參數值dx、dy、dz建立控制序列AS的方法中。
[0062] 下面結合圖6解釋這一點。在第一步驟I中以通常的方式采集，例如從協議中接 收層選擇方向參數SRP (即在此是厚片選擇方向參數）和重聚焦方向參數RRP，并且此外還 采集視景體尺寸參數值dx、dy、dz。這一點在按照圖1的實施例中如已經提到的那樣借助 接口 23和24實現。
[0063] 然后將這些數據傳送到方向定義單元26。該方向定義單元26具有方向參數檢查 單元27,其檢查，第一選擇方向31^和第二選擇方向SR 2是否相應于關于視景體尺寸的預定 的條件。這在圖6中在方法步驟II中示出。具體地在此檢查，在經典的相位編碼方向，即 在y方向上的寬度或視景體尺寸參數值dy是否大于在經典的厚片選擇方向，即在Z方向上 的寬度或視景體尺寸參數值dz。此外還檢查，是否這樣選擇層選擇方向參數SRP，使得其同 樣位于z方向。如果給出該經典的組合，S卩如果通過使用者這樣選擇視景體V in的尺寸并且 通過協議這樣定義第一選擇方向SRi和第二選擇方向SR2，使得重聚焦高頻脈沖HF K必須比 厚片激勵高頻脈沖HFS在視景體Vin的更長伸展的方向上選擇性地起作用（分支"y")，則在 步驟III中負責：這樣改變層選擇方向參數SRP和重聚焦方向參數RRP，使得此時層選擇在 y方向上延伸并且重聚焦方向在z方向上延伸。由此自動地確保，厚片激勵高頻脈沖HFsS 后必須在y方向上，即在經典的相位編碼方向上選擇性地起作用，并且重聚焦高頻脈沖HFK 僅還在層選擇方向上，即在z方向上起作用。例如可以在方向定義單元26的方向參數改變 單元28中實施選擇方向參數SRP和重聚焦方向參數RRP的該交換，該方向參數改變單元獲 得來自于方向參數檢查單元27的結果。
[0064] 如果在步驟II中的檢查中證實了，不滿足兩個條件中的一個，則假定，操作人員 已經這樣(隨機)選擇了視景體v in，使得在z方向上的尺寸總是大于在y方向上的尺寸。在 該情況下(分支"η"）不必改變或交換選擇方向參數SRP和重聚焦方向參數RRP。
[0065] 利用這樣的自動優化的選擇方向參數SRP和重聚焦方向參數RRP可以通過常規的 方向來計算控制序列AS。
[0066] 控制序列的計算在此在脈沖布置確定單元29中進行。
[0067] 圖7示出了具有與圖5中的控制序列AS'類似的控制序列AS的相應的脈沖圖， 但是其中此處通過按照本發明的方法如下地優化了第一脈沖布置P4和第二脈沖布置PA 2， 使得在考慮由使用者選擇的、視景體Vin的尺寸的條件下選擇第一選擇方向SRi和第二選擇 方向SR 2。這已經導致了，現在平行于厚片激勵高頻脈沖HFS不再發送在層選擇方向，即在z 方向上的梯度，而是取而代之發送在經典的相位編碼方向，即y方向上的梯度脈沖GPlt)由 此也就是，僅需實現明顯較低的目標翻轉角的厚片激勵高頻脈沖HF S在此必須在視景體Vin 的較長的伸展方向上(參見圖4在y方向上的伸展與圖3中在z方向上的視景體Vin的伸展 成比例)選擇性地起作用。但這是不成問題的，因為厚片激勵高頻脈沖HF SR需實現90°的 目標翻轉角。與之相反，這樣選擇控制序列AS的第二脈沖布置PA2，使得平行于重聚焦高頻 脈沖HF K現在發送在層選擇方向，即在z方向上的梯度脈沖GS3。重聚焦高頻脈沖HFK在此 僅必須在較小的伸展dz上選擇性地起作用。這導致了，在層選擇方向z上的相應的梯度脈 沖GS 3可以比在常規的在相位編碼方向上要接通的梯度脈沖GP，（參見圖5)的情況更高 地選擇。總之由此保證，控制序列AS相對于仏不均勻性以及特別是相對于化學位移變得 不敏感，從而能夠以較高的概率避免混淆偽影。
[0068] 在圖7中在讀出方向上的梯度脈沖GRpGRyGRyGI^又具有與在上面對圖5所描述 的相同的功能。同樣，在相位編碼方向上的梯度脈沖GP 2、GP^以及梯度脈沖GS/、GS/、 GS/，類似于上面的解釋，又用作擾相器或散相器。在相位編碼方向上的另外的梯度脈沖 GP/ .....GP1(/以及在層選擇方向上的另外的梯度脈沖GS5' .....GSn'又是正常的相 位編碼梯度。
[0069] 在此要指出的是，當然也可以在考慮第三方向，即讀出方向的條件下進行優化。為 此僅須相應地變換方法步驟II和III，其中優選地確保，總是這樣設置讀出方向，使得其相 應于由使用者選擇的視景體的最長尺寸，因為在讀出方向上幾乎不花費時間用于相應地提 高采樣。
[0070] 該方法的特別的優點在于，僅須給迄今的方法補充圖6中所示的方法步驟II和 III，并且此外在方法中或在現有的協議中不必實施另外的改變。該方法還具有如下優點， 艮P，不需要附加的硬件。原則上可以將其應用到所有迄今公知的MR設備，也就是既應用到 僅具有一個發送通道的系統也應用到PTX系統。
[0071] 最后還要再次指出的是，前面詳細描述的方法和結構是實施例，并且也可以在寬 的范圍內由專業人員改變基本原理，而不脫離通過權利要求預先給定的本發明的范圍。由 此控制序列確定裝置22例如可以不是在終端上而是作為控制裝置10本身的部件實現，特 別地也可以作為測量控制單元15的組件實現。同樣，控制序列確定裝置也可以在單獨的計 算系統上實現，該計算系統例如經由網絡NW與磁共振設備1相連。出于完整性起見還要指 出的是，不定冠詞"一"或"一個"的使用，不排除有關的特征也能多次出現。同樣，概念"單 元"和"模塊"不排除其由多個組件組成，其必要時也可以空間地分布。
【權利要求】
1. 一種用于確定磁共振控制序列（AS)的方法，該磁共振控制序列具有至少一個在第 一選擇方向（SRJ上空間選擇性地起作用的第一脈沖布置（PApPA/ )和隨后的在第二選擇 方向（SR2)上空間選擇性地起作用的第二脈沖布置（PA2，PA 2')，其中，采集視景體尺寸參數 值（dx，dy，dz)，該視景體尺寸參數值定義了待激勵的視景體（Vin)的空間的伸展，并且然后 自動地依據在不同的選擇方向（SRi，SR 2)上的待激勵的視景體（Vin)的空間的伸展的長度比 例來規定所述第一選擇方向（SRJ和所述第二選擇方向（SR 2)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一脈沖布置（PApPA/ )包括厚片激勵高 頻脈沖（HFS)并且所述第二脈沖布置（PA2, PA2')包括重聚焦高頻脈沖（HFK)，并且其中，所 述厚片激勵高頻脈沖（HF S)的目標翻轉角小于所述重聚焦高頻脈沖（HFK)的目標翻轉角。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，采集定義了第一選擇方向（SRi)的第一選擇 方向參數（SRP)和定義了第二選擇方向（SR 2)的第二選擇方向參數（RRP)，并且當所述第一 選擇方向（SRJ和所述第二選擇方向（SR2)不相應于依據在不同的選擇方向（SRp SR2)上的 待激勵的視景體（Vin)的空間的伸展的長度比例預定的條件時，自動地改變所述第一選擇方 向參數（SRP)和所述第二選擇方向參數（RRP)。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，將所述第二選擇方向（SR2)設置為 視景體（Vin)的最小的伸展（dz)的方向。
5. 根據權利要求3和4所述的方法，其中，當所采集的第一選擇方向參數（SRP)和所采 集的第二選擇方向參數（RRP)這樣定義第一和第二選擇方向（SRp SR2)，使得所述第二選擇 方向（SR2)比所述第一選擇方向（SRJ位于視景體（V in)的更長的伸展的方向上時，交換所 述第一選擇方向（SRJ和所述第二選擇方向（SR2)。
6. -種用于運行磁共振系統（1)的方法，其中，首先在根據權利要求1至5中任一項所 述的方法中確定磁共振控制序列（AS)并且然后在使用該磁共振控制序列（AS)的條件下運 行所述磁共振系統（1)。
7. -種用于確定磁共振控制序列（AS)的控制序列確定裝置（22)，該磁共振控制序列 包括至少一個在第一選擇方向（SRJ上空間選擇性地起作用的第一脈沖布置（PApPA/ )和 隨后的在第二選擇方向（SR2)上空間選擇性地起作用的第二脈沖布置（PA2, PA2')，該控制 序列確定裝置具有： -輸入接口裝置（23)，用于采集視景體尺寸參數值（dx，dy，dz)，該視景體尺寸參數值 定義了待激勵的視景體（Vin)的空間的伸展， -方向定義單元（26)，其被構造為，自動地依據在不同的選擇方向（SRp SR2)上的待激 勵的視景體（Vin)的空間的伸展的長度比例規定第一選擇方向（SRP和第二選擇方向（SR2)， -脈沖布置確定單元（29)，用于在考慮視景體尺寸參數值（dX，dy，dz)和所規定的第一 選擇方向（SRJ和第二選擇方向（SR2)的條件下確定脈沖布置（PApPA/，PA2，PA 2')。
8. 根據權利要求7所述的控制序列確定裝置（22)，具有： -選擇方向參數接口（24)，用于采集定義了第一選擇方向（SRJ的第一選擇方向參數 (SRP)和定義了第二選擇方向（SR2)的第二選擇方向參數（RRP)， -方向參數檢查單元（27 )，其檢查，所述第一選擇方向（SRi)和所述第二選擇方向（SR2) 是否相應于依據在不同的選擇方向（SRi，SR2)上的待激勵的視景體（Vin)的空間的伸展的長 度比例預定的條件，和 -方向參數改變單元（28)，當所述第一選擇方向（SRJ和所述第二選擇方向（SR2)不相 應于所述預定條件時，該方向參數改變單元自動地改變所述第一選擇方向參數（SRP)和所 述第二選擇方向參數（RRP)。
9. 一種磁共振系統（1 )，具有高頻發送裝置（6)、梯度系統（4)和控制裝置（15)，該控制 裝置被構造為，為了基于預定的磁共振控制序列（AS)實施期望的測量，發送高頻脈沖串并 且與之協調地通過梯度系統發送梯度脈沖串（GP)， 其特征在于根據權利要求7或8所述的控制序列確定裝置（22)，用于確定磁共振控制 序列并將其傳送到所述控制裝置（15)。
10. -種計算機程序，其能夠直接加載到控制序列確定裝置（22)的存儲器中，該計算 機程序具有程序代碼段，用于當在所述控制序列確定裝置（22)中執行程序時實施根據權利 要求1至7中任一項所述的方法的所有步驟。
【文檔編號】G01R33/54GK104122519SQ201410161995
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2013年4月24日
【發明者】D.保羅 申請人:西門子公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
