[发明专利]用于磁共振成像系统的脉冲序列的优化

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，使该偏差最小化。

根据本发明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，在根据本发明的方法中，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，在本发明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。