磁共振裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁共振裝置，其具有計算裝置，該計算裝置被構造為在至少一個控制通道上分別輸出從值序列中生成的控制信號以用于分別控制磁共振裝置的至少一個部件。
【背景技術】
[0002]對于磁共振裝置中的控制和測量任務使用復雜的控制裝置，其包括用于提供用戶接口和用于數(shù)據(jù)管理以及用于執(zhí)行離線計算運算的計算機，該計算機又控制多個其它智能計算單元，這些計算單元包括處理器、FPGA或ASIC并且在硬實時中執(zhí)行特定于應用的計算。這些其它智能計算裝置被構造為PC插入卡或者單獨的模塊。
[0003]這些其它智能計算裝置尤其用于時間合適地控制梯度電流和提供頻率特定的合成器和頻率特定的振蕩器以用于生成激勵脈沖。其它計算裝置還包括用于處理模數(shù)轉換器的數(shù)據(jù)流，尤其用于處理磁共振信號的處理器。
[0004]為了控制梯度電流，尤其計算諸如數(shù)字渦流補償?shù)幕谔荻鹊难a償方法的和用于延遲梯度的特定于軸的補償?shù)挠糜趚、y和z軸的梯度支持點(GradientenstUtzstellen)。測量值的ADC數(shù)據(jù)流的處理包括大量計算量大的任務，尤其是在使用NC0 (數(shù)字控制的振蕩器)輸出信號的條件下的測量數(shù)據(jù)的頻率轉換、濾波和減小測量數(shù)據(jù)的采樣率，按照測量通道分類ADC數(shù)據(jù)和將ADC數(shù)據(jù)提供至計算機。
[0005]具有各個任務的高計算要求的硬實時的要求的組合，S卩，要求其它計算裝置的、低于半采樣間隔(優(yōu)選為了產(chǎn)生無失真的信號而顯著低于半采樣間隔)的反應時間，需要大計算量的和由此非常昂貴的其它計算裝置?；趯崟r要求，對于這些任務不能使用經(jīng)典的可編程計算機，因為即使在使用實時操作系統(tǒng)時也達不到所要求的硬實時。

【發(fā)明內容】

[0006]因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種磁共振裝置，在該磁共振裝置中降低控制部件的復雜度和由此還降低制造成本。
[0007]上述技術問題根據(jù)本發(fā)明通過開頭提及類型的磁共振裝置來解決，其中，磁共振裝置包括緩沖裝置，其包括至少一個讀取控制裝置以及對于每個控制通道包括控制緩沖存儲器，其中在計算裝置上運行的軟件被構造為，根據(jù)預先給定的參數(shù)確定值，并且將其寫入控制緩沖存儲器，并且其中讀取控制裝置被構造為，以從與計算裝置無關地預先給定的時鐘中導出的讀時鐘從控制緩沖存儲器讀取值，并且將其輸出至相應的部件，其中對于控制緩沖存儲器中的每個而言讀取的順序相應于寫入的順序。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提出了，通過在可編程的計算裝置、即常見的計算機上運行的軟件替代滿足硬實時控制和測量任務的通常使用的其它智能計算裝置的至少一部分。在計算裝置上可以運行有實時能力或沒有實時能力的運行系統(tǒng)。在此已知的是，市場上常見的PC和服務器具有越來越多的處理器和/或每個處理器具有越來越多的計算核心并且各個計算核心越來越有效率。由此，現(xiàn)代計算裝置的計算功率足以在很大程度上通過在計算裝置上運行的軟件執(zhí)行磁共振裝置中的控制和測量任務。在此成問題的是，即使有實時能力的運行系統(tǒng)在對于運行磁共振裝置所需的時間標度上也不允許硬實時，尤其不允許以采樣間隔的小的改變實現(xiàn)采樣精確地輸出或采集數(shù)據(jù)。如果例如計算激勵脈沖并且時間上延遲地輸出激勵脈沖的各個支持點，則激勵脈沖的頻譜將失真。因此沒有激勵檢查對象的正確區(qū)域，這導致不可用的或者至少定性地明顯變差的測量。
[0009]該問題根據(jù)本發(fā)明通過如下解決，S卩，設置一種緩沖裝置，其對于每個控制通道包括控制緩沖存儲器?？刂仆ǖ老鄳谛畔⑼ǖ?，通過其將控制信號傳輸至部件，即例如信號導線或者數(shù)字總線?？刂凭彌_存儲器是先進先出(FIFO)緩沖器。隨著讀時鐘的每個時鐘，通過讀取控制裝置分別從控制緩沖存儲器中讀取值并且將其輸出至相應的部件。由此，按照預先給定的時間順序，即以讀時鐘，將存儲在控制緩沖器中的值相繼輸出，以便生成控制信號。控制信號由此首先由具有預先給定的時鐘的各個數(shù)字的值的序列構成。根據(jù)待控制的部件的類型，在此可以進行隨后的數(shù)模轉換。
[0010]進行值的預先給定，方法是，軟件根據(jù)預先給定的參數(shù)計算值，并且將其寫入控制緩沖存儲器。預先給定的參數(shù)在此通過用戶預先給定，對于特定的檢查方法存儲在預先給定的參數(shù)文件中，預先給定為軟件的部分，等等。
[0011]通過使用緩沖裝置實現(xiàn)了，用于計算裝置的實時要求還相應于軟實時，也就是系統(tǒng)僅需在該時間單元中實時提供作為控制信號待輸出的值。如所闡述的，現(xiàn)代的計算裝置已經(jīng)快至足以保證這一點。計算裝置由此還僅需保證緩沖器的足夠的填充率，并且讀時鐘提供了精確的時間控制。
[0012]為了實現(xiàn)高測量質量，磁共振裝置中的控制和測量過程的時鐘必須高度精確。為了實現(xiàn)這一點，根據(jù)本發(fā)明使用計算與裝置無關地預先給定的時鐘。該時鐘例如可以通過振蕩晶體預先給出，其被保持在定義的溫度上。與計算裝置無關地預先給定的時鐘例如可以提供10MHz信號，也就是具有100ns間隔的時鐘。提供用于生成具有這樣高的頻率的控制信號的值將對計算裝置提出很高的要求，并且該要求對于常見的測量方法不是必須的。例如可以將具有ΙΟΟΚΗζ頻率，也就是10 μ s的周期長度的時鐘用作讀時鐘。讀時鐘的導出例如可以通過使用數(shù)字計數(shù)器來進行，其中分頻系數(shù)尤其是可編程的。
[0013]作為控制緩沖存儲器可以使用用于控制梯度、用于輸出射頻脈沖、用于激勵檢查對象的區(qū)域或用于提供其他控制信號、尤其是數(shù)字開關信號的控制緩沖存儲器。在此，可以對于X、y和ζ梯度提供三個單獨的控制緩沖存儲器，然而還可以使用共同的控制緩沖存儲器，從中在讀時鐘的每個周期中讀取三個值，其被饋送至相應的梯度線圈。
[0014]可以直接將控制信號饋送至部件，S卩，可以直接將從控制緩沖存儲器中讀取的數(shù)字的值饋送至該部件，然而間接饋送也是可能的。尤其，可以通過數(shù)模轉換器和/或放大器將至少一個控制信號中的至少一個輸出至相應的部件。
[0015]在磁共振裝置中可能的是，與緩沖裝置間隔地進行數(shù)模轉換。尤其，數(shù)模轉換可以通過與放大器關聯(lián)的數(shù)模轉換器來進行。在許多應用情況中有利的是，在讀取控制裝置與數(shù)模轉換器之間設置電隔離和/或實現(xiàn)不被磁共振裝置的磁場干擾的傳輸。因此可以在讀取控制裝置與數(shù)模轉換器之間連接傳輸裝置，其被構造為光學地傳輸控制信號。傳輸裝置可以包括兩個電光學轉換器和傳輸路徑，例如一個或多個光纖。在此，可以將讀取控制裝置側的電光學轉換器構造為緩沖裝置的組件。
[0016]補充地或替換地可能的是，傳輸裝置被構造為將數(shù)據(jù)流串行化或者并行化。例如，可以將高頻地通過讀取控制裝置提供的數(shù)據(jù)流分配到多個傳輸線路，并且將其在數(shù)模轉換器側又聚集。另一方面可能的是，將通過讀取控制裝置和/或其它讀取控制裝置并行地提供的多個控制信號和/或控制信號的多個比特通過傳輸裝置串行化，串行地傳輸并且在數(shù)模轉換器側又分離。通過傳輸裝置進行的傳輸可以以任意的有實時能力的協(xié)議進行，其不延遲傳輸?shù)男盘柣蛘邔⑵溲舆t一個定義的時間?？刂菩盘栐诖丝梢圆槐桓淖兊貍鬏?，然而還可能的是，附加地設置校驗和或其它錯誤校正機制。
[0017]有利地，在根據(jù)本發(fā)明的磁共振裝置中，不僅通過由計算裝置運行的軟件至少部分地、優(yōu)選完全地執(zhí)行對于控制任務的計算。該軟件還實施至少部分的測量數(shù)據(jù)處理，該測量數(shù)據(jù)處理在常規(guī)的磁共振裝置中通過單獨的計算裝置、例如FPGA實施。然而，對于測量數(shù)據(jù)采集和第一處理步驟，在磁共振裝置中典型地同樣也需要硬實時。為了可以在軟件中執(zhí)行這些步驟，可能的是，磁共振裝置包括至少一個模數(shù)轉換器，其中緩沖裝置包括至少一個測量緩沖存儲器和至少一個寫控制裝置，其被構造為，以從與計算裝置無關地預先給定的時鐘中導出的寫時鐘，將通過至少一個模數(shù)轉換器中的至少一個提供的數(shù)字數(shù)據(jù)寫入到至少一個測量緩沖存儲器中的至少一個中，其中軟件被構造為，從測量緩沖存儲器中讀取測量值。尤其，可以給每個模數(shù)轉換器分別配備測量緩沖存儲器，寫控制裝