磁共振裝置的噪聲優(yōu)化的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于選擇優(yōu)化方法的方法和磁共振裝置的相應(yīng)的設(shè)備。
[0002]此外，本發(fā)明涉及具有高頻發(fā)送系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)和控制裝置的磁共振裝置，所述控制裝置構(gòu)造為用于根據(jù)預(yù)先給定的脈沖序列執(zhí)行希望的測量而控制高頻發(fā)送系統(tǒng)和梯度系統(tǒng)，并且該控制裝置具有脈沖序列優(yōu)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在也稱為磁共振斷層攝影系統(tǒng)的磁共振裝置中，通常借助基本磁場磁體系統(tǒng)使要檢查的身體經(jīng)受例如1、3、5或7特斯拉的相對高的基本磁場。另外借助梯度系統(tǒng)施加磁場梯度。然后通過高頻發(fā)送系統(tǒng)借助適當?shù)奶炀€裝置發(fā)送高頻激勵信號(HF信號)，它應(yīng)該導(dǎo)致，通過該高頻磁場共振激勵的特定原子的核自旋以規(guī)定的傾斜角相對于基本磁場的磁力線傾斜。在該核自旋弛豫的情況下發(fā)射高頻信號，所謂的磁共振信號，其借助適宜的接收天線接收，然后被繼續(xù)處理。從這樣獲得的原始數(shù)據(jù)最后能夠重建所希望的圖像數(shù)據(jù)。
[0004]因此，對于特定的測量必須發(fā)送特定的脈沖序列，其由高頻脈沖、特別是激勵脈沖和重聚焦脈沖以及在不同的空間方向上要與之協(xié)調(diào)配合發(fā)送的梯度脈沖的序列組成。必須在時間上與之配合地設(shè)置讀出窗，它預(yù)先規(guī)定在其內(nèi)采集感生的磁共振信號的時間段。這里對于成像起決定作用的特別是序列內(nèi)的時序，也就是說什么脈沖以什么樣的時間間隔互相相繼發(fā)生。通常在一個所謂的測量協(xié)議中定義多個控制參數(shù)，該測量協(xié)議事先建立并且對于特定的測量例如從存儲器中調(diào)出并且在必要時可以由操作人員在現(xiàn)場改變，操作人員可以預(yù)先規(guī)定另外的控制參數(shù)，例如要測量的層的堆疊的規(guī)定的層間隔、層厚等。然后根據(jù)所有這些控制參數(shù)計算脈沖序列，它也被稱為測量序列。
[0005]梯度脈沖通過它的梯度振幅、梯度脈沖持續(xù)時間和通過邊沿陡度或者梯度脈沖的脈沖形狀的一階導(dǎo)數(shù)dG/dt，通常也稱“變化率”，定義。另一個重要的梯度脈沖參量是梯度脈沖矩(也簡稱“矩”)，它通過梯度振幅在時間上的積分定義。
[0006]在脈沖序列期間，通過其發(fā)送梯度脈沖的磁梯度線圈被頻繁地和快速地切換。因為在脈沖序列內(nèi)的時間規(guī)定大多非常嚴格并且另外對MRT檢查的總持續(xù)時間進行規(guī)定的脈沖序列的總持續(xù)時間必須保持盡可能短，所以部分地必須使梯度強度達到約40mT/m和變化率達到200mT/m/ms。特別這種高的邊沿陡度在梯度的切換期間有助于已知的噪音發(fā)生。磁共振斷層攝影的其他的部件(特別高頻屏蔽)中的渦流是這種噪音干擾的一種原因。此外梯度的陡峭的邊沿導(dǎo)致較高的能量消耗并且此外對梯度脈沖和另外的硬件提出更高的要求?？焖俑淖兊奶荻葓鰧?dǎo)致梯度線圈中的失真和振蕩并且導(dǎo)致向外殼傳輸該能量。此外通過線圈和另外的部件的發(fā)熱會引起高的氦蒸發(fā)。
[0007]特別為減低噪聲干擾已經(jīng)建議各種優(yōu)化方法。例如在DE 10 2013 202 559中描述了一種方法，其中分析一個自身完成的應(yīng)該向磁共振裝置發(fā)送的脈沖序列，以便在該脈沖序列內(nèi)確定關(guān)于梯度曲線或者梯度脈沖要優(yōu)化的時間間隔，下面也稱為優(yōu)化間隔，或者確定關(guān)于噪音演變和/或能量消耗應(yīng)該被優(yōu)化的脈沖序列段。這里在第一步驟截取所有向掃描儀發(fā)送的初始的指令，然后在第二步驟接著檢查可優(yōu)化的區(qū)域，在第三步驟優(yōu)化該區(qū)域，僅在第四步驟才進行優(yōu)化的脈沖序列向MR掃描儀的傳送。在那里所述優(yōu)化優(yōu)選借助樣條內(nèi)插進行，它滿足特定的邊界條件，例如除別的外，在預(yù)先給定的網(wǎng)格點，特別是在各時間間隔的開始時間點和在各時間間隔的結(jié)束時間點的特定的梯度矩、特定的振幅。通過該樣條內(nèi)插產(chǎn)生盡可能平滑的具有倒圓的邊沿的梯度曲線。
[0008]此外還存在這樣的可能性，即梯度曲線通過線性的或者梯形的梯度曲線代替，其中梯度不倒圓，但是實現(xiàn)可能最小的變化率(dG/dt)。這種方法在DE 10 2013 225 415中描述。
[0009]在樣條優(yōu)化方法的情況下有利的是，通過梯度的倒圓能夠把渦流減至最小，而在借助線性的或者梯形的梯度曲線優(yōu)化的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)較小的變化率和要求較短的計算時間。在所產(chǎn)生的聲學(xué)譜中在這兩種優(yōu)化方法中也存在差別:在樣條優(yōu)化方法中通過梯度邊沿的倒圓，聲學(xué)曲線向低頻方向移動。由此噪聲變得低沉。相反在借助線性的或者梯形的梯度曲線優(yōu)化的情況下譜的分布幾乎不變，但是為此尖峰的總振幅減小。
[0010]根據(jù)MR掃描儀的聲學(xué)的傳遞函數(shù)和使用的協(xié)議或者使用的序列，在這種情況下使用上述第一或者第二優(yōu)化方法會得到較好的或者較差的結(jié)果。例如當MR掃描儀的傳遞函數(shù)特別響地再現(xiàn)高頻時，則借助樣條優(yōu)化方法對梯度倒圓具有優(yōu)點，而在特別響地再現(xiàn)低頻的MR掃描儀情況下可能是，頻率從高到低移動，如通過樣條優(yōu)化方法所能做到的那樣，比使用借助線性的或者梯形的梯度曲線的優(yōu)化方法優(yōu)點較小。
[0011]因此一般不清楚，哪種方法對于哪種MR掃描儀和哪種序列是最優(yōu)的。因此難于找出能夠用以使病人的噪聲負荷減至最小的優(yōu)化方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此本發(fā)明的任務(wù)在于，使病人的噪聲負荷減至最小。該任務(wù)通過根據(jù)本發(fā)明的方法、通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和通過根據(jù)本發(fā)明的磁共振裝置來解決。
[0013]在按照本發(fā)明的方法中首先確定多個通過不同的優(yōu)化方法所產(chǎn)生的脈沖序列段的頻譜。這些頻譜相應(yīng)于為控制MR掃描儀而產(chǎn)生的脈沖序列。另外根據(jù)各自的已確定的頻譜和MR掃描儀的傳遞函數(shù)，確定各自的通過不同的優(yōu)化方法所產(chǎn)生的脈沖序列段的全譜。更確切說，將已確定的頻譜分別與MR掃描儀的傳遞函數(shù)相乘。該傳遞函數(shù)依賴于頻率再現(xiàn)在聲振幅或者響度與頻譜的振幅之間的關(guān)系。所述全譜可以作為依賴于頻率的聲電平或者聲振幅或者響度理解。所述傳遞函數(shù)個別地對于每一個MR掃描儀由結(jié)構(gòu)決定而不同并且可以例如通過測量事先確定。該測量例如可以如下實現(xiàn)，即在脈沖序列中產(chǎn)生具有恒定的振幅的梯度并且使其頻率變化。例如可以為梯度系統(tǒng)的每一條軸線，也就是說為在X方向、在y方向和在z方向上的各自的梯度線圈確定自己的傳遞函數(shù)。另外從這三個傳遞函數(shù)能夠計算平均的傳遞函數(shù)。最后為各個脈沖序列段選擇具有關(guān)于某個判據(jù)最適合地分配的全譜的優(yōu)化方法。所謂優(yōu)化間隔應(yīng)該理解為DE 10 2013 202 559中定義的優(yōu)化間隔，也就是說脈沖序列段，它適合通過所述優(yōu)化方法之一優(yōu)化。所述全譜代表磁共振裝置的聲學(xué)譜，它既依賴于MR掃描儀的傳遞函數(shù)，也依賴于使用的脈沖序列。
[0014]按照本發(fā)明的設(shè)備包括頻譜確定單元，其設(shè)計用于確定多個通過不同的優(yōu)化方法所產(chǎn)生的脈沖序列段的頻譜。此外按照本發(fā)明的設(shè)備具有全譜確定單元，其設(shè)計用于根據(jù)各自的已確定的頻譜和MRT掃描儀的傳遞函數(shù)確定各自的通過不同的優(yōu)化方法所產(chǎn)生的脈沖序列段的全譜。最后本發(fā)明的設(shè)備還具有選擇單元，其設(shè)計用于為各個脈沖序列段選擇具有關(guān)于某個判據(jù)最適合地分配的全譜的優(yōu)化方法。
[0015]按照本發(fā)明的磁共振裝置具有按照本發(fā)明的設(shè)備。
[0016]本發(fā)明還包括計算機程序，其可直接在本發(fā)明的設(shè)備的存儲器內(nèi)加載，具有程序代碼段，當該程序在本發(fā)明的設(shè)備內(nèi)執(zhí)行時它們執(zhí)行本發(fā)明的方法的所有步驟。這種軟件方式的實現(xiàn)具有優(yōu)點:磁共振裝置的迄今的控制裝置通過所述程序的實現(xiàn)能夠以適宜的方式修改，以便以本發(fā)明的方式優(yōu)化脈沖序列，這例如與上述優(yōu)點聯(lián)系。
[0017]從屬權(quán)利要求以及下面的描述包含本發(fā)明的特別有利的擴展和設(shè)計方案，其中特別一類權(quán)利要求也能夠類似另一類權(quán)利要求的從屬的權(quán)利要求被擴展。
[0018]在本發(fā)明的一個設(shè)計方案中脈沖序列段是脈沖序列的一個優(yōu)化間隔。所謂優(yōu)化間隔，如上所述，應(yīng)該理解為脈沖序列的關(guān)于梯度曲線可優(yōu)化的時間間隔。
[0019]另外可選的方案是，脈沖序列段可以包括脈沖序列的多個優(yōu)化間隔。脈沖序列段的長度的選擇例如可以依賴于本發(fā)明的設(shè)備的單個部件的計算速度。
[0020]脈沖序列段也可以包括全部要產(chǎn)生的序列。
[0021]在本發(fā)明的方法的一個設(shè)計方案中所述判據(jù)包括脈沖序列段的全譜的聲壓和/或響度和/或粗糙度和/或銳度。
[0022]更確切說，所述判據(jù)包括選擇具有這樣的全譜的優(yōu)化方法，所述全譜具有最小的聲壓和/或最低的響度