专利名称：：脉冲序列、确定翻转角的方法和调节发送器电压的方法
技术领域：
：本发明涉及一种脉冲序列、一种用于确定在检查对象连续移动期间脉冲序列的至少一个RF脉冲的实际翻转角的方法、一种用于调节在检查对象连续移动期间用于RF脉冲的发送器电压的方法、一种磁共振设备、一种计算机程序产品和一种电子可读数据载体。
背景技术：
：磁共振断层造影(MR断层造影)是在材料研究、药物开发和主要在医学诊断中被采用的成像方法。在磁共振断层造影中将检查对象置于均匀静态基本磁场BO中。检查对象的核自旋(简称自旋)与场平行取向。为了建立测量信号，特别是图像，通过入射高频脉冲(简称RF脉冲,来自英语“radiofrequencypulse”)首先干扰该平衡状态。在返回到平衡状态的情况下所发射的场通过接通梯度场来位置编码并且利用一个或多个接收线圈接收。RF脉冲在此产生振幅调制的以载波频率振荡的所谓的BI场，所述BI场垂直于BO场取向。RF脉冲的特征通过其带宽Λf、其持续时间T和其包络线的时间变化BI(t)来表示。自旋的磁化(其谐振频率位于RF脉冲的带宽之内)在RF脉冲的末端以角度0+Γα=γ'B1(Z)Clt(I)iO从平衡位置翻转。在此t0是RF脉冲的接通时间并且回磁比(英语“gyromagneticratio”)Y是取决于激励的核的物理常数。对于质子其值为Y=2JI42.57MHz/T。角度α(也称为倾角或翻转角)决定性地影响从接收的信号中所计算的图像的对比度和信号强度。如果没有达到或转过了由成像序列所要求的翻转角，则导致对比度和信号损失，其严重程度取决于所采用的序列技术。由RF脉冲所产生的BI场不仅取决于高频放大器的可控输出电压(或通过发送线圈的电流)，而且还取决于一个取决于检查对象的负载，例如在检查患者时的特定于患者的负载。因此为了精确确定翻转角需要对于每个检查对象和对于检查对象在基本磁场中的每个位置例如按照所谓的“发送器调节”确定高频放大器的输出电压，所述输出电压对于标准化的参考RF脉冲产生确定的BI场和由此产生磁化的期望的翻转角a。“发送器调节”的结果在以下也称为发送器参考电压或简称为参考电压。如果检查对象是患者，则这样的确定在对检查进行测量的情况下对于每个患者并且理想地对于每个对于检查所采取的患者卧榻的位置和由此患者的位置进行。以下将患者也称为检查对象。对于其他检查对象类似地使用所述说明。对于其持续时间或其包络线BI⑴与参考RF脉冲的持续时间或包络线不同的RF脉冲，高频放大器的输出电压然后在利用等式I的条件下相对于参考电压进行缩放。对于发送器调节(以及必要时必须对患者个别地进行以确保期望的图像质量的其他调节测量)的时间开销被添加到总检查时间，并且由此被添加到MR检查的成本和患者通过检查所遭受的压力。现在如果在检查中利用患者卧榻的不同位置进行测量，也就是优化地多次对于每个单个位置进行调节测量。为此必须先后驶过各个单个位置并且为了调节测量而停住患者卧榻，这是极费时的并且由此是没有吸引力的。例如在所谓的多步骤(英语“multi-step”)全身或部分身体检查中并且特别是在这样的检查中就是这样，在所述检查中在连续移动患者卧榻期间进行测量(例如作为“moveduringscan”(MDS),“continuouslymovingtableMRI”(CMT)以及“syngoTimCT”(Siemens)公知)。在此，调节测量被理解为特定于患者地并且必要时特定于患者卧榻地进行的所有测量，以便能够进行MR系统与特定负载的精细调谐。所述测量除了上面已经讨论的发送器调节之外通常还包括线圈的调谐(英语“coiltuning”)，用于平衡患者对通过线圈形成的振荡电路的电感、电容和电阻的影响；频率调节，用于将RF载波或中频(英语“centerfrequency")与考察的核(通常是自由的水)的谐振频率调谐；和所谓的“匀场调节”，用于根据可能性重新建立通过待检查的人或通过待检查的检查对象干扰的磁场的均匀性。在关于在连续移动患者卧榻期间进行的MS测量的大量出版物中，完全弃用特定于患者的调节测量。取而代之，对于取决于负载的调节值例如援引根据取决于患者的系统值或经验确定的经验值，并且因此接受图像质量限制。一个例外是A.Shankaranarayanan和J.Brittain的工作“ContinuousAdjustmentofCalibrationValuesforImprovedImageQualityinContinuouslyMovingTableImaging，，·Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med.11(2004)，#103。作者描述了在连续移动期间调节值的改变。在此所使用的调节值在实际测量之前静止地、也就是卧榻静止时在16个位置分布地关于整个身体按照所谓的“预扫描”来确定。公知的调节方法静止地通常是迭代地进行，S卩，首先选择一个开始电压并且借助该方法确定由此实现的翻转角。如果翻转角极大地偏离参考RF脉冲的额定翻转角(例如180°或90°)，则在使用前面的迭代步骤测量的翻转角和额定翻转角的条件下外推一个新的发送器电压并且利用这样确定的发送器电压重复该方法。当在测量的翻转角和额定翻转角之间的偏差低于一个确定的阈值时，迭代结束。例如从专利文献US7145338B2中已经公知一种在连续移动患者卧榻期间的发送器调节，由此可以回避上面描述的问题，即，对于调节测量必须先后驶过所有的单个位置并且停住患者卧榻。这样的方法可以在西门子的用于在连续移动患者卧榻期间进行测量的MR检查的磁共振设备中被采用。在此，不是静止地迭代地，而是将借助开始电压、额定翻转角和测量的翻转角外推的发送器电压置为等于发送器参考电压。原因是，由于连续移动，负载在单个迭代步骤之间也会改变(并且由此假定不能收敛)，并且每个调节测量的持续时间必须为恒定，以便在患者卧榻恒定速度的情况下实现发送器参考电压的预先给定的位置分辨率作为卧榻位置的函数。用于发送器调节的公知方法借助例如在图I中示出的由三个RF脉冲组成的序列，确定为了实现期望的参考RF脉冲所需的高频放大器的输出电压。该方法基于首次由PetervanderMeulen和GerritH.vanYperen1986年在第五届SMRM年会(5thAnnualMeetingofSMRM)中提出(PetervanderMeulen和GerritH.vanYperenin“Anovelmethodforrapidpulseangleoptimisation，，·Proceedingsofthe5thAnnualMeetingofSMRM5thAnnualMeetingofSMRM；(1986).p.1129)并且作为美国专利号4814708被授予专利。其采用具有三个RF脉冲的脉冲序列，如在图I和2中所示和以下将描述的那样。αI是第一RF脉冲的翻转角、α2是第二RF脉冲的翻转角并且α3是第三RF脉冲的翻转角，以及τI是在第一和第二RF脉冲之间的时间间隔并且τ2是在第二和第三RF脉冲之间的时间间隔，因此获得直到五个回波El、S1、E2、E3、E4(参见图I)，特别是在第二RF脉冲之后的时间τI的第一自旋回波和在第三RF脉冲之后的时间τ的激励的回波SI。回波的强度作为翻转角αI至α3以及检查的组织的弛豫时间Tl和Τ2的函数可以简单地分析地计算。对于第一自旋回波的强度Iei的结果例如是权利要求1.一种脉冲序列，其产生至少ー个回波信号，从该回波信号中能够确定在检查对象连续移动期间实际上由所述序列的至少ー个RF脉冲所实现的翻转角，并且这样构造其在检查对象连续移动的方向上的梯度方案，使得其第一阶矩在每个对于确定翻转角而使用的回波信号的时刻消失。2.根据权利要求I所述的脉冲序列，其中，所述脉冲序列包括至少三个RF脉冲，所述RF脉冲被这样入射，使得能够产生至少两个回波信号。3.根据权利要求I或2所述的脉冲序列，其中，所述梯度方案在与检查对象连续移动的方向垂直的方向上包括用于抑制不期望的信号的抑制信号梯度。4.根据权利要求2所述的脉冲序列，其中，所使用的回波信号的读出梯度以及由第二和第三RF脉冲组成的脉冲序列的两个RF脉冲中至少ー个的层选择梯度，在连续移动的方向上出现。5.根据权利要求4所述的脉冲序列，其中，脉冲序列的RF脉冲的层选择梯度和直接跟随该RF脉冲的待读出的回波信号的读出梯度，或待读出的回波信号的读出梯度和直接跟随在该回波信号之后的RF脉冲的层选择梯度，或两个直接先后跟随的待读出的回波信号的读出梯度，分别是具有分别相同振幅的梯形梯度。6.根据权利要求5所述的脉冲序列，其中，脉冲序列的第二和第三RF脉冲的层选择梯度的平顶持续时间和至少在最后待读出的回波信号之前待读出的回波信号的读出梯度的平顶持续时间是相同长的。7.根据权利要求5或6所述的脉冲序列，其中，这样构造所述梯形梯度，使得层选择梯度的平顶持续时间从所属的RF脉冲的等延迟时刻开始，与直接跟随的读出梯度的平顶持续时间直到所属的回波的时刻一致，其中，层选择梯度的右斜坡的持续时间等于直接跟随的读出梯度的左斜坡的持续时间，和/或读出梯度的平顶持续时间从所属的回波的时刻起，与直接跟随的层选择梯度的平顶持续时间直到所属的RF脉冲的等延迟时刻一致，其中，读出梯度的右斜坡的持续时间等于直接跟随的层选择梯度的左斜坡的持续时间，和/或读出梯度的平顶持续时间从所属的回波的时刻起，与直接跟随的读出梯度的平顶持续时间直到所属的回波的时刻一致，其中，读出梯度的右斜坡的持续时间等于直接跟随的读出梯度的左斜坡的持续时间，其中，分别将由自旋通过两个(相邻的半)梯度在由等延迟时刻和待读出的回波的回波时间构成的组中的直接跟随的时刻之间所获取的第O阶和第I阶矩，通过对称的梯形梯度来补偿，其对称中心在时间上位于在各个直接跟随的等延迟点或回波的时刻之间的中点。8.根据权利要求I所述的脉冲序列，其中，在检查对象连续移动的方向上不接通梯度。9.ー种在MR測量期间在检查对象连续移动通过測量空间的条件下用于确定脉冲序列达到的实际翻转角的方法，包括步骤-在检查对象连续移动的情况下实施脉冲序列，其中该脉冲序列包括至少ー个RF脉冲，-采集MR序列的至少ー个回波信号，-基于所采集的回波信号确定由脉冲序列的至少ー个RF脉冲实际达到的翻转角，其中，这样构造MR序列在检查对象移动方向上的梯度方案，使得第一阶矩在所采集的回波的回波时刻消失。10.一种用于在检查对象连续移动通过測量体积的条件下调节用于RF脉冲的发送器电压的方法，其中，根据按照权利要求9所述的方法确定的翻转角，在检查对象连续移动的情况下关于检查对象的瞬时位置确定用于參考RF脉冲的发送器參考电压。11.根据权利要求10所述的方法，其中，直接在检查对象置于患者卧榻之后，在患者卧榻被移动到检查对象的第一检查位置期间，对于所有在该移动期间经过的潜在的检查位置确定和/或存储发送器參考电压。12.ー种磁共振设备，具有能够通过磁共振设备的測量空间连续移动的患者卧榻、磁体、用于入射RF脉冲并接收回波信号的高频天线、包括梯度线圈的梯度系统和用于控制梯度线圈和高频天线的脉冲序列控制单元，其中，脉冲序列控制单元被构造为用于在患者卧榻连续移动期间产生按照权利要求I至8所述的脉冲序列；并且具有计算单元，其相应于按照权利要求9至11中任一项所述的方法控制磁共振设备的各个设备组件。13.一种计算机程序产品，其包括程序并且能够直接加载到磁共振设备的可编程计算単元的存储器中，具有程序装置，当程序在磁共振设备的计算单元中被运行时，用于利用磁共振设备产生按照权利要求I至8所述的脉冲序列和/或执行按照权利要求9至11中任一项所述方法的所有步骤。14.ー种电子可读数据载体，包括其上存储的电子可读控制信息，所述电子可读控制信息被构造为在磁共振设备的计算单元中使用上述数据载体的情况下，利用该磁共振设备产生按照权利要求I至8所述的脉冲序列和/或执行按照权利要求9至11中任一项所述方法。全文摘要本发明涉及脉冲序列、确定翻转角的方法和调节发送器电压的方法。按照本发明的脉冲序列产生至少一个回波信号，从该回波信号中能够确定在检查对象连续移动期间实际上由所述序列的至少一个RF脉冲所实现的翻转角，并且包括在检查对象连续移动的方向上的梯度方案，这样构造所述梯度方案，使得其第一阶矩在每个对于确定翻转角而使用的回波信号的时刻消失。此外要求保护按照本发明的在MR测量期间在检查对象连续移动通过测量空间的条件下用于确定RF脉冲的至少一个实际翻转角的方法和用于在检查对象连续移动通过测量体积的条件下借助按照本发明的脉冲序列调节用于RF脉冲的发送器电压的方法，以及磁共振设备、计算机程序产品和电子可读数据载体。文档编号G01R33/54GK102680926SQ20121005733公开日2012年9月19日申请日期2012年3月6日优先权日2011年3月16日发明者A.斯泰莫申请人:西门子公司