專利名稱：監查磁共振斷層造影系統的高頻發送裝置的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在對檢查對象進行磁共振測量時用于監查具有包括多個發送通道的發送天線系統的磁共振斷層造影系統的高頻發送裝置的方法。在此，對于多個時刻或時間段確定激勵矢量，所述激勵矢量代表了在單個發送通道上的高頻信號強度。然后按照預先給出的監查規則分別基于激勵矢量確定在檢查對象中吸收的高頻負擔值，并且如果在至少一個高頻負擔值的基礎上的負擔 監查值達到或超過預先給出的邊界監查值，則在其功能上限制高頻發送裝置，例如，降低發送的功率或完全斷開高頻發送裝置。此外，本發明還涉及一種用于執行這樣的監查方法的相應的高頻監查裝置、一種用于包括了這樣的高頻監查裝置的磁共振系統的高頻發送裝置以及一種具有相應的高頻發送裝置的磁共振斷層造影系統。
背景技術：
在磁共振系統中通常將待檢查的身體借助基本場磁體系統置于相對高的基本場磁場中，例如3或7特斯拉的基本場磁場中。附加地借助梯度系統施加磁場梯度。然后通過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，確定的、通過該高頻場共振地激勵的原子的核自旋位置分辨地以定義的翻轉角相對于基本磁場的磁力線翻轉。在核自旋弛豫時輻射的高頻信號(即所謂的磁共振信號)被借助合適的接收天線接收并且然后被進一步處理。從這樣獲取的原始數據中可以最后重建所期望的圖像數據。用于核自旋磁化的高頻信號的發送通常借助所謂的“全身線圈”或“身體線圈”來進行，但是在許多測量中也利用在患者或受試者上施加的局部線圈。全身線圈的典型結構是鳥籠天線(Birdcage天線)，其由多個發送棒組成,所述發送棒與縱軸平行延伸地圍繞斷層造影儀的患者空間布置，在檢查時患者位于所述患者空間中。天線棒的前端分別環形地電容性互相連接。迄今為止通常作為“體積線圈”大多按照所謂的“CP模式”運行這樣的全身天線，在所述CP模式中將圓形極化的高頻信號(HF信號)盡可能均勻地發送到整個由全身天線包圍的體積中。為此，將唯一的時間上的HF信號提供到發送天線的所有組件上，例如鳥籠天線的所有發送棒。在此，脈沖到單個組件的傳輸通常相位偏移地按照與發送線圈的幾何特征匹配的位移來進行。例如在具有16根棒的鳥籠天線的情況下分別利用相同的高頻幅度信號(Hochfrequenz-Magnitudensignal)控制這些棒以22. 5°的相位偏移而偏移。這樣的高頻激勵導致患者的全局高頻負擔(HF負擔)，所述高頻負擔必須按照通常的規則被限制，因為太高的高頻負擔會導致對患者的傷害。HF負擔不僅理解為入射的HF能量本身，還主要理解為通過HF入射感應的生理負擔。對于高頻負擔的典型的度量是以watt/kg為單位指出通過確定的高頻脈沖功率對患者產生哪樣的生理負擔的所謂的SAR值(SAR = Specific Absorption Rate,特殊吸收率),或者 SED 值(SED = Specific Energydose ;特殊能量劑量)。兩個值可以互相換算。對于患者的全局的全身SAR或HF負擔，例如目前適用按照IEC標準在“第一水平”的4watt/kg的標準的極值。相應地，在一個在六分鐘上平均的時間窗中由患者總共吸收的功率不允許超過4W/kg的值。為了確保這一點，在每個測量期間對高頻負擔通過在磁共振系統上的合適的安全裝置進行連續監視并且如果SAR值位于預先給出的標準之上則改變或中斷測量。在新型磁共振系統中現在可以對單個發送通道，例如鳥籠天線的單個棒，施加個別的與成像匹配的HF信號。為此，發送一個由多個個別的高頻脈沖串組成的多通道脈沖串，所述個別的高頻脈沖串可以并行地通過不同的獨立的高頻發送通道被發送。這樣的多通道脈沖串(由于單個脈沖的并行發送而也被稱為“PTX脈沖”)例如可以作為激勵、重聚焦和/或反轉脈沖被使用。允許通過多個 獨立的發送通道并行發送PTX脈沖的這樣的發送天線系統也被稱為“傳輸陣列”，因此以下選擇該概念(不管發送天線系統的結構詳細來說是怎樣的)。在發送多通道脈沖串時可以在測量空間中并且然后也在患者中將迄今為止均勻的激勵通過原則上任意形成的激勵來代替。為了估計最大的高頻負擔，因此必須考慮每個可能的聞頻置加。通過多個可個別控制的天線元件對疊加的電場的監視特別之所以是重要的，是因為電場矢量線性相加，但是在各個位置上局部的功率釋放和由此對于患者的負擔與產生的電場的平方成比例。然而通常不可直接測量局部的高頻負擔。因此需要建立具有(復數)導電率分布的合適的身體模型并且利用該模型計算通過各個天線元件在模型的單個位置上引起的場。這樣的計算在現有技術中例如利用所謂的FDTD方法(FDTD = Finite difference timedomain，有限差分時域)來進行。在此，通常將檢查對象劃分為多個體素，并且對于每個體素確定由單個天線元件引起的電場強度及其疊加。由于待考察的體素眾多(在一些模型中是50000個，在其他模型中遠超過100000個并且在極端情況下甚至數百萬個體素)并且鑒于待進行的計算的復雜性，在這樣的工作方式中不能實現實時監視或在線性。在DE102009030721中由此描述了一種用于SAR監視的方法和裝置，其中分別對于多個時刻或時間段確定單個天線元件的激勵矢量的互相關矩陣并且然后將所述互相關矩陣在一個總和時間段上相加。然后將和矩陣乘以多個熱點靈敏度矩陣。每個熱點靈敏度矩陣代表關于最大局部高頻負擔(例如SAR)的確定，在檢查對象的多個點上的靈敏度。也就是已經公知，在患者中在高頻場中典型地形成這樣的“熱點”，在這些“熱點”上，施加的HF功率和由此生理的高頻負擔產生迄今為止從均勻激勵公知的值的數倍。為了確保局部高頻負擔不超過邊界值，由此僅需監視這些熱點。在DE102010011160中也描述了一種方法，該方法使得根據事先進行的電磁仿真Hf^BFDTD)正確選擇熱點變得容易。現在在利用傳輸陣列進行的自旋磁化的激勵中的靈活性當然還允許，一如既往地如在迄今為止的體積線圈中那樣在整個體積中發送均勻的高頻信號。也就是說，傳輸陣列也可以按照“體積線圈模式”運行，這點在一些測量或檢查中可以是完全有意義的。這樣的“體積線圈模式”或“均勻的模式”在以下被理解為高頻發送裝置的運行方式，在該運行方式中傳輸陣列與體積線圈等效地運行，即，具有高頻信號的發送通道利用固定的振幅和相位關系運行。相應地，關于高頻負擔的目前的規定或標準也說明，傳輸陣列既具有體積線圈的也具有局部線圈的特性，并且分別要應用的監視規則(特別是邊界值)取決于如何使用傳輸陣列。在此，對于與局部線圈類似的應用要求精確監視局部SAR，并且具體來說以相對窄地設置的低的邊界值，而對于作為體積線圈的應用僅監視全身SAR或暴露的部分身體SAR。為了作為體積線圈來運行傳輸陣列，可以在高頻發送系統的高頻放大器和天線元件之間使用所謂的“Butler矩陣”。然后可以斷開所有的發送器，例外是對于體積模式由Butler矩陣所使用的發送通道。這樣的Butler矩陣等效于傳輸陣列的硬件電連接作為體積線圈。然而這樣的硬件連接的缺陷是，本來就存在的單個發送通道的高頻放大器被不一樣地使用。在一個通道的放大器必須提供完整的高頻功率時，而另一個通道的放大器保持為未使用。這同時導致，至少對于 體積線圈模式使用的高頻放大器和在發送通道中所有后面的組件必須對于明顯更高的高頻電壓而設計。這點使得系統相對昂貴。另一方面，在技術上也可以按照體積線圈模式運行傳輸陣列，方法是，純軟件地這樣監查單個發送通道的高頻放大器，使得傳輸陣列的單個元件利用相應固定預先調節的相對的振幅和相位關系來運行。傳輸陣列的運行方式由此與其中發送個別的、非均勻的場的運行方式僅通過如下相區別，即，相應的命令被輸出到高頻放大器，也就是，相應選擇PTX脈沖。從發送側來看，也就是技術上將傳輸陣列看作是局部線圈形式的使用，使得實際上應用低得多的局部SAR邊界值，如對于局部線圈所要求的那樣，盡管由于該運行方式而在體積線圈模式中僅考慮全身SAR邊界值實際上就足夠。對于體積線圈模式來說低得多的局部SAR邊界值因此不允許通常的單通道體積線圈應用的運行。
發明內容
因此，本發明要解決的技術問題是，實現一種方法和一種合適的高頻監查裝置，其在更安全監視檢查對象的高頻負擔的情況下還允許傳輸陣列按照體積線圈模式的簡單運行。在按照本發明的方法中，如開頭描述的那樣，對于多個時刻或時間段確定激勵矢量，所述激勵矢量代表了在各個時刻或時間段在單個發送通道上的高頻信號強度。所述激勵矢量簡單地例如可以是當前在不同的發送通道上在確定的時刻所測量的電壓振幅。但是在此還可以是取決于這些電壓的測量值，所述測量值例如借助方向耦合器或其他探針(例如拾取線圈)被確定。在各個測量時刻的單個通道的測量值然后作為當前的激勵矢量的元素來處理。此外，如通常按照規定的監查規則那樣分別基于激勵矢量確定在檢查對象中全局或局部(例如在熱點處)存在的高頻負擔值。如果在至少一個高頻負擔值基礎上的負擔監查值達到或超過規定的邊界監查值，則在其功能上限制高頻發送裝置(例如降低當前功率或完全斷開高頻發送裝置，即，中斷測量)。如果高頻負擔值例如已經是全局SAR值，則該負擔監查值例如可以是當前的高頻負擔值本身。但是在許多情況下，基于多個高頻負擔值確定負擔監查值。例如可以將所有在一個確定的時間窗中確定的高頻負擔值積分或者從中形成平均值，以便確定負擔監查值。為此的例子是開頭已經提到的對4watt/kg的全局全身SAR極值在一個六分鐘時間窗之內求平均。如果首先這樣確定高頻負擔值，使得其(僅)代表入射的HF功率，則換算到物理負擔(即例如換算到SAR值)也是合適的。在這種情況下可以在基于高頻負擔值確定負擔監查值時考慮HF功率對組織的生理作用。在此根據高頻發送裝置的當前發送模式規定監查規則，并且按照本發明基于激勵矢量分別檢查高頻發送裝置的發送模式并且具體來說不取決于對發送通道的其余的、通常的控制。在探測到發送模式改變時，以合適的方式改變監查規則和/或在其功能上限制高頻發送裝置。通過根據當前測量的激勵矢量持續監查高頻發送裝置的發送模式，可以確保，對于高頻負擔監查在任何時候對于各個發送模式都使用正確的監查規則，特別是正確的邊界值。由此一方面在任何時刻確保了患者的安全，另一方面實現了在整個工作方式中傳輸陣列的靈活使用，而不會通過錯誤限制邊界值或其他監查規則不必要地中斷測量，這點最終(當必須重復測量時)導致患者的總體上提高的負擔。對于具有包括了多個發送通道 的發送天線系統的磁共振斷層造影系統的高頻發送裝置的按照本發明的高頻監查裝置，一方面必須具有用于對多個時刻或時間段采集激勵矢量的測量值接口，所述激勵矢量代表了在單個發送通道上的高頻信號強度。這樣的測量值接口例如可以是用于連接獨立的測量裝置的測量輸入端。但是在此還可以是測量裝置本身，該測量裝置具有用于測量在單個發送通道上的高頻信號強度的不同的探針或類似裝置，例如在單個發送通道上或內布置的方向耦合器、拾取線圈等的裝置。另一方面，高頻監查裝置需要用于輸出監查信號的監查信號接口。例如可以通過該監查信號接口必要時產生合適的監查信號并且傳輸到高頻發送裝置的另一個組件，特別是高頻放大器，以便中斷測量或降低發送功率。同樣還可以是這樣的監查信號，利用該監查信號對于各個測量又從存儲器等中調用當前的監查規則，特別是當前的邊界值。此外，必須按照本發明這樣構造高頻監查裝置，使得按照規定的監查規則分別基于激勵矢量確定在檢查對象中吸收的高頻負擔值，并且如果在至少一個高頻負擔值基礎上的負擔監查值達到或超過規定的邊界監查值，則在其功能上(例如借助所述監查信號)限制高頻發送裝置，其中根據高頻發送裝置的當前的發送模式規定監查規則。為此，高頻監查裝置可以具有相應的模塊，例如，負擔監查單元，以便按照規定的規則從高頻負擔值中確定負擔監查值。此外，按照本發明這樣構造高頻監查裝置，使得基于激勵矢量分別檢查高頻裝置的發送模式，并且在探測到發送模式改變時改變監查規則和/或產生至少一個監查信號，以便在其功能上限制高頻發送裝置。為此高頻監查裝置例如可以具有合適的模式監查單
J Li ο高頻監查裝置的主要部分可以以軟件組件的形式構造。這特別涉及負擔監查單元和模式監查單元。測量值接口例如還可以是按照軟件實現的接口，其接收已經由其他單元記錄并且綜合為一個矢量的數據。同樣監查信號接口例如可以是軟件形式實現的接口，其將監查信號純按照軟件地傳輸到高頻發送裝置的必要時本身以軟件形式實現的另一個監查組件。但是接口還可以僅僅是部分地以軟件形式構造并且可以動用現有的計算機的硬件接口。本發明由此還包括計算機程序，其可以直接被加載到高頻監查裝置的存儲器中，具有程序代碼，當所述程序在高頻監查裝置中運行時，所述程序代碼執行按照本發明的方法的所有步驟。這樣的按照軟件的實現其優點是，通過執行該程序以合適的方式可以修改已經存在的利用合適的可編程處理器和存儲器實現的高頻監查裝置，以便按照本發明的方式工作。高頻監查裝置此外還可以以單個組件的形式集成到高頻發送裝置中。但是高頻監查裝置同樣可以構造為獨立的裝置，其具有用于采集激勵矢量的測量值接口、監查信號接口以及上面提到的其他組件。利用這樣的獨立的高頻監查裝置可以改裝已經存在的磁共振斷層造影系統。對于磁共振斷層造影系統的按照本發明的高頻發送裝置，除了具有多個獨立監查的發送通道的發送天線系統以及用于通過發送通道發送高頻脈沖的高頻功率放大器裝置之外，還需要至少一個高頻監查裝置，后者按照所述方式按照本發明構造。相應地，按照本發明的磁共振斷層造影系統具有這樣的按照本發明的高頻發送裝
置。 從屬權利要求以及后面的描述包含本發明的特別有利的擴展和構造，其中特別地一類權利要求可以類似于另一類權利要求的從屬權利要求來擴展。本發明的精神是檢查高頻發送裝置是否還按照假定的發送模式發送，因為根據當前的發送模式選擇用于監查患者的高頻負擔的監查規則。屬于這些監查規則的除了別的之外有用于確定高頻負擔值的規則，即，以何種方式從激勵矢量確定高頻負擔值，但是還有用于確定負擔監查值的規則，即，如何又從高頻負擔值確定監查值，特別是關于哪個時間段必要時對高頻負擔值求平均并且對該值必要時進行哪個換算，以獲得負擔監查值。此外，屬于監查規則的還有邊界監查值的確定，即，例如對于當前的測量使用哪個SAR邊界值。所述邊界值又取決于，以何種方式(也就是按照哪些規則)確定高頻負擔值或負擔監查值。相應地，優選根據高頻發送裝置的發送模式也規定或改變所有這些規則，其中根據具體情況的不同，足夠的是，僅改變一些規則，例如，僅改變邊界監查值，并且保持用于確定高頻負擔值和/或負擔監查值的規則。可以以不同的方式基于激勵矢量監查發送模式。在優選實施例中，基于激勵矢量確定分別表征了發送模式的模式監查值并且然后探測發送模式改變，即，當該模式監查值以一個確定的度量偏離模式參考值時，改變監查規則和/或在其功能上限制高頻發送裝置。為此首先確定，如果高頻發送系統按照當前期望的發送模式工作時，模式監查應當看起來是怎樣的。該值于是就是模式參考值。然后還確定模式監查值并且與模式參考值比較。模式參考值原則上還可以是0，例如當模式監查值代表了實際上的實際模式與期望模式的偏差時。也就是說，又可以以不同的方式來確定，當前的模式監查值與模式參考值允許偏離多少而不會被認為是發送模式改變的度量。因此一方面可以選擇絕對的偏差量。另一方面也可以例如與激勵矢量的強度成比例地選擇偏差量。同樣還可以考慮這些評價規則的組合。因此完全合適的是，對于偏差量在小的信號強度的情況下規定一個絕對值并且在大的信號強度的情況下引入相對偏差作為是否還按照期望的發送模式工作的評價標準。原則上可以以按照本發明的方式檢查任意的發送模式，只要該發送模式曾經被定義并且為此例如確定了模式參考值。然而優選地，盡可能選擇匹配的SAR邊界值，其中在按照體積線圈模式工作時必須使用的全局的SAR邊界值比當傳輸陣列產生個別的不均勻的激勵模式時規定的局部的SAR邊界值小。由此在檢查發送模式時優選檢查，高頻發送裝置或發送天線系統是否按照體積模式工作。在此通常進行檢查，高頻發送裝置是否按照CP模式運行，如這點經典地在鳥籠全身線圈情況下那樣。但是在此要指出的是，按照本發明的方法和高頻監查裝置同樣也可以用于監查其他發送模式，特別是其他體積線圈模式，例如恒定橢圓極化模式(EP模式)，如在一些系統中取決于應用地使用的那樣。然而因為CP模式是最頻繁使用的體積線圈模式，所以在以下(只要沒有另外指出)假定待監視的是CP模式，但并不將本發明限制于此。在優選變體中，為了確定高頻發送裝置的運行與體積線圈模式的偏差，通過兩邊乘以特定的投影矩陣來形成當前的激勵矢量的簡單的平方形式(即，形成激勵矢量的互相關)，其中投影矩陣基于在按照涉及的體積線圈模式運行的情況下出現的、標準化的激勵矢量被形成。這樣構造該投影矩陣，使得其將在激勵矢量中包含的總信號(矢量的元素代表在單個發送通道上的當前信號強度)投影到與期望的信號正交的、不期望的分量上，即，恰好投影到如下分量上，當前的激勵矢量與系統在按照體積線圈模式的運行方式下應當具有的理想的激勵矢量相差該分量。由此可以簡單地 基于在該兩端相乘時形成的偏差值來確定模式監查值，其中模式參考值例如可以被置為O。后面還要根據對于CP模式的實施例詳細描述該方法以及投影矩陣的形成。特別優選地，還可以基于多個在模式監查時間段期間確定的先后跟隨的當前模式監查部分值來形成模式監查值。在此，例如可以分別通過投影矩陣與激勵矢量兩端相乘來形成模式監查部分值并且然后在模式監查時間段內部將模式監查部分值相加或積分或求平均。在優選實施例中，在技術上特別有效地這樣實現前面數學描述的工作方式，使得首先對于在模式監查時間段內部的多個時刻通過分別將當前的激勵矢量并矢式(dyadisch)乘以其復數共軛矢量(即，形成張量乘積)來確定當前的互相關矩陣并且然后將該互相關矩陣相加以形成和互相關矩陣。然后，可以將和互相關矩陣逐元素地乘以投影矩陣并且為了形成模式監查值而對于各個模式監查時間段引入在此形成的乘積值。例如可以將乘積值簡單相加或積分或求其平均值。該方法的優點在于，將在短的時間段中(例如每10μ s)確定的測量數據，即，激勵矢量，首先累加或積分并且然后在整個模式監查時間段上僅需進行一次乘法，而不是在每次新采集當前的激勵矢量時相應地進行多個乘法。這使得整個計算方法明顯更高效。此外，在該方法中優選地，負擔監查值還基于對于模式監查片段所確定的和互相關矩陣，所述和互相關矩陣包含了在模式監查片段中的當前激勵矢量。例如可以將該和互相關矩陣如在開頭已經提到的DE102009030721中描述的方法中那樣乘以靈敏度矩陣，以獲得負擔監查值。在這種情況下，互相關矩陣可以分別被看作為(首先僅考慮入射的HF功率的)高頻負擔值，并且在確定負擔監查值時可以通過乘以靈敏度矩陣也同時換算到生理(SAR)負擔。無論如何特別有利的是，負擔監查值基于多個在負擔監查時間段中所確定的高頻負擔值，如在開頭已經解釋的那樣。如果確保，負擔監查時間段與模式監查時間段相同，則通過前面描述的基于對于模式監查時間段所確定的和互相關矩陣確定負擔監查值的方法，該條件自動滿足。模式監查時間段和/或負擔監查時間段優選地分別通過時間窗來規定，所述時間窗在時域中在激勵矢量上滑動。也就是說，形成在時域中滑動的模式監查值或負擔監查值。特別優選地，關于不同長地滑動的時間窗考慮不同的監查值，例如關于IOs長的窗考慮短時監查值并且對于360s長的窗考慮長時監查值。因此可以確保，一方面避免患者的尖峰負擔，另一方面卻總體上不會導致高的輻射負擔，該高的輻射負擔總是剛好在尖峰邊界值下。
以下借助附圖結合實施例再次詳細解釋本發明。其中，圖I示出了關于具有按照本發明的高頻發送裝置的實施例的磁共振系統的示意性概況圖，圖2示出了用于監查高頻發送裝置的按照本發明的方法的實施例的簡化流程圖。
具體實施方式
在圖I粗略示意性示出的計算機斷層造影系統I的主要部分是所謂的掃描儀或斷層造影儀2，利用其可以進行實際的測量。測量空間3位于該斷層造影儀2中，通常稱為患者隧道(Patiententunnel),患者或檢查對象O在患者臥榻4上可以定位于該患者隧道中。作為發送天線系統15，斷層造影儀2在此具有包括了 η個可獨立控制的發送通道K1, K2,...，Kn或者天線元件的全身線圈15，以便能夠形成在測量空間3中任意的場分布。例如在此可以是所謂的鳥籠線圈，其具有作為天線元件的η個獨立可控的導體棒，所述導體棒互相平行地在圓柱形表面上圍繞測量空間3布置并且互相耦合。但是本發明不限于這樣的發送天線系統15，而是可以使用任意的傳輸陣列。特別地，發送天線系統也不必形成全身線圈，而是也可以由多個合適布置的所謂的局部線圈組成，或者可以是具有不同的發送通道的頭部線圈等。此外如通常的那樣在斷層造影儀2內部具有磁體系統，其具有基本場磁體，以便在測量空間3中施加強基本磁場，以及多個梯度線圈，以便分別在三個空間方向上施加期望的磁場梯度。這些組件為清楚起見在圖I中沒有示出。斷層造影儀2由系統控制裝置5控制，該系統控制裝置又連接到終端17，通過該終端可以操作整個磁共振斷層造影系統I。斷層造影儀2與系統控制裝置5的耦合通過多個接口進行。這些接口中的一個在此形成高頻發送裝置10的高頻功率放大器裝置，另一個接口是接收接口 6。通過高頻功率放大器裝置11為測量發送合適的高頻脈沖序列，并且通過接收接口 6接收所接收的磁共振原始數據。在另一種(未示出的)實施方式中功率放大器裝置11集成在斷層造影儀2中并且相應的接口通過監查導線、反饋導線和電源形成。接口塊7代表為了控制斷層造影儀2的其他組件所需的其他接口，例如用于監查梯度線圈、患者臥榻的移動等的接口等。作為其他組件，在系統控制裝置5中示出了可以由操作者通過終端19控制的測量控制模塊9以及數據存儲器18。由測量控制模塊9可以根據例如在數據存儲器18中存儲的并且可以由操作者修改的測量協議來規定參數，從而通過接口將合適的信號輸出到斷層造影儀2，以利用一個完整確定的脈沖序列(即，高頻脈沖序列和合適的梯度線圈序列)進行測量。此外，系統控制裝置5在此還包括重建裝置8，該重建裝置根據從接收接口 6接收的原始數據重建磁共振圖像，所述磁共振圖像然后可以在存儲器18中存儲和/或在終端17的顯不器上輸出。在此要指出的是，這樣的磁共振斷層造影系統1，特別是系統控制裝置5，還可以具有多個其他組件，例如用于連接到網絡的接口，以便將產生的圖像也傳輸到其他站等等。因為磁共振系統的原理結構對于專業人員來說是公知的，所以為了清楚起見在圖I中沒有示出所有這些組件并且在此不詳細解釋。為了能夠分開地控制單個的天線元件，即全身線圈15的導體棒，高頻發送裝置10構造為連續地具有η個分開的發送通道K 1, K2，. . . ,Kn0也就是說，實際的高頻脈沖產生系統16包括η個單個的發送模塊(未示出)，在所述發送模塊中例如產生以對于單個通道的小信號形式的高頻信號。為了放大這些信號，高頻發送裝置還具有包括了 η個分開的高頻放大器的高頻功率放大器裝置11，所述分開的高頻放大器在此為簡單起見作為一個塊示出。通過導線從那里將高頻信號傳輸到全身線圈15的單個天線元件。在此其一方面經歷η通道的發送/接收切換裝置13以及η通道的方向耦合器裝置12。這樣構造發送/接收切換裝置13，使得在發送運行狀態，到單個天線元件的導線與高頻功率放大器裝置11相連，并且在接收運行狀態(即，為了利用全身線圈15探測磁共振信號)進行切換，使得全身線圈15的天線元件與接收接口 6的合適的接口通道相連。這樣構造方向耦合器裝置12，使得其在各個發送通道K1, K2，. . .，Kn上分別從從高頻功率放大器裝置11的高頻放大器發送的信號中提取出一個與各個信號強度(即，與電壓振幅)成比例的信號分量，并且具有確定的相位，由此是復數值。這些在確定的時刻測量的值例如可以已經在方向耦合器裝置12中分別綜合為激勵矢量U1, U2，U3,...(下標在此代表測量時刻)，其被傳輸到高頻發送裝置10的高頻監查裝置20的測量值接口 21。替代激勵電壓，還可以確定電流作為對于激勵矢量的測量值。該高頻監查裝置一方面具有負擔監查單元23，該負擔監查單元基于當前的激勵矢量U1, U2, U3, · · ·確定監查值并且由此監視在檢查對象O中的高頻負擔，另一方面具有模式監查單元24，該模式監查單元基于當前的激勵矢量U1, U2，U3,...監查，高頻發送裝置10是否在當前設置的發送模式中工作，對于該發送模式當前由負擔監查單元23使用的監查規則被用于監視高頻負擔。模式監查單元24可以是負擔監查單元23的一部分(如此處)或者反之。但是還可以是分開的互相通信的單元。如果由負擔監查單元23確定，沒有遵守規定的負擔邊界值，則通過監查信號接口22輸出監查信號KS，該監查信號由高頻發送裝置10的HF脈沖產生系統16在監查信號輸入端14上接收并且在那里導致完全中斷測量或者導致降低發送的高頻信號的信號強度。特別地可以直接由監查信號輸入端14將信號輸出到高頻功率放大器裝置11，以便在那里降低輸出功率或者完全斷開系統。在另一種(未示出的)實施方式中負擔監查單元23、模式監查單元24和其他對應的組件21、22被直接集成在斷層造影儀2中。如果放大器裝置11已經集成在斷層造影以2中，則這點特別可以是具有優勢的。如果由模式監查單元24確定，沒有保持規定的發送模式，則同樣通過監查信號接口 22向HF脈沖產生系統的監查信號輸入端輸出監查信號KS和/或將其通知負擔監查單元23，使得該負擔監查單元基于其他的合適的監查規則，特別是邊界值，進行其他負擔監查。在高頻監查裝置20內部的確切的工作方式在后面根據圖2詳細解釋，然而其中首先應當稍微詳細解釋該方法的理論背景。
如上所述，為了確定高頻發送裝置的運行與體積線圈模式的偏差，應當通過兩邊乘以特定的投影矩陣來形成各個當前的激勵矢量的平方形式。這例如在數學上如下描述
權利要求
1.一種在對檢查對象(O)進行磁共振測量時用于監查具有包括多個發送通道(K1,K2, , Kn)的發送天線系統(15)的磁共振斷層造影系統(I)的高頻發送裝置(10)的方法，在該方法中， -對于多個時刻或時間段確定激勵矢量(U1, U2，U3, U4, U5)，所述激勵矢量代表了在單個發送通道(K1, K2, , Kn)上的高頻信號強度， -按照預先給出的監查規則(KR)分別基于所述激勵矢量(U1, U2, U3, U4, U5)確定在檢查對象(O)中吸收的高頻負擔值，并且如果在至少ー個高頻負擔值的基礎上的負擔監查值(BKff1, BKff2,, BKffi, ...)達到或超過預先給出的邊界監查值(GK)，則在其功能上限制所述高頻發送裝置(10)，其中，根據所述高頻發送裝置(10)的當前的發送模式(CP)規定所述監查規則(KR)，并且 -基于所述激勵矢量(U1, U2, U3, U4, U5)分別檢查所述高頻發送裝置(10)的發送模式(CP)并且在探測到發送模式改變時改變所述監查規則(KR)和/或在其功能上限制所述高頻發送裝置(10)。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，根據所述高頻發送裝置(10)的發送模式(CP)規定用于確定高頻負擔值的規則(HLR)和/或用于確定負擔監查值的規則(BLR)和/或邊界監查值(GK)。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，基于所述激勵矢量(U1,U2, U3, U4, U5)確定表征發送模式(CP)的模式監查值(MKWpMKW2, . . . ,MKffi,. 并且如果所述模式監查值(MKWpMKW2,. . . ,MKffi,...)以ー個確定的度量偏離模式參考值，則探測到發送模式改變。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的方法，其特征在于，在檢查所述發送模式(CP)時，檢查所述高頻發送裝置(10)是否按照體積線圈模式(CP)運行。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述體積線圈模式(CP)包括CP模式(CP)。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在干，為了確定所述高頻發送裝置(10)的運行與體積線圈模式(CP)的偏差，通過兩邊乘以投影矩陣(Sp_)來形成各當前的激勵矢量(U1, U2, U3, U4, U5)的平方形式，其中，基于在按照體積線圈模式運行的情況下出現的激勵矢量形成所述投影矩陣(sPMj)。
7.根據權利要求3至6中任一項所述的方法,其特征在于,基于多個在模式監查時間段期間所確定的模式監查部分值來形成所述模式監查值(MKW1, MKff2, , MKffi,...)。
8.根據權利要求6和7所述的方法，其特征在于，對于在模式監查時間段內部的多個時刻首先通過分別將當前的激勵矢量(U1, U2，U3，U4，U5)并矢式乘以其復數共軛矢量來確定當前的互相關矩陣(KM1, KM2, KM3, KM4, KM5, ···)并且然后將所述互相關矩陣(KM1, KM2, KM3,KM4, KM5,...)相加以形成和互相關矩陣(SKM1, SKM2,...),然后將所述和互相關矩陣(SKM1,SKM2, ···)逐元素地乘以投影矩陣(S一)并且為了形成所述模式監查值(MKW1, MKff2,MKffi, ···)而對于各個模式監查時間段引入在此形成的乘積值。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在干，負擔監查值(BKW1,BKff2, , BKffi, ...)基于對于模式監查片段所確定的和互相關矩陣(SKM1, SKM2,...)。
10.根據權利要求I至9中任一項所述的方法，其中，負擔監查值基于多個在負擔監查時間段中所確定的高頻負擔值。
11.根據權利要求I至10中任一項所述的方法，其中，所述模式監查時間段和/或負擔監查時間段分別通過時間窗(At)來規定，所述時間窗在時域中在所述激勵矢量(U1,U2,U3, U4, U5)上滑動。
12.ー種用于監查具有包括了多個發送通道(K1, K2, , Ki)的發送天線系統(15)的磁共振斷層造影系統(I)的高頻發送裝置(10)的高頻監查裝置(20)， 其中，所述高頻監查裝置(20)至少具有 -用于采集激勵矢量(U1,U2，U3，U4，U5)的測量值接ロ，所述激勵矢量代表了在單個發送通道(K1, K2, , Ki)上的高頻信號強度，和 -用于輸出監查信號(KS)的監查信號接ロ(22)， 并且被構造為， -按照規定的監查規則(KR)分別基于所述激勵矢量(U1, U2, U3, U4, U5)確定在檢查對象(O)中吸收的高頻負擔值，并且如果在至少ー個高頻負擔值基礎上的負擔監查值(BKW1,BKff2,, BKffi,...)達到或超過規定的邊界監查值(GK)，則在其功能上限制所述高頻發送裝置(10)，其中，根據該高頻發送裝置(10)的當前的發送模式(CP)來規定所述監查規則(KR), -并且基于所述激勵矢量(U1, U2，U3，U4，U5)分別檢查所述高頻發送裝置(10)的發送模式(CP)，并且在探測到發送模式改變時改變所述監查規則(KR)和/或產生至少ー個監查信號(KS)，以便在其功能上限制所述高頻發送裝置(10)。
13.ー種用于磁共振斷層造影系統(I)的高頻發送裝置(10)，具有 -包括了多個發送通道(KpK2,... ,Ki)的發送天線系統(15)， -用于通過所述發送通道(K1, K2, , Ki)發送高頻脈沖的高頻功率放大器裝置(13)， -和按照權利要求12所述的高頻監查裝置(20)。
14.ー種具有按照權利要求13所述的高頻發送裝置(10)的磁共振斷層造影系統(I)。
15.一種計算機程序，其可以直接加載到高頻監查裝置(20)的存儲器中，具有程序代碼段，當所述程序在高頻監查裝置(20)中運行時，所述程序代碼段執行按照權利要求I至11中任一項所述的方法的所有步驟。
全文摘要
本發明涉及用于監查磁共振斷層造影系統(1)的高頻發送裝置(10)的方法和高頻監查裝置(20)。在此對于多個時刻或時間段確定激勵矢量(U1，U2，U3，U4，U5)。按照預先給出的監查規則(KR)分別基于激勵矢量(U1，U2，U3，U4，U5)確定在檢查對象(O)中吸收的高頻負擔值，并且當在至少一個高頻負擔值的基礎上的負擔監查值(BKW1，BKW2，...，BKWi，...)達到或超過預先給出的邊界監查值(GK)時，在其功能上限制高頻發送裝置(10)。在此，根據高頻發送裝置(10)的發送模式(CP)規定所述控制規則(KR)。基于激勵矢量(U1，U2，U3，U4，U5)分別檢查高頻發送裝置(10)的發送模式(CP)并且在探測到發送模式改變時改變監查規則(KR)和/或在其功能上限制高頻發送裝置(10)。
文檔編號A61B5/055GK102680929SQ20121005691
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月6日 優先權日2011年3月11日
發明者M.格布哈特 申請人:西門子公司