磁共振断层成像设备和运行磁共振断层成像设备的方法与流程


磁共振断层成像设备和运行磁共振断层成像设备的方法
1.本技术是申请日为2018年10月02日、中国专利申请号为201880075857.6、发明名称为“磁共振断层成像设备和运行磁共振断层成像设备的方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及一种用于在磁共振断层成像设备中进行主动干扰抑制的方法,以及具有接收器的磁共振断层成像设备。


背景技术:



3.磁共振断层成像设备是如下成像装置,为了对检查对象进行成像,这些成像装置利用外部强磁场将检查对象的核自旋对齐,并且通过交变磁场激励核自旋围绕该对齐进动。自旋从该激励状态到具有较小的能量的状态的进动或者返回,作为响应又产生交变磁场,经由天线接收该交变磁场。
4.借助梯度磁场对这些信号进行位置编码,位置编码随后使得接收到的信号能够与体积元素相关联。然后,对接收到的信号进行分析,并且提供检查对象的三维成像显示。为了接收信号,优选使用局部接收天线、即所谓的局部线圈,为了实现更好的信噪比,将局部接收天线直接布置在检查对象上。也可以将接收天线安装在患者床中。
5.磁共振断层成像设备需要在两个方面进行高频屏蔽。一方面,为了激励核自旋,产生功率在千瓦范围内的高频脉冲,在患者中仅部分地吸收这些高频脉冲。离开患者通道(patientendurchf
ü
hrung)的无线电波辐射到空间中,因此必须进行屏蔽,以符合放射限制值。
6.反过来,要接收的用于成像的磁共振信号极其弱。在此,为了实现足够的信噪比(signal-zu-rausch-snr),需要屏蔽外部的干扰信号。
7.因此,在现有技术中,在磁共振断层成像设备周围安装有昂贵的屏蔽舱,以减少放射和侵入。
8.从文献de 10 2014 207 843中已知一种具有局部屏蔽的膝部线圈。


技术实现要素:



9.因此,本发明要解决的技术问题是,减少用于屏蔽的开销。
10.上述技术问题通过根据权利要求1和权利要求2的根据本发明的磁共振断层成像设备,以及通过根据权利要求21和权利要求22的根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法来解决。
11.根据本发明的磁共振断层成像设备具有:患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者的磁共振信号,其中,患者在患者隧道中;第二接收天线,用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器。接收器与第一接收天线和第二接收天线信号连接,并且优选被设计为用于准备用于成像的磁共振信号。
12.第二接收天线布置在患者隧道的外部或者开口附近。特别是将如下开口视为患者
隧道的开口,患者床与患者一起移动通过这些开口进入患者隧道,并且根据要检查的区域,也再次在相对的一端离开患者隧道。在此,“附近”视为如下与开口的距离,该距离小于0.1m、0.2m、0.5m、1m或者2m。“附近”也可以视为如下与开口的距离,该距离小于具有磁共振成像设备的拉莫尔频率的无线电波在空气中的波长的四分之一或者波长的一半。
13.在此,第一接收天线优选接收磁共振信号,但是磁共振信号也总是具有一小部分干扰信号。相反,第二接收天线不仅接收干扰信号,而且接收微小的或者可忽略的一部分磁共振信号。为了简单起见,下面仍然将由第一接收天线接收到的信号称为磁共振信号(即使其具有要去除的干扰信号部分),并且将由一个或多个第二接收天线接收到的信号称为干扰信号。
14.在此,接收器被设计为,对第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用第二接收天线接收到的干扰信号进行抑制。在从属权利要求中更详细地描述示例性的实施方式。
15.在权利要求2的实施方式中,在此,特别是考虑干扰信号的带宽比磁共振信号宽的可能性。在此,磁共振信号的频率范围外部的部分与磁共振信号的频率范围内的部分相关(korrelieren)。因此,根据本发明,当第二接收天线接收宽带的干扰信号,并且将接收器设计为,仅部分地,例如在与磁共振信号的频率范围不相同的频率范围内,或者在磁共振信号的频率范围外部的频率范围中,对该信号进行分析,然后依据该部分信号,来抑制由第一接收天线接收到的磁共振信号中的干扰信号时,可能也就足够了。但是,替换地或者作为补充也可以想到,尤其是第二接收天线仅接收磁共振信号的频率范围外部的频率,并且将其传送给接收器。由于相关性,例如磁共振信号的频率范围内的干扰信号的频率部分的幅值,与磁共振信号的频率范围外部的幅值可以是相关联的。以这种方式,也可以想到,在磁共振测量期间,第二接收天线结合接收器,仅针对干扰信号,监视磁共振信号的频率范围外部的频率部分,并且据此抑制第一接收天线的信号中的干扰信号。在此,接收器例如可以在磁共振信号的采集之间,针对磁共振信号的频率范围内的干扰信号,确定来自第一接收天线的干扰信号与来自第二接收天线的干扰信号部分之间的关系,也称为传递函数,并且在采集磁共振信号期间,根据第二接收天线在磁共振信号的频率范围外部接收到的干扰信号部分,调整例如幅值或者缩放。
16.也可以想到,在第二接收天线与接收器之间设置滤波器,该滤波器优选使干扰信号通过并且抑制磁共振信号。例如,可以针对具有磁共振信号的频带外部的部分的干扰,设置抑制磁共振信号的滤波器。滤波器也可以是自适应的或者可控的。因此可以想到,干扰消除控制器使滤波器适应于当前采集的层的拉莫尔频率。
17.下面说明如何能够通过接收器对第二接收天线的信号中的干扰信号进行抑制。例如,接收器可以具有求和装置,求和装置形成与一个或多个参数相关的、磁共振信号和干扰信号的线性组合。此外,接收器可以具有干扰消除控制器,干扰消除控制器被设计为,改变该一个或多个参数,使得该线性组合中的干扰信号的能量最小。在此,一个或多个参数可以是复数的,以便使相移模型化,或者通过自己的参数给出相移。多个参数特别是使得能够有效地对不同的干扰源进行抑制。
18.但是也可以想到与一个或多个参数相关的、信号的非线性组合。
19.在进行干扰抑制时,相对于较弱的干扰信号,干扰消除控制器也可以在参数中,特别强地对具有特别大的幅值的干扰信号进行加权,因为相对于统计上的背景噪声,通过信
号水平的特别大的距离,可以特别良好地抑制这些强的干扰信号。在此,特别是将如下干扰信号视为不同的干扰信号,这些干扰信号可以借助多个第二接收天线通过不同的起源位置来分离,这些干扰信号占据不同的频率范围,或者这些干扰信号可以通过不同的时间行为来区分。
20.在此,接收器可以被设计为,例如借助可编程的逻辑电路(fpga)或者信号处理器(dsp),实时地对接收到的磁共振信号和干扰信号,执行根据本发明的这种处理,以抑制干扰信号。
21.但是接收器也可以具有存储器,并且首先存储接收到的干扰信号和接收到的磁共振信号,其中,在稍后的时间点,在例如延迟一个回波序列、一个激励序列或者单个层的整个图像采集或者整个图像采集序列的持续时间的情况下,才对干扰信号进行抑制。延迟例如可以大于50ms、100ms、0.5s、1s、10s、1min或者更长。
22.在此,可以将用于实时地进行模拟和/或数字高频处理的硬件,例如放大器、滤波器和混合器,视为本发明的意义上的接收器,但是也可以将用于稍后根据接收到的磁共振信号产生映射的图像分析单元,视为本发明的意义上的接收器。
23.根据本发明的运行根据本发明的磁共振断层成像设备的方法具有以下步骤:借助接收器经由第二接收天线接收干扰信号。由于第二天线布置在开口附近,因此由第二天线接收到的干扰信号几乎没有或者完全没有磁共振信号部分。
24.在另一个步骤中,接收器经由第一接收天线接收磁共振信号。第一接收天线例如可以是磁共振断层成像设备的身体线圈或者局部线圈。
25.在所述方法的进一步的步骤中,接收器与通过接收器的干扰信号相关地,将磁共振信号处理为接收信号,其中,该相关取决于参数。例如可以想到,接收器利用参数作为因数,形成干扰信号与磁共振信号的线性组合,其中,参数可以是复数的,以反映相移。也可以想到多个参数。
26.在根据本发明的方法的另一个实施方式中设置为,接收器借助第二接收天线,接收磁共振信号的频率范围外部的宽带的干扰信号部分。在此,磁共振信号的频率范围外部的干扰信号部分与该频率范围内的部分相关。例如可以想到,如果涉及相同的源,则磁共振信号的频率范围内部和外部的干扰信号的幅值互相成比例。然后,在下面描述的对由第一接收天线接收到的磁共振信号中的干扰信号的抑制中,例如可以将利用第二接收天线的信号的幅值的缩放设置为相关。
27.以有利的方式,通过分离的频率范围,可以避免在图像采集期间磁共振信号对抑制干扰信号的影响。换言之,通过接收器在与磁共振信号的频率不同的频率范围内分析由第二接收天线接收到的信号,可以避免将散射的磁共振信号评估为干扰信号,并且避免通过干扰消除控制器进行抑制。
28.在此,优选干扰消除控制器还考虑磁共振信号的频带内以及外部的信号的不同的特性。这例如可以是不同的衰减或者信号延迟,其可以通过其它放大因数和相移来考虑。例如可以通过如下面关于从属权利要求说明的用于确定传递函数的校准测量,来确定不同的特性。
29.在此,可以想到,在mr信号采集之间和/或期间,接收器采集干扰信号。持续进行采集使得能够以有利的方式更好地采集干扰信号的时间走向,由此也使得能够针对未来更好
地估计干扰信号的时间走向,这使得能够进行更准确的抑制。
30.另一方面,在期间进行采集,即在mr信号的采集之间进行采集,使得能够避免将mr信号评估为干扰信号。在此,也可以想到,在此不仅一个或多个第二接收天线采集干扰信号,而且同时一个或多个第一接收天线也采集干扰信号,从而准确地知道第一接收天线如何采集由第二接收天线接收到的干扰信号。然后,也称为传递函数的这种关系使得能够更准确地确定用于干扰抑制的参数,由此使得能够通过接收器更好地抑制干扰。
31.也可以相互组合和/或交替使用不同的方法(不同的频率、时间限制),以在整体上实现改善的干扰消除。
32.此外,也可以想到,在更长的或者多个采集时间段上,和/或也在不同的方法之间,对结果进行平均。
33.在另一个步骤中,接收器例如借助干扰消除控制器设置参数,使得接收信号中的干扰信号部分减小。例如可以想到,在优化方法中通过干扰消除控制器设置参数,使得接收信号中的干扰信号的能量最小。
34.如先前关于接收器已经说明的,在此,接收器也可以存储磁共振信号和/或干扰信号,使得也可以在相对于第一接收天线和第二接收天线接收信号具有时间间隔的情况下,执行进行处理和设置参数的步骤。
35.根据本发明的磁共振断层成像设备和运行方法,以有利的方式使得能够通过第二接收天线和根据本发明的接收器,减小磁共振信号中的外部干扰信号部分,因此利用更简单并且成本更低的屏蔽措施就足够了。
36.在从属权利要求中给出其它有利的实施方式。
37.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备被设计为,接收具有工业频带中的拉莫尔频率的磁共振信号。在此,将在磁共振断层成像设备中进行成像使用的核自旋在磁共振断层成像设备的场磁体的静磁场b0中的共振频率,称为磁共振断层成像设备的拉莫尔频率。将为了医学或者技术设备使用而开放的频带称为工业频带,针对这些频带,存在简化的发行和批准规定。这些频带也称为ism频带(industrial,scientific,medical band,工业、科学、医学频带)。示例性的也允许以大的功率进行发射的频带处于26.9与27.3mhz之间。其它这种频带处于6.7mhz与6.8mhz、13.5mhz与13.6mhz、40.6mhz与40.7mhz以及433.0mhz与434.8mhz之间。
38.磁共振断层成像设备不仅依赖于接收到尽可能小的干扰,而且依赖于强激励脉冲也不会干扰其它设备。在ism频带中,法定的公差极限高得多,从而在该频率下通过屏蔽发射的激励脉冲,可以更容易地实现合法的限制,或者也不需要进行限制。因此,协同地结合有源屏蔽,为了在ism频带中抑制由其它设备引起的接收侧干扰,可以以有利的方式实现完全没有屏蔽舱的磁共振断层成像设备。
39.在此,在一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有用于发出激励脉冲的发射路径,发射路径具有滤波器。在此,滤波器被设计为用于抑制ism频带外部的信号。例如,滤波器可以是针对所使用的ism频带的带通滤波器,其相对于在ism频带内具有最小衰减的信号,将ism频带外部的频率衰减超过12db、24db、40db或者60db。根据磁共振断层成像设备的高频产生的实施方式,例如可以将滤波器布置在末级(endstufe)与混合耦合器之间、混合耦合器与发射/接收开关之间或者发射/接收开关与发射天线之间。
40.滤波器使得能够以有利的方式将发射的高频功率基本上限制到ism频带,因此遵守ism频带外部的更严格的极限值。因此,在ism频带中,磁共振断层成像设备也可以在没有rf舱的情况下运行。
41.但是原则上也可以想到,在接收侧,在没有有源干扰抑制的情况下,在具有屏蔽舱的情况下使用ism频带,特别是当激励脉冲的发射对于允许运行至关重要时。这也适用于下面描述的涉及对ism频带的激励脉冲的限制或者优化的实施方式。
42.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有用于发出激励脉冲的发射天线,其中,磁共振断层成像设备具有用于使发射天线失谐的非线性构件。这例如可以是pin二极管,或者也可以是其它的二极管或者诸如晶体管或者fet的有源构件。在此,非线性构件布置在磁共振断层成像设备的针对高频被患者隧道屏蔽的区域中,并且针对ism频带的滤波器或者ism滤波器布置在非线性构件与天线之间的信号连接中,优选布置在屏蔽的区域中。
43.以有利的方式,通过由患者隧道和环境来屏蔽非线性构件,避免如下频率部分的发射,这些频率部分由进行失谐所使用的构件在激励脉冲期间由于非线性性而产生,并且这些频率部分不再作为谐波存在于ism频带中。滤波器防止经由非线性构件与发射天线之间的信号连接传输谐波。因此,非线性构件的布置有助于遵守辐射极限值,并且使得能够或者简化放弃通过高频舱来屏蔽整个磁共振断层成像设备。
44.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有高频单元,高频单元具有预矫器。预矫器被设计为,对用于激励核自旋的激励脉冲进行预矫,使得在发出时,即特别是在通过高频功率放大器放大之后,在ism频带外部,相对于没有进行预矫的激励脉冲,使激励脉冲的信号部分减小。例如可以想到,预矫器产生并且混入如下信号部分,该信号部分在通过高频单元放大之后,对应于由于高频单元的非线性性而由激励脉冲产生的谐波,但是具有相反的符号,因此减少或者消除谐波。在此,例如可以在数字信号产生中实现预矫器,或者也可以通过模拟构件由功率放大器的输入信号产生对应的信号。在此,预矫器也可以是自适应的,例如可以依据患者隧道的负荷来控制其特性。也可以想到,通过发射路径中的传感器、例如定向耦合器的快速反馈来进行部分调节。
45.预矫器以有利的方式使ism频带外部的谐波减少,因此在没有屏蔽舱的情况下,也使得遵守辐射极限值变得容易,或者使得能够遵守辐射极限值。
46.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,无线电波在患者隧道中传播的截止频率,大于磁共振断层成像设备的拉莫尔频率。将如下频率视为截止频率,在该频率下,在作为波导管(hohlleiter)的患者隧道中,仍然可以形成沿着纵向方向(z方向)通过患者隧道传播的无线电波。截止频率也称为波导(wellenleiter)、在此为作为波导管的患者隧道的截止频率(cut-off-frequenz)。
47.如果无线电信号的频率低于该频率,则来自外部的干扰信号的场强在患者隧道内部,以有利的方式随着与开口的距离而指数下降,从而在检查区域(视场,field of view,fov)中,干扰信号显著减小。
48.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,第二接收天线布置在患者隧道的开口处或者患者床处。例如可以将第二接收天线直接布置在开口的边缘处或者患者床的表面下方。
49.特别是如果干扰信号的频率低于自由波的截止频率,则患者和患者隧道形成干扰信号的同轴导体。患者和开口附近的第二接收天线可以以有利的方式采集通过患者耦合到患者隧道中的干扰信号,因此使得能够通过接收器进行特别有效的抑制。
50.在一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有包围磁共振断层成像设备的波导,其中,波导具有比磁共振断层成像设备的拉莫尔频率大的截止频率或者cut-off-frequenz。在此,将如下任意的导电结构视为波导,该导电结构至少在四个空间方向上在外圆周上,例如以管或者棱柱体的形式包围磁共振断层成像设备,并且通过其导电性,在磁共振断层成像设备的拉莫尔频率下,基本上抑制无线电波或者电场传播通过该导电结构。换言之,在波导的导电结构的背向磁共振断层成像设备的一侧,具有拉莫尔频率的信号相对于面向磁共振断层成像设备的一侧的信号,衰减超过30db、40db、60db或者更多。
51.也可以想到,在一个实施方式中,根据本发明的波导或者传统的屏蔽舱也包围根据本发明的磁共振断层成像设备。然而,在此,通过导电隧道来代替通向屏蔽舱或者波导的高频密封门,该导电隧道又是具有大于拉莫尔频率的截止频率的波导。
52.通过交变场在该隧道中衰减,到周围环境中的辐射减少,从而可以省去昂贵的、在使用中麻烦的并且容易发生故障的hf密封门,特别是在ism频带中的频率的极限值较高的情况下。
53.在此,原则上也可以想到在接收路径中没有有源干扰抑制的情况下,使用波导作为门或者屏蔽。
54.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,波导具有与患者隧道的导电连接。在此,可以想到,波导与患者隧道一起形成不间断或者连续的波导。波导也可以在患者隧道的两端与患者隧道电连接,或者两个波导在患者隧道的相对的端部与其以导电的方式连接。在此,波导也可以具有与患者隧道的截止频率不同的截止频率或者cut-off-frequenz,但是同样在磁共振断层成像设备的拉莫尔频率以上。
55.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,第二接收天线具有基本上全向的接收特性。接收天线在所有空间方向上的灵敏度分布被视为基本上全向的接收特性,其中,依据不同的方向的最大灵敏度与最小灵敏度之间的差异小于6db、12db、18db或者24db。优选这也适用于干扰信号的不同的极化。
56.干扰信号可能从不同的方向并且以不同的极化进入,从而具有方向性或者首选极化(vorzugspolarisation)的天线不能采集到所有干扰信号。反之,具有全向接收特性的天线可以以有利的方式采集到所有干扰信号。
57.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有多个第二天线,并且接收器被设计为,依据多个第二接收天线的接收信号,来抑制磁共振信号中的干扰信号。优选多个第二接收天线彼此间隔开地布置,例如以大于具有拉莫尔频率的无线电波的波长的四分之一或者波长的一半的间隔布置。
58.分布在空间上的多个天线还以有利的方式适合用于更好地采集一个或多个干扰源,由此改善干扰抑制。
59.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,多个接收天线以关于患者隧道对称布置的方式布置。例如可以想到,布置在患者隧道的开口的边缘上的相对的两个点上,布置在规则的多边形或者多面体的顶点上。
60.以有利的方式,也可以借助天线的对称性来产生参数的对称关系,因此使用于减少干扰信号的优化方法简化和/或加速。
61.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有干扰抑制发射器和干扰抑制天线。干扰抑制天线布置在距患者隧道一定的距离处。在此,干扰抑制发射器被设计为,在磁共振断层成像设备的激励脉冲的频率范围内产生信号,并且通过干扰抑制天线输出该信号,使得在磁共振断层成像设备的周围环境的区域中,通过相消干涉,使激励脉冲的场强减小。将在该区域中激励脉冲的场强减小或者激励脉冲的信号衰减超过6db、12db、24db、40db或者60db,视为减小。
62.以有利的方式,通过干扰抑制发射器和干扰抑制天线,特别是与所提出的其它措施协同地,可以使通过激励脉冲发射到磁共振断层成像设备的周围环境中的电磁波的场强减小,使得在没有rf舱的情况下,也可以遵守法定的极限值。
63.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有多个干扰抑制天线,其中,干扰抑制天线布置在距患者隧道一定的距离处,并且以一定的距离相对于彼此布置。这些距离优选小于具有拉莫尔频率的自由无线电波的波长,和/或大于该波长的十分之一。例如,干扰抑制天线可以布置在围绕患者隧道的开口的平面中。干扰抑制发射器被设计为,通过干扰抑制天线输出磁共振断层成像设备的激励脉冲的频率范围内的信号,使得在磁共振断层成像设备的周围环境的多个区域中,通过相消干涉,使激励脉冲的场强减小。
64.以有利的方式,可以利用多个干扰抑制天线和干扰抑制发射器的控制信号,来减小多个区域中的电磁场,或者减小多个方向上的辐射,或者在理想情况下,使其为零。在此,没有辐射的方向的数量对应于多极(multipol)的辐射图的零点。由来自局部发射天线和干扰抑制天线的激励脉冲的信号形成的电磁波因此是多极场(例如四极场),随着与源的距离增加,例如与偶极场相比,该多极场以有利的方式明显更快地下降,因此使得能够在没有rf舱的情况下,遵守放射限制值。
65.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,干扰抑制发射器被设计为,依据一个或多个发射干扰消除参数,通过相移和/或幅值调整,来产生用于一个或多个干扰抑制天线的信号。优选通过干扰抑制发射器中的可调节的放大器或者衰减器以及移相元件,由激励脉冲产生用于一个或多个干扰抑制天线的一个或多个相应的信号。在此,幅值关系和相移可以是发射干扰消除参数,或者例如可以通过解析函数、表格或者迭代方法,由一个或多个发射干扰消除参数推导出。
66.在此,例如可以通过传感器,例如高频功率放大器与发射天线之间的线路中的定向耦合器,或者患者隧道中的传感器天线,来采集激励脉冲。也可以想到,通过利用a/d转换器和放大器进行缩放和移相,直接由激励脉冲的数字数据产生用于干扰抑制天线的信号。
67.发射干扰消除参数通过减少变量的数量,以有利的方式使下面给出的干扰抑制发射器的设置的确定简化,并且使得能够更快地适应改变的条件,例如其它激励脉冲或者患者或者操作人员的环境。
68.在磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,在制造或者安装时,设置发射干扰消除参数。
69.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层
成像设备具有磁共振断层成像设备的环境中的校准元件和干扰抑制控制器。校准元件优选是天线或者传感器,利用该天线或者传感器,可以采集具有激励脉冲的频率的交变电场和/或交变磁场的电场强度和/或磁场强度,并且传送到干扰抑制控制器。干扰抑制控制器被设计为,借助校准元件来采集校准元件的位置处的激励脉冲的频率范围内的场强。例如,干扰抑制控制器可以具有校准接收器。此外,干扰抑制控制器还被设计为,依据采集到的场强,来设置发射干扰消除参数,使得校准元件的预定的环境中的激励脉冲的场强减小。例如,干扰抑制控制器可以改变或者优化一个或多个干扰抑制天线的幅值和/或相位,使得在校准元件的位置处,通过相消干涉,实现场强的减小和/或局部最小值。
70.以有利的方式,通过自适应地设置一个或多个发射干扰消除参数,可以对由于磁共振断层成像设备的环境中的人或者配套设备而改变后的环境做出反应,以便即使在变化的条件下,也遵守放射的极限值。必要时,在超过极限值时,可以中断发出和/或开始重新确定参数。
71.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,干扰抑制天线具有高频功率放大器。在此,优选将高频功率放大器设计为,根据具有例如小于10mw、50mw或者100mw的小的高频功率的控制信号,经由干扰抑制天线,产生足以抑制激励脉冲的杂散场的交变电磁场。
72.相对于单纯的无源干扰抑制天线,高频功率放大器使得能够通过细的、柔软的高频线缆,将无源干扰抑制天线与干扰抑制发射器连接,因此使安装简化。在此,在与作为波导的患者隧道与多个干扰抑制天线有利地共同作用的情况下,仅需要几瓦特的范围内的功率,从而也可以将使局部布置的高频功率放大器小并且轻,这使安装简化。
73.在此,根据本发明的借助相消干涉的发射干扰消除,也可以独立于根据本发明的磁共振断层成像设备的其它特征地应用。例如,特别是当允许的电磁辐射是限制因素时,在没有接收侧的有源干扰抑制的情况下,也可以想到使用有源干扰抑制发射器。
74.然而,在ism频带中,由于更高,因此产生特殊的协同作用,更高的允许的极限值结合接收侧的干扰抑制,使得在没有封闭的屏蔽舱的情况下,也能够运行。
75.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,设置参数的步骤具有:通过依据干扰信号在时间上求平均值而在时间上求平均的步骤。例如,可以采集干扰信号的幅值和/或相位,并且经由低通滤波器或者通过经由窗口求平均值来进行平均,从而使参数仅缓慢地变化。
76.在时间上求平均以有利的方式使得干扰消除不被短期的、可能是偶然的影响所歪曲,并且不通过消除干扰人为地产生高频噪声分量。
77.在利用具有校准元件的磁共振断层成像设备的根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,设置步骤具有以下子步骤:
78.在一个步骤中,接收器测量第一接收天线与校准元件之间的第一传递函数。测量例如可以以如下方式进行,即,接收器或者干扰消除控制器通过信号连接指示干扰抑制发射器,通过校准天线,发出在磁共振信号的频率范围内和/或相邻的频率范围内具有预定幅值和/或预定相位的信号。在这种情况下,在干扰抑制发射器与校准元件之间需要进行信号连接。然后,接收器可以通过第一接收天线接收信号,因此确定第一传递函数。这也可以同时针对多个第一接收天线进行。但是原则上也可以想到,通过经由第一接收天线进行发射
并且经由校准元件进行接收,来采集传递函数。
79.在另一个步骤中,接收器测量第二接收天线与校准元件之间的第二传递函数。这可以以与先前所描述的相同的方式进行。如果信号的发出通过校准元件进行,则可以以有利的方式同时采集两个传递函数。
80.优选对为了采集第一和第二传递函数而发出的信号进行编码,使得接收器可以以简单的方式确定幅值和相位关系。例如可以想到伪随机码,其使得信号能够快速并且可靠地自相关。在此,可以在幅值、频率和/或相位上对信号进行调制。也可以想到扩频调制(spread-spectrum-modulationen),其中,用于确定传递函数的信号也可以保持在mr信号的噪声极限以下,并且可以在采集mr信号期间同时发出。以这种方式,可以持续地对环境的变化做出反应。也可以通过使用与mr信号相邻的频率范围,来实现信号的持续发射。然而,然后,在确定传递函数时,必须通过不同的频率,来考虑不同的传播条件。
81.在另一个步骤中,依据所测量的一个或多个第一传递函数和一个或多个第二传递函数,来设置干扰消除参数,或者在多个第一和第二接收天线的情况下,设置多个干扰消除参数,使得接收器通过第一接收天线接收到的信号中的、由一个或多个第二接收天线接收到的干扰信号部分减小。在此,优选还进一步考虑由一个或多个第二接收天线接收到的干扰信号。在此,如下应用传递函数,即,以这种应用的形式来考虑单个接收天线的信号。这例如可以通过以下方式来实现,即,对于接收到的mr信号中的通过自相关分离的干扰信号,干扰消除控制器通过变化方法(variationsverfahren)或者线性优化方法,设置干扰消除参数,使得干扰信号部分最小。在此,作为接收天线与接收器之间的预先给定的相移和衰减,纳入传递函数。在此,对于校准元件,正好采用仅对于特定位置或者方向上的干扰源有效的传递函数。然而,在使用足够多的适当地定位的校准元件来确定传递函数时,也可以确定与校准元件的相应的位置无关的传递函数。
82.使用校准元件来确定传递函数,使得接收干扰消除能够以有利的方式对环境中的不同的条件、例如人员或者配套设备的位置做出反应,并且对由此改变的传播条件做出反应,并且对干扰消除进行调整。
83.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,在如下序列的时间段中进行设置步骤,在该序列中不接收磁共振信号,特别是也不发送用于激励自旋的信号。在用于进行图像采集的序列内存在如下时间段,在这些时间段中,不发射激励脉冲,并且也不采集用于成像的磁共振信号。优选其也是如下序列的时间段,在该序列中,检查对象或者患者不发射明显的磁共振信号,即,信号的水平在最大的磁共振信号以下至少12db、24db、36db、48db或者60db。在所述方法的该实施方式中,在这种时间段中进行设置步骤。
84.接收器的干扰消除控制器相应地被设计为,在这种时间段中执行设置步骤。例如,干扰消除控制器可以从磁共振断层成像设备的控制器获得触发信号。
85.以有利的方式,在没有磁共振信号的情况下,例如可以通过依据参数,使由第一接收天线接收到的信号的能量最小,来简化参数的设置。即使例如干扰信号的幅值随着时间变化,所设置的参数在相同的空间布置下仍然继续适用并且有效。
86.然而,在根据本发明的方法的另一个可能的实施方式中也可以想到,持续地,即以1ms、10ms或者100ms的短的间隔,或者特别是实时地以小于10、100或者500微秒的延迟,进行参数的设置。
87.持续实时地或者几乎实时地设置参数,使得能够以有利的方式快速地对新出现的干扰信号做出反应,并且可以使干扰信号对成像的负面影响尽可能最小。
88.在另一个可以想到的实施方式中,接收器具有存储器,并且存储接收到的磁共振信号和接收到的干扰信号。在此,在本发明的意义上,接收器例如也可以包括图像分析计算机。然而,在一个实施方式中也可以想到,狭义上的接收器,即用于准备接收到的高频磁共振信号的装置,具有存储器。然后,可以在相对于接收有延迟的情况下,进行参数的设置,以及接收器为了减小干扰信号而依据参数对具有干扰信号的磁共振信号的处理,以形成接收信号。延迟例如可以包括一个回波序列、一个激励序列或者整个图像采集序列的持续时间,例如大于10ms、100ms、0.5s、10s,或者也可以是几分钟、几小时,或者原则上也可以是几天。
89.以有利的方式,通过进行存储,可以一起使用已经存在的磁共振断层成像设备的资源,或者由于不需要进行实时处理,也可以以较小的计算能力,以更低的成本提供干扰抑制。事后的干扰抑制也使得能够对不同的参数设置和抑制方法的结果进行比较,由此使得能够优化干扰消除。
90.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,接收器或者干扰消除控制器具有自相关装置。干扰消除控制器可以借助自相关装置来确定磁共振信号中的干扰信号部分,例如幅值和相移。
91.在另一个可能的实施方式中,干扰消除控制器具有估计装置,估计装置例如通过优化方法,例如最小均方根(least mean square root,lsr)或者类似的方法,来确定干扰信号部分,在优化方法中,通过改变一个或多个参数,使磁共振信号中的干扰部分最小。
92.在多个参数的情况下,干扰消除控制器对多个参数进行优化,使得减小干扰信号的尽可能大的部分。这特别是在多个干扰源或者反射的情况下,可以是有利的。
93.自相关或者估计以有利的方式使得能够灵活地适应于不同的干扰源。
94.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,设置参数的步骤具有以下子步骤:
95.在一个子步骤中,将接收到的磁共振信号变换到图像空间中。在此,可以使用通常在mrt成像中使用的方法,例如傅立叶变换,但是也可以想到诸如压缩感测(compressed sensing)的其它方法。
96.在所述方法的另一个子步骤中,在图像空间中将干扰信号与磁共振数据分离。例如,这可以通过比较两个相邻的体积,或者通过在不同的时间点采集的相同体积的两个图像数据来进行。虽然图像数据相同或者相似,但是由于没有相关,由干扰信号产生的图像伪影明显不同。
97.也可以想到,所采集的图像空间或者相关联的体积大于检查对象。然后,在图像空间中采集没有磁共振信号。而仅具有干扰信号的区域。通过这种分割,可以分离并且确定干扰信号。
98.在另一个子步骤中,例如又利用傅立叶变换,将在图像空间中分离的干扰信号,变换回到原始数据空间或者k空间中。
99.在另一个子步骤中,根据原始数据空间中的变换后的干扰信号,来确定用于抑制干扰信号的参数。例如,k空间中的坐标给出关于干扰信号的相位和频率的信息,从而可以在考虑第一接收天线和第二接收天线的布置以及信号路径的衰减因数和相移的情况下,确
定衰减和信号延迟,在将该衰减和信号延迟应用于与第一接收天线的接收信号的总和信号中的、第二接收天线的干扰信号之后,使磁共振信号中的干扰减小。
100.但是也可以想到,例如通过隐去(ausblenden)相应的图像数据,直接在图像空间中抑制干扰信号。这特别是可以在如下情况下使用,即,当图像数据不在检查区域中,或者可以通过来自该区域的已采集的没有干扰的数据代替图像数据时。也可以想到,通过特殊的标记,例如颜或者亮度值,来标记图像空间中的没有干扰的数据,使得由干扰引起的图像伪影不能视为检查对象的特征。
101.在图像空间中识别干扰信号,以有利的方式使得能够分离或者分割磁共振数据与干扰。由此,可以以简单的方式单独采集干扰信号,并且更好地辨别特性,这导致更好并且更有效的抑制。
102.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,在原始数据空间中,按照接收到的磁共振信号的数据的行,来进行变换、分离、反向变换和确定参数的子步骤。
103.通过将根据本发明的方法应用于原始数据空间的各个行,并且将其变换到图像空间中,可以以有利的方式例如比采集整个层时更快地改变参数,因此可以更快地对干扰信号的变化的做出反应。因此可以避免针对整个层的重复采集。
104.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,接收器在一个步骤中监视干扰信号的变化,并且在存在变化时,在另一个步骤中对参数进行调整。例如,由于磁共振断层成像设备的环境中的干扰源或者反射物体移动,干扰源的场分布的相位和幅值可能发生改变。然后,接收器可以检测干扰信号的这种变化,并且相应地调整一个或多个参数,使得例如由一个或多个第二接收天线接收到的干扰信号,以适当的增益和/或相移,与mri信号相加。在此,可以想到,接收器在进行监视时考虑阈值,并且仅将超过阈值视为变化。同样可以想到,接收器进行时间上的平均,以隐去短时间的波动。在此,进行平均例如可以涉及干扰信号的特性,例如幅值、相位、频率和/或频率分布,以便不对短时间的波动做出反应,并且通过干扰抑制将尽可能少的附加噪声部分引入磁共振信号。也可以想到,在设置步骤中,在一定的时间段上对参数求平均,或者利用低通滤波器进行滤波。
105.接收器对干扰信号进行监视,以有利的方式使得能够对干扰信号的变化做出反应,因此能够在较长的时间上确保有效地消除变化的干扰信号的干扰。在此,阈值和平均使得能够限制变化,并且避免由于过强的补偿而产生的不稳定或者伪影导致的波动。
106.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,在一个子步骤中,接收器将接收到的第一磁共振信号存储在存储器中。在另一个子步骤中,接收器将接收到的第二磁共振信号存储在存储器中。在进一步的子步骤中,接收器对接收到的第一磁共振信号与接收到的第二磁共振信号进行比较。在此,如果接收器识别出归因于外部干扰的偏差,则接收器执行干扰抑制措施,或者用信号向磁共振断层成像设备的控制器通知干扰,使得磁共振断层成像设备的控制器启动干扰抑制措施。因此,彼此紧密靠近的层或者例如根据校准测量对相同的层的测量的磁共振信号中的突然的幅值差异,可能是干扰信号。
107.以有利的方式,可以通过比较相邻区域或者相同区域在不同时间的磁共振信号,来识别干扰信号。这在没有用于接收干扰信号的第二接收天线的应用中也是可以想到的。
108.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,干扰抑制措施是丢弃接收到的第一和/或第二磁共振信号。也可以想到,附加地或者替换地,重复第一和/或第二磁共振
信号的采集。干扰抑制措施也可以包括设置参数。
109.通过所提出的干扰抑制措施,在识别出干扰信号之后,可以在磁共振记录中避免图像伪影。
110.在根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有:患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器,其中,第二接收天线布置在患者隧道外部或者患者隧道的开口附近。所述方法具有通过接收器经由第二接收天线接收干扰信号的步骤。通过布置第二接收天线,第二接收天线对患者隧道外部的信号更敏感,患者隧道外部的信号仅仅由于空间上的来源而不会是磁共振信号。原则上,第二接收天线的信号原则上还可能具有小部分磁共振信号,但是这些部分由于其份额小,而最初可以在干扰抑制中保持不考虑,或者可以利用在从属权利要求中给出的装置和方法来进一步减小或者避免。
111.在另一个步骤中,接收器经由第一接收天线接收磁共振信号。在此,这里将主要用于图像采集的信号称为磁共振信号。例如,第一接收天线可以是患者身体上的局部线圈。磁共振信号可以包含干扰信号部分,通过下面描述的根据本发明的设备和方法来进一步减小这些干扰信号部分。
112.在另一个步骤中,依据由第二天线接收到的干扰信号,丢弃第一接收天线的接收到的磁共振信号。例如,由第二接收天线接收到的干扰信号可能处于阈值水平以上,从而尽管在第二接收天线的位置与第一接收天线的位置之间存在传播衰减,但是可以预计从磁共振信号获得的映射的干扰。然后,接收器或者磁共振断层成像设备的控制器可以丢弃第一接收天线的信号。然后可以想到,磁共振断层成像设备随后重复采集丢弃的信号。
113.以有利的方式,通过第一和第二接收天线的不同的布置,尤其是可以基于信号幅值,来识别干扰信号。
114.在根据本发明的运行具有ism频带中的拉莫尔频率的磁共振断层成像设备的方法的一个可以想到的实施方式中,所述方法具有确定用于激励检查对象中的核自旋的激励脉冲的步骤。在此,该确定依据ism频带的预定的频率边界来进行。在此,优选确定激励脉冲,使得激励脉冲仅具有预定极限值以下的ism频带外部的频谱部分。对ism频带的限制示例性地可以通过关于下面的权利要求描述的措施来实现。
115.在所述方法的另一个步骤中,磁共振断层成像设备发出激励脉冲。
116.在所述方法的进一步的步骤中,磁共振断层成像设备接收磁共振信号,并且在另一个步骤中,确定检查对象中的核自旋的分布的映射。随后,可以在显示器上输出该映射。
117.在ism频带内,辐射到环境中的无线电波的明显更高的极限值通常是允许的。激励脉冲根据层密度和持续时间可能是宽带的,从而激励脉冲也具有ism频带外部的部分,也因为拉莫尔频率位于ism频带内。如果通过下面说明的措施来避免这种情况,则可以放弃诸如rf舱的附加的屏蔽措施,而不会超过极限值。
118.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,确定激励脉冲的步骤具有以下子步骤:依据层相对于磁体单元的相对位置、预定的梯度强度,层的厚度和测量的类型,来确定用于激励检查对象的层中的核自旋的激励脉冲。这例如可以通过使用参数化的激励脉冲的库来进行。
119.在进一步的检查步骤中,磁共振断层成像设备确定激励脉冲是否位于预定的频率边界内。这例如可以通过借助fft的频谱分析来进行。
120.如果激励脉冲不在预定的频率极限内,则重复进行确定步骤。在此,改变在确定激励脉冲时对激励脉冲的频谱的频率分布有影响的脉冲参数。
121.如果激励脉冲位于预定的频率极限内,则在进一步的步骤中,磁共振断层成像设备发出该激励脉冲。
122.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,对确定激励脉冲有影响的脉冲参数是如下参数中的一个:激励脉冲的持续时间、层的厚度、层的相对位置或者梯度的强度。换言之,为了获得位于具有磁共振断层成像设备的拉莫尔频率的ism频带内的另一个激励脉冲,例如可以改变激励脉冲的持续时间、要激励的层的厚度,或者也可以改变层的位置或者梯度的强度。也可以想到同时改变多个参数。
123.通过改变一个或多个脉冲参数,可以以有利的方式确定激励脉冲,该激励脉冲不超过频带的边界,因此使得能够在允许的框架内运行。
124.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,发出步骤具有在发出脉冲的步骤之前改变检查对象相对于磁体单元的相对位置的子步骤。
125.由于梯度场,可能在fov的边缘上,出现核自旋的共振频率更强地偏离通过b0场确定的磁共振断层成像设备的平均拉莫尔频率。通过将要采集的层重新定位为更靠近b0场的对称中心,在激励脉冲的带宽相同的情况下,可以在不离开ism频带的频带边界的情况下,实现层的完全激励。
126.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有用于控制图像采集的控制单元,控制单元特别是可以在接收到磁共振信号时,影响图像采集的参数,例如激励脉冲的时间点和/或采集磁共振信号的时间点,或者也可以影响激励脉冲的频率和/或接收器的频率范围。此外,磁共振断层成像设备具有与控制单元信号连接的接口。如下面将说明的,该接口可以是用于与其它磁共振系统进行数据交换的接口,或者也可以是高频接口。控制单元被设计为,依据经由接口从另一个磁共振断层成像设备接收到的信号,使图像采集同步。在此,将减少相互干扰的任意活动视为同步。这可以包括时间上的协调,但是也可以包括例如频率的改变。
127.在根据本发明的磁共振断层成像设备中,控制单元也可以被设计为,将具有关于即将进行的图像采集的信息的信号,发送到另一个磁共振断层成像设备。该特征相当于插头插座组合,对前面的被设计为接收来自另一个磁共振断层成像设备的信号的磁共振断层成像设备进行补充。该信息优选涉及激励脉冲的发出时间点和/或频率。如下面将说明的,优选根据本发明的磁共振断层成像设备被设计为既用于发送,也用于接收信号。下面也将该磁共振断层成像设备称为第一磁共振断层成像设备。
128.根据本发明的第一磁共振断层成像设备也可以与根据本发明的第二磁共振断层成像设备信号连接。为此,第一磁共振断层成像设备和第二磁共振断层成像设备分别具有接口和控制单元。第一磁共振断层成像设备和第二磁共振断层成像设备经由接口信号连接。信号连接使得能够至少从第一磁共振断层成像设备向第二磁共振断层成像设备传输信号,但是也可以想到双向信息交换。可以想到电气、光学或者无线路径上的点对点连接。尤其是tcp/ip下的诸如lan、wan的网络也可以作为信号连接。第一磁共振断层成像设备的控
制单元被设计为,经由接口,将关于即将进行的图像采集过程的信息,发送给第二磁共振断层成像设备。可以想到绝对时间上或者相对于信号、或者相对于激励脉冲的频率或者频率范围的、规划的激励脉冲的发出时间点。在此,第二磁共振断层成像设备的控制单元被设计为,经由接口接收信息,并且依据接收到的信息执行图像采集。例如,第二磁共振断层成像设备的控制器可以被设计为,在时间上推移磁共振信号采集、即序列或者序列的一部分,使得不干扰第一磁共振断层成像设备的激励脉冲。下面也将第二磁共振断层成像设备称为另一个磁共振断层成像设备。
129.根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法也可以扩展为用于运行第一磁共振断层成像设备,第一磁共振断层成像设备具有用于控制图像采集的控制单元和与控制单元信号连接的接口。然后,所述方法具有通过控制单元经由接口从第二磁共振断层成像设备接收信号的步骤。在此,可能涉及针对性的信息交换,其中,第一磁共振断层成像设备经由数据接口从第二磁共振断层成像设备获得信息或者消息,该信息或者消息具有参数,例如有意进行的图像采集的时间点和/或频率。但是也可以想到,第一磁共振断层成像设备例如经由接收器针对磁共振信号对环境进行监视。
130.在另一个步骤中,第一磁共振断层成像设备的控制单元依据接收到的信号,设置图像采集的参数。例如可以想到,在时间上推移序列。
131.在进一步的步骤中,第一磁共振断层成像设备根据所设置的参数执行图像采集。例如,该序列可以在改变后的时间点开始,使得两个磁共振断层成像设备的激励脉冲同时发生,或者第一磁共振断层成像设备的激励脉冲在如下时间点发生,在该时间点,第二磁共振断层成像设备不接收与图像相关的磁共振信号。
132.以有利的方式,结合第二磁共振断层成像设备的根据本发明的磁共振断层成像设备以及运行方法,使得在同时运行时,能够减少两个磁共振断层成像设备的相互干扰。
133.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,接口被设计为用于进行数据交换。换言之,第一磁共振断层成像设备被设计为,既经由接口将数据发送到第二磁共振断层成像设备,又经由该接口从第二磁共振断层成像设备接收数据。在此,控制单元被设计为,借助经由接口的信息交换,使图像采集与第二磁共振断层成像设备同步。换言之,控制单元通过消息来协调如何进行图像采集,从而减少相互干扰。
134.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,信号具有关于发射过程的时间点和/或频率的信息。在此,例如可以绝对地或者相对于发送消息的时间点来给定时间。作为频率给定(frequenzangabe),可以是中心频率和/或带宽、频率范围,或者也可以是对频率范围进行编码的通道给定。
135.在根据本发明的运行第一磁共振断层成像设备和第二磁共振断层成像设备的方法的一个可能的实施方式中,所述方法还具有以下步骤:第二磁共振断层成像设备的控制单元确定关于第二磁共振断层成像设备的即将进行的图像采集的信息,并且在进一步的步骤中,将具有该信息的信号发送到第一磁共振断层成像设备。
136.例如,控制单元可以通过接口从第二磁共振断层成像设备获得消息,使得第二磁共振断层成像设备在2秒内发送具有等于拉莫尔频率+100khz的中心频率的具有200khz的带宽的激励脉冲。然后,第一磁共振断层成像设备例如可以在自己的激励脉冲之前中断序列,并且在第二磁共振断层成像设备结束其序列之后使序列继续,或者与第二磁共振断层
成像设备的激励脉冲同时发送下一个激励脉冲。因此,可以以有利的方式在接收阶段期间避免由第二磁共振断层成像设备的激励脉冲引起的相互干扰。
137.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,信号具有关于接收过程的时间点和/或频率的信息。该信息例如可以给定开始、持续时间和频率,例如使得第二磁共振断层成像设备在一秒内开始,在2秒内以等于拉莫尔频率减去300khz的中心频率以200khz的带宽进行接收。然后,第一磁共振断层成像设备例如可以中断序列,使得第一磁共振断层成像设备在该时间内在所提到的频带内不发射激励脉冲。
138.以有利的方式,在接收到关于其它单元中的规划的接收的消息时,也可以推移第一磁共振断层成像设备的发出,使得减少干扰。
139.在一个可能的实施方式中可以想到,第一磁共振断层成像设备的控制单元被设计为,依据接收到的信息,改变图像采集过程的频率。例如可以想到,图像采集包括不同的层,其中,通过z轴上的梯度磁场,由此以磁共振信号的有效拉莫尔频率,来区分这些层。因此,如果在图像采集中布置层的顺序,使得在两个系统中不同时在相同的频率范围内进行采集,则可以实现在相互影响减小的情况下同时运行。
140.以有利的方式,通过频率进行区分,使得能够在相邻的磁共振断层成像设备中同时采集磁共振信号,由此更好地利用检查时间。
141.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,第一磁共振断层成像设备具有接收器作为接口。在此,特别是将用于磁共振信号的接收器、包括诸如局部线圈或者身体线圈的天线,视为接收器。在此,第一磁共振断层成像设备被设计为,在图像采集外部,采集第二磁共振断层成像设备的激励脉冲,并且依据所采集的激励脉冲来执行图像采集。例如可以想到,第一磁共振断层成像设备于是首先采集具有另一个有效拉莫尔频率的层的磁共振信号,或者等待,直到经过发出激励脉冲的第二磁共振断层成像设备中的磁共振信号的采集的最大持续时间为止。
142.因此,在第二磁共振断层成像设备中没有数据连接或者改变的情况下,也可以以有利的方式进行同步。
143.在根据本发明的运行第一磁共振断层成像设备和第二磁共振断层成像设备的方法的一个可能的实施方式中,所述方法还具有以下步骤:第二磁共振断层成像设备的控制单元确定关于第二磁共振断层成像设备的即将进行的图像采集的信息,并且在进一步的步骤中,将具有该信息的信号发送到第一磁共振断层成像设备。
144.原则上也可以想到,将所描述的不同的措施相互组合。也可以设置用于在两个磁共振断层成像设备中进行信息交换的协议,通过该协议,可以以优化的方式使两个系统的图像采集相互交错,使得采集持续时间仅微小地变化,而不出现相互干扰。为此,在最简单的情况下,例如可以同时发出所有激励脉冲,只要在两个磁共振断层成像设备中,在相同的时间段内进行图像采集即可。
145.根据本发明的磁共振断层成像设备具有:患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器,其中,第二接收天线布置在患者隧道的外部或者开口附近,其中,接收器与第一接收天线和第二接收天线信号连接,并且接收器被设计为,对由第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用第二接收天线接收到的干扰信号进行抑制。
146.在一个可以想到的实施方式中,根据本发明的磁共振断层成像设备具有:患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收磁共振信号的拉莫尔频率附近的信号;以及接收器,其中,第二接收天线布置在患者隧道的外部或者开口附近,其中,接收器与第一接收天线和第二接收天线信号连接,并且接收器被设计为,对由第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用第二接收天线在磁共振信号的频率范围外部接收到的宽带的干扰信号进行抑制。
147.在一个可能的实施方式中,根据本发明的磁共振断层成像设备被设计为,接收工业频带中的具有拉莫尔频率的磁共振信号。
148.在一个可以想到的实施方式中,根据本发明的磁共振断层成像设备具有用于发出激励脉冲的发射路径,发射路径具有ism滤波器,其中,ism滤波器被设计为用于抑制ism频带外部的信号。
149.在一个可能的实施方式中,根据本发明的磁共振断层成像设备具有用于发出激励脉冲的发射天线,其中,磁共振断层成像设备具有用于使发射天线失谐的非线性构件,其中,非线性构件布置在磁共振断层成像设备的针对高频被患者隧道屏蔽的区域中,其中,ism滤波器布置在非线性构件与天线之间。
150.在一个可以想到的实施方式中,根据本发明的磁共振断层成像设备具有高频单元,其中,高频单元具有预矫器,预矫器被设计为用于,对用于激励核自旋的激励脉冲进行预矫,使得发出的、ism频带外部的激励脉冲的信号部分相对于没有进行预矫的激励脉冲减小。
151.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,无线电波在患者隧道中传播的截止频率,大于磁共振断层成像设备的拉莫尔频率。
152.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有包围磁共振断层成像设备的波导,其中,波导具有大于磁共振断层成像设备的拉莫尔频率的截止频率。
153.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,波导与患者隧道具有导电连接。
154.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,第二接收天线布置在患者隧道的开口上或者患者床上。
155.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,第二接收天线具有全向接收特性。
156.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有多个第二接收天线,并且接收器被设计为,依据多个第二接收天线的接收信号,来抑制磁共振信号中的干扰信号。
157.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,多个第二接收天线以关于患者隧道对称布置的方式布置。
158.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,接收器具有自相关装置,并且自相关装置被设计为用于,确定由第一接收天线接收到的磁共振信号中的、由第二接收天线接收到的信号部分。
159.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,接收器具有估计
装置,并且估计装置被设计为用于,估计由第一接收天线接收到的磁共振信号中的、由第二接收天线接收到的信号部分。
160.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有干扰抑制发射器和干扰抑制天线,其中,干扰抑制天线布置在距患者隧道的一定距离处,其中,干扰抑制发射器被设计为,依据发射干扰消除参数,经由干扰抑制天线,输出磁共振断层成像设备的激励脉冲的频率范围内的信号,使得在磁共振断层成像设备的环境的预定区域中,通过相消干涉,使激励脉冲的场强减小。
161.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有处于磁共振断层成像设备的环境中的校准元件,并且具有干扰抑制控制器,其中,干扰抑制控制器被设计为,借助校准元件,在校准元件的位置处,采集激励脉冲的频率范围内的场强,并且依据所采集的场强,设置发射干扰消除参数,使得在校准元件的预定的环境中,激励脉冲的场强减小。
162.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,干扰抑制发射器被设计为,依据一个或多个发射干扰消除参数,通过进行相移和/或幅值调整,产生用于一个或多个干扰抑制天线的信号。
163.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,干扰抑制天线具有高频功率放大器。
164.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有处于磁共振断层成像设备的环境中的校准元件,其中,接收器被设计为,测量第一接收天线与校准元件之间的第一传递函数,以及第二接收天线与校准元件之间的第二传递函数,并且依据所测量的第一传递函数和第二传递函数,设置一个或多个干扰消除参数,使得由第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用第二接收天线接收到的干扰信号减小。
165.在根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法中,磁共振断层成像设备具有:患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器,其中,第二接收天线布置在患者隧道外部或者患者隧道的开口附近,其中,所述方法具有以下步骤:
166.接收器经由第二接收天线接收干扰信号;
167.接收器经由第一接收天线接收磁共振信号;
168.接收器与干扰信号相关地对磁共振信号进行处理,以形成接收信号,其中,相关取决于参数;
169.接收器设置参数,使得接收信号中的干扰信号部分减小。
170.在根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有:患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收磁共振信号的拉莫尔频率附近的信号;以及接收器,其中,第二接收天线布置在患者隧道外部或者患者隧道的开口附近,其中,所述方法具有以下步骤:
171.接收器经由第二接收天线接收拉莫尔频率附近的干扰信号的频率部分;
172.接收器经由第一接收天线接收磁共振信号;
173.接收器与干扰信号的频率部分相关地对磁共振信号进行处理,以形成接收信号,其中,相关取决于参数;
174.接收器设置参数,使得接收信号中的干扰信号部分减小。
175.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,设置参数的步骤具有通过依据干扰信号求时间上的平均值在时间上求平均的步骤。
176.在根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法的一个可以想到的实施方式中,所述方法具有以下步骤:
177.测量第一接收天线与校准元件之间的传递函数;
178.测量第二接收天线与校准元件之间的传递函数;
179.依据所测量的传递函数,设置干扰消除参数,使得接收器经由第一接收天线接收到的信号中的、由第二接收天线接收到的干扰信号部分减小。
180.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,在不接收用于成像的磁共振信号的序列的时间段,进行接收干扰信号的步骤。
181.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,接收器具有存储器,并且方法具有存储步骤,在存储步骤中,接收器将干扰信号以及磁共振信号存储在存储器中,
182.其中,相对于干扰信号和/或磁共振信号的接收有所延迟地进行处理步骤。
183.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,接收器具有自相关装置,并且在设置参数的步骤中,自相关装置确定磁共振信号中的干扰信号部分,并且依据所确定的干扰信号部分来设置参数。
184.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,接收器具有估计装置,并且在设置参数的步骤中,估计装置确定磁共振信号中的干扰信号部分,并且依据所确定的干扰信号部分来设置参数。
185.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,设置参数的步骤具有以下子步骤:
186.将接收到的磁共振信号变换到图像空间中;
187.将干扰信号与磁共振数据分离;
188.将干扰信号变换到原始数据空间中;
189.根据变换后的原始数据空间中的干扰信号来确定参数。
190.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,按照接收到的原始数据空间中的磁共振信号的数据的行,来进行变换步骤、分离步骤、反向变换步骤和确定参数的步骤。
191.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,接收器在一个步骤中监视干扰信号的变化,并且在存在变化时,在一个步骤中对参数进行调整。
192.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,接收器在一个步骤中将接收到的第一磁共振信号存储在存储器中;
193.在一个步骤中,存储接收到的第二磁共振信号;并且
194.在一个步骤中,对接收到的第一磁共振信号与接收到的第二磁共振信号进行比较,并且在存在归因于外部干扰的偏差时,执行干扰抑制措施。
195.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,干扰抑制措施是如下措施中的一
个:丢弃接收到的第一和/或第二磁共振信号,重复第一和/或第二磁共振信号的采集或者参数的设置。
196.在根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有患者隧道;第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器,其中,第二接收天线布置在患者隧道外部或者患者隧道的开口附近,其中,所述方法具有以下步骤:
197.接收器经由第二接收天线接收干扰信号;
198.接收器经由第一接收天线接收磁共振信号;
199.依据由第二接收天线接收到的干扰信号,丢弃磁共振信号。
200.在根据本发明的运行具有ism频带中的拉莫尔频率的磁共振断层成像设备的方法的一个可能的实施方式中,所述方法具有以下步骤:
201.确定用于激励检查对象中的核自旋的激励脉冲;
202.发出激励脉冲;
203.接收磁共振信号;
204.确定检查对象中的核自旋的分布的映射;
205.其中,在确定激励脉冲的步骤中,依据ism频带的预定的频率边界来进行确定。
206.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,确定激励脉冲的步骤具有以下子步骤:
207.依据层关于磁体单元的相对位置、预定的梯度强度、层的厚度以及测量的类型,来确定用于激励检查对象的层中的核自旋的激励脉冲;
208.检查所确定的激励脉冲是否位于ism频带的预定的频率边界内;
209.在改变脉冲参数的情况下重复确定步骤,在确定激励脉冲时,当激励脉冲不在预定的频率边界内时,脉冲参数对激励脉冲的频谱频率分布有影响,或者
210.在步骤中,发出所确定的激励脉冲。
211.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,对激励脉冲的确定有影响的脉冲参数是以下参数中的一个:激励脉冲的持续时间、层的厚度、层的相对位置或者梯度的强度。
212.在根据本发明的方法的一个可以想到的实施方式中,发出步骤具有如下子步骤:在发射脉冲的步骤之前,改变检查对象关于磁体单元的相对位置。
213.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,磁共振断层成像设备具有:用于控制图像采集的控制单元;以及与控制单元信号连接的接口,其中,控制单元被设计为,依据经由接口从第二磁共振断层成像设备接收到的信号,来使图像采集同步。
214.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,磁共振断层成像设备具有:用于控制图像采集的控制单元;以及与控制单元信号连接的接口,其中,控制单元被设计为,将具有关于即将进行的图像采集的信息的信号,发送到第二磁共振断层成像设备。
215.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,接口被设计为用于进行数据交换,其中,控制单元被设计为,借助经由接口进行的信息交换,使图像采集与
第二磁共振断层成像设备同步。
216.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可以想到的实施方式中,信号具有关于发送过程的时间点和/或频率的信息。
217.在根据本发明的磁共振断层成像设备的一个可能的实施方式中,信号具有关于接收过程的时间点和/或频率的信息。
218.本发明的一个可能的实施方式具有计算机程序产品,计算机程序产品能够直接加载到可编程控制器的处理器中,计算机程序产品具有程序代码装置,用于当在控制器上执行程序产品时,执行根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法的所有步骤。
219.本发明的一个可能的实施方式具有计算机可读存储介质,其上存储有电子可读的控制信息,电子可读的控制信息被设计为,当在根据本发明的磁共振断层成像设备的控制器中使用存储介质时,电子可读的控制信息执行根据本发明的运行磁共振断层成像设备的方法。
附图说明
220.上面描述的本发明的特性、特征和优点以及其实现方式,结合对下面结合附图详细说明的实施例的描述,将变得更清楚并且更容易理解。
221.图1示出了具有根据本发明的设备的磁共振断层成像设备的示意图;
222.图2示出了接收器以及第一接收天线和第二接收天线的示意图;
223.图3示出了根据本发明的方法的一个实施方式的流程图的示意图;
224.图4示出了根据本发明的磁共振断层成像设备的高频单元的示意图;
225.图5示出了被波导包围的根据本发明的磁共振断层成像设备的示意图;
226.图6示出了具有干扰抑制发射器的根据本发明的磁共振断层成像设备的示意图;
227.图7示出了根据本发明的方法的一个部分方面的流程图的示意图;
228.图8示出了根据本发明的方法的一个部分方面的流程图的示意图;
229.图9示出了根据本发明的方法的一个部分方面的流程图的示意图;
230.图10示出了根据本发明的方法的一个部分方面的流程图的示意图;
231.图11示出了与另外的磁共振断层成像设备连接的根据本发明的磁共振断层成像设备的示意图。
具体实施方式
232.图1示出了具有根据本发明的局部线圈50的磁共振断层成像设备1的一个实施方式的示意图。
233.磁体单元10具有场磁体11,场磁体11在记录区域中产生静磁场b0,用于对齐样品或者患者100的核自旋。记录区域的特征在于极其均匀的静磁场b0,其中,均匀性特别是涉及磁场强度或者量值。记录区域几乎是球形的并且布置在患者隧道16中,患者隧道16沿着纵向方向2延伸通过磁体单元10。移动单元36使患者床30在患者隧道16中可移动。场磁体11通常是超导磁体,其可以提供具有高达3t的磁通密度、在最新的设备的情况下甚至更高的磁场。然而,对于较低的场强,也可以使用永磁体或者具有正常导电的线圈的电磁体。
234.此外,磁体单元10具有梯度线圈12,梯度线圈12被设计为用于,将磁场b0与可变磁
场在三个空间方向上叠加,以对检查体积中的所采集的成像区域进行空间区分。梯度线圈12通常是由正常导电的金属丝构成的线圈,其可以在检查体积中产生彼此正交的场。
235.磁体单元10同样具有身体线圈14,身体线圈14被设计为用于,向检查体积中辐射经由信号导线馈送的高频信号,接收由患者100发出的共振信号,并且经由信号导线输出。
236.控制单元20向磁体单元10供应用于梯度线圈12和身体线圈14的不同的信号,并且对接收到的信号进行分析。
237.因此,控制单元20具有梯度控制器21,梯度控制器21被设计为用于,经由馈电线向梯度线圈12供应可变电流,可变电流以时间协调的方式在检查体积中提供希望的梯度场。
238.此外,控制单元20具有高频单元22,高频单元22被设计为用于,产生具有预先给定的时间走向、幅值和谱功率分布的高频脉冲,用于激励患者100中的核自旋的磁共振。在此,可以实现千瓦范围内的脉冲功率。激励脉冲可以通过身体线圈14或者还通过局部发射天线辐射到患者100中。
239.控制器23通过信号总线25与梯度控制器21和高频单元22进行通信。
240.局部线圈50作为第一接收线圈布置在患者100上,局部线圈50通过连接线33与高频单元22和其接收器连接。但是也可以想到,身体线圈14是本发明的意义上的第一接收天线。
241.在患者隧道16的开口的边缘处,布置有四个第二接收天线60,这四个第二接收天线60布置在内接圆形开口的正方形的角处,从而使角位于开口的边缘上。四个第二接收天线60与高频单元22的接收器70信号连接。在此,基于多个第二接收天线60可以想到,这些第二接收天线60不是全部具有全向接收特性,而是例如是偶极子(dipol),并且通过不同的取向进行补充,以形成全向特性。然而,例如也可以想到,设置交叉偶极子(kreuzdipol),作为具有全向特性的唯一的第二天线。
242.替换地或者附加地,也可以将第二接收天线60布置在患者床30中。
243.在此,患者隧道优选具有半径r,对于半径r适用:
244.r<(lambdal*1,841)/(2*pi)
245.在此,lambda
l
给出了无线电波在磁共振断层成像设备1的拉莫尔频率下在空气中的波长。如果半径r小于右边的项,则无线电波在患者隧道16中以指数衰减的方式传播,并且干扰信号在检查区域fov的中间强烈衰减。lambda
l
也称为圆形波导管的截止波长,与其相关联的频率称为截止频率。
246.仅患者100由于其有限的导电性而作用为同轴电缆的芯,同轴电缆的外套是患者隧道16的壁,并且将在腿部或者头顶处耦合的电磁信号传送到检查区域中。在此,以有利的方式,开口附近或者患者床30中的一个或多个第二接收天线70记录从患者100传送到fov中的干扰信号,由此使接收器70中的补偿特别有效。
247.图2示出了接收器70的一个可能的实施方式的功能单元的示意图。
248.求和装置71利用也可以是复数的参数,对从第一接收天线或者局部线圈50以及从第二接收天线60进入的信号进行加权,以给出相移。在模拟接收器70中,这可以通过可调节的放大器结合可调节的移相器来进行。于是,参数的实部对应于放大因数,并且虚部对应于相移。随后,在一个优选实施方式中,对加权信号求和,但是也可以想到其它非线性的信号运算来合成各个单信号。
249.干扰消除控制器72获得合成信号以及第一接收天线和第二接收天线60的各个信号。为了确定合成信号中的干扰信号部分,例如可以想到干扰消除控制器72对信号进行自相关。但是也可以想到确定合成信号的能量。在一个可以想到的实施方式中,干扰消除控制器72确定磁共振断层成像设备的序列的如下片段中的干扰信号部分,在这些片段中预计没有用于成像的磁共振信号,从而合成信号仅具有干扰信号。例如在回波序列的去相位的片段中可能是这种情况,因为各个核自旋的幅值由于相位不同而相互抵消,并且在总体上不产生信号。
250.然后,干扰消除控制器72例如根据最小平方根法(least-square-root-verfahren,lsr)对求和装置中的参数进行优化,从而使合成信号中的干扰信号部分或者能量最小。
251.原则上,接收器70既可以以模拟信号处理技术来实施,从而例如通过参数来控制增益调节和相移,然后进行模拟转换,或者接收器70也可以作为数字接收器来实施,数字接收器从第一接收天线和/或第二接收天线60获得已经数字化的信号,或者数字接收器已经在信号输入端借助a/d转换器将信号数字化。
252.接收器70将干扰信号在很大程度上得到抑制的合成信号,传送到磁共振断层成像设备的控制器23,以进行成像。
253.在此,也可能干扰信号具有比磁共振信号宽的带宽。在此,磁共振信号的频率范围外部的部分通常与磁共振信号的频率范围内的部分相关。因此,根据本发明,第二接收天线60仅部分地,例如在与磁共振信号的频率范围不同的频率范围内,或者在磁共振信号的频率范围外部的频率范围内,接收宽带的干扰信号,也可能就足够了。作为补充或者替换地,也可以将接收器70设计为,仅接收来自第二接收天线的该频率范围内的频率。在此,将接收器70设计为,依据该部分信号,抑制从第一接收天线接收到的磁共振信号中的干扰信号。由于相关性,例如干扰信号在磁共振信号的频率范围内的频率部分的幅值,可能与该频率范围外部的幅值相关联。以这种方式也可以想到,第二接收天线60结合接收器70,在进行磁共振测量期间,仅针对干扰信号,监视磁共振信号的频率范围外部的频率部分,并且据此来抑制第一接收天线的信号中的干扰信号。在此,接收器70例如可以在磁共振信号的采集之间,针对磁共振信号的频率范围内的干扰信号,确定来自第一接收天线的干扰信号与来自第二接收天线60的干扰信号部分之间的关系,该关系也称为传递函数,并且在采集磁共振信号期间,例如根据来自第二接收天线的、在磁共振信号的频率范围外部接收到的干扰信号部分,来调整幅值或者缩放。
254.在根据本发明的磁共振断层成像设备(1)的另一个可以想到的实施方式中,不实时地进行接收信号中的干扰信号的抑制,即,不在接收到干扰信号和/或磁共振信号时立即进行干扰信号的抑制,而是由接收器70将磁共振信号和干扰信号存储在存储器中,接收器70在此也可以包括磁共振断层成像设备1的控制器23或者图像分析的部分。然后,不再实时或者几乎实时进行下面关于所述方法说明的步骤,而是可以延迟地,例如在图像分析的准备阶段,针对存储的数据执行这些步骤。
255.在此,例如也可以想到,利用第二天线在mr信号的频带外部进行接收,与进行实时干扰抑制或者在稍后的时间点、例如在进行图像分析时进行抑制的组合。
256.在图2中示出的接收器中的干扰抑制也可以利用单个第二天线60来执行。相反,接
收器70可以具有多个通道,或者可以在磁共振断层成像设备1中设置多个接收器70,以抑制对多个局部线圈50的磁共振信号的干扰。在此,可以想到,多个接收器70或者接收器70的多个通道在此使用第二接收天线60的信号来抑制干扰。
257.在此,可以想到,第二天线接收到的干扰信号与干扰抑制之间的相关性不仅是线性的,而且是非线性的。在此,线性相关性可以是特定的值的相移,或者是具有根据第二天线的信号确定的值的线性缩放。但是也可以想到,干扰信号的传递函数,在从第一接收天线和/或第二接收天线开始的路径上,例如由于混合器或者非线性放大器,而具有非线性性,因此也必须在接收器70中,对从第二接收天线60接收到的干扰信号,应用非线性运算,以抑制干扰。
258.图3示出了根据本发明的方法的示意性流程图。
259.在步骤s10中,接收器70经由第二接收天线60或者经由多个第二天线60接收干扰信号。干扰信号经由信号连接传输到接收器70。在此,也可以想到,在干扰信号传输到接收器70之前,首先通过a/d转换器将干扰信号数字化,在这种情况下,接收器70实施为数字接收器70。
260.在步骤s20中,接收器70经由第一接收天线、例如局部线圈50,接收磁共振信号。在多个局部线圈50的情况下,可以相应地设置多个接收器70,或者也可以设置具有多个通道的接收器70,每个通道分别具有求和装置71。在此,可以相应地单独设置干扰消除控制器72,或者也可以共同设置干扰消除控制器72,由于用于不同通道的参数类似,这可以加快后续设置。
261.在步骤s30中,接收器70依据干扰信号,或者在多个第二接收天线60情况下,依据多个干扰信号,对磁共振信号进行处理,以形成接收信号。例如,利用不同的参数,对一个或多个第二接收天线60的一个或多个干扰信号和第一接收天线的磁共振信号进行加权,并且将其延迟,随后进行合成。这例如可以是线性合成的产生。在此,所产生的接收信号或者总和信号与一个或多个参数有关。
262.在另一个步骤s40中,接收器70、特别是干扰消除控制器72设置一个或多个参数,使得接收信号中的干扰信号部分减少。例如,如果通过所设置的参数,对从第二接收天线60接收到的干扰信号进行缩放,使得其具有与经由第一接收天线的干扰信号部分相同的幅值,并且对该干扰信号设置相对于该干扰信号部分180度的相移,则所产生的接收信号中的干扰信号正好抵消。在此,可以通过优化方法,例如最小平方根(least square root,lsr)或者维纳滤波(wiener filter),来确定一个或多个参数。
263.在此,步骤s40也可以具有子步骤s41,用于形成时间平均值,并且依据该平均值来设置用于抑制干扰的参数。例如,可以对干扰信号的幅值或者相位进行平均,以平衡统计波动,并且通过进行干扰抑制,将更少的噪声引入到磁共振信号中。
264.在此,也可以想到,分别针对接收到的磁共振信号和接收到的干扰信号,实时地执行步骤s10至s30,特别是在模拟接收器70的情况下。但是也可以想到,分别针对存储的干扰信号和磁共振信号,执行步骤s10至s30,例如针对单个序列或者其各个片段,将干扰信号和磁共振信号数字化。
265.在根据本发明的方法的一个可能的实施方式中,对没有接收到用于成像的磁共振信号的序列的时间段中的干扰信号,执行步骤s40。例如,干扰消除控制器72可以在核自旋
被去相位并且不产生磁共振信号的时间片段中,利用第二接收天线60的干扰信号和第一接收天线的信号,来确定参数。但是也可以想到,在没有磁共振信号的该时间片段中,仅以数字方式采集干扰信号和第一接收天线的信号,并且稍后对其进行分析。
266.在此,可以想到,在步骤s50中,干扰消除控制器72监视干扰信号的变化,例如不同的幅值、频率或者相位。在识别出这种变化的情况下,或者如果变化超过预定阈值,则干扰消除控制器72可以在步骤s51中改变接收干扰信号的步骤s10,和接收磁共振信号的步骤s20,以及依据接收到的干扰信号的用于消除干扰的参数的设置,以使干扰消除适应于改变后的干扰信号。
267.原则上,在根据本发明的方法的一个实施方式中,也可以想到,在步骤s25中,接收器70存储接收到的干扰信号和/或磁共振信号。在此,接收器70也可以包括磁共振断层成像设备1的控制器23或者外部图像分析计算机的部分。在此,事后执行步骤s20至s40,例如在回波序列、激励序列、用于检查对象的层的信号采集结束时,或者在采集所有数据之后执行。
268.因此,将干扰信号和磁共振信号的信号采集与干扰抑制解耦,使得能够以有利的方式使用具有较低的计算能力的低成本部件,或者也使得能够两次使用已有的资源,例如图像分析中的资源。然后,也可以想到,比较并且选择不同的参数设置,或者事后对其进行优化。也可以将应用限制在具有干扰的时间段。
269.图4示出了根据本发明的磁共振断层成像设备的高频单元的示意图。在此,该图示没有示出高频单元的所有细节,而仅示出了发射路径上的与根据本发明的干扰抑制相关的细节。
270.在此,高频单元22的发射路径具有脉冲发生器220、预矫器221、功率放大器222和ism滤波器223。
271.脉冲发生器220例如可以具有振荡器、调制器和混合器,利用其,在基带中产生脉冲,然后将其转换到拉莫尔频率。
272.预矫器221被设计为,对用于激励核自旋的激励脉冲进行预矫,使得相对于没有进行预矫的激励脉冲,减少ism频带外部的激励脉冲的信号部分。例如可以想到,预矫器221产生并且混入如下信号部分,这些信号部分在由功率放大器放大之后,对应于由于功率放大器的非线性性而由激励脉冲产生的谐波,但是这些信号部分具有相反的符号,由此减少或者消除谐波。对于由于非线性性而产生的信号部分的互调,可以想到同样的方式。在此,预矫器221例如可以在数字信号产生中实现,或者也可以通过模拟构件,由功率放大器的输入信号产生相应的信号。也可以想到,例如将预矫器221集成在数字脉冲发生器220中。
273.在功率放大器222中对预矫器221的输出信号进行放大。在此,可以想到具有线性特征曲线的功率放大器22。但是预矫器222尤其是也可以改变功率放大器222的输入信号,使得在通过功率放大器222进行放大之后,产生没有不期望的谐波的信号。换言之,理想地,预矫器221的特征曲线与功率放大器222的特征曲线相乘给出线性的特征曲线,从而由预矫器221和功率放大器222构成的系统,在没有不期望的谐波的情况下,对脉冲发生器的脉冲进行放大。
274.在一个实施方式中,如在图4中通过从ism滤波器223的输出端开始的虚线所示出的,预矫器221也可以在如下意义上是自适应的,即,其通过监视功率放大器222的输出信号
来调整预矫,使得由预矫器和功率放大器构成的整个系统具有线性的特性。
275.在功率放大器222之后,优选还通过ism滤波器223对信号进行滤波。在此,滤波器优选抑制磁共振断层成像设备1用来进行图像采集的ism频带外部的频率部分。例如,滤波器可以是针对所使用的ism频带的带通滤波器,其相对于在ism频带内具有最小衰减的信号,使ism频带外部的频率衰减超过12db、24db、40db或者60db。但是也可以使用低通滤波器。根据磁共振断层成像设备的高频产生的实施方式,例如可以将滤波器布置在功率放大器222与未示出的混合耦合器之间,混合耦合器与未示出的发射/接收开关(sende-/empfangs-weiche)之间,或者发射/接收开关与发射天线之间。
276.在一个实施方式中,磁共振断层成像设备还具有用于发射天线的失谐元件。这例如可以是pin二极管,或者也可以是其它二极管或者有源构件,例如晶体管或者fet。设置这些失谐元件,以便在接收情况下使发射天线失谐,并且避免与接收天线的相互作用。失谐元件通常具有非线性的特征曲线,因此在发送情况下中可能产生谐波。因此,在一个优选实施方式中,将ism滤波器223布置在失谐元件与发射天线之间。优选也将非线性构件布置在由患者隧道针对高频屏蔽的磁共振断层成像设备的区域中。
277.因此,非线性构件的布置有助于遵守辐射极限值,并且使得能够放弃通过高频舱对整个磁共振断层成像设备进行屏蔽,或者简化这种放弃。
278.在图5中示意性地示出了被波导包围的根据本发明的磁共振断层成像设备1的一个实施方式。在此,可以通过在外周上至少在四个空间方向上包围磁共振断层成像设备1的任意的导电表面来提供波导260。在此,特别是将金属或者金属化的表面或者织物视为导电表面,在通过时,导电表面使具有拉莫尔频率的电磁波衰减60db、80db、100db或者更大。在此,通过几何上的划分、例如缝隙,表面的导电性也可以是各向异性的,只要平行于交变场的电场矢量的导电性足以实现衰减即可。
279.在此,优选表面作为例如具有圆柱体、立方体、棱柱体的形状的、包围磁共振断层成像设备的隧道,来形成波导260,圆柱体、立方体、棱柱体具有如下宽度,即,该宽度不允许形成具有拉莫尔频率的自由波。在立方体的情况下,例如当横截面的较长的尺寸小于具有拉莫尔频率的电磁波的波长的一半时,是这种情况。换言之,波导260的cut-off-frequenz或者截止频率大于拉莫尔频率。由此,电磁场随着与源的距离而指数下降,从而从患者隧道16漏出的交变场迅速下降。在此,可以想到,波导260在一端或者两端是开放的,因为由于与患者隧道16的距离,指数衰减已经足够强,而遵守在ism频带中允许的极限值。
280.也可以想到,磁共振断层成像设备1被具有比波长的一半大的尺寸的屏蔽包围。但是代替高频密封门,然后可以对磁共振断层成像设备1设置由具有相应地小的横截面的导电材料制成的隧道形状的进入开口261,进入开口261的尺寸通过大于拉莫尔频率的截止频率来阻止波的自由传播。在此,进入开口261优选以对于高频导电的方式与屏蔽和/或波导连接。在一个实施方式中,波导260还以对于高频导电的方式与患者隧道16连接。
281.图6示出了具有干扰抑制发射器80的根据本发明的磁共振断层成像设备1的实施方式的示意图。也可以通过具有相同的频率和幅值量值、但是具有相反的极性或者180度的相移的电场,来抑制电波或者交变场。如果幅值量值或者相位不完全匹配,则至少通过相消干涉来实现减小。为了产生用于进行干扰抑制的这种交变场,根据本发明的磁共振断层成像设备1具有干扰抑制天线81,干扰抑制天线81布置在场的源、在此是患者隧道16周围。优
选干扰抑制天线81覆盖开口周围的所有空间方向,并且利用对称性,例如到患者隧道16的开口的相同的距离和/或到开口的相同的角度距离处的分布,来简化对各个干扰抑制天线81的控制。但是由于可以针对每个干扰抑制天线81单独设置幅值和相位,因此也可以想到任意的分布。根据交变场的类型,干扰抑制天线可以是优选利用电场的天线,例如偶极子,或者利用磁场的天线,例如发射线圈。在此,天线的取向或者所产生的场的极化优选针对要抑制的交变场的场方向来定向。
282.干扰抑制天线81发出的信号要使激励脉冲的辐射减小,因此必须与激励脉冲具有预定的幅值和相位关系。因此,优选由激励信号模拟地导出信号,或者由数字脉冲产生导出信号。但是也可以想到,通过单独的单元来与脉冲产生无关地提供信号,只要建立了所需要的幅值和相位关系即可。
283.在图6中,象征性地给出了作为电磁波的源的身体线圈14与干扰抑制发射器之间的连接线路。可以想到经由功率分配器或者例如定向耦合器的直接连接,用于直接采集电磁场的患者隧道中的传感器也可以。但是也可以从功率放大器222或者脉冲发生器220获得参考信号,参考信号用于产生用于干扰抑制的信号。
284.随后,在通过干扰抑制天线81发射从激励脉冲导出的用于进行干扰抑制的参考信号之前,通过可调节的相位调整器82,针对各个干扰抑制天线81,使参考信号延迟或者在相位上偏移,并且随后通过可调节的放大器83在幅值上进行放大。
285.在此,干扰抑制控制器84经由信号连接对相位调整器82和放大器83进行设置。在此,可以想到,干扰抑制控制器84设置例如在安装磁共振断层成像设备1时确定的预定的相移和幅值。
286.但是也可以通过校准测量来进行设置。在此,可以想到,校准接收器85借助一个或者优选分布在空间上的多个校准元件86记录要抑制的交变场。同时,校准接收器85采集馈送到干扰抑制天线81的信号,并且将采集的值传输到干扰抑制控制器84。然后,干扰抑制设置84例如可以使干扰抑制控制器84通过诸如lsr的线性优化方法来设置各个干扰抑制天线的相位和幅值,使得在校准天线86的位置处场强为零。如果n个校准元件86分布在空间角度上,则身体线圈14和干扰抑制天线81可以将产生的交变场改变为具有n个零点或者辐射波瓣(abstrahlkeule)的多极场,其随着距离以高次幂的方式减小,并且使得能够进行有效的抑制。
287.在此,原则上,场的传播是可逆的。也就是说,为了进行校准,也可以想到,一个或多个校准元件86发出信号,并且身体线圈14和干扰抑制天线84接收信号,然后干扰抑制控制器84确定合适的相位关系和幅值。
288.此外,校准元件86也可以用于发出用于进行接收干扰抑制的参考信号。在此,必须对参考信号进行编码或者调制,使得接收器70能够将参考信号与磁共振信号区分开。例如,这在磁共振信号的噪声极限以下也可以利用扩展频谱调制(spread-spectrum-modulation)来实现。也可以想到在相邻的频率范围内发出。在此,需要接收器70能够在参考信号与经由第二和第一接收天线接收到的信号之间建立相关性,以便对干扰抑制进行优化。以这种方式,例如可以确定用于抑制来自特定方向的干扰信号的设置。
289.图7示意性地示出了用于运行根据本发明的方法的根据本发明的方法的一个可能的实施方式的流程图。在图7中,特别是考虑如下方面:必须如何设计并且发出激励脉冲,以
便在没有屏蔽舱的情况下,也遵守高频辐射的调控极限值,特别是当拉莫尔频率位于ism频带中时。在图7中,在步骤s130下总结了已经关于图3说明的根据本发明的方法的步骤,并且不再进行说明。但是原则上,也可以在没有图3中的接收干扰抑制的情况下,实现关于图7说明的用于在激励脉冲中进行发射限制的措施。
290.在步骤s110中,控制器23确定用于在检查对象中激励核自旋的激励脉冲。为此,首先在s111中,控制器23确定用于在检查对象的一个层中激励核自旋的激励脉冲。这例如可以依据所选择的序列或者检查类型,通过从激励脉冲库中进行选择来进行。在此,频率、持续时间、功率和谱分布与多个参数有关。根据要采集的核自旋、均匀静磁场b0的强度、层相对于梯度场的位置以及梯度场的强度,来得到中心频率。又根据梯度场的强度和层在场梯度的方向上的厚度,来得到谱分布和带宽。幅值又与激励脉冲的持续时间、要激励的体积和期望的激励强度、也称为翻转角有关。在此,在子步骤s111中,依据这些边界条件确定一组参数,该组参数描述针对这些边界条件的可能的激励脉冲。可以想到,预先给定针对特定标准情形、例如特定器官的图像采集的不同的参数组的库或者表格,并且从中进行选择。
291.在另一个子步骤s112中,控制器23检查所确定的激励脉冲是否位于预定的频率边界内。在最简单的情况下,例如可以借助中心频率和谱频率分布计算激励脉冲的最高和最低频率。在此,也可以想到,计算功率分布,并且对与频率相关的功率的极限值进行评估。
292.当在评估中确定所确定的激励脉冲超过极限值,特别是超过高频线的允许辐射的极限值时,重复子步骤s111。这尤其是在磁共振断层成像设备在ism频带中运行时,涉及受到更强的限制的ism频带外部的发射。
293.在此,在重复子步骤s111时,改变对其有影响的参数。例如,较长的脉冲可以利用较小的功率实现相同的激励。在梯度较小的情况下,激励相同的层厚度需要较小的频率带宽。
294.如果在子步骤s111中确定的激励脉冲遵守极限值,则在所述方法的步骤s120中,高频单元22发出该激励脉冲。
295.在步骤s130中,如已经关于图3在一个示例性的实施方式中所描述的,接收器70接收磁共振信号。
296.随后,在步骤s140中,控制器23根据接收到的磁共振信号确定核自旋的分布的映射。最后,优选在显示器上再现该映射。
297.图8示意性示出了在图3中示出的根据本发明的方法的另一个子方面的流程图,在此是通过先前采集的图像信息进行的可能的干扰抑制。
298.在此,在步骤s21中,接收器70接收所接收到的第一磁共振信号,并且将其存储在存储器中。在此,也可以想到,在步骤s21中采集的信号源自校准测量或者预扫描,也利用其它参数或者较低的分辨率来采集校准测量或者预扫描。
299.在另一个步骤s22中,接收器70接收接收到的第二磁共振信号,并且对其进行存储。优选第二磁共振信号是用于图像采集的信号。
300.在步骤s23中,对接收到的第一磁共振信号和接收到的第二磁共振信号进行比较。这例如在原始数据中已经可以进行,或者例如也可以在进行傅立叶变换之后在图像空间中才进行。在一个优选实施方式中,比较在k空间中基于行来进行。如果第一磁共振信号和第二磁共振信号明显不同,特别是当在进行比较时也已经考虑了可能不同的记录情形时,则
在偏差归因于外部干扰的情况下,执行干扰抑制措施。干扰信号的特征例如可以在于频率、幅值或者特性走向或持续时间。
301.在此,干扰抑制措施例如可以是重复进行采集,这特别是在k空间中的一个行中导致较小的延迟。也可以想到,将信号设置为零,尤其是当涉及预计没有图像信号的区域时。
302.图9示意性地示出了根据本发明的用于进行干扰抑制的方法的另一个子方面的流程图,在此是通过在图像空间中对所采集的图像信息进行分析而进行的可能的干扰抑制。
303.在根据本发明的方法的该可能的实施方式中,为了识别干扰信号,并且为了确定用于消除干扰的参数,在图像空间中对磁共振信号进行检查。为此,在子步骤s42中,控制器23例如通过进行傅立叶变换,将接收到的磁共振信号变换到图像空间中。与后续步骤相同,该步骤也可以在原始数据空间的各个行上进行,从而可以更快地进行识别和校正。
304.在另一个子步骤s43中,控制器23将干扰信号与磁共振数据分离。这例如在如下情况下是可能的,即,通过进行分割,可以根据关于患者和位置的其它附加信息或者预扫描,确定图像空间中的预计没有核自旋的磁共振信号的区域。然后,将在那里在图像空间中出现的信号与干扰相关联。
305.在另一个子步骤s44中,例如又通过进行傅里叶变换,将干扰信号变换回原始数据空间中。
306.然后,在另一个子步骤s45中,可以根据原始数据空间中的、与有用信号分离并且反向变换后的干扰信号,例如作为用于在接收器中根据第一和第二接收天线的信号进行相消干涉的相位和幅值,来确定用于进行干扰抑制的参数。在此,也可以想到,将反向变换的步骤和参数的确定彼此结合,因为原始数据空间中的频率和相位与图像空间中的位置相关联。
307.图10示意性地示出了根据本发明的用于进行干扰抑制的方法的另一个子方面的流程图,所述方法确定第一接收天线和第二接收天线60与一个或多个附加的校准元件86之间的传递函数。
308.在此,在子步骤s80中,确定第一接收天线与校准元件86之间的传递函数。为此,可以想到,在控制器23的协调下,干扰抑制控制器经由校准元件86发出信号,第一接收天线接收该信号,并且对其进行分析。优选借助伪随机序列或者以其它方式对该信号进行编码,使得接收器70可以容易地确定发送的信号与接收到的信号之间的相关性。
309.在子步骤s82中,以相同的方式确定第一接收天线与校准元件86之间的传递函数。为此,可以想到,在控制器23的协调下,干扰抑制控制器经由校准元件86发出信号,第二接收天线60接收该信号,并且在接收器70中对该信号进行分析。
310.然而,由于电磁场的传播的可逆性,也可以由第一接收天线和第二接收天线62发送信号,由校准元件86接收该信号。
311.在另一个子步骤s82中,依据所测量的传递函数,设置用于进行接收干扰消除的至少一个参数,使得接收器70经由第一接收天线接收到的信号中的、从第二接收天线60接收到的干扰信号部分减小。例如,可以经由传递函数,分别确定干扰信号如何、特别是以多大的幅值和相移,从校准元件86的方向,经由第一接收天线和第二接收天线60,到达接收器70的输入端。由此,例如可以在接收器70中设置附加的相移,使得来自第一接收天线和第二接收天线的信号以相消的方式在接收器中叠加,并且抑制干扰。作为另一个参数,可以设置幅
值的增益,使得针对空间中的一个点的干扰信号进行消除。在多个第一接收天线和第二接收天线60的情况下,相应地调整更多的参数或者参数对,这例如可以通过诸如lsr的线性优化方法来进行。
312.在图11中示出了多个根据本发明的磁共振断层成像设备1的协作。在此,第一磁共振断层成像设备1的控制单元20经由接口接收来自第二磁共振断层成像设备101的信号。在此,控制单元21设计为,依据经由接口从第二磁共振断层成像设备接收到的信号来同步图像采集。
313.在图11中同时示出了多个可能的实施方式。一方面,接口可以是lan接口26,磁共振断层成像设备1通过lan接口26与第二磁共振断层成像设备101信号连接。但是也可以想到用于进行信息交换的所有其它接口,例如wifi、wan或者串行或并行的点对点连接。
314.在此,在一个实施方式中,可以想到,第二磁共振断层成像设备101利用信号发送关于规划的图像采集的消息。该消息例如可以给出,第二磁共振断层成像设备101将在特定的时间点t,以频率f发送具有持续时间d的激励脉冲。然后,第一磁共振断层成像设备1的控制单元20依据该信息来同步自己的图像采集。
315.一种可能性是,控制单元20同步自己的激励脉冲,使得激励脉冲在相同的时间发生,因为由于进行激励所需的场强极其高,相邻的磁共振断层成像设备的激励脉冲由于通过磁共振断层成像设备的设计已经给出的衰减而不互相干扰。
316.相反,对来自检查体积或者患者100的磁共振信号的接收对干扰更敏感。因为在此存在相对于激励脉冲超过100db的衰减,因此即使在存在屏蔽的情况下,相邻的磁共振断层成像设备101的激励脉冲也可能干扰mr信号的接收。因此,磁共振断层成像设备1的控制单元20可以规划并且执行图像采集,使得图像采集不与第二磁共振断层成像设备101的激励脉冲同时发生。例如,可以设置自己的激励脉冲和与其相关的读出序列,使得第一磁共振断层成像设备1的接收窗口不与第二磁共振断层成像设备101的激励脉冲同时发生。
317.在此,也可以相反,即,第二磁共振断层成像设备101发送关于规划的接收的信息。该消息例如可以给出,第二磁共振断层成像设备101要在特定的时间点t,以频率f在持续时间d内记录mr信号。然后,第一磁共振断层成像设备1可以设置自己的发送过程,使得在消息中给出的时间窗口中,至少在如下频带上,不进行发送过程,该频带包括频率f以及在消息中给出的带宽。
318.此外,最后,可以想到组合的消息,在这些组合的消息中,在第一磁共振断层成像设备1与第二磁共振断层成像设备101之间,相互协调发送和接收过程,优选使得可以通过进行交错操作,来以尽可能小的延迟实施图像采集设备。
319.但是在图11中示出的另一个实施方式中,也可以想到,信号是激励脉冲的无线电波本身,并且接口例如是具有高频单元22的局部线圈50。在此,优选也在或者恰好在第一磁共振断层成像设备1本身不记录mr信号的时间进行接收。控制单元20可以根据激励脉冲检测到,第二磁共振断层成像设备101刚刚发送了激励脉冲,因此随后规划磁共振信号的采集。然后,例如可以想到,第一磁共振断层成像设备1本身于是在一定的时间内不发出激励脉冲。第一磁共振断层成像设备1也可以将第二磁共振断层成像设备101的激励脉冲本身用作触发脉冲,并且几乎同步地发出自己的激励脉冲,因为通常在激励脉冲与磁共振信号的接收之间,存在不进行接收、因此没有可能的相互干扰的暂停。
320.无论是直接通过接收到的脉冲的电磁场,还是通过经由数据接口的消息,识别出激励脉冲的发出,在此,也可以想到,控制单元20依据信号来改变下一个激励脉冲的频率。在磁共振断层成像中,通过在z方向上叠加的梯度场,沿着b0场的方向,通常沿着z轴2,在频率上区分各个层,由此各个层是可区分的。控制单元20例如可以改变各个层的扫描顺序,使得第一磁共振断层成像设备1和第二磁共振断层成像设备101分别以不同的中心频率采集层,因此通过不同的频率来避免串扰或者相互影响。在此,控制单元20可以使用的一个附加的自由度,也是可移动的患者床30上的患者100相对于场磁体10的对称中心的位置。通过沿着z轴稍微移动患者100,由于相对于z梯度场的位置不同,层的拉莫尔频率也发生改变。也就是说,通过患者沿着z轴的相对运动,第一磁共振断层成像设备1也可以以不同的频率来采集患者100的身体中的相同的层,从而可以避免与第二磁共振断层成像设备101的相互影响。
321.虽然通过优选实施例进一步详细示出并且描述了本发明,但是本发明不限于所公开的示例,本领域技术人员可以从中得出其它变形方案,而不脱离本发明的保护范围。

技术特征:


1.一种磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有:患者隧道(16);第一接收天线,用于接收来自所述患者隧道(16)中的患者(100)的磁共振信号;第二接收天线(60),用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器(70),其中,所述第二接收天线(60)布置在所述患者隧道(16)的外部或者开口附近,其中,所述接收器(70)与所述第一接收天线和所述第二接收天线(60)信号连接,并且所述接收器(70)被设计为,对由所述第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用所述第二接收天线(60)接收到的干扰信号进行抑制。2.一种磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有:患者隧道(16);第一接收天线,用于接收来自所述患者隧道(16)中的患者(100)的磁共振信号;第二接收天线(60),用于接收磁共振信号的拉莫尔频率附近的信号;以及接收器(70),其中,所述第二接收天线(60)布置在所述患者隧道(16)的外部或者开口附近,其中,所述接收器(70)与所述第一接收天线和所述第二接收天线(60)信号连接,并且所述接收器(70)被设计为,对由所述第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用所述第二接收天线(60)在磁共振信号的频率范围外部接收到的宽带的干扰信号进行抑制。3.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)被设计为,接收工业频带中的具有拉莫尔频率的磁共振信号。4.根据权利要求3所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有用于发出激励脉冲的发射路径,所述发射路径具有ism滤波器(223),其中,所述ism滤波器(223)被设计为用于抑制ism频带外部的信号。5.根据权利要求4所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备具有用于发出激励脉冲的发射天线,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有用于使所述发射天线失谐的非线性构件,其中,所述非线性构件布置在所述磁共振断层成像设备的针对高频被患者隧道屏蔽的区域中,其中,所述ism滤波器(223)布置在非线性构件与天线之间。6.根据权利要求3所述的磁共振断层成像设备,所述磁共振断层成像设备具有高频单元(22),其中,所述高频单元(22)具有预矫器(221),所述预矫器(221)被设计为用于,对用于激励核自旋的激励脉冲进行预矫,使得发出的、ism频带外部的激励脉冲的信号部分相对于没有进行预矫的激励脉冲减小。7.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,无线电波在所述患者隧道(16)中传播的截止频率,大于所述磁共振断层成像设备(1)的拉莫尔频率。8.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有包围所述磁共振断层成像设备(1)的波导(260),其中,所述波导(260)具有大于所述磁共振断层成像设备(1)的拉莫尔频率的截止频率。9.根据权利要求8所述的磁共振断层成像设备,其中,所述波导(260)与所述患者隧道(16)具有导电连接(262)。10.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述第二接收天线(60)布置在所述患者隧道(16)的开口上或者患者床(30)上。11.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述第二接收天线(60)具有全向接收特性。12.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备
(1)具有多个第二接收天线(60),并且所述接收器(70)被设计为,依据所述多个第二接收天线(60)的接收信号,来抑制磁共振信号中的干扰信号。13.根据权利要求12所述的磁共振断层成像设备,其中,所述多个第二接收天线(60)以关于所述患者隧道(16)对称布置的方式布置。14.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述接收器(70)具有自相关装置,并且所述自相关装置被设计为用于,确定由所述第一接收天线接收到的磁共振信号中的、由所述第二接收天线(60)接收到的信号部分。15.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述接收器(70)具有估计装置,并且所述估计装置被设计为用于,估计由所述第一接收天线接收到的磁共振信号中的、由所述第二接收天线(60)接收到的信号部分。16.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有干扰抑制发射器(80)和干扰抑制天线(81),其中,所述干扰抑制天线(81)布置在距所述患者隧道(16)的一定距离处,其中,所述干扰抑制发射器(80)被设计为,依据发射干扰消除参数,经由所述干扰抑制天线(81),输出所述磁共振断层成像设备(1)的激励脉冲的频率范围内的信号,使得在所述磁共振断层成像设备(1)的环境的预定区域中,通过相消干涉,使激励脉冲的场强减小。17.根据权利要求16所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有处于所述磁共振断层成像设备(1)的环境中的校准元件(86),并且具有干扰抑制控制器(84),其中,所述干扰抑制控制器(84)被设计为,借助所述校准元件(86),在所述校准元件(84)的位置处,采集激励脉冲的频率范围内的场强,并且依据所采集的场强,设置所述发射干扰消除参数,使得在所述校准元件(86)的预定的环境中,激励脉冲的场强减小。18.根据权利要求16所述的磁共振断层成像设备,其中,所述干扰抑制发射器(80)被设计为,依据一个或多个发射干扰消除参数,通过进行相移和/或幅值调整,产生用于一个或多个干扰抑制天线(81)的信号。19.根据权利要求16所述的磁共振断层成像设备,其中,所述干扰抑制天线(81)具有高频功率放大器。20.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有处于所述磁共振断层成像设备(1)的环境中的校准元件(86),其中,所述接收器(70)被设计为,测量所述第一接收天线与所述校准元件(86)之间的第一传递函数,以及所述第二接收天线(60)与所述校准元件(86)之间的第二传递函数,并且依据所测量的第一传递函数和第二传递函数,设置一个或多个干扰消除参数,使得由所述第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用所述第二接收天线(60)接收到的干扰信号减小。21.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,所述磁共振断层成像设备具有:用于控制图像采集的控制单元(20);以及与所述控制单元(20)信号连接的接口,其中,所述控制单元(20)被设计为,依据经由所述接口从第二磁共振断层成像设备(101)接收到的信号,来使图像采集同步。22.根据权利要求1或2所述的磁共振断层成像设备,所述磁共振断层成像设备具有:用于控制图像采集的控制单元(20);以及与所述控制单元(20)信号连接的接口,其中,所述控制单元被设计为,将具有关于即将进行的图像采集的信息的信号,发送到第二磁共振断层
成像设备(101)。23.根据权利要求21所述的磁共振断层成像设备,其中,所述接口被设计为用于进行数据交换,其中,所述控制单元(20)被设计为,借助经由所述接口进行的信息交换,使图像采集与第二磁共振断层成像设备(101)同步。24.根据权利要求22所述的磁共振断层成像设备,其中,信号具有关于发送过程的时间点和/或频率的信息。25.根据权利要求22所述的磁共振断层成像设备,其中,信号具有关于接收过程的时间点和/或频率的信息。26.一种运行磁共振断层成像设备(1)的方法,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有:患者隧道(16);第一接收天线,用于接收来自所述患者隧道(16)中的患者(100)的磁共振信号;第二接收天线(60),用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器(70),其中,所述第二接收天线(60)布置在所述患者隧道(16)外部或者所述患者隧道(16)的开口附近,并且其中,所述方法具有以下步骤:(s10)所述接收器(70)经由所述第二接收天线(60)接收干扰信号;(s20)所述接收器(70)经由所述第一接收天线接收磁共振信号;(s30)所述接收器(70)与所述干扰信号相关地对磁共振信号进行处理,以形成接收信号,其中,所述相关取决于参数;(s40)所述接收器(70)设置参数,使得所述接收信号中的干扰信号部分减小。27.一种运行磁共振断层成像设备(1)的方法,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有:患者隧道(16);第一接收天线,用于接收来自所述患者隧道(16)中的患者(100)的磁共振信号;第二接收天线(60),用于接收磁共振信号的拉莫尔频率附近的信号;以及接收器(70),其中,所述第二接收天线(60)布置在所述患者隧道(16)外部或者所述患者隧道(16)的开口附近,并且其中,所述方法具有以下步骤:(s10)所述接收器(70)经由所述第二接收天线(60)接收拉莫尔频率附近的干扰信号的频率部分;(s20)所述接收器(70)经由所述第一接收天线接收磁共振信号;(s30)所述接收器(70)与所述干扰信号的频率部分相关地对磁共振信号进行处理,以形成接收信号,其中,所述相关取决于参数;(s40)所述接收器(70)设置参数,使得所述接收信号中的干扰信号部分减小。28.根据权利要求26或27所述的方法,其中,设置参数的步骤(s40)具有通过依据干扰信号求时间上的平均值在时间上求平均的步骤(s41)。29.根据权利要求26或27所述的方法,其中,在不接收用于成像的磁共振信号的序列的时间段,进行接收干扰信号的步骤(s10)。30.一种运行根据权利要求20所述的磁共振断层成像设备(1)的方法,其中,所述方法具有以下步骤:(s80)测量第一接收天线与校准元件(86)之间的传递函数;(s81)测量第二接收天线(60)与所述校准元件(86)之间的传递函数;(s82)依据所测量的传递函数,设置干扰消除参数,使得所述接收器(70)经由所述第一接收天线接收到的信号中的、由所述第二接收天线(60)接收到的干扰信号部分减小。
31.根据权利要求26、27或30所述的方法,其中,所述接收器(70)具有存储器,并且所述方法具有存储步骤(s25),在所述存储步骤中,所述接收器(70)将干扰信号以及磁共振信号存储在所述存储器中,其中,相对于干扰信号和/或磁共振信号的接收有所延迟地进行处理步骤(s30)。32.根据权利要求26、27或30所述的方法,其中,所述接收器(70)具有自相关装置,并且在设置参数的步骤(s40)中,所述自相关装置确定磁共振信号中的干扰信号部分,并且依据所确定的干扰信号部分来设置参数。33.根据权利要求26、27或30所述的方法,其中,所述接收器(70)具有估计装置,并且在设置参数的步骤(s40)中,所述估计装置确定磁共振信号中的干扰信号部分,并且依据所确定的干扰信号部分来设置参数。34.根据权利要求26、27或30所述的方法,其中,设置参数的步骤(s40)具有以下子步骤:(s42)将接收到的磁共振信号变换到图像空间中;(s43)将干扰信号与磁共振数据分离;(s44)将干扰信号变换到原始数据空间中;(s45)根据变换后的原始数据空间中的干扰信号来确定参数。35.根据权利要求34所述的方法,其中,按照接收到的原始数据空间中的磁共振信号的数据的行,来进行变换步骤(s42)、分离步骤(s43)、反向变换步骤(s44)和确定参数的步骤(s45)。36.根据权利要求26、27或30所述的方法,其中,所述接收器(70)在一个步骤(s50)中监视干扰信号的变化,并且在存在变化时,在一个步骤(s51)中对参数进行调整。37.根据权利要求26、27或30所述的方法,其中,所述接收器(70)在一个步骤(s21)中将接收到的第一磁共振信号存储在存储器中;在一个步骤(s22)中,存储接收到的第二磁共振信号;并且在一个步骤(s23)中,对接收到的第一磁共振信号与接收到的第二磁共振信号进行比较,并且在存在归因于外部干扰的偏差时,执行干扰抑制措施。38.根据权利要求37所述的方法,其中,所述干扰抑制措施是如下措施中的一个:丢弃(s60)接收到的第一和/或第二磁共振信号,重复第一和/或第二磁共振信号的采集或者参数的设置(s40)。39.一种运行磁共振断层成像设备(1)的方法,其中,所述磁共振断层成像设备(1)具有患者隧道(16);第一接收天线,用于接收来自所述患者隧道(16)中的患者(100)的磁共振信号;第二接收天线(60),用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器(70),其中,所述第二接收天线(60)布置在所述患者隧道(16)外部或者所述患者隧道(16)的开口附近,并且其中,所述方法具有以下步骤:(s10)所述接收器(70)经由所述第二接收天线(60)接收干扰信号;(s20)所述接收器(70)经由所述第一接收天线接收磁共振信号;(s60)依据由所述第二接收天线(60)接收到的干扰信号,丢弃磁共振信号。40.一种运行具有ism频带中的拉莫尔频率的磁共振断层成像设备(1)的方法,其中,所述方法具有以下步骤:
(s110)确定用于激励检查对象中的核自旋的激励脉冲;(s120)发出激励脉冲;(s130)接收磁共振信号;(s140)确定检查对象中的核自旋的分布的映射;其中,在确定激励脉冲的步骤(s110)中,依据ism频带的预定的频率边界来进行确定。41.根据权利要求40所述的方法,其中,确定激励脉冲的步骤(s110)具有以下子步骤:(s111)依据检查对象的层关于磁体单元(10)的相对位置、预定的梯度强度、层的厚度以及测量的类型,来确定用于激励检查对象的层中的核自旋的激励脉冲;(s112)检查所确定的激励脉冲是否位于ism频带的预定的频率边界内;在改变脉冲参数的情况下重复确定步骤(s111),在确定激励脉冲时,当激励脉冲不在预定的频率边界内时,所述脉冲参数对激励脉冲的频谱频率分布有影响,或者在步骤(s120)中,发出所确定的激励脉冲。42.根据权利要求41所述的方法,其中,对激励脉冲的确定有影响的脉冲参数是以下参数中的一个:激励脉冲的持续时间、层的厚度、层的相对位置或者梯度的强度。43.根据权利要求40所述的方法,其中,发出步骤(s120)具有如下子步骤(s121):在发射脉冲的步骤(s122)之前,改变检查对象关于所述磁体单元(10)的相对位置。44.一种计算机可读存储介质,其上存储有电子可读的控制信息,所述电子可读的控制信息被设计为,当在根据权利要求1至25中任一项所述的磁共振断层成像设备(1)的控制器(23)中使用所述存储介质时,所述电子可读的控制信息执行根据权利要求26至43中任一项所述的方法。

技术总结


本发明涉及一种磁共振断层成像设备以及运行磁共振断层成像设备的方法。磁共振断层成像设备具有:第一接收天线,用于接收来自患者隧道中的患者的磁共振信号;第二接收天线,用于接收具有磁共振信号的拉莫尔频率的信号;以及接收器。第二接收天线布置在患者隧道的外部或者开口附近。接收器与第一接收天线和第二接收天线信号连接,并且接收器被设计为,对第一接收天线接收到的磁共振信号中的、利用第二接收天线接收到的干扰信号进行抑制。收天线接收到的干扰信号进行抑制。收天线接收到的干扰信号进行抑制。


技术研发人员:

S.比伯 D.格罗茨基 M.维斯特 I.E.尼科尔斯 D.J.萨德勒

受保护的技术使用者:

西门子医疗有限公司

技术研发日:

2018.10.02

技术公布日:

2022/11/25

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标签:磁共振   信号   断层   干扰
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