[發明專利]用于產生激勵脈沖的設備和方法

有效

• 申請號: 201811441130.3
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109856573B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: U.霍爾舍;S.斯托克;C.溫施
• 申請（專利權）人: 西門子保健有限責任公司
• 主分類號: G01R33/36
• 分類號: G01R33/36;A61B5/055
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉暢

本發明涉及一種用于磁共振斷層成像設備的高頻控制器和其運行方法。高頻控制器具有控制器和高頻功率放大器，該高頻功率放大器在高頻功率放大器的信號輸入端和信號輸出端之間具有與預先確定的頻率響應相關的增益。控制器確定用于多層激勵的控制脈沖，并且將其輸出到高頻功率放大器的信號輸入端。控制器依據高頻功率放大器的預先確定的頻率響應確定用于控制脈沖的高頻功率值。

技術領域

本發明涉及一種用于磁共振斷層成像設備的高頻控制器和一種用于運行磁共振斷層成像設備的方法。高頻控制器具有控制器和高頻功率放大器，該高頻功率放大器在高頻功率放大器的信號輸入端和信號輸出端之間具有與預先確定的頻率響應相關的增益。

背景技術

磁共振斷層成像設備是一種成像設備，其為了成像檢查對象，將檢查對象的核自旋與強的外部磁場對齊，并通過交變磁場激勵檢查對象的核自旋圍繞該對齊進動。從這種激勵的狀態到具有較小能量的狀態的自旋的進動或者返回產生作為響應的也稱為磁共振信號的交變磁場，其通過天線接收。

借助梯度磁場在信號上施加位置編碼，該位置編碼隨后可以實現接收的信號與體積元素的關聯性。然后，分析接收的信號并且提供檢查對象的三維的圖像顯示。所產生的顯示說明自旋的空間密度分布。

為了加速圖像采集，給出從通常在z方向上沿著靜態B0場彼此并行布置的多個層中同時讀取磁共振信號的磁共振斷層成像設備。為了激勵核自旋，基于為了編碼在z軸上施加的磁場梯度，在這些層中在z方向上需要具有不同的拉莫爾頻率的交變磁場。各個層的頻率間距以及因此多層激勵脈沖的帶寬在此大致與層的間距成比例，并且是單層的激勵脈沖的帶寬的倍數。而在磁共振斷層成像設備中使用的高頻末級或者高頻功率放大器對于對應于單個層的帶寬幾乎是線性的，這使得對于帶寬的倍數以合理開銷通常僅實現具有例如朝著邊緣下降了3dB或者6dB或者更大的顯著下降的頻率響應。

為了保護患者免受由高頻輻射引起的過高的熱負荷，激勵脈沖的功率必須被限制到監管規定的高頻邊界值。這例如可以通過在高頻功率放大器的輸出端處的功率測量來實現。為了保證在功率傳感器故障的情況下的患者的安全性，在此需要冗余的、獨立的功率確定，例如基于在高功率放大器的信號輸入端處輸送的控制脈沖。然而，由于在高頻功率放大器中的隨后的與頻率相關的增益和在頻帶邊緣處的功率下降在此假定向患者輻射的功率過高，并且將控制脈沖限制到不必要地低的功率。結果是降低了信噪比。

與為了患者的安全性而限制功率無關，在不同層中的不均勻的激勵還導致具有較小幅值的圖像區域，這例如引起具有較低對比度的較暗的圖像區域。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題是，提供一種用于產生激勵脈沖的設備和方法，該方法為患者提供一種具有較高安全性的改進的成像。

該技術問題通過根據本發明的設備和根據本發明的方法來解決。

根據本發明的高頻控制器具有控制器和高頻功率放大器。高頻功率放大器在信號輸入端和信號輸出端之間具有帶有預先確定的頻率響應的增益。在此，頻率響應通常不是恒定的，而是至少對于一些頻率與恒定的頻率響應偏離了1dB、3dB、6dB、12dB或更多。控制器被設計為，用于確定用于多層激勵的控制脈沖。例如，可以根據z方向上的梯度場強、期望的層厚度和層的間距來確定控制脈沖。為此，在最簡單的情況下可以想到，將所存儲的參考脈沖在頻率空間中移位和加倍，然后將各個脈沖疊加為控制脈沖。

控制器被設計為，例如通過經由DA轉換器將數字確定的控制脈沖轉換成用于高頻功率放大器的模擬信號，將控制脈沖輸出到高頻功率放大器的信號輸入端。在此，高頻控制器的控制器被設計為，依據高頻功率放大器的預先確定的頻率響應來確定用于控制脈沖的高頻功率值。在此在本發明的意義中，在高頻功率放大器的信號輸出端處的測量不視為對于控制脈沖的確定。優選地，為了進行確定，控制器優選地根據控制脈沖或者與頻率響應無關的額定控制脈沖，例如通過在對控制脈沖的幅值平方關于持續時間進行積分，計算高頻邊界值。該計算可以以模擬或數字的方式進行。