DE102017220697A1

DE102017220697A1 - Method for operating an MRI system and MRI system

Info

Publication number: DE102017220697A1
Application number: DE102017220697.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Biber; David Grodzki
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-05-23
Also published as: CN109814057A; CN109814057B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (25) zum Betreiben einer MRT-Anlage (10) zum Untersuchen eines Untersuchungsobjekts (20) sowie eine entsprechende MRT-Anlage (10). Bei dem Verfahren (25) wird ein Verlauf einer mittels einer Körperspule (15) der MRT-Anlage (10) erzeugbaren maximalen Magnetfeldstärke eines Wechselfeldes (16) in Abhängigkeit von einer Anregungsfrequenz bestimmt, die mit einem mittels eines Magneten (11, 12) der MRT-Anlage (10) erzeugten, zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfeld (14) korrespondiert. Eine für das Untersuchen zu verwendende Messsequenz wird dann in Abhängigkeit von dem bestimmten Verlauf angepasst. Schließlich wird die angepasste Messsequenz zum Untersuchen des Untersuchungsobjekts (20) mittels der MRT-Anlage (10) ausgeführt.

The invention relates to a method (25) for operating an MRI system (10) for examining an examination object (20) and a corresponding MRI system (10). In the method (25), a profile of a maximum magnetic field strength of an alternating field (16) which can be generated by means of a body coil (15) of the MRI system (10) is determined as a function of an excitation frequency which is determined by means of a magnet (11, 12) MRT system (10) generated, at least substantially static magnetic field (14) corresponds. A measurement sequence to be used for the examination is then adjusted depending on the particular history. Finally, the adapted measurement sequence for examining the examination subject (20) is performed by means of the MRI system (10).

Description

Die Magnetresonanztomographie (MRT, MRI für englisch „Magnetic Resonance Imaging“) ist ein bekanntes bildgebendes Verfahren in der Medizintechnik. Dabei wird ein Untersuchungsobjekt, beispielsweise ein Patient, einem zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfeld ausgesetzt, dem ein ebenfalls zumindest im Wesentlichen statischer, also zeitlich konstanter, Gradient, also ein räumlich linear ansteigendes Gradientenfeld, aufgeprägt oder überlagert ist. Es werden dann Hoch- oder Radiofrequenzpulse (HF-Pulse, RF-Pulse), also ein magnetisches Wechselfeld eingestrahlt, mit dem in dem Untersuchungsobjekt Kernspins resonant angeregt werden. Die RF-Pulse werden mittels eines HF-Verstärker (RFPA, englisch: „radiofrequency power amplifier“) und einer von diesem versorgten oder getriebenen Spule, der sogenannten Körperspule, erzeugt. In welchen Teilen des Untersuchungsobjekts die Anregung der Kernspins erfolgt ist dabei abhängig von der lokalen Stärke des effektiven, statischen Magnetfelds und der Frequenz der RF-Pulse. Durch entsprechende Variation kann also gezielt eine selektive Anregung einer Schicht (englisch „slice“) des Untersuchungsobjekts erfolgen. Durch eine Vielzahl nacheinander, also in einer Sequenz oder Messsequenz, eingestrahlter RF-Pulse und Aufzeichnung jeweiliger Antwort- oder Relaxationssignale kann so letztlich eine dreidimensionale Aufnahme des Untersuchungsobjekts gewonnen werden.Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a well-known medical imaging technique. In this case, an examination object, for example a patient, is exposed to an at least substantially static magnetic field, to which a likewise at least substantially static, ie temporally constant, gradient, ie a spatially linearly increasing gradient field, is imprinted or superimposed. High-frequency pulses or radio-frequency pulses (RF pulses, RF pulses), that is to say an alternating magnetic field, are then radiated with which nuclear spins are excited resonantly in the examination subject. The RF pulses are generated by means of an RF amplifier (RFPA, or "radio frequency power amplifier") and a coil supplied by it or driven, the so-called body coil. In which parts of the examination object the excitation of the nuclear spins takes place depends on the local strength of the effective, static magnetic field and the frequency of the RF pulses. By appropriate variation, it is therefore possible to selectively effect a selective excitation of a slice of the examination subject. By means of a multiplicity of successively RF pulses, that is to say in a sequence or measuring sequence, and recording of respective response or relaxation signals, a three-dimensional recording of the examination object can be obtained in the end.

In der Realität weisen der HF-Verstärker, die Körperspule und die RF-Pulse stets eine gewisse Bandbreite auf. Auch die angeregte oder anzuregenden Schicht, also derjenige Teil oder dasjenige Volumen des Untersuchungsobjekts, in dem die resonante Anregung stattfindet, weist eine gewisse Dicke oder Breite auf, welche beschrieben werden kann durch ein entsprechendes Frequenzband df = γ·(B₀ + G_z·Z), wobei γ das gyromagnetische Verhältnis, B₀ das zumindest im Wesentlichen statische Magnetfeld, G_z die Stärke des Gradientenfeldes zur Schichtselektion in einer Z-Richtung und Z die entsprechende Raumkoordinate, hier also die anzuregende Schicht, angeben. Im Allgemeinen ist der HF-Verstärker so ausgelegt, dass er eine bestimmte Frequenzbreite oder ein bestimmtes Frequenzband rund um eine Mittenfrequenz f₀ = γ·B₀ abdecken, das heißt also innerhalb dieses Frequenzbandes eine zur Anregung und Bildgewinnung ausreichende Leistung ausgeben oder bereitstellen, kann. Es kann dabei für heutzutage verfügbare HF-Verstärker und Körperspulen, also auch MRT-Anlagen, davon ausgegangen werden, dass das Frequenzband df, in dem die resonante Anregung stattfindet, klein ist gegenüber der maximalen Frequenzbreite des HF-Verstärkers und gegenüber der Bandbreite der Körperspule.In reality, the RF amplifier, the body coil and the RF pulses always have a certain bandwidth. The excited or to be excited layer, ie the part or the volume of the examination object in which the resonant excitation takes place, has a certain thickness or width, which can be described by a corresponding frequency band df = γ · (B ₀ + G _z Z), where γ is the gyromagnetic ratio, B ₀ the at least substantially static magnetic field, G _z the strength of the gradient field for slice selection in a Z direction, and Z the corresponding spatial coordinate, in this case the slice to be excited. In general, the RF amplifier is designed so that it can cover a certain frequency width or a specific frequency band around a center frequency f ₀ = γ · B ₀ , that is, within this frequency band can output or provide sufficient power for excitation and image acquisition , It can be assumed for today available RF amplifiers and body coils, including MRI systems, assume that the frequency band df, in which the resonant excitation takes place, is small compared to the maximum frequency width of the RF amplifier and the bandwidth of the body coil ,

Bei MRT-Anlagen kann unterschieden werden zwischen Hochfeldsystemen, bei denen das statische Magnetfeld eine Stärke von 1,5 T oder mehr hat, und Niederfeldsystemen, bei denen das statische Magnetfeld beispielsweise eine Stärke von weniger als 1 T, insbesondere weniger als 0,5 T, hat. Bei Niederfeldsystemen verstärkt nachteilige Effekte auf, die dazu führen, dass eine mit einer gegebenen MRT-Anlage oder einem gegebenen HF-Verstärker tatsächlich erreichbare Übertragungsleistung signifikant frequenzabhängig ist, also mit zunehmender Abweichung von f₀ abnimmt. Dadurch muss insbesondere bei Niederfeldsystemen an einem Rand eines Sichtfeldes (FOV, englisch: „field of view“) mit einem - relativ starken - Schichtgradienten, also bei relativ großer Abweichung von f₀, der HF-Verstärker eine deutlich höhere Leistung abrufen als in einem Isozentrum, also im Zentrum des Sichtfeldes der MRT-Anlage bei f₀, um für medizinische oder diagnostische Zwecke brauchbare Bilddaten zu erhalten. Dies führt bei gleicher Leistung eines jeweiligen HF-Verstärkers dazu, dass heutzutage verfügbare Hochfeldsysteme beispielsweise eine Frequenzbreite von 100 kHz abdecken können, während Niederfeldsysteme deutlich weniger, beispielsweise nur 25 bis 50 kHz, erreichen.In MRI systems, a distinction can be made between high-field systems in which the static magnetic field has a strength of 1.5 T or more, and low-field systems in which the static magnetic field has a strength of less than 1 T, in particular less than 0.5 T , Has. In low field systems, adverse effects are amplified which result in a transmission power actually achievable with a given MRI system or a given RF amplifier being significantly frequency-dependent, ie decreasing with increasing deviation from f ₀ . As a result, in particular in low-field systems at an edge of a field of view (FOV) with a relatively thick layer gradient, ie with a relatively large deviation of f ₀ , the HF amplifier must obtain a significantly higher power than in one Isocenter, so in the center of the field of view of the MRI system at f ₀ , in order to obtain image data useful for medical or diagnostic purposes. This results in the same power of a respective RF amplifier that currently available high-field systems can cover, for example, a frequency width of 100 kHz, while low-field systems reach much less, for example, only 25 to 50 kHz.

Nach dem bisherigen Stand der Technik wird insbesondere bei Niederfeldsystemen der HF-Verstärker daher gemäß der am Rand des Sichtfeldes benötigten Leistung ausgelegt. Im Ergebnis sind heutige MRT-Anlagen, insbesondere Niederfeldsysteme, oftmals überdimensioniert und daher unnötig teuer und/oder aufgrund einer nicht-optimalen Ausnutzung der verfügbaren Leistung ineffizient.According to the prior art, the RF amplifier is therefore designed according to the power required at the edge of the field of view, especially in low-field systems. As a result, today's MRI systems, particularly low field systems, are often oversized and therefore unnecessarily expensive and / or inefficient due to non-optimal utilization of available power.

Aus US 2017/0205485 ist eine Analyse einer Magnetresonanz-Sequenz in Vorbereitung einer Ansteuerung eines HF-Verstärkers bekannt.Out US 2017/0205485 is an analysis of a magnetic resonance sequence in preparation for driving an RF amplifier known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserung der Technik zur Magnetresonanz-Bildgebung anzugeben.The object of the present invention is to provide an improvement of the technique for magnetic resonance imaging.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.This object is achieved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims, the following description and the figures.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer MRT-Anlage, also beispielsweise eines Magnetresonanztomographen, zum Untersuchen eines Untersuchungsobjekts. Das Untersuchungsobjekt kann dabei beispielsweise ein Patient sein. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Verlauf einer mittels einer Körperspule der MRT-Anlage erzeugbaren maximalen Magnetfeldstärke eines magnetischen Wechselfeldes in Abhängigkeit von einer Anregungsfrequenz bestimmt. Die Anregungsfrequenz korrespondiert dabei mit einem mittels eines Magneten der MRT-Anlage erzeugten, zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfeld. Diese Anregungsfrequenz kann auch als Mittenfrequenz f₀ bezeichnet werden mit f₀ = γ·B₀, wobei B₀ die Stärke des zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfeldes angibt und γ das gyromagnetische Verhältnis bezeichnet. Das Wechselfeld kann demgegenüber als B₁ bezeichnet werden und dessen Stärke oder Amplitude entsprechend als B₁-Amplitude. Effektiv wird hier also die mit der gegebenen MRT-Anlage maximal erzeugbare Stärke des Wechselfeldes B₁ in Abhängigkeit von dem jeweiligen statischen Magnetfeld B₀ oder - durch entsprechende Umformung anders ausgedrückt - in Abhängigkeit von einer jeweiligen, also aktuellen, Lamorfrequenz bestimmt. Die Stärke des statischen Magnetfeldes, also die jeweils aktuelle Mittenfrequenz f0, kann beispielsweise durch einen Feldabfall im Laufe der Zeit, durch Inhomogenitäten des Magnetfeldes über ein Sichtfeld der MRT-Anlage hinweg oder etwa durch Ungenauigkeiten bei einem Einstellen oder Hochfahren (englisch „ramping“) des - typischerweise supraleitenden - Magneten variieren oder von einem exakten vorgesehenen Wert abweichen.An inventive method is used to operate an MRI system, so for example a magnetic resonance tomograph, for examining an examination object. The examination object can be, for example, a patient. In the method according to the invention, a course of a maximum magnetic field strength of an alternating magnetic field which can be generated by means of a body coil of the MRT system is first determined as a function of an excitation frequency. The excitation frequency corresponds to a generated by a magnet of the MRI system, at least substantially static magnetic field. This excitation frequency can also be referred to as the center frequency f ₀ with f ₀ = γ · B ₀ , where B ₀ indicates the strength of the at least substantially static magnetic field and γ denotes the gyromagnetic ratio. In contrast, the alternating field can be referred to as B ₁ and its strength or amplitude correspondingly as B ₁ amplitude. Effectively, therefore, the maximum strength of the alternating field B ₁ which can be generated with the given MRI system is determined as a function of the respective static magnetic field B ₀ or, expressed differently by corresponding conversion, as a function of a respective, thus current, Lamor frequency. The strength of the static magnetic field, ie, the respective current center frequency f0, for example, by a field drop over time, by inhomogeneities of the magnetic field across a field of view of the MRI system away or about inaccuracies in a setting or ramping up (ramping) of the - typically superconducting - magnets vary or deviate from an exact intended value.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Messsequenz der MRT-Anlage in Abhängigkeit von dem bestimmten Verlauf angepasst. In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann diese angepasste Messsequenz zum Untersuchen des Untersuchungsobjekts mittels der MRT-Anlage ausgeführt, also angewendet.In a further method step, a measurement sequence of the MRI system is adapted as a function of the specific course. In a further method step, this adapted measuring sequence is then executed for examining the examination subject by means of the MRI system, ie applied.

Durch das Bestimmen des Verlaufes kann ermittelt werden, welche Feldstärke des Wechselfeldes, also welche maximale B₁-Amplitude, für ein gegebenes B₀, also für ein aktuell gegebenes oder anliegendes statisches Magnetfeld, tatsächlich erreicht oder realisiert werden kann, beispielsweise für verschiedene Positionen innerhalb des Sichtfeldes oder des Untersuchungsobjekts. Ebenso kann beispielsweise ein vorgegebener Wert für eine beabsichtigte oder ideale Feldstärke des Wechselfeldes, also für die B₁-Amplitude, vorgegeben sein. Es kann dann bestimmt werden, wo, also an welchen Stellen oder für welche Frequenzen beziehungsweise Stärken des statischen Magnetfeldes B₀, dieser vorgegebene Wert nicht erreicht werden kann. Es kann im Rahmen des Anpassens der Messsequenz entsprechend dem bestimmten Verlauf beispielsweise wenigstens ein RF-Puls angepasst und/oder das Gradientenfeld angepasst werden, um die Anregungsfrequenz zu verschieben, also beispielsweise eine Abweichung des statischen Magnetfelds von einem vorgegebenen oder idealen Wert auszugleichen.By determining the course, it can be determined which field strength of the alternating field, that is, which maximum B ₁ amplitude, can actually be achieved or realized for a given B ₀ , ie for a currently given or applied static magnetic field, for example for different positions within of the field of view or the examination object. Likewise, for example, a predetermined value for an intended or ideal field strength of the alternating field, ie for the B ₁ amplitude, be predetermined. It can then be determined where, ie at which points or for which frequencies or strengths of the static magnetic field B ₀ , this predetermined value can not be achieved. In the course of adapting the measurement sequence, for example, at least one RF pulse can be adapted and / or the gradient field can be adjusted in order to shift the excitation frequency, for example to compensate for a deviation of the static magnetic field from a predetermined or ideal value.

Bisher bekannte und verfügbare MRT-Anlagen und Untersuchungen, also entsprechende Messsequenzen, sind im Allgemeinen so gestaltet, dass im gesamten Sichtfeld die gleichen RF-Pulse verwendet werden können. Es wird bisher also beispielsweise ein bestimmter RF-Puls am Rand des Sichtfeldes mit relativ starker Abweichung von f₀ verwendet und der gleiche RF-Puls auch im Isozentrum, also im Zentrum des Sichtfeldes oder bei f₀, eingesetzt. Da der HF-Verstärker dabei am Rand des Sichtfeldes für den entsprechenden RF-Puls eine deutlich höhere Leistung abrufen muss als im Isozentrum, wird bei herkömmlichen MRT-Anlagen oder Untersuchungen beziehungsweise Messsequenzen einerseits ein relativ aufwendiger und teurer HF-Verstärker und eine entsprechende Energieversorgung zur Bereitstellung dieser höheren Leistung benötigt und andererseits diese nominal verfügbare Leistung bei Messungen, also für RF-Pulse, im Isozentrum nicht abgerufen oder ausgenutzt. Mit der vorliegenden Erfindung wird es hingegen ermöglicht, abhängig von einer aktuellen Messposition innerhalb des Sichtfeldes, also je nach gewählter Schichtposition, für eine aktuelle Anregung oder Bildaufnahme die erzeugbare maximale Magnetfeldstärke des Wechselfeldes, also die maximale verfügbare B₁-Amplitude, zuzulassen, also zu verwenden oder auszunutzen.Previously known and available MRI systems and examinations, ie corresponding measurement sequences, are generally designed such that the same RF pulses can be used in the entire field of view. So far, for example, a specific RF pulse is used at the edge of the field of view with a relatively large deviation from f ₀ , and the same RF pulse is also used in the isocenter, ie in the center of the field of view or at f ₀ . Since the RF amplifier at the edge of the field of view for the corresponding RF pulse must call a much higher performance than in the isocenter, in conventional MRI systems or examinations or measurement sequences on the one hand, a relatively expensive and expensive RF amplifier and a corresponding power supply to On the other hand, this nominally available power in measurements, ie for RF pulses, in the isocenter not needed or exploited. With the present invention, however, it is possible, depending on a current measurement position within the field of view, so depending on the selected slice position, for a current excitation or image capture the maximum magnetic field strength of the alternating field, so the maximum available B ₁ amplitude allow, ie to use or exploit.

Es kann also durch die vorliegende Erfindung für Messungen im Isozentrum eine größere Leistung verwendet werden als für Messungen am Rand des Sichtfeldes, also bei relativ größerer Abweichung oder Entfernung von f₀. Hierdurch kann mit einer gegebenen MRT-Anlage eine verbesserte Bildqualität erzielt werden und/oder es können Kosten und Aufwand durch eine entsprechend kleinere Dimensionierung des HF-Verstärkers, beispielsweise gegenüber einem entsprechenden Hochfeldsystem, eingespart werden. Zudem können so ohne zusätzlichen Aufwand auch neue Techniken, wie beispielsweise sogenannte SMS-Aufnahmen (englisch: „Simultaneous Multi-Slice“) ermöglicht werden, die höhere Anforderungen an die RF-Leistung, insbesondere an eine Peak- oder Spitzenleistung stellen.Thus, by the present invention, a higher power can be used for measurements in the isocenter than for measurements at the edge of the field of view, ie at a relatively greater deviation or distance from f ₀ . As a result, improved image quality can be achieved with a given MRI system and / or cost and effort can be saved by a correspondingly smaller dimensioning of the RF amplifier, for example with respect to a corresponding high-field system. In addition, new techniques, such as so-called SMS recordings (Simultaneous Multi-Slice) can be made possible without additional effort, which place higher demands on the RF power, in particular on a peak or peak power.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die maximale Magnetfeldstärke des Wechselfeldes in Abhängigkeit von einer gemessenen Resonanzkurve der Körperspule bestimmt. Mit anderen Worten wird also die maximal erzeugbare B₁-Amplitude bezüglich der Anregungsfrequenz oder der jeweiligen beziehungsweise aktuellen Mittenfrequenz unter Berücksichtigung der Resonanzkurve der Körperspule bestimmt. Das Problem der abnehmenden erreichbaren oder möglichen Übertragungsleistung mit zunehmender Entfernung oder Abweichung von f₀ wird herkömmlicherweise dadurch verstärkt, dass die Mittenfrequenz des Magneten zur Erzeugung des im Wesentlichen statischen Magnetfeldes nicht immer exakt in der Mitte der Resonanzkurve der Körperspule liegt. Dies kann beispielsweise durch Ungenauigkeiten bei einer Steuerung, Netzschwankungen, Alterungseffekte und/oder Abweichungen von einer jeweiligen Spezifikation verursacht sein.In an advantageous embodiment of the present invention, the maximum magnetic field strength of the alternating field is determined as a function of a measured resonance curve of the body coil. In other words, therefore, the maximum producible B ₁ amplitude with respect to the excitation frequency or the respective or current center frequency is determined taking into account the resonance curve of the body coil. The problem of decreasing achievable or possible transmission power with increasing distance or deviation from f ₀ is conventionally reinforced by the fact that the center frequency of the magnet for generating the substantially static magnetic field is not always exactly in the middle of the resonance curve of the body coil. This can be caused, for example, by inaccuracies in control, grid fluctuations, aging effects and / or Deviations caused by a particular specification.

Vorliegend kann vorteilhaft also eine Differenz oder Abweichung zwischen der Mittenfrequenz des Magneten und damit der Anregungsfrequenz und der Mitte, also einer Zentralfrequenz, der Resonanzkurve der Körperspule auch bei dem Anpassen der Messsequenz berücksichtigt, insbesondere ausgeglichen, werden. Beispielsweise kann durch entsprechende Ansteuerung des Magneten und/oder einer oder mehrerer Gradientenspulen zur Erzeugung des Gradientenfeldes das statische Magnetfeld oder die entsprechende Mitten- oder Anregungsfrequenz an die gemessene Resonanzkurve der Körperspule angepasst oder angeglichen werden. Dadurch kann vorteilhaft eine verbesserte Ausnutzung der verfügbaren Leistung beziehungsweise eine letztlich verbesserte Bildqualität erreicht werden. Die Resonanzkurve der Körperspule kann beispielsweise vor der eigentlichen Untersuchung des Untersuchungsobjekts gemessen werden, beispielsweise im Rahmen einer sogenannten Tune-up-Messung. Entsprechende, also die Resonanzkurve angebende oder beschreibende, Resonanzdaten können dann beispielsweise in einem Datenspeicher der MRT-Anlage abgelegt und beispielsweise für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgerufen, also beispielsweise einem Steuergerät der MRT-Anlage bereitgestellt werden.In the present case, a difference or deviation between the center frequency of the magnet and thus the excitation frequency and the center, that is to say a center frequency, of the resonance curve of the body coil can therefore also be taken into account, in particular balanced, during the adaptation of the measurement sequence. For example, by appropriate control of the magnet and / or one or more gradient coils for generating the gradient field, the static magnetic field or the corresponding center or excitation frequency can be adapted or adjusted to the measured resonance curve of the body coil. As a result, advantageously an improved utilization of the available power or an ultimately improved image quality can be achieved. The resonance curve of the body coil can be measured, for example, before the actual examination of the examination object, for example as part of a so-called tune-up measurement. Corresponding resonance data indicating or describing the resonance curve can then be stored, for example, in a data memory of the MRI system and, for example, retrieved for carrying out the method according to the invention, ie provided, for example, to a control unit of the MRI system.

In vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die maximale Magnetfeldstärke des Wechselfeldes in Abhängigkeit oder unter Berücksichtigung von einem frequenzabhängigen Reflexionsfaktor der Körperspule bestimmt. Im Vergleich zu Hochfeldsystemen ist bei Niederfeldsystemen ein Energie- oder Leistungsverlust in dem oder durch das Untersuchungsobjekt - also ein sogenannter Patientenverlust - der Körperspule geringer, da bei niedrigerer Frequenz - was gemäß f = γ·B einem schwächeren Magnetfeld entspricht - eine Leitfähigkeit im Gewebe des Patienten abnimmt. Daraus ergibt sich ein entsprechend höherer Gütefaktor der Körperspule, wodurch sich der Reflexionsfaktor stärker mit der Frequenz ändert als bei Hochfeldsystemen, bei denen die höheren Patientenverluste die Güte der Körperspule beziehungsweise eines entsprechenden Körperspule-Schwingkreises stärker dämpfen. Durch das Anpassen der Messsequenz in Abhängigkeit von dem Reflexionsfaktor oder unter Berücksichtigung des Reflexionsfaktors der Körperspule kann die Messsequenz für eine optimierte Leistungsausnutzung und somit letztlich eine optimierte Bildqualität verbessert werden. Der Reflexionsfaktor der Körperspule kann als Funktion der Frequenz beziehungsweise der entsprechenden Stärke des statischen Magnetfeldes beispielsweise modelliert werden, wobei vorteilhaft die gemessene Resonanzkurve der Körperspule, also entsprechende Resonanzdaten, berücksichtigt werden können, um ein genaueres, an die jeweilige konkrete MRT-Anlage und Situation angepasstes Ergebnis zu erhalten.In an advantageous embodiment of the present invention, the maximum magnetic field strength of the alternating field is determined as a function of or taking into account a frequency-dependent reflection factor of the body coil. Compared to high-field systems in low-field systems an energy or power loss in or by the examination subject - so-called patient loss - the body coil is lower, since at lower frequency - which corresponds to f = γ · B a weaker magnetic field - a conductivity in the tissue of Patient decreases. This results in a correspondingly higher quality factor of the body coil, as a result of which the reflection factor changes more strongly with the frequency than in high-field systems in which the higher patient losses more strongly attenuate the quality of the body coil or a corresponding body coil resonant circuit. By adapting the measurement sequence as a function of the reflection factor or taking into account the reflection factor of the body coil, the measurement sequence for an optimized power utilization and thus ultimately an optimized image quality can be improved. The reflection factor of the body coil can be modeled as a function of the frequency or the corresponding strength of the static magnetic field, for example, wherein advantageously the measured resonance curve of the body coil, ie corresponding resonance data, can be taken into account, by a more accurate, adapted to the particular MRI system and situation Result.

In vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden zum Bestimmen des Reflexionsfaktors mehrere sequenzspezifische RF-Justagepulse für verschiedene Frequenzen verwendet, mit denen nur solche Frequenzen abgetastet werden, die von der jeweiligen Messsequenz verwendet werden. Mit anderen Worten kann der Reflexionsfaktor der Körperspule also als Funktion der Frequenz gemessen oder bestimmt werden, indem vor der eigentlichen Untersuchung des Untersuchungsobjekts mehrere RF-Justagepulse bei verschiedenen Frequenzen appliziert und dabei der jeweilige Reflexionsfaktor der Körperspule gemessen wird. Diese RF-Justagepulse können generisch sein, also ein im Allgemeinen für MRT-Abbildungsverfahren relevantes oder typischerweise verwendetes Frequenzband vollständig abdecken oder abbilden. Dies kann vorteilhaft eine besonders einfache und von einer konkreten MRT-Anlage oder Situation unabhängige Anwendung ermöglichen, da keinerlei zusätzliche Einstellungen erforderlich sind. Demgegenüber können die sequenzspezifischen RF-Justagepulse in Abhängigkeit von einem Frequenzband, das für eine jeweilige Messsequenz einer nächsten oder geplanten Untersuchung oder Messung verwendet wird, bestimmt oder festgelegt werden oder sein. Durch die Verwendung der sequenzspezifischen RF-Justagepulse kann also das von der jeweiligen Messung oder Messsequenz tatsächlich angefragte oder verwendete Frequenzband mit höherer Genauigkeit oder Auflösung abgetastet oder abgebildet werden. Dadurch kann vorteilhaft der Reflexionsfaktor mit höherer Präzision oder Genauigkeit bestimmt werden kann, was wiederum eine verbesserte Optimierung der Messsequenz und somit der resultierenden Bilddaten oder Bildqualität ermöglicht.In an advantageous embodiment of the present invention, a plurality of sequence-specific RF adjustment pulses for different frequencies are used to determine the reflection factor, with which only those frequencies are used which are used by the respective measurement sequence. In other words, the reflection factor of the body coil can thus be measured or determined as a function of the frequency by applying a plurality of RF adjustment pulses at different frequencies prior to the actual examination of the examination subject, thereby measuring the respective reflection factor of the body coil. These RF adjustment pulses may be generic, that is to completely cover or map a frequency band that is generally relevant or typically used for MRI imaging techniques. This may advantageously allow a particularly simple and independent of a specific MRI system or situation application, since no additional settings are required. In contrast, the sequence-specific RF adjustment pulses may be determined or determined in dependence on a frequency band used for a respective measurement sequence of a next or planned examination or measurement. By using the sequence-specific RF adjustment pulses, the frequency band actually requested or used by the respective measurement or measurement sequence can thus be sampled or imaged with higher accuracy or resolution. As a result, the reflection factor can advantageously be determined with higher precision or accuracy, which in turn makes possible an improved optimization of the measurement sequence and thus of the resulting image data or image quality.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine zirkular polarisierte, insbesondere asymmetrische, Körperspule verwendet. Es wird dann eine durch unterschiedliche Reflexionsfaktoren von Teilsystemen der Körperspule verursachte Leistungsherabsetzung (englisch: „derating“) des die Körperspule versorgenden HF-Verstärker der MRT-Anlage modelliert. Die maximale Magnetfeldstärke des Wechselfeldes wird dann in Abhängigkeit von der modellierten Leistungsherabsetzung bestimmt. Eine zirkular polarisierte Körperspule kann eine Kombination zweier linear polarisierter Spulen sein, die so angeordnet sind, dass sie über jeweilige zeitlich versetzte Oszillationen einer induzierten Spannung eine Rotation einer Magnetisierung detektieren. Da jede Teilspule oder jedes Teilsystem ein Signal der gleichen Quelle und damit der gleichen Magnetisierung detektiert, verbessert sich ein Signal-Rausch-Verhältnis um etwa einen Faktor $\sqrt{2}$

im Vergleich zur Verwendung lediglich einer einzigen linear polarisierten Spule. Die beiden Teilsysteme können einen jeweiligen relativen Phasenversatz von 0° und 90° aufweisen.In an advantageous embodiment of the present invention, a circularly polarized, in particular asymmetric, body coil is used. It is then modeled by different reflection factors of subsystems of the body coil power derating (English: "derating") of the body coil supplying RF amplifier of the MRI system. The maximum magnetic field strength of the alternating field is then determined as a function of the modeled power reduction. A circularly polarized body coil may be a combination of two linearly polarized coils arranged to detect a rotation of a magnetization via respective time-shifted oscillations of an induced voltage. Since each partial coil or each subsystem detects a signal of the same source and thus the same magnetization, a signal-to-noise ratio improves by about a factor

\sqrt{2}

compared to using only a single linearly polarized coil. The two subsystems may have a respective relative phase offset of 0 ° and 90 °.

Zur Erzeugung oder Steuerung des Phasenversatzes kann die MRT-Anlage ein Bauteil aufweisen, welches hier als Hybrid bezeichnet werden soll. Das Hybrid zerlegt also ein Signal beziehungsweise die Leistung des HF-Verstärkers in zwei Anteile mit einem Phasenversatz von 90°. Die beiden Teilsysteme der Körperspule können beispielsweise dann unterschiedlich sein, wenn die Körperspule D-förmig oder elliptisch ausgebildet ist. Bei gleichen Teilsystemen würden sich jeweilige reflektierte Wellen gegenseitig aufheben. Diese Aufhebung findet jedoch umso weniger statt, wird also umso mehr abgeschwächt oder aufgehoben, je ungleicher die beiden Teilsysteme sind. Die unterschiedlichen oder ungleichen Reflexionsfaktoren führen also zu einer Verringerung der verfügbaren Leistung an der Körperspule oder, entgegengesetzt betrachtet, zu einem nochmals erhöhten Leistungsbedarf des HF-Verstärker zum Erzeugen einer vorgegebenen Magnetfeldstärke des Wechselfeldes, also einer vorgegebenen B₁-Amplitude oder B₁-Feldstärke.To generate or control the phase offset, the MRI system can have a component which is to be referred to here as a hybrid. So the hybrid decomposes a signal or the power of the RF amplifier into two parts with a phase shift of 90 °. The two subsystems of the body coil can be different, for example, when the body coil is D-shaped or elliptical. With the same subsystems, respective reflected waves would cancel each other out. However, this annulment takes place less so, that is the more attenuated or abolished the more unequal the two subsystems are. The different or unequal reflection factors thus lead to a reduction in the available power at the body coil or, viewed opposite, to a further increased power requirement of the RF amplifier for generating a predetermined magnetic field strength of the alternating field, ie a predetermined B ₁ amplitude or B ₁ field strength ,

Herkömmlicherweise könnte die bei einer Verwendung oder einem Einsatz einer gegebenen Leistung des HF-Verstärker zur Versorgung der Körperspule resultierende Stärke des entsprechenden magnetischen Wechselfeldes, also des B₁-Feldes, basierend auf einer nominalen Leistung, also einer spezifizierten maximalen Leistungsausgabe des HF-Verstärker berechnet werden. Demgegenüber liefert die vorliegende Erfindung durch das Berücksichtigen der durch die unterschiedlichen oder asymmetrischen Reflexionsfaktoren bedingten Leistungsherabsetzung eine größere Genauigkeit der bestimmten erzielbaren maximalen magnetischen Feldstärke des Wechselfeldes. Anhand der Reflexionsfaktoren der Teilsysteme kann ein effektiver Reflexionsfaktor für die, insbesondere asymmetrische, Körperspule oder das Hybrid bezüglich des HF-Verstärkers berechnet werden.Conventionally, the strength of the corresponding alternating magnetic field, ie the B ₁ field, resulting from use or use of a given power of the RF amplifier to supply the body coil, could be calculated based on a nominal power, that is, a specified maximum power output of the RF amplifier become. On the other hand, by taking into account the power reduction due to the different or asymmetric reflection factors, the present invention provides greater accuracy of the particular maximum magnetic field strength of the alternating field that can be achieved. Based on the reflection factors of the subsystems, an effective reflection factor for the, in particular asymmetrical, body coil or the hybrid with respect to the RF amplifier can be calculated.

Insgesamt kann durch Anwendung einer oder mehrerer der beschriebenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung die erzeugbare maximale Feldstärke des Wechselfeldes, also die maximale B₁-Amplitude, als Funktion der Frequenz und gegebenenfalls der Patientenlast, also der Patientenverluste oder einer Leistungs- oder Energieumsetzung in dem Untersuchungsobjekt, modelliert und dann vorteilhaft insbesondere dem Steuergerät der MRT-Anlage und/oder einem jeweiligen Nutzer oder Bedienpersonal, insbesondere zum Anpassen der Messsequenz, zur Verfügung gestellt werden.Overall, by applying one or more of the described embodiments of the present invention, the maximum field field strength which can be generated, ie the maximum B ₁ amplitude, as a function of the frequency and possibly the patient load, ie the patient losses or a power or energy conversion in the examination subject, modeled and then advantageously in particular the control unit of the MRI system and / or a respective user or operator, in particular for adjusting the measurement sequence, are made available.

Da der, gegebenenfalls effektive, Reflexionsfaktor der Körperspule beim Betrieb der MRT-Anlage eine entscheidende Rolle spielen kann, kann durch dessen Berücksichtigung, beispielsweise in der hier beschriebenen Art und Weise, vorteilhaft sichergestellt werden, dass abhängig von der Frequenz oder der aktuellen Stärke des statischen Magnetfelds beziehungsweise einer jeweils aktuellen Abweichung von f₀ eine optimale oder zumindest verbesserte Ausnutzung der Leistung oder Leistungsfähigkeit des HF-Verstärker erfolgen kann. Somit kann auch sichergestellt werden, dass der HF-Verstärker nicht durch Worst-Case-Abschätzungen überdimensioniert und/oder nicht vollständig ausgenutzt wird.Since the, optionally effective, reflection factor of the body coil during operation of the MRI system can play a decisive role, can be ensured by taking into account, for example in the manner described here, that depends on the frequency or the current strength of the static Magnetic field or a respective current deviation of f ₀ optimal or at least improved utilization of the power or performance of the RF amplifier can be done. Thus, it can also be ensured that the RF amplifier is not over-dimensioned by worst case estimates and / or not fully exploited.

Für eine Worst-Case-Abschätzung kann dabei beispielsweise der Leistungsbedarf angesetzt werden, der sich am Rande des Sichtfeldes oder bei entsprechend maximaler Abweichung von f₀ bei einer Überlagerung der Effekte oder Einflüsse des erhöhten Gütefaktors der Körperspule, der Leistungsherabsetzung des HF-Verstärker aufgrund ungleicher Reflexionsfaktoren und der Abweichung der Mittenfrequenz des Magneten von der Mitte oder Zentralfrequenz der Resonanzkurve der Körperspule ergibt.For a worst-case estimate, for example, the power requirement can be applied, which is at the edge of the field of view or correspondingly maximum deviation of f ₀ at a superposition of the effects or influences of the increased quality factor of the body coil, the performance reduction of the RF amplifier due to unequal Reflection factors and the deviation of the center frequency of the magnet from the center or center frequency of the resonance curve of the body coil results.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei dem Anpassen der Messsequenz wenigstens ein in der Messsequenz zu verwendender RF-Puls in Abhängigkeit von einer Position einer jeweiligen, mit dem RF-Puls anzuregenden Schicht des Untersuchungsobjekts angepasst. Mit anderen Worten wird also mindestens ein RF-Puls in Abhängigkeit von einer zugeordneten Schichtposition innerhalb des Sichtfeldes gestaltet. Es wird also die aktuelle Position der jeweils anzuregenden, also zu messenden oder aufzunehmenden Schicht berücksichtigt, wodurch eine optimale Ausnutzung der von dem HF-Verstärker bereitstellbaren Leistung ermöglicht oder sichergestellt werden kann.In an advantageous embodiment of the present invention, when adjusting the measurement sequence, at least one RF pulse to be used in the measurement sequence is adapted as a function of a position of a respective slice of the examination subject to be excited with the RF pulse. In other words, at least one RF pulse is thus designed as a function of an assigned slice position within the field of view. Thus, the current position of the respective layer to be excited, that is to be measured or recorded, is taken into account, whereby an optimal utilization of the power which can be provided by the HF amplifier can be made possible or ensured.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei dem Anpassen der Messsequenz wenigstens ein in der Messsequenz zu verwendender RF-Puls, insbesondere der bereits erwähnte RF-Puls, in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Anregungswinkel angepasst. Der Anregungswinkel - auch Flipwinkel genannt - ist dabei als derjenige Winkel zu verstehen, um den die Kernspins in dem Untersuchungsobjekt durch die Anregung mittels des Wechselfeldes der Körperspule gegenüber einer Richtung des zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfelds gekippt werden. Ein bestimmter Anregungswinkel kann beispielsweise vorgegeben werden, um bei einer Messzeitverkürzung auftretende Sättigungseffekte auszugleichen. Der Anregungswinkel ist proportional zu einem zeitlichen Integral über das Wechselfeld B₁ beziehungsweise einen RF-Puls. Soll also ein bestimmter vorgegebener Anregungswinkel erreicht werden, so ist es besonders vorteilhaft, die tatsächlich erreichbare Stärke des magnetischen Wechselfeldes B₁, also die maximal erreichbare B₁-Amplitude, insbesondere an der jeweiligen Position der aktuell zu messenden oder anzuregenden Schicht, zu kennen.In an advantageous embodiment of the present invention, when adjusting the measurement sequence, at least one RF pulse to be used in the measurement sequence, in particular the already mentioned RF pulse, is adapted as a function of a predetermined excitation angle. The excitation angle - also called flip angle - is to be understood as the angle by which the nuclear spins in the examination subject are tilted by the excitation by means of the alternating field of the body coil with respect to a direction of the at least substantially static magnetic field. For example, a certain excitation angle can be specified to compensate for saturation effects occurring during a measurement time reduction. The excitation angle is proportional to a temporal integral over the alternating field B ₁ or an RF pulse. So if a certain predetermined excitation angle to be achieved, so it is special advantageous to know the actually achievable strength of the alternating magnetic field B ₁ , ie the maximum achievable B ₁ amplitude, in particular at the respective position of the currently measured or to be excited layer.

Wurde im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise ermittelt, dass an einer bestimmten Stelle oder Schichtposition oder bei einer aktuell gegebenen Stärke des statischen Magnetfelds die maximale Magnetfeldstärke des Wechselfeldes gegenüber einem geplanten Wert reduziert ist, so kann durch das vorliegende Verfahren der zur Erzeugung des Wechselfeldes zu verwendende RF-Puls entsprechend angepasst, beispielsweise zeitlich gestreckt, also verlängert, werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es dann also, beispielsweise den vorgegebenen Anregungswinkel trotz, also unter Berücksichtigung, beispielsweise der Leistungsherabsetzung des HF-Verstärker und/oder einer Ungenauigkeit der Inhomogenität des statischen Magnetfeldes, dennoch zuverlässig zu erreichen.Was determined in the context of the inventive method, for example, that at a certain point or layer position or at a given current strength of the static magnetic field, the maximum magnetic field strength of the alternating field is reduced compared to a planned value, so can be used by the present method for generating the alternating field RF pulse adjusted accordingly, for example, temporally stretched, so be extended. The present invention then makes it possible, for example, to nevertheless reliably achieve the predetermined excitation angle despite, for example, the power reduction of the RF amplifier and / or an inaccuracy of the inhomogeneity of the static magnetic field.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird also bei dem Anpassen der Messsequenz wenigstens ein in der Messsequenz zu verwendender RF-Puls, insbesondere der bereits genannte RF-Puls, zeitlich gestreckt oder gestaucht. Mit anderen Worten kann also der RF-Puls an die bestimmte höchstens erzeugbare maximale Magnetfeldstärke des Wechselfeldes beziehungsweise deren bestimmten Verlauf angepasst werden. Durch zeitliches Strecken oder Stauchen beziehungsweise Verkürzen kann eine Bandbreite oder Bandweite des RF-Pulses angepasst, also erhöht beziehungsweise erniedrigt werden. Besonders vorteilhaft kann bei dem Anpassen der Messsequenz, insbesondere bei dem Anpassen oder Gestalten des RF-Pulses, eine spezifische Absorptionsrate, also ein SAR-Wert, des Untersuchungsobjekts berücksichtigt werden, um beispielsweise eine elektromagnetische oder thermische Belastung des Patienten zu minimieren und/oder beispielsweise eine Beschädigung eines metallischen Implantats des Patienten zu vermeiden.In an advantageous embodiment of the present invention, when adjusting the measurement sequence, at least one RF pulse to be used in the measurement sequence, in particular the already mentioned RF pulse, is temporally stretched or compressed. In other words, therefore, the RF pulse can be adapted to the maximum generated maximum magnetic field strength of the alternating field or its specific course. By temporal stretching or compression or shortening, a bandwidth or bandwidth of the RF pulse can be adjusted, ie increased or decreased. When adapting the measurement sequence, in particular when adapting or designing the RF pulse, it is particularly advantageous to take into account a specific absorption rate, ie a SAR value, of the examination subject in order to minimize, for example, an electromagnetic or thermal load on the patient and / or for example to avoid damage to a metallic implant of the patient.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind der Begriff „Messsequenz“ und deren Anpassen bereit zu verstehen. Die Messsequenz soll in diesem Sinne daher nicht nur die eigentlichen RF-Pulse umfassen, sondern kann ebenso auch weitere Parameter der MRT-Anlage und/oder der jeweiligen Untersuchung oder Messung umfassen oder bezeichnen. Derartige Parameter und Einstellungen können beispielsweise unter dem Begriff „Protokoll“ zusammengefasst werden. Ein Einstellen oder Anpassen des Protokolls soll also ebenfalls unter das Anpassen der Messsequenz im Sinne der vorliegenden Erfindung fallen. Das Einstellen oder Anpassen der Messsequenz kann beispielsweise ein Ändern des Sichtfeldes, ein Ändern oder Vorgeben der Schichtposition, -dicke und/oder -orientierung, ebenso umfassen wie beispielsweise eine Verwendung kürzerer oder längerer Echozeiten, Echoabstände (englisch „echo spacing“), Repetitionszeiten und/oder Schichtdicken.For the purposes of the present invention, the term "measurement sequence" and its adaptation are to be understood. The measurement sequence should therefore not only comprise the actual RF pulses in this sense, but may also include or designate further parameters of the MRI system and / or the respective examination or measurement. Such parameters and settings can be summarized, for example, under the term "protocol". Adjusting or adapting the protocol should thus also fall under the adaptation of the measurement sequence in the sense of the present invention. Adjusting or adjusting the measurement sequence may include, for example, changing the field of view, changing or specifying the slice position, thickness, and / or orientation, such as using shorter or longer echo times, echo spacing, repetition times, and / or layer thicknesses.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird mittels des Magneten der MRT-Anlage das zumindest im Wesentlichen statische Magnetfeld mit einer Stärke von höchstens 1 T, insbesondere von höchstens 0,5 T, erzeugt. Mit anderen Worten wird also für das erfindungsgemäße Verfahren ein Niederfeldsystem verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einem derartigen Niederfeldsystem besonders vorteilhaft angewendet werden, da die mit dem gegenüber herkömmlichen Hochfeldsystemen schwächeren statischen Magnetfeld einhergehenden Effekte sich beispielsweise deutlich stärker auf die tatsächlich maximal erreichbare Magnetfeldstärke des Wechselfeldes beziehungsweise auf die Leistungsfähigkeit des HF-Verstärker oder eine entsprechende Übertragungsleistung auswirken können. Insbesondere kann hier besonders vorteilhaft der - gerade bei Niederfeldsystemen entscheidende - Einfluss des Reflexionsfaktors oder der unterschiedlichen Reflexionsfaktoren, insbesondere bei einer entsprechend schmalbandigen Körperspule und bei Off-Center-Messungen, also Messungen abseits des Isozentrums oder bei einer Abweichung von f₀, berücksichtigt werden, sodass je nach gewählter Schichtposition stets eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Leistung des HF-Verstärker erreicht werden kann.In an advantageous embodiment of the present invention, by means of the magnet of the MRI system, the at least substantially static magnetic field having a thickness of at most 1 T, in particular of at most 0.5 T, is generated. In other words, therefore, a low field system is used for the inventive method. The method according to the invention can be used particularly advantageously in such a low-field system, since the effects associated with the weaker static magnetic field compared to conventional high-field systems have a significantly greater effect, for example, on the actual maximum achievable magnetic field strength of the alternating field or on the performance of the RF amplifier or a corresponding transmission power can. In particular, the influence of the reflection factor or the different reflection factors, which is decisive in low-field systems, can be taken into account particularly advantageously, especially in the case of a correspondingly narrow-band body coil and in off-center measurements, ie measurements off the isocenter or in the case of a deviation of f ₀ . Depending on the selected shift position, an optimal utilization of the available power of the RF amplifier can always be achieved.

Insbesondere das beschriebene Messen der Reflexionsfaktoren der Körperspule bei verschiedenen Frequenzen oder an verschiedenen Frequenzpunkten innerhalb des Frequenzbandes können jedoch vorteilhaft auch bei Hochfeldsystemen genutzt werden, um die Ausnutzung des HF-Verstärkers zu verbessern. Dabei können die unterschiedlichen Reflexionsfaktoren der Teilsysteme der Körperspule berücksichtigt werden, um die Leistungsherabsetzung des HF-Verstärkers mit verbesserter Genauigkeit zu bestimmen. Dies kann für Hochfeldsysteme besonders vorteilhaft sein, da die Ungleichheit der Reflexionsfaktoren mit steigender Feldstärke zunehmen kann. Es kann also ein entsprechender Einfluss, beispielsweise einer Asymmetrie des Untersuchungsobjekts und/oder der Körperspule, mit zunehmender Feldstärke zunehmen beziehungsweise stärker zunehmen als bei einem Niederfeldsystem.In particular, however, the described measurement of the reflection factors of the body coil at different frequencies or at different frequency points within the frequency band can be used to advantage in high-field systems in order to improve the utilization of the RF amplifier. In this case, the different reflection factors of the subsystems of the body coil can be taken into account in order to determine the power reduction of the RF amplifier with improved accuracy. This can be particularly advantageous for high-field systems, since the inequality of the reflection factors can increase with increasing field strength. Thus, a corresponding influence, for example an asymmetry of the examination object and / or the body coil, may increase or increase more rapidly with increasing field strength than with a low-field system.

Eine derartige Asymmetrie kann beispielsweise bei einer Untersuchung eines, zumindest näherungsweise, elliptisch geformten oder einen näherungsweise elliptischen Querschnitt aufweisenden Oberkörpers eines Patienten gegeben sein. Auch elliptische Anregungsmodi, wie man sie beispielsweise bei einer Untersuchung oder Abbildung eines Abdomens eines Patienten zum Ausgleich von patienteninduzierten Inhomogenitäten im Wechselfeld, beispielsweise bei einer Verwendung eines statischen Magnetfelds von 3 T, nutzen kann oder eine asymmetrische Körperspule, wie beispielsweise eine an sich bekannte D-förmige Körperspule bei einer 1,5 T-60 cm-MRT-Anlage, können von den beschriebenen Maßnahmen profitieren.Such an asymmetry can be given, for example, in an examination of a patient's upper body, which is at least approximately, elliptically shaped or has an approximately elliptical cross section. Elliptic excitation modes, such as those in an examination or image of a Abdominal a patient to compensate for patient-induced inhomogeneities in the alternating field, for example, when using a static magnetic field of 3 T, use or an asymmetric body coil, such as a known D-shaped body coil in a 1.5 T-60 cm MRI Plant, can benefit from the measures described.

Das Anpassen der Messsequenz kann bevorzugt automatisch erfolgen. Der entsprechende Verfahrensschritt kann beispielsweise während eines manuellen Bedienens oder Einstellens der MRT-Anlage mitlaufen, also parallel ausgeführt werden. Gibt der jeweilige Nutzer oder Anwender dabei beispielsweise eine neue oder geänderte Schichtposition vor, so kann dies automatisch zu einer Änderung oder einem Anpassen der Messsequenz oder des Protokolls gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren führen. Damit kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass auch bei nachträglich oder zu verschiedenen Zeiten manuell vorgenommenen Anpassungen oder Einstellungen stets eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Leistung des HF-Verstärkers sichergestellt ist.The adaptation of the measurement sequence can preferably take place automatically. The corresponding method step can, for example, run along during a manual operation or adjustment of the MRI system, that is, it can be executed in parallel. If, for example, the respective user or user specifies a new or changed shift position, this can automatically lead to a change or adaptation of the measurement sequence or of the protocol according to the method according to the invention. This can advantageously be ensured that even with subsequent or at different times manually made adjustments or settings always optimal utilization of the available power of the RF amplifier is ensured.

Um jeweilige Nutzer oder Anwender nicht zu verwirren, kann es jedoch ebenso möglich sein, das erfindungsgemäße Anpassen der Messsequenz erst nach Abschluss aller manuellen Eingaben oder Vorgaben automatisch auszuführen. Beispielsweise kann das Anpassen der Messsequenz durchgeführt werden, sobald eine Benutzereingabe des jeweiligen Nutzers erfasst wird, die vorgenommene manuelle Einstellungen oder Vorgaben bestätigt oder beendet. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass Anpassen der Messsequenz lediglich zu berechnen oder zu simulieren und dem jeweiligen Nutzer ein entsprechendes Ergebnis mitzuteilen. Beispielsweise kann dem Nutzer, nachdem dieser seine manuellen Einstellungen oder Vorgaben abgeschlossen hat, mitgeteilt oder vorgeschlagen werden, dass eine Optimierung oder Verbesserung der jeweiligen Messsequenz möglich ist, beispielsweise durch kürzere RF-Pulse, eine kürzere Echozeit und/oder eine Anpassung anderer Parameter, wie beispielsweise ESP, TR und dergleichen mehr. Es kann dem jeweiligen Nutzer also ein entsprechender Änderungsvorschlag unterbreitet werden und erst wenn dieser Vorschlag von dem Nutzer akzeptiert worden ist, die tatsächliche Messsequenz entsprechend angepasst werden. Hierdurch werden vorteilhaft gleichzeitig eine automatische oder zumindest halbautomatische Optimierung der Messsequenz und eine größtmögliche Flexibilität der MRT-Anlage für individuelle Nutzungen oder Anwendungen sichergestellt.However, in order not to confuse respective users or users, it may also be possible to automatically carry out the adaptation of the measurement sequence according to the invention only after completion of all manual inputs or specifications. For example, the adaptation of the measurement sequence can be carried out as soon as a user input of the respective user is detected, which confirms or terminates the manual settings or specifications made. Likewise, it can be provided that the adjustment of the measurement sequence is merely to be calculated or simulated and the respective user to be informed of a corresponding result. For example, after the user has completed his manual settings or specifications, it can be communicated or suggested that an optimization or improvement of the respective measurement sequence is possible, for example by shorter RF pulses, a shorter echo time and / or an adaptation of other parameters, such as For example, ESP, TR and the like more. It is therefore possible for the respective user to submit a corresponding change proposal and only if this proposal has been accepted by the user, the actual measurement sequence be adapted accordingly. As a result, automatic or at least semi-automatic optimization of the measuring sequence and maximum flexibility of the MRI system for individual uses or applications are advantageously ensured at the same time.

Ebenso kann es besonders vorteilhaft sein, bei dem Anpassen der Messsequenz eine Vorgabe bezüglich wenigstens eines Bereiches zu berücksichtigen, in dem die Messsequenz oder das Protokoll konstant sein soll. So kann beispielsweise eine Messsequenz oder ein Protokoll für eine bestimmte Untersuchung, beispielsweise eines Kopfes oder eines Torsos eines Patienten, so erstellt oder angepasst werden, dass sich in dem vorgegebenen Bereich, beispielsweise bis zu einer Änderung der Schichtposition von maximal ±150 mm beziehungsweise einer entsprechenden Änderung der Anregungsfrequenz bezogen auf das Isozentrum, keine Änderungen ergeben. Hierdurch kann vorteilhaft eine verbesserte Konsistenz der resultierenden Bilddaten erreicht werden, wobei aber dennoch in diesem Bereich beispielsweise eine größere Leistung des HF-Verstärker genutzt werden kann, als dies bei Verwendung eines herkömmlichen Protokolls oder einer herkömmlichen Messsequenz möglicherweise der Fall wäre. Hierdurch können zudem eine Anzahl oder ein Umfang von Änderungen oder Anpassungen der Messsequenz beziehungsweise des Protokolls minimiert werden, wodurch sich eine Zeitersparnis ergeben und/oder eine Fehleranfälligkeit minimiert werden kann.Likewise, it can be particularly advantageous, when adapting the measurement sequence, to take into account a specification with regard to at least one region in which the measurement sequence or the protocol is to be constant. Thus, for example, a measurement sequence or a protocol for a particular examination, for example a head or a torso of a patient, can be created or adapted in the given range, for example up to a change in the slice position of a maximum of ± 150 mm or a corresponding one Change in the excitation frequency with respect to the isocenter, no changes. As a result, an improved consistency of the resulting image data can advantageously be achieved, but in this area, for example, a greater power of the RF amplifier can be used than would possibly be the case when using a conventional protocol or a conventional measurement sequence. In this way, moreover, a number or a range of changes or adaptations of the measurement sequence or of the protocol can be minimized, resulting in a saving of time and / or a susceptibility to errors can be minimized.

Die erfindungsgemäße MRT-Anlage dient zum Untersuchen eines Untersuchungsobjekts und weist dazu einen Magneten zum Erzeugen eines zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfeldes, eine Körperspule zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes, einen HF-Verstärker zum Versorgen der Körperspule beziehungsweise zum Erzeugen von RF-Pulsen und ein Steuergerät auf. Das Steuergerät ist dabei erfindungsgemäß dazu eingerichtet, einen Verlauf einer mittels der Körperspule erzeugbaren maximalen Magnetfeldstärke des Wechselfeldes in Abhängigkeit von einer Anregungsfrequenz zu bestimmen, die mit dem zumindest im Wesentlichen statischen Magnetfeld und/oder einer Schichtposition in dem Untersuchungsobjekt korrespondiert. Das Steuergerät ist erfindungsgemäß zudem dazu eingerichtet, ein Anpassen einer zum Untersuchen des Untersuchungsobjekts vorgesehenen Messsequenz der MRT-Anlage in Abhängigkeit von dem bestimmten Verlauf automatisch durchzuführen oder zu ermöglichen und schließlich das Untersuchen des Untersuchungsobjekts mit der angepassten Messsequenz mittels der oder durch die MRT-Anlage auszuführen. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße MRT-Anlage weitere Komponenten, Bauteile und Einrichtungen aufweisen, die zu ihrem Betrieb notwendig, aber dem Fachmann bekannt und daher hier nicht m Einzelnen näher erläutert sind. Insbesondere kann die MRT-Anlage beispielsweise eine oder mehrere Gradientenspulen zum Erzeugen des Gradientenfeldes aufweisen. Die genannten Komponenten, Bauteile oder Einrichtungen der erfindungsgemäßen MRT-Anlage können insbesondere die bereits oben erwähnten entsprechenden Komponenten, Bauteile oder Einrichtungen sein.The MRI system according to the invention is used to examine an examination object and has a magnet for generating an at least substantially static magnetic field, a body coil for generating an alternating magnetic field, an RF amplifier for supplying the body coil or for generating RF pulses and a control device on. According to the invention, the control device is set up to determine a profile of a maximum magnetic field strength of the alternating field that can be generated by the body coil as a function of an excitation frequency that corresponds to the at least substantially static magnetic field and / or a slice position in the examination subject. According to the invention, the control unit is also set up to automatically perform or enable an adaptation of a measurement sequence of the MRI system provided for examining the examination subject depending on the specific course, and finally to examine the examination subject with the adapted measurement sequence by means of or via the MRI system perform. Of course, the MRI system according to the invention can comprise further components, components and devices which are necessary for their operation, but are known to the person skilled in the art and are therefore not explained in more detail here in detail. In particular, the MRI system can, for example, have one or more gradient coils for generating the gradient field. The components, components or devices of the MRI system according to the invention can be, in particular, the corresponding components, components or devices already mentioned above.

Das Steuergerät kann insbesondere einen Datenspeicher und eine Rechen- oder Prozessoreinrichtung aufweisen. Der Datenspeicher kann insbesondere einen Programmcode enthalten, der die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens kodiert oder repräsentiert. Die Prozessoreinrichtung kann dann insbesondere dazu eingerichtet sein, diesen Programmcode auszuführen. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße MRT-Anlage also zum Ausführen wenigstens einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein. The control unit may in particular comprise a data memory and a computing or processor device. The data memory can in particular contain a program code which codes or represents the method steps of the method according to the invention. The processor device can then be set up in particular to execute this program code. In other words, the MRI system according to the invention can therefore be set up to carry out at least one embodiment of the method according to the invention.

Die Erfindung betrifft also ferner ein diesen oder einen derartigen Programmcode umfassendes Computerprogrammprogrammprodukt, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf der oder einer Recheneinrichtung ausgeführt wird.The invention thus further relates to a computer program program product comprising this or such a program code, which executes the steps of the method according to the invention when it is executed on the or a computing device.

Das Computerprogrammprogrammprodukt kann dabei eine Software mit einem Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in den Datenspeicher des Steuergeräts der MRT-Anlage zu laden ist. Durch das Computerprogrammprodukt kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinrichtung die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinrichtung kann dabei jeweilige Voraussetzungen, wie etwa einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte und/oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte ausgeführt werden können.The computer program program product may include software with a source code that still has to be compiled and bound or that only needs to be interpreted, or an executable software code that is only to be loaded into the data memory of the control unit of the MRT system for execution. By the computer program product, the inventive method can be performed quickly, identically repeatable and robust. The computer program product is configured such that it can execute the method steps according to the invention by means of the computing device. The computing device can have respective requirements, such as a corresponding main memory, a corresponding graphics card and / or a corresponding logic unit, so that the respective method steps can be performed.

Das Computerprogrammprodukt kann beispielsweise auf dem Datenspeicher der MRT-Anlage, auf einem sonstigen computerlesbaren Medium und/oder in einem Netzwerkspeicher, einem Netzwerkgerät und/oder einem Server gespeichert sein, von wo es in das Steuergerät geladen werden kann. Beispiele für computerlesbare Medien sind eine DVD, ein Magnetband, ein Flashspeicher, ein Transferlaufwerk oder eine Cloud-Einrichtung mit einem Speicherort, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert sein können.The computer program product can be stored, for example, on the data memory of the MRI system, on another computer-readable medium and / or in a network memory, a network device and / or a server, from where it can be loaded into the control unit. Examples of computer-readable media are a DVD, a magnetic tape, a flash memory, a transfer drive or a cloud device with a storage location on which electronically readable control information, in particular software, can be stored.

Die bisher und im Folgenden angegebenen Eigenschaften und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die entsprechenden Vorteile sind jeweils sinngemäß auf die erfindungsgemäße MRT-Anlage und/oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete oder verwendbare Einrichtungen übertragbar und umgekehrt. Es gehören also zu der Erfindung auch solche Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen MRT-Anlage, welche Ausgestaltungen aufweisen, die hier nicht explizit in der jeweiligen Kombination beschrieben sind um unnötige Redundanz zu vermeiden.The properties and refinements of the method according to the invention and the corresponding advantages given heretofore and below are mutatis mutandis applicable to the MRI system according to the invention and / or devices used or usable for carrying out the method according to the invention, and vice versa. Thus, the invention also includes such developments of the method according to the invention and the MRI system according to the invention, which have configurations which are not explicitly described here in the respective combination in order to avoid unnecessary redundancy.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer MRT-Anlage;
2 eine schematische Ansicht eines Untersuchungsbereiches einer MRT-Anlage mit einem Untersuchungsobjekt; und
3 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zum Betreiben einer MRT-Anlage.

Further features, details and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and with reference to the drawings. Showing:

1 a schematic sectional view of an MRI system;
2 a schematic view of an examination area of an MRI system with an examination object; and
3 an exemplary schematic flowchart of a method for operating an MRI system.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer MRT-Anlage 10, also beispielsweise eines Magnetresonanztomographen. Zur Orientierung ist hier ein Koordinatensystem mit drei Raumrichtungen oder Achsen X, Y, Z angedeutet. Vorliegend weist die MRT-Anlage 10 eine Hauptmagneteinrichtung 11 auf, welche wiederum eine Gradientenspuleneinrichtung 12 umfasst. Die Hauptmagneteinrichtung 11 kann beispielsweise einen supraleitenden Elektromagneten umfassen, welche einen Untersuchungsbereich 13 ringförmig umgeben kann. Mittels der Hauptmagneteinrichtung 11 ist in dem Untersuchungsbereich 13 ein zumindest im Wesentlichen statisches Magnetfeld 14 erzeugbar. Dabei kann mittels der Hauptmagneteinrichtung 11 ein homogenes Magnetfeld erzeugt werden, welches auch als B₀ bezeichnet werden kann. Mittels der Gradientenspuleneinrichtung 12 ist diesem ein, insbesondere linearer, Gradient überlagerbar oder aufprägbar. Das statische Magnetfeld 14 kann also als effektives Feld eine lineare Inhomogenität, also einen Verlauf hinsichtlich seiner Stärke oder Amplitude, beispielsweise in Z-Richtung, aufweisen. 1 shows a schematic sectional view of an MRI system 10 , So for example, a magnetic resonance tomograph. For orientation, here is a coordinate system with three spatial directions or axes X . Y . Z indicated. In the present case, the MRI system points 10 a main magnetic device 11 which in turn has a gradient coil device 12 includes. The main magnet device 11 For example, it may comprise a superconducting electromagnet which is an examination area 13 can ring surrounded. By means of the main magnetic device 11 is in the study area 13 an at least substantially static magnetic field 14 produced. In this case, by means of the main magnetic device 11 a homogeneous magnetic field can be generated, which can also be referred to as B ₀ . By means of the gradient coil device 12 is this one, in particular linear, gradient superimposed or aufprägbar. The static magnetic field 14 Thus, as an effective field, it may have a linear inhomogeneity, that is to say a course with regard to its strength or amplitude, for example in the Z direction.

Weiterhin umfasst die MRT-Anlage 10 vorliegend eine Körperspuleneinrichtung 15 zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes 16. Das magnetische Wechselfeld 16 kann in Form einzelner HF- oder RF-Pulse, also einzelner Hochfrequenz- oder Radiofrequenzpulse, senkrecht zu dem statischen Magnetfeld 14 in den Untersuchungsbereich 13 eingestrahlt werden. Furthermore, the MRI system includes 10 in the present case, a body coil device 15 for generating an alternating magnetic field 16 , The magnetic alternating field 16 can be in the form of individual RF or RF pulses, ie individual high-frequency or radio-frequency pulses, perpendicular to the static magnetic field 14 into the study area 13 be irradiated.

Weiterhin umfasst die MRT-Anlage 10 einen HF-Verstärker 17, welcher auch als RFPA bezeichnet wird. Der HF-Verstärker 17 stellt der Körperspuleneinrichtung 15 eine zur Erzeugung der RF-Pulse benötigte elektrische Leistung bereit. Ebenfalls Teil der MRT-Anlage 10 ist vorliegend ein Steuergerät 18 zum Ansteuern insbesondere des HF-Verstärker 17. Darüber hinaus kann das Steuergerät 18 weitere Funktionen aufweisen. So kann es beispielsweise auch die Hauptmagneteinrichtung 11, die Gradientenspuleneinrichtung 12 sowie weitere, hier nicht dargestellte, Einrichtungen der MRT-Anlage 10 ansteuern und/oder überwachen. Das Steuergerät 18 kann also beispielsweise auch Messsignale bezüglich eines aktuellen Zustands der Einrichtungen 11, 12, 15 und/oder einer Stärke der Magnetfelder 14, 16 empfangen - beispielsweise von hier nicht dargestellten Sensoren der MRT-Anlage 10.Furthermore, the MRI system includes 10 an RF amplifier 17 , which is also referred to as RFPA. The RF amplifier 17 represents the body coil device 15 an electrical power required to generate the RF pulses. Also part of the MRI system 10 is present a control unit 18 for driving especially the RF amplifier 17 , In addition, the control unit 18 have more functions. For example, it may also be the main magnetic device 11 , the gradient coil device 12 and further, not shown here, facilities of the MRI system 10 control and / or monitor. The control unit 18 Thus, for example, it is also possible to obtain measurement signals relating to a current state of the devices 11 . 12 . 15 and / or a strength of the magnetic fields 14 . 16 received - for example, not shown here sensors of the MRI system 10 ,

Im Rahmen einer Messung oder Untersuchung mittels der MRT-Anlage 10 können zwei- oder dreidimensionale Bilder oder Bilddaten eines Untersuchungsobjekts erzeugt werden, die beispielsweise auf oder mittels einer Anzeigeeinrichtung 19 ausgegeben, also dargestellt werden können.As part of a measurement or examination using the MRI system 10 For example, two- or three-dimensional images or image data of an examination subject may be generated, for example, on or by means of a display device 19 output, so can be displayed.

2 zeigt eine schematische ausschnittweise Ansicht des Untersuchungsbereiches 13 mit einem Untersuchungsobjekt, bei dem es sich vorliegend um zumindest einen Teil eines Patienten 20 handeln soll. Bei dem Untersuchen des Patienten 20 mittels der MRT-Anlage 10 wird dieser schichtweise abgetastet oder abgebildet. Entsprechend ist der Patient 20 hier schematisch in eine Vielzahl einzelner Schichtvolumina oder Schichten 21 unterteilt, von denen hier nur einige beispielhaft gekennzeichnet sind. Die MRT-Anlage 10 weist ein beschränktes Sichtfeld 22 (auch FOV, englisch: „Field of View“) auf. Aufgrund der Funktionsweise der Magnetresonanztomographie korrespondiert eine räumliche Abweichung von einem zentralen Bereich 23 in Z-Richtung mit einer entsprechend abweichenden benötigten Anregungsfrequenz, da in Z-Richtung auch die Stärke oder Amplitude des statischen Magnetfelds 14 ab- oder zunimmt. Ebenso kann jedoch auch eine unbeabsichtigte Abweichung der Stärke des statischen Magnetfelds 14 beziehungsweise des mittels der Hauptmagneteinrichtung 11 erzeugten Magnetfeldes B₀ von einem vorgesehenen nominalen Wert dazu führen, dass auch in dem Zentralbereich 23 für eine optimale, also exakt resonante, Anregung eine von einem vorgesehenen nominalen Wert abweichende Anregungsfrequenz benötigt wird. In jedem Fall werden in jeweiligen Randbereichen 24 des Sichtfeldes 22, also in von dem Zentralbereich 23 in Z-Richtung entfernten Schichten 21 andere Anregungsfrequenzen benötigt als im Zentralbereich 23. Dabei ist zu beachten, dass der HF-Verstärker 17 und die Körperspuleneinrichtung 15 begrenzte Bandbreiten aufweisen. Es steht also nicht notwendigerweise über den gesamten mit dem Sichtfeld 22 korrespondierenden Anregungs- oder Frequenzbereich oder Frequenzband die gleiche Leistung zur Anregung der jeweiligen Bereiche oder Schichten 21 des Patienten 20 zur Verfügung. 2 shows a schematic fragmentary view of the examination area 13 with an examination subject, which in this case is at least part of a patient 20 should act. In examining the patient 20 by means of the MRI system 10 this is scanned or imaged in layers. The patient is corresponding 20 here schematically into a multiplicity of individual layer volumes or layers 21 divided, of which only a few are exemplified here. The MRI system 10 has a limited field of view 22 (also FOV, English: "Field of View") on. Due to the mode of operation of the magnetic resonance tomography, a spatial deviation corresponds to a central area 23 in Z Direction with a correspondingly different required excitation frequency, since in Z Direction also the strength or amplitude of the static magnetic field 14 decreases or increases. Likewise, however, an unintentional deviation of the strength of the static magnetic field can also occur 14 or the means of the main magnetic device 11 generated magnetic field B ₀ of a prescribed nominal value cause that even in the central region 23 for an optimal, that is to say exactly resonant excitation, an excitation frequency deviating from an intended nominal value is required. In any case, in respective peripheral areas 24 of the field of view 22 that is, in from the central area 23 in Z Direction removed layers 21 other excitation frequencies needed than in the central area 23 , It should be noted that the RF amplifier 17 and the body coil device 15 have limited bandwidths. So it does not necessarily stand over the whole with the field of view 22 corresponding excitation or frequency range or frequency band the same power to excite the respective areas or layers 21 of the patient 20 to disposal.

3 zeigt einen schematischen Ablaufplan 25 eines Verfahrens zum Betreiben eines Magnetresonanztomographen, insbesondere der MRT-Anlage 10, mit Verfahrensschritten S1 bis S5. Diese Verfahrensschritte S1 bis S5 werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 und 2 näher erläutert. 3 shows a schematic flowchart 25 a method for operating a magnetic resonance tomograph, in particular the MRI system 10 , with process steps S1 to S5 , These process steps S1 to S5 are below with reference to 1 and 2 explained in more detail.

Im Verfahrensschritt S1 können eine Justage- oder Tune-up-Messung sowie eine Messung eines Reflexionsfaktors der Körperspuleneinrichtung 15 oder jeweiliger Reflexionsfaktoren von phasenversetzten Teilsystemen der Körperspuleneinrichtung 15 durchgeführt werden. Dabei können beispielsweise mehrere RF-Justagepulse mittels der Körperspuleneinrichtung 15 erzeugt oder appliziert werden. Diese RF-Justagepulse können verschiedene Frequenzen aufweisen oder abdecken, insbesondere abhängig davon, welche der Schichten 21 des Patienten 20 untersucht oder abgebildet werden sollen. Ebenso kann im Verfahrensschritt S1 eine aktuelle tatsächliche Stärke des statischen Magnetfelds 14 bestimmt, also beispielsweise gemessen werden. Entsprechende Ergebnisdaten können dem Steuergerät 18 bereitgestellt werden. Die Messungen und/oder Justierung des Verfahrensschritts S1 können beispielsweise nach jedem „rampen“, also Hochfahren der Hauptmagneteinrichtung 11, wobei das statische Magnetfeld 14 aufgebaut wird, und/oder beispielsweise vor jeder Untersuchung und/oder beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt werden.In the process step S1 may include an adjustment or tune-up measurement and a measurement of a reflection factor of the body coil device 15 or respective reflection factors of phase-shifted subsystems of the body coil device 15 be performed. In this case, for example, a plurality of RF adjustment pulses by means of the body coil device 15 be generated or applied. These RF adjustment pulses may have or cover different frequencies, particularly depending on which of the layers 21 of the patient 20 be examined or imaged. Likewise, in the process step S1 a current actual strength of the static magnetic field 14 determined, so for example be measured. Corresponding result data can be sent to the control unit 18 to be provided. The measurements and / or adjustment of the process step S1 For example, after each "ramp", so startup of the main magnetic device 11 where the static magnetic field 14 is constructed, and / or, for example, before each examination and / or carried out, for example, at regular intervals.

Wird unmittelbar vor der jeweils aktuellen Untersuchung keine entsprechende Justage oder Messung vorgenommen, so kann in diesem Fall der Verfahrensschritt S1 das Bereitstellen oder Abrufen der jeweils zuletzt bestimmten Ergebnisdaten sein oder umfassen. Die Ergebnisdaten können also in einem Datenspeicher, beispielsweise des Steuergerätes 18, abgelegt sein und jeweils aktualisiert werden.If no corresponding adjustment or measurement is carried out immediately before the current examination, the method step can be used in this case S1 providing or retrieving the most recently determined result data. The result data can therefore be stored in a data memory, for example the control unit 18 , be filed and updated each.

Da die zur resonanten Anregung benötigte Frequenz des Wechselfeldes 16, also der RF-Pulse, abhängig ist von der lokalen Stärke des statischen Magnetfelds 14 kann vorteilhaft eine zu dieser Stärke korrespondierende Mittenfrequenz f₀ als Teil der Ergebnisdaten angegeben sein oder werden. Die Mittenfrequenz f₀ kann dabei angeben, welche Frequenz zur resonanten Anregung in dem Zentralbereich 23 benötigt wird.Since the frequency of the alternating field required for resonant excitation 16 , ie the RF pulses, is dependent on the local strength of the static magnetic field 14 can advantageously a corresponding to this strength center frequency f ₀ as part of Results data may or may not be specified. The center frequency f ₀ can indicate which frequency for resonant excitation in the central region 23 is needed.

Im Verfahrensschritt S2 wird dann anhand der Ergebnisdaten eine in der aktuellen Situation, also unter den aktuell gegebenen Bedingungen erreichbare frequenzabhängige maximale Stärke des Wechselfeldes 16, auch bezeichnet als maximale B₁-Amplitude, bestimmt. Dabei werden auch eine Resonanzkurve der Körperspuleneinrichtung 15, welche beispielsweise ebenfalls im Verfahrensschritt S1 gemessen oder als Teil einer Spezifikation bereitgestellt werden kann, und eine Leistungsherabsetzung des HF-Verstärkers 17 berücksichtigt. Insbesondere bei niedrigen Feldstärken von beispielsweise höchstens 1 T oder höchstens 0,5 T des statischen Magnetfelds 14 können hier signifikante Effekte auftreten. Der Reflexionsfaktor oder die Reflexionsfaktoren der Körperspuleneinrichtung 15 können dabei ebenfalls frequenzabhängig sein. Zusätzlich oder alternativ zum Messen der Reflexionsfaktoren können diese ebenso rechnerisch modelliert werden, insbesondere unter Berücksichtigung der Resonanzkurve der Körperspuleneinrichtung 15. Auch die Leistungsherabsetzung (englisch: „derating“) des HF-Verstärkers 17 kann modelliert oder berechnet werden. Dazu kann aus den Reflexionsfaktoren der Teilsysteme der Körperspuleneinrichtung 15, welche insbesondere asymmetrisch sein und daher unterschiedliche Reflexionsfaktoren für die beiden Teilsysteme aufweisen kann, ein effektiver Reflexionsfaktor berechnet werden. Insgesamt kann die maximale B₁-Amplitude so als Funktion der Frequenz und gegebenenfalls auch einer Patientenlast modelliert und als Parameter für die durchzuführende Untersuchung bereitgestellt werden.In the process step S2 Then, on the basis of the result data, a frequency-dependent maximum strength of the alternating field achievable in the current situation, that is to say under the currently given conditions, becomes 16 , also referred to as the maximum B ₁ amplitude. At the same time, a resonance curve of the body coil device also becomes 15 which, for example, also in the process step S1 measured or provided as part of a specification, and power reduction of the RF amplifier 17 considered. In particular, at low field strengths of, for example, at most 1 T or at most 0.5 T of the static magnetic field 14 significant effects can occur here. The reflection factor or the reflection factors of the body coil device 15 can also be frequency dependent. In addition or as an alternative to measuring the reflection factors, these can also be modeled mathematically, in particular taking into account the resonance curve of the body coil device 15 , Also the power reduction (English: "derating") of the RF amplifier 17 can be modeled or calculated. This can be done from the reflection factors of the subsystems of the body coil device 15 , which in particular may be asymmetrical and therefore may have different reflection factors for the two subsystems, an effective reflection factor can be calculated. Overall, the maximum B ₁ amplitude can thus be modeled as a function of the frequency and possibly also of a patient load and provided as a parameter for the examination to be carried out.

Im Verfahrensschritt S3 kann eine Benutzereingabe, beispielsweise via eines Interfaces der MRT-Anlage 10, von dem Steuergerät 18 empfangen werden. Hier kann der Benutzer beispielsweise vorgeben, welche Bereiche des Patienten 20 abgebildet werden sollen. Ebenso kann der Benutzer beispielsweise eine bestimmte Messsequenz oder ein Protokoll für die Untersuchung oder Messung vorgeben. Besonders vorteilhaft können in einem Datenspeicher, oder einer Datenbank - beispielsweise der MRT-Anlage 10 oder einer mit dieser verbundenen Computer- oder Servereinrichtung - eine Vielzahl vorgegebener oder vorgefertigter Messsequenzen und/oder Protokolle abgelegt sein, von wo sie von dem Benutzer abrufbar oder auswählbar sind. Der Benutzer kann beispielsweise das Sichtfeld 22 festlegen oder ändern, eine Dicke und/oder Orientierung der Schichten 21, einen zu verwendenden oder zu erreichenden Anregungs- oder Flipwinkel oder dergleichen mehr vorgeben.In the process step S3 can be a user input, for example via an interface of the MRI system 10 , from the control unit 18 be received. Here, for example, the user can specify which areas of the patient 20 should be displayed. Likewise, the user can, for example, specify a specific measurement sequence or a protocol for the examination or measurement. Particularly advantageous may be in a data store, or a database - for example, the MRI system 10 or a computer or server device connected thereto - a plurality of predefined or prefabricated measurement sequences and / or protocols are stored, from where they can be called up or selected by the user. For example, the user can view the field of view 22 set or change a thickness and / or orientation of the layers 21 to specify an excitation or flip angle or the like to be used or to be reached.

Im Verfahrensschritt S4 erfolgt dann ein automatisches Anpassen der ausgewählten oder vorgegebenen Messsequenz in Abhängigkeit von der im Verfahrensschritt S2 bestimmten frequenzabhängigen maximalen B₁-Amplitude. Dazu kann mittels eines entsprechenden Algorithmus zunächst die für jede einzelne Teilmessung der Messsequenz unter Berücksichtigung der Ergebnisse aus den Verfahrensschritten S1 und S2 die zur Anregung der jeweils abzubildenden Schicht 21 benötigte Anregungsfrequenz, beispielsweise eine Off-Center-Frequenz, bestimmt werden. Für diese Anregungsfrequenz kann dann die maximal mögliche B₁-Amplitude ermittelt und als Parameter für die Messsequenz festgelegt werden. Das Anpassen umfasst letztlich also eine Gestaltung wenigstens eines RF-Pulses in Abhängigkeit von einer gewählten oder vorgegebenen Schichtposition, dem Flipwinkel und/oder dergleichen mehr.In the process step S4 Then, an automatic adaptation of the selected or predetermined measurement sequence in dependence on the in the process step S2 certain frequency-dependent maximum B ₁ amplitude. For this purpose, by means of a corresponding algorithm, first for each individual partial measurement of the measurement sequence taking into account the results from the method steps S1 and S2 to stimulate each layer to be imaged 21 required excitation frequency, such as an off-center frequency, are determined. The maximum possible B ₁ amplitude can then be determined for this excitation frequency and set as a parameter for the measurement sequence. The adaptation thus ultimately includes a design of at least one RF pulse as a function of a selected or predetermined slice position, the flip angle and / or the like.

Beispielsweise kann ein RF-Puls einer bestimmten zeitlichen Länge und damit einer bestimmten Bandbreite vorgesehen werden. Durch dieses Anpassen der RF-Pulse kann also situationsabhängig für das aktuell gegebene statische Magnetfeld 14 und die jeweils abzubildende Schicht 21 eine Leistung oder Leistungsfähigkeit des HF-Verstärkers 17 optimal, insbesondere maximal, ausgenutzt werden, um letztendlich eine verbesserte Bildqualität zu erreichen. Die so erreichbare verbesserte Bildqualität ist im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu sehen, bei denen für die gesamte Messsequenz, also zum Anregen und Abbilden sämtlicher abzubildender Schichten 21 im Sichtfeld 22 die gleichen RF-Pulse verwendet werden. Bei einer solchen Verwendung gleicher RF-Pulse würde im Zentralbereich 23 aufgrund der Charakteristik des HF-Verstärkers 17 und der Körperspuleneinrichtung 15 also die gleiche Leistung verwendet werden wie für die Randbereiche 24, sodass also nicht die verfügbare Leistungsfähigkeit voll ausgeschöpft würde, da der HF-Verstärker im Zentralbereich beispielsweise zum Erzeugen einer vorgegebenen B_!-Amplitude weniger Leistung abrufen oder aufbringen muss, also dann noch unausgeschöpfte Leistungsreserven aufweist.For example, an RF pulse of a specific time length and thus a certain bandwidth can be provided. This adaptation of the RF pulses can therefore be situation-dependent for the currently given static magnetic field 14 and the respective layer to be imaged 21 a performance or performance of the RF amplifier 17 optimal, in particular maximum, be exploited to ultimately achieve an improved image quality. The thus achievable improved image quality can be seen in comparison to conventional methods, in which for the entire measurement sequence, so for stimulating and imaging all layers to be imaged 21 in the field of vision 22 the same RF pulses are used. With such use of equal RF pulses would be in the central area 23 due to the characteristics of the RF amplifier 17 and the body coil device 15 So the same power can be used as for the edge areas 24 so that not the available capacity would be fully exploited, since the RF amplifier in the central area, for example, to generate a predetermined B _! -Amplitude less power or muster must muster, so then still unused power reserves.

Ebenso können statt einer vollautomatischen Anpassung entsprechende Änderungen zunächst berechnet und dem Benutzer als Vorschlag ausgegeben werden. Das tatsächliche Anpassen der zu verwendenden Messsequenz kann dann beispielsweise erst auf eine Bestätigung des Vorschlags durch den Benutzer hin erfolgen.Likewise, instead of a fully automatic adaptation, corresponding changes can first be calculated and output to the user as a suggestion. The actual adaptation of the measurement sequence to be used can then take place, for example, only after the user has confirmed the proposal.

Im Verfahrensschritts S5 wird dann die Untersuchung unter Verwendung der angepassten Messsequenz mittels der MRT-Anlage 10 ausgeführt.In the process step S5 Then the examination is carried out using the adapted measuring sequence by means of the MRI system 10 executed.

Es wird hier also ein Verfahren zur flexiblen Berechnung von RF-Anregungen vorgeschlagen, bei dem die aktuelle Position der zu messenden Schicht 21 berücksichtigt wird, wodurch zum einen eine automatische Anpassung eines Messprotokolls, also einer Messsequenz und/oder eines Protokolls oder einer Parametersammlung, und/oder eine optimale Ausnutzung des HF-Verstärkers 17 ermöglicht werden kann. Bei dem Verfahren wird der, insbesondere bei Niederfeldsystemen oder Niederfeldanwendungen mit Feldstärken des statischen Magnetfelds 14 von weniger als 1,5 T, entscheidende Einfluss der Reflexionsfaktoren der - relativ schmalbandigen - Körperspuleneinrichtung 15 bei sogenannten Off-Center-Messungen so berücksichtigt werden, dass je nach gewählter Schichtposition eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Leistung erreicht wird. Eine Off-Center-Messung ist dabei eine Messung oder Aufnahme einer Schicht 21 des Patienten 20 mittels der MRT-Anlage bei einer Abweichung von der vorgegebenen nominalen Mittenfrequenz f₀, also beispielsweise bei einer Messung oder Abbildung von in Richtung der Randbereiche 24 vom Zentralbereich 23 entfernten Schichten und/oder einer Abweichung der Stärke des statischen Magnetfelds 14 von einem vorgegebenen nominalen Wert.Thus, a method is proposed for the flexible calculation of RF excitations, in which the current position of the layer to be measured 21 whereby, on the one hand, an automatic adaptation of a measurement protocol, ie a measurement sequence and / or a protocol or a parameter collection, and / or an optimal utilization of the RF amplifier is taken into account 17 can be enabled. In the method, the, especially in low field systems or low field applications with field strengths of the static magnetic field 14 of less than 1.5 T, decisive influence of the reflection factors of the - relatively narrow-band - body coil device 15 be taken into account in so-called off-center measurements so that optimal utilization of the available power is achieved depending on the selected layer position. An off-center measurement is a measurement or recording of a layer 21 of the patient 20 by means of the MRI system at a deviation from the predetermined nominal center frequency f ₀ , that is to say for example during a measurement or imaging in the direction of the edge regions 24 from the central area 23 removed layers and / or a deviation of the strength of the static magnetic field 14 from a given nominal value.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2017/0205485 [0005]

Claims

A method (25) for operating an MRI system (10) for examining an examination object (20) with the method steps Determining a course of a maximum magnetic field strength of an alternating field (16) which can be generated by means of a body coil (15) of the MRT system (10) as a function of an excitation frequency which is measured by means of a magnet (11, 12) of the MRT system (10). generated at least substantially static magnetic field (14) corresponds, - Adapting a measurement sequence of the MRI system (10) depending on the specific course, and - Execute the adapted measurement sequence for examining the examination subject (20) by means of the MRI system (10).

Method (25) according to Claim 1 , characterized in that the maximum magnetic field strength in dependence on a measured resonance curve of the body coil (15) is determined.

Method (25) according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum magnetic field strength is determined as a function of a frequency-dependent reflection factor of the body coil (15).

Method (25) according to Claim 3 , characterized in that for determining the reflection factor, a plurality of sequence-specific RF adjustment pulses are used for different frequencies with which only those frequencies are used which are used by the respective measurement sequence.

Method (25) according to one of the preceding claims, characterized in that - a circularly polarized, in particular asymmetrical, body coil (15) is used, - a power reduction caused by different reflection factors of subsystems of the body coil (15) of the body coil (15) RF amplifier (17) of the MRI system (10) is modeled, and - the maximum magnetic field strength is determined as a function of the modeled power reduction.

Method (25) according to one of the preceding claims, characterized in that, when adapting the measurement sequence, at least one RF pulse to be used in the measurement sequence is adapted as a function of a position of a respective slice of the examination subject to be excited with the RF pulse.

Method (25) according to one of the preceding claims, characterized in that, when adapting the measurement sequence, at least one RF pulse to be used in the measurement sequence is adapted as a function of a predetermined excitation angle.

Method (25) according to one of the preceding claims, characterized in that when adjusting the measurement sequence, at least one RF pulse to be used in the measurement sequence is temporally stretched or compressed.

Method (25) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the magnet (11, 12) of the MRI system (10) the at least substantially static magnetic field (14) having a thickness of at most 1 T, in particular at most 0, 5 T, is generated.

An MRT system (10) for examining an examination object (20) with - a magnet (11, 12) for generating an at least substantially static magnetic field (14), - a body coil (15) for generating an alternating magnetic field (16), - an HF amplifier (17) for supplying the body coil (15), and - a control unit (18), characterized in that the control unit (18) is adapted to - a course of a means of the body coil (15) can be generated maximum magnetic field strength in Determine dependence on an excitation frequency, which corresponds to the at least substantially static magnetic field (14), - to automatically adapt or perform an adapted for the examination of the examination object (20) measurement sequence of the MRI system (10) depending on the specific course allow, and - to carry out the examination of the examination subject (20) with the adapted measuring sequence by means of the MRI system (10).