(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴装置の送信アレイ（４）のコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）用の制御方法において、
磁気共鳴装置の制御装置（７）により、送信アレイ（４）の全てのコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）を、各々の励起パルス（Ｐ’）に応じて制御し、
前記送信アレイ（４）の前記コイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）の制御に基づいて、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に応じて、前記磁気共鳴装置の励起容積部（２）内に、不均一性の第１の実際値（Ｉ２）を有する磁場を形成し、
前記制御装置（７）により、各々の前記励起パルス（Ｐ’）を、各々のスタートパルス（Ｐ）及び前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内の不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を用いて求め、
前記各々のスタートパルス（Ｐ）は、全時間期間（Ｔ’）を有しており、前記制御装置（７）により、前記送信アレイ（４）のコイル（６）及び前記グラジエントマグネットシステム（３）が、各々の前記スタートパルス（Ｐ）に応じて制御される場合に、前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内に、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さな不均一性の第２の実際値（Ｉ１）を有する磁場を形成し、
前記制御装置（７）により、全スタートパルス（Ｐ）に対して、統一的に、中間位置（Ｚ）を求め、前記中間位置（Ｚ）を求めることにより、前記スタートパルス（Ｐ）を、各々の第１のパルス部分（Ｐ１）及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分（Ｐ２）に分割し、
各々の前記第１のパルス部分（Ｐ１）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の低エネルギ部分に対応させ、及び、各々の前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の高エネルギ部分に対応させ、
前記制御装置（７）により、前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、統一的に、時間的に伸張し、当該伸張に対応して前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）の振幅（Ａ）を圧縮し、
各々の、時間的に伸張し、且つ、前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）に関しては前記振幅（Ａ）を圧縮した前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に対応させ、
前記制御装置（７）により、前記不均一性の第１の実際値（Ｉ２）が、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さくなるように前記中間位置（Ｚ）を決める
ことを特徴とする制御方法。
【請求項２】
制御装置（７）により、各々の第２のパルス部分（Ｐ２）を時間的に非直線状に伸張する請求項１記載の制御方法。
【請求項３】
制御装置（７）により、各々の第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の第２のパルス部分（Ｐ２）のエネルギが大きければ大きい程、局所的に時間的に強く伸張する請求項２記載の制御方法。
【請求項４】
制御装置（７）により、各々の第２のパルス部分（Ｐ２）を時間的に全時間期間（Ｔ’）で伸張する請求項１〜３迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項５】
スタートパルス（Ｐ）の全体を、周波数空間内で、２次元又は３次元の螺旋軌道（スパイラルトラジェクトリー）と一致させる請求項１から４迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項６】
螺旋軌道（スパイラルトラジェクトリー）を周波数空間内で外側から内側に形成する請求項５記載の制御方法。
【請求項７】
スタートパルス（Ｐ）の各々第１のパルス部分（Ｐ１）を、時間的に、前記スタートパルス（Ｐ）の各々第２のパルス部分（Ｐ２）の前にする請求項１から６迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項８】
不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を制御装置（７）に設定する請求項１から７迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項９】
不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を５％より大きくする請求項１から８迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項１０】
第２の不均一値（Ｉ１）を０．５％の下側にする請求項１から９迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項１１】
不均一性の最大許容値（Ｉ＊）と第２の不均一値（Ｉ１）との比を１０：１とする請求項１から１０迄の何れか１記載の制御方法。
【請求項１２】
磁気共鳴装置の送信アレイ（４）のコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）を制御するために、
磁気共鳴装置の制御装置（７）のコンピュータに、
送信アレイ（４）の全てのコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）を、各々の励起パルス（Ｐ’）に応じて制御するステップと、
前記送信アレイ（４）の前記コイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）の制御に基づいて、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に応じて、前記磁気共鳴装置の励起容積部（２）内に、不均一性の第１の実際値（Ｉ２）を有する磁場を形成するステップと、
各々の前記励起パルス（Ｐ’）を、各々のスタートパルス（Ｐ）及び前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内の不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を用いて求めるステップと、
前記各々のスタートパルス（Ｐ）は、全時間期間（Ｔ’）を有しており、前記送信アレイ（４）のコイル（６）及び前記グラジエントマグネットシステム（３）が、各々の前記スタートパルス（Ｐ）に応じて制御される場合に、前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内に、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さな不均一性の第２の実際値（Ｉ１）を有する磁場を形成するステップと、
全スタートパルス（Ｐ）に対して、統一的に、中間位置（Ｚ）を求め、前記中間位置（Ｚ）を求めることにより、前記スタートパルス（Ｐ）を、各々の第１のパルス部分（Ｐ１）及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分（Ｐ２）に分割するステップと、
各々の前記第１のパルス部分（Ｐ１）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の低エネルギ部分に対応させ、及び、各々の前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の高エネルギ部分に対応させるステップと、
前記第２のパルス（Ｐ２）を、統一的に、時間的に伸張し、当該伸張に対応して前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）の振幅（Ａ）を圧縮するステップと、
各々の、時間的に伸張し、且つ、前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）に関しては圧縮した前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に対応させるステップと、
前記不均一性の第１の実際値（Ｉ２）が、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さくなるように前記中間位置（Ｚ）を決めるステップと
を実行させる
コンピュータプログラム。
【請求項１３】
磁気共鳴装置の送信アレイ（４）のコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）を制御するために、
磁気共鳴装置の制御装置（７）のコンピュータに、
送信アレイ（４）の全てのコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）を、各々の励起パルス（Ｐ’）に応じて制御するステップと、
前記送信アレイ（４）の前記コイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）の制御に基づいて、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に応じて、前記磁気共鳴装置の励起容積部（２）内に、不均一性の第１の実際値（Ｉ２）を有する磁場を形成するステップと、
各々の前記励起パルス（Ｐ’）を、各々のスタートパルス（Ｐ）及び前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内の不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を用いて求めるステップと、
前記各々のスタートパルス（Ｐ）は、全時間期間（Ｔ’）を有しており、前記送信アレイ（４）のコイル（６）及び前記グラジエントマグネットシステム（３）が、各々の前記スタートパルス（Ｐ）に応じて制御される場合に、前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内に、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さな不均一性の第２の実際値（Ｉ１）を有する磁場を形成するステップと、
全スタートパルス（Ｐ）に対して、統一的に、中間位置（Ｚ）を求め、前記中間位置（Ｚ）を求めることにより、前記スタートパルス（Ｐ）を、各々の第１のパルス部分（Ｐ１）及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分（Ｐ２）に分割するステップと、
各々の前記第１のパルス部分（Ｐ１）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の低エネルギ部分に対応させ、及び、各々の前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の高エネルギ部分に対応させるステップと、
前記第２のパルス（Ｐ２）を、統一的に、時間的に伸張し、当該伸張に対応して前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）の振幅（Ａ）を圧縮するステップと、
各々の、時間的に伸張し、且つ、前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）に関しては前記振幅（Ａ）を圧縮した前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に対応させるステップと、
前記不均一性の第１の実際値（Ｉ２）が、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さくなるように前記中間位置（Ｚ）を決めるステップと
を実行させる
コンピュータプログラムを記憶したデータ担体。
【請求項１４】
制御装置は、自身のコンピュータに、
送信アレイ（４）の全てのコイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）を、各々の励起パルス（Ｐ’）に応じて制御するステップと、
前記送信アレイ（４）の前記コイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）の制御に基づいて、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に応じて、前記磁気共鳴装置の励起容積部（２）内に、不均一性の第１の実際値（Ｉ２）を有する磁場を形成するステップと、
各々の前記励起パルス（Ｐ’）を、各々のスタートパルス（Ｐ）及び前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内の不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を用いて求めるステップと、
前記各々のスタートパルス（Ｐ）は、全時間期間（Ｔ’）を有しており、前記送信アレイ（４）のコイル（６）及び前記グラジエントマグネットシステム（３）が、各々の前記スタートパルス（Ｐ）に応じて制御される場合に、前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内に、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さな不均一性の第２の実際値（Ｉ１）を有する磁場を形成するステップと、
全スタートパルス（Ｐ）に対して、統一的に、中間位置（Ｚ）を求め、前記中間位置（Ｚ）を求めることにより、前記スタートパルス（Ｐ）を、各々の第１のパルス部分（Ｐ１）及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分（Ｐ２）に分割するステップと、
各々の前記第１のパルス部分（Ｐ１）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の低エネルギ部分に対応させ、及び、各々の前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の高エネルギ部分に対応させるステップと、
前記第２のパルス（Ｐ２）を、統一的に、時間的に伸張し、当該伸張に対応して前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）の振幅（Ａ）を圧縮するステップと、
各々の、時間的に伸張し、且つ、前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）に関しては前記振幅（Ａ）を圧縮した前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に対応させるステップと、
前記不均一性の第１の実際値（Ｉ２）が、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さくなるように前記中間位置（Ｚ）を決めるステップと
を実行させる
コンピュータプログラム（９）を記憶したメモリ装置（８）を有しており、
前記制御装置の作動中、前記コンピュータプログラム（９）は、前記メモリ装置（８）から読出可能であり、前記制御装置によって実行可能である
ことを特徴とする磁気共鳴装置の制御装置。
【請求項１５】
磁気共鳴装置において、
磁気共鳴装置は、基底マグネット（１）、グラジエントマグネットシステム（３）、多数の送信コイル（６）を備えた送信アレイ（４）及び制御装置（７）を有しており、
前記制御装置（７）は、自身のコンピュータに、
前記送信アレイ（４）の全ての送信コイル（６）及び前記グラジエントマグネットシステム（３）を、各々の励起パルス（Ｐ’）に応じて制御するステップと、
前記送信アレイ（４）の前記コイル（６）及びグラジエントマグネットシステム（３）の制御に基づいて、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に応じて、前記磁気共鳴装置の励起容積部（２）内に、不均一性の第１の実際値（Ｉ２）を有する磁場を形成するステップと、
各々の前記励起パルス（Ｐ’）を、各々のスタートパルス（Ｐ）及び前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内の不均一性の最大許容値（Ｉ＊）を用いて求めるステップと、
前記各々のスタートパルス（Ｐ）は、全時間期間（Ｔ’）を有しており、前記送信アレイ（４）のコイル（６）及び前記グラジエントマグネットシステム（３）が、各々の前記スタートパルス（Ｐ）に応じて制御される場合に、前記磁気共鳴装置の前記励起容積部（２）内に、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さな不均一性の第２の実際値（Ｉ１）を有する磁場を形成するステップと、
全スタートパルス（Ｐ）に対して、統一的に、中間位置（Ｚ）を求め、前記中間位置（Ｚ）を求めることにより、前記スタートパルス（Ｐ）を、各々の第１のパルス部分（Ｐ１）及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分（Ｐ２）に分割するステップと、
各々の前記第１のパルス部分（Ｐ１）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の低エネルギ部分に対応させ、及び、各々の前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記スタートパルス（Ｐ）の各々の高エネルギ部分に対応させるステップと、
前記第２のパルス（Ｐ２）を、統一的に、時間的に伸張し、当該伸張に対応して前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）の振幅（Ａ）を圧縮するステップと、
各々の、時間的に伸張し、且つ、前記コイル（６）について求められた前記第２のパルス部分（Ｐ２）に関しては前記振幅（Ａ）を圧縮した前記第２のパルス部分（Ｐ２）を、各々の前記励起パルス（Ｐ’）に対応させるステップと、
前記不均一性の第１の実際値（Ｉ２）が、前記不均一性の最大許容値（Ｉ＊）よりも小さくなるように前記中間位置（Ｚ）を決めるステップと
を実行させる
コンピュータプログラム（９）を記憶したメモリ装置（８）を有しており、
前記制御装置の作動中、前記コンピュータプログラム（９）は、前記メモリ装置（８）から読出可能であり、前記制御装置によって実行可能である
ことを特徴とする磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴装置の送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステム用の制御方法、磁気共鳴装置の送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステム用の制御方法、コイルアレイのＳＡＲ最適化制御用の制御方法に関する。
−その際、磁気共鳴装置の制御装置は、送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステムを、各々の励起コイルに応じて制御する。
−送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステムの制御に基づいて、各々の励起パルスに応じて、磁気共鳴装置の励起容積部内に、不均一性の第１の実際値を有する磁場が形成される。
【０００２】
本発明は、更に、磁気共鳴装置の制御装置によって直接実行可能であり、且つ、該実行を、制御装置によって、当該制御装置がそのような制御方法を実行するようにした機械コードを有するコンピュータプログラムに関する。また、本発明は、データ坦体上に記憶された、そのようなコンピュータプログラムを有するデータ坦体にも関する。
【０００３】
更に、本発明は、磁気共鳴装置の制御装置に関しており、その際、制御装置は、そのようなコンピュータプログラムが記憶されているメモリを有しており、その際、制御装置の作動中、コンピュータプログラムは、メモリから呼出可能であり、制御装置によって実行可能である。
【０００４】
最後に、本発明は、磁気共鳴装置に関しており、
−その際、磁気共鳴装置は、基底マグネット、グラジエントマグネットシステム、多数の送信コイルを備えた送信アレイ及び制御装置を有しており、
−送信コイルは、制御装置によって制御可能であり、該制御により、送信コイルを用いて、磁気共鳴装置の励起容積部内に磁場が形成され、
−制御装置は、上述のように構成されている。
【背景技術】
【０００５】
そのような対象は周知である。
【０００６】
約３Ｔより大きな基底磁場強度を有する磁気共鳴装置では、患者の体内に著しく大きな渦電流が誘起される。その結果、被検対象の全体をカバーするようなコイル（Ganzkoerperspule）の本来均一な磁場分布は、患者の体内で多少不均一となる。個別の場合、これの不均一度により、所定の体領域内の高い信頼度の画像形成の際に問題が生じることがある。
【０００７】
通常の磁気共鳴装置では、達成可能な磁場分布は、アンテナの制御によって固定して設定されている。
【０００８】
所望の均一磁化（＝スピンの偏向）は、所謂２Ｄ又は３Ｄ励起パルスによって行うことができ、その際、高周波パルス形式及びグラジエントパルス形式が同時に変調される。変調は、各患者での高周波磁場分布の検知から求める必要がある。この方法は、実際に用いられている。しかし、非常に長い送信パルス（例えば、１０ｍｓより大きな）が生じる。
【０００９】
多チャンネル送信システムを使用することによって、受信時の他チャンネルシステムを用いる場合と同様に、送信時に周波数空間をサブサンプリングすることができる。この場合、エラーのある情報が、各コイルの種々異なる磁場プロフィルから得られることがある。このやり方は、当業者には、コンセプト「ＴＸ−ＳＥＮＳＥ」として知られている。
【００１０】
従来知られていた２Ｄ又は３Ｄ励起パルスを、「加速」することができる。それにより、励起パルスの期間を、例えば、１ｍｓ〜４ｍｓに短縮することができ、その結果、この励起パルスの期間は、画像形成のために利用可能な長さを有する。しかし、そのような励起パルスでの問題点は、ＳＡＲ(= specific absorption rate：単位質量の組織に単位時間に吸収されるエネルギー量）及び所要送信電力が、加速しないＴＸ−ＳＥＮＳＥパルス用の通常の１チャンネルの送信システムに較べて数倍高く（典型的には、約２０〜３０の係数である）、更に、ＳＡＲ及び所要電力が、そのようなパルスのために、ほぼ加速度の２乗で上昇する点にある。
【００１１】
例えば、ＩＳＭＲＭ２００７、６７３〜６７４ページに公表されている専門論文から、ＳＡＲを低減することができる第１の手掛かりが知られている。しかし、ＳＡＲは、常にまだ明らかに、１チャンネル（モノラル）の解決手段のＳＡＲ以上である。
【００１２】
更に、関連している従来技術は、例えば、刊行物"An Image Domain Approach for the Design of RF Pulses in Transmit SENSE"、W. A. Grissom他著、International Society of Magnetic Resonance in Medicine 13 (2005)、１９ページ、専門論文"Parallel Excitation with an Array of Transmit Coils"、Yudong Zhu著、Magnetic Resonance in Medicince, Band 51 (2004)、７７５〜７８４ページ、専門論文"Parallel Excitation: Making SENSE of High-Field Body MRI"、Yudong Zhu 著、及び、US 2005/134267 A1に公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】US 2005/134267 A1
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＳＭＲＭ２００７、６７３〜６７４ページ
【非特許文献２】刊行物"An Image Domain Approach for the Design of RF Pulses in Transmit SENSE"、W. A. Grissom他著、International Society of Magnetic Resonance in Medicine 13 (2005)、１９ページ
【非特許文献３】専門論文"Parallel Excitation with an Array of Transmit Coils"、Yudong Zhu著、Magnetic Resonance in Medicince, Band 51 (2004)、７７５〜７８４ページ
【非特許文献４】専門論文"Parallel Excitation: Making SENSE of High-Field Body MRI"、Yudong Zhu 著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、ＳＡＲを明らかに低減することができ、且つ、それにも拘わらず、良好な画像の質を達成することができる、磁気共鳴装置の送信アレイの各コイル用の制御方法、並びに、これと対応する対象（コンピュータプログラム、データ坦体、制御装置及び磁気共鳴装置）を提供することにある。
【００１６】
これに対応して、本発明の課題は、装置技術により相応のコンピュータプログラムによって、制御装置によって当該コンピュータプログラムを実行することによって、そのような制御方法が実施されるようにして解決される。データ坦体上に、そのようなコンピュータプログラムが記憶されている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この課題は、請求項１記載の各要件を有する磁気共鳴装置の送信アレイの各コイル用の制御方法によって解決される。
【００１８】
つまり、磁気共鳴装置の制御装置により、送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステムを、各々の励起コイルに応じて制御し、送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステムの制御に基づいて、各々の励起パルスに応じて、磁気共鳴装置の励起容積部内に、不均一性の第１の実際値を有する磁場を形成し、制御装置により、各々の励起パルスを、各々のスタートパルス及び磁気共鳴装置の励起容積部内の不均一性の最大許容値を用いて求め、各々のスタートパルスは、全時間期間を有しており、制御装置により、送信アレイのコイル及びグラジエントマグネットシステムを、各々のスタートパルスに応じて制御し、磁気共鳴装置の励起容積部内に、不均一性の最大許容値よりも小さな不均一性の第２の実際値を有する磁場を形成し、制御装置により、各々のスタートパルスの中間位置を求め、中間位置を求めることにより、各々のスタートパルスを、各々の第１のパルス部分及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分に分割し、各々の第１のパルス部分を、各々のスタートパルスの各々の低エネルギ部分に対応させ、及び、各々の第２のパルス部分を、各々のスタートパルスの各々の高エネルギ部分に対応させ、制御装置により、各々の第２のパルス部分を、時間的に伸張し、当該伸張に対応して振幅を圧縮し、各々の時間的に伸張し、且つ、振幅を圧縮した第２のパルス部分を、各々の励起パルスに対応させ、制御装置により、不均一性の第１の実際値が、不均一性の最大許容値よりもかろうじて小さいように中間位置を決めることにより解決される。
【００１９】
本発明によると、制御装置は、各々のスタートパルスと、磁気共鳴装置の励起容積部内の不均一性の最大許容値を用いて、各々の励起パルスを求めるように構成されている。各々のスタートパルスは、全時間期間を有している。制御装置が、送信アレイ及びグラジエントマグネットシステムの各コイルを、各々のスタートパルスに相応して制御する場合、磁気共鳴装置の励起容積部内に磁場が形成され、この磁場は、不均一性の最大許容値よりも小さな不均一性の第２の実際値を有している。制御装置は、各々のスタートパルスの中間位置を求め、中間位置を求めることにより、各々のスタートパルスを、各々の第１のパルス部分及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分に分割する。各々の第１のパルス部分は、各々のスタートパルスの各々の低エネルギ部分に対応し、各々の第２のパルス部分は、各々のスタートパルスの各々の高エネルギ部分に対応している。制御装置は、各々の第２のパルス部分を時間的に伸張し、これと対応して、各々の第２のパルス部分の振幅を圧縮する。時間的に伸張され、且つ、振幅を圧縮される各々の第２のパルス部分は、各々の励起パルスに対応する。制御装置は、不均一性の第１の値が不均一性の最大許容値よりもかろうじて未だ小さいように中間位置を特定する。
【００２０】
制御装置には、当該制御装置のメモリ内に、そのようなコンピュータプログラムが記憶される。磁気共鳴装置は、そのような制御装置を有している。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のやり方によると、慣用の解決手段と較べると、達成可能な磁化均一度を明らかに改善することができる。それにも拘わらず、比較的短い励起パルスＰ’を形成することができる。必要なピーク最終電力及びこれに対応したＳＡＲ（specific absorption rate）の大きさを示す数値）は、励起容積部２内に同時に均一な磁化を印加した際の相応の値が、通常の励起の際に達成可能な値の近傍内で生じる限りで低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】磁気共鳴装置の構成の略図
【図２】送信アレイのコイルの略図
【図３】フローチャート
【図４】送信アレイのコイル用のスタートパルスの振幅経過の例を示す図
【図５】図４のスタートパルスと協働するための各グラジエントコイルの制御信号を示す図
【図６】図４のスタートパルスと協働するための各グラジエントコイルの制御信号を示す図
【図７】図４のスタートパルスと協働するための各グラジエントコイルの制御信号を示す図
【図８】図４に示したコイルと同じコイル用の第２のパルス部分の振幅経過の例を示す図
【図９】図８の第２のパルス部分と協働するための各グラジエントコイルの各制御信号を示す図
【図１０】図８の第２のパルス部分と協働するための各グラジエントコイルの各制御信号を示す図
【図１１】図８の第２のパルス部分と協働するための各グラジエントコイルの各制御信号を示す図
【図１２】時間変換の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
そのような第２のパルス部分を、時間的に統一して伸張し、これに対応して統一して振幅を圧縮することができる。しかし、有利には、制御装置は、各々の第２のパルス部分を時間的に非直線的に伸張するとよい。それにより、ＳＡＲを更に低減することができる。この際、制御装置は、各々の第２のパルス部分のエネルギが局所的に高くなればなる程、各々の第２のパルス部分を、時間的に一層強く伸張する。このやり方により、ＳＡＲを特に強く低減することができる。
【００２４】
時間的伸張の程度は、必要に応じて特定することができる。目下のところ、有利には、制御装置は、各々の第２のパルス部分を全時間期間で伸張するとよい。
【００２５】
スタートパルスの全体は、例えば、周波数空間内で２次元又は３次元の螺旋軌道（スパイラルトラジェクトリー）に対応するとよい。有利には、この際、螺旋軌道（スパイラルトラジェクトリー）を周波数空間内で外側から内側に形成するとよい。
【００２６】
一般的に、各々のスタートパルスの各々の第１のパルス部分は、各々のスタートパルスの各々の第２のパルス部分の時間的に前に位置している。しかし、例外的に逆でもよい。
【００２７】
不均一性の最大許容値を固定して設けるとよい。しかし、有利には、不均一性の最大許容値は、制御装置に設定される。
【００２８】
不均一性の最大許容値は、５％よりも大きくするとよい。特に、不均一性の最大許容値は、５％〜１０％にするとよい。
【００２９】
第２の不均一値は、有利には、０．５％より下、殊に約０．２５％である。
【００３０】
不均一性の最大許容値と第２の不均一値との比は、比較的大きくするとよい。特に、不均一性の最大許容値と第２の不均一値との比を、１０：１にするとよい。
【実施例】
【００３１】
本発明の他の効果および詳細について、以下、図示の実施例を用いて説明する。
【００３２】
本発明の原理を説明する際に：
図１は、磁気共鳴装置の構成を略示し、
図２は、送信アレイのコイルを略示し、
図３はフローチャートを示し、
図４は、送信アレイのコイル用のスタートパルスの振幅経過の例を示し、
図５〜７は、図４のスタートパルスと協働するための各グラジエントコイルの制御信号を様々示し、
図８は、図４に示したコイルと同じコイル用の第２のパルス部分の振幅経過の例を示し、
図９〜１１は、図８の第２のパルス部分と協働するための各グラジエントコイルの各制御信号を様々示し、
図１２は、時間変換の例を示す。
【００３３】
図１によると、磁気共鳴装置は、基底マグネット１を有している。基底マグネット１を用いて、励起容積部２内に時間的に静的で、位置的に均一な基底磁場が形成される。
【００３４】
磁気共鳴装置は、更に、グラジエントマグネットシステム３を有している。グラジエントマグネットシステム３を用いて、励起容積部２内に、直交座標系の２つの軸方向にグラジエント磁場が形成可能である。
【００３５】
更に、磁気共鳴装置は、高周波システム４を有している。高周波システム４を用いて、励起容積部２に、位置的にほぼ均一な高周波励起フィールド（高周波フィールド）を印加することができ、その結果、励起容積部２内に設けられた被検対象５（人間５であることが屡々である）が磁気共鳴するように励起される。
【００３６】
高周波システム４は、被検対象の全体をカバーするようなコイル（Ganzkoerperspule）つまり全体コイルとして構成するとよい。しかし、本発明の範囲内で、高周波システム４は、図２のように、多数の送信コイル６を有する送信アレイとして構成されている。送信コイル６は、各個別に（einzeln）（＝個々に(= individuell)）制御可能である。
【００３７】
磁気共鳴装置は、更に、制御装置７を有している。制御装置７は、グラジエントマグネットシステム３及び高周波システム４の各送信コイル６を制御する。
【００３８】
一般に、制御装置７は、ソフトウェアプログラミング可能な制御部として構成されている。制御装置７は、従って、コンピュータプログラム９が記憶されているメモリ装置８を有している。コンピュータプログラム９は、この場合、予め制御装置７の製造時にメモリ装置８内に記憶しておくとよい。択一的に、コンピュータプログラム９を、図１に図示していないコンピュータとの接続（例えば、インターネットへのコネクション）を介してメモリ装置８内に記憶することができる。コンピュータプログラム９をデータ坦体１０上に記憶し、このデータ坦体１０を相応のインターフェースを介して制御装置７に接続し、その結果、コンピュータプログラム９をデータ坦体１０から読み出し、且つ、メモリ装置８内に記憶することができる、更に別の手段がある。単に例として、データ坦体１０は、ここでは、図１にＣＤ−ＲＯＭとして図示されている。データ坦体１０は、しかし、別の構成、例えば、ＵＳＢメモリスティック又はメモリカードとして構成してもよい。
【００３９】
コンピュータプログラム９は、メモリ装置８内に、場合によっては、データ坦体１０上にも、電子的な、専ら機械読み出し可能なフォームで記憶されている。コンピュータプログラム９は、制御装置７によって直接実行可能である機械コード１１を有している。コンピュータプログラム９は、制御装置７の作動中、メモリ装置８から呼び出され、制御装置７によって実行される。コンピュータプログラム９の、制御装置７による実行は、制御装置７が、図３を用いて以下詳細に説明する制御方法を実行するようにして行われる。予め、ここでは、制御装置７による制御方法の実行に基づいて、少なくとも送信コイル６が制御される点を指摘しておく。多くの場合、付加的にグラジエントマグネットシステム３が制御される。
【００４０】
図３によると、制御装置７は、ステップＳ１で、先ず、所望の検査タイプＴを受け取る。
【００４１】
更に、制御装置７は、ステップＳ２で、不均一性の最大許容値Ｉ＊を受け取る。
【００４２】
不均一性の最大許容値Ｉ＊は、この際、例えば、式
Ｉ＊＝（Ａｍａｘ−Ａｍｉｎ）／Ａｍｉｎ            （１）
によって定義される。
【００４３】
Ａｍａｘ及びＡｍｉｎは、この際、励起容積部２に励起パルスＰ’を印加した際に、全パルス期間後任意の時点で生起する励起容積部２内の磁場の最大乃至最小振幅Ａである。択一的に、不均一性の最大許容値Ｉ＊を、同値の形式で、例えば、磁場の平均値によって除算された磁場の標準偏差によって定義してもよい。
【００４４】
ステップＳ２は、任意でしかなく、従って、図３には、破線で示されている。択一的に、不均一性の最大許容値Ｉ＊の明示的な設定のために、不均一性の最大許容値Ｉ＊を制御装置７に固定して設定してもよく、又は、制御装置７によって、（ステップＳ１で設定した検査タイプＴの）別の周辺条件に基づいて自動的に求めてもよい。しかし、不均一性の最大許容値Ｉ＊の特定の形式とは無関係に、不均一性の最大許容値Ｉ＊の値は、一般に、５％〜１０％である。殊に、不均一性の最大許容値Ｉ＊の値は、従って、５％よりも大きくするとよい。
【００４５】
ステップＳ３では、制御装置7は、各送信コイル６の各々に対して、各々1つのスタートパルスＰ並びにグラジエントマグネットシステム３用の適切な制御を求める。この際、スタートパルスＰ及び制御は、所望の検査タイプＴを用いて求められる。スタートパルスＰは、磁場の振幅及び位相と一緒に位置及び時間で定義する。図4〜図７は、
-各送信コイル６の１つのスタートパルスＰの、時間ｔの関数としての振幅Ａ（図４）、
−ｘ及びｙグラジエント磁場の、時間ｔの関数としての経過（図５及び図６）、並びに、
−それによって得られるスタートパルスＰの、周波数空間内でのグラジエントの軌道乃至トラジェクトリー（Gradiententrajektorie）を示す。
【００４６】
高周波パルスＰの位相関係については一緒に図示されていない。高周波パルスＰの位相関係は、同様にステップＳ３で求められる。相応のやり方は、当業者には周知である。
【００４７】
図４〜７からは、殊に、スタートパルスＰの全体が、周波数空間内でのグラジエントマグネットシステム３の制御により、２次元又は３次元の螺旋軌道（スパイラルトラジェクトリー）に相応することが分かる。グラジエント場の時間経過に基づいて、この際、螺旋軌道（スパイラルトラジェクトリー）は、周波数空間内で外側から内側に向かって経過する。スタートパルスＰの全時間期間Ｔ’は、ミリ秒領域内、図４〜６によると、例えば、２．８ｍｓである。
【００４８】
スタートパルスＰ及び制御を用いて、送信コイル６及びグラジエントマグネットシステム３用の直接相応する制御信号Ｓ，Ｓ’を求めることができ、その結果、制御装置７は、送信コイル６及びグラジエントマグネットシステム３を、各々のスタートパルスＰに相応して制御する。このやり方によると、励起容積部２内に生じる磁場は、比較的小さな不均一性の実際値Ｉ１を有する。この小さな不均一性の実際値Ｉ１は、不均一性の最大許容値Ｉ＊よりも小さい。殊に、不均一性の最大許容値Ｉ＊と、小さな不均一性の実際値Ｉ１との比は、一般的に、１０：１より大きな値である。例えば、小さな不均一性の実際値Ｉ１は、０．５％より小さく、例えば、約０．２５％にすることができる。
【００４９】
しかし、本発明の範囲内では、制御信号Ｓ，Ｓ’は、スタートパルスＰを用いて求められる。その代わり、制御装置７は、ステップＳ４で、各々のスタートパルスＰの中間位置Ｚを求める。この際、中間位置Ｚは、全てのスタートパルスＰにとって統一的である。このやり方により、制御装置７は、ステップＳ５で、各々のスタートパルスＰを第１のパルス部分Ｐ１及び第２のパルス部分Ｐ２に分割し、即ち、中間位置Ｚの時間的に前に位置している第１のパルス部分Ｐ１及び中間位置Ｚの時間的に後に位置している第２のパルス部分Ｐ２に分割する。図４〜７によると、中間位置Ｚは、例えば、値２．５ｍｓのところである。この位置は、しかし、単に例示したに過ぎない。同様のやり方は、グラジエントマグネットシステム３の制御用に適している。
【００５０】
図４から分かるように、第１のパルス部分Ｐ１は、各々のスタートパルスＰの低エネルギ部分に対応しており、第２のパルス部分Ｐ２は、各々のスタートパルスＰの高エネルギ部分に対応している。更に、各々のスタートパルスＰの第１のパルス部分Ｐ１は、各々のスタートパルスＰの第２のパルス部分Ｐ２の時間的に前に位置していることが分かる。
【００５１】
第１のパルス部分Ｐ１は、本発明のやり方の範囲内では無関係である。従って、第１のパルス部分Ｐ１は、更に用いられない。単に、第２のパルス部分Ｐ２だけが用いられる。従って、ステップＳ６では、制御装置７は、第２のパルス部分Ｐ２を選択する。第２のパルス部分Ｐ２は、図８〜１１では、全スタートパルスＰと同様に、各送信アンテナ６の１つの振幅Ａ並びにｘ及びｙグラジエントで、時間ｔの関数として図示されており、並びに、グラジエントの軌道（トラジェクトリー）で周波数空間内に図示されている。
【００５２】
従って、ステップＳ７では、制御装置７は、第２のパルス部分Ｐ２を時間的に伸張する。これにより、制御装置７は、第２のパルス部分Ｐ２の振幅Ａを圧縮する。時間的な伸張、及び、これと対応する振幅Ａの圧縮は、この際、全ての第２のパルス部分Ｐ２に対して統一した時間ベースに関して、且つ、統一的なやり方で行われる。グラジエントマグネットシステム３の制御では、時間的にはアナログで伸張されるが、振幅は圧縮されない。
【００５３】
ステップＳ７によると、全時間期間Ｔで、時間的に伸張される。これは、有利ではあるが、必須ではない。
【００５４】
ステップＳ８で、制御装置７は、送信アレイ４のコイル６及びグラジエントマグネットシステム３を、当該制御装置７の、各々時間的に伸張され、且つ、振幅Ａを圧縮された第２のパルス部分Ｐ２に相応して制御する。従って、時間的に伸張し、且つ、前記振幅Ａを圧縮した第２のパルス部分Ｐ２は、各々の励起パルスＰ’に対応する。制御装置７による各送信コイル６の制御は、この際、各送信コイル６に対して個別に行われる。
【００５５】
送信アレイ４の各コイル６及びグラジエントマグネットシステム３の、各々の励起コイルＰ’に相応した制御に基づいて、励起容積部２内に実際の不均一性の実際値Ｉ２が達成される。実際の不均一性の実際値Ｉ２は、スタートパルスＰと共に言及した上述の小さな不均一性の実際値Ｉ１よりも大きい。実際の不均一性の実際値Ｉ２の値は、中間位置Ｚの位置に依存している。中間位置Ｚは、制御装置７によって、実際の不均一性の実際値Ｉ２が不均一性の最大許容値Ｉ＊よりも辛うじて未だ小さいように特定される。
【００５６】
従って、本発明のやり方により、制御装置７は、各々の励起コイルＰ’を、各々のスタートパルスＰ及び励起容積部２内の不均一性の最大許容値Ｉ＊を用いて求めるように達成される。
【００５７】
最も簡単な場合、制御装置７は、ステップＳ７の範囲内で、時間ｔ内で第２のパルス部分Ｐ２をリニアに伸張し、これと相応して、第２のパルス部分Ｐ２の振幅Ａをリニアに圧縮する。つまり、伸張係数ｋでの時間的な伸張及び係数ｋでの圧縮が行われ、その際、係数ｋは、（上述の数値の例によると）、
ｋ＝２．８ｍｓ／（２．８ｍｎ−２．５ｍｓ）＝２．８／０．３≒９．３３                （２）
で求められる。
【００５８】
しかし、有利には、制御装置７は、ステップＳ７の範囲内で、各々の第２のパルス部分Ｐ２を時間的に非直線状に伸張する。この際、制御装置７は、各々の第２のパルス部分Ｐ２のエネルギが局所的に高くなればなる程、各々の第２のパルス部分Ｐ２を、時間的に一層強く伸張する。この際、整理しておくと、「局所」という用語は、各々の第２のパルス部分Ｐ２内部の所定の時点に関係するということを指摘しておく。励起パルスＰ’の送信のための送信パルス６の振幅Ａ’は、この場合、関係式
A'(t')=A(t'(t))/dt'/dt                                 (3)
を用いて得られる。
【００５９】
図１２は、それに相応する可能な、時間の非直線変換を示す。
【００６０】
コイルアレイのＳＡＲ最適化制御用の制御方法  磁気共鳴装置の制御装置７は、送信アレイ４のコイル６を制御し、磁気共鳴装置のグラジエントマグネットシステム３は、励起パルスＰ’に相応する。それにより、磁気共鳴装置の励起容積部２内に、第１の不均一性Ｉ２を有する磁場が形成される。制御装置７は、各々の励起パルスＰ’を、スタートパルスＰ及び磁気共鳴装置の励起容積体２内の不均一性の最大許容値Ｉ＊を用いて求める。スタートパルスは、全時間期間Ｔ’を有している。制御装置７が、送信アレイ４及びグラジエントマグネットシステム３の各コイル６を、スタートパルスＰに相応して制御する場合、磁気共鳴装置の励起容積体２内に磁場が形成され、この磁場は、不均一性の最大許容値Ｉ＊よりも小さな不均一性の第２の実際値Ｉ１を有している。制御装置７は、スタートパルスＰの中間位置Ｚを求め、中間位置Ｚを求めることにより、スタートパルスＰを、各々の第１のパルス部分Ｐ１及び該第１のパルス部分に対して相補的な各々の第２のパルス部分Ｐ２に分割する。第１のパルス部分Ｐ１は、スタートパルスＰの低エネルギ部分と対応し、第２のパルス部分Ｐ２は、スタートパルスＰの高エネルギ部分と対応する。制御装置７は、第２のパルス部分Ｐ２を、時間的に伸張し、当該伸張に対応して振幅Ａを圧縮する。時間的に伸張され、且つ、振幅Ａを圧縮される第２のパルス部分Ｐ２は、励起パルスＰ７に対応する。制御装置７は、不均一性の第１の値が不均一性の最大許容値よりもかろうじて未だ小さいように中間位置を特定する。
【００６１】
上述の説明は、専ら本発明の説明に役立つ。これに対して、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載されている。
【符号の説明】
【００６２】
１  基底マグネット
２  励起容積部
３  グラジエントマグネットシステム
４  高周波システム
５  被検対象５
６  送信コイル
７  制御装置
８  メモリ装置
９  コンピュータプログラム
１０  データ坦体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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