(57)【要約】【課題】正しい位相で送信および位相差のチェックが容易な送信装置の動作方法および送信装置を提供すること。【解決手段】相異なる位相によってコイル部材を駆動制御するため、基準レベルにおける位相差を、殊にコイル部材用の複数のスロットにおける位相差を考慮する、方法において、１回だけ実行される第１の較正測定において、送信装置内に基準レベルから離れて、固定に取り付けられた内部測定装置により、送信される高周波信号の第１の位相を送信路毎に測定し、較正測定のために基準レベルに接続すべき、殊にスロットに接続すべき外部の第２の測定装置により、送信される高周波信号の第２の位相を送信路毎に測定し、複数のコイル部材を位相を合わせて駆動制御するために、および／または、内部測定装置による別の複数の測定値を補正するため、第１の位相および第２の位相のうちの少なくとも１つの位相を考慮する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波コイル（３）の複数のコイル部材（４）を、相異なる送信路を介し、独立して駆動制御するために構成された、磁気共鳴装置（１）の送信装置（６）を動作させる方法であって、
相異なる位相によって前記コイル部材（４）を駆動制御するため、基準レベル（７）における位相差を、殊に前記コイル部材（４）用の複数のスロット（８）における位相差を考慮する、方法において、
１回だけ実行される第１の較正測定において、前記送信装置（６）内に前記基準レベル（７）から離れて、送信路毎に固定に取り付けられた内部測定装置により、送信される高周波信号の第１の位相を送信路毎に測定し、
較正測定のために、前記基準レベル（７）に接続すべき、殊に前記スロット（８）に接続すべき外部の第２の測定装置により、前記送信される高周波信号の第２の位相を送信路毎に測定し、
複数の前記コイル部材（４）を正しい位相で駆動制御するため、および／または、前記内部測定装置による別の複数の測定値を補正するため、前記第１の位相および前記第２の位相のうちの少なくとも１つの位相を考慮する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
送信路毎に前記第１の位相および前記第２の位相の差分から補正値を求め、
前記内部測定装置による後続の複数の測定値から前記補正値を減算して、前記基準レベル（７）においての現在の位相を求め、および／または、
高周波信号を形成する駆動制御位相を求めるために目標位相から前記第２の位相を減算して、前記基準レベル（７）における前記目標位相を得る、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
前記内部測定装置および前記外部測定装置として、アナログデジタル変換器を有する受信器（１２，１４）に接続されている１つずつの方向性結合器（１１，１３）を使用する、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記外部測定装置に対応する前記受信器（１４）、殊に前記送信装置（６）内に固定に組み込まれている前記受信器（１４）を前記外部測定装置用にだけに使用する、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の方法において、
前記高周波コイル（３）を用いた磁気共鳴信号の受信用にも前記内部測定装置用の前記受信器（１２）を使用する、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
前記第１の較正測定の一部として、殊に高周波コイル（３）を接続して、明瞭に定めたテスト信号を各送信路に送信し、テスト信号毎に、前記内部測定装置を用いて、進行テスト信号および反射テスト信号の振幅および位相を測定し、チェック値として記憶し、
チェック測定における後の少なくとも１つの時点に、同じ構成で、すなわち殊にここでも高周波コイル（３）を接続して、送信路毎に新たに前記テスト信号を送信し、該テスト信号毎に、前記内部測定装置を用いて進行テスト信号および反射テスト信号の振幅および位相を測定し、前記チェック値から偏差している場合には１つの送信路に対してケーブルエラーを確定して出力する、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
複数の前記送信路上に複数の信号を形成するため、１つずつの変調器（９）を使用し、複数の前記内部測定装置はそれぞれ１つの受信器または１つの前記受信器（１２）を有しており、
前記第１の較正測定中に、
ａ）  すべての受信器（１２）の位相と、複数の前記変調器（９）のうちのあらかじめ定めた１つの基準変調器（９）の位相とを比較して、各偏差を各受信器基準位相として記憶し、および／または、
ｂ）  すべての変調器（９）の位相と、複数の前記受信器（１２）のうちのあらかじめ定めた１つの基準受信器（１２）の位相とを比較して、各偏差を各変調器基準位相として記憶し、
前記送信装置（６）のリスタートに続く第２の較正測定中に、
ａ）  すべての受信器（１２）の位相と、前記あらかじめ定めた基準変調器（９）の位相とを比較して、各偏差を各現在受信器の位相として記憶し、および／または、
ｂ）  すべての変調器（９）の位相と、前記あらかじめ定めた基準受信器（１２）の位相と比較して、各偏差を各現在変調器の位相として記憶し、
各第２の較正測定の後に、送信路毎に正しい位相で駆動制御および／または補正を行うために、前記現在受信器の位相と前記受信器基準位相との間の複数の差分のうちの少なくとも１つの差分、および前記現在変調器の位相と前記変調器基準位相との間の複数の差分のうちの少なくとも１つの差分も考慮し、殊に、前記第１の位相および前記第２の位相の差分として求められた補正値に、前記現在受信器の位相と前記受信器基準位相との差分を加算し、および／または、
各第２の較正測定の後に、前記駆動制御位相を求めるため、前記目標位相から、前記是現在変調器の位相と前記変調器基準位相との前記差分も減算する、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記送信装置（６）のリスタート毎に前記第２の較正測定を自動的に実行する、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法において、
前記受信器基準位相および前記現在受信器の位相を求めるため、スプリッタ（１８）を用いて前記所定の基準変調器（９）の比較信号を複数の前記受信器（１２）に分配する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７から９までのいずれか１項に記載の方法において、
前記変調器基準位相および前記現在変調器の位相を求めるため、結合器（２０）を介して、前記変調器（９）の前記比較信号を前記所定の基準検出器（１２）に伝送する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
１つの高周波コイル（３）の複数のコイル部材（４）を独立して駆動制御するように構成された、磁気共鳴装置用の送信装置（６）であって、
前記独立した駆動制御のため、前記送信装置（６）は、複数の送信路を有しており、
当該各送信路には、１つの変調器（９）と、１つの増幅装置（１０）と、送信される高周波信号の第１の位相を測定するための当該増幅装置（１０）に後置接続される１つの内部測定装置と、前記高周波コイル（３）のコイル部材（４）用の、基準レベル（７）とみなされる１つのスロット（８）であって、送信される高周波信号の第２の位相を測定するために、外部測定装置に接続可能なスロット（８）とが含まれており、
前記送信装置（６）はさらに、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法を実行するように構成された制御装置（２２）とを有する、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波コイルの複数のコイル部材を、相異なる送信路を介し、独立して駆動制御するために構成された、磁気共鳴装置の送信装置を動作させる方法に関しており、ここでは上記のコイル部材を相異なる位相で駆動制御するため、基準レベルにおける位相差、殊に上記のコイル部材用のスロットにおける位相差を考慮する。さらに本発明は、磁気共鳴装置用の送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングでは、送信コイル、すなわち高周波数コイルを構成して、この送信コイルが、互いに独立して駆動制御である相異なるコイル部材を含むように構成することが提案されてきた。どの磁場をどのコイル部材によって形成するかがわかれば、これによってイメージング領域に相異なる励起パターンを形成することができ、例えば体積選択的な励起など形成することができるのである。このことを目的として、また例えば反射によって発生する、画像におけるより明るいないしはより暗い個所など補償するため、送信路によって定められる個々のチャネル間に所定の位相差を形成して干渉が実現されるようにすることが可能である。
【０００３】
このようなマルチチャネル高周波送信システムを実現するため、コイル部材を独立して制御できる相応の送信装置が提案されている。このマルチチャネル高周波送信システム全体は、ｐＴＸまたはＴＸアレイシステムとしばしば称され、ここで「ｐＴＸ」は、"parallel transmit"、すなわち「パラレル伝送」のことである。この場合、撮影すべき対象体内の核スピンを励起するために必要になるＢ１磁場の分布、ならびに、この対象体のＳＡＲ負荷に重要である電場の分布は、上記の個々のチャネルないしは送信フェーズ間の位相差および振幅比の変化によって制御することができる。
【０００４】
上記の位相差を明瞭に定めるためには、すべての送信路に対する基準個所が必要であり、したがって磁気共鳴装置の場合には一般的に個々のコイル部材用のスロットによって得られる全体として１つの基準レベルが必要なのである。ここで注意すべきであるのは、上記のコイル部材へのケーブル長が異なることおよびこれらのコイル部材の特性が異なることを別の方法で考慮できることであり、それは基本的にはこのような高周波コイルおよびコイル部材のメーカにより、駆動制御の際に考慮されるコイル部材のモデルが一緒に出荷されるからである。
【０００５】
マルチチャネル高周波送信システム用の送信装置は一般的にまず、各送信路に１つの変調器を有しており、この変調器は、所望の高周波信号を小信号として形成し、またこの変調器には１つずつの高周波増幅器が後置接続されており、この高周波増幅器は、所望の振幅に上記の高周波信号を増幅する。このように増幅された信号は、上記のコイルのスロットに伝送される。殊に磁気共鳴イメージングの一部として正しく励起を行うのに極めて重要であるのは、上記の基準レベルにおいて所望の目標位相差を正確に維持するため、上記の変調器においてすでに正しい入力位相差を調整することである。これに加え、測定によって高い信頼性で上記の正しい位相差の有無をチェックできなければならない。しかしながらこの際にはいくつか問題がある。
【０００６】
高周波マルチチャネル送信システムに対しては、殊に磁気共鳴において患者に適用する際には安全性を高めるために望ましいつぎのような要求がある。すなわち、
１）  上記の個々の送信路の駆動制御は、この送信路の基準レベルにおいてチャネル間に所定の位相差が生じるように行われなければならない。このように位相が合った駆動制御を行うことによってのみ、送信アレイを用いて、すなわち独立して駆動制御可能なコイル部材を有する高周波コイルを用いて、あらかじめ定めた干渉パターンを形成することができる。この際にはまず、個々の送信路の相異なる変調器が、必ずしも同じ位相の高周波信号を形成しないという問題がある。さらにシステムのリスタート時に変調器間の位相差が変化し得るという問題が発生することがあり、この際にはこれらの変調器の同期化は確かに可能であるが、技術的に極めて煩雑である。上記の基準レベルを基準にした送信路間の別の位相のずれは、ケーブル長またはケーブル特性が異なることによって、また複数の高周波増幅装置の偏差によっていることによって生じ得る。
２）  送信路毎に送信される高周波信号（パルス）は、上記の送信路の基準レベルを基準にして、位相を合わせて検出すべきである。このことは、例えば、上記の送信システムのコンポーネントがエラー動作した場合に際にこれを遮断できるようにするため、送信されるパルスをリアルタイムに監視するという点からは望ましい。ここで上記の遮断により、例えば、患者においてローカルまたはグローバルなＳＡＲ入力値が高くなりすぎることが阻止されるかまたはこれに類することが行われる。
【０００７】
この際にもさまざまな問題が知られている。例えば方向性結合器（directional coupler ＤＩＣＯ）を含み得る上記の高周波検出器、すなわち測定装置は、上記の位相を測定しようとしている上記の基準レベル内に直接配置することはできない。このことは、殊に磁気共鳴応用の観点から問題である。なぜならば、上記の方向性結合器は、上記のコイル用のスロットには組み込むことができず、多くの場合に磁気共鳴装置の患者収容部の外部に配置され、この際には上記のスロットと方向性結合器との間に極めて長いケーブルがあるからである。さらにほとんどの場合には方向性結合器と、復調器およびアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を有すること多い受信器との間にはさらに１つのケーブルが設けられる。良好に較正されていない方向性結合器の他に、方向性結合器と受信器との間ならびに複数の受信器それ自体間のケーブルも送信路毎に相異なる位相のずれを発生させ得る。最後に受信器のリスタート時には上記の変調器と同様に位相の跳躍が発生し得る。すなわち、任意の２つの送信路間で検出される位相差が同じ入力信号において変化するのである。この際にも受信器（レシーバ）を強制的に同期化することが考えられるが、このことそれ自体も必然的に構成上の煩雑さを増大させ、コストを増大させるのである。
３）  最後に個々のチャネルの送信路における欠陥、例えばケーブル破断を検出することが望ましく、殊に測定装置とコイル部材それ自体との間の区間において検出することが望ましい。なぜならば、高周波マルチチャネル送信システムでは、コイル部材ないしはチャネルの故障は、関連する場の変化に結び付き得るからである。この際にクリティカルであるのは、上記の測定装置（高周波検出器）とコイル部材との間のケーブル領域である。なぜならば、この個所における破断は、それ自体に方向性結合器を含み得る測定装置における信号減少に直接結び付き得ないからである。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の課題は、送信装置を動作させる方法および送信装置を提供することであり、この送信装置によって簡単に、位相を合わせた送信および位相差ができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の方法についての課題を解決するため、本発明の請求項１により、１回だけ実行される第１の較正測定において、送信装置内に基準レベルから離れて、送信路毎に固定に取り付けられた内部測定装置により、送信された高周波信号の第１の位相を送信路毎に測定し、
較正測定のために、基準レベルに接続すべき、殊にスロットに接続すべき外部の第２の測定装置により、送信される高周波信号の第２の位相を送信路毎に測定し、複数の上記コイル部材を正しい位相で駆動制御するため、および／または、内部測定装置による別の複数の測定値を補正するため、上記の第１の位相および前記第２の位相のうちの少なくとも１つの位相を考慮する。
【００１０】
また上記の装置についての課題を解決するため、本発明の請求項１１により、１つの高周波コイルの複数のコイル部材を独立して駆動制御するように構成された、磁気共鳴装置用の送信装置であって、独立した駆動制御のため、送信装置は、複数の送信路を有しており、各送信路には、１つの変調器と、１つの増幅装置と、送信される高周波信号の第１の位相を測定するための増幅装置に後置接続される１つの内部測定装置と、高周波コイルのコイル部材用の、基準レベルとみなされる１つのスロットであって、送信される高周波信号の第２の位相を測定するために、外部測定装置に接続可能なスロットとが含まれており、上記の送信装置はさらに上記の方法を実行するように構成された制御装置を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による送信装置を有する磁気共鳴装置の原理概略図である。
【図２】本発明による送信装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の範囲内で識別されたのは、上記の送信装置がその通常動作状態にある場合ではないが、測定装置が、上記の基準レベルに、すなわち殊に上記のコイル部材用のスロットに位置できることである。しかしながら固有の固定の受信器（レシーバ）に対応付けられる付加的な外部測定装置が使用される、上記の送信装置に対する較正測定中には、基準レベルにおける測定装置の配置が完全に可能になるである。どの送信路において、つまりどのスロットにこれが接続されているかには依存しないでこれが同じに振る舞うことにより、これは、変化しない基準を提供し、この基準に対してすべての送信路を調整することできるのである。したがって第１の較正測定の測定の流れは、本発明によってつぎようになる。すなわち、まず上記の外部測定装置が、測定しようとする送信路に接続され、つぎに殊にあらかじめ設定した高周波信号（テストパルス）が上記の送信路において形成され、位相測定が、上記の内部測定装置によって行われる共に上記の外部測定装置によっても共に行われ、したがって上記の第１の位相および第２の位相が測定されるのである。この送信路に対するこの第１の位相および第２の位相は記憶されて、つぎの送信路が測定されて、各送信路に対して組みが得られるまで続けられる。第１の位相と第２の位相とから得られる差分は、内部測定装置において測定した位相と、上記の基準レベルにおける位相とが一般的に偏差するか示し、したがってケーブル長などを表すのである。
【００１３】
したがって本発明の具体的な実施形態では、送信路毎に上記の第１の位相および第２の位相の上記の差分から補正値を求め、上記の内部測定装置による後続の複数の測定値（また記録した複数の測定値）から上記の補正値を減算して、上記の基準レベルにおいての現在の位相を求める。すなわち、これによって上記の基準レベルにおける位相を求めて、この基準レベルにおける正しい位相差をつねに求めることができるのである。
【００１４】
しかしながらさらに、いずれのチャネル（送信路）に対しても同じである上記の外部測定装置より、上記の基準レベルにおける複数の位相を調整することができる。それは、各送信路において上記の高周波信号が同じ駆動制御位相で形成され、したがって上記の第２の位相は、上記の送信路における相違に起因して上記の基準レベルにおいて発生する違いを示すからである。
【００１５】
したがって本発明の有利な実施形態において具体的には、高周波信号を形成する駆動制御位相を求めるために目標位相から第２の位相を減算して、上記の基準レベルにおける目標位相を得るのである。すなわちこのことが意味するのは、所定の干渉を得るために基準レベルにおける目標位相が既知であれば、相応する目標位相を得るために上記の変調器をどのように駆動制御しなければならないかが第２の位相によって示されるということである。ここで再度示しておきたいのは、上記の基準レベルにおいてこれが最終的に位相差分になることであり、なぜならば明らかな「ゼロ位相」は一般的には定められないことによる。したがって多くの場合に目標位相は最終的に１つの基準送信路について求められ、例えば第１の送信路について求められるのである。それにもかかわらず、この場合には第２の位相を考慮すれば、上記の基準レベルに所望の位相差がつねに得られるのである。
【００１６】
ここでさらに指摘しておきたいのは、少なくとも内部測定装置の変調器ないしは受信器を同期化するためにコストのかかる電子装置を設けない場合には、変調器および受信器の位相跳躍を回避するため、すべての送信路の測定中に送信装置のシステムリスタートが発生しないようにする。これについて以下ではさらに詳しく述べる。
【００１７】
上記の外部測定装置の接続を除き、本発明による方法のすべてのステップは当然のことながら自動で実行することができる。例えば上記の第１の較正測定によってユーザをガイドすることが可能であり、ここでこれは、このユーザに、どのスロットに上記の外部測定装置を接続すべきであるかを通知することによって行われ、このユーザは、この外部測定装置を接続したこれを動作させることができる。つぎに上記の測定が自動的に実行され、その後つぎの送信路に対する新たに指示が出力される。さらに指摘しておきたいのは、有利には上記の外部測定装置に、例えば５０Ω終端抵抗であるダミーロード（dummy load）を後置接続できることあり、これは理想的なコイル部材を模擬し、上記の較正に使用される高周波信号の反射成分を回避することができる。
【００１８】
したがってまとめると本発明によって提案されるのは較正、監視および駆動制御方法であり、これによってマルチチャネル高周波送信システムにおいて高周波パルス／高周波信号の位相の合った送信および検出が可能になる。このことは、磁気共鳴装置における高周波マルチチャネル送信システムの制御ならびに患者内に形成される局所ＳＡＲの監視にとって殊に重要である。ここで説明している手法は、使用される高周波コイルないしは使用されるコイル部材に依存しない。またこの手法は任意の個数の送信路に対して実現可能である。さらにこの手法は、簡単かつコスト的に有利に実現可能である。
【００１９】
本発明の別の有利な実施形態では、上記の内部測定装置および外部測定装置として、アナログデジタル変換器を有する受信器に接続されている１つずつの方向性結合器を使用するようにすることが可能である。上記のアナログデジタル変換器に加えて上記の受信器は復調器を有することができる。この受信器によって記録した測定値、具体的に上記の位相は、この場合にデジタル信号として上記の送信装置の制御装置に伝送され、この制御装置は、上で説明したように、上記の測定値を相応に評価して後続処理に使用する。高周波信号の位相（および場合によって付加的に振幅）に対するこのような測定装置は、従来技術においてすでに広く知られており、ここで詳しく説明する必要はない。
【００２０】
本発明の有利な実施形態において、上記の外部測定装置に所属する受信器、殊に上記の送信装置に固定に組み込まれる受信器は、この外部測定装置用にだけに使用することができる。この外部測定装置が、可能な限りに独立して、かつ、各送信チャネルに対して同じになるようにするため、この外部測定装置に対し、専用かつこれに固定に割り当てられた受信器を使用し、この受信器は、上記の送信装置にも固定に組み込むことができるため、上記の測定結果は、上記の送信装置の制御装置に直接に伝送することができ、手動で接続すべき部分を低減することができる。
【００２１】
本発明の１つの変形実施形態において、上記の内部測定装置の受信器がこれらの内部測定装置だけに固定に対応付けられるのに対し、高周波コイルを用いた磁気共鳴信号の受信用にも上記の内部測定装置用の受信器を使用することも可能である。この場合には、従来技術において基本的に公知であるように、送信路毎に１つの受信路も実現し、送信と受信とは、スイッチ手段によって切り換えることができる。この場合に送信された信号は、通常通りに上記の方向性結合器を通過し、また受信時に受信信号はスイッチマトリクスを通過して上記の受信器に伝送される。
【００２２】
本発明の方法の殊に有利な実施形態では、第１の較正測定の一部として、殊に高周波コイルを接続して、明瞭に定めたテスト信号を各送信路に送信し、テスト信号毎に、上記の内部測定装置を用いて、進行テスト信号および反射テスト信号の振幅および位相を測定してチェック値として記憶する。ここではチェック測定の少なくとも１つの後の時点に同じ構成で、すなわち殊にここでも高周波コイルを接続し、送信路毎に新たに上記のテスト信号を送信して、テスト信号毎に上記の内部測定装置を用いて進行テスト信号および反射テスト信号の振幅および位相を測定する。１つの送信路に対してこれらのチェック値が偏差している場合にケーブルエラーを確定してこれを出力する。このようにすることによって本発明により、例えば、内部測定装置とコイル部材との間のケーブル破断を識別することができ、そのために第１の較正測定の枠内において付加的に基準測定を行う。この際に各チャネルに、すなわち各送信路に順番に、あらかじめ定めたテスト信号を送信する。上記の送信路の進行波および反射波の位相および振幅は検出されて記憶される（このために内部測定装置の各方向性結合器に２つの受信器を接続して、上記の進行波および反射波が検出できるようにすることが可能である）。ここで説明している基準測定は、高周波コイルを接続して行うことができるが、閉じていない送信ケーブル端部によって行うことも可能である。トリガに対する応答として、例えば送信装置のリスタートに対する応答として、完全自動でチェック測定を行うことができる。このためには上記の第１の較正測定の一部としての基準値測定に類似して、上記のあらかじめ定めたテスト信号を順番にすべての送信路を介して送信する。ここでは上記の振幅および位相を新たに測定する。この際に示されたのは、殊に上記の位相が、破断などによるケーブルの長さ変化に極めて高い感度で反応することである。上記の内部測定装置、殊に方向性結合器と、上記のコイル部材との間の送信路が損傷した場合、反射波の振幅および位相が変化し、上記の増幅装置と方向性結合器との間のケーブルが損傷した場合、上記の進行波の振幅および位相さえも変化する。したがって位相および／または振幅と、上記の基準測定において記録したチェック値とを比較することにより、ケーブルエラーがあるか否かおよびどこにケーブルエラーがあるかを確定することできる。この際に重要であるのは、上記の測定装置が、基準測定と同じであり、したがってここでも同じ高周波コイルを接続可能であるかまたはここでもケーブル端部が開放されている（コイルが挿入されていない）ことである。ここで指摘しておきたいのは、上記のチェック測定（比較測定）の自動トリガに関係して、当然のことながら、コイルが上記の測定装置に接続されているか否かおよびどのコイルが上記の測定装置に接続されているについても検出できることであり、このことは従来技術において一般的に知られている。上記の送信路の端部を開放して動作する場合に有利であり得るのは、上記の送信装置をスタートさせた直後、かつ、高周波コイルを接続する前に上記のチェック測定を行うことである。さらに第１に指摘しておきたいのは、位相および振幅をこのように測定する際には当然のことながら、上で説明したように上記の第１および第２の位相に起因する上記の補正値をすでに使用することである。さらに、高周波コイルを接続して動作する場合、上記のコイル負荷は基準測定と同じになるはずであり、これは磁気共鳴装置において無負荷のコイルによって保証できることを指摘しておく。
【００２３】
すでに述べたように上記の送信装置をリスタートさせる際には上記の内部測定装置の変調器および受信器の相異なる位相が生じることがあり得る。これには、極めて複雑でありかつ実現が困難な同期化装置によって対抗することができる。このような装置を設ける際には、第１の較正測定の結果をつねに変化させずに継続使用することができる。しかしながらこのために大きなコストが必要であるため、これはあまり好ましくない。さらに上記の送信装置をリスタート後に都度、第１の較正測定を新たに行わなければならないことはあまり望ましくない。なぜならばこれは、毎回、送信路毎に上記の外部測定装置を接続することになり得るからである。
【００２４】
これらの問題を解決するため、本発明の極めて有利な形態では、複数の信号路に信号を形成するため、１つずつの変調器を使用し、上記の内部測定装置は１つずつの受信器または上記の受信器を有しており、第１の較正測定中に
ａ）  すべての受信器の位相と、複数の変調器のうちのあらかじめ定めた１つの基準変調器の位相とを比較して、各偏差を各受信器基準位相として記憶し、および／または、
ｂ）  すべての変調器の位相と、あらかじめ定めた基準受信器の位相と比較して、各偏差を各変調器基準位相として記憶し、
送信装置のリスタートに続く第２の較正測定中に、
ａ）  すべての受信器の位相と、複数の変調器のうちのあらかじめ定めた基準変調器の位相とを比較して、各偏差を各現在受信器の位相として記憶し、および／または、
ｂ）  すべての変調器の位相と、あらかじめ定めた基準受信器の位相と比較して、各偏差を各現在調器の位相として記憶し、
各第２の較正測定の後に、送信路毎に正しい位相で駆動制御および／または補正を行うために、上記の現在受信器の位相と受信器基準位相との間の複数の差分のうちの少なくとも１つの差分および現在変調器の位相と変調器基準位相との間の複数の差分のうちの少なくとも１つの差分も考慮し、殊に、上記の第１の位相および第２の位相の差分として求められた補正値に、現在受信器の位相と受信器基準位相との差分を加算し、および／または、上記の駆動制御位相を求めるため、目標位相から、現在変調の位相と変調器基準位相との上記の差分も減算する。
【００２５】
このようにして本発明によって可能になるのは、送信装置のリスタート毎に自動的に行われる第２の較正測定により、送信装置のリスタート時における変調器または受信器（レシーバ）の位相跳躍も考慮することである。ここでこれが行われるのは、第１の較正測定中に参照値が記録されており、したがって変調器および／または受信器のどの相対的位相に対して第１の位相および第２の位相が記録されたかが既知の場合である。したがってこの場合には、場合によっては発生するさらなるシフトがわかれば、上記の補正過程ないしは駆動制御過程を修正することができ、その際には極めてコストのかかる同期化装置が必要になることはない。ここで提案されるのは、変調器における位相差を確定するために１つずつの固定の受信器を比較に使用し、また受信器における位相差を確定するために１つずつの固定の変調器を比較に使用することである。これによって固定した基準が得られ、この基準により、変調器基準位相と現在変調器の位相との比較、ないしは受信器基準位相と現在基準の位相と比較が可能になる。すなわち、最終的には送信装置のリスタート後毎に、１回だけ実行されるべき「チューンアップ」測定とも称することの可能な第１の較正測定のステップａ）およびｂ）を繰り返され、これによって上記の現在の位相が求められるのである。
【００２６】
すでに述べたようにここで有利であるのは、送信装置のリスタート毎に第２の較正測定を自動的に実行する場合である。ここで指摘しておきたいのは、送信装置内の相応する「測定路」に対し、当然のことながら適当なスイッチ手段を設けられることであり、このスイッチ手段は、上記の測定を可能にするため、送信装置の制御装置によって自動的に駆動制御することも可能である。
【００２７】
受信器基準位相および現在受信器の位相を求めるため、スプリッタを用いて所定の基準変調器の比較信号を上記の複数の受信器に分配すると有利である。これに類似して有利であるのは、変調器基準位相および現在変調器の位相を求めるため、結合器を介して変調器の比較信号を所定の基準受信器に伝送する場合である。すでに述べたようにこの場合には手動で作用を及ぼすことなく自動的に第２の較正測定を実行できるようにするため、相応する路に付加的に適当なスイッチ手段を設けることができる。
【００２８】
上記の方法の他に本発明は、磁気共鳴装置用の送信装置にも関しており、この送信装置は、１つの高周波コイルの複数のコイル部材を独立して駆動制御するように構成されており、このためにこの送信装置は、複数の送信路を有しており、これらの送信路には、１つの変調器と、１つの増幅装置と、送信される高周波信号の第１の位相を測定するための上記の増幅装置に後置接続される１つの内部測定装置と、基準コイルのコイル部材用の、基準レベルとみなされるスロットと、送信される高周波信号の第２の位相を測定するために１つのスロットに接続可能な外部測定装置とが含まれており、上記の送信装置はさらに、本発明の方法を実行する制御装置とを有する。本発明に方法についてのすべての説明は、本発明による上記の送信装置に同様に転用することができるため、この送信装置によって上で説明した利点を得ることができる。殊に上で説明した構成上の実施形態、例えば結合器および／またはスプリッタの使用は、本発明の送信装置に問題なく転用可能である。この送信装置は、磁気共鳴装置の一部分とすることができ、この磁気共鳴装置は、独立して駆動制御可能な複数のコイル部材を含む高周波コイルを有する高周波マルチチャネル送信システムを有する。上記の制御装置は、第１の較正測定用に構成することができ、ユーザを第１の構成測定によってガイドすることができる。このガイドは、ユーザによって行うべき行動、例えば外部測定装置の接続および／または差し替えに関係するものであり、このために、例えば、適当な出力手段、ないしは、外部測定装置の接続後にユーザが操作を行い得る適当なスイッチなどを設けることができる。上記の方法のすべての測定ステップは、また場合によっては実行すべき第２の較正測定も、自動的にトリガしてスタートさせて実行することができる。
【００２９】
ここにおいてさらに注意しておきたいのは、ケーブル破断またはその他のケーブル損傷の検出に関して、基準測定およびチェック測定の２つの段階を実行することであり、すなわち１回は負荷ありで行い、別の１回は負荷なしで行い、２つの比較の可能性が得られるのである。
【実施例】
【００３０】
本発明の別の利点および詳細は、以下で説明する実施例から明らかになり、また図面によって明らかになる。
【００３１】
図１には磁気共鳴装置１の原理概略図が示されており、この磁気共鳴装置には、ここではわかりやすくするために詳しく示していないが、従来技術において一般である複数のコンポーネントが、例えば超伝導主磁石を有する主磁石ユニットが含まれており、この主磁石ユニットにより、患者ベンチを入れることの可能な患者収容部を定められる。一般的にはさらに、患者収容部を取り囲んでグラジエントコイル装置が設けられている。
【００３２】
核スピンを励起するための高周波信号は、磁気共鳴装置１において高周波マルチチャネル送信システム２によって形成される。この送信システムは、高周波コイル３、例えばボディコイルを含んでおり、このボディコイルは、独立して駆動制御可能な複数のコイル部材４から構成される。これにより、個々のコイル部材４によって形成されかついわゆるＢ１マップとして測定されて記憶される磁場がわかれば、任意の励起を形成することができる。またこのことが意味し得るのは、コイル部材４が相異なる位相で駆動制御されて、位相差が形成され、この位相差により、例えば所定の領域において所望の干渉が発生することである。コイル部材４およびそのケーブルの位相特性が、すでに基本的に既知であり、またコイル部材４のメーカからモデルの一部として一緒に供給される場合、このことは、コイル部材４を介して、送出すべき高周波信号を供給する送信装置６には必ずしも当てはまらない。正しい位相での駆動制御および正確な位相差のチェックを可能にするため、この実施例において送信装置６のスロット８によって定められる基準レベル７におけるこの位相差は既知でなければならない。本発明が取り扱うのは、送信される高周波信号の送信時およびチェック測定時に、発生し得る位相の相違について送信装置６を較正すること、ならびに、送信装置６の通常の動作時に較正情報を利用することである。
【００３３】
このためにまず図２を参照して送信装置６の構造を説明する。図２は、相異なるコンポーネントの基本的な作用関係を示す基本図であるが、正確な回路図を再現してはいない。しかしながら当業者は問題なくこれを具体的に実現することが可能である。
【００３４】
基本的に公知であるように送信装置６には、チャネル毎にすなわち各コイル部材４毎に１つの送信路が設けられており、この送信路ではまず高周波信号が小信号として変調器９によって形成される。この小信号は、高周波増幅器１０に伝送されてそこで所望の振幅に増幅される。その後、このようにして増幅された高周波信号をスロット８に伝送することができる。この実施例では、一般的にはｎ個である送信路毎に複数のコンポーネントが示されているのではなく、わかりやすくするため、第１の送信路ｉ＝１と、最後の送信路ｉ＝ｎとだけに対して示されており、その他のコンポーネントは、相応する４点リーダで示されている。
【００３５】
空間および電磁的な場の状況に起因して、磁気共鳴装置１において一般的に可能でないのは、高周波信号の位相および振幅を取り入れる内部測定装置をスロット８に配置すること、すなわち基準レベル７に直接に配置することである。したがって内部測定装置とスロット８との間では、場合によっては送信チャネル毎にケーブル長が異なり、さらに場合によっては内部測定装置自体の間で違いがある。この実施例では、増幅装置１０に後置接続された内部測定装置は、１つずつの方向性結合器１１および受信器１２によって実現されており、ここで受信器１２には、復調器およびアナログデジタル変換器が含まれている。
【００３６】
送信装置６の動作は制御装置２２によって制御され、この制御装置も本発明の方法を実行する。
【００３７】
本発明による方法を用いれば、ｎ個のコイル部材４を有する１つの高周波コイル３において、正しい位相で複数の高周波パルス（高周波信号）で送信して検出する、送信装置６の動作が可能になり、このために一連の較正測定を行う。これらの較正測定は、１回だけ行われる第１の較正測定（チューンアップ）と、送信装置６のリスタート後毎に行なわれる第２の較正測定とに区別される。これらをまとめて以下で詳しく説明する。
【００３８】
送信装置６のコンポーネント間のケーブル接続した後、送信装置６を最初に接続する際には、以下の測定を１回実行する。この際には、変調器９および受信器１２の位相跳躍を回避するため、上記の測定が終了するまで送信装置６のシステムリスタートが行われないように前もって注意しなければならない。
【００３９】
はじめに実行される第１の較正測定の第１の部分測定には外部測定装置が使用される。この外部測定装置そのものも方向性結合器１３および受信器１４を有しており、この受信器は、この場合に送信装置６に固定に組み込まれている。方向性結合器１３を有するこの部分は、スロット８に直接接続することができるため、上記の位相を実際に基準レベル７において測定することができる。ここでは理想コイルを定める５０Ωのダミーロード（"dummy load"）１５を使用する。上記の外部測定装置によって可能であるのは、これを順次にすべてのスロット８に接続できた後、すべての送信路に対して位相を基準レベル７において測定することである。これらの測定はつねに同じ外部測定装置によって行われるため、上記の位相は比較可能であり、当然のことながら測定毎に変調器９を同じ位相で、すなわちあらかじめ設定した高周波信号（テストパルス）で駆動制御する。
【００４０】
測定の流れはつぎようになっている。すなわち、外部の方向性結合器をｉ番目の送信路のスロット８に接続する。つぎに、あらかじめ設定した高周波信号を送信し、受信器１４によって、したがって信号路１６を介して外部の方向性結合器１３における位相αiを測定する。以下では位相αiを第２の位相と称することにする。この第２の位相αiは記憶され、また以後、補正した駆動制御位相φc,iを計算するために使用することでき、ここで基準レベル７において目標位相φz,iを得るためには、この補正した駆動制御位相φc,iによってｉ番目の変調器９を駆動制御しなければならない。上記の目標位相φz,iは、所望の位相差から得られる。このことが意味するのは、目標位相φt,iが既知の場合、制御装置２２はまず、すなわち以下で述べるようにまだシステムリスタートが行われないうちは、各送信路ｉ毎に駆動制御位相を
φc,i＝φt,i−αi
と計算することできる。
【００４１】
しかしながら第１の部分測定では、同様にテストパルスとも称することができる上記のあらかじめ設定した高周波信号に対し、内部測定装置の内部の方向性結合器１１における第１の位相βiも測定される。上記の第１の位相および第２の位相は、ｎ個のすべての送信チャネルに対して測定される。この際には制御装置２２によって出力手段を駆動制御することにより、ユーザのサポートを実現することができる。この制御装置は、例えば、上記の外部測定装置、すなわち方向性結合器１３を所定のスロットに接続し、その後、測定の準備が整ったことを示すために操作部材を操作せよという指令を行うことができる。
【００４２】
上記の第１および第２の位相が既知である場合、（少なくともシステムリスタートまで）方向性結合器１０における別の測定値を換算して、基準レベル７における上記の位相が得られるようにすることが可能である。ｉ番目の方向性結合器１１において測定した位相をψm,iと称する場合、以下に示すように、制御装置２２によって補正を行い、対応するスロット８における位相ψs,iが得られる。すなわち、
Ψs,i＝αi−（βi−ψm,i)＝ψm,i−（βi−αi）
である。
【００４３】
したがって値（βi−αi）は補正値であり、この補正値も上記の制御装置２２に記憶される。
【００４４】
しかしながら本発明による動作方法により、別の複数の作用、すなわち第１には、相異なる変調器と相異なる受信器１２との間の位相比が、送信装置６のリスタートの後、上記の第１の較正測定の際の位相比ともはや同じであるはずはないという事実が考慮され、また第２にはケーブル破断の可能性も考慮されるため、第１の較正測定の一部として別の複数の部分測定が行われる。したがって信号路１７を介して第１の位相βiを、また信号路１６を介して第２の位相αiを測定した後、上記の外部測定装置は、元のようにスロット８から取り外されて、第２の部分測定として、すべての受信器１２の位相と、つねに同じ変調器９から得られる統一された基準信号とが比較され、これらの偏差が受信器基準位相γiとして記憶される。このために送信装置６は、スプリッタ１８を有しており、このスプリッタは、第２の部分測定のため、相応するスイッチ手段１９を介し、制御装置２２によってスイッチオンすることができる。スプリッタ１８は、あらかじめ設定した固定の基準変調器９の信号を受信器１２に分配するため、γiを求めることができる。これらの受信器基準位相γiは記憶される。
【００４５】
つぎの第３の部分測定では、すべての変調器９の位相と、あらかじめ設定した固定の基準受信器１２の位相とが比較され、偏差は、変調器基準位相δiとして記憶される。このためには結合器２０が使用され、この結合器にも制御装置２２によって駆動制御可能な相応するスイッチ手段２１が対応付けられる。つぎに実際の測定が基準受信器１２において行われる。上記の記憶された値γiおよびδiは後に、送信装置６のリスタートおよび第２の較正測定の後に使用され、これによって個々の変調器９ないしは受信器１２の位相跳躍を確定させることができる。
【００４６】
最後にさらに第４の部分測定を行う。この第４の測定は、内部測定装置によって、すなわち方向性結合器１１において行われる。ここではすでに上で説明した補正値（βi−αi）を使用する。後にケーブル破断またはその他のケーブル損傷を確認できるようにするため、明瞭に定めたテスト信号を各送信路において送信する。しかしながら高周波コイル３にすでにコイル部材４が接続されているかまたは端部が解放されているかにかかわらず、スロット８の後方には、明瞭に定められた負荷状況が設定される。このテスト信号に対し、進行テスト信号および反射テスト信号の位相および振幅を上記の内部測定装置によって測定する。ここでは受信器１２は相応に、進行波および反射波に対する装置をシンボライズする。送信路毎に進行テスト信号および反射テスト信号の位相および振幅をチェック値として記憶する。
【００４７】
これにより、チューンアップ時の第１の較正測定が終了し、送信装置６の動作を開始することができ、上記の２つの式にしたがい、駆動制御位相と、基準レベル７に関連する補正した測定値とが得られる。
【００４８】
第２の較正測定は、送信装置６をリスタートした後に行われる。なぜならば、リスタートの後、変調器９の位相δiおよび受信器１２の位相γiは変化し得るからである。したがって第２の較正測定では自動的に、すなわちオペレータの介入を必要とすることなく、上記の第１の較正測定の第２および第３の部分測定を繰り返し、値δ*iおよびγ*iを得るのである。この自動化された測定の実行は、駆動制御可能ないしはプログラム可能なスイッチ手段１９，２１を使用することによって行われる。当然のことながらその他にこのようなスイッチ手段を信号路１７に対しても設けることができる。
【００４９】
現在受信器の位相γ*iおよび現在の変調器の位相δ*iが既知になるとはじめて、変調器９および受信器１２において場合によって存在する位相跳躍を考慮することができ、補正した駆動制御位相φc,iに対して
φc,i＝φt,i−αi−(δ*i−δi）
が得られる。
【００５０】
これに相応して方向性結合器１１における位相から、基準レベル７における上記の位相を求めることが可能な上記の公式は、
Ψs,i＝ψm,i−(βi−αi)−(γ*i−γi)
と更新される。
【００５１】
付加的には送信装置６のリスタートの後、上記のシステム２は、送信ケーブルの破断を検査し、この際には、第１の較正測定の第４の部分測定の場合と同じ状態を形成して、すなわち上記のチューンアップ測定に類似して、チェック測定において、明瞭に定められたテスト信号を順番にすべての送信路に送信する。すべての送信路に対して上記の補正を適用した後、上記の進行テスト信号および反射テスト信号の上記の位相および振幅を新たに測定して上記のチェック値と比較する。増幅装置１０と方向性結合器１１との間にケーブル破断またはケーブル損傷がある場合には進行波の振幅および位相が変化し、高周波コイル３を接続したコイル部材４においてまたは解放した端部において、コイルスロット８と方向性結合器１１との間にケーブル破断またはケーブル損傷がある場合、反射波の振幅および位相が変化する。ここで全体として注意したいのは、ケーブル長変化が、上記の位相において殊に明瞭に識別できることである。エラーが確認される場合、送信装置６の動作が中断され、したがって高周波マルチチャネル送信システム２の動作が中断される。
【００５２】
ここで指摘したいのは、高周波コイル３がスロットに接続されているか否か、および／またはどの高周波コイル３がスロットに接続されているかという事実は、従来技術において基本的に公知の検出装置によって容易に確認できることである。その他には、上記のチェック値に関係する、上記の２つの較正測定の部分測定を、相異なる負荷状態ないしは接続状態に対して複数回実行することも考えられる。これにより、例えば、スロットからコイル部材３に至るケーブルに、または送信装置６内に、問題があるか否かを区別することができる。
【００５３】
ここまで本発明を有利な実施形態によって詳しく述べて説明して来たが、本発明は、ここで説明したこれらの実施例に限定されることはなく、当業者は、本発明の権利保護範囲を逸脱することなくここから別の複数の変形実施形態を導出することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  磁気共鳴装置、  ２  高周波マルチチャネル送信システム、  ３  高周波コイル、  ４  コイル部材、  ５  ケーブル、  ６  送信装置、  ７  基準レベル、  ８  スロット、  ９  変調器、  １０  増幅装置、  １１  方向性結合器、  １２  受信器、  １３  方向性結合器、  １４  受信器、  １５  終端部、  １６  信号路、  １７  信号路、  １８  スプリッタ、  １９  スイッチ手段、  ２０  結合器、  ２１  スイッチ手段、  ２２  制御装置
【図１】
2014204992.tif 000003
【図２】
2014204992.tif 000004