(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気共鳴装置の最適化方法、磁気共鳴装置の作動方法、シーケンス最適化ユニット、磁気共鳴装置およびコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】磁気共鳴シーケンスの最適化方法は、複数の傾斜磁場パルスが複数の傾斜磁場軸上に分布され、複数の傾斜磁場軸がそれぞれ不変のまま保持される複数の固定点タイムインターバルＩＦと最適化をすることのできる複数の可変タイムインターバルＩＯとを有するようにされた磁気共鳴シーケンスを受け取るステップと、磁気共鳴シーケンス内における複数の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルと複数の傾斜磁場軸の可変タイムインターバルとを識別するため複数の傾斜磁場軸に対してそれぞれ別々に磁気共鳴シーケンスを自動的に分析するステップと、複数の傾斜磁場パルスのうち少なくとも１つの可変タイムインターバル中に生じる少なくとも１つの傾斜磁場パルスを自動的に最適化するステップと、を有する。【選択図】図５
2015136627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴装置の磁気共鳴シーケンスを最適化する方法であって、
・複数の傾斜磁場パルスを含む磁気共鳴シーケンスを受け取る（adopt）ステップであって、前記複数の傾斜磁場パルスが複数の傾斜磁場軸上に分布され、前記複数の傾斜磁場軸がそれぞれ不変のまま保持される複数の固定点タイムインターバルと最適化されることができる複数の可変タイムインターバルとを有するステップと、
・前記磁気共鳴シーケンス内における前記複数の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルと前記複数の傾斜磁場軸の前記複数の可変タイムインターバルとを識別するため前記複数の傾斜磁場軸に対してそれぞれ別々に磁気共鳴シーケンスを自動的に分析するステップと、
・前記複数の傾斜磁場パルスのうち少なくとも１つの傾斜磁場パルスを自動的に最適化するステップであって、前記少なくとも１つの傾斜磁場パルスが少なくとも１つの可変タイムインターバル中に生じるステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記磁気共鳴シーケンスが、
前記複数の傾斜磁場軸のうち少なくとも１つの第１の傾斜磁場軸上に固定点タイムインターバルが存在し、前記複数の傾斜磁場軸のうち少なくとも１つの別の傾斜磁場軸上に可変タイムテーブルが存在する少なくとも１つの時間領域を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記複数の傾斜磁場軸のうち１つの傾斜磁場軸のタイムインターバルが、前記傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルとして識別され、
前記磁気共鳴シーケンスにより前記タイムインターバルにおいて、
・高周波パルスの送信、
・生データの読み出し、
・前記傾斜磁場軸上にフロー（flow）補償傾斜磁場パルスの投入、
・前記傾斜磁場軸上に拡散（diffusion）傾斜磁場パルスの投入、
・前記傾斜磁場軸上にノック（knock）傾斜磁場パルスの投入、
のうち少なくとも１つが起こる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
傾斜磁場軸のタイムインターバルが、固定点タイムインターバルか可変タイムインターバルであるかの識別が、
・前記高周波パルスの送信時間の分析、
・読み出し時間の分析、
・前記傾斜磁場軸の傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線の分析、
・１つのパラメータセット内に含まれる識別子の分析、
のうち少なくとも１つにより行われる請求項１から３の１つに記載の方法。
【請求項５】
前記傾斜磁場パルスのモーメント（moment）は、前記少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際し、一定に保持される請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
固定点における前記少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場振幅は、前記少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際して一定に保持され、
前記固定点は、好適には隣接する固定点タイムインターバルで少なくとも１つの可変タイムインターバルのインターバル境界における少なくとも１つの境界値を有する請求項１から６の１つに記載の方法。
【請求項７】
固定点における前記少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場振幅のスロープは、前記少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際して一定に保持され、
前記固定点は、好適には隣接する固定点タイムインターバルで少なくとも１つの可変タイムインターバルのインターバル境界における少なくとも１つの境界値を有する請求項１から６の１つに記載の方法。
【請求項８】
１つの傾斜磁場軸の互いに隣接する傾斜磁場パルスが、１つの共通の傾斜磁場パルスにまとめられる請求項１から７の１つに記載の方法。
【請求項９】
磁気共鳴装置の作動方法であって、
まず請求項１から８の１つに記載の方法により磁気共鳴シーケンスを最適化し、次に前記磁気共鳴装置を最適化された前記磁気共鳴シーケンスを利用して作動させる作動方法。
【請求項１０】
磁気共鳴装置の磁気共鳴シーケンスの最適化のためのシーケンス最適化ユニットであって、
請求項１から８の１つに記載の方法を実行するように構成されたコンピュータを有するシーケンス最適化ユニット。
【請求項１１】
請求項１０記載のシーケンス最適化ユニットを備えた磁気共鳴装置。
【請求項１２】
磁気共鳴装置のプログラミング可能なコンピュータのメモリに直接読み込み可能なコンピュータプログラムであって、
前記磁気共鳴装置のコンピュータにおいて実行されるときに、請求項１から８の１つに記載の方法を実行するためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴装置の磁気共鳴シーケンスの最適化方法、磁気共鳴装置の作動方法、シーケンス最適化ユニット、磁気共鳴装置およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴トモグラフィーシステムとも呼ばれる磁気共鳴装置では一般に、被検者特に患者の検査すべき身体が静磁場磁石を用いて、たとえば１．５または３または７テスラの比較的高い静磁場に曝される。付加的に、傾斜磁場コイルユニットにより傾斜磁場パルスが印加される。次に、高周波アンテナユニットを介して適当なアンテナ装置により高周波化された高周波パルス、特に励起パルスが送信され、その結果この高周波パルスにより共鳴励起された一定の原子の核スピンが静磁場の磁場線に対して所定のフリップ角だけ傾けられる。核スピンの緩和の際に高周波信号、いわゆる磁気共鳴信号が発信され、適当な高周波アンテナにより受信され、再処理される。このようにして取得された生データから、最終的に所望の画像データが再構成される。
【０００３】
一定の測定には、それゆえパルスシーケンスとも呼ばれる一定の磁気共鳴シーケンスが発信される必要があるが、このシーケンスは一連の高周波パルス、特に励起パルスおよびリフォーカスパルス、並びにこれに合わせてコーディネートされて種々の空間方向に沿って種々の傾斜磁場軸に発信される傾斜磁場パルスから成る。これに時間的に適合されて読み取り窓がセットされ、この窓は誘起された磁気共鳴信号を検出する時間空間を予め設定する。この場合、画像形成にとって重要なことは、特にシーケンス内のタイミング、すなわち如何なるタイムインターバル（時間間隔）で、どのような傾斜磁場パルスが順次続くかである。多数の制御パラメータは、通常いわゆる測定プロトコルにおいて定義されるが、このプロトコルは予め作られ、一定の測定のためにたとえばメモリから呼び出され、場合によってオペレータによりその場で変更され、オペレータはたとえば測定すべきスライスの積層体の一定のスライス間隔、スライス厚などの付加的な制御パラメータを予め設定できる。次いで、これらのすべての制御パラメータを基にして磁気共鳴シーケンスが計算される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、磁気共鳴シーケンスの最適化を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、独立請求項の特徴により解決される。有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明による磁気共鳴装置の磁気共鳴シーケンスの最適化方法は、以下の工程：
・複数の傾斜磁場パルスが複数の傾斜磁場軸上に分布され、複数の傾斜磁場軸がそれぞれ不変のまま保持される複数の固定点タイムインターバルと最適化をすることのできる複数の可変タイムインターバルとを有するようにされた磁気共鳴シーケンスを受け取ること、
・磁気共鳴シーケンス内における複数の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルと複数の傾斜磁場軸の可変タイムインターバルとを識別するため、複数の傾斜磁場軸に対してそれぞれ別々に磁気共鳴シーケンスを自動的に分析すること、
・複数の傾斜磁場パルスのうち少なくとも１つの可変タイムインターバル中に生じる少なくとも１つの傾斜磁場パルスを自動的に最適化すること、
を有することを特徴とする。
【０００７】
特にそれ自体は出来上がってはいるが、すなわち送信準備ができているが本発明方法においてまだ最適化可能な磁気共鳴シーケンスが受け取られる。この磁気共鳴シーケンスは、典型的には或る数、すなわち１つまたは複数の高周波パルス、たとえば少なくとも１つの励起および／またはリフォーカスパルス、並びに時間的にこれにコーディネートされた或る数の傾斜磁場パルスを有する。傾斜磁場パルスは、典型的にはその傾斜磁場振幅、傾斜磁場パルス持続時間について、および側縁勾配すなわち一般にスルーレート（Slew-Rate）と呼ばれている傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線（波形）の一次微分ｄＧ/ｄｔについて定義される。傾斜磁場パルスのもう一つの重要な値は、モーメントまたは傾斜磁場モーメントとも呼ばれる傾斜磁場パルスモーメントで、これは振幅の時間積分により定義される。磁気共鳴シーケンス内では、典型的には高周波パルスの正確なパラメータ、すなわち時間的位置および形状が正確に規定され、同様に個々の傾斜磁場パルスが時間的長さ、振幅、側縁勾配などの一定のパラメータにより厳密に設定される。磁気共鳴シーケンスおよびそのパラメータは、この場合一般には解決すべき画像形成の課題から規定される。
【０００８】
磁気共鳴シーケンスは典型的にはイベントブロックとも呼ばれる時間的に相前後するシーケンシャルなタイムインターバルの形で制御ユニットに伝送され、制御ユニットは次いでたとえば個々の高周波パルスを送信するための高周波アンテナユニットと個々の傾斜磁場パルスを送信するための傾斜磁場コイルユニットを制御する。本発明方法では、有利なことにシーケンス最適化ユニットへの磁気共鳴シーケンスの伝送はタイムインターバルの形で行われる。各タイムインターバルは、この場合通常たとえば脂肪飽和パルス、一定のスポイラー傾斜磁場、１つの傾斜磁場エコーシーケンス内の一定の反復の送信などの一定のイベントを特徴化する。この場合、個々のイベントは場合によっては複数の高周波パルスまたは投入された読み出し窓、ならびにこれに適合して投入された傾斜磁場パルスから成ることができる。この場合読み出し窓の投入とは、典型的には磁気共鳴信号の受信装置、たとえば磁気共鳴装置の受信コイルに接続されたＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）の起動を意味する。
【０００９】
さらにシーケンス最適化ユニット、特に分析ユニットにより磁気共鳴シーケンスの自動分析が行われ、磁気共鳴シーケンス内の不変のまま保持される固定点タイムインターバルと、磁気共鳴シーケンス内の最適化をすることのできる可変タイムインターバルとが識別される。この場合、固定点タイムインターバルとは、傾斜磁場パルスがその規定通りの機能を引き続き実現することができるように傾斜磁場パルスの目下の値が不変に固定されている個々の時点またはタイムインターバルを意味する。これには、たとえばスライス選択傾斜磁場または一定のコーディングを一定の時点で達成するのにまさに役立つ読み出し時間中の傾斜磁場パルスが挙げられる。ほかの例は後述する。
【００１０】
一定の傾斜磁場パルスが、完全に定められた値を示さなければならないこれらの不変な個々の点またはタイムインターバルのほかに、これらの間には可変タイムインターバルも存在しており、これらの可変タイムインターバルには、一定の機能は実現するが正確に時間設定を遵守するかどうかおよびたとえば完全に正確な時点に傾斜磁場パルスの一定の振幅が生じるかどうかを問題にしない傾斜磁場パルスが全部または部分的に配置されている。しばしば、一定の時点までに傾斜磁場パルスの設定された振幅が達成され、一定の時間以降は傾斜磁場パルスの設定振幅が下降するか、またはより広い幅のタイムインターバル内で傾斜磁場パルスの少なくとも一定のモーメントが達成されるか、だけが問題になることがある。このタイムインターバルでは、傾斜磁場パルスの曲線、すなわち傾斜磁場パルスの形状、パルス波形または傾斜磁場曲線が原則として一定の境界条件を考慮のもとに変化させることが可能であり、その結果これらの可変タイムインターバルは最適化のために供される。
【００１１】
次の工程において、可変タイムインターバル内で少なくとも１つの傾斜磁場パルスの自動最適化が行われる。この場合、自動最適化は特に予め設定された最適化基準により行われる。この場合、原則として任意の最適化基準が設定可能である。たとえば、本発明の枠内の一実施態様では最適化は、傾斜磁場パルスによるコーディングをできるだけ早く行って、たとえば血流のような可動物体によるフローアーチファクトを最小化するために行われる。
【００１２】
別の有利な実施態様では、たとえばノイズ減少のためすくなくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化が行われる。磁気共鳴シーケンス中に傾斜磁場パルスを送信する磁気傾斜磁場コイルが、しばしばおよび迅速に切換えられることがある。磁気共鳴シーケンス内での時間設定は、一般に極めてきびしく、そのうえ磁気共鳴検査の全持続時間を規定する磁気共鳴シーケンスの全持続時間はできるだけ短くしなければならないので、一方では傾斜磁場振幅は４０ｍＴ/ｍに、およびスルーレートは２００ｍＴ/ｍ/ｍｓまでにしなければならない。特にこのように高い側縁勾配は、傾斜磁場パルスの投入中に公知のように騒音現象を惹起する。磁気共鳴装置のほかのコンポーネント、特に高周波シールドによる渦電流はこのような煩わしい騒音の一因である。そのほかに、傾斜磁場パルスの急峻な側縁は比較的大きなエネルギー消費を生じ、さらに傾斜磁場コイルおよびほかのハードウエアに大きな要求を課すことがある。急速に変化する傾斜磁場は、傾斜磁場コイル内にひずみと振動を生じ、磁気共鳴装置のハウジングにこれらのエネルギーを伝達する。さらにコイルおよびほかのコンポーネントの加熱によりヘリウムの高いボイルオフに至ることがある。
【００１３】
ノイズ最適化のためには、可変タイムインターバル内において傾斜磁場曲線の一次微分が自動的に最適化されると特に有利である。すなわち傾斜磁場曲線は少なくとも１つの可変タイムインターバル内においてたとえば、一定の境界条件下で傾斜磁場パルスのできるだけわずかなスルーレートが遵守されるように最適化される。なぜなら、スルーレートが高いと特に大きなノイズを生じるからである。特に有利なのは、傾斜磁場曲線が最適化の際に平滑化されることである。なぜなら、このようにすれば特に良好なノイズ減少が達成されるからである。換言すれば、最適化工程はできるだけ大きなノイズ減少に関して、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線が傾斜磁場曲線を設定する関数の一次微分の最小化に関して最適化されるようにして行われる。さらに、これにより傾斜磁場曲線のより僅かな負荷が達成される。これにより、僅かな電流消費、傾斜磁場コイルの僅かな加熱およびこれに伴うヘリウムの僅かなボイルオフが招来される。さらに、これから経費的に有利な傾斜磁場コイルの形成の新しい可能性が生じる。付加的に、この場合少なくとも１つの傾斜磁場パルスの振幅も最小化される。
【００１４】
ノイズ減少のための最適化すなわち傾斜磁場曲線の一次微分の最適化はおそらく最も頻度の高い応用例であるので、以下に主としてこの例から出発するものとする。本発明方法は、しかし明確に言及しないかぎり、これらの例による最適化基準に限定されるものではない。
【００１５】
特に有利なのは、最適化が使用される最適化基準とは無関係に各タイムインターバルの時間的長さを一定に保ちながら行われることで、これにより磁気共鳴シーケンスのタイミングは全体として最適化により影響されなくなる。基本的には、種々の最適化基準、たとえば種々の時間的区分または傾斜磁場パルスの種々の態様に対する種々の最適化基準を設定することも可能である。
【００１６】
本発明方法により、有利なことに個々の傾斜磁場パルスを考慮することなしに全傾斜磁場曲線が自動的に最適化される。目下の傾斜磁場振幅に関して、上述のように不変のままにされる磁気共鳴シーケンスの重要な時点および／または固定点タイムインターバルにおいてだけ傾斜磁場曲線は定義された値に置かれる。それ以外の全領域は、傾斜磁場パルスが重なる場合にも、傾斜磁場曲線の最適化が可能である。
【００１７】
この場合、それぞれ傾斜磁場曲線は個々の傾斜磁場軸すなわち傾斜磁場方向において特に別々に最適化される。すなわち、各傾斜磁場軸、たとえばｘ、ｙ、ｚ方向、たとえば読み出し方向、位相エンコード方向およびスライス選択方向において、傾斜磁場曲線は別々に観察され、最適化される。
【００１８】
特に、複数の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルおよび複数の傾斜磁場軸の可変タイムインターバルの識別のための磁気共鳴シーケンスの自動分析も、それぞれ複数の傾斜磁場軸に対して別個に行われる。したがって、特に複数の傾斜磁場軸は分析並びに最適化に対して個々に処理される。たとえば最適化不能の傾斜磁場パルス、たとえばフロー補償傾斜磁場パルス、拡散傾斜磁場パルスまたはノック傾斜磁場パルスが第１の傾斜磁場軸上にのみあるときには、第１の傾斜磁場軸のみに最適化不能の固定点タイムインターバルがセットされる。第１の傾斜磁場軸とは異なるほかの傾斜磁場軸上にあって、第１の傾斜磁場軸の最適化不能の傾斜磁場パルス中に印加される最適化可能の傾斜磁場パルスは、最適化をすることができる。したがって、ほかの傾斜磁場軸上にある最適化可能の傾斜磁場パルスは、同時に第１の傾斜磁場軸上にある最適化不能の傾斜磁場パルスの存在にも拘わらず最適化される。したがって、最適化不能の傾斜磁場パルスが不必要にほかの傾斜磁場軸上の傾斜磁場パルスの最適化を妨げることが回避される。したがって、たとえばノイズ減少のさらなる改良が本発明方法により達成される。
【００１９】
傾斜磁場軸の別々の観察のやり方を置換する方法は、特に各傾斜磁場軸に対して特有のデータバンクにおける最適化不能の傾斜磁場パルスの一時的記憶である。これにより、傾斜磁場軸の最適化中に最適化不能の傾斜磁場パルスが認識され、それに応じて不変のまま実行できる。
【００２０】
一つの実施形態では、磁気共鳴シーケンスが少なくとも１つの時間領域を有し、この時間領域中に複数の傾斜磁場軸の第１の傾斜磁場軸上に固定点タイムインターバルがあり、複数の傾斜磁場軸の別の１つの傾斜磁場軸上に可変タイムインターバルがあるようにされる。特に、少なくとも１つの第１の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルと同時に、少なくとも別の１つの傾斜磁場軸の可変タイムインターバルがあるようにされる。これは特に、少なくとも第１の傾斜磁場軸上に少なくとも１つの時間領域中に最適化不能の傾斜磁場パルスがある場合である。この少なくとも１つの時間領域中は、特に高周波パルスは印加されないしおよび／または生データの読み出しも行われない。この時間領域では、有利なことに少なくとも１つの他の傾斜磁場軸上で可変タイムインターバル中に生じる少なくとも１つの傾斜磁場パルスが最適化される。この少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化は、同時に少なくとも１つの第１の傾斜磁場軸上に最適化不能の傾斜磁場パルスがあるにもかかわらず行うことができる。したがって、たとえばノイズ減少は本発明による最適化方法によりさらに改良される。
【００２１】
一つの実施形態では、複数の傾斜磁場軸の１つの傾斜磁場軸のタイムインターバルは、少なくとも磁気共鳴シーケンスによりタイムインターバル中に以下のイベントの少なくとも１つが行われるときには、傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルとして識別される。
【００２２】
・高周波パルスの読み出し。同時に１つの高周波パルスが送出されるときには、この時点で投入される傾斜磁場パルスは高周波パルスが一定の空間ボリュームに作用するのに役立つことを前提とすべきである。それゆえ、このタイムインターバル中の傾斜磁場パルスの振幅の変化は磁気共鳴シーケンスの歪曲を生じるおそれがある。したがって、高周波パルスの送出は典型的には高周波パルスの送出中にすべての傾斜磁場軸上に固定点タイムインターバルがあるように作用する。
【００２３】
・生データの読み出し、すなわち読み出し窓のセット、特にＡＤＣの受信準備。ここでも同時に投入される傾斜磁場パルスはどの空間領域に磁気共鳴信号が受信されるかのコーディングに役立つ。この時間領域中も、傾斜磁場振幅の変化は磁気共鳴シーケンスの歪曲を生じるおそれがある。したがって、生データの読み出しは典型的には生データの読み出し中にすべての傾斜磁場軸上に固定点タイムインターバルがあるように作用する。
【００２４】
・傾斜磁場軸上にフロー補償傾斜磁場パルスの投入。このパルスは、典型的には異なる符号の２つの量的に同じ傾斜磁場モーメントから成る。この傾斜磁場パルスが変化すると、フロー補償はできなくなるおそれがある。なぜなら、反対方向のモーメントが最適化により、ゼロモーメントにされるおそれがあるからである。
【００２５】
・傾斜磁場軸上に拡散傾斜磁場パルスの投入。この拡散傾斜磁場パルスも、特定のタイムインターバルにわたって信号の一定のコーディングを達成するため定義された傾斜磁場振幅を与えるのに役立つ。それゆえ、ここでも変化は測定の誤りを生じるおそれがある。
【００２６】
・傾斜磁場軸上にノック傾斜磁場パルスの投入。このような（Ｔｏｋ−Ｔｏｋ−Ｔｏｋパルスとも呼ばれる）ノック傾斜磁場パルスは、測定の開始時に大きくはないが静かでもない所定のノックノイズを作るのに役立つ。これにより磁気共鳴装置内の患者は、測定が通常避けがたい煩わしい騒音を伴ってこれから開始されることへの準備ができる。このようなノック傾斜磁場パルスがたとえばノイズ最適化処理されると、これはノック傾斜磁場パルスのノイズ減少を生じて、患者への予告機能をもはや果たさなくなるおそれがある。
【００２７】
ここで注意すべきことは、それ自体は最適化不能の傾斜磁場パルスが場合により最適化可能のタイムインターバルを、たとえばプラトーパラメータ（高さおよび長さ）が遵守されるかぎり、側縁を変化できるような形で含むことができることである。
【００２８】
第一の傾斜磁場軸上に最適化不能の傾斜磁場パルス、たとえばフロー補償傾斜磁場パルス、拡散傾斜磁場パルスまたはノック傾斜磁場パルスを投入すると、第一の傾斜磁場軸とは異なる別の傾斜磁場軸上に同時に可変タイムインターバルが存在するようにできるので有利である。この場合第一の傾斜磁場軸は複数の傾斜磁場軸のうち任意なものとすることができる。したがって、第一の傾斜磁場軸上に最適化不能の傾斜磁場パルスが存在することは別の傾斜磁場軸上の傾斜磁場パルスの最適化を妨げない。また、当業者にとって重要と思われる別の最適化不能の傾斜磁場パルスも使用できる。さらにまた、たとえばブロック用の傾斜磁場パルスも考えられ、このパルスのブロック形態に基づきすべての傾斜磁場軸上に固定点タイムインターバルが存在するようにすることも可能である。
【００２９】
一つの実施形態では、１つの傾斜磁場軸のタイムインターバルを固定点タイムインターバルまたは可変タイムインターバルとして識別するかは以下の手順の少なくとも１つによって行われる；
・高周波パルス送信時間の分析
・読み出し時間の分析
・たとえば、一定の変化不能の傾斜磁場パルスに対する所定のパターン傾斜磁場曲線との比較により行われる傾斜磁場軸の傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線の分析。傾斜磁場パルスが、この所定のパターン傾斜磁場曲線に相応すれば、これは変化不能の傾斜磁場パルスであることの指標となる。
・１つのパラメータセットに含まれる、たとえば名称、フラグ等の識別子の分析。この識別子は該当するタイムインターバル内の後続の傾斜磁場パルスが変化不能の傾斜磁場パルスであることを示す。たとえば、一定の傾斜磁場パルスを含むタイムインターバルは、個々の振幅値を固定の走査フレーム内に設定された一定の時点で含むことができる。しかし、その代わりにまた、立ち上がり時間、一定の時間後に、到達すべき最大振幅、振幅が一定に保たれるプラトー時間の持続期間並びに立ち下がり時間に関するパラメータを、傾斜磁場パルスを完全に定義するために含むこともできる。付加的に両ケースにおいて、タイムインターバルおよび／またはパラメータセットは、タイムインターバルが変化不能の傾斜磁場パルスを含むか、またはたとえばフロー補償傾斜磁場パルスや拡散傾斜磁場パルスなどどのような種類の傾斜磁場パルスであるかのコーディングや識別子を含むかどうかの指示を含むことができる。パラメータセットは、また少なくとも１つの傾斜磁場パルスに従属することができる。
【００３０】
ちなみに、上述のタイプの傾斜磁場パルスが不変と定義するだけでなく、必要に応じて別の傾斜磁場パルスまたは別のタイプの傾斜磁場パルスが、特別の磁気共鳴シーケンスに対して変化不能と規定することもできる。これは、たとえば分析ユニットをこのような変化不能の別の傾斜磁場パルスを識別するように調整するか、および／または、パラメータセット中に、たとえばこれらの傾斜磁場パルス用の相応する識別子をセットすることにより行われる。
【００３１】
上述の有利な実施形態により、一般に比較的簡単な手段で固定点タイムインターバルを識別し、残りのタイムインターバルを最適化することが可能となる。
【００３２】
臨床における磁気共鳴トモグラフィー（ＭＲＴ）において、しばしば使用される多数の磁気共鳴シーケンス、たとえばスピンエコーシーケンス（ＳＥシーケンス）またはターボスピネコーシーケンス（ＴＳＥシーケンス）では、位置コーディングに必要な傾斜磁場パルスに付加して傾斜磁場スポイラーパルス（略してスポイラー）が使用される。ある種の事例、特に対として現れる場合には傾斜磁場クラッシャーパルス（略してクラッシャー）とも呼ばれる傾斜磁場スポイラーパルスは、本来の傾斜磁場パルスの直前および／または直後に同じ傾斜磁場コイルにより印加され、たとえば不所望の自由誘導減衰（フリーインダクションディケイ＝ＦＩＤ）信号を抑制する作用をする。
【００３３】
まさにこのようなスポイラーおよび／またはクラッシャー傾斜磁場は、しばしば大きな音量を生じるので、このような傾斜磁場パルスを最適化することが望まれる。多くの場合、最適化された傾斜磁場パルスが一定のモーメントを有することが重要である。傾斜磁場パルスのモーメントとは、上述のように、通常は振幅の時間積分、すなわち傾斜磁場パルスの下側の面積を意味する。この場合、傾斜磁場パルスが、正または負であるかに応じてモーメントも相応して正または負であり得る。たとえば、スポイラーやクラッシャーも、ＦＩＤ信号を確実に抑制するためにそれぞれ正確に一定のスポイラーまたはクラッシャーモーメントを有する。
【００３４】
一つの実施形態では、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際して傾斜磁場パルスのモーメントが一定に保たれる。
【００３５】
一つの実施形態では、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際して少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場振幅が固定点で一定に保たれ、その際固定点は好適には少なくとも可変タイムインターバルの隣接する固定点タイムインターバルとのインターバル境界における境界値を少なくとも含む。この場合、たとえば完全に一定の時点において振幅値がゼロに到達するように最適化可能のタイムインターバル内に一定の固定点を設定することができる。特に有利なのは、固定点が隣接する固定点タイムインターバルに対する可変タイムインターバルのインターバル境界における境界値を少なくとも有することである。イベントブロックを、それぞれ１つの可変タイムインターバルまたは固定点タイムインターバルだけを有する送出イベントブロックに組み替える限り、境界値はたとえば各最適化可能の送出イベントブロックの開始および終了の限界値である。この境界条件により、傾斜磁場曲線に跳躍が存在せず傾斜磁場パルスの形状がイベントブロックの境界を越えて、および／または固定点タイムインターバルと可変タイムインターバルの境界を越えて、連続的に進行するように選択されることが行われる。
【００３６】
一つの実施形態では、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際して少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場振幅のスロープが固定点において一定に保たれ、その際に固定点が好適には少なくとも１つの可変タイムインターバルの隣接する固定点タイムインターバルに対するインターバル境界における境界値を少なくとも有するようにされる。したがって、傾斜磁場曲線のタイムインターバル境界を越える均等な移行がエッジおよび／または曲がりなしに達成される。スルーレートの断続的な切換も、これにより避けられる。特に、１つの傾斜磁場軸上における最適化不能の傾斜磁場パルスの少なくとも１つの最適化可能の傾斜磁場パルスへの移行に際して、この場合有利なことにスロープを一定に保つことが注意される。したがって、最適化不能の傾斜磁場パルスと、少なくとも１つの最適化可能の傾斜磁場パルスとの間の均等な移行が、保証される。
【００３７】
一つの実施形態では、１つの傾斜磁場軸の複数の隣接する傾斜磁場パルスが、１つの共通の傾斜磁場パルスにまとめられる。これにより、傾斜磁場振幅が不要にゼロの値に減ぜられずに、続いて相応する急峻な側縁により再び上昇し、次の傾斜磁場パルスを形成するので、特に有利である。
【００３８】
最適化には基本的に種々の方法を使用して、傾斜磁場曲線の一次微分をできるだけ小さくし、その際設定された境界条件を遵守し、特に所定の固定点に到達するようにすることができる。特に有効であることが判明しているのは、いわゆるスプライン補間法を使用することである。４次法を使用すると特に有利である。スプライン補間では、所定の支持箇所、この事例ではすなわちたとえば固定点を区分的に連続する多項式、いわゆるスプラインにより補間することが試みられている。その代わりに、多項式補間も使用可能であろう。しかしスプライン補間法は、固定点が不利な位置にあっても、ごくわずかな計算経費で利用可能な曲線曲線を一定の近似特性で得ることができるという利点を有する。特にスプライン補間は、線形費用が僅かであっても計算できる。最適化の終了には、有利には少なくとも１つの最適化された傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線がシステム固有のパラメータの遵守、好適には少なくとも最大許容傾斜磁場振幅および／または最大許容スルーレートの遵守についてチェックされる。少なくとも１つの最適化された傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線がシステム固有のパラメータを遵守していなければ、有利なことに少なくとも１つの最適化された傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線は、再び少なくとも１つの傾斜磁場パルスの元の傾斜磁場曲線によって置換される。
【００３９】
さらに磁気共鳴シーケンスは、時間的に連続するイベントブロックの形で傾斜磁場コイルユニットに伝送することができる。傾斜磁場コイルユニットへの伝送の前に、磁気共鳴シーケンスの到来するイベントブロックは、各イベントブロックにおいて固定点タイムインターバルか可変タイムインターバルかの識別のため分析される。これに応じて、磁気共鳴シーケンスの送出イベントブロクへの新しい区分が行われる。この場合、各イベントブロックは、一般に特定のイベント、たとえば脂肪飽和パルス、一定のスポイラー傾斜磁場、１つの傾斜磁場エコーシーケンス内の一定の反復などを特徴化する。個々のイベントは、場合によっては複数の高周波パルスおよび／または投入された読み出し窓並びにこれに適合して投入された傾斜磁場パルスから成り得る。新区分は好適には、１つのイベントブロックが固定点タイムインターバルまたは可変タイムインターバルのどちらか１つを有するように行われる。換言すれば、固定点タイムインターバルおよび可変タイムインターバルは、有利には別々に送出されるイベントブロックとして、たとえば分析ユニットから傾斜磁場コイルユニットへ伝送され、その際特に有利なのは隣接して到来するイベントブロックにおける互いに隣接する固定点タイムインターバルと互いに隣接する可変タイムインターバルが、新しい送出イベントブロックとしてまとめられることである。可変タイムインターバルを含む送出イベントブロックは、次いで本発明によれば、まず少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線の最適化のために最適化工程に処され、次いで傾斜磁場コイルユニットに伝送される。これに対し、固定点タイムインターバルのみから成る送出イベントブロックは、場合によってはその間に最適化された送出イベントブロックに再び適当に時間的にコーディネートして傾斜磁場コイルユニットに到来するように遅延後に、変化せずに傾斜磁場コイルユニットに伝送される。このユニットは、次いで順次最適化されないイベントブロックおよび最適化されたイベントブロックを適切な順序で実行し、すなわちこのユニットは相応する制御指令を高周波アンテナユニットおよび傾斜磁場コイルユニットに送るので、最適化された磁気共鳴シーケンス全体が時間的に正しく、好適には最適化前と変わらないタイミングで送出される。この場合イベントブロックは、有利には再びそれぞれ複数の傾斜磁場軸に対して固有にセットされる。したがって、有利なことに磁気共鳴シーケンスの新区分は複数の傾斜磁場軸に対し別個に行われることになる。
【００４０】
さらに、本発明は磁気共鳴装置の作動方法を提供するもので、ここではまず磁気共鳴シーケンスの最適化のための本発明による方法において磁気共鳴シーケンスが最適化され、次いで磁気共鳴装置が最適化された磁気共鳴シーケンスを利用のもとに作動される。測定中、すなわち患者が磁気共鳴装置の患者トンネル内にあるときには、相応して選ばれた最適化基準でたとえば騒音は比較的わずかで、画像品質を損なうこともなく、測定時間の延長もない。最適化は、好適にはオンラインで磁気共鳴シーケンスの実行時にまたは実行直前に実施することができる。
【００４１】
さらに本発明は、磁気共鳴装置の磁気共鳴シーケンスを最適化するためのシーケンス最適化ユニットを提供する。このシーケンス最適化ユニットは、本発明方法を実施するように形成されたコンピュータを有する。シーケンス最適化ユニットは、したがって磁気共鳴装置の磁気共鳴シーケンスの最適化方法を実施するように形成されている。
【００４２】
このため、シーケンス最適化ユニットは入力インターフェースを有しており、このインターフェースは磁気共鳴シーケンスの受領を実施するように形成されており、この際磁気共鳴シーケンスは複数の傾斜磁場パルスを有し、複数の傾斜磁場パルスは複数の傾斜磁場軸に分布され、複数の傾斜磁場軸はそれぞれ変化せずに保持される複数の固定点タイムインターバルと複数の最適化をすることのできる可変タイムインターバルとを有する。
【００４３】
さらに、シーケンス最適化ユニットは分析ユニットを有しており、このユニットは、磁気共鳴シーケンスの自動分析をそれぞれ複数の傾斜磁場軸に対して別々に磁気共鳴シーケンスにおける複数の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルと複数の傾斜磁場軸の可変タイムインターバルの識別のために実施するように形成されている。
【００４４】
さらに、シーケンス最適化ユニットは最適化ユニットを有しており、このユニットは、複数の傾斜磁場パルスのうち少なくとも１つの傾斜磁場パルスが、少なくとも１つの可変タイムインターバル中に生じるとき、この傾斜磁場パルスの自動的最適化を実施するように形成されている。
【００４５】
本発明によるシーケンス最適化ユニットの実施形態は、本発明方法の実施形態と同様である。シーケンス最適化ユニットは、本発明方法を実施するのに必要なおよび／または有利なほかの制御コンポーネントを有することができる。またシーケンス最適化ユニットは、制御信号を磁気共鳴装置に送信しおよび／または制御信号を受信し、本発明方法を実施するために処理するように形成することができる。有利には、シーケンス最適化ユニットは磁気共鳴装置の制御ユニットの一部とし、好適には高周波アンテナユニットおよび／または傾斜磁場コイルユニットの比較的近くに接続される。シーケンス最適化ユニットの記憶ユニットに、コンピュータプログラムやほかのソフトウエアを記憶させ、これによりシーケンス最適化ユニットのプロセッサが、本発明方法の工程を自動的に制御および／または実施するようにすることができる。
【００４６】
本発明による磁気共鳴装置は、１つのシーケンス最適化ユニットを有する。したがって、本発明による磁気共鳴装置は、シーケンス最適化ユニットにより本発明方法を実施するように形成されている。シーケンス最適化ユニットは、磁気共鳴装置に組み込むことができる。シーケンス最適化ユニットは、また磁気共鳴装置とは別個に設置することもできる。このシーケンス最適化ユニットは、磁気共鳴装置と接続することができる。
【００４７】
本発明によるコンピュータプログラムは、磁気共鳴装置のプログラミング可能なコンピュータに直接装填可能であり、コンピュータプログラムが磁気共鳴装置のコンピュータにおいて実施されるときに本発明方法を実施するためのプログラムコード手段を有する。これにより本発明方法は迅速に、同一に反復可能で確実に実施することができる。コンピュータプログラムは、コンピュータにより本発明方法が実施できるように設計されている。この場合コンピュータは各工程を有効に実施できるようにたとえば相応する作業メモリ、相応するグラフィックカードまたは相応する論理ユニットなどの前提条件を有さなければならない。コンピュータプログラムは、たとえばコンピュータ読み取り媒体に記憶されるか、またはネットワークまたはサーバーに格納され、そこから磁気共鳴装置に直接接続された、または磁気共鳴装置の一部として形成されたローカルなコンピュータのプロセッサに装填できるようにされる。さらに、コンピュータプログラムの制御情報は、電子的に読み取り可能なデータ担体に記憶することができる。電子的に読み取り可能なデータ担体の制御情報は、データ担体の使用時に磁気共鳴装置のコンピュータにおいて本発明方法を実施するように構成することができる。電子的に読み取り可能なデータ担体の例は、ＤＶＤ、磁気テープまたはＵＳＢメモリであり、これらには電子的に読み取り可能な制御情報、特にソフトウエア（上記参考）が記憶される。これらの制御情報（ソフトウエア）が、データ担体から読み取られ磁気共鳴装置の制御および／またはコンピュータに記憶されると、上述のすべての本発明の実施形態が実施可能となる。
【００４８】
磁気共鳴装置の本発明による作動方法、本発明によるシーケンス最適化ユニット、本発明による磁気共鳴装置および本発明によるコンピュータプログラムの利点は、上記に詳述した磁気共鳴シーケンスの最適化のための本発明による方法の利点に基本的に相応する。ここで述べた特徴、利点または代替的実施形態は同様にほかの請求項の対象にも転用可能であり、その逆もしかりである。換言すれば、物に関する請求項は方法に関連して記述または請求された特徴とともに、さらに発展させることが可能である。方法の相応する機能的な特徴は、この場合相応する具体的なモジュール、特にハードウエアモジュールによって形成される。
【００４９】
以下に本発明を図面に示した実施例に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は本発明方法を実施するための本発明による磁気共鳴装置の概略図である。
【図２】図２は本発明方法の一実施形態のフローチャートである。
【図３】図３は本発明方法により最適化される磁気共鳴シーケンスのシーケンスダイアグラムである。
【図４】傾斜磁場軸が固定点タイムインターバルと可変タイムインターバルに区分された図３によるシーケンスダイアグラムである。
【図５】図５は可変タイムインターバル中に行われる傾斜磁場パルスの最適化後の図４および図３のシーケンスダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１は、本発明方法を実施するための本発明による磁気共鳴装置１１の概略図である。磁気共鳴装置１１は、強い特に一定の静磁場１８を作るための静磁場磁石１７を有する磁石ユニット１３から形成される検出器ユニットを有する。磁気共鳴装置１１は、さらに患者１５を収容するための円筒状の患者収容領域１４を有しており、患者収容領域１４は円周方向に磁石ユニット１３により円筒状に囲まれている。患者１５は、磁気共鳴装置１１の患者横臥装置１６により患者収容領域１４に移される。患者横臥装置１６は、このため磁気共鳴装置１１内で移動可能にセットされた患者寝台を有する。磁石ユニット１３は、磁気共鳴装置の外筐カバー３１により外部に対して遮蔽されている。
【００５２】
磁石ユニット１３は、さらに画像形成中の位置コーディングに用いられる傾斜磁場を作るための傾斜磁場コイルユニット１９を有する。傾斜磁場コイルユニット１９は、傾斜磁場制御ユニット２８により制御される。傾斜磁場は、傾斜磁場軸に沿ってｘ、ｙ、ｚ方向に作られる。このため傾斜磁場コイルユニット１９の傾斜磁場コイルは、ｘ、ｙ、ｚ方向に互いに独立して制御可能であり、所定の組み合わせにより傾斜磁場が任意の空間方向（たとえばスライス選択方向、位相エンコード方向または読み出し方向）に励起可能であり、その際これらの方向は通常は選択されたスライス方位に関係する。同様に、傾斜磁場回路の空間方向もｘ、ｙ、ｚ方向に一致し、たとえばスライス選択方向はｚ方向、位相エンコード方向はｙ方向および読み出し方向はｘ方向とすることができる。この場合ｘ方向は、静磁場１８の方向であるｚ方向に水平に直角である方向を意味する。ｙ方向は、垂直にｚ方向に直角かつｘ方向に直角である方向を意味する。
【００５３】
さらに、磁石ユニット１３は高周波アンテナユニット２０を有しており、このユニットは図示の例では磁気共鳴装置１１に固定的に組み込まれた身体コイルとして形成され、主磁石１７により作られる静磁場１８内に生じる偏極を励起するための高周波アンテナ制御ユニット２９を有する。高周波アンテナユニット２０は、高周波アンテナ制御ユニット２９により制御され、高周波化された高周波パルスを主として患者収容領域１４により形成される検査空間へ供給する。
【００５４】
主磁石１７、傾斜磁場制御ユニット２８および高周波アンテナ制御ユニット２９を制御するために磁気共鳴装置１１は、制御ユニット２４を有する。制御ユニット２４は、たとえば磁気共鳴シーケンスの実施など磁気共鳴装置１１を中央制御する。たとえば、画像形成パラメータや再構成磁気共鳴画像などの制御情報は磁気共鳴装置１１の表示ユニット２５、たとえば少なくとも１つのモニタ上にユーザーのために表示される。さらに磁気共鳴装置１１は、入力ユニット２６を有しており、このユニットにより測定工程中の情報および／または画像形成パラメータがユーザーにより入力される。制御ユニット２４は、傾斜磁場制御ユニット２８および／または高周波アンテナ制御ユニット２９および／または表示ユニット２５および／または入力ユニット２６を内蔵することもできる。
【００５５】
磁気共鳴装置は、さらにシーケンス最適化ユニット３０を有しており、このユニットは磁気共鳴シーケンスの画像形成パラメータを最適化するための図示しないコンピュータを有する。シーケンス最適化ユニット３０は、このためさらに入力インターフェース３２、分析ユニット３３および最適化ユニット３４を有する。磁気共鳴装置１１、特にシーケンス最適化ユニット３０は、本発明方法を実施するために形成されている。
【００５６】
図示の磁気共鳴装置１１は、当然のことながら磁気共鳴装置が通常有するところの種々のコンポーネントを同様に有することができる。磁気共鳴装置１１の一般的な機能は当業者には公知なので、それらのコンポーネントの詳細な説明は省略する。
【００５７】
図２は、本発明方法の一実施形態のフローチャートである。第一の工程２００では、まず通常のように磁気共鳴シーケンスの選択および準備が実行される。すなわち、典型的にはユーザーが入力ユニット２６を介して磁気共鳴シーケンスの態様を確定しおよび／または特定の磁気共鳴シーケンスを定義する対応するプロトコルを調べる。この場合プロトコルは、それぞれの磁気共鳴シーケンスに対する種々の画像形成パラメータを含んでいる。これらの画像形成パラメータとしては、所望の磁気共鳴シーケンスに対する所定の基本条件、たとえば磁気共鳴シーケンスの態様、すなわちそれがスピンエコーシーケンスであるのかターボスピンエコーシーケンスであるのかなどの態様が挙げられる。さらに画像形成パラメータとしては、スライス厚、スライス間隔、スライス数、分解能、反復時間、スピンエコーシーケンスにおけるエコー時間などが挙げられる。入力ユニット２６によりユーザーはこれらの画像形成パラメータの一部を変更して、個々の磁気共鳴シーケンスを目下に所望される測定用に作ることができる。このため、可変画像形成パラメータが、たとえば表示ユニット２５のユーザー用のグラフ面上に変更のためユーザーに提供される。
【００５８】
次の工程２０１では、予め定義された画像形成パラメータにより磁気共鳴シーケンスの正確なタイミングとフローが計算される。磁気共鳴シーケンスは制御ユニット２４で計算されるが、このユニットはたとえばソフトウエアコンポーネントの形で磁気共鳴装置１１の計算システムで実現されている。磁気共鳴シーケンスは複数の傾斜磁場パルスを含んでおり、これらの複数の傾斜磁場パルスは複数の傾斜磁場軸に分布され、これらの複数の傾斜磁場軸はそれぞれ変化せずに保持される複数の固定点タイムインターバルと、最適化をすることのできる複数の可変タイムインターバルとを有する。磁気共鳴シーケンスは、さらに少なくとも１つの時間領域を有しており、この時間領域中には複数の傾斜磁場軸のうちの少なくとも第１の傾斜磁場軸上に１つの固定点タイムインターバルがあり、複数の傾斜磁場軸のうち少なくとも１つの次の傾斜磁場軸上に１つの可変タイムインターバルがあるようにされる。
【００５９】
次の工程２０２では、送信の準備はされているがまだ最適化されていない磁気共鳴シーケンスの転送がイベントブロックとも呼ばれるタイムインターバルの形で行われる。傾斜磁場制御ユニット２８および高周波アンテナ制御ユニット２９へのタイムインターバルの直接的な転送は行われない。むしろ磁気共鳴シーケンスは工程２０２において、制御ユニット２４により傾斜磁場制御ユニット２８および高周波アンテナ制御ユニット２９への転送前に磁気共鳴シーケンスの最適化のためまずシーケンス最適化ユニット３０へ転送される。シーケンス最適化ユニット３０の入力インターフェース３２は、この場合送信準備は完了しているが最適化が必要である磁気共鳴シーケンスを受信するために形成されている。
【００６０】
次の工程２０３においてシーケンス最適化ユニット３０の分析ユニット３３が自動的に磁気共鳴シーケンスを分析し、複数の傾斜磁場軸の固定点タイムインターバルおよび複数の傾斜磁場軸の可変タイムインターバルを識別する。この場合、固定点タイムインターバルと可変タイムインターバルは、それぞれ別々に複数の傾斜磁場軸に対して識別される。この過程は、図３および図４に例示する。
【００６１】
特に磁気共鳴シーケンスの自動分析中に磁気共鳴シーケンス内の傾斜磁場軸のタイムインターバルは、次の場合に固定点タイムインターバルとして分析ユニット３３により識別される。すなわち、磁気共鳴シーケンスによりタイムインターバル内において以下のイベント：
・高周波パルスの送信
・生データの読み出し
・傾斜磁場軸上にフロー補償傾斜磁場パルスの投入
・傾斜磁場軸上に拡散傾斜磁場パルスの投入
・傾斜磁場軸上にノック傾斜磁場パルスの投入
の少なくとも１つが行われる場合である。
【００６２】
このため、分析ユニット３３は、磁気共鳴シーケンス内の傾斜磁場軸のタイムインターバルを固定点タイムインターバルとしてか可変タイムインターバルとしてかを識別するために、以下の手順：
・高周波パルス送信時間の分析
・読み出し時間の分析
・傾斜磁場軸の傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線の分析
・１つのパラメータセット内に含まれる識別子の分析
の少なくとも１つを開始する。
【００６３】
次の工程２０４では、複数の傾斜磁場パルスのうちの少なくとも１つの傾斜磁場パルスの自動最適化がシーケンス最適化ユニット３０の最適化ユニット３４により行われるが、その際この少なくとも１つの傾斜磁場パルスは、少なくとも１つの可変タイムインターバル中に起こるものとする。この工程２０４は、図４から図５の曲線過程で例示する。
【００６４】
特に、この少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化はノイズの最適化のために行われる。このため、特に有利には可変タイムインターバルにおいて自動的に少なくとも１つの傾斜磁場曲線の一次微分が最適化される。また有利には、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化の際に傾斜磁場パルスのモーメントが一定に保たれる。さらに有利には、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際して少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場振幅が固定点において一定に保たれるが、この場合固定点は有利には隣接している固定点タイムインターバルに対する少なくとも１つの可変タイムインターバルのインターバル境界における少なくとも境界値を含んでいる。同様に、少なくとも１つの傾斜磁場パルスの最適化に際しては有利には少なくとも１つの傾斜磁場パルスの傾斜磁場振幅のスロープが固定点において一定に保たれ、この場合固定点は有利には隣接している固定点タイムインターバルに対する少なくとも１つの可変タイムインターバルのインターバル境界における少なくとも境界値を含むものとする。さらに最適化に際しては、可能であれば、１つの傾斜磁場軸の互いに隣接している傾斜磁場パルスが、１つの共通の傾斜磁場パルスにまとめられる。
【００６５】
最適化された磁気共鳴シーケンスは、次の工程２０５において最終的に傾斜磁場制御ユニット２８および高周波アンテナ制御ユニット２９に伝送される。傾斜磁場制御ユニット２８および高周波アンテナ制御ユニット２９は最適化された磁気共鳴シーケンスから対応する制御命令を作りこれを高周波アンテナユニット２０および傾斜磁場コイルユニット１９に伝送するので、最適化された全部の磁気共鳴シーケンスは、正しい時間的フローでたとえば最適化前より減少された音量で磁気共鳴装置１１による磁気共鳴画像データの受領のために供される。
【００６６】
図２に示した本発明方法の工程は、磁気共鳴装置、特にシーケンス最適化ユニット３０により実行される。このため磁気共鳴装置、特にシーケンス最適化ユニット３０は、必要なソフトウエアおよび／またはコンピュータプログラムを有しており、これらは磁気共鳴装置１１、特にシーケンス最適化ユニット３０の記憶ユニットに記憶されている。ソフトウエアおよび／またはコンピュータプログラムはプログラム手段を有しており、これは、コンピュータプログラムおよび／またはソフトウエアが、磁気共鳴装置１１、特にシーケンス最適化ユニット３０において磁気共鳴装置１１、特にシーケンス最適化ユニット３０のプロセッサユニットにより実施されるときに本発明方法を実行するように設定されている。
【００６７】
図３は極めて簡略化された磁気共鳴シーケンスの一部のシーケンスダイアグラムを例示するもので、このダイアグラムは、例示的に４つのタイムインターバルＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4に分けられている。このシーケンスダイアグラムでは、通常のように上下に示された異なる時間軸上にそれぞれ読み出し窓Ｗ、送出される高周波パルスＨＦならびに時間ｔに関係した傾斜磁場パルスが示されている。この場合、最も上の読み出し時間軸ＡＤＣには読み出し窓Ｗが示されている。上から２番目の高周波パルス時間軸ＨＦには、送出される高周波パルスＨＦの振幅が示されている。その下のｘ傾斜磁場軸Ｇｘには、読み出し方向に傾斜磁場パルスＧｘ1、Ｇｘ2、Ｇｘ3、Ｇｘ4、Ｇｘ5が示されている。ｙ傾斜磁場軸Ｇｙには、傾斜磁場パルスＧｙ1、Ｇｙ2、Ｇｙ3が示されており、これらは位相エンコード方向に投入される。最も下のｚ傾斜磁場軸Ｇｚには、傾斜磁場パルスＧｚ1、Ｇｚ2、Ｇｚ3がスライス選択方向に示されている。各傾斜磁場軸Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの位置はそれぞれゼロ線を示しており、すなわち傾斜磁場パルスは、それらの振幅が下向きまたは上向きに傾斜磁場軸Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚから延びているかに応じて負または正の振幅を有することができる。すべてのシーケンスダイアグラムにおいて、簡略化のためスケーリングは時間方向および振幅方向に任意の単位でなされている。
【００６８】
磁気共鳴シーケンスの第１のタイムインターバルＺ1の間は、高周波パルスＨＦが核スピンの励起のために送出される。この送出の第１のタイムインターバルＺ1では、傾斜磁場パルスＧｚ1がｚ傾斜磁場軸Ｇｚ上でスライス選択方向に印加されるので、高周波パルスＨＦ1はスライス選択的に作用する。
【００６９】
この高周波パルスＨＦの終了直後の第２のタイムインターバルＺ2において、３つのすべての傾斜磁場軸Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ上に複数の傾斜磁場パルスが生じる。たとえばｘ傾斜磁場軸Ｇｘ上には最適化不能の傾斜磁場パルスＧｘ1、たとえばフロー補償傾斜磁場パルス、拡散傾斜磁場パルスまたはノック傾斜磁場パルスと、これとは別の最適化可能の傾斜磁場パルスＧｘ2が生じる。ｙ傾斜磁場軸Ｇｙ上には、第２のタイムインターバルＺ2中に最適化可能の傾斜磁場パルスＧｙ1が生じる。ｚ傾斜磁場軸Ｇｚには、第２のタイムインターバルＺ2中に同様に最適化可能の傾斜磁場パルスＧｚ2だけが生じる。
【００７０】
第３のタイムインターバルＺ3では、読み出し窓Ｗの間に磁気共鳴信号の読み出しが行われる。このため、ｘ傾斜磁場軸Ｇxには傾斜磁場パルスＧｘ3が投入される。
【００７１】
この傾斜磁場エコータイムインターバルに第４のタイムインターバルＺ4が続き、このタイムインターバル中に並行的に最適化可能の傾斜磁場パルスＧｘ4、Ｇｘ5、Ｇｙ2、Ｇｙ3、Ｇｚ3がｘ、ｙ、ｚ傾斜磁場軸上に投入される。
【００７２】
図４は、図３からの磁気共鳴シーケンスのシーケンスダイアグラムを示す。ここでは、図２の工程２０３において、分析ユニット３３により固定点タイムインターバルＩFと可変タイムインターバルＩOが磁気共鳴シーケンス内で各傾斜磁場軸に対し別々に識別化されている。最適化不能の固定点タイムインターバルＩFは、各傾斜磁場軸上でそれぞれ斜線を施されている。可変タイムインターバルＩOは斜線を施されていない。
【００７３】
固定点タイムインターバルＩFはここでは、タイムインターバルを最適化不能の固定点タイムインターバルＩFとして識別する上述の基準には当てはまらないタイムインターバルである。たとえば第１のタイムインターバルＺ1は、すべての傾斜磁場軸Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚに対して固定点タイムインターバルＩFである。なぜなら、第１のタイムインターバルＺ1中に高周波パルスＨＦが送出されるからである。第３のタイムインターバルＺ3は、同様に傾斜磁場軸Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｘに対しては固定点タイムインターバルＩFである。なぜなら、第３のタイムインターバルＺ3中に読み出し窓Ｗが投入されるからである。第４のタイムインターバルＺ4は、全ての傾斜磁場軸Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚに対して可変タイムインターバルＩOとして分析ユニットにより識別される。なぜなら、このタイムインターバル中には、高周波パルスＨＦ、読み出し窓Ｗおよび最適化不能の傾斜磁場パルスＧｘ1が生じないからである。
【００７４】
第２のタイムインターバルＺ2では、２つの可変タイムインターバルIOがすべての傾斜磁場軸Gx、Gy、Gzに対して生じている。これらのタイムインターバルは、第２のタイムインターバルZ2の時間領域Ixを囲んでおり、この時間領域中にｘ傾斜磁場軸Gx上では固定点タイムインターバルIFが生じ、ｙ傾斜磁場軸Gyおよびｚ傾斜磁場軸Gz上ではそれぞれ可変タイムインターバルIOが生じている。この理由は、時間領域Ix中にｘ傾斜磁場軸Gx上に最適化不能の傾斜磁場パルスGx1が投入されることにある。このパルスは、しかしながら、ｙ傾斜磁場軸Gyまたはｚ傾斜磁場軸Gz上の傾斜磁場パルスが最適化されることを妨げない。
【００７５】
可変タイムインターバルIOでは、傾斜磁場パルス、特に傾斜磁場パルスの傾斜磁場曲線が以下の境界条件下で任意に変化可能である。すなわち、最適化不能の固定点タイムインターバルIFをまさに含む隣接タイムインターバルの境界点において傾斜磁場振幅が有利なことに一定である。さらに、隣接固定点タイムインターバルIFに対する境界点において、有利なことに傾斜磁場振幅のスロープが一定である。さらに有利なことに、各最適化可能のタイムインターバルIOにおける傾斜磁場パルスの全モーメントは最適化の前後において等しくなる。
【００７６】
図５は、シーケンス最適化ユニット３０の最適化ユニット３４による磁気共鳴シーケンスの最適化後の図３および図４からの磁気共鳴シーケンスのシーケンスダイアグラムを示す。
【００７７】
図示の例では、可変タイムインターバルIOは上述の境界条件下で３つの傾斜磁場軸Gx、Gy、Gzに対して別々に最適化され、図５に示す傾斜磁場パルスが生じる。最適化は、この場合スプライン補間法を利用して行われ、境界における振幅値はそれぞれ固定点と見做され、１つのスプラインが上述の境界条件（固定点の到達、固定点における傾斜磁場曲線の一次微分の一定化および傾斜磁場曲線下での積分の等化）下で、各最適化可能のタイムインターバルIOにおいて所望の平滑な傾斜磁場パルスになる。当業者にとって重要と思われるほかの最適化法の使用も同様に考えられる。
【００７８】
図３および図４と比較すると、隣接している急峻な側縁を有する比較的角ばった最適化されていない傾斜磁場パルスGx2、Gx4、Gx5、Gy1、Gy2、Gy3、Gz2、Gz3が部分的に共通の形状を有する互いに重なり合う最適化された傾斜磁場パルスGx’2、Gx’4、Gy’1、Gy’2、Gz’2、Gz’3、Gz’4に変換されていることが良く分かる。最適化された傾斜磁場パルスGx’2、Gx’4、Gy’1、Gy’2、Gz’2、Gz’3、Gz’4は比較的平滑であり、それゆえ傾斜磁場コイルに対し極めてわずかな負荷しかもたらさず、わずらわしいノイズを減少させるものである。
【００７９】
傾斜磁場パルスのまとめの例としては、特に図３に示した元の磁気共鳴シーケンスの傾斜磁場パルスGy2、Gy3が図５に示す最適化された磁気共鳴シーケンスの共通の傾斜磁場パルスGy’2にまとめられたことと、元の傾斜磁場パルスGx4、Gx5が共通のGx’4に替えられたことを指摘しておく。
【００８０】
特にここで注意すべきことは、傾斜磁場パルスGz1の傾斜磁場振幅が並列的にスライス選択性高周波パルスＨＦが発信される第１のタイムインターバルZ1中に変化しないことである。すなわち、この第１のタイムインターバルZ1では、図３に示す元の傾斜磁場パルスGz1は図５に示す傾斜磁場パルスGz’1の傾斜磁場曲線に相当する。同様なことは、読み出し窓Wを有する第３のタイムインターバルZ3中に生じる傾斜磁場パルスGx3にも当てはまる。図３の傾斜磁場パルスGx3は、従って図５の傾斜磁場パルスGx’3と同一である。
【００８１】
さらに図５の最適化不能の傾斜磁場パルスGx’1は、図３の対応する最適化不能の傾斜磁場パルスGx1に対して最適化されていない。ｘ傾斜磁場軸上に続く図５の傾斜磁場パルスGx’2は、勿論図３の傾斜磁場パルスGx2に対してその傾斜磁場曲線が最適化されている。この場合傾斜磁場パルスGx’2は、最適化不能の傾斜磁場パルスGｘ’1との境界でその振幅のスロープが最適化不能の傾斜磁場パルスGｘ’1の振幅のスロープに合わせられている。
【００８２】
さらに注意すべきことは、ｘ傾斜磁場軸Gx上に生じる最適化不能の傾斜磁場パルスGｘ’1が最適化不能の傾斜磁場パルスGｘ’1と同時に生じるｙ傾斜磁場軸Gyおよびｚ傾斜磁場軸Gz上の傾斜磁場パルスGy’1、Gz’2、Gz’3の最適化を妨げなかったことである。従って、ノイズ減少のさらなる改良が達成された。
【００８３】
図３および図５に基づき、本発明方法の実施形態による傾斜磁場パルスの最適化により各磁気共鳴シーケンスが実行直前にノイズの発生や傾斜磁場コイルの負荷に関して如何に効果的に極めて迅速に最適化できるかが明らかである。
【００８４】
本発明は有利な実施例により詳細に図面について説明してきたが、本発明は開示された例に制限されずに、当業者により本発明の保護範囲を離れることなく他の変形を導出することが可能である。特に本発明方法は、任意の磁気共鳴シーケンスにおいて応用可能であることを指摘しておく。
【符号の説明】
【００８５】
１１      磁気共鳴装置
１３      磁石ユニット
１４      患者収容範囲
１５      患者
１６      患者横臥装置
１７      主磁石
１８      静磁場
１９      傾斜磁場コイルユニット
２０      高周波アンテナユニット
２４      制御ユニット
２５      表示ユニット
２６      入力ユニット
２８      傾斜磁場制御ユニット
２９      高周波アンテナ制御ユニット
３０      シーケンス最適化ユニット
３２      入力インターフェース
３３      分析ユニット
３４      最適化ユニット
Ｚ1―Ｚ4 タイムインターバル
ＩF       固定点タイムインターバル
ＩO       可変（最適化可能）タイムインターバル
ＩX       時間領域
Ｗ        読み出し窓
ＨＦ      高周波パルス
Gx、Gy、Gz  傾斜磁場軸
Gx1、Gx2、Gx3、Gx4、Gx5、Gy1、Gy2、Gy3、Gz1、Gz2、Gz3 傾斜磁場パルス
Gx’2、Gx’4、Gy’1、Gy’2、Gz’2、Gz’3、Gz’4  最適化された傾斜磁場パルス
【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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