本發(fā)明涉及用于控制磁共振系統(tǒng)以輸出脈沖序列的一種方法和一種控制設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種磁共振斷層造影系統(tǒng)(下面也簡稱為磁共振系統(tǒng))以及一種控制序列確定設(shè)備。

背景技術(shù)：
也稱為核自旋斷層造影設(shè)備的磁共振斷層造影設(shè)備是一種已經(jīng)廣泛傳播的、用于獲取有生命檢查對象的體內(nèi)圖像的技術(shù)。為了利用該方法獲取圖像，也就是產(chǎn)生檢查對象的磁共振記錄，必須首先將患者的身體或待檢查身體部位置于盡可能均勻的靜態(tài)基本磁場(大多稱為B0場)中，該基本磁場由磁共振測量裝置的基本場磁體產(chǎn)生。相對高的基本磁場例如具有3或7特斯拉的磁通密度作為典型值。在記錄磁共振圖像期間向所述基本磁場疊加快速通斷的梯度場以用于位置編碼，該梯度場由所謂的梯度線圈產(chǎn)生。此外，利用高頻天線將具有定義場強(qiáng)的HF脈沖入射到檢查對象所位于的檢查空間中。這些HF脈沖的磁通密度通常用B1表示。因此脈沖形的高頻場一般也被簡稱為B1場。借助HF脈沖激勵(lì)檢查對象內(nèi)原子的核自旋，使得這些原子以所謂的“激勵(lì)翻轉(zhuǎn)角”(下面也簡稱為“翻轉(zhuǎn)角”)偏轉(zhuǎn)離開其平行于基本磁場B0分布的平衡位置。然后核自旋圍繞基本磁場B0的方向進(jìn)動(dòng)。換句話說，被共振激勵(lì)的原子位置分辨地以定義的翻轉(zhuǎn)角相對于基本磁場的磁力線翻轉(zhuǎn)。激勵(lì)(也就是翻轉(zhuǎn))僅當(dāng)B1場與待激勵(lì)原子(一般是氫原子)共振時(shí)才可能。借助磁高頻脈沖或所導(dǎo)致的翻轉(zhuǎn)角分布的磁共振激勵(lì)(MR激勵(lì))在下面也被稱為“核磁化”或簡稱為“磁化”。在激勵(lì)之后核自旋又弛豫，即核自旋返回其在B0場中取向的起始位置。在核自旋的弛豫過程中輻射出高頻信號，即所謂的磁共振信號，借助合適的接收天線接收所述高頻信號并且然后對其進(jìn)一步處理。接收天線可以是也發(fā)射高頻脈沖的相同天線，或者是單獨(dú)的接收天線。對用于核自旋磁化的高頻信號的發(fā)射大多借助所謂的“全身線圈”或“Bodycoil”進(jìn)行。全身線圈的典型結(jié)構(gòu)是由多個(gè)發(fā)射棒組成的鳥籠天線(Birdcage天線)，這些發(fā)射棒與縱軸平行分布地圍繞斷層造影設(shè)備的患者空間設(shè)置，在檢查時(shí)患者位于所述患者空間中。在端部，天線棒分別環(huán)形地電容式相互連接。但是，同時(shí)也越來越頻繁地使用靠近身體的局部線圈來發(fā)射MR激勵(lì)信號。磁共振信號的接收通常用局部線圈進(jìn)行，但是在一些情況下也替換的或附加地使用全身線圈。最后，基于所接收的磁共振信號產(chǎn)生檢查對象的磁共振圖像。在此，向磁共振圖像的每個(gè)圖像點(diǎn)分配一個(gè)小的體容積，即所謂的“體素”，并且圖像點(diǎn)的每個(gè)亮度值或強(qiáng)度值與從該體素接收的磁共振信號的信號振幅相關(guān)聯(lián)。具有場強(qiáng)B1的共振入射的HF脈沖與利用該HF脈沖達(dá)到的翻轉(zhuǎn)角α之間的關(guān)系在此通過以下方程給出，其中γ是旋磁比，其對大多數(shù)核自旋檢查而言可以被看做是固定的材料常數(shù)，而τ是高頻脈沖的作用持續(xù)時(shí)間。方程(1)的前提是B1(t)的恒定相位，也就是實(shí)數(shù)B1。因此，通過所發(fā)射的HF脈沖達(dá)到的翻轉(zhuǎn)角以及由此磁共振信號的強(qiáng)度除了取決于HF脈沖的持續(xù)時(shí)間之外還取決于入射的B1場的強(qiáng)度。因此，所激勵(lì)的B1場的場強(qiáng)方面的空間波動(dòng)導(dǎo)致所接收的磁共振信號的不期望變化，這些變化可能使測量結(jié)果失真。較新的磁共振系統(tǒng)包括具有分離的發(fā)射通道的單獨(dú)的發(fā)射天線。例如，全身線圈可以在圓周方向上被劃分，使得形成4、6或8個(gè)子天線。當(dāng)然也可以考慮其它數(shù)量的子天線或在縱向方向上的劃分。于是可以設(shè)計(jì)具有單獨(dú)的HF信號的各個(gè)發(fā)射通道。為此發(fā)射所謂的多通道脈沖，所述多通道脈沖如開頭所描述的由多個(gè)單獨(dú)的高頻脈沖組成，這些高頻脈沖可以并行地經(jīng)由不同的獨(dú)立的高頻發(fā)射通道發(fā)射。這樣的由于各個(gè)脈沖的并行發(fā)射而也稱為“pTX脈沖”的多通道脈沖串例如可以被用作激勵(lì)脈沖、重聚焦脈沖和/或反轉(zhuǎn)脈沖。具有多個(gè)獨(dú)立可控的天線部件或發(fā)射通道的天線系統(tǒng)通常也稱為“Transmit-Array，發(fā)射陣列”，而與是全身天線還是靠近身體的天線裝置無關(guān)。這樣的pTX脈沖或由pTX脈沖構(gòu)成的脈沖串通常事先針對特定計(jì)劃的測量而確定，即設(shè)定利用什么脈沖形狀和相位在各個(gè)發(fā)射通道上發(fā)射脈沖。為此通常首先預(yù)先給定發(fā)射k空間梯度軌跡，也就是應(yīng)當(dāng)經(jīng)過的k空間中位置。K空間是位置頻率空間。為了計(jì)劃HF脈沖，用戶預(yù)先給定目標(biāo)磁化，例如在目標(biāo)函數(shù)內(nèi)用作額定值的期望的、位置分辨的翻轉(zhuǎn)角分布。然后，針對各個(gè)通道計(jì)算匹配的HF脈沖，從而盡可能好地達(dá)到目標(biāo)磁化。其基礎(chǔ)是布洛赫方程該布洛赫方程通過磁場B中的磁化向量M描述了磁化結(jié)構(gòu)。γ又是待激勵(lì)核的旋磁比。一般這樣來進(jìn)行脈沖形狀的計(jì)算，即將具有特定長度的脈沖離散化為一定數(shù)量的非常短的時(shí)間步長。典型地，在此是1至10μs持續(xù)時(shí)間的時(shí)間步長，即例如10至20ms的脈沖包含超過1000個(gè)時(shí)間步長。對于小的翻轉(zhuǎn)角而言，由布洛赫方程得到線性方程組：A·b＝mdes(3)在此mdes代表空間離散化的目標(biāo)磁化的向量，向量b代表HF脈沖的時(shí)間上的離散化，A是包含線性關(guān)系的矩陣，所述線性關(guān)系由向量mdes與向量b之間的布洛赫方程的線性解的離散化得到。該方程組的解針對每個(gè)時(shí)間步長提供具有實(shí)部和虛部的復(fù)數(shù)脈沖值，所述實(shí)部和虛部分別代表用于控制磁共振系統(tǒng)的脈沖的電壓振幅和相位。磁化可以在空間上不選擇地在線圈的整個(gè)流入?yún)^(qū)域中被激勵(lì)起來，或者可以通過頻率選擇的高頻脈沖結(jié)合線性場梯度激勵(lì)來自該流入?yún)^(qū)域的層。在此，場梯度將高頻脈沖的有限的頻譜帶寬傳輸?shù)胶唵蔚?、空間上一維的選擇性的激勵(lì)。這是可能的，因?yàn)榧?lì)僅在高頻脈沖與待激勵(lì)原子之間共振的情況下進(jìn)行。進(jìn)動(dòng)頻率或拉莫爾頻率(自旋以該進(jìn)動(dòng)頻率進(jìn)動(dòng)并且激勵(lì)必須以該拉莫爾頻率進(jìn)行)，取決于外部磁場。場梯度用于依據(jù)位置地改變外部磁場并由此依據(jù)位置地改變拉莫爾頻率。由此高頻脈沖是位置選擇的。除了別的之外，對于成像的加速來說，期望僅選擇性地激勵(lì)應(yīng)當(dāng)以圖像方式采集的空間區(qū)域。已知對于二維或三維選擇性激勵(lì)來說借助場梯度穿越k空間。該選擇性激勵(lì)類似于圖像的記錄過程，并且可以在Pauly等人的“k-spaceanalysesofsmall-tip-angleexcitation”NRN,81:43-56,1989中找到。用于空間選擇性激勵(lì)的方法典型地導(dǎo)致非常長的高頻脈沖，這可能在所激勵(lì)的結(jié)構(gòu)中引起偽影。該方法的另一個(gè)限制是每個(gè)激勵(lì)或每個(gè)產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)角所沉積的功率，即激勵(lì)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種脈沖序列，其使得能夠利用較短的高頻脈沖實(shí)現(xiàn)對磁化的空間上選擇的激勵(lì)。根據(jù)本發(fā)明，輸出包括第一層選擇激勵(lì)脈沖的脈沖序列，該第一層選擇激勵(lì)脈沖以第一磁化激勵(lì)第一層。由此，在輸出第一層選擇激勵(lì)脈沖之后，在一個(gè)或多個(gè)發(fā)射線圈的流入?yún)^(qū)域中使該層中原子的核自旋偏轉(zhuǎn)出它們的平衡位置，即相對于基本磁場翻轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)很清楚，在此以及下面原子僅意味著對磁共振做出反應(yīng)的原子，一般是氫原子。對于專業(yè)人員來說理所當(dāng)然的是，磁化是統(tǒng)計(jì)過程，層的核自旋從統(tǒng)計(jì)上來看平均在翻轉(zhuǎn)的位置上，其中相對于基本磁場方向的該位置通常通過核自旋的平均翻轉(zhuǎn)角說明。第一磁化意味著圍繞特定第一旋轉(zhuǎn)軸的翻轉(zhuǎn)以及具有特定的第一大小的翻轉(zhuǎn)角。第二層選擇激勵(lì)脈沖以第二磁化激勵(lì)第二層，該第二磁化被設(shè)計(jì)為使得該第二磁化基本上不影響第一磁化。第二磁化意味著圍繞特定的第二旋轉(zhuǎn)軸的翻轉(zhuǎn)以及具有特定的第二大小的翻轉(zhuǎn)角。第二層不同于第一層。第一磁化的未受影響例如可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)，這樣來選擇第二選擇軸，使得第二選擇軸基本上平行于翻轉(zhuǎn)后的核自旋位置。接著是第三層選擇激勵(lì)脈沖，其以基本上消除第一磁化的第三磁化激勵(lì)第一層。由此，第三層選擇激勵(lì)脈沖使已經(jīng)由第一層選擇激勵(lì)脈沖翻轉(zhuǎn)出平衡位置的核自旋又翻轉(zhuǎn)回到平衡位置。該翻轉(zhuǎn)回明顯在弛豫之前進(jìn)行，所述弛豫可以單單將核自旋翻轉(zhuǎn)回平衡位置。脈沖序列包括第四層選擇激勵(lì)脈沖，其以基本上消除第二磁化的第二磁化激勵(lì)第二層。在此，對于第三層選擇激勵(lì)脈沖而言也這樣來選擇高頻分量，使得偏轉(zhuǎn)出的核自旋又翻轉(zhuǎn)回其平行于基本磁場B0的平衡位置。在平衡位置下，核自旋平行于基本磁場的場力線取向。在此，第四層選擇激勵(lì)脈沖涉及第二層的核自旋。根據(jù)本發(fā)明，第一層和第二層相交。第一層和第二層的相交導(dǎo)致在，輸出第二層選擇激勵(lì)脈沖時(shí)在相交區(qū)域中原子的核自旋已經(jīng)通過第一層選擇激勵(lì)脈沖偏轉(zhuǎn)出，并且第二層選擇激勵(lì)脈沖不影響該核自旋，因?yàn)榈诙呕?，或引起第二磁化的高頻脈沖被設(shè)計(jì)為，使得該高頻脈沖不會影響第一磁化，也就是不會影響在第一磁化的區(qū)域中核自旋的位置。因此，在輸出第一和第二層選擇激勵(lì)脈沖之后，在第一層和第二層中原子的所有核的自旋都相同地偏轉(zhuǎn)出，也就是以相同大小的翻轉(zhuǎn)角翻轉(zhuǎn)，也就是沉積相同的高頻能量。這也適用于相交區(qū)域中的核自旋。在輸出第三層選擇激勵(lì)脈沖之后，在第一層中原子的所有核自旋又翻轉(zhuǎn)回靜止?fàn)顟B(tài)或平衡位置。這也適用于位于第一層與第二層之間的相交區(qū)域中的原子的核自旋。現(xiàn)在，第四層選擇激勵(lì)脈沖的輸出引起，第二層中的核自旋只要它們沒有位于與第一層的相交區(qū)域中就翻轉(zhuǎn)回平衡位置。但是相交區(qū)域中的自旋已經(jīng)處于平衡位置并且不再位于第二磁化的區(qū)域中。第四層選擇激勵(lì)脈沖的高頻脈沖作用于該自旋，使得該自旋從平衡位置偏轉(zhuǎn)出。由此，在完整地輸出整個(gè)脈沖序列之后僅在由第一和第二層形成的相交區(qū)域中展示出磁化。該相交區(qū)域定義了在輸出完整的脈沖序列之后磁化的激勵(lì)區(qū)域(fieldofexcitation，激勵(lì)場-FOX)。在第一和第二層的所有其它區(qū)域中，第三和第四層選擇激勵(lì)脈沖已經(jīng)將自旋分別又翻轉(zhuǎn)回平衡位置。專業(yè)人員理解，所有四個(gè)激勵(lì)脈沖都必須在明顯小于自旋弛豫時(shí)間的時(shí)間內(nèi)輸出。只有這樣才保證自旋還被激勵(lì)，也就是還被翻轉(zhuǎn)出或偏轉(zhuǎn)出并且由此可以主動(dòng)地翻轉(zhuǎn)回平衡位置。因此，脈沖序列選擇性地激勵(lì)定義區(qū)域，而且是由第一和第二層形成的相交區(qū)域。在通過高頻脈沖激勵(lì)之后，各個(gè)核自旋按照相位發(fā)散。為了使各個(gè)核自旋在翻轉(zhuǎn)之后還未發(fā)散，由4個(gè)激勵(lì)脈沖組成的脈沖序列優(yōu)選具有小于大約20至30ms的總持續(xù)時(shí)間。第一和第二層可以相互正交。于是相交區(qū)域是四邊形或沒有長度限制的條，因?yàn)檫x擇二維地進(jìn)行。實(shí)際的限制通過檢查對象的最終擴(kuò)展和通過一個(gè)或多個(gè)發(fā)射線圈的最終作用區(qū)域進(jìn)行。本發(fā)明的利用至少一個(gè)高頻發(fā)射通道控制磁共振系統(tǒng)的控制設(shè)備被設(shè)計(jì)為，使得該控制設(shè)備向至少一個(gè)高頻發(fā)射通道輸出控制信號，該控制設(shè)備耦合到高頻發(fā)射通道。控制信號引起第一層選擇激勵(lì)脈沖被輸出，該第一層選擇激勵(lì)脈沖以第一磁化激勵(lì)第一層，并且引起第二層選擇激勵(lì)脈沖被輸出，該第二層選擇激勵(lì)脈沖以第二磁化激勵(lì)第二層，該第二磁化被設(shè)計(jì)為使得該第二磁化基本上不影響第一磁化。此外，控制設(shè)備被設(shè)計(jì)為使得接著輸出以基本上消除第一磁化的第三磁化激勵(lì)第一層的第三層選擇激勵(lì)脈沖，然后輸出以基本上消除第二磁化的第四磁化激勵(lì)第二層的第四層選擇激勵(lì)脈沖。第一和第二層彼此相交。本發(fā)明還提供一種確定磁共振系統(tǒng)控制序列的控制序列確定設(shè)備，該磁共振系統(tǒng)控制序列包括脈沖序列?？刂菩蛄写_定設(shè)備具有用于采集目標(biāo)磁化的輸入接口。此外，控制序列確定設(shè)備具有HF脈沖優(yōu)化單元，該HF脈沖優(yōu)化單元被構(gòu)成為基于預(yù)先給定的目標(biāo)磁化和根據(jù)脈沖數(shù)量和脈沖形狀預(yù)先給定的脈沖序列在高頻脈沖優(yōu)化法中計(jì)算脈沖的振幅和相位。控制序列確定設(shè)備還包括控制控制序列輸出接口。控制序列確定設(shè)備被構(gòu)成為，使得其在HF脈沖優(yōu)化法中使用布洛赫方程的模型，并且作為目標(biāo)磁化預(yù)先給定期望的激勵(lì)體積。期望的激勵(lì)體積通過被選擇性激勵(lì)的層的相交區(qū)域來定義。該空間區(qū)域作為目標(biāo)磁化連同期望的磁化、也就是期望的翻轉(zhuǎn)角一起傳送給優(yōu)化算法。該優(yōu)化法用一種對除了弛豫效應(yīng)之外的上面說明的布洛赫方程進(jìn)行精確建模的算法工作。該方法因此與建立在線性傅里葉概念的基礎(chǔ)上的方法不同而使用非線性布洛赫方程，所述非線性布洛赫方程穿越k空間。由于用于層選擇的高頻脈沖和梯度引起的磁化，導(dǎo)致通過布洛赫方程給出的動(dòng)態(tài)性。由此該磁化在所謂的布洛赫球上運(yùn)動(dòng)。在高頻脈沖優(yōu)化法中，利用對非線性方程組最小化的方法求解以下最小化問題：前面所提到的控制設(shè)備的部件以及還有控制序列確定設(shè)備的大部分可以完全或部分地以軟件模塊形式在控制設(shè)備的處理器中實(shí)現(xiàn)。這在此情況下是有利的，因?yàn)橥ㄟ^軟件安裝也能更新已經(jīng)存在的控制設(shè)備和控制序列確定設(shè)備以用于執(zhí)行本發(fā)明的方法。因此本發(fā)明還包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其可以直接加載到醫(yī)療技術(shù)成像設(shè)備(例如磁共振系統(tǒng))的可編程控制設(shè)備的處理器中，具有程序代碼裝置，用于當(dāng)程序在控制設(shè)備中執(zhí)行時(shí)實(shí)施本發(fā)明方法的所有步驟。本發(fā)明的其它、特別有利的設(shè)計(jì)由從屬權(quán)利要求以及下面的描述得到，其中一種權(quán)利要求類別的獨(dú)立權(quán)利要求也可以類似于另一種權(quán)利要求類別的從屬權(quán)利要求地?cái)U(kuò)展。優(yōu)選地，層選擇的激勵(lì)脈沖由高頻脈沖和梯度信號組成，所述高頻脈沖的形狀預(yù)先給定所激勵(lì)的層的層厚和所激勵(lì)的層與未被激勵(lì)的區(qū)域之間的界限精度或邊緣清晰度，所述梯度信號預(yù)先給定層平面。通過選擇高頻脈沖的形狀，可以達(dá)到對層的良好限制。梯度信號、尤其是梯度信號的斜率與高頻脈沖相結(jié)合預(yù)先給定層平面。磁共振系統(tǒng)具有在x、y和z方向上的梯度線圈。通過不同梯度線圈的組合，在每個(gè)任意空間方向上都可以實(shí)現(xiàn)梯度信號。由此，與高頻脈沖相結(jié)合地，可以對位于空間中任意位置并且具有可選擇的層厚的層進(jìn)行選擇性激勵(lì)。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，高頻脈沖是sinc脈沖。Sinc脈沖具有良好邊緣清晰度的優(yōu)點(diǎn)，即具有高的選擇性的優(yōu)點(diǎn)。在本方法的一種優(yōu)選擴(kuò)展中，在第四層選擇激勵(lì)脈沖之后輸出針對與第一層和第二層相交的第三層的重聚焦脈沖。重聚焦脈沖與只能對激勵(lì)的自旋重聚焦這個(gè)事實(shí)一樣都是已知的。因此，在第三層中的重聚焦脈沖僅作用于剩余的經(jīng)過磁化的區(qū)域，并且從該區(qū)域中又在第三方向上切割出一個(gè)區(qū)域。由此激勵(lì)選擇性地在三個(gè)空間方向上起作用?？梢赃M(jìn)行3D磁化。優(yōu)選地，層選擇的激勵(lì)脈沖包括分別具有振幅和相位的高頻脈沖。在此，將振幅和相位進(jìn)行優(yōu)化，使得在輸出脈沖序列之后整個(gè)所激勵(lì)的磁化與第一和第二層或第一、第二和第三層的相交區(qū)域中的磁化之間的差被最小化。如果整個(gè)所激勵(lì)的磁化與相交區(qū)域中的磁化之間的差為零，則意味著只有被激勵(lì)的目標(biāo)區(qū)域還是被磁化的。于是第三層選擇激勵(lì)脈沖和第四層選擇激勵(lì)脈沖完全消除了第一磁化，也就是說自旋在相交區(qū)域之外又處于平衡狀態(tài)。這種中和由于以下原因而變得更難，即磁化取決于局部磁場的波動(dòng)，也就是既取決于基本磁場B0的波動(dòng)也取決于高頻磁場B1的波動(dòng)。在本方法的有利擴(kuò)展中，在優(yōu)化之前確定B1場的實(shí)際分布，或B1場的實(shí)際分布已經(jīng)已知，并且該優(yōu)化考慮B1分布。所謂的B1圖對一個(gè)或多個(gè)高頻天線的選擇性做出了預(yù)測。天線不是理想的輻射器。它們具有確定B1場分布的特定的方向特性或者輻射特性。在一種擴(kuò)展中，在優(yōu)化之前還確定B0場的實(shí)際分布或者B0場的分布已經(jīng)由事先進(jìn)行的測量已知。于是優(yōu)化考慮B0分布。根據(jù)方程(4)的最小化問題需要依據(jù)振幅和相位M(A,phi)來說明磁化。根據(jù)布洛赫方程(2)，由旋磁比和磁場B來得到M。在此，磁場B經(jīng)由以下方程引入：k在此是不同發(fā)射通道的索引，B1,k是所引發(fā)的B1場，即第k個(gè)天線的B1場，Ak是在脈沖序列的第k個(gè)高頻脈沖上的復(fù)數(shù)振幅，以及ΔB0考慮了B0圖。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在磁共振系統(tǒng)中應(yīng)用本方法，該磁共振系統(tǒng)具有包括多個(gè)獨(dú)立高頻發(fā)射通道的發(fā)射天線裝置。至少兩個(gè)高頻發(fā)射通道并行輸出獨(dú)立的脈沖序列，這些脈沖序列分別包括第一、第二、第三和第四層選擇激勵(lì)脈沖。本發(fā)明的方法也可以用單個(gè)天線實(shí)現(xiàn)。但是，天線陣列、即具有多個(gè)單個(gè)天線的發(fā)射天線裝置的使用導(dǎo)致明顯的質(zhì)量提高，即導(dǎo)致在確定待激勵(lì)體積時(shí)更好的選擇性。優(yōu)選的，本發(fā)明的控制序列確定設(shè)備在HF脈沖優(yōu)化法中考慮高頻發(fā)射通道的B1圖或多個(gè)用于發(fā)射脈沖序列的高頻發(fā)射通道的B1圖。由此，考慮每單個(gè)發(fā)射天線的選擇性和獨(dú)特性，并且調(diào)整可以精細(xì)地進(jìn)行。在這種情況下，目標(biāo)是利用第三和第四層選擇激勵(lì)脈沖將被激勵(lì)的自旋盡可能完全地返回到平衡狀態(tài)。附圖說明下面參照附圖借助實(shí)施例再次詳細(xì)闡述本發(fā)明。在此，在不同的圖中相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了本發(fā)明磁共振系統(tǒng)的示意圖，圖2示出了本發(fā)明脈沖序列的示意圖，圖3示出了具有在第一激勵(lì)脈沖后磁化的層的檢查對象的示意橫截面，圖4示出了具有在第二激勵(lì)脈沖后磁化的層的檢查對象的示意橫截面，圖5示出了具有在第三激勵(lì)脈沖后磁化的層的檢查對象的示意橫截面，圖6示出了具有在第四激勵(lì)脈沖后磁化的層的檢查對象的示意橫截面，圖7示出了在另一種層取向的情況下具有在第四激勵(lì)脈沖后磁化的區(qū)域的檢查對象的示意橫截面，圖8示出了針對4個(gè)不同高頻發(fā)射線圈的B1圖的示意圖，圖9示出了針對一個(gè)高頻發(fā)射線圈的虛擬B1圖的示意圖，圖10示出了布洛赫球的示意圖。具體實(shí)施方式圖1示出了也被簡稱為磁共振系統(tǒng)的磁共振斷層造影系統(tǒng)100的示意框圖。磁共振斷層造影系統(tǒng)100的中心部件是常見的掃描儀101，在該掃描儀中，圖1中未示出的患者或先證者可以在臥榻103上被定位在測量空間102(通常也稱為“患者隧道”)中以用于檢查。掃描儀101具有基本磁場系統(tǒng)，用于在測量空間102中施加基本磁場，以及具有梯度線圈系統(tǒng)113，經(jīng)由梯度線圈系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先給定的測量協(xié)議輸出磁場梯度脈沖的脈沖序列。與此匹配，可以經(jīng)由高頻發(fā)射天線裝置104a至104d發(fā)射高頻脈沖以激勵(lì)檢查對象的待檢查區(qū)域中的核自旋。天線裝置104a至104d例如可以如在此所示是全身線圈或局部發(fā)射線圈裝置。在這里示出的實(shí)施方式中，全身線圈構(gòu)成為鳥籠天線并且分為4個(gè)單個(gè)天線。具有多個(gè)并行發(fā)射高頻發(fā)射脈沖的單個(gè)天線104a、104b、104c和104d的這種發(fā)射天線裝置也被稱為天線陣列。由天線裝置104a至104d還可以捕獲通過所激勵(lì)的核自旋的弛豫而形成的磁共振信號。但是為此也可以設(shè)置分離的天線。掃描儀101由磁共振系統(tǒng)100的控制設(shè)備106控制。該控制設(shè)備106具有不同的接口。為此，除了別的之外包括高頻發(fā)射接口108，經(jīng)由高頻發(fā)射接口108將期望的高頻脈沖通過至少一個(gè)高頻發(fā)射通道饋入天線裝置104a至104d。在當(dāng)前的實(shí)施例中，設(shè)置4個(gè)高頻發(fā)射通道112a至112d，它們分別耦合到發(fā)射天線104a至104d之一。控制設(shè)備106的梯度發(fā)射接口114與掃描儀101中的梯度線圈裝置113連接。經(jīng)由梯度發(fā)射接口114將梯度信號饋入梯度線圈裝置113。梯度信號引起基本磁場的空間上有限的改變。梯度線圈裝置113為此包括用于x方向上的梯度場的梯度線圈、用于y方向上的梯度場的梯度線圈以及用于z方向上的梯度場的梯度線圈，其中通常z方向指向患者隧道102的縱向。這種梯度線圈裝置是已知的并且因此不需要被詳細(xì)地闡述。這些梯度線圈裝置使得可以在每個(gè)任意空間方向上的空間上的磁場改變。此外，控制設(shè)備106具有從用于接收的天線裝置接收磁共振信號作為原始數(shù)據(jù)、對該磁共振信號進(jìn)行處理并且然后傳送給重建單元109的磁共振信號接收接口107，所述重建單元109通?；谒鲈紨?shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)。該圖像重建對理解本發(fā)明是不重要的，因此在此并未詳細(xì)闡述?？刂圃O(shè)備106連接到終端110，操作者經(jīng)由終端110可以操作控制設(shè)備106并且由此操作整個(gè)磁共振斷層造影系統(tǒng)100。經(jīng)由其它接口可以由控制設(shè)備106控制掃描儀101的其它部件，例如基本場磁體系統(tǒng)、臥榻103等。但是所有這些部件都是專業(yè)人員已知的，因此并未在圖1中詳細(xì)示出。在此要指出的是，磁共振斷層造影系統(tǒng)還可以具有多個(gè)其它部件，例如到特定網(wǎng)絡(luò)的接口，這些部件與磁共振斷層造影系統(tǒng)的基礎(chǔ)作用方式一樣都是專業(yè)人員已知的，因此不再需要闡述。此外，控制設(shè)備106包括具有HF脈沖優(yōu)化單元115的控制序列確定設(shè)備111?？刂菩蛄写_定設(shè)備111在該實(shí)施例中是控制設(shè)備106的一部分，但是該控制序列確定設(shè)備111也可以與控制設(shè)備分開并且也可以與磁共振系統(tǒng)100分開地實(shí)施?？刂菩蛄写_定設(shè)備111具有輸入接口116，例如經(jīng)由終端110可以將諸如目標(biāo)磁化的設(shè)定輸入到該輸入接口116中?？刂菩蛄写_定設(shè)備111還具有控制序列輸出接口117，涉及待輸出的HF脈沖的振幅和相位的數(shù)據(jù)在該控制序列輸出接口處被輸出到高頻發(fā)射接口108。圖2示出如根據(jù)本發(fā)明用于控制磁共振系統(tǒng)100的示例性脈沖序列的示意圖。在圖形1中，以任意單位繪制電壓與時(shí)間的關(guān)系，并且繪制如輸出到發(fā)射天線104a至104b的高頻脈沖的包絡(luò)線。脈沖序列包括第一高頻脈沖11、第二高頻脈沖12、第三高頻脈沖13以及第四高頻脈沖14。一個(gè)序列的脈沖11、12、13、14時(shí)間上先后地在天線上輸出。在如圖1所示的高頻發(fā)射線圈裝置104a至104d中，在每個(gè)線圈處都輸出包括4個(gè)高頻脈沖的脈沖序列。高頻脈沖與在下面的圖形2和3中示出的梯度信號同時(shí)輸出。在圖形2中又以任意單位示出了電壓與時(shí)間的關(guān)系。在該實(shí)施例中，梯度信號21和23經(jīng)由在x方向上產(chǎn)生梯度場的梯度線圈輸出。在高頻脈沖11期間，梯度信號21被施加在x梯度線圈裝置上。在高頻脈沖12期間，在x方向上沒有施加梯度信號。在高頻脈沖13期間在x梯度線圈上施加梯度信號23。在輸出高頻脈沖14期間不存在x方向上的梯度信號。在圖形3中以任意單位繪出電壓與時(shí)間的關(guān)系。在圖形3中說明y方向上的梯度信號。在輸出高頻脈沖12期間，在y方向上施加梯度信號32并且在輸出高頻脈沖14期間，施加梯度信號34。在輸出高頻脈沖11和13期間在y方向上不存在梯度信號。在各個(gè)高頻脈沖之間的時(shí)間間隙中的短梯度脈沖20和30是所謂的重繞脈沖(Rewinder-Puls)，以返回到k空間中心。重繞脈沖是需要的，以便在定義狀態(tài)下開始隨后的HF脈沖或信號讀取串。重繞脈沖對事先由層選擇梯度去相位的信號重定相?？傊?，在時(shí)間間隔Δt1期間高頻脈沖11與梯度信號21一起形成在x方向上的第一層選擇激勵(lì)脈沖。高頻脈沖12與梯度信號32一起在時(shí)間間隔Δt2期間形成y方向上的第二層選擇激勵(lì)脈沖。高頻脈沖13與梯度信號23一起在時(shí)間間隔Δt3期間形成x方向上的第三層選擇激勵(lì)脈沖。高頻脈沖14與梯度信號34一起在時(shí)間間隔Δt4期間形成y方向上的第四層選擇激勵(lì)脈沖。層選擇激勵(lì)脈沖的長度典型地在1ms與3ms之間，但是在特殊情況下也可以更大或更小。接下來借助圖3至圖6詳細(xì)觀察根據(jù)圖2的輸出的脈沖序列的作用。在圖3至圖6中分別示出了檢查對象40的橫截面。為了闡述作用方式，檢查對象可以是球形體模，當(dāng)然該橫截面可以是通過人體的橫截面。檢查對象40應(yīng)當(dāng)位于掃描儀101的患者隧道102中。由于在那里所施加的基本磁場，檢查體40中的核自旋在z方向上取向。在圖3至圖6中z方向垂直于繪圖平面。定向在z方向上的核自旋42通過點(diǎn)純示意性地示出。圖3示出了在輸出第一高頻脈沖11以及梯度信號21之后檢查體40的磁化狀態(tài)。梯度信號21引起x方向上的選擇。高頻脈沖11被選擇為，使得達(dá)到90°的翻轉(zhuǎn)角。從梯度信號21和高頻脈沖11的協(xié)作中，得到層厚d。高頻脈沖的形狀確定所謂的邊緣清晰度，也就是磁化區(qū)域與非磁化區(qū)域之間的過渡區(qū)域。對于良好的邊緣清晰度，高頻脈沖11可以是sinc脈沖。在此對層41進(jìn)行磁化，該層41在圖3中作為陰影區(qū)域示出。通過高頻脈沖11和梯度信號21形成的x方向上的層選擇激勵(lì)脈沖由此使得層41內(nèi)的核自旋從靜止位置偏轉(zhuǎn)90°。高頻脈沖11具有0°的相位。在此，該相位定義旋轉(zhuǎn)軸的方向和由此定義B1場向量的方向。在此，利用y方向上的旋轉(zhuǎn)軸標(biāo)識任意的0°相位。于是相應(yīng)地，該旋轉(zhuǎn)軸在90°相位的情況下指向x方向并且在180°相位的情況下指向y方向。由此，B1場向量指向y方向。通過圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行在x方向上的磁化。核自旋43在被磁化層41中被定向在x方向上，正如通過箭頭所示的。借助圖10示出的的布洛赫球(該布洛赫球?qū)崿F(xiàn)了布洛赫方程的顯示)，再次闡述核自旋的已進(jìn)行的翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)。布洛赫球60在圖10中作為圓示出，在布洛赫球上進(jìn)行核自旋在翻轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)?？梢杂^察到，在圖10中z軸在x軸上方示出，因此選擇不同于圖3至圖7的圖示。核自旋61處于靜止?fàn)顟B(tài)，或處于平衡狀態(tài)，也就是核自旋由于外部基本磁場B0在z方向上取向。第一層選擇激勵(lì)脈沖11,21的施加引起圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)，該y軸在圖10中垂直于繪圖平面。于是90°翻轉(zhuǎn)角引起旋轉(zhuǎn)到x方向上的核自旋位置62。圖4示出了在與梯度信號32同時(shí)輸出第二高頻脈沖12之后檢查體40的狀態(tài)。這樣形成的y方向上的第二層選擇激勵(lì)脈沖已對作為陰影區(qū)域示出的層44磁化。上面參照圖3的描述適用于梯度信號32和高頻脈沖12的共同作用。第二層選擇激勵(lì)脈沖12,32同樣是為90°的翻轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)的。與第一層選擇激勵(lì)脈沖相反，第二層選擇激勵(lì)脈沖具有90°相位并且由此引起核自旋圍繞x方向上的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。由此根據(jù)圖3還在z方向上取向的層44中的核自旋46旋轉(zhuǎn)到y(tǒng)方向上，這通過箭頭示出。在表示由層41和層44的相交區(qū)域的區(qū)域45中，核自旋未受到激勵(lì)脈沖12，32的影響，因?yàn)檫@些核自旋在x方向上取向。又可以借助圖10對此進(jìn)行澄清。在x方向上取向的核自旋62在圍繞x軸旋轉(zhuǎn)時(shí)未改變其位置和取向。因此在圖4中，在陰影區(qū)域中的所有核自旋從靜止位置偏轉(zhuǎn)90°。包括相交區(qū)域45在內(nèi)的層41中的核自旋43指向x方向，除相交區(qū)域45之外的層44中的核自旋46指向y方向。在陰影區(qū)域之外，也就是在層41和44之外，核自旋處于沿著z軸的靜止位置，這通過點(diǎn)表示。90°的偏轉(zhuǎn)角在所有陰影區(qū)域中都是相同的。層41和44中的核自旋43,46從其平衡位置偏轉(zhuǎn)出，它們是翻轉(zhuǎn)的。對于本發(fā)明的理解來說重要的是相交區(qū)域45，其既通過x方向上的層選擇激勵(lì)脈沖11,21又通過y方向上的層選擇的激勵(lì)脈沖12,32采集。由于在輸出第一層選擇激勵(lì)脈沖之后核自旋43已經(jīng)偏轉(zhuǎn)出，并且是在對于第二層選擇激勵(lì)脈沖形成旋轉(zhuǎn)軸的x軸的方向上，因此第二層選擇激勵(lì)脈沖不影響核自旋。相交區(qū)域45因此不是例如“雙磁化”，而是在該區(qū)域中的核自旋具有與區(qū)域41和44中的核自旋相同的90°翻轉(zhuǎn)。由此它們?nèi)〉孟嗤母哳l能量。在此應(yīng)當(dāng)指出，來自圖2的脈沖序列僅在兩個(gè)空間方向上是選擇的。圖3至圖6的圖示出橫截面。磁化區(qū)域分別在z方向上延伸，即從繪圖平面伸出的方向。圖5示出了在輸出第三層選擇激勵(lì)脈沖之后檢查對象40的磁化狀態(tài)，該第三層選擇激勵(lì)脈沖由高頻脈沖13和梯度信號23組成。梯度信號23被選擇為，使得與在輸出第一層選擇激勵(lì)脈沖時(shí)相同的層被選擇。強(qiáng)度(即高頻脈沖11,12,13和14的振幅)分別被選擇為，使得達(dá)到相同的翻轉(zhuǎn)角，在本實(shí)施例中是90°翻轉(zhuǎn)角。但是高頻脈沖在其相位方面是不同的。高頻脈沖13具有180°相位。該相位引起旋轉(zhuǎn)軸指向負(fù)y方向。在輸出第二層選擇激勵(lì)脈沖之后指向x方向的核自旋回旋90°，因?yàn)樾D(zhuǎn)軸指向負(fù)y方向。由于第三激勵(lì)脈沖是x方向上的層選擇激勵(lì)脈沖，包括相交區(qū)域45在內(nèi)的層41的核自旋43又回旋到z方向，這通過點(diǎn)來示出。所述核自旋由此處于起始位置，并且層41不再具有磁化。圖6示出在輸出第四層選擇激勵(lì)脈沖之后檢查對象40中的磁化。高頻脈沖14被選擇為，使得達(dá)到90°的翻轉(zhuǎn)角。高頻脈沖14的相位是-90°。這意味著旋轉(zhuǎn)軸在負(fù)x方向上。在除相交區(qū)域45之外的層44中的在輸出第三層選擇激勵(lì)脈沖之后指向y方向的核自旋46圍繞x軸旋轉(zhuǎn)90°，也就是旋轉(zhuǎn)到靜止位置。但是在相交區(qū)域45中已經(jīng)處于靜止位置的核自旋通過該旋轉(zhuǎn)被旋轉(zhuǎn)到90°。結(jié)果，在輸出所有4個(gè)脈沖之后，在除相交區(qū)域45之外的層41和44中的核自旋都處于靜止位置。在兩個(gè)層41和44的相交區(qū)域45中達(dá)到選擇的磁化。由此在輸出本發(fā)明的脈沖序列之后，僅在期望的激勵(lì)區(qū)域中給出磁化。圖7同樣示出了檢查對象40的橫截面。示出在輸出完整的脈沖序列之后所激勵(lì)的相交區(qū)域45。與圖至圖6相反，選擇其它層。尤其是層41和44并不相互垂直。由此相交區(qū)域沒有矩形橫截面。對層的選擇可以與檢查對象、也就是與期望的FOX自由匹配。在圖7的實(shí)施例中，層41和44之間夾角度α。起決定作用的只是，存在兩個(gè)層的相交區(qū)域。用本發(fā)明的方法達(dá)到的選擇性一方面取決于層選擇激勵(lì)脈沖的選擇，尤其是高頻脈沖的形狀。已知sinc脈沖特別好地適用于該選擇。但是可達(dá)到的選擇性也強(qiáng)烈地受到B0和B1場中的非均勻性的影響。通過第三和第四層選擇激勵(lì)脈沖達(dá)到的核自旋翻轉(zhuǎn)回起始位置越完整，該選擇性越好。為此設(shè)置高頻脈沖優(yōu)化單元，利用該高頻脈沖優(yōu)化單元求解最小化問題。作為目標(biāo)磁化預(yù)先給定期望FOX45中的期望磁化。如借助圖3至圖6闡述的，在脈沖序列內(nèi)預(yù)先給定基礎(chǔ)的脈沖順序。對高頻脈沖的振幅和相位的優(yōu)化確定可以考慮B1和B0場中的非均勻性。為此在HF脈沖優(yōu)化單元中借助B1圖考慮B1場。圖8示出了這種B1圖51,52,53和54。圓50表明檢查對象50的界限。圖51表明通過天線104d引起的B1場，圖52表明通過天線104c引起的B1場，圖53表明通過天線104b引起的B1場，圖54表明通過天線104a引起的B1場。線55在此示出場力線的延伸。這樣的B1圖是已知的，其允許對發(fā)射天線的方向特性和輻射特性進(jìn)行預(yù)測。如果確定了目標(biāo)區(qū)域，即FOX，則從B1圖51至54中產(chǎn)生所謂的虛擬B1圖。在圖9中示例性地示出虛擬B1圖56，其是從B1圖52中針對天線104c產(chǎn)生的。虛擬B1圖用于x方向上的層選擇脈沖，即僅示出落入所選擇的層中的場分量。對應(yīng)地虛擬B1圖57也適用于天線104c，并且同樣由B1圖52引起。與虛擬B1圖56不同，虛擬B1圖57適用于y方向上的層選擇激勵(lì)的情況。非線性優(yōu)化過程根據(jù)方程(4)針對每單個(gè)通道計(jì)算每個(gè)脈沖的振幅和相位。通過在考慮脈沖序列總持續(xù)時(shí)間的條件下設(shè)定待激勵(lì)區(qū)域和期望的邊緣清晰度或選擇性以及脈沖數(shù)量，完整地定義了方程組。所達(dá)到的簡單和短的脈沖11至14不太容易導(dǎo)致偽影。邊緣清晰度通過高頻脈沖形狀定義，并且可以方便地以SAR(SpezifischeAbsorptionsrate，特異性吸收率)為代價(jià)得到改善或者有利于SAR地被惡化。對于優(yōu)化程序，可以使用Levenberg-Marquardt解算器來用于非線性方程組。梯度方向的順序可以是被改變。尤其是可以在優(yōu)化單元中計(jì)算哪種順序提供與目標(biāo)之間的最小偏差。盡管借助具有4個(gè)脈沖的脈沖序列闡述該實(shí)施例，但不能理解為限制于此。更大的脈沖數(shù)量提高了選擇性，因?yàn)榻o出更多的調(diào)節(jié)可能性，即更多的自由度。缺點(diǎn)可能是，脈沖序列的總持續(xù)時(shí)間由此變得更長，由此通過B0場和B1長的時(shí)間上的非均勻性，例如通過患者運(yùn)動(dòng)給出更大的影響。90°翻轉(zhuǎn)角的說明也不能限制性地來理解。其它翻轉(zhuǎn)角也是可能的，只需要給出在旋轉(zhuǎn)軸與翻轉(zhuǎn)角之間的協(xié)調(diào)，由此第三和第四激勵(lì)脈沖，以及可能的其它激勵(lì)脈沖將FOX之外的核自旋回旋到平衡位置。最后要再次指出，前面詳細(xì)描述的被激勵(lì)的層和脈沖序列僅僅是實(shí)施例，專業(yè)人員可以按照不同的方式修改這些實(shí)施例，而不會脫離本發(fā)明的范圍。此外，不定冠詞“一”或“一個(gè)”的使用不排除所涉及的特征也可能是多重存在的。同樣術(shù)語“單元”和“模塊”也不排除所涉及的部件它由多個(gè)共同作用的子部件組成，這些子部件必要時(shí)也可以在空間上是分布的。附圖標(biāo)記列表1圖形2圖形3圖形11高頻脈沖12高頻脈沖13高頻脈沖14高頻脈沖20梯度脈沖21梯度信號23梯度信號30梯度脈沖32梯度信號34梯度信號40檢查體41層42核自旋43核自旋44層45相交區(qū)域46核自旋51B1圖52B1圖53B1圖54B1圖55場力線56虛擬B1圖57虛擬B1圖60布洛赫球61核自旋62核自旋位置100磁共振斷層造影系統(tǒng)101掃描儀102測量空間103臥榻104a高頻發(fā)射天線裝置104b高頻發(fā)射天線裝置104c高頻發(fā)射天線裝置104d高頻發(fā)射天線裝置106控制設(shè)備107磁共振信號接收接口108高頻發(fā)射接口109重建單元110終端111控制序列確定設(shè)備112a高頻發(fā)射通道112b高頻發(fā)射通道112c高頻發(fā)射通道112d高頻發(fā)射通道113梯度線圈系統(tǒng)114梯度發(fā)射接口115HF脈沖優(yōu)化單元116輸入接口117控制序列輸出接口Δt1時(shí)間間隔Δt2時(shí)間間隔Δt3時(shí)間間隔Δt4時(shí)間間隔d層厚t時(shí)間U電壓xx軸yy軸zz軸