為獨立控制多個線圈元件而構造的發送裝置及其運行方法

2023-09-21 19:54:40 2

為獨立控制多個線圈元件而構造的發送裝置及其運行方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於運行磁共振裝置（1）的為了通過不同的發送路徑來獨立地控制高頻線圈（3）的多個線圈元件（4）而構造的發送裝置（6）的方法，其中，為了以不同相位控制線圈元件（4），考慮在參考平面（7）內、尤其在用於所述線圈元件（4）的插接位置（8）處的相位差，其中，在單次待實施的第一校準測量中，針對每個發送路徑，通過在發送裝置（6）中與所述參考平面（7）隔開地固定安裝的內部測量裝置來測量發送出的高頻信號的第一相位，並且通過為了校準測量而要連接至該參考平面（7）、尤其要連接至所述插接位置（8）處的第二外部測量裝置來測量發送出的高頻信號的第二相位，其中，在所述線圈元件（4）的相位準確的控制中和/或為了校正藉助所述內部測量裝置的進一步的測量，考慮所述第一和第二相位中的至少一個。
【專利說明】為獨立控制多個線圈元件而構造的發送裝置及其運行方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於運行磁共振裝置的為了通過不同的發送路徑獨立地控制高 頻線圈的多個線圈元件而構造的發送裝置的方法，其中，為了以不同相位控制線圈元件，考 慮在參考平面內、尤其在用於線圈元件的插接位置處的相位差。此外，本發明涉及一種用於 磁共振裝置的發送裝置。

【背景技術】
[0002] 在磁共振成像中建議這樣構造發送線圈、即高頻線圈，使得其包含不同的可以彼 此獨立地控制的線圈元件。如果已知通過哪些線圈元件生成哪些磁場，則可以在成像區域 內生成不同的激勵模式，例如體積選擇的激勵等。為此目的，也為了補償由於反射形成的圖 像中較亮或較暗的位置等，可以設置，在各個由發送路徑定義的通道之間生成定義的相位 差，以便實現幹涉。
[0003] 為了實現這樣的多通道高頻發送系統，提出了一種相應的發送裝置，其允許獨立 地控制線圈元件。總的多通道高頻發送系統在此通常被稱為PTX或Tx陣列系統，其中"pTX" 是指"parallel transmit",即並行發送。總體上，然後可以通過改變各個通道或發送相位 之間的相位差或幅值比例，來控制對於激勵待拍攝對象內的核自旋所需的B1場的分布，以 及控制對於對象的SAR負荷而言重要的電場。
[0004] 為了清楚地定義相位差，需要用於所有發送路徑的參考點，因此總體上形成參考 平面，其在磁共振裝置的情況下一般通過用於各個線圈元件的插接位置來提供。在此注意 至IJ，既然這樣的高頻線圈和線圈元件的製造商基本上供應在控制的情況下所考慮的線圈元 件的模型，則可以另外地考慮對於線圈元件的不同線纜長度和線圈元件的不同特性。
[0005] 用於多通道高頻發送系統的發送裝置在此通常首先在每個發送路徑中具有調製 器，其生成期望的高頻信號作為小信號，分別為所述調製器後置連接高頻放大器，所述高頻 放大器將高頻信號放大至期望的幅值。如此放大的信號被傳輸至線圈的插接位置。為了正 確地控制，尤其在磁共振成像的範圍內，現在極其相關的是，已經在調製器處設置了正確 的輸入相位差，以便獲得在參考平面內的正確的期望的目標相位差；此外，必須可以通過測 量來可靠地檢驗，是否存在正確的相位差。然而在此存在一些問題。
[0006] 對高頻多通道發送系統存在下列期望，所述期望尤其在磁共振中應用於患者上時 對於提高安全性是值得嚮往的：
[0007] 1)各個發送路徑的控制必須這樣進行，使得在發送路徑的參考平面內存在通道之 間的定義的相位差。只有通過這樣的相位準確的控制才可以藉助發送陣列、也就是藉助具 有可獨立控制的線圈元件的高頻線圈來生成預先確定的幹涉模式。在此，首先存在這樣的 問題，即，各個發送路徑的不同調製器並不生成必然相位相同的高頻信號。此外，可能出現 這樣的問題，即，調製器之間的相位差在系統重新啟動的情況下改變，其中儘管調製器的同 步是可能的，但是在技術上卻極其昂貴。由於不同的線纜長度或線纜特性以及由於高頻放 大器裝置的變化，可以形成其他的在發送路徑之間的涉及參考平面的相移。
[0008] 2)應當相位準確地關於發送路徑的參考平面來檢測針對每個發送路徑所發送的 高頻信號(脈衝)。這例如在考慮到發送脈衝的實時監控時是值得嚮往的，以便在發送系統 的部件故障的情況下可以實施斷開，所述斷開例如避免患者中過高的局部或全局的SAR輸 入等。
[0009] 在此，還公知不同的問題。例如可以包含定向耦合器（DIC0)的高頻探測器、即測 量裝置，不能直接布置在參考平面內，針對所述參考平面應當測量相位。這尤其在考慮磁共 振應用的情況下是有問題的，因為定向耦合器不能集成在用於線圈的插接位置而是大多布 置在磁共振裝置的患者拍攝區域之外，在那兒存在在插接位置和定向耦合器之間的非常長 的線纜。此外，通常還在定向耦合器和接收器之間布置線纜，所述接收器通常具有解調器和 模擬數字轉換器(ADC)。結果是，除了差地校準的定向耦合器之外，在定向耦合器和接收器 之間的線纜以及接收器自身對不同的發送路徑也會引起不同的相移。最後，在接收器重新 啟動的情況下，類似於調製器，可以帶來相位跳躍（Phasenspriingen)，這意味著，在相同輸 入信號的情況下，檢測的在兩個任意發送路徑之間的相位差發生變化。在此，還可以考慮的 是，強制進行接收器的同步，這卻反過來帶來高的構造性和花費上的開銷。
[0010] 3)最後，值得嚮往的是，檢測在各個通道的發送路徑內的缺陷、例如線纜中斷，尤 其在位於測量裝置和線圈元件自身之間的部分中。這是因為在高頻多通道發送系統的情況 下線圈元件或通道的故障會帶來有關的場改變。在此，在測量裝置（高頻探測器）和線圈元 件之間的線纜區域是關鍵的，因為在該位置處的中斷間接地帶來測量裝置上的信號衰減， 所述測量裝置又可以尤其包含定向耦合器。


【發明內容】

[0011] 因此，本發明要解決的技術問題是，提供一種用於運行發送裝置的方法和一種發 送裝置，所述發送裝置使得可以以簡單的方式實現相位準確的發送和對相位差的檢驗。
[0012] 為了解決所述技術問題，在開頭所述類型的方法中按照本發明設置，在單次待實 施的第一校準測量中，針對每個發送路徑，通過在發送裝置中與參考平面隔開地固定安裝 的內部測量裝置來測量發送出的高頻信號的第一相位，並且通過第二個為了校準測量而要 連接至參考平面、尤其要連接至插接位置（8)處的外部測量裝置來測量發送出的高頻信號 的第二相位，其中在相位準確地控制線圈元件的情況下和/或為了校正藉助內部測量裝置 的進一步測量，考慮第一和第二相位中的至少一個。
[0013] 在本發明的範圍內已知，儘管如果發送裝置在其通常運行狀態中，測量裝置不能 被置於參考平面內，也就是尤其不能被置於用於線圈元件的插接位置處，但是在針對發送 裝置的校準測量期間，在所述校準測試中應用附加的、與自身固定的接收器相對應的外部 測量裝置，則一定可以在參考平面內布置測量裝置。由於所述外部測量裝置不依賴於其連 接於哪個發送路徑、因此連接於哪個插接位置，都相同地表現，所以該外部測量裝置提供不 變的參考，所有發送路徑可以與該參考相比較。因此，第一校準測量的測量流程根據本發明 是這樣的，即，首先外部測量裝置連接至針對其應當進行測量的發送路徑。然後在該發送路 徑中生成尤其預先確定的高頻信號(測試脈衝)，並且既通過內部測量裝置又通過外部測量 裝置來進行相位測量，由此來測量第一相位和第二相位。存儲針對所述發送路徑的第一和 第二相位，並且測量下一個發送路徑直到存在針對每個發送路徑的元組（Tupel)。第一和第 二相位的差說明在內部測量裝置上測量的相位如何一般地偏離在參考平面上的相位，也就 是描述線纜長度等。
[0014] 因此，可以在本發明的具體構造中設置，針對每個發送路徑從第一相位和第二相 位的差中確定校正值，並且從藉助內部測量裝置進行的後續測量(分別所採集的測量值）中 減去所述校正值，以便確定在參考平面上的當前相位。以這種方式，也就可以確定在參考平 面內的相位，並且由此總是確定在參考平面內的正確的相位差。
[0015] 此外，外部測量裝置(其針對每個通道(發送路徑）是相同的）卻提供這樣的可能 性，即，平衡在參考平面內的相位，因為在每個發送路徑中生成具有相同控制相位的高頻信 號並且由此第二相位表明由於發送路徑中的差別而在參考平面內形成的差別。
[0016] 因此，可以以本發明有利的構造來具體地設置，使得從用於確定控制相位的目標 相位中減去第二相位，以便獲得在參考平面處的目標相位，其中藉助所述控制相位來生成 高頻信號。這也就意味著，若已知在參考平面內的目標相位以便獲得特定的幹涉，則第二相 位表明必須如何控制調製器以便獲得相應的目標相位。在此，再次補充說明，最後在參考平 面也存在相位差，因為沒有一般地定義清晰的"零相位。因此，大多最後在考慮參考發送路 徑、例如第一發送路徑的情況下確定目標相位。然而，在考慮第二相位的情況下，總是獲得 期望的在參考平面內的相位差。
[0017] 在此，還注意到，如果沒有設置昂貴的電子設備以對內部測量裝置的調製器或接 收器進行同步，則至少在總發送路徑的測量期間，發送裝置的系統重新啟動應當被排除，以 便避免調製器和接收器的相位跳躍，對此下文中還將更詳細地討論。
[0018] 除了連接外部測量裝置之外，按照本發明的方法的全部步驟顯然可以自動地實 施。例如，可以引導用戶通過第一校準測量，方法是，向其通知要在哪個插接位置上連接外 部測量裝置，其中用戶可以在連接外部測量裝置之後對此進行確認。然後自動地進行測量， 並且接著輸出用於下一個發送路徑的新命令。此外，要指出的是，可以合適地為外部測量設 備後置連接視在負載（Scheinlast)，例如50Ω終端，其對理想的線圈元件進行模擬並且能 夠避免用於校準的高頻信號的反射部分。
[0019] 總體上，本發明因此提出校準、監視和控制方法，藉此使得可以在多通道高頻發送 系統中相位準確地發送和檢測高頻脈衝/高頻信號。這對於在磁共振裝置中控制高頻多通 道發送系統以及監視在患者中生成的局部SAR是具有特別意義的。所描述的過程不依賴 於所應用的高頻線圈或所應用的線圈元件。對於任意數目的發送路徑，這是可以實現的。此 夕卜，可以簡單地並且成本低廉地實現。
[0020] 在本發明的另一有利的構造中可以設置，分別應用與具有模擬數字變換器的接收 器相連接的定向耦合器，作為內部和外部測量裝置。除了模擬數字變換器之外，接收器還可 以容納解調器。通過接收器所接收的測量值、具體地即相位，然後作為數位訊號傳輸至發送 裝置的控制裝置，所述控制裝置如所描述地相應地對所述數位訊號進行分析和繼續使用。 這種用於高頻信號的相位(和需要時附加的幅值）的測量裝置在現有技術中已經是很大程 度已知的，並且在此不必更詳細地說明。
[0021] 在本發明的合適構造中，與外部測量裝置相關聯的、尤其固定安裝在發送裝置內 的接收器僅僅用於外部測量裝置。為了外部測量裝置儘可能獨立並且對於每個發送通道是 相同的，針對外部測量裝置應用具體的、與該外部測量裝置固定對應的、也能固定安裝在發 送裝置中的接收器，從而可以將測量結果直接傳輸至發送裝置的控制裝置，並且能夠減少 要手動連接的部分。
[0022] 儘管在本發明的變形中內部測量裝置的接收器只能固定地與所述內部測量裝置 相關聯，但是用於內部測量裝置的接收器也可以被用於藉助高頻線圈接收磁共振信號。因 此，如在現有技術中基本公知的那樣，對於每個發送路徑也可以實現接收路徑，其中能夠通 過切換設備在發送和接收之間切換。然後發送的信號如通常一樣經過定向耦合器，在接收 的情況下接收信號經過開關矩陣並且傳輸至接收器。
[0023] 所述方法的特別優選的實施方式提供，在第一校準測量的範圍內，尤其在連接高 頻線圈的情況下，清楚定義的測試信號在每個發送路徑上被發送，並且針對每個測試信號 藉助內部測量裝置來測量向前的和返回的測試信號的幅值和相位並且保存為檢驗值，其中 在相同的配置的情況下、也就是尤其還是在連接高頻線圈的情況下，在檢驗測量中對於至 少一個較晚的時刻，針對每個發送路徑重新發送測試信號並且針對每個測試信號藉助內部 測量裝置測量向前的和返回的測試信號的幅值和相位，其中在偏離用於發送路徑的檢驗值 的情況下確定並且輸出線纜故障。以這種方式，藉助按照本發明的方法也可以識別例如在 內部測量裝置和線圈元件之間的線纜中斷，因此在第一校準測量的範圍內附加地實施參考 測量。此外，在每個通道上、也就是每個發送通道上按照順序發送預定義的測試信號。發送 路徑的向前的和返回的波的相位和幅值被檢測並且被保存(在此可以在內部測量裝置的每 個定向耦合器上連接兩個接收器，從而可以檢測前向的和返回的波)。這樣描述的參考測量 可以藉助連接的高頻線圈、但是也可以藉助斷開的發送線纜終端來進行。作為對觸發信號 的反應、例如對重新啟動發送裝置的反應，可以全自動地進行檢驗測量，對此，類似於在第 一校準測量範圍內的參考測量，按順序通過所有發送路徑來發出預定義的測試信號。重新 測量幅值和相位，其中已經顯示出，尤其相位在此對由中斷等引起的線纜長度變化非常靈 敏。如果在內部測量裝置(尤其定向耦合器）和線圈元件之間的發送路徑損壞，則返回波的 幅值和相位發生變化；如果在放大器裝置和定向耦合器之間的線纜損壞，則甚至向前波的 幅值和相位發生變化。由此，可以通過將相位和/或幅值與在參考測量中所採集的檢驗值 進行比較來確定，是否存在以及在哪裡存在線纜故障。在此重要的是，測量布置與參考測量 是一樣的，由此又可以連接相同的高頻線圈或者又存在斷開的線纜端(未插接的線圈）。要 指出的是，檢驗測量（比較測量）的自動化觸發所涉及的，明顯也能夠被檢測出是否有線圈 以及哪個線圈連接到發送裝置上，這在很大程度上在現有技術中是公知的。如果以發送路 徑的斷開的端運行，則合適的可以是，直接在啟動發送裝置之後，在連接高頻線圈之前，實 施檢驗測量。還要指出的是，明顯地在相位和幅值的這樣測量的情況下已經基於第一和第 二相位進行了校正，如上文所述。仍要指出的是，如果在連接高頻線圈的情況下運行，線圈 負載必須和用於參考測量的一樣，這在磁共振裝置中可以通過無負載的（unbeladen)線圈 來確保。
[0024] 如已經提到的那樣，在重新啟動發送裝置的情況下，可能帶來調製器和內部測量 裝置的接收器的不同相位。對此，可以通過極其複雜的並且很難實現的同步裝置來克服，其 中在對此進行設計的情況下，可以持久不改變地繼續利用第一校準測量的結果。但是，這不 是優選的，因為對此需要大的開銷。此外不期望的是，在每次重新啟動發送裝置之後都必須 重新實施第一校準測量，因為這樣每次會要求針對每個發送路徑連接外部測量裝置。
[0025] 為了解決這樣的難題，本發明的極其有利的擴展形式提出，為了在發送路徑上生 成信號而分別應用調製器，並且內部測量裝置分別包含一個或所述接收器，其中在第一校 準測量期間，
[0026] a)將所有接收器的相位與調製器的預先確定的參考調製器的相位相比較，並且將 偏差保存為接收器參考相位，和/或
[0027] b)將所有調製器的相位與預先確定的參考接收器的相位相比較，並且將偏差保存 為調製器參考相位，
[0028] 其中，在重新啟動發送裝置之後的第二校準測量期間，
[0029] a)將所有接收器的相位與調製器的預先確定的參考調製器的相位相比較，並且將 偏差保存為當前的接收器相位，和/或
[0030] b)將所有調製器的相位與預先確定的參考接收器的相位相比較，並且將偏差保存 為當前的調製器相位，
[0031] 並且其中在每次第二校準測量之後在相位準確的控制和/或矯正的情況下針對 每個發送路徑，也至少考慮在當前接收器相位和接收器參考相位之間以及在當前調製器相 位和調製器參考相位之間的差值中的至少一個，特別地將在當前接收器相位和接收器參考 相位之間的差值疊加至作為第一相位和第二相位之間的差值所確定的校正值，和/或還從 用於確定控制相位的目標相位上減去在當前調製器相位和調製器參考相位之間的差值。
[0032] 以這種方式，本發明實現，當在第一校準測量期間採集了參考值，由此已知，對於 調製器和/或接收器的哪些有關相位來採集第一和第二相位時，通過隨著每次重新啟動發 送裝置自動發生的第二校準測量也考慮在重新啟動發送裝置的情況下調製器或接收器的 相位跳躍。然後由此使得在已知可能發生的另一偏移（Verschiebung)的情況下能夠合適 地修改校正過程或控制過程，而無需極其昂貴的同步裝置。在此建議，為了確定在調製器中 的相位差，分別使用固定的接收器作為比較；以及為了確定在接收器中的相位差別，分別應 用固定的調製器以用於比較。由此提供了固定的參考，其使得能夠對調製器參考相位和當 前的調製器相位進行比較或對接收器參考相位和當前的接收器相位進行比較。也就是最後 在每次重新啟動發送裝置之後，可以重複第一校準測量的步驟a)和b)，以便這樣確定當前 的相位，所述第一校準測量也被稱為單次待實施的"調準（tune-up)"測量。
[0033] 在此，如已經描述的那樣，如果在重新啟動發送裝置的情況下自動地實施第二校 準測量，則是合適的，其中要指出的是，對於在發送裝置內部的相應的"測量路徑"，明顯可 以設置合適的開關設備，所述開關設備也可以由發送裝置的控制裝置自動地控制以便實現 測量。
[0034] 合適的是，如果為了確定接收器參考相位和當前的接收器相位而藉助分離器將特 定參考調製器的比較信號分布在接收器上。類似地，合適的是，如果為了確定調製器參考相 位和當前的調製器相位而通過合併器將調製器的比較信號傳輸至特定的參考接收器。然 後，在相應的路徑中，如已經表明的那樣，附加地設置合適的開關設備，以便能夠無需手動 幹預而自動地實施第二校準測量。
[0035] 除了所述方法之外，本發明還涉及用於磁共振裝置的發送裝置，其被構造用於獨 立地控制高頻線圈的多個線圈元件，為此發送裝置包含多個發送路徑，所述發送路徑分別 包含調製器、放大器裝置、後置連接於放大器裝置的用於對發送出的高頻信號的第一相位 進行測量的內部測量裝置、和用於參考線圈的線圈元件的被視作參考平面的插接位置，具 有可以連接在插接位置處的用於對發送出的高頻信號的第二相位進行測量的外部測量裝 置和為了實施按照本發明的方法而構造的控制裝置。關於按照本發明的全部實施能夠類似 地轉移到按照本發明的發送裝置，使得所述發送裝置也獲得所描述的優點。特別地，所描述 的設計構造、例如合併器和/或分離器的應用，能夠無問題地轉移到按照本發明的發送裝 置。發送裝置可以是具有高頻多通道發送系統的磁共振裝置的組成部分，所述高頻多通道 發送系統具有包含多個獨立可控制線圈元件的高頻線圈。可以針對第一校準測量來構造控 制裝置，以便引導用戶通過第一校準測量，這涉及該要進行的動作、例如連接/重新插接外 部測量裝置，對此例如可以設置合適的輸出裝置或合適的開關，用戶可以在連接外部測量 裝置之後操作所述開關等。自動地觸發和啟動或實施所述方法的所有測量步驟和需要時要 實施的第二校準測量。
[0036] 在此位置還要注意的是，關於對線纜中斷或其他線纜損壞的檢測，也可以考慮實 施參考測量和檢驗測量的甚至兩個實例（Instanz)，也就是一次具有負載而一次沒有負載， 從而提供兩個比較可能性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 下文中描述實施例中結合附圖給出了本發明的其他優點和細節。其中，
[0038] 圖1示出具有按照本發明的發送裝置的磁共振裝置的原理圖，和
[0039] 圖2示出按照本發明的發送裝置。

【具體實施方式】
[0040] 圖1示出了磁共振裝置1的原理圖，出於清晰性起見沒有更詳細地圖示所述磁共 振裝置，在現有技術中其通常包含組件，例如具有超導主磁體的主磁體單元，所述主磁體單 元定義患者拍攝區域，患者臥榻可以駛入到患者拍攝區域中。在患者拍攝區域周圍通常還 設置梯度線圈裝置。
[0041] 在磁共振裝置1中通過高頻多通道發送系統2來生成用於激勵核自旋的高頻信 號，所述高頻多通道發送系統包含高頻線圈3、例如身體線圈，其由多個可獨立控制的線 圈元件4組成。以這種方式，可以在已知由單個線圈元件4生成的、經常作為所謂B1圖 (Bl-Maps)被測量和保存的磁場的情況下，建立任意的激勵，這也可以意味著，以不同相位 對線圈元件4進行控制，使得形成相位差，其例如在特定區域內帶來希望的幹涉。既然線圈 元件4和其線纜5的相位響應是一般已知的並且以模型的形式通常由線圈元件4的製造商 所提供，那麼這種情況對於提供通過線圈元件4要發送出的高頻信號的發送裝置而言不是 必須的。為了實現相位準確的控制和對正確相位差的檢驗，必須已知在參考平面7上的相 位差，在此通過發送裝置6的插接位置8來定義所述參考平面。本發明致力於，在發送和在 檢驗測量所發送的高頻信號的情況下，以及在發送裝置的通常運行中使用校準信息的情況 下，關於可能的相位區別，對發送裝置6進行校準，
[0042] 對此，首先參考圖2更詳細地示出發送裝置6的結構。圖2是原理圖，其示出不同 部件的基本相互關係，卻沒有反映精確的電路圖，但是其具體實現對於專業人員而言可以 是沒有問題的。
[0043] 對於每個通道、也就是每個線圈元件4,在發送裝置6中如基本公知的那樣設置發 送路徑，其中首先通過調製器9生成高頻信號作為小信號。小信號傳輸至高頻放大器裝置 10並且在此被放大至期望的幅值。此後，如此放大的高頻信號被傳輸至插接位置8。在本 情況下，並沒有針對所有η個發送路徑中的每一個示出部件，而是出於清晰性的原因僅針 對第一發送路徑i=l和針對最後發送路徑i=n示出，其中通過相應的省略號表示其餘的部 件。
[0044] 基於空間的和電磁的場特性，在磁共振裝置1中通常不可能直接在插接位置8處、 也就是參考平面7上布置採集高頻信號的相位和幅值的內部測量裝置。因此，在內部測量 裝置和插接位置8之間存在可能對於不同的發送通道不同的線纜長度，此外需要時在內部 測量裝置自身之間形成區別。在本情況下，後置連接於放大器裝置10的內部測量裝置分 別通過定向耦合器11和接收器12來實現，其中所述接收器12包含解調器和模擬數字轉換 器。
[0045] 通過控制裝置22來控制發送裝置6的運行，所述控制裝置也實施按照本發明的方 法。
[0046] 藉助按照本發明的方法，可以運行發送裝置6,所述發送裝置使得能夠在具有η個 線圈元件4的高頻線圈3中相位準確地發送並且檢測高頻脈衝（高頻信號)，對此實施一系 列校準測量。這可以區分為單次待實施的第一校準測量(調準)和在每次重新啟動發送裝置 6之後要實施的第二校準測量，這些總體上在下文中將更詳細地描述。
[0047] 在第一連接發送裝置6的情況下，在在發送裝置6的組件之間鋪設線纜之後，單次 實施下面的測量。在此首先要注意到，直到測量結束都不實施發送裝置6的系統重新啟動， 以便避免調製器9和接收器12的相位跳躍。
[0048] 對於在開始時實施的第一校準測量的第一部分測量，應用外部測量裝置，其又具 有定向耦合器13和接收器14,所述接收器在該情況下固定地安裝在發送裝置6中。具有 定向耦合器13的組成部分可以直接連接在插接位置8處，從而可以測量實際上在參考平面 7內的相位。在此應用50 Ω終端15 ("dummy load",虛負載)，其定義理想的線圈。通過外 部測量裝置，因為其能夠相繼連接到所有的插接位置8處，可以測量在參考平面7上對於所 有發送路徑的相位。因為所述測量總是藉助相同的外部測量裝置來進行，所以相位是可以 比較的，其中明顯地對於每個測量都使用相同的相位、也就是預先確定的高頻信號(測試脈 衝）來控制調製器9。
[0049] 測量流程如下：外部定向耦合器連接於第i個發送路徑的插接位置8處。然後發 送預先確定的高頻信號並且通過接收器14、因此通過信號路徑16來測量在外部定向耦合 器13處的相位a i。相位a i在下文中應當被稱為第二相位。第二相位a i被保存並且能夠 在後面使用，以便計算修正的控制相位隊4,必須藉助其來控制第i個調製器9,以便在參考 平面7內獲得從期望的相位差中所得到的目標相位(p z.i。這意味著，如果已知目標相位q>u， 則只要還沒有實施系統重新啟動，如下文中所討論地，控制裝置22就可以首先計算用於每 個發送路徑i的控制相位
[0050] Φυ = 。
[0051] 然而，在第一部分測量中，針對也可以稱為測試脈衝的預先確定的高頻信號，也 在內部測量裝置的內部定向耦合器11處測量第一相位。針對所有η個發送通道測量第 一和第二相位。在此，可以通過藉助控制裝置22來控制輸出設備從而實現對用戶的支持， 所述控制裝置例如可以提供命令，將外部測量裝置、也就是定向耦合器13連接至特定的插 接位置並且然後運行操縱元件，以便通知準備好用於測量。
[0052] 如果已知第一和第二相位，則也可以這樣換算其他在定向耦合器10處的測量(至 少直到系統重新啟動)，使得獲得在參考平面7處的相位。如果藉助11/^來表示在i個定 向耦合器11處測量的相位，則如下所示必須通過控制裝置22來修正，比便獲得在相關的插 接位置8的相位:
[0053] Ψ3,?=α ?~(β = i_a i) °
[0054] 值因此是校正值，其同樣保存在控制裝置22內。
[0055] 然而，按照本發明的運行方法也考慮其他效應，也就是，一方面考慮這樣的事實， 艮Ρ，在不同的調製器9和不同的接收器12之間的相位響應在重新啟動發送裝置6之後不必 和在第一校準測量的情況下是一樣的，但是另一方面也考慮線纜中斷的可能性，使得在第 一校準測量的範圍內進行其他部分測量。因此，既然已測量了在信號路徑17上的第一相位 β i和在信號路徑16上的第二相位a i，那麼又從線圈插接位置8處去除外部測量裝置，並 且作為第二部分測量，將所有接收器12的相位與總是來自相同調製器9的統一參考信號進 行比較，其中將偏差保存為接收器參考相位Yi。對此，發送裝置6具有分離器18,其通過 相應的開關設備19為了第二部分測量的目的能夠通過控制裝置22來被接通。所述分離器 18將固定的預先確定的參考調製器9的信號分布於接收器12上，從而可以發生對 Y i的確 定。接收器參考相位、被保存。
[0056] 在第三部分測量中，現在將所有調製器9的相位與固定的、預先確定的參考接收 器12的相位進行比較，其中，將偏差保存為調製器參考相位δ i。為此，應用合併器20,同 樣地為所述合併器分配相應的、可以通過控制裝置22控制的開關設備21。然後在參考接收 器12中發生實際的測量。此後，在重新啟動發送裝置6之後和在第二校準測量之後，應用 所保存的值Y i和S i，以便可以確定各個調製器9或接收器12的相位跳躍。
[0057] 最後，還進行第四部分測量，藉助內部測量裝置、也就是在定向耦合器11上進行 所述第四部分測量。在此，已經應用上文中描述的校正值（β i-a i)。為了可以確定此後的 線纜中斷或其他線纜損壞，在每個發送路徑上發送出清楚定義的測試信號，其中但是也根 據插接位置8提供清楚定義的負載情形，其是斷開的端還是高頻線圈3的已連接的線圈元 件4。針對該測試信號，藉助內部測量裝置來測量向前的和返回的測試信號的幅值和相位， 其中接收器12相應地表示用於向前的和返回的波的裝置。對於每個發送路徑，向前的和返 回的測試信號的幅值和相位被保存為檢驗值。
[0058] 因此，在調準期間第一校準測量結束，並且發送裝置6的運行能夠繼續進行，其中 根據上面兩個公式能夠獲得控制相位和修正的、涉及參考平面7的測量值。
[0059] 在重新啟動發送裝置6之後，進行第二校準測量。因為在重新啟動之後，調製器9 的相位\和接收器12的相位、可能改變。因此，在第二校準測量中現在自動地、也就 是無需操作人員的幹預來重複第一校準測量的第二和第三部分測量，從而得到值S h和 。通過應用可控制的或可編程的開關設備19、21得到測量的自動實施。此外，明顯地， 也可以設置這樣的開關部件以用於信號路徑17。
[0060] 如果首先已知了當前的接收器相位和當前的調製器相位，則也可以考慮 在調製器9和接收器12處可能存在的相位跳躍，並且得到正確的控制相位tp c，i:
[0061] q>c，i = 。
[0062] 相應地，藉助其能夠從在定向耦合器11處的相位中確定在參考平面7內的相位的 該公式被更新為：
[0063] Ws，i=Wm，i-(3 i_a i)_( Y*i_ 。
[0064] 附加地，在重新啟動發送裝置6之後，針對中斷的發送線纜來對系統2進行檢查， 其中，在建立如第一校準測量的第四部分測量那樣的、也就是類似於調準測量的相同環境 的情況下，清楚定義的測試信號在檢驗測量中按照順序發送至所有發送路徑。在應用用於 所有發送路徑的校正之後，重新測量向前的和返回的測試信號的相位和幅值，並且與檢驗 值相比較。如果在放大器裝置10和定向耦合器11之間存在線纜中斷或線纜損壞，則向前 的波的幅值和相位發生變化；如果在斷開的端的情況下或在連接的高頻線圈3的線圈元件 4的情況下，在定向耦合器11和線圈插接位置8之間存在線纜中斷或線纜損壞，則返回的波 的幅值或相位發生變化，其中總體上要注意的是，線纜長度改變尤其明顯地在相位上可以 識別。如果故障被確定，則中斷發送裝置6的運行並且由此中斷整個高頻多通道發送系統 2的運行。
[0065] 要指出的是，通過現有技術中基本公知的探測器裝置可以簡單地確定這樣的事 實，即，是否有或者哪一個高頻線圈3連接在插接位置。通常也可以考慮，針對不同的負載 狀態或連接狀態，多次實施兩種校準測量的與檢驗值有關的部分測量。由此，可以例如區 分：是在從插接位置至線圈元件4的線纜中還是在發送裝置4內存在問題。
[0066] 儘管通過優選的實施例詳細地示例和描述了本發明，但是並不通過所公開的示例 來限制本發明，並且專業人員能夠從中導出其他變形，而不脫離本發明的保護範圍。
[0067] 參考標記列表
[0068] 1 磁共振裝置
[0069] 2 高頻多通道發送系統
[0070] 3 高頻線圈
[0071] 4 線圈元件
[0072] 5 通道
[0073] 6 發送裝置
[0074] 7 參考平面
[0075] 8 插接位置
[0076] 9 調製器
[0077] 10 放大器裝置
[0078] 11 定向耦合器
[0079] 12 接收器
[0080] 13 定向耦合器
[0081] 14 接收器
[0082] 15 終端
[0083] 16 信號路徑
[0084] 17 信號路徑
[0085] 18 分離器
[0086] 19 開關設備
[0087] 20 合併器
[0088] 21 開關設備
[0089] 22 控制裝置。
【權利要求】
1. 一種用於運行磁共振裝置（1)的為了通過不同的發送路徑來獨立地控制高頻線圈 (3)的多個線圈元件（4)而構造的發送裝置（6)的方法，其中，為了以不同相位控制線圈元 件（4)，考慮在參考平面（7)內、尤其在用於所述線圈元件（4)的插接位置（8)處的相位差， 其特徵在於， 在單次待實施的第一校準測量中，針對每個發送路徑，通過在發送裝置（6)中與所述參 考平面（7)隔開地固定安裝的內部測量裝置來測量發送出的高頻信號的第一相位，並且通 過為了校準測量而要連接至該參考平面（7)、尤其要連接至所述插接位置（8)處的第二外 部測量裝置來測量發送出的高頻信號的第二相位，其中，在所述線圈元件（4)的相位準確的 控制中和/或為了校正藉助所述內部測量裝置的進一步的測量，考慮所述第一和第二相位 中的至少一個。
2. 按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，針對每個發送路徑，根據所述第一相位和 所述第二相位的差來確定校正值，並且從藉助所述內部測量裝置的後續測量中減去所述校 正值，以便確定在所述參考平面（7)上的當前相位，和/或從用於確定控制相位的目標相位 中減去所述第二相位，以便獲得在所述參考平面（7)上的目標相位，其中藉助所述控制相位 生成高頻信號。
3. 按照權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，分別使用與具有模擬數字轉換器的接 收器（12,14)相連接的定向耦合器（11，13)，作為所述內部和外部測量裝置，
4. 按照權利要求3所述的方法，其特徵在於，與所述外部測量裝置相關聯的、尤其固定 安裝在所述發送裝置（6)內的接收器（14)僅僅用於該外部測量裝置。
5. 按照權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，也應用用於所述內部測量裝置的接收 器（12)以便藉助所述高頻線圈（3)來接收磁共振信號。
6. 按照上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述第一校準測量的範圍 內，尤其在連接的高頻線圈（3)的情況下，在每個發送路徑上發送出清楚定義的測試信號， 並且針對每個測試信號藉助所述內部測量裝置測量向前的和返回的測試信號的幅值和相 位並且存儲為檢驗值，其中，在相同的配置的情況下、尤其還是在連接的高頻線圈（3)的情 況下，對於校驗測量中的至少一個較晚的時刻，針對每個發送路徑重新地發送出所述測試 信號，並且針對每個測試信號藉助所述內部測量裝置測量所述向前的和返回的測試信號的 幅值和相位，其中，在偏離用於發送路徑的校驗值的情況下，確定並且輸出線纜故障。
7. 按照上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，為了在所述發送路徑上生成 信號而分別應用調製器（9)，並且所述內部測量裝置分別包含一個或所述接收器（12)，其 中，在所述第一校準測量期間， a) 將所有接收器（12)的相位與所述調製器（9)的預先確定的參考調製器（9)的相位 相比較，並且將偏差保存為接收器參考相位，和/或 b) 將所有調製器（9)的相位與所述接收器（12)的預先確定的參考接收器（12)的相位 相比較，並且將偏差保存為調製器參考相位， 其中，在重新啟動發送裝置（6)之後的第二校準測量期間， a) 將所有接收器（12)的相位與預先確定的參考調製器（9)的相位相比較，並且將偏差 保存為當前的接收器相位，和/或 b) 將所有調製器（9)的相位與預先確定的參考接收器（12)的相位相比較，並且將偏差 保存為當前的調製器相位， 並且其中，在每次第二校準測量之後在相位準確的控制和/或矯正的情況下針對每個 發送路徑，也至少考慮在所述當前的接收器相位和所述接收器參考相位之間以及在所述當 前的調製器相位和所述調製器參考相位之間的差值中的至少一個，特別地將在該當前的接 收器相位和該接收器參考相位之間的差值疊加至作為所述第一相位和所述第二相位之間 的差值所確定的校正值，和/或在每次第二校準測量之後還從用於確定控制相位的目標相 位上減去在該當前的調製器相位和該調製器參考相位之間的差值。
8. 按照權利要求7所述的方法，其特徵在於，在每次重新啟動所述發送裝置（6)的情況 下，自動地實施所述第二校準測量。
9. 按照權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，為了確定所述接收器參考相位和所述 當前的接收器相位，藉助分離器（18)將特定的參考調製器（9)的比較信號分布在所述接收 器（12)上。
10. 按照權利要求7至9中任一項所述的方法，其特徵在於，為了確定所述調製器參考 相位和所述當前的調製器相位，通過合併器（20)將所述調製器（9)的比較信號傳輸至特定 的參考接收器（12)。
11. 一種用於磁共振裝置（1)的發送裝置（6)，其被構造為獨立地控制高頻線圈（3)的 多個線圈元件（4)，為此，所述發送裝置（6)包含多個發送路徑，所述發送路徑分別包含調 制器（9)、放大器裝置（10)、後置連接於所述放大器裝置（10)的用於對所發送出的高頻信 號的第一相位進行測量的內部測量裝置、和用於所述高頻線圈（3)的線圈元件（4)的被視 作參考平面（7)的插接位置（8)，具有能夠連接於插接位置（8)的、用於對所發送出的高頻 信號的第二相位進行測量的外部測量裝置和為了實施按照上述權利要求中任一項所述的 方法而構造的控制裝置（22)。
【文檔編號】G01R33/3415GK104101845SQ201410142705
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2013年4月12日
【發明者】H.阿多爾夫, T.本納, H-P.福茲, J.U.方迪厄斯, R.古姆布萊克特 申請人:西門子公司