用于控制磁共振成像中的患者刺激效应的方法

摘要

本发明涉及一种用于控制MR成像中的患者刺激效应的方法(8)、对应的计算机程序(8)和计算机可读的存储介质(6)以及对应地适配的MRI设备(1)。所述方法(8)提出，单独针对MRI序列的每一个脉冲沿，独立地计算第一有效刺激持续时间。所述方法(8)还提出，计算第二有效刺激持续时间，对于第二有效刺激持续时间，考虑序列期间的变化的梯度场的相应的历史。然后，依据对第一和第二有效刺激持续时间两者的评估，计算针对梯度磁场的允许的变化率的阈值。然后，相对于所计算的阈值，对相应的MRI序列进行评估，以确定应用相应的MRI序列是否安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制或者监视磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)中的患者刺激效应的方法以及对应的计算机程序和计算机可读的存储介质。本发明还涉及一种用于执行所述方法的对应的磁共振成像设备。

背景技术

迄今为止的磁共振成像是一种常规使用的成熟技术。然而，对于相应的成像的患者来说，这并非没有风险。众所周知，快速变化的磁场可能产生相对强的电场，相对强的电场继而可能在患者中产生不希望的周围神经刺激(peripheral nerve stimulation，PNS)和/或心脏刺激。当电场太强和/或施加的时间段太长时，可能发生这些刺激，并且这些刺激被认为是对于患者不希望的风险。

一种用于管理和限制这些风险的已知方法是，确定在MRI序列期间播放的各个梯度脉冲的所谓的有效刺激持续时间，然后基于有效刺激持续时间，来检查所建议的MRI序列是否导致可能超过限制或者阈值的场或者效应。

这种方法具有不能可靠地在所有情况下或者针对所有脉冲序列防止患者刺激的缺点。

另一种已知方法是使用所谓的SAFE模型(Stimulation Approximation byFiltering and Evaluation，通过滤波和评估的刺激近似)，SAFE模型被开发用于针对PNS监视MRI序列或者应用。在使用SAFE模型时，将模型的参数拟合于相应的MRI序列的预期的PNS的计算机辅助仿真的结果。可以将SAFE模型参数化，以同时确保满足针对PNS以及针对心脏刺激的限制。因此，甚至对于最差情况的MRI序列，这种方法也可以确保患者安全。这种方法的缺点是，其可能导致不必要的低的限制，其意味着在许多情况下，不能完全利用MRI序列或者脉冲参数的安全范围。这继而可能导致成像处理的性能的不必要的降低。

发明内容

本发明的目的是，使得能够进行关于患者刺激安全的MR成像，而不会不必要地牺牲成像性能。上述目的通过本发明来实现。在本发明中以及在说明书和附图中，指出了具有本发明的适宜的扩展的有利实施例。

本发明基于如下思想，即，可以通过实现存储器功能，并且将这与有效刺激持续时间的标准每梯度脉冲沿计算进行组合，来解决上面提到的问题。根据本发明的方法用于针对由于磁共振成像(MRI)中的变化的梯度磁场而产生的患者刺激效应，特别是关于心脏刺激，进行控制或者监视。换句话说，所述方法可以用于控制(至少心脏)刺激或者可能导致刺激(特别是心脏刺激)的电场的产生。根据本发明的方法特别是可以是计算机实现的方法，其可以使用诸如连接到存储器设备以及输入输出系统(I/O系统)的处理器的通用计算硬件来执行或者进行。

在根据本发明的方法的处理步骤中，针对给定或者预先确定的MRI序列，针对序列的每个单调梯度脉冲沿，单独计算第一有效刺激持续时间。这意味着，在不考虑序列的任意其它的梯度脉冲或者梯度脉冲沿的情况下，因此独立于其它的梯度脉冲或者梯度脉冲沿地，一次针对该序列的梯度脉冲的一个脉冲沿计算第一有效刺激持续时间。

在根据本发明的方法的另一个步骤中，针对序列计算第二有效刺激持续时间。不同地，即以不同的方式或者使用不同的方法或算法，来计算第一和第二有效刺激持续时间。至少沿着序列的单调梯度脉冲沿，考虑序列期间的直到序列中的相应的点的变化的梯度场的相应的历史，即梯度活动或者对应的梯度线圈的活动，以便在该相应的点处，针对序列计算第二有效刺激持续时间。在此，独立于脉冲沿的起点和终点地，考虑梯度场的历史。

优选针对序列计算第二有效刺激持续时间，针对该第二有效刺激持续时间，至少沿着序列的单调梯度脉冲沿，独立于梯度脉冲沿的起点和终点地，考虑序列期间的直到序列中的相应的点的变化的梯度场的相应的历史。

这意味着，在序列的特定单调梯度脉冲沿或点处考虑的历史，可以至少潜在地完全或者部分跨越多个先前的梯度脉冲沿。以这种方式，可以针对序列的每个单调脉冲沿，使用给定的时间步长或者给定的时间分辨率，或者例如使用积分函数连续地，在序列的单调梯度脉冲沿的每个点处或者针对序列的单调梯度脉冲沿的每个点，计算第二有效刺激持续时间。也可以类似地沿着整个序列或者针对整个序列的每个点，即潜在地甚至在梯度脉冲或者梯度脉冲沿之间，计算第二有效刺激持续时间。

在序列的每个梯度脉冲沿或点处考虑的历史，可以是相应的部分或者完整的历史。这意味着，可以仅考虑序列从其起点或者开头直到相应的梯度脉冲沿或点的一部分，或者从其起点或者开头直到相应的梯度脉冲沿或点的整个序列。这例如可以取决于所评估的相应的梯度脉冲沿或点在序列中的位置、序列的长度、按照每单位时间的梯度脉冲或者梯度脉冲沿的序列的密度、可使用的计算资源和/或其它因素。

在根据本发明的方法的另一个步骤中，依据对第一和第二有效刺激持续时间两者的评估，计算梯度磁场的允许的变化或者变化率的阈值或者限制。然后，针对该限制或者阈值，对序列进行评估或者比较，以确定关于可能的患者刺激，施加或者继续序列是否安全。

本发明使得能够安全并且可靠地评估和监视特别是心脏刺激方面的MRI序列的潜在的刺激效应，同时提供与诸如上面提到的SAFE模型的已知技术相比，至少平均得到改善的性能。本发明的另一个优点是，所描述的方法允许根据个体的要求和可使用的资源，进行灵活的实施和变形。例如，在仅非常有限的存储空间可使用的FPGA/DSP环境中，可以相对容易地实现所描述的方法的实施。

下面，也将梯度脉冲或者梯度脉冲沿简称为脉冲或者脉冲沿。

不实现存储器功能、即不考虑梯度活动的历史的、用于针对脉冲沿计算有效刺激持续时间的先前的方法，可以导致严重或者危险的情形。这可能是基于如下认识的情况，即，多个连续的或者背对背的单极性梯度脉冲，即具有相同的符号或者极性的梯度脉冲，可能使暴露于这些脉冲或者对应的电磁场的组织的刺激阈值降低。然而，在仅针对每个脉冲沿单独计算有效刺激持续时间的传统方法中，忽略了这种效应。另一种严重的场景可能是，将具有极其大的有效刺激持续时间的单个梯度脉冲分解为多个短脉冲。然后，该多个短脉冲可能单独满足安全限制，而由该多个短脉冲构成的更长的脉冲不满足安全限制。在实际的MRI应用中，这种场景可能相对不常见，但是也不能完全排除其可能性，因此可能对相应的患者产生真实的风险。

还很重要的是，应当注意，所提到的传统方法基于理想的单调脉冲沿的假设。然而，在实际的技术现实中，在按说单调的脉冲的端部处，例如在从脉冲上升或者下降沿到梯度场的恒定值的过渡处，一般存在过冲(overshoot)或者下冲(undershoot)，例如由于硬件控制器的非零反应时间。这意味着，例如当梯度场遵循阶梯函数时，由于过冲效应，在每个正的或者上升的阶梯之后，是短的下降或者负的脉冲沿，并且类似地，由于下冲效应，在以阶梯状变化的梯度场的每个负的或者下降脉冲沿之后，是较短的正的或者上升脉冲沿。在传统方法中，这种以阶梯状变化的梯度场由具有变化的符号的许多单独的单调脉冲沿构成。然后，对该许多单独的脉冲沿单独进行评价，这不能非常好地反映如下的生理现实，即，即使具有相同的符号的多个连续的阶梯被相对小的过冲或者下冲尖峰中断，这些连续的阶梯也可能具有显著的累积效应。

本发明通过考虑序列的历史，来解决或者调解这些问题。

如所提到的，在许多情况下，使用上面提到的SAFE模型，可能导致不必要地低的限制或者阈值，因此产生次优的成像性能。本发明也通过评估第一和第二有效刺激持续时间两者，来解决或者调解该问题。这种评估例如可以包括：相对于彼此和/或相对于预先确定的值，比较两个有效刺激持续时间；和/或其它操作。依据单独的要求，例如可以使用所计算的两个有效刺激持续时间中的较大的有效刺激持续时间，来实现对刺激效应的保守的、即特别是安全的控制，或者可以使用所计算的两个有效刺激持续时间中的较小的有效刺激持续时间，通过允许更强和/或更长的梯度脉冲或者具有更大的脉冲密度的序列，来提高成像性能。

可以在开始对相应的患者进行实际成像之前的仿真、即先行计算中使用本发明，和/或本发明可以用于对相应的患者的实际MR成像过程期间的现场或者在线计算。如果在仿真或者成像过程期间的任意时间超过了阈值或者限制，则可以发出警告，从而可以改变序列，和/或可以自动触发仿真或者成像过程的自动停止或者关闭。

在本发明的有利的扩展方案中，借助实现对应的IEC 60601-2-33标准的算法，来计算第一有效刺激持续时间。这特别地是指在2015年6月的3.2版中提出的或者在本申请的申请日有效的该标准的措辞。上面提到的标准的规范定义了避免PNS和心脏刺激的措施。这包括：诸如有效刺激持续时间t

其中，t

其中，dB/dt是以T/s为单位的梯度切换期间的磁场的变化率。

这意味着，对于越长的有效刺激持续时间，针对dB/dt的限制连续地变得越小，并且渐近地接近值dB/dt＝20T/s。然而，对于有效刺激持续时间t

在本发明的进一步有利的扩展方案中，作为对第一和第二有效刺激持续时间的评估的一部分，确定第一和第二有效刺激持续时间中的哪一个较长，即较大。然后，仅使用所确定的第一和第二有效刺激持续时间中的较长的一个，来计算阈值。在当前描述的方法中，可以进一步丢弃或者可以不考虑另一个有效刺激持续时间、即较短的有效刺激持续时间。阈值特别是可以对应于在标准规范IEC 60601-2-33中提到的对dB/dt的限制。在仅使用或者考虑两个不同地计算的有效刺激持续时间中的较长的有效刺激持续时间时，可以实现并且确保针对潜在的刺激效应的保守的、即尤其是安全的控制或者监视。这是这种情况，因为较长的有效刺激持续时间导致较小的阈值或者限制，然后在相应的MRI序列的仿真和/或相应的实际成像过程期间，观察到该较小的阈值或者限制。例如，可以作为下式来计算阈值：

其中，xyz指示如果使用具有不同的轴的多个重叠的梯度或者梯度场(参见下面)，则可以针对每一个空间维度单独计算相应的参数，并且

在本发明的进一步有利的扩展方案中，为了计算第二有效刺激持续时间，仅考虑从相应的当前时间点开始和/或序列中的、在时间上往回延伸预先确定的长度的滑动时间窗内部的梯度活动的历史。这意味着，如果计算第二有效刺激持续时间的、序列的起点或者开头与序列中的相应的当前脉冲沿或点之间的时间，比滑动时间窗的预先确定的长度长，则根据滑动时间窗的预先确定的长度，仅考虑直到相应的脉冲沿或点的序列的一部分。在序列的起点处，即对于序列中的相对早的脉冲沿或点，滑动时间窗可能在时间上往回延伸到序列的起点之前，其中，可以将在滑动时间窗内部、但是在序列的起点之前的时间段的梯度活动的值设置为零。也可以仅考虑从序列的开头到相应的当前脉冲沿或点的完整的历史或者梯度活动，直到滑动时间窗的预先确定的长度，比序列中的当前脉冲沿或点与序列的开头之间的距离短为止。这意味着，随着序列或者从序列的开头开始沿着序列进程的对第二有效刺激持续时间的计算，先前的数据的量、即梯度活动的历史的量，可以动态地增加，直到滑动时间窗的预先确定的长度。

使用滑动时间窗方法，可以有利地限制控制潜在的刺激效应所需的计算量和资源，因此可以有利地允许针对实时应用和/或利用功能较弱的硬件来使用在此提出的方法。同时，与总是考虑梯度活动的完整的历史相比，滑动时间窗方法有利地不一定增加患者的风险。这基于如下认识，即，特定梯度活动在患者上在潜在的刺激方面的效应随着时间变得越来越小，即，相应的梯度活动在时间上往回发生得越早则效应越小。

滑动时间窗的预先确定的长度可以是静态或者动态的。在第一种情况下，滑动时间窗的长度可以是在整个相应的仿真和/或成像过程中有效并且使用的给定的固定的数量。在第二种情况下，可以动态地根据给定或者预先确定的数学关系或者函数，改变滑动时间窗的长度。例如，在整个序列中，可以依据序列的预先确定的特性，例如序列的梯度脉冲的高度、宽度和/或时间上的密度、平均重复时间以及平均回波时间等，改变、即动态地调整滑动时间窗的长度。例如，对于具有密度较大的梯度脉冲、幅值或者强度较大的梯度脉冲、较短的重复时间和/或较短的回波时间的序列，可以使用较长的滑动时间窗。滑动时间窗的长度的这种动态调整可以有利地允许甚至更低的计算要求，同时仍然确保序列和对应的成像过程的安全。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，滑动时间窗具有3ms和300ms之间、优选3ms和20ms之间的预先确定的长度。该预先确定的长度可以是固定的长度或者滑动时间窗的最大长度。所提出的长度可以有利地考虑生理不应期。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，在计算第二有效刺激持续时间时，使用权重函数。与计算第二有效刺激持续时间的序列中的在时间上更靠近相应的当前的脉冲沿或点的梯度活动相比，该权重函数对位于时间上往回更远的梯度活动，分配更低的权重。换句话说，权重函数实现受限制的存储器或者受控的数据损失函数，使得与在时间上更靠近相应的当前的脉冲沿或点的信号或者梯度活动相比，位于时间上往回更远的信号或者梯度活动没有影响或者影响更小。这种权重函数的使用可以有利地限制在序列中的每个点或者脉冲沿处需要存储并且评价的数据的量，因此限制所需要的计算时间和资源，并且有助于实时应用。

尤其有利的可以是，将权重函数与所描述的针对要考虑的梯度活动的历史的滑动时间窗的使用组合。这是这种情况，因为通过权重函数的使用，可以限制或者平滑，相应的梯度活动、即特定脉冲或者脉冲沿从滑动时间窗的退出，对在序列中的相应的当前的点处计算的第二有效刺激持续时间的值的影响。换句话说，即将退出滑动时间窗、即退出在相应的点处考虑的梯度活动的历史的梯度活动，在该点已经不是利用完全权重计算第二有效刺激持续时间的因素。总的来说，所提出的方法因此可以有利地导致可以利用有限的计算量高效地进行的计算更实用并且容易理解。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，权重函数对梯度活动历史的第一部分分配恒定的非零权重。权重函数在从计算第二有效刺激持续时间的序列的相应的当前的点开始在时间上往回的方向上，根据预先确定的单调递减、特别是递减为0的函数，对与第一部分相比位于时间上往回更远的梯度活动历史的第二部分分配权重。原则上，可以将恒定值、即对梯度活动历史的第一部分分配的权重设置为任意的值，但是为了简单起见，可以设置为1或者100％。

当与所描述的滑动时间窗组合时，尤其有利的可以是，权重函数、因此对梯度活动历史的第二部分分配的权重减小，使得在滑动时间窗的开头、即最早的点，权重函数、因此该权重达到零。这确保随着滑动时间窗沿着序列在时间上向前移动，梯度活动平滑地退出滑动时间窗，因此有利地在所计算的第二有效刺激持续时间的值中，不产生任何不必要或者不现实的跳变或者不连续。

梯度活动历史的第一部分和/或第二部分各自可以包括序列的多个点、即梯度活动的多个值。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，权重函数至少对于梯度活动历史的一部分，特别是对于第二部分，根据预先确定的线性函数，分配线性减小的权重，该预先确定的线性函数从当前计算第二有效刺激持续时间的序列的相应的当前的点开始，在时间上往回单调减小。这意味着，从序列中的相应的当前的点的角度来看，直到序列中的相应的脉冲沿或点的相应的梯度活动历史的点或者部分越早，对这些点或者部分分配的权重越来越小，因此这些点或者部分对所计算的第二有效刺激持续时间的值的影响线性地减小。所分配的权重的线性函数或者线性减小，可以从序列中的相应的当前的点开始，或者可以在序列中的更早的点处开始。

如果与滑动时间窗方法组合，线性函数或者线性减小可以在时间上往回的方向上，继续到滑动时间窗的开头，或者在稍后的时间点、即滑动时间窗内部的某一点处结束。然后，在线性函数或者线性减小的终点与滑动时间窗的开头之间，对于所分配的权重，可以使用另一个函数或者恒定的值。可以有利地相对容易地实现并且调整用于确定要分配的权重的线性函数的使用，并且这种线性函数的使用可以有利地限制所需要的计算资源。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，权重函数至少对于梯度活动历史的一部分，特别是对于较早的第二部分，根据在时间上往回指数减小的预先确定的指数函数，对相应的历史梯度活动的点或者部分，分配指数减小的权重。

这里，也可以对应地应用关于线性减小的函数所描述的细节和变形。例如，指数函数或者所分配的权重的对应的指数减小，可以从序列中的相应的当前的点开始，或者可以从更早的时间点、即序列中的更早的点开始，并且可以在时间上往回，直到序列的开头或者到滑动时间窗的开头，或者到滑动时间窗内部的预先确定的点，如果使用该滑动时间窗来确定要考虑的相应的梯度活动历史的话。

对于权重使用指数减小的函数也可以有利地相对容易地实现，并且通过将指数函数的预先确定的时间常数设置为用户给定的值，也可以允许相对容易的调整。

对于这种指数加权，即，当使用至少针对梯度活动历史的一部分分配指数减小的权重的权重函数时，滑动时间窗可以具有基本上任意的或者没有限制的长度。例如，然后可以根据所选择的实现方法的边界条件或者限制、即编程语言和/或可使用的计算资源，来限制或者设置滑动时间窗的长度。

在第一变形方案中，在时间上往回的方向上，直到滑动时间窗的开头，所分配的权重指数下降，并且对于滑动时间窗的开头之前的梯度活动的任意点或者值，将权重设置为0。

然而，在优选的第二变形方案中，指数减小的权重函数在序列中的相应的当前的点处开始，并且在时间上往回连续地继续，而没有特定的终点，从而所分配的权重从发生相应的梯度活动的序列中的相应的当前的点开始，在时间上进一步往回，连续地接近或者趋于负无穷。可以尤其有利并且高效地实现该第二变形方案，因为其使得能够限制需要存储的数据的量。特别是，不需要存储整个序列或者直到相应的当前的点(t＝0)的滑动时间窗的整个长度的梯度活动的所有数据点。相反，可以使用常数因子κ，其中，κ＝exp(-dt/τ)，其中，τ是特征时间常数，作为简单的乘法，来实现权重函数的指数减小或者指数下降特性。然后，可以利用作为κ和(例如时间步长-1处的)第二有效刺激持续时间的相应的先前的值的积给出的(例如时间步长0处的)相应的新的值，迭代地计算第二有效刺激持续时间。可以根据需要增加有符号的时间步长，并且可以考虑附加的条件或者约束，例如预先确定的阈值，该预先确定的阈值限制考虑第二有效刺激持续时间的哪些值，如下面将进一步描述的。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，权重函数根据预先确定的阶梯函数，对直到序列中的该相应的点的相应的历史梯度活动的点或部分，分配单调减小的权重，该预先确定的阶梯函数具有从序列的相应的点开始在时间上往回单调减小的多个阶梯。换句话说，可以对梯度活动的一个或多个点或值分配第一恒定值。然后，可以对在时间上进一步往回的梯度活动的一个或多个点或值，分配更小的第二恒定值，并且可以对在时间上再进一步往回的梯度活动的一个或多个点或值，分配进一步更小的第三恒定值，等等，其中，这些恒定值和/或其比由该预先给定的阶梯函数定义或者给定。

已经认识到，对于所述方法的性能有利的是，阶梯函数定义多于2个的、例如至少5个或更多个不同的阶梯，即，所分配的权重的阶梯状的减小通过多于2个的、优选至少5个或更多个不同的阶梯或者等级而错开。特别是，当使用所描述的滑动时间窗方法时，是这种情况。在这种情况下，可以将阶梯函数的阶梯设置为在滑动时间窗的长度T

在本发明的进一步有利的扩展方案中，为了计算第二有效刺激持续时间，仅考虑大于预先确定的阈值的时间微分梯度或梯度场的绝对值。这意味着，可以在计算第二有效刺激持续时间之前，计算梯度活动的时间导数dB/dt，并且可以对时间微分的梯度活动的绝对值进行阈值化步骤。然后，丢弃、即第二有效刺激持续时间的计算不考虑绝对时间导数小于预先确定的阈值的梯度活动。这基于如下认识，即，预先确定的阈值以下的相对弱或者缓慢地变化的梯度活动可以无限期地保持安全，因此在评估相应的序列的安全性时，不需要考虑该梯度活动。

从IEC标准66601-2-33中可以看到，-20T/s和+20T/s之间的dB/dt的值是没有刺激的，并且与施加这些值的持续时间无关。对应地，通过所提出的阈值化，可以有利地实现针对计算有效刺激持续时间考虑的值的更低的限制。所提出的阈值化还有利地提供用于处理真实的测量值、即测量的MR数据中的噪声的措施，否则噪声可能在相加或者积分步骤中产生问题。通过所提出的阈值化，可以丢弃或者忽略相对小或者缓慢地变化的测量值，因此避免噪声对相应的最终结果的对应的潜在危险或者有问题的效果或者影响。因此，所提出的阈值化提供一种方便的并且相对容易实现的方法，来改善计算和结果的可靠性和值。

在本发明的进一步有利的扩展方案中，针对多个空间维度(x,y,z)，计算针对梯度磁场的允许的变化率的相应的阈值或限制。计算每个空间维度的时间微分的梯度活动与对应的阈值的比的平方的总和的平方根，以确定相应的序列的相对刺激概率。对于相对心脏刺激概率S

其中，G分别是指由维度索引x或y或z指示的相应的磁梯度，并且L

在临床MR设备的现有技术中，经常同时应用具有不同的方向或者梯度轴x,y,z的多个梯度。可以针对每个梯度或者梯度轴，独立地进行阈值和有效刺激持续时间的计算，以使计算更容易并且更快速地执行。然后，例如可以根据上面给出的公式，将这些独立的结果彼此组合。这提供了一种即使在具有多个梯度的复杂的现代MR应用和测量中确定相应的序列的安全的实用的方式，在具有多个梯度的复杂的现代MR应用和测量中，仅仅计算每一个点处的单个有效梯度场可能太难并且太复杂，特别是对于实时计算。

本发明的另一个方面是包括指令的计算机程序或者计算机程序产品，当由计算机执行计算机程序时，指令使计算机执行根据本发明的方法。计算机可以是通用计算机或者数据处理设备。优选计算机可以是磁共振成像设备的或者连接到磁共振成像设备的数据处理设备或者数据处理单元。在任意一种情况下，计算机可以包括处理器、连接到其的数据存储设备以及I/O系统，I/O系统用于接收或访问数据并且用于输出计算结果。计算机可以包括微芯片、微处理器、控制器、ASIC等。

本发明的另一个方面是计算机可读的存储介质，其上存储有根据本发明的计算机程序。该计算机可读的存储介质可以是结合根据本发明的计算机程序提到的数据存储设备，和/或可以连接到计算机，用于执行启动计算机程序。

本发明的另一个方面是磁共振成像设备(MRI设备)，磁共振成像设备包括：成像系统，用于获取对象的磁共振数据；控制单元，用于根据预先确定的成像序列来控制成像系统，并且还包括：用户接口，可以通过用户接口来定义相应的成像序列。这里，控制单元包括根据本发明的计算机可读的存储介质以及处理器或数据处理单元，处理器或数据处理单元被适配为执行存储在该计算机可读的存储介质上的计算机程序。换句话说，根据本发明的磁共振成像设备可以被适配为执行根据本发明的方法的至少一个变形方案或者扩展方案。成像系统例如可以包括一个或多个磁线圈，磁线圈用于产生基本上静态的磁场，并且用于产生例如要在脉冲中产生或者应用的、可以随着时间变化的至少一个梯度磁场。成像系统还可以包括对应的信号发生器、放大器和/或其它电气或电子部件。

这里针对本发明的至少一个方面、即至少针对方法、磁共振成像设备、计算机程序和/或计算机可读的存储介质描述的本发明的实施例和扩展方案，以及对应的优点，可以应用于本发明的任意以及所有方面。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节，从下面对本发明的优选实施例的描述中，以及从与本发明相关的附图中得到。前面在描述中提到的特征和特征组合，以及在下面对附图的描述中提到的和/或在附图中示出的特征和特征组合，不仅可以在相应地指示的组合中单独使用，而且可以在其它组合中单独使用，或者单独采用，而不脱离本发明的范围。在附图中，

图1示意性地示出了被适配为控制患者刺激的磁共振成像设备；以及

图2示意性地示出了用于控制MRI成像中的患者刺激的方法的示例性流程图。

具体实施方式

下面描述的示例是指本发明的优选实施例。这里，实施例的单独的部件和处理步骤各自构成本发明的单独的独立的特征，其可以彼此独立地并且可以在没有明确描述的组合中进一步对本发明进行扩展。所描述的实施例可以通过上面已经描述的特征、部件和/或步骤来进一步扩展或者补充。

图1示意性地示出了磁共振成像设备或者简称为MRI设备1。在此，MRI设备1可以用于对患者2进行成像，即用于获取患者2的MR数据，并且生成患者2的磁共振图像。为此，MRI设备1包括这里仅示意性地指示的成像系统3。成像系统3例如可以包括用于在被患者2占据的空间中生成可变梯度磁场的磁线圈。MRI设备1还包括控制单元4，控制单元4用于控制成像系统3，用于处理借助成像系统3获取的MR数据，并且用于生成患者2的对应的MR图像。控制单元4也可以用于事先对实际成像过程进行仿真，特别是以便确定建议的MRI序列在潜在的刺激效应、特别是心脏刺激方面，对于患者2是否是安全的。

为了执行这些任务，控制单元4本身包括处理器5和连接到其的存储器6。在存储器6上存储有计算机程序，计算机程序包括指令或者对指令进行编码，当由处理器5或者控制单元4执行指令时，指令相应地使控制单元4或者MRI设备1整体执行这里描述的任务和方法。可以借助示意性地示出的监视器7，向相应的用户输出对应的结果、例如消息、输入请求、生成的MR图像等，监视器7可以是MRI设备1的一部分或者连接到MRI设备1。

图2示意性地示出了用于在磁共振成像中控制患者刺激或者患者刺激效应的方法的示例性流程图8。该方法特别是可以使用MRI设备1来执行。对应地，所提到的存储在存储器6上的计算机程序可以实现该方法、即流程图8。流程图8包括多个处理步骤S1至S10和多个程序路径，这里仅作为P1至P7指出了程序路径中的一些。流程图8的处理步骤和程序路径可以表示存储在存储器6上的计算机程序的功能、例程和/或指令。

MR成像中的不希望的刺激的问题一般是已知的。例如，IEC标准60601-2-33基于有效刺激持续时间，提出了针对由梯度切换感生的电场和/或针对梯度切换期间的磁场的最大允许的变化率的限制。处理患者刺激的其它方法包括所谓的SAFE模型的应用。然而，这两种方法具有其自己的问题和缺点。

为了补救这些问题和缺点，如下面将描述的，在此提出计算并且评估两个不同的有效刺激持续时间。

在处理步骤S1中，选择或者定义对患者2进行成像要使用的相应的MRI序列。这可以由相应的用户手动进行，或者可以由MRI设备1例如基于检测到的患者2的特性和/或患者2的先前的医学数据自动或者半自动地进行。

在处理步骤S2中，单独针对所建议的MRI序列的每一个单调脉冲沿，独立地计算第一有效刺激持续时间t

在处理步骤S3中，针对所建议的MRI序列，计算第二有效刺激持续时间t

代替离散的求和，也可以将基本上相同的计算表示为针对连续数据的积分。

权重函数W(t)定义对梯度活动分配的权重，并且实现或者表示所提到的存储器或者存储器功能。这受滑动时间窗的预先确定的长度T

从t＝0到t＝-T

从t＝0到t＝-T

从t＝0到t＝-T

W(t)从t＝0处的值1，线性地减小到t＝-T

W(t)以预先确定的特征时间常数τ，从t＝0处的值1开始向t＝-T

W(t)以预先确定的特征时间常数τ，从t＝0处的值1开始向t＝负无穷指数减小。

此外，在此，在求和或者积分时，仅考虑超过预先确定的阈值thl的时间微分的梯度活动dG

然后，在处理步骤S4中，对第一和第二有效刺激持续时间两者进行评估，以将其最大值、即第一和第二有效刺激持续时间中较大或者较长的一个，确定为有效刺激持续时间t

在处理步骤S5中，基于有效刺激持续时间t

然后，流程图8跟随程序路径P1进行到处理步骤S6。在处理步骤S6中，检查所建议的序列是否在任意点处超过了所计算的阈值或者限制L

在处理步骤S10中，例如在监视器7上，向相应的用户发出关于所建议的序列超过了所计算的阈值或者限制L

然后，相应的用户或者医学人员可以相应地调整所建议的或者所使用的MRI序列，并且可以再次执行所描述的处理步骤，这在这里由循环程序路径P7指示。

如果根据相应的MRI序列，使用或者建议使用具有不同的方向或者轴的多个梯度或者梯度场，则流程图8也可以跟随程序路径P4，从处理步骤S5进行到处理步骤S7。在处理步骤S7中，将针对不同的梯度的计算组合为相应的MRI序列的相对刺激概率S

在处理步骤S8中，确定S

如果跟随程序路径P2和/或程序路径P5到达了处理步骤S9，则这意味着所建议的MRI序列可以视为是安全的，因此可以在处理步骤S9中应用或者继续所建议的MRI序列。这也可以由对应的消息指示，可以通过监视器7或者任意其它合适的方式，向相应的用户发出或者输出对应的消息。

如果在处理步骤S8中确定S

总而言之，所描述的示例示出了如何能够通过借助权重函数W(t)实现的存储器功能的使用，组合符合单独的脉冲沿评估的标准化要求，来实现改善的用于控制或者监视MR成像中的心脏刺激的信号处理。