DE102015207591A1 - Method for a movement correction of magnetic resonance measurement data - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt. Um eine verbesserte Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten, die während einer Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts erfasst werden, folgende Verfahrensschritte umfasst: – Durchführen einer Referenzmessung zu einem ersten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Bildgebung, wobei ein Referenzvolumen erfasst wird, – Durchführen einer Bildmessung zu einem zweiten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Bildgebung, wobei Magnetresonanz-Messdaten aus einem Untersuchungsvolumen mittels einer Simultanen-Mehrschichtmessung-Technik in mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, – Ermitteln einer Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und Magnetresonanz-Messdaten, welche aus zumindest einer kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, wobei die Bewegungsinformation eine Bewegung des Untersuchungsobjekts zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt beschreibt, und – Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der ermittelten Bewegungsinformation.The invention relates to a method for a movement correction of magnetic resonance measurement data, a magnetic resonance apparatus and a computer program product. In order to enable an improved movement correction of magnetic resonance measurement data, it is proposed that the method according to the invention for a movement correction of magnetic resonance measurement data acquired during a magnetic resonance imaging of an examination object by means of a magnetic resonance apparatus comprises the following method steps: - performing a reference measurement to one first time during magnetic resonance imaging, wherein a reference volume is detected, - performing an image measurement at a second time during magnetic resonance imaging, wherein magnetic resonance measurement data from an examination volume are acquired by means of a simultaneous multi-slice measurement technique in a plurality of coherently excited slice groups, - Determining a movement information from the reference volume and magnetic resonance measurement data, which detects at least one coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups wherein the movement information describes a movement of the examination object between the first time and the second time, and - movement correction of the magnetic resonance measurement data using the determined movement information.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt. The invention relates to a method for a movement correction of magnetic resonance measurement data, a magnetic resonance apparatus and a computer program product.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper einer Untersuchungsperson, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenschaltungen ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse, beispielsweise Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenz-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden. In a magnetic resonance apparatus, also called a magnetic resonance tomography system, the body to be examined is usually exposed to a subject, in particular a patient, by means of a main magnet a relatively high main magnetic field, for example 1.5 or 3 or 7 Tesla. In addition, gradient circuits are played with the aid of a gradient coil unit. High-frequency high-frequency pulses, for example excitation pulses, are then emitted via a high-frequency antenna unit by means of suitable antenna devices, which results in the nuclear spins of certain atoms excited resonantly by these high-frequency pulses being tilted by a defined flip angle with respect to the magnetic field lines of the main magnetic field. During the relaxation of the nuclear spins, radio-frequency signals, so-called magnetic resonance signals, are emitted, which are received by means of suitable radio-frequency antennas and then further processed. From the thus acquired raw data finally the desired image data can be reconstructed.
Für eine bestimmte Messung ist daher eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz, auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, beispielsweise Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenschaltungen in verschiedenen Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden. For a specific measurement, therefore, a specific magnetic resonance sequence, also called pulse sequence, to be emitted, which consists of a sequence of high-frequency pulses, such as excitation pulses and Refokussierungspulsen, and coordinated to be emitted austenend gradient circuits in different gradient axes along different spatial directions. In time, readout windows are set, which specify the periods in which the induced magnetic resonance signals are detected.
Während der Magnetresonanz-Bildgebung kann eine Bewegung des Untersuchungsobjekts erfolgen. Beispielsweise kann eine Atembewegung und/oder Herzbewegung des Untersuchungsobjekts vorliegen. Auch können willkürliche Bewegungen von Gliedmaßen des Untersuchungsobjekts vorliegen. Diese Bewegung des Untersuchungsobjekts kann zu einer unerwünschten Veränderung der während der Magnetresonanz-Bildgebung erfassten Magnetresonanz-Messdaten führen. So ist beispielsweise ein Auftreten von Bewegungsartefakten in den erfassten Magnetresonanz-Messdaten denkbar. Auch kann durch die Bewegung eine Qualität der erfassten Magnetresonanz-Messdaten reduziert sein. During magnetic resonance imaging, movement of the examination subject may occur. For example, there may be a respiratory movement and / or a heart movement of the examination subject. There may also be voluntary movements of limbs of the examination subject. This movement of the examination object can lead to an undesired change in the magnetic resonance measurement data acquired during the magnetic resonance imaging. Thus, for example, an occurrence of motion artifacts in the acquired magnetic resonance measurement data is conceivable. The movement can also reduce the quality of the acquired magnetic resonance measurement data.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The invention is based on the object to enable improved motion correction of magnetic resonance measurement data. The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten, die während einer Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts erfasst werden, umfasst folgende Verfahrensschritte:
- – Durchführen einer Referenzmessung zu einem ersten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Bildgebung, wobei ein Referenzvolumen erfasst wird,
- – Durchführen einer Bildmessung zu einem zweiten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Bildgebung, wobei Magnetresonanz-Messdaten aus einem Untersuchungsvolumen mittels einer Simultanen-Mehrschichtmessung-Technik in mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden,
- – Ermitteln einer Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und Magnetresonanz-Messdaten, welche aus zumindest einer kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, wobei die Bewegungsinformation eine Bewegung des Untersuchungsobjekts zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt beschreibt, und
- – Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der ermittelten Bewegungsinformation.
- Performing a reference measurement at a first time during magnetic resonance imaging, wherein a reference volume is detected,
- Performing an image measurement at a second time during the magnetic resonance imaging, wherein magnetic resonance measurement data from an examination volume are acquired by means of a simultaneous multi-slice measurement technique in a plurality of coherently excited slice groups,
- Determining movement information from the reference volume and magnetic resonance measurement data which are acquired from at least one coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups, wherein the movement information describes a movement of the examination object between the first time and the second time, and
- - Motion correction of the magnetic resonance measurement data using the determined motion information.
Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson, ein Tier oder ein Phantom sein. Die Magnetresonanz-Bildgebung umfasst im vorliegenden Fall insbesondere den Einsatz einer Magnetresonanz-Sequenz zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten. Die Referenzmessung und die Bildmessung sind dann insbesondere ein Teil der Magnetresonanz-Sequenz. Der erste Zeitpunkt, zu welchem die Referenzmessung stattfindet, kann einen Startzeitpunkt der Referenzmessung darstellen. Der erste Zeitpunkt liegt insbesondere in einem Anfangszeitraum der Magnetresonanz-Sequenz, vorteilhafterweise bevor Magnetresonanz-Messdaten gemäß der Magnetresonanz-Sequenz erfasst werden. Der erste Zeitpunkt kann der Zeitpunkt des Starts der Magnetresonanz-Sequenz sein. Der zweite Zeitpunkt, zu welchem die Bildmessung stattfindet, kann einen Startzeitpunkt der Bildmessung darstellen. Der zweite Zeitpunkt liegt insbesondere zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt. The examination object can be a patient, a training person, an animal or a phantom. Magnetic resonance imaging in the present case comprises, in particular, the use of a magnetic resonance sequence for acquiring the magnetic resonance measurement data. The reference measurement and the image measurement are then in particular a part of the magnetic resonance sequence. The first time at which the reference measurement takes place may represent a start time of the reference measurement. The first time is in particular in an initial period of the magnetic resonance sequence, advantageously before magnetic resonance measurement data are acquired according to the magnetic resonance sequence. The first time may be the time of the start of the magnetic resonance sequence. The second time at which the image measurement takes place may represent a start time of the image measurement. The second time is in particular after the first time.
Dagegen wird insbesondere für die Magnetresonanz-Sequenz eine Referenzmessung durchgeführt, um ein Referenzvolumen zu dem ersten Zeitpunkt zu erfassen. In den meisten Fällen wird hierbei insbesondere lediglich eine Referenzmessung durchgeführt, um genau ein Referenzvolumen zu dem ersten Zeitpunkt zu erfassen. Es ist auch denkbar, dass mehrere Referenzvolumina, beispielsweise zu mehreren ersten Zeitpunkten, erfasst werden. Das Referenzvolumen auch als beliebige geeignete Kombination aus zwei oder mehrere Messungen, beispielsweise als Mittelwert über diese zwei oder mehreren Messungen, gebildet werden. Das Referenzvolumen kann dann als Grundlage für die Bewegungskorrektur für die gesamte Magnetresonanz-Bildgebung bzw. die gesamte Magnetresonanz-Sequenz dienen. Der erste Zeitpunkt kann derart als Referenzzeitpunkt angesehen werden, welcher als Referenz für eine anschließend detektierte Bewegung des Untersuchungsobjekts dienen kann. In bestimmten Fällen kann es jedoch auch denkbar sein, dass die Referenzmessung während der Magnetresonanz-Bildgebung nochmals wiederholt wird, das heißt ein weiteres Referenzvolumen zu einem weiteren ersten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Sequenz erfasst wird. Das Referenzvolumen kann lediglich als Grundlage für die Bewegungskorrektur dienen oder auch einem Benutzer ausgegeben werden. Das Referenzvolumen kann insbesondere ebenfalls mittels einer Simultanen-Mehrschichtmessung-Technik erfasst werden. Vorteilhafterweise kann das während der Referenzmessung erfasste Referenzvolumen ebenfalls ein Teil der diagnostischen Magnetresonanz-Messdaten darstellen. Derart können die Magnetresonanz-Messdaten beispielsweise in einer Zeitserie erfasst werden, wobei die Referenzmessung ein erstes Erfassen des Untersuchungsvolumens zum ersten Zeitpunkt und die Bildmessung ein weiteres Erfassen des Untersuchungsvolumens zum zweiten Zeitpunkt darstellt. Derart kann Akquisition des Untersuchungsvolumens zu Beginn einer Zeitserie, insbesondere die erste Akquisition des Untersuchungsvolumens in der Zeitserie, als Referenzvolumen für die Bewegungskorrektur verwendet werden. In contrast, a reference measurement is carried out in particular for the magnetic resonance sequence in order to detect a reference volume at the first time. In most cases, in this case, in particular, only one reference measurement is carried out in order to produce exactly one reference volume first time to capture. It is also conceivable that a plurality of reference volumes, for example at a plurality of first times, are detected. The reference volume may also be formed as any suitable combination of two or more measurements, for example as an average over these two or more measurements. The reference volume can then serve as the basis for the motion correction for the entire magnetic resonance imaging or the entire magnetic resonance sequence. The first time can thus be regarded as the reference time, which can serve as a reference for subsequently detected movement of the examination subject. In certain cases, however, it may also be conceivable for the reference measurement to be repeated again during the magnetic resonance imaging, that is to say a further reference volume is detected at a further first time during the magnetic resonance sequence. The reference volume can only serve as a basis for the motion correction or be issued to a user. The reference volume can in particular also be detected by means of a simultaneous multi-slice measurement technique. Advantageously, the reference volume acquired during the reference measurement can likewise represent a part of the diagnostic magnetic resonance measurement data. In this way, the magnetic resonance measurement data can be detected, for example, in a time series, the reference measurement representing a first acquisition of the examination volume at the first time and the image measurement representing a further acquisition of the examination volume at the second time. In this way, acquisition of the examination volume at the beginning of a time series, in particular the first acquisition of the examination volume in the time series, can be used as the reference volume for the movement correction.
Die während der Bildmessung erfassten Magnetresonanz-Messdaten stellen insbesondere diagnostische Magnetresonanz-Messdaten dar. Dies bedeutet insbesondere, dass die Magnetresonanz-Messdaten und/oder aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruierte Magnetresonanz-Bilddaten bereitgestellt werden sollen, das heißt einem Benutzer auf einer Anzeigeeinheit angezeigt und/oder in einer Datenbank abgespeichert werden sollen. Insbesondere umfasst die Bildmessung eine mehrmalige Aufnahme von zumindest Teilen des Untersuchungsvolumens. Die Magnetresonanz-Messdaten können derart als Zeitserie erfasst werden. So können die Magnetresonanz-Messdaten aus dem zweidimensionalen oder dreidimensionalen Untersuchungsvolumen mehrmals zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden. Durch die wiederholte Messung des Untersuchungsvolumens können dynamische Effekte innerhalb der dargestellten Anatomie betrachtet werden. Ein Beispiel hierfür sind Neuro-Perfusionsmessungen, mit denen das Durchblutungsverhalten des Gehirns untersucht werden kann. Dafür wird zeitlich aufgelöst ein Anfluten von Kontrastmittel in das Gehirn des Untersuchungsobjekts untersucht und quantitative Parameter hieraus berechnet. Ein weiteres Beispiel, welches in einem der folgenden Abschnitte genauer beschrieben wird, ist ein Einsatz einer funktionellen Magnetresonanz-Technik. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass das Untersuchungsvolumen lediglich einmal in der Bildmessung zusätzlich zum Referenzvolumen erfasst wird. In particular, the magnetic resonance measurement data and / or magnetic resonance image data reconstructed from the magnetic resonance measurement data are to be provided, that is to say displayed to a user on a display unit, and the magnetic resonance measurement data acquired during the image measurement are diagnostic magnetic resonance measurement data / or stored in a database. In particular, the image measurement comprises a multiple recording of at least parts of the examination volume. The magnetic resonance measurement data can be detected as a time series in this way. Thus, the magnetic resonance measurement data from the two-dimensional or three-dimensional examination volume can be acquired several times at different times. Repeated measurement of the examination volume allows dynamic effects to be considered within the anatomy presented. One example of this is neuro-perfusion measurements, which can be used to examine the perfusion behavior of the brain. For this purpose, a tidal flow of contrast agent into the brain of the examination subject is examined in temporal resolution and quantitative parameters calculated from this. Another example, which will be described in more detail in any of the following sections, is a use of a functional magnetic resonance technique. Of course, it is also conceivable that the examination volume is detected only once in the image measurement in addition to the reference volume.
Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen sollen die Magnetresonanz-Messdaten unter Einsatz der Simultanen-Mehrschichtmessung-Technik (Simultaneous-Multislice (SMS) Technik) erfasst werden. Derart kann eine beschleunigte Akquisition der Magnetresonanz-Messdaten erfolgen. Die Simultane-Mehrschichtmessung-Technik ist beispielsweise aus der folgenden Schrift bekannt:
Die anschließende Rekonstruktion der einzelnen Schichten umfasst dann insbesondere eine Separation der gleichzeitig ausgelesenen Magnetresonanz-Signale in Bezug auf die mehreren Schichten. Zur Trennung der Magnetresonanz-Signale kann ein bekanntes Schichttrennungsverfahren, wie beispielsweise ein Slice-GRAPPA Verfahren in Schichtrichtung, eingesetzt werden, wie beispielsweise in der oben genannten Schrift von
Insbesondere umfasst das Untersuchungsvolumen mehrere Schichten, welche zu den mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen gruppiert sind. Die mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen ergeben insbesondere gemeinsam das vollständige Untersuchungsvolumen. Es werden insbesondere in jeder kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen eine Anzahl von mehreren Schichten der mehreren Schichten gleichzeitig mittels eines Hochfrequenz-Pulses angeregt. Der Hochfrequenz-Puls wirkt demnach insbesondere gleichzeitig auf alle Schichten einer kohärent angeregten Schichtgruppe. Eine kohärent angeregte Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen umfasst dabei insbesondere eine Anzahl an Schichten, welche dem Beschleunigungsfaktor entspricht. Alle Schichten einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen werden derart insbesondere mittels eines einzelnen Anregungspulses angeregt und in einem einzelnen Auslesezug ausgelesen. Demnach regt jeder Hochfrequenz-Puls insbesondere gleichzeitig eine Anzahl an Schichten an, welche dem Beschleunigungsfaktor entspricht. Zum Anregen des Untersuchungsvolumens wird insbesondere eine Anzahl von Hochfrequenz-Pulsen verwendet, welche der Anzahl an kohärent angeregten Schichtgruppen entspricht. Jede kohärent angeregte Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen umfasst dabei insbesondere die gleiche Anzahl an Schichten. Die Gesamtanzahl an Schichten des Untersuchungsvolumens entspricht demnach insbesondere dem Produkt aus dem Beschleunigungsfaktor und der Anzahl an kohärent angeregten Schichtgruppen. In particular, the examination volume comprises several layers, which are grouped to the several coherently excited layer groups. In particular, the several coherently excited layer groups together result in the complete examination volume. In particular, in each coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups, a number of plural layers of the plurality of layers are simultaneously excited by means of a high-frequency pulse. The high-frequency pulse thus acts in particular simultaneously on all layers of a coherently excited layer group. In this case, a coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups comprises in particular a number of layers which corresponds to the acceleration factor. All layers of a single coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups are thus excited in particular by means of a single excitation pulse and read in a single readout train. Accordingly, each high-frequency pulse in particular at the same time stimulates a number of layers, which corresponds to the acceleration factor. To excite the examination volume, in particular a number of high-frequency pulses is used, which corresponds to the number of coherently excited groups of layers. In particular, each coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups comprises the same number of layers. The total number of layers of the examination volume accordingly corresponds in particular to the product of the acceleration factor and the number of coherently excited layer groups.
Durch die gleichzeitige Akquisition der mehreren Schichten kann eine erforderliche Zeit zur Akquisition der Magnetresonanz-Messdaten deutlich reduziert werden. Hierbei liegt ein Faktor einer Zeitersparnis ungefähr in einer Größenordnung des Beschleunigungsfaktors. Derart kann zum einen eine Messzeit für die Bildmessung eingespart werden. Die verkürzte Messzeit kann in verbesserte Bildgebungsparameter, beispielsweise eine erhöhte Anzahl an Schichten und/oder eine erhöhte Auflösung innerhalb der Schichten, investiert werden. By simultaneously acquiring the multiple layers, a required time to acquire the magnetic resonance measurement data can be significantly reduced. Here, a factor of time saving is approximately on the order of magnitude of the acceleration factor. In this way, on the one hand, a measurement time for the image measurement can be saved. The shortened measuring time can be invested in improved imaging parameters, for example an increased number of layers and / or an increased resolution within the layers.
Die Bewegung des Untersuchungsobjekts kann dabei insbesondere zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt erfolgen. Beispielsweise kann eine Atembewegung und/oder Herzbewegung des Untersuchungsobjekts vorliegen. Auch können willkürliche Bewegungen von Gliedmaßen des Untersuchungsobjekts vorliegen. Die erfolgte Bewegung des Untersuchungsobjekts kann sich in Bildinhalten der Magnetresonanz-Messdaten im Vergleich zu Bildinhalten des Referenzvolumens widerspiegeln. Die Bewegungsinformation kann derart beispielsweise mittels einer Registrierung der Magnetresonanz-Messdaten auf das Referenzvolumen ermittelt werden. Die Bewegungsinformation kann derart vorteilhafterweise charakterisieren, wie sich das Untersuchungsobjekt zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt bewegt hat. The movement of the examination object can take place, in particular, between the first time and the second time. For example, there may be a respiratory movement and / or a heart movement of the examination subject. There may also be voluntary movements of limbs of the examination subject. The movement of the examination subject can be reflected in image contents of the magnetic resonance measurement data compared to image contents of the reference volume. The movement information can be determined for example by means of a registration of the magnetic resonance measurement data on the reference volume. The movement information can advantageously characterize how the examination object has moved between the first time and the second time.
Das Ermitteln der Bewegungsinformation kann ein Bestimmen von Bewegungsparametern umfassen. Die Bewegungsparameter sind insbesondere derart ausgebildet, dass sie eine Bewegung kompensieren können, beispielsweise wenn sie auf einen Bildinhalt angewandt werden. Damit die Bewegungsinformation besonders schnell und robust aus den Magnetresonanz-Messdaten und dem Referenzvolumen ermittelt werden kann, wird insbesondere eine Modellannahme für die Bewegungsinformation getroffen. Die Modellannahme kann die Bewegungsparameter der Bewegungsinformation umfassen. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine rigide Modellannahme für die Bewegungsinformation, welche insbesondere sechs Bewegungsparameter, nämlich drei Translationsparameter und drei Rotationsparameter, umfasst. Der Einsatz einer rigiden Modellannahme hat sich insbesondere im Fall einer Magnetresonanz-Bildgebung eines Kopfs des Untersuchungsobjekts als sinnvoll erwiesen. Dies ist unter anderem damit begründet, dass eine beabsichtigte Bewegung des Gehirns durch den umgebenden Schädel lediglich rigide möglich ist. Nicht-rigide Anteile, beispielsweise durch Pulsation des Liquors und des Blutes, sind vergleichsweise gering. Selbstverständlich können auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Modellannahmen für die Bewegungsinformation, beispielsweise nicht-rigide Modellannahmen, getroffen werden. Der Einsatz eines nicht-rigiden und/oder nicht-linearen Bewegungsmodells ist insbesondere für Bildbereiche sinnvoll, für die die Modellannahme einer rigiden Bewegung nicht zutrifft. Dies kann im Fall einer Kopf-Bildgebung beispielsweise eine Nackenregion und/oder eine Kieferregion und/oder eine Augenhöhlenregion des Untersuchungsobjekts sein. Auch kann durch die Wahl eines nicht-rigiden Bewegungsmodells eine besonders vollständige Detektion bzw. Kompensation der enthaltenen Bewegung möglich sein. Im Lauf der Magnetresonanz-Sequenz können mehrere Bewegungsinformationen zu verschiedenen Zeitpunkten ermittelt werden. Derart kann besonders vorteilhaft dynamisch auf die Bewegung des Untersuchungsobjekts während der Magnetresonanz-Bildgebung reagiert werden. Determining the motion information may include determining motion parameters. In particular, the motion parameters are designed such that they can compensate for a movement, for example when they are applied to a picture content. So that the movement information can be determined particularly quickly and robustly from the magnetic resonance measurement data and the reference volume, in particular a model assumption for the movement information is made. The model assumption may include the motion parameters of the motion information. Particularly advantageous here is a rigid model assumption for the motion information, which in particular comprises six motion parameters, namely three translation parameters and three rotation parameters. The use of a rigid model assumption has proven to be useful, in particular in the case of magnetic resonance imaging of a head of the examination subject. This is partly due to the fact that an intended movement of the brain through the surrounding skull is only possible in a rigid way. Non-rigid components, for example due to pulsation of the liquor and of the blood, are comparatively small. Of course, it is also possible to make other model assumptions for the motion information, for example non-rigid model assumptions, which appear appropriate to the person skilled in the art. The use of a non-rigid and / or non-linear motion model makes sense, in particular, for image regions for which the model assumption of a rigid motion does not apply. In the case of head imaging, for example, this can be a neck region and / or a jaw region and / or an orbital region of the examination subject. Also, by choosing a non-rigid motion model, a particularly complete detection or compensation of the contained movement may be possible. During the course of the magnetic resonance sequence, several movement information can be determined at different times. In this way, it is particularly advantageous to respond dynamically to the movement of the examination subject during magnetic resonance imaging.
Die Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten kann insbesondere eine prospektive Bewegungskorrektur und/oder eine retrospektive Bewegungskorrektur, wie in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben, umfassen. Die Bewegungskorrektur erfolgt insbesondere unter Verwendung der Bewegungsinformation, die aus dem Referenzvolumen und den diagnostischen Magnetresonanz-Messdaten, aus welchen insbesondere zur Anzeige vorgesehene Magnetresonanz-Bilder rekonstruiert werden, ermittelt wird. Derart werden die Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der Bewegungsinformation, welche unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten gewonnen wird, bewegungskorrigiert. Die Bewegungskorrektur kann eine Verwendung eines dem Fachmann bekannten Verfahrens, beispielsweise eines Gauß-Newton-Verfahrens umfassen. The movement correction of the magnetic resonance measurement data may in particular include a prospective motion correction and / or a retrospective motion correction, as described in more detail in one of the following sections. The movement correction takes place, in particular, using the movement information which is determined from the reference volume and the diagnostic magnetic resonance measurement data, from which particular magnetic resonance images intended for display are reconstructed. Thus, the magnetic resonance measurement data is motion-corrected using the motion information obtained by using the magnetic resonance measurement data. The motion correction may include use of a method known to those skilled in the art, such as a Gauss-Newton method.
Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen soll die Bewegungsinformation bereits auf Grundlage von zumindest einer kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen ermittelt werden. Die zumindest eine kohärent angeregte Schichtgruppe stellt dabei insbesondere eine Teilmenge der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen dar. Insbesondere umfassen die mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen über die zumindest eine kohärent angeregte Schichtgruppe hinaus, welche zur Bestimmung der Bewegungsinformation hinzugezogen wird, weitere kohärent angeregte Schichtgruppen. Die Bewegungsinformation soll demnach insbesondere bereits nach einer Teilaufnahme des Untersuchungsvolumens bestimmt werden. So ist typischerweise die gesamte Akquisition des Untersuchungsvolumens noch nicht abgeschlossen, wenn die Bewegungsinformation bestimmt wird. In einem besonders vorteilhaften Anwendungsfall wird, wie später noch genauer beschrieben, die Bewegungsinformation auf Grundlage des Referenzvolumens und einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe bestimmt. So können nach jeder Akquisition einer kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppe die gerade gleichzeitig akquirierten Schichten als Einheit betrachtet werden und die Bewegung in den gerade gleichzeitig akquirierten Schichten relativ zu dem Referenzvolumen detektiert werden. According to the proposed procedure, the motion information should already be determined on the basis of at least one coherently excited layer group of the several coherently excited layer groups. In this case, the at least one coherently excited layer group represents in particular a subset of the several coherently excited layer groups. In particular, the plurality of coherently excited layer groups beyond the at least one coherently excited layer group, which is used to determine the motion information, comprise further coherently excited layer groups. The movement information should therefore be determined in particular already after a partial recording of the examination volume. Thus, typically, the entire acquisition of the examination volume is not completed when the motion information is determined. In a particularly advantageous application, as will be described in more detail later, the motion information is determined on the basis of the reference volume and a single coherently excited layer group. Thus, after each acquisition of a coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer group, the layers just acquired at the same time can be considered as one unit, and the movement in the just-acquired layers relative to the reference volume can be detected.
Im Folgenden soll dargelegt werden, wie die vorgeschlagene Bewegungskorrektur die Vorteile der Simultanen-Mehrschichtmessung-Technik ausnutzen kann:
Die vorgeschlagene Bewegungskorrektur kann zunächst besonders vorteilhaft eine Konsistenz der kohärent angeregten Schichten von einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppen der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen ausnutzen. Die Schichten von einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppen werden nämlich insbesondere gleichzeitig akquiriert. Sie stellen derart insbesondere einen einzelnen Bewegungszustand des Untersuchungsobjekts dar. Gleichzeitig wird so erreicht, dass die Schichten von einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppen üblicherweise keine widersprüchlichen Bildinhalte aufweisen, da keine zeitliche Distanz zwischen der Akquisition der Schichten von einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe vorliegt. Wird demnach die Bewegungsinformation unter Hinzuziehung einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe oder einer kleineren Menge von kohärent angeregten Schichtgruppen bestimmt, so kann die Bewegungsinformation vorteilhafterweise unter Verwendung von zeitnah und/oder gleichzeitig gemessenen Schichten mit zueinander konsistenten Bildinformationen bestimmt werden. Gleichzeitig kann eine Bewegung des Untersuchungsobjekts während der Akquisition der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe kleiner sein als eine Bewegung des Untersuchungsobjekts während der Akquisition des gesamten Untersuchungsvolumens. Dieser Tatsache liegt die Überlegung zugrunde, dass Bewegungen des Untersuchungsobjekts während der Akquisition von einzelnen Schichten weniger stark ins Gewicht fallen als während der Akquisition des gesamten Untersuchungsvolumens. Derart kann bei der Bestimmung der Bewegungsinformation vorteilhafterweise ein Kompromiss über ein vollständiges akquiriertes Untersuchungsvolumen vermieden werden. Derart kann ein Fehler bei der Bestimmung der Bewegungsinformation vorteilhafterweise minimiert werden. Es ist auch denkbar, dass ein Mehraufwand einer nichtrigiden Registrierung vermieden werden kann. Durch die bessere Konsistenz der betrachteten Schichten der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe kann die Bewegungskorrektur eine Verzerrung einer dargestellten Anatomie des Untersuchungsobjekts in den Magnetresonanz-Messdaten besonders vorteilhaft reduzieren. The following is intended to explain how the proposed motion correction can exploit the advantages of the simultaneous multilayer measurement technique:
The proposed motion correction can first of all particularly advantageously exploit a consistency of the coherently excited layers of individual coherently excited layer groups of the several coherently excited layer groups. Namely, the layers of individual coherently excited layer groups are in particular acquired simultaneously. In particular, it is achieved that the layers of individual coherently excited layer groups usually do not have contradictory image contents, since there is no time interval between the acquisition of the layers from a single coherently excited layer group. Accordingly, if the motion information is determined by using a single coherently excited layer group or a smaller amount of coherently excited layer groups, then the motion information can advantageously be determined using timely and / or simultaneously measured layers having image information consistent with each other. At the same time, a movement of the examination object during the acquisition of the at least one coherently excited layer group may be smaller than a movement of the examination object during the acquisition of the entire examination volume. This fact is based on the consideration that movements of the examination object during the acquisition of individual layers are of less importance than during the acquisition of the entire examination volume. In this way, when determining the motion information, it is advantageously possible to avoid a compromise over a complete acquired examination volume. Such an error in the determination of the motion information can be advantageously minimized. It is also conceivable that an additional expenditure of a non-rigid registration can be avoided. Due to the better consistency of the considered layers of the at least one coherently excited group of layers, the movement correction can particularly advantageously reduce a distortion of an illustrated anatomy of the examination object in the magnetic resonance measurement data.
Insbesondere im Vergleich zu bekannten Verfahren zur Ermittlung von Bewegungsinformationen auf Grundlage von einzelnen Schichten, sogenannten schichtbasierten Bewegungskorrekturverfahren, lässt sich mit dem vorgeschlagenen Vorgehen, welches ein Ermitteln der Bewegungsinformation unter Verwendung von kohärent angeregten Schichtgruppen vorsieht, eine erhöhte Robustheit feststellen. Die Optimierungsverfahren zum Ermitteln der Bewegungsinformation aus der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe und dem Referenzvolumen können, insbesondere im Vergleich zu schichtbasierten Bewegungskorrekturverfahren, schneller und/oder besser konvergieren. Dieser Tatsache liegt die Überlegung zugrunde, dass beim Ermitteln der Bewegungsinformation mehrere Schichten, welche gleichzeitig akquiriert werden und zueinander konsistent sind, berücksichtigt werden können. Besonders vorteilhaft ist hier eine räumlich verteilte Anordnung der mehreren Schichten der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe über das Untersuchungsvolumen, wie später noch genauer beschrieben. Mittels des vorgeschlagenen Vorgehens können besonders robust und/oder genau die Bewegungsparameter der Bewegungsinformation bestimmt werden. Dies kann daher besonders vorteilhaft sein, da kleine Änderungen der Bewegungsparameter, beispielsweise von Rotationsparametern, in starken Abweichungen gegenüber dem Referenzvolumen führen können. Dies kann insbesondere für diejenigen Schichten gelten, welche wenig strukturierte Anatomie enthalten, wie beispielsweise die äußersten bzw. obersten Schichten eines Kopfs des Untersuchungsobjekts. In particular, compared to known methods for determining motion information based on individual layers, so-called layer-based motion correction method, can be found with the proposed approach, which provides a determination of the motion information using coherently excited layer groups, increased robustness. The optimization methods for determining the motion information from the at least one coherently excited slice group and the reference volume can converge faster and / or better, in particular in comparison to slice-based motion correction methods. This fact is based on the consideration that when determining the movement information, multiple layers that are acquired simultaneously and that are consistent with one another can be taken into account. Particularly advantageous here is a spatial distributed arrangement of the multiple layers of the at least one coherently excited layer group over the examination volume, as described in more detail later. By means of the proposed procedure, the movement parameters of the movement information can be determined particularly robustly and / or precisely. This can therefore be particularly advantageous since small changes in the movement parameters, for example of rotational parameters, can lead to pronounced deviations from the reference volume. This may apply in particular to those layers which contain less structured anatomy, such as the outermost or topmost layers of a head of the examination subject.
Die Bewegungsinformation kann insbesondere wiederholt auf Grundlage von unterschiedlichen Sätzen von zumindest einer kohärent angeregten Schichtgruppe bestimmt werden. Derart kann die Bewegungsinformation zu unterschiedlichen zweiten Zeitpunkten bestimmt werden. Derart kann besonders vorteilhaft dynamisch auf die Bewegung des Untersuchungsobjekts während der Magnetresonanz-Bildgebung reagiert werden. Dabei ergibt sich durch das Ermitteln der Bewegungsinformation anhand einer reduzierten Anzahl von akquirierten kohärent angeregten Schichtgruppen, vorteilhafterweise anhand einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe, der Vorteil, dass die Bewegungsinformation auf kürzeren Zeitskalen bestimmt werden kann. Es kann so ein Aktualisierungszyklus der Bewegungsinformation verkürzt werden und so eine Bewegung des Untersuchungsobjekts auf kürzeren Zeitskalen modelliert werden. Eine kontinuierliche Bewegung des Untersuchungsobjekts kann derart vorteilhafterweise abschnittsweise, beispielsweise durch einzelne rigide Transformationen, modelliert werden. Dies ist insbesondere im Falle einer später noch genauer beschriebenen prospektiven Bewegungskorrektur von Vorteil, da die Aufnahmeparameter genauer auf die Bewegung des Untersuchungsobjekts abgestimmt werden können. Durch die Betrachtung einer reduzierten Anzahl von Schichten kann weiterhin ein Berechnungsaufwand bei der Ermittlung der Bewegungsinformation reduziert werden. In particular, the motion information may be determined repeatedly based on different sets of at least one coherently excited layer group. In this way, the movement information can be determined at different second times. In this way, it is particularly advantageous to respond dynamically to the movement of the examination subject during magnetic resonance imaging. By determining the movement information on the basis of a reduced number of coherently excited slice groups acquired, advantageously on the basis of a single coherently excited slice group, the advantage is that the motion information can be determined on shorter time scales. Such an update cycle of the movement information can be shortened and thus a movement of the examination subject on shorter time scales can be modeled. A continuous movement of the examination object can thus advantageously be modeled in sections, for example by individual rigid transformations. This is particularly advantageous in the case of a prospective motion correction described in more detail later, since the acquisition parameters can be more accurately matched to the movement of the examination subject. By considering a reduced number of layers, a calculation effort for the determination of the motion information can be further reduced.
Im Folgenden sollen mögliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und ihre Vorteile genauer beschrieben werden:
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die zumindest eine kohärent angeregte Schichtgruppe eine Anzahl an Schichtgruppen umfasst, welche kleiner als die Gesamtanzahl der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen. Die zumindest eine kohärent angeregte Schichtgruppe stellt vorteilhafterweise lediglich einen Bruchteil der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen dar. Die Anzahl der Schichtgruppen der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe ist insbesondere kleiner als 50 Prozent, vorteilhafterweise kleiner als 33 Prozent, besonders vorteilhaft kleiner als 25 Prozent der Gesamtanzahl der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen des Untersuchungsvolumens. Es ist hierbei besonders vorteilhaft, dass die Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und Magnetresonanz-Messdaten, welche aus maximal vier, vorteilhafterweise maximal drei, besonders vorteilhaft maximal zwei, höchst vorteilhaft einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, bestimmt wird. Derart kann die Bewegungsinformation besonders vorteilhaft auf einer reduzierten Anzahl von kohärent angeregten Schichtgruppen bestimmt werden. Die Anzahl der kohärent angeregten Schichtgruppen, auf deren Grundlage die Bewegungsinformation bestimmt wird, kann hierbei je nach Anwendungsfall und/oder Komplexität der Berechnung gewählt werden. In the following, possible embodiments of the method according to the invention and their advantages are described in more detail:
One embodiment provides that the at least one coherently excited layer group comprises a number of layer groups which are smaller than the total number of the plurality of coherently excited layer groups. The number of layer groups of the at least one coherently excited layer group is in particular less than 50 percent, advantageously less than 33 percent, particularly advantageously less than 25 percent of the total number of layers several coherently excited groups of the study volume. In this case, it is particularly advantageous that the movement information from the reference volume and magnetic resonance measurement data, which is determined from a maximum of four, advantageously a maximum of three, particularly advantageously a maximum of two, most advantageously a single coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups, is determined. In this way, the motion information can be determined particularly advantageously on a reduced number of coherently excited layer groups. The number of coherently excited layer groups, on the basis of which the motion information is determined, can be chosen here depending on the application and / or complexity of the calculation.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und Magnetresonanz-Messdaten, welche aus einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, ermittelt wird. Derart ist eine besonders robuste Bewegungskorrektur unter Verwendung der Bewegungsinformation möglich, da lediglich perfekt zueinander konsistente Magnetresonanz-Messdaten für die Bestimmung der Bewegungsinformation verwendet werden. In bestimmten Anwendungsfällen kann jeweils eine Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und jeder kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden. Derart kann die Bewegung des Untersuchungsobjekts besonders genau und/oder mit einer besonders hohen Zeitauflösung bestimmt werden. One embodiment provides that the movement information is determined from the reference volume and magnetic resonance measurement data which are acquired from a single coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups. Such a particularly robust motion correction using the motion information is possible, since only perfectly consistent with each other magnetic resonance measurement data for the determination of the motion information are used. In certain applications, in each case a movement information from the reference volume and each coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups can be detected. In this way, the movement of the examination object can be determined particularly accurately and / or with a particularly high time resolution.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungskorrektur eine retrospektive Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der ermittelten Bewegungsinformation umfasst. Die retrospektive Bewegungskorrektur korrigiert typischerweise nach einem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten die Bewegung des Untersuchungsobjekts in den Magnetresonanz-Bilddaten. Die Bewegungsinformation enthält dabei typischerweise, wie im folgenden Abschnitt noch genauer beschrieben, Transformationsparameter, anhand welcher die Magnetresonanz-Messdaten nach ihrer Akquisition transformiert werden. Mittels des vorgeschlagenen Vorgehens kann eine besonders robuste retrospektive Bewegungskorrektur durchgeführt werden. One embodiment provides that the movement correction comprises a retrospective motion correction of the magnetic resonance measurement data using the determined motion information. The retrospective motion correction typically corrects, after acquiring the magnetic resonance measurement data, the movement of the examination subject in the magnetic resonance image data. The motion information typically contains, as described in more detail in the following section, transformation parameters, by means of which the magnetic resonance measurement data are transformed after their acquisition. By means of the proposed procedure, a particularly robust retrospective motion correction can be carried out.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die retrospektive Bewegungskorrektur umfasst, dass anhand der Bewegungsinformation Transformationsparameter ermittelt werden, welche spezifisch für die zumindest eine kohärent angeregte Schichtgruppe sind, und die Magnetresonanz-Messdaten, welche aus der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe erfasst werden, anhand der Transformationsparameter transformiert werden. So wird insbesondere vorgeschlagen, dass verschiedene Transformationen für die Magnetresonanz-Messdaten, welche aus unterschiedlichen kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, verwendet werden. Es kann in bestimmten Anwendungsfällen für jede kohärent angeregte Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen individuelle Transformationsparameter bestimmt werden. Die Transformationsparameter sollen insbesondere ein optimale Bewegungskorrektur für die aus der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe akquirierten Magnetresonanz-Messdaten darstellen. Die Transformationsparameter können dabei beispielsweise Translationsparameter und/oder Rotationsparameter und/oder Scherungsparameter und/oder Skalierungsparameter und/oder nicht-rigide Transformationsparameter umfassen. One embodiment provides that the retrospective motion correction comprises determining, based on the motion information, transformation parameters that are specific to the at least one coherently excited one Layer group, and the magnetic resonance measurement data, which are detected from the at least one coherently excited layer group are transformed using the transformation parameters. In particular, it is proposed that different transformations be used for the magnetic resonance measurement data acquired from different coherently excited layer groups. In certain applications, individual transformation parameters can be determined for each coherently excited layer group of the several coherently excited layer groups. In particular, the transformation parameters should represent an optimal motion correction for the magnetic resonance measurement data acquired from the at least one coherently excited slice group. The transformation parameters may include, for example, translation parameters and / or rotation parameters and / or shear parameters and / or scaling parameters and / or non-rigid transformation parameters.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine Interpolation der transformierten Magnetresonanz-Messdaten auf ein Gitter erfolgt. Vorteilhafterweise erfolgt die Interpolation der transformierten Magnetresonanz-Messdaten auf ein Gitter, welches abweichend von demjenigen Gitter, auf welchem die Magnetresonanz-Messdaten aufgenommen werden, ausgestaltet ist. Vorteilhafterweise erfolgt die Interpolation der transformierten Magnetresonanz-Messdaten auf ein gleichmäßiges (isotropes) Gitter. Dies ist insbesondere bei der beschriebenen retrospektiven Bewegungskorrektur, eventuell für die Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten, relevant. Das vorgeschlagene Vorgehen bewirkt nämlich typischerweise, dass für die Magnetresonanz-Messdaten, welche aus dem gesamten Untersuchungsvolumen erfasst werden, keine eindeutige Transformation existiert. Derart liegt nach der Bewegungskorrektur insbesondere kein einheitlich abgetastetes Volumen in den Magnetresonanz-Messdaten vor. Das Interpolationsverfahren soll derart sicherstellen, dass die Magnetresonanz-Messdaten des nicht einheitlich abgetasteten Volumens auf ein, vorteilhafterweise gleichmäßiges, Gitter (das sogenannte Ziel-Voxelsystem) interpoliert werden können. Interpolationsverfahren sind dem Fachmann bekannt und sollen hier nicht genauer beschrieben werden. Für die prospektive Bewegungskorrektur ist der Zusatzaufwand für die Interpolation typischerweise nicht nötig, da üblicherweise lediglich eine Anpassung von Aufnahmeparameter, allerdings keine Korrektur und/oder Interpolation der akquirierten Magnetresonanz-Messdaten erfolgen soll. Für die in den folgenden Abschnitten beschriebene prospektive Bewegungskorrektur ist derart insbesondere das Bestimmen der Bewegungsinformation ausreichend. One embodiment provides that an interpolation of the transformed magnetic resonance measurement data takes place on a grid. Advantageously, the interpolation of the transformed magnetic resonance measurement data is carried out on a grid, which is configured differently from the grid on which the magnetic resonance measurement data are recorded. Advantageously, the interpolation of the transformed magnetic resonance measurement data takes place on a uniform (isotropic) grid. This is particularly relevant in the described retrospective motion correction, possibly for the reconstruction of magnetic resonance image data from the magnetic resonance measurement data. Namely, the proposed procedure typically causes no unique transformation to exist for the magnetic resonance measurement data acquired from the entire examination volume. In particular, after the movement correction, there is no uniformly sampled volume in the magnetic resonance measurement data. The interpolation method is intended to ensure that the magnetic resonance measurement data of the non-uniformly sampled volume can be interpolated onto an advantageously uniform grid (the so-called target voxel system). Interpolation methods are known to the person skilled in the art and will not be described in more detail here. For the prospective motion correction, the additional effort for the interpolation is typically not necessary, since usually only an adaptation of acquisition parameters, but no correction and / or interpolation of the acquired magnetic resonance measurement data is to take place. For the prospective motion correction described in the following sections, in particular the determination of the motion information is sufficient.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungskorrektur eine prospektive Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der ermittelten Bewegungsinformation umfasst. Die prospektive Bewegungskorrektur umfasst dabei generell eine Detektion und eine Korrektur einer Bewegung des Untersuchungsobjekts bereits während des Erfassens der Magnetresonanz-Messdaten. Die prospektive Bewegungskorrektur kann dabei in bestimmten Fällen, insbesondere nahezu, in Echtzeit erfolgen. Die prospektive Bewegungskorrektur kann umfassen, dass nach einem Erfassen von einem ersten Teil der Magnetresonanz-Messdaten Bewegungsparameter, welche eine erfolgte Bewegung des Untersuchungsobjekts charakterisieren, bestimmt werden. Dann können Aufnahmeparameter, beispielsweise eine Schichtselektion und/oder eine Schichtorientierung, für ein Erfassen von einem zweiten Teil der Magnetresonanz-Messdaten anhand der Bewegungsparameter eingestellt werden. Derart kann die Akquisition der Magnetresonanz-Messdaten bereits währen der Magnetresonanz-Bildgebung an die Bewegung des Untersuchungsobjekts angepasst werden. Die Aufnahmeparameter können dabei derart eingestellt werden, dass der Bewegung des Untersuchungsobjekts gezielt entgegengesteuert werden kann. Die Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten kann derart ein Einstellen von Aufnahmeparametern, welche nach dem zweiten Zeitpunkt für die Magnetresonanz-Bildgebung eingestellt werden, in Abhängigkeit der Bewegungsinformation umfassen. Im rigiden Fall können beispielsweise Schichten des Untersuchungsvolumens für die Magnetresonanz-Bildgebung nach dem zweiten Zeitpunkt anhand der Bewegungsparameter, insbesondere anhand von drei Translationsparametern und drei Rotationsparametern, angepasst werden. Derart kann eine durch die Bewegung geänderte Lage und/oder Anatomie des Untersuchungsobjekts, beispielsweise ein Kippen eines Kopfs des Untersuchungsobjekts, direkt während der Messung ausgeglichen werden. Die Anpassung des Bildgebungsvolumens erfolgt insbesondere über eine Anpassung von Gradientenschaltungen, welche während der Magnetresonanz-Bildgebung nach dem zweiten Zeitpunkt, beispielsweise während Anregungs-Hochfrequenzpulsen und/oder Auslesefenstern, geschaltet werden. Das Einstellen der Aufnahmeparameter in Abhängigkeit der Bewegungsinformation kann hierbei zeitversetzt zu dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten aus der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfolgen. Mittels des vorgeschlagenen Vorgehens ist insbesondere eine prospektive Bewegungskorrektur mit einem schnellen Aktualisierungszyklus anhand von aktuellen Bildinhalten möglich. Gleichzeitig kann der Einsatz der zueinander konsistenten Daten zu einer besonders genauen prospektiven Bewegungskorrektur führen. One embodiment provides that the movement correction comprises a prospective movement correction of the magnetic resonance measurement data using the determined motion information. In this case, the prospective motion correction generally comprises a detection and a correction of a movement of the examination subject during the acquisition of the magnetic resonance measurement data. The prospective motion correction can be done in certain cases, in particular almost, in real time. The prospective motion correction may comprise that, after detection of a first part of the magnetic resonance measurement data, motion parameters characterizing a movement of the examination object are determined. Then, acquisition parameters, for example a slice selection and / or a slice orientation, can be set for acquisition of a second part of the magnetic resonance measurement data on the basis of the movement parameters. In this way, the acquisition of the magnetic resonance measurement data can already be adapted during the magnetic resonance imaging to the movement of the examination subject. The recording parameters can be set in such a way that the movement of the examination object can be specifically counteracted. The movement correction of the magnetic resonance measurement data may thus include setting of acquisition parameters, which are set after the second time for the magnetic resonance imaging, depending on the movement information. In the rigid case, for example, layers of the examination volume for the magnetic resonance imaging after the second time point can be adjusted on the basis of the movement parameters, in particular on the basis of three translation parameters and three rotation parameters. In this way, a position and / or anatomy of the examination subject changed by the movement, for example a tilting of a head of the examination subject, can be compensated directly during the measurement. The adaptation of the imaging volume takes place, in particular, via an adaptation of gradient circuits which are switched during the magnetic resonance imaging after the second time, for example during excitation high-frequency pulses and / or readout windows. The adjustment of the acquisition parameters as a function of the movement information can hereby be carried out with a time offset to the acquisition of the magnetic resonance measurement data from the at least one coherently excited layer group of the several coherently excited layer groups. By means of the proposed procedure, in particular, a prospective movement correction with a fast update cycle on the basis of current image contents is possible. At the same time, the use of consistent data can lead to a particularly accurate prospective motion correction.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die prospektive Bewegungskorrektur umfasst, dass anhand der Bewegungsinformation Aufnahmeparameter ermittelt werden, welche für ein Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten aus zumindest einer weiteren kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen verwendet werden. Die detektierte Bewegung kann so in das Einstellen von Aufnahmeparametern für die Akquisition von Magnetresonanz-Messdaten aus der zumindest einen weiteren kohärent angeregten Schichtgruppen einfließen, welche insbesondere von der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe, anhand derer die Bewegungsinformation bestimmt wird, verschieden ist. One embodiment provides that the prospective movement correction comprises determining, based on the movement information, acquisition parameters which are used for acquiring magnetic resonance measurement data from at least one further coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups. The detected movement can thus be incorporated into the setting of acquisition parameters for the acquisition of magnetic resonance measurement data from the at least one further coherently excited group of layers, which is different in particular from the at least one coherently excited group of layers, on the basis of which the movement information is determined.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Durchführen der Bildmessung, das Ermitteln der Bewegungsinformation und die Bewegungskorrektur umfasst: Erfassen von ersten Magnetresonanz-Messdaten aus einer ersten Menge an ersten kohärent angeregten Schichtgruppen der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen, Ermitteln einer ersten Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und den ersten Magnetresonanz-Messdaten, Bewegungskorrektur der ersten Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der ersten Bewegungsinformation, Erfassen von zweiten Magnetresonanz-Messdaten aus einer zweiten Menge an zweiten kohärent angeregten Schichtgruppen der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen, Ermitteln einer zweiten Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und den zweiten Magnetresonanz-Messdaten, wobei die zweite Bewegungsinformation andere Bewegungsparameter als die erste Bewegungsinformation aufweist und Bewegungskorrektur der zweiten Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der zweiten Bewegungsinformation. Die erste Menge der kohärent angeregten Schichtgruppen umfasst insbesondere eine oder mehrere erste kohärent angeregte Schichtgruppen, während die zweite Menge der kohärent angeregten Schichtgruppen insbesondere eine oder mehrere zweite kohärent angeregte Schichtgruppen umfasst. Die erste Menge und die zweite Menge sind dabei vorteilhafterweise disjunkt ausgebildet. Derart ist eine kontinuierliche Aufnahme von Magnetresonanz-Messdaten in mehreren Teilschritten mit einer spezifischen Bewegungskorrektur für die mehreren Teilschritte möglich. An embodiment provides that performing the image measurement, determining the movement information and the movement correction comprises: acquiring first magnetic resonance measurement data from a first set of first coherently excited slice groups of the plurality of coherently excited slice groups, determining a first motion information from the reference volume and first magnetic resonance measurement data, movement correction of the first magnetic resonance measurement data using the first movement information, acquisition of second magnetic resonance measurement data from a second set of second coherently excited layer groups of the plurality of coherently excited layer groups, determination of a second movement information from the reference volume and the second magnetic resonance Measurement data, wherein the second movement information has other movement parameters than the first movement information and movement correction of the second magnetic resonance measurement data using the second Motion information. The first set of coherently excited layer groups comprises in particular one or more first coherently excited layer groups, while the second set of coherently excited layer groups particularly comprises one or more second coherently excited layer groups. The first amount and the second amount are advantageously formed disjoint. In this way, a continuous recording of magnetic resonance measurement data in several sub-steps with a specific motion correction for the several sub-steps is possible.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Menge an ersten kohärent angeregten Schichtgruppen und die zweite Menge an zweiten kohärent angeregten Schichtgruppen zueinander räumlich verschachtelt angeordnet sind. Es kann so eine verschachtelte Akquisition (interleaved acquisition) der kohärent angeregten Schichtgruppen erfolgen. Es sind also insbesondere räumlich zwischen den jeweiligen Schichten der ersten Menge der kohärent angeregten Schichtgruppen auch Schichten der zweiten Menge der kohärent angeregten Schichtgruppen positioniert. Derart kann eine besonders robuste Bewegungskorrektur ermöglicht werden. One embodiment provides that the first set of first coherently excited layer groups and the second set of second coherently excited layer groups are arranged spatially nested relative to one another. Thus, a nested acquisition (interleaved acquisition) of the coherently excited layer groups can take place. Thus, in particular spatially, between the respective layers of the first set of coherently excited layer groups, layers of the second set of the coherently excited layer groups are also positioned. In this way, a particularly robust movement correction can be made possible.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Untersuchungsvolumen mehrere erste Schichten mit einem ersten Schichtabstand zwischen benachbarten ersten Schichten der mehreren ersten Schichten umfasst und eine kohärent angeregte Schichtgruppe der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe mehrere zweite Schichten mit einem zweiten Schichtabstand zwischen benachbarten zweiten Schichten der mehreren zweiten Schichten umfasst, wobei der zweite Schichtabstand größer als der erste Schichtabstand ist. Die mehreren zweiten Schichten der kohärent angeregten Schichtgruppe sind derart vorteilhafterweise räumlich verteilt über das Untersuchungsvolumen angeordnet. Derart kann eine besonders robuste Bewegungsinformation aus der kohärent angeregten Schichtgruppe und dem Referenzvolumen erwähnt werden. One embodiment provides that the examination volume comprises a plurality of first layers having a first layer spacing between adjacent first layers of the plurality of first layers, and a coherently excited layer group of the at least one coherently excited layer group comprising a plurality of second layers having a second layer spacing between adjacent second layers of the plurality of second layers wherein the second layer spacing is greater than the first layer spacing. The several second layers of the coherently excited layer group are advantageously arranged spatially distributed over the examination volume. Thus, a particularly robust motion information from the coherently excited layer group and the reference volume can be mentioned.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine kohärent angeregte Schichtgruppe der zumindest einen kohärent angeregten Schichtgruppe mehrere zweite Schichten umfasst, wobei die mehreren zweiten Schichten jeweils möglichst weit voneinander entfernt positioniert sind. Dies stellt hierbei eine besonders vorteilhafte Anordnung der mehreren zweiten Schichten zum Ermitteln der Bewegungsinformation dar. Die zweiten Schichten können höchst vorteilhafterweise maximal voneinander entfernt im Untersuchungsvolumen positioniert sein. One embodiment provides that a coherently excited layer group of the at least one coherently excited layer group comprises a plurality of second layers, the plurality of second layers each being positioned as far apart as possible. This represents a particularly advantageous arrangement of the plurality of second layers for determining the movement information. The second layers can most advantageously be positioned at a maximum distance from one another in the examination volume.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass für die Referenzmessung eine Magnetresonanz-Sequenz mit ersten Sequenzparametern und für die Bildmessung eine Magnetresonanz-Sequenz mit zweiten Sequenzparametern verwendet wird, wobei die Magnetresonanz-Sequenz mit den ersten Sequenzparametern weniger sensitiv auf die Bewegung des Untersuchungsobjekts ist als die Magnetresonanz-Sequenz mit den zweiten Sequenzparametern. Für die Referenzmessung kann eine andere Art von Magnetresonanz-Sequenz und/oder andere erste Sequenzparameter eingesetzt werden als für die Bildmessung. Es ist dabei vorteilhaft für die Referenzmessung eine Art von Magnetresonanz-Sequenz und/oder erste Sequenzparameter einzusetzen, welche sicher stellen, dass das erfasste Referenzvolumen frei von Bewegungsartefakten und/oder weniger anfällig gegenüber Bewegungen des Untersuchungsobjekts ist. Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass üblicherweise Verfälschungen der Referenzmessungen durch Bewegungen des Untersuchungsobjekts die Bewegungskorrektur der gesamten Magnetresonanz-Messdaten beeinflussen können. Für die Referenzmessung kann vorteilhafterweise ebenfalls eine Simultane-Mehrschichtmessung-Technik eingesetzt werden. One embodiment provides that a magnetic resonance sequence with first sequence parameters is used for the reference measurement and a magnetic resonance sequence with second sequence parameters is used for the image measurement, wherein the magnetic resonance sequence with the first sequence parameters is less sensitive to the movement of the examination subject than the magnetic resonance Sequence with the second sequence parameters. For the reference measurement, a different type of magnetic resonance sequence and / or other first sequence parameters can be used than for the image measurement. It is advantageous for the reference measurement to use a type of magnetic resonance sequence and / or first sequence parameters which ensure that the detected reference volume is free of movement artifacts and / or less susceptible to movement of the examination subject. This procedure is based on the consideration that usually falsifications of the reference measurements by movements of the examination object can influence the movement correction of the entire magnetic resonance measurement data. For the reference measurement can advantageously also a simultaneous multi-layer measurement technique can be used.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Untersuchungsvolumen einen Gehirnbereich des Untersuchungsobjekts umfasst und die Bildmessung unter Einsatz einer funktionellen Magnetresonanz-Technik erfolgt. Bei der funktionellen Magnetresonanz-Technik wird typischerweise mittels des BOLD-Effekts die Änderung von oxygenisiertem Blut im Vergleich zu desoxygenisiertem Blut über die Zeit analysiert. Für die funktionelle Magnetresonanz-Technik wird üblicherweise eine Zeitserie von Untersuchungsvolumina aufgenommen und darin, wie bereits beschrieben, die durch den Oxygenisierungsgrad des Blutes verursachte Intensitätsänderung über die Zeit untersucht. Während dieser Messung führt der Patient üblicherweise verschiedene Aufgaben, das sogenannten Paradigma, zur gezielten Aktivierung einzelner Hirnareale durch. Dies kann beispielsweise die Betrachtung eines visuellen Stimulus, beispielsweise eines flackernden Schachbrettmusters oder von Bildern, die Emotionen verursachen, motorische Aufgaben, beispielsweise ein Fingerklopfen (finger tapping), bis hin zu akustischen Reizen umfassen. Die statistische Auswertung der Korrelation zwischen den Intensitätsänderungen und den zeitgleich durchgeführten Paradigma liefert die Aktivierung der jeweiligen Hirnareale in Form von statistischen Ergebniskarten. Bei der funktionellen Magnetresonanz-Technik können selbst kleinste Kopfbewegungen des Untersuchungsobjekts während der Messung zu erheblichen Artefakten und Beeinträchtigungen der generierten Statistikkarten führen. Die Bewegungskorrektur stellt derart insbesondere für die funktionelle Magnetresonanz-Technik einen zentralen Teil der Bildverarbeitung dar. Insbesondere ist es denkbar, dass die vorgeschlagene Bewegungskorrektur eine detektierte Aktivierung und damit die Übereinstimmung zu dem Paradigma um betragsmäßig bis zu 20 Prozent steigern kann und/oder eine Größe des Aktivierungsareals um bis zu 100 Prozent steigern kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die funktionelle Magnetresonanz-Technik lediglich einen bevorzugten Anwendungsfall für die vorgestellte Methode zur Bewegungskorrektur darstellt. Die vorgestellte Methode zur Bewegungskorrektur kann selbstverständlich auch auf reguläre anatomische Magnetresonanz-Techniken und/oder andere Körperbereiche des Untersuchungsobjekts angewendet werden. One embodiment provides that the examination volume comprises a brain region of the examination subject and the image measurement is performed using a functional magnetic resonance technique. In the functional magnetic resonance technique, the change in oxygenated blood compared to deoxygenated blood is typically analyzed over time using the BOLD effect. For the functional magnetic resonance technique, a time series of examination volumes is usually recorded and, as already described, the change in intensity caused by the degree of oxygenation of the blood is examined over time. During this measurement, the patient usually carries out various tasks, the so-called paradigm, for the targeted activation of individual brain areas. This may include, for example, viewing a visual stimulus, such as a flickering checkerboard pattern or images that cause emotions, motor tasks, such as finger-tapping, to auditory stimuli. The statistical evaluation of the correlation between the intensity changes and the simultaneous paradigm provides the activation of the respective brain areas in the form of statistical result maps. In the functional magnetic resonance technique even the smallest head movements of the examination object during the measurement can lead to considerable artifacts and impairments of the generated statistics maps. The motion correction thus represents a central part of the image processing in such a way, in particular for the functional magnetic resonance technique. In particular, it is conceivable that the proposed motion correction can increase a detected activation and thus the match to the paradigm by up to 20 percent and / or one size of the activation area can increase by up to 100 percent. It should be noted that the functional magnetic resonance technique is only a preferred application for the presented motion correction method. Of course, the presented method for movement correction can also be applied to regular anatomical magnetic resonance techniques and / or other body regions of the examination subject.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst eine Referenzmessungseinheit, eine Bildmessungseinheit und eine Recheneinheit mit einer Ermittlungseinheit und einer Bewegungskorrektureinheit, wobei das Magnetresonanzgerät zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist. The magnetic resonance apparatus according to the invention comprises a reference measurement unit, an image measurement unit and a computing unit with a determination unit and a movement correction unit, wherein the magnetic resonance apparatus is designed for carrying out a method according to one of the preceding claims.
Derart ist das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät zum Ausführen eines Verfahrens zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten, die während einer Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts erfasst werden, ausgebildet. Die Referenzmessungseinheit ist zum Durchführen einer Referenzmessung zu einem ersten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Bildgebung, wobei ein Referenzvolumen erfasst wird, ausgebildet. Die Bildmessungseinheit ist zum Durchführen einer Bildmessung zu einem zweiten Zeitpunkt während der Magnetresonanz-Bildgebung, wobei Magnetresonanz-Messdaten aus einem Untersuchungsvolumen mittels einer Simultanen-Mehrschichtmessung-Technik in mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, ausgebildet. Die Ermittlungseinheit ist zum Ermitteln einer Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und Magnetresonanz-Messdaten, welche aus zumindest einer kohärent angeregten Schichtgruppe der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, ausgebildet, wobei die Bewegungsinformation eine Bewegung des Untersuchungsobjekts zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt beschreibt. Die Bewegungskorrektureinheit ist zu einer Bewegungskorrektur der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der ermittelten Bewegungsinformation ausgebildet. In this way, the magnetic resonance apparatus according to the invention is designed to carry out a method for a movement correction of magnetic resonance measurement data acquired during a magnetic resonance imaging of an examination subject by means of a magnetic resonance apparatus. The reference measurement unit is configured to perform a reference measurement at a first time during the magnetic resonance imaging, wherein a reference volume is detected. The image measuring unit is designed to perform an image measurement at a second point in time during the magnetic resonance imaging, wherein magnetic resonance measurement data from an examination volume are acquired by means of a simultaneous multi-slice measurement technique in a plurality of coherently excited slice groups. The determination unit is designed to determine movement information from the reference volume and magnetic resonance measurement data, which are acquired from at least one coherently excited layer group of the plurality of coherently excited layer groups, wherein the movement information describes a movement of the examination object between the first time and the second time. The movement correction unit is designed for a movement correction of the magnetic resonance measurement data using the determined motion information.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere ein Computerprogramm. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann, der mit dem Magnetresonanzgeräts direkt verbunden oder als Teil des Magnetresonanzgeräts ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. So kann die Erfindung auch von dem besagten computerlesbaren Medium und/oder dem besagten elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen. The computer program product according to the invention can be loaded directly into a memory of a programmable arithmetic unit of a magnetic resonance apparatus and has program code means for carrying out a method according to the invention when the computer program product is executed in the arithmetic unit of the magnetic resonance apparatus. The computer program product comprises in particular a computer program. As a result, the method according to the invention can be carried out quickly, identically repeatable and robust. The computer program product is configured such that it can execute the method steps according to the invention by means of the arithmetic unit. The arithmetic unit must in each case have the prerequisites such as, for example, a corresponding main memory, a corresponding graphics card or a corresponding logic unit, so that the respective method steps can be carried out efficiently. The computer program product is stored, for example, on a computer-readable medium or deposited on a network or server, from where it can be loaded into the processor of a local computing unit, which can be directly connected to the magnetic resonance apparatus or formed as part of the magnetic resonance apparatus. Furthermore, control information of the computer program product can be stored on an electronically readable data carrier. The control information of the electronically readable data carrier may be configured such that when using the data carrier in a computing unit of the magnetic resonance apparatus, they execute a method according to the invention. Examples of electronic readable data carriers are a DVD, a magnetic tape or a USB stick on which electronically readable control information, in particular software (see above), is stored. When this control information (software) is read from the data carrier and stored in a control and / or processing unit of the magnetic resonance apparatus, all the embodiments according to the invention of the previously described methods can be carried out. Thus, the invention can also emanate from the said computer-readable medium and / or the said electronically readable data carrier.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts und des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module, insbesondere durch Hardware-Module, ausgebildet. The advantages of the magnetic resonance apparatus according to the invention and of the computer program product according to the invention essentially correspond to the advantages of the method according to the invention, which are described above in detail. Features, advantages or alternative embodiments mentioned herein are also to be applied to the other claimed subject matter and vice versa. In other words, the subject-matter claims can also be developed with the features described or claimed in connection with a method. The corresponding functional features of the method are formed by corresponding physical modules, in particular by hardware modules.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.
Es zeigen: Show it:
Die Magneteinheit
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten
Die Recheneinheit
Das Magnetresonanzgerät
Das dargestellte Magnetresonanzgerät
In einem ersten Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in
Die in
Im in
Für die Referenzmessung im weiteren Verfahrensschritt
Das Durchführen der Bildmessung im weiteren Verfahrensschritt
Die retrospektive Bewegungskorrektur der ersten Magnetresonanz-Messdaten umfasst vorzugsweise, dass anhand der ersten Bewegungsinformation erste Transformationsparameter ermittelt werden, welche spezifisch für die ersten Magnetresonanz-Messdaten ist. Die ersten Transformationsparameter können besonders vorteilhaft die akquirierte erste Menge an kohärent angeregten Schichtgruppen transformieren, da sie spezifisch für diese bestimmt worden sind. Derart werden die ersten Magnetresonanz-Messdaten, welche aus der ersten Menge an kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, anhand der ersten Transformationsparameter im ersten Teilschritt
Weiterhin werden im weiteren Verfahrensschritt in einem zweiten Teilschritt
Die retrospektive Bewegungskorrektur der zweiten Magnetresonanz-Messdaten umfasst vorzugsweise, dass anhand der zweiten Bewegungsinformation zweite Transformationsparameter ermittelt werden, welche spezifisch für die zweiten Magnetresonanz-Messdaten ist. Die zweiten Transformationsparameter können besonders vorteilhaft die akquirierte zweite Menge an kohärent angeregten Schichtgruppen transformieren, da sie spezifisch für diese bestimmt worden sind. Derart werden die zweiten Magnetresonanz-Messdaten, welche aus der zweiten Menge an kohärent angeregten Schichtgruppen erfasst werden, anhand der zweiten Transformationsparameter im zweiten Teilschritt
Selbstverständlich können gemäß
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in
Die in
Im in
Dafür erfolgt analog zu
Im Unterschied zu
Dieses Vorgehen kann selbstverständlich weiter fortgesetzt werden. So kann auch anhand der zweiten Magnetresonanz-Messdaten eine Bewegungsinformation für eine prospektive Bewegungskorrektur von dritten Magnetresonanz-Messdaten bestimmt werden. Of course, this procedure can be continued. Thus, movement information for a prospective movement correction of third magnetic resonance measurement data can also be determined on the basis of the second magnetic resonance measurement data.
Die in
Im gezeigten Fall umfasst das Untersuchungsvolumen VOL einundzwanzig Schichten S0, S1, ..., S20, welche zu sieben kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 gruppiert sind. Eine erste kohärent angeregte Schichtgruppe A0 der sieben kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 umfasst dabei drei Schichten S0, S7, S14 der einundzwanzig Schichten S0, S1, ..., S20. In gleicher Weise umfasst jede der sieben kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 jeweils drei Schichten S0, S1, ..., S20. Die jeweils zu einer kohärent angeregten Schichtgruppe A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 gehörenden Schichten S0, S1, ..., S20 werden bei der Messung des Untersuchungsvolumens VOL gleichzeitig gemessen und dazu mittels eines Anregungspulses angeregt. Derart sind die jeweils zu einer kohärent angeregten Schichtgruppe A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 gehörenden Schichten S0, S1, ..., S20 konsistent zueinander, da sie zeitgleich aufgenommen werden. Derart weisen diese Schichten S0, S1, ..., S20 bei einer Bewegung des Untersuchungsobjekts
Die Reihenfolge der Aufnahme der Schichten S0, S1, ..., S20 des Untersuchungsvolumens VOL kann dabei verschachtelt (interleaved) erfolgen. Derart werden vorteilhafterweise niemals kohärent angeregte Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 des Untersuchungsvolumens VOL direkt nacheinander aufgenommen, welche direkt benachbarte Schichten S0, S1, ..., S20 aufweisen. Dies ist exemplarisch in
Die Schichten S0, S1, ..., S20 des Untersuchungsvolumens VOL weisen einen ersten Schichtabstand auf, welcher im gezeigten Fall in willkürlichen Einheiten eins betragen soll. Zwischen den Schichten S0, S1, ..., S20 einer einzelnen kohärent angeregte Schichtgruppe A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, beispielsweise zwischen den Schichten S0, S7, S14 der ersten kohärent angeregten Schichtgruppe, liegt ein zweiter Schichtabstand. Dieser zweite Schichtabstand ist größer als der erste Schichtabstand. Im gezeigten Fall beträgt der zweite Schichtabstand in den willkürlichen Einheiten sieben, was der Anzahl an kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 entspricht. Die einzelnen Schichten einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 sind derart jeweils möglichst weit voneinander positioniert im Untersuchungsvolumen VOL angeordnet. The layers S0, S1,..., S20 of the examination volume VOL have a first layer spacing, which in the case shown should amount to one in arbitrary units. Between the layers S0, S1,..., S20 of a single coherently excited layer group A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, for example between the layers S0, S7, S14 of the first coherently excited layer group, there is a second layer spacing , This second layer spacing is greater than the first layer spacing. In the case shown, the second layer spacing in the arbitrary units is seven, which corresponds to the number of coherently excited layer groups A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6. The individual layers of a single coherently excited layer group A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 are each positioned as far as possible from one another in the examination volume VOL.
Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen wird die Bewegungsinformation bereits auf Grundlage einer Teilmenge der akquirierten kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 bestimmt. Die Bewegungsinformation wird demnach unter Verwendung einer Anzahl kohärent angeregter Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 bestimmt, welche kleiner als die Gesamtanzahl der kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, im gezeigten Fall also kleiner als sieben ist. According to the proposed procedure, the motion information is already determined on the basis of a subset of the acquired coherently excited slice groups A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6. The motion information is thus determined using a number of coherently excited layer groups A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, which is smaller than the total number of coherently excited layer groups A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, im thus, the case shown is less than seven.
Exemplarisch soll nun der Fall beschrieben, dass die Bewegungsinformation aus dem Referenzvolumen und Magnetresonanz-Messdaten, welche aus einer einzelnen kohärent angeregten Schichtgruppe Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 der mehreren kohärent angeregten Schichtgruppen A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 erfasst wird. Derart werden beispielsweise zunächst die gestrichelt (mit Strichform: „/“) dargestellten ersten Schichten S0, S7, S14 der ersten kohärent angeregten Schichtgruppe A0 gleichzeitig aufgenommen. Auf Grundlage dieser ersten Schichten S0, S7, S14 und dem Referenzvolumen kann dann eine erste Bewegungsinformation bestimmt werden. Die Bewegungsinformation kann beispielsweise mittels einer Registrierung der erfassten Schichten S0, S7, S14 auf das Referenzvolumen erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Möglichkeiten zum Ermitteln der Bewegungsinformation aus den Magnetresonanz-Messdaten und dem Referenzvolumen denkbar. Diese erste Bewegungsinformation kann dann beispielsweise zur Bewegungskorrektur der aus den ersten Schichten S0, S7, S14 akquirierten Magnetresonanz-Messdaten und/oder zum Einstellen von Aufnahmeparametern für die Akquisition von weiteren kohärent angeA2, regten Schichtgruppen A1, A3, A4, A5, A6 verwendet werden. Auf Grundlage der nach den ersten Schichten S0, S7, S14 akquirierten zweiten, gestrichelt (mit Strichform: „\“) dargestellten, Schichten S1, S8, S15 der zweiten kohärent angeregten Schichtgruppe A1 kann dann analog eine zweite Bewegungsinformation bestimmt werden, usw. Derart kann besonders vorteilhaft die Simultane-Mehrschichtmessung-Technik zur Verbesserung der Bewegungskorrektur der derart aufgenommenen Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt werden. As an example, the case is described that the movement information from the reference volume and magnetic resonance measurement data, which consists of a single coherently excited layer group layer groups A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 of the plurality of coherently excited layer groups A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 is detected. In this way, for example, the first layers S0, S7, S14 of the first coherently excited layer group A0 shown in dashed lines (with line form: "/") are simultaneously recorded simultaneously. On the basis of these first layers S0, S7, S14 and the reference volume, a first movement information can then be determined. The movement information can be effected, for example, by means of a registration of the detected layers S0, S7, S14 on the reference volume. Of course, other possibilities for determining the movement information from the magnetic resonance measurement data and the reference volume, which appear expedient to the person skilled in the art, are also conceivable. This first movement information can then be used, for example, for the movement correction of the magnetic resonance measurement data acquired from the first layers S0, S7, S14 and / or for setting acquisition parameters for the acquisition of further coherently applied filter groups A1, A3, A4, A5, A6 , On the basis of the second slices (S1, S8, S15) of the second coherently excited slice group A1, which are acquired after the first slices S0, S7, S14, it is then possible analogously to determine second motion information, and so on For example, the simultaneous multi-slice measurement technique can be used to improve the movement correction of the magnetic resonance measurement data recorded in this way.
Es sei angemerkt, dass die in
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is nevertheless not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- Setsompop et al. [0011] Setsompop et al. [0011]
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