CN102743172B - 借助磁共振设备抑制不期望的信号触发地采集测量数据 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助磁共振设备获取待检查的检查对象的测量数据的方法，包括以下步骤：a)采集生理信号的数据点，b)根据采集的生理数据点分析触发条件，c)在还不满足触发条件的时间段中实施至少一个用于抑制不期望的信号的准备模块，d)在满足触发条件之后，开始预定持续时间的获取阶段，包括至少两个用于抑制不期望的信号的与在c)中的那个准备模块相同的准备模块，和分别跟随的用于采集测量数据的获取模块，e)在获取阶段之后，重复步骤a)至d)直到获取了检查对象的所有期望的测量数据，其中，在两个相继的准备模块之间的时间间隔在步骤c)中准备模块的第一实施之后至随后的步骤d)中获取阶段的结束分别相同。

Description

借助磁共振设备抑制不期望的信号触发地采集测量数据
技术领域
本发明涉及用于在借助磁共振设备通过检查对象的生理信号而触发地采集待检查的检查对象的测量数据期间抑制不期望的信号分量的一种方法、一种相应的磁共振设备、一种相应的计算机程序产品和一种相应的电子可读数据载体。
背景技术
在此，MR技术(MR：磁共振)自数十年来已经是公知的技术，利用该技术能够产生检查对象的内部的图像。简言之，检查对象在磁共振设备中被定位在相对强的静态均匀基本磁场(场强从0.2特斯拉至7特斯拉并且更多)中、从而其核自旋沿着基本磁场取向。为了触发核自旋共振，将高频激励脉冲入射到检查对象中，测量所触发的核自旋共振并且基于所测量的核自旋共振来重建MR图像。为了对测量数据进行位置编码，在基本磁场上叠加快速切换的磁场梯度。将所记录的测量数据进行数字化并且作为复数值存储在k空间矩阵中。从存放着值的k空间矩阵中借助多维傅里叶变换可以重建所属的MR图像。用于激励待测量的图像体积、用于信号产生和用于位置编码的激励脉冲的和梯度场的时间顺序，在此被称为序列(或者也称为脉冲序列或测量序列)。
在对受到呼吸运动影响的检查区域(例如胸部和腹部的器官)的磁共振成像(英语：“magnetic resonance imaging”-MRI)时，呼吸运动会导致在所重建的MR图像中的例如鬼影(英语：“ghosting”)、模糊(英语：“blurring”)、强度损失，以及在图像之间的配准误差。这些伪影使得由医生基于这些MR图像的诊断变得困难并且会导致忽略病变，诸如损伤。
已经存在用于降低呼吸运动引起的伪影的大量技术。这些技术中的一些可以概括为所谓的呼吸触发。例如在Craig E.Lewis et al.的总结文章“Comparison ofRespiratory Triggering and Gating Techniques for the Removal of RespiratoryArtifacts in MR Imaging”，Radiology 1986；160：803-810中描述了这样的技术。
呼吸触发试图将MR测量与自由呼吸的患者的呼吸周期同步并且将测量限制到在呼气末(英语：“end expiration”)呼吸周期的相对平静的(即，少运动的)阶段。此外，将患者的呼吸作为生理信号利用例如空气的呼吸传感器来采集。在此，通常在触发算法(在该触发算法中确定应当引起“Trigger，触发”的条件)的起始的学习阶段之后，随后一旦探测到预定的触发事件(例如，呼吸周期的特定阶段)就产生“触发”。
作为“触发”的结果，MR序列获取检查对象的一个或多个层的数据的又是预定的部分。“触发”引起检查区域中预定的数据的拍摄。在获取了这样的预定的数据分组之后，数据获取自动停止直到触发算法产生下一个“触发”。然后获取第二数据分组。该过程一直进行，直到获取了待检查的检查区域的所有层的所有数据。在此，将层理解为检查区域的部分区域，其通过序列的单个选择性的激励脉冲被采集。在结合本发明来说是特别重要的所谓的二维(2D)序列技术中，将检查区域通常划分为互相平行的层的一个或多个组。
通常这样选择触发事件，使得在呼吸期间这样产生“触发”，使得数据获取被限制到在呼气末呼吸周期的相对少运动的阶段。通常每个呼吸周期产生一个触发事件。呼吸触发的序列因此每次对每个呼吸周期获取检查区域的一个特定的层的数据。在呼吸触发的MR测量中重复时间(TR)、也就是在相同层的两个激励之间的时间，不是固定的而是随着患者的呼吸周期改变。重复时间TR是磁共振成像中重要的、确定对比度的参数。在呼吸触发的磁共振成像中提到的前提条件中讨论有效的重复时间TReff，该重复时间则等于患者的平均呼吸周期。患者的呼吸周期具有强烈个别的(并且也是由疾病所决定的)波动并且典型地为3秒和6秒之间。因此，呼吸触发优选地被用于如下的序列，即，其中所期望的重复时间TR处于该数量级。几个典型的例子是利用TSE序列(TSE：Turbo-Spin-Echo，快速自旋回波)的T2加权的成像和利用Spin-Echo-EPI序列(EPI：英语：“echo planar imaging，平面回波成像”)的扩散加权的成像。
在下面，获取模块表示如下的部分序列：其被实施为用于激励检查区域的单个层和随后对所激励的体积的数据采集。为了对一层进行完整的数据采集，通常需要该层的多个获取模块。在呼吸触发的情况下在不同的呼吸周期中实施它们。为了尽管有效重复时间相对长但在测量时还能实现可接受的效率，例如对每个呼吸周期采集多个层(而不是一个层)的连续的数据并且由此在一个呼吸周期期间执行不同层的获取模块。将在“触发”之后获取模块的执行在以下称为获取阶段。将在单个“触发”之后的获取阶段的持续时间称为获取持续时间Tac_p。一层的数据的完整采集通常在多个获取阶段中进行。
在图像数据的记录中通常出现，特定的组织分量(例如脂肪组织)的核自旋输出强信号。由此，脂肪组织在所产生的图像中与其他组织类型相比非常强地显示，从而由此具体的诊断显示会很难。因此已经开发了一些技术，用于抑制脂肪组织的信号，例如通过光谱饱和。类似地发生的是，在特定区域中(例如在紧邻待检查的检查区域附近)的核自旋输出干扰了所期望的拍摄的信号。同样，为了抑制这样的信号已经开发了技术，例如通过空间(spatiale)饱和。
为了抑制在借助获取模块的数据获取中的这样的不期望的信号，通常在每个获取模块之前接通一个或多个准备模块。在此，每个准备模块通常包括高频激励或反转脉冲以及包括用于将横向的不期望的信号分量去相位的扰相梯度。
以利用光谱选择的饱和脉冲的脂肪抑制为例，在以下解释一个问题，即，在呼吸触发的MR成像中导致不充分抑制不期望的信号(此处是脂肪)。相同的或类似的问题还存在于在抑制其他不期望的信号分量或在利用其他方法抑制脂肪的情况。
脂肪例如在T2加权的快速自旋回波(Turbo-Spin-Echo)图像中提供非常强的信号，该信号可以超过其他信号，并且由此可以使得对不同疾病的诊断变得困难。在利用EPI序列获取的MR图像中，脂肪在相位编码方向上相对水分量移动。移动的脂肪图像干扰图像印象并且可以覆盖损伤。为了抑制脂肪信号，可以利用如下事实：在脂肪分子中结合的质子的共振频率与在水分子中结合的那些以百万分之(英语“parts per million(ppm)”)3.3至3.5、也就是在1.5T时的约217Hz相区分。
为了抑制脂肪信号，由此可以在每个获取模块之前接通光谱选择的激励脉冲，其将在脂肪分子中结合的质子翻转到横向的平面中并且不影响在水分子中结合的质子。然后将这样激励的脂肪信号利用扰相梯度去相位。在之后紧接着接通的获取模块中，脂肪信号相应地不提供信号份额或仅提供强烈减小的信号份额。在前面提到的序列技术中，获取模块的持续时间位于脂肪的T1弛豫时间的数量级(在1.5T场强时大约260ms)。因此，在实施获取模块之后脂肪质子的显著部分又平行于场对齐。其在随后的获取模块中在没有本身的预接通的准备模块的条件下提供信号份额。通过在每个获取模块之前重新接通准备模块，避免了这一点。准备模块的光谱选择的高频脉冲通常不是层选择性的。由此，准备模块的重复时间，例如TR-FAT，比层选择性的获取模块的重复时间TR_im_ac短。
为了最佳地抑制脂肪，必须根据准备模块的重复时间，以及在准备模块的激励脉冲和随后的获取模块的激励脉冲之间的时间(以及脂肪的取决于场强的T1弛豫时间)，来选择准备模块的激励翻转角。在此，对于脂肪自旋的动态平衡状态计算最佳的翻转角，其中脂肪自旋的纵向磁化直接在准备模块的激励脉冲之前分别具有相同的值。但是该平衡状态不是立即在第一准备模块之后呈现。而是纵向磁化经过超越状态并且在一系列准备模块之后才接近平衡状态。在整个序列的第一准备模块之后被执行的获取模块中的脂肪抑制因此不是理想的，即，脂肪没有被充分地抑制。
在非呼吸触发的磁共振测量中，该问题仅一次性地存在于测量的开始。在呼吸触发的磁共振测量中脂肪质子的平衡状态在每个触发之后，也就是在每个呼吸间隔期间，必须重新设置，因为在第n-1个获取阶段(在第n-1个触发事件之后)的最后的准备模块和第n个获取阶段(在第n个触发事件之后)的第一个准备模块之间的时间间隔中脂肪几乎完全驰豫，因为该时间间隔在典型的呼吸间隔的情况下大约是脂肪的T1时间的五至十倍长。特别地，其获取模块分别在一个触发之后早地执行(图1中例如层S1)的一层的所有数据(和因此根据这些数据计算的MR图像)，不充分地饱和脂肪。这一点可以使得借助该图像的诊断变得极困难。
“呼吸门控(Atemgating)”和“呼吸触发(Atemtriggering)”的概念在现有技术中不是始终如一地被使用。在本发明的范围中，呼吸触发被理解为如下的技术，该技术将成像的MR测量与自由呼吸的患者的呼吸同步并且试图在呼吸周期的突出的阶段期间获取测量数据的规定的分组。如果在此对每个触发仅一次激励一个特定的层，则序列的有效TR如上所述等于患者的平均呼吸周期或其数倍。
呼吸门控在此被理解为如下的MR测量，在所述MR测量期间采集患者的呼吸并且与获取的测量数据对应，但是其重复率(特别是其TR，也就是在一层的连续的激励之间的时间)独立于患者的呼吸。在呼吸门控中重复率则是通过(序列)参数来控制或者通过其他生理周期(不是呼吸！)、例如EKG。在呼吸门控中，利用呼吸信息来重复地获取例如在强烈的呼吸运动期间被采集的单个数据分组，或在突出的呼吸阶段中或隔膜位置中(例如在ROPE情况下，respiratoryordered phase encoding，呼吸顺序的相位编码)预测地获取特别运动敏感的或确定图像印象的k空间行。相应地，上述未充分抑制不期望的信号的问题主要存在于利用呼吸触发的技术中，但不存在于采用呼吸门控的技术中，因为在那里可以连续地(或者在EKG控制的测量的情况下几乎连续地)测量。
从专利文献DE 10 2007 011 807中已经公知用于磁共振成像的一种序列，利用该序列记录待检查的对象的图像数据，并且利用该序列抑制特定的类型的核自旋的信号，其包括以下步骤：
(a)应用抑制模块来抑制特定类型的核自旋的信号，
(b)在等待时间(TI)之后应用获取模块来记录测量数据，
(c)分别在重复时间(TR)之后重复步骤(a)和(b)一次或多次，以及
(d)在步骤(a)、(b)和(c)之前应用自旋准备模块，其将特定类型的核自旋的磁化置于平衡状态，该平衡状态通过应用随后的步骤(a)、(b)和(c)保持。
作为替换，在那里可以替代自旋准备模块而构造第一抑制模块，使得其包括HF脉冲，如下选择其翻转角，使得特定类型的核自旋的磁化被置于平衡状态。由此，特定类型的核自旋在“核序列”(步骤(a)、(b)和(c))之前应当就已经被置于平衡状态。然而这一点在实践中不是足够好地实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出一种用于借助磁共振设备获取待检查的检查对象的测量数据的方法，其中，通过检查对象的生理信号来触发测量数据的获取，并且其中，不期望的信号分量被足够好地抑制。本发明要解决的另一个技术问题是，提出一种相应的磁共振设备、一种相应的计算机程序产品和一种相应的电子可读数据载体，其允许足够好地抑制不期望的信号。
按照本发明，上述技术问题通过在抑制不期望的信号分量的条件下获取检查对象的测量数据的方法、磁共振设备、计算机程序产品和电子可读数据载体解决。
按照本发明的用于借助磁共振设备获取待检查的检查对象的测量数据的方法，其中测量数据的获取通过检查对象的生理信号来触发并且其中不期望的信号分量被抑制，包括以下步骤：
a)采集生理信号的数据点，
b)根据采集的生理数据点分析触发条件，
c)在还不满足触发条件的时间段中，实施至少一个用于抑制不期望的信号的准备模块，
d)在满足触发条件之后，开始预定持续时间的获取阶段，包括至少两个用于抑制不期望的信号的与在c)中的那个准备模块相同的准备模块，和分别跟随的用于采集测量数据的获取模块，
e)在获取阶段之后，重复步骤a)至d)直到获取了检查对象的所有期望的测量数据，
其中，在两个相继的准备模块之间的时间间隔在步骤c)中准备模块的第一实施之后至随后的步骤d)中获取阶段的结束分别相同。
通过在满足用于开始测量数据的获取的触发条件之前，也就是在开始获取阶段(该获取阶段最早在满足触发条件之后开始)之前就已经实施至少一个用于抑制不期望的信号的准备模块，并且通过保持在两个相继的准备模块之间的时间间隔从在满足触发条件之前的第一执行到相应的获取阶段的结束，可以在测量数据的获取之前(对于成像或光谱学)就已经至少近似设置不期望的组织分量的自旋的动态平衡并且明显提高不期望的信号的抑制质量。特别是不期望的信号在所有获取的测量数据中同样地被抑制，而独立于在获取阶段期间的获取顺序。
由此，在所有实施例中准备模块的非生理控制的序列与获取模块的生理控制的序列近似交错。在此，这样选择在获取阶段之外在两个相继的相同的准备模块之间(也就是在满足触发条件之前直到时间上紧跟的获取阶段结束)的固定的时间间隔，使得在获取阶段期间其分别等于在这些准备模块之间的时间间隔。
如果在每个获取模块之前接通多个不同的准备模块(例如为了抑制不同的不期望的信号分量)，则在不同的准备模块之间的固定的时间间隔可以同样与在获取阶段期间这些准备模块的时间间隔相同地选择。
在获取阶段期间，在两个相继的相同的准备模块之间的时间间隔通过不同的准备模块的累积的持续时间和获取模块的持续时间向下限制。此时，如果首先考察准备模块的非生理控制的序列，则利用刚才描述的准备模块的时间布置在两个相继的相同准备模块之间分别存在时间间隙，该时间间隙长到足以实施获取模块。直接在这些间隙的每个之前在使用采集的生理呼吸信号的条件下检查，是否满足对于获取阶段的开始的触发条件。如果不满足触发条件，则在两个相同的准备模块之间的在直接跟随的间隙中不实施获取模块并且直接在下一个间隙之前重新检查触发条件。在此，通常提供在同时(in der Zwischenzeit)所采集的其他的生理数据点。如果满足触发条件，则在以下N个间隙中分别实施获取模块。在此，N(N≥1)是对每个触发应当被获取的获取模块的预定数量。这些N个获取模块中的每一个在此可以采集不同层的测量数据。在该获取阶段期间通常不进行触发条件的检查。但是在获取阶段的结束分别直接在在两个准备模块之间的间隙之前继续触发条件的检查，直到重新满足触发条件，由此触发下一个获取阶段。当获取了为图像重建和/或对于光谱学所需的所有测量数据时，整个序列结束。通常这一点在预定数量的获取阶段之后是这样。
长期以来公知的是，患者的呼吸也可以利用MR信号通过所谓的导航(Navigator)或导航序列(Navigatorsequenz)来探测。导航通常是短序列，其例如获取隔膜的MR信号，从所述MR信号中例如可以提取在获取的时刻患者的呼吸阶段。在利用导航采集患者的呼吸的特殊情况下，在准备模块(在所述准备模块之前不满足触发条件)之间的间隙中，实施至少一个导航序列。导航序列的结果通常是生理的信号点。其然后在重新检查触发条件时直接在下一个间隙之前提供。
已经公知了用于抑制在MR测量中的不期望的信号的不同种类的准备模块，其通常(至少)包括高频激励或反转脉冲以及用于横向信号分量的去相位的扰相梯度，并且其在按照本发明的方法中可以被采用。在此简短地提及一些重要的。
一组这样的准备模块包括用于抑制检查对象的核的信号的光谱选择性的激励脉冲(也称为饱和脉冲)，其共振频率作为其分子环境的结果具有特定的化学位移。在MR成像中的主要应用在此是上面提到的脂肪抑制，其中利用了与脂肪分子结合的质子相对于在水分子中结合的那些质子的化学位移。在所谓的质子光谱学中也相反地采用光谱选择的脉冲，以便例如相对于N-乙酰天门冬氨酸(acetylaspartate)、柠檬酸盐、肌氨酸、胆碱、乳酸盐或其他感兴趣的代谢物抑制水的主导的信号。
如上关于脂肪抑制所述的那样，在此在每个获取模块之前作为准备模块接通光谱选择的激励脉冲，其将在脂肪分子中结合的质子翻转到横向平面中并且不影响在水分子中结合的质子。然后，将这样激励的脂肪信号利用扰相梯度去相位。在紧接着接通的获取模块中脂肪信号因此不提供或提供强烈抑制的信号份额。激励脉冲的翻转角在此通常大约大于90度，并且这样选择，使得不期望的信号分量的纵向磁化在随后的获取模块的激励脉冲的时刻为零。在此，对于脂肪自旋的动态平衡状态计算最佳的翻转角，其中脂肪自旋的纵向磁化直接在准备模块的激励脉冲之前分别具有相同的值。结果是准备模块的重复时间的函数(TR-FAT)，以及在准备模块的激励脉冲和随后的获取模块的激励脉冲之间的时间的函数，以及取决于场强的脂肪的T1弛豫时间的函数。在精确计算中附加地要考虑，获取模块的(通常不是光谱选择性的)高频脉冲同样影响脂肪信号。但是，因为其在此假定为空间选择性的并且呼吸间隔(并且由此确定的获取模块的有效重复率(后面称为TR_im_ac))相对于脂肪的T1弛豫时间是长的，所以该影响在此通常被忽略。
刚才描述的光谱的抑制技术的变形，将刚才描述的光谱选择的激励脉冲通过光谱选择的反转脉冲来代替，同时这样延长在准备模块的HF脉冲和随后的获取模块的激励脉冲之间的时间，使得不期望的信号分量的磁化在获取模块的激励脉冲的时刻又近似为零。优点是，可以采用所谓的绝热高频脉冲，其相对于B1振幅的变化是不敏感的。反转变形相对于饱和变形的缺陷是准备模块的更长的持续时间，以及通常更大的特异性吸收率(SAR；英语“specific absorptionrate”)。
准备模块的第三重要的组包括用于抑制来自于特定位置的不期望的信号的空间选择性的饱和脉冲。这样的准备脉冲由空间选择性的激励脉冲组成。但在激励脉冲之后不接通层重聚焦梯度。而是接通用于对激励的信号附加去相位的扰相梯度。在紧接着接通的获取模块中在饱和脉冲的时刻位于受到饱和脉冲影响的位置处的信号不提供或提供被强烈抑制的信号份额。例如在轴向腹部成像中的重要的应用例如是分别高于和低于待诊断的成像体积的两个与层平行的饱和带。它们抑制流入的血液，所述流入的血液否则的话会导致脉动伪影。
按照本发明的磁共振设备包括磁体、用于入射RF脉冲和接收回波信号的高频天线、包括了用于施加梯度场的梯度线圈和用于采集生理信号的信号采集装置的梯度系统、触发单元和相应于此处描述的方法控制磁共振设备的各个设备组件的计算单元。
按照本发明的计算机程序产品包括程序并且可以直接加载到磁共振设备的可编程计算单元的存储器中，具有程序装置，当实施程序在磁共振设备的计算单元中运行时，以便利用磁共振设备实施此处描述的方法的所有步骤。
按照本发明的电子可读数据载体包括在其上存储的电子可读控制信息，其构造为在磁共振设备的计算单元中使用数据载体时利用磁共振设备实施在此描述的方法。
关于方法描述的优点和构造对于磁共振设备、计算机程序产品和电子可读数据载体也类似适用。
附图说明
本发明的其他优点和细节从对实施例的以下描述和结合附图得出。提到的实施例并不是对本发明的限制。其中，
图1是按照现有技术的呼吸触发的MR测量的序列的示意图，
图2是可能的按照本发明的呼吸触发的序列的示意图，
图3是另一个可能的按照本发明的呼吸触发的序列的示意图，
图4是按照本发明的方法的流程图的示意图，并且
图5是MR设备的示意性结构。
具体实施方式
图1示意性示出了呼吸触发的MR测量的示例性序列的时序图。首先以恒定的时间间隔TR-SCOUT重复导航序列NAV。每个导航测量的结果是生理的数据点，显示为圆圈，其例如相应于隔膜位置并且由此反映了呼吸运动。连接了测量的数据点(圆圈)的实线S_ph用于更好地可视化基础的运动并且由此连续地示出，虽然实际上在检查中仅呈现作为圆圈示出的测量的数据点。替代借助所谓的导航序列采集生理数据点，还可以借助可与磁共振设备相连的外部传感器，诸如呼吸枕或呼吸皮带来采集生理信号(此处：呼吸信号)。在这种情况下连续地经过整个测量持续时间采集生理的数据点。但是仅考察在获取阶段之后直到随后的触发条件的满足的时间中的那些生理数据点就已经足够。
一旦满足选择的触发条件，则产生触发T(也称为“触发事件”)。作为触发事件的结果，不可以实施其他导航序列NAV，而是取而代之开始成像的(或光谱学的)序列，其获取第一测量数据分组。获取测量数据的序列在此由准备模块FS和获取模块S1、S3、S5的顺序组成。准备模块FS在此是相同的，获取模块S1、S3、S5分别可以采集待检查的检查区域的另一层。获取测量数据的序列的该过程需要事先确定的时间间隔(“获取持续时间”)Tac_p并且在以下称为获取阶段。在获取阶段之后可以插入一个短的填充时间，在该填充时间中不进行检查区域中的核自旋的操纵，并且该填充时间用于，至少部分地衰减通过测量数据的序列引起的磁化的干扰，该干扰可以影响借助另一个导航序列NAV的随后的测量。
然后又例如通过导航序列NAV确定其他生理数据点，直到在患者的下一个呼吸间隔期间提到的触发条件再次被满足。触发条件的满足又停止了经过另一个触发T实施导航序列并且开启了另一个获取阶段，在该获取阶段期间获取另一个测量数据分组。该过程一直重复，直到获取了检查区域的所有期望的图像或光谱学数据。在此，如果例如满足多个条件，则产生触发。条件可以是，该系列测量的生理数据点(圆圈)增加。利用此处使用的符号规范这意味着，患者呼气。另一个触发条件可以是，测量的生理数据点落在事先确定的接收窗W中。这样的接收窗W的位置例如可以在初始的学习阶段的末尾被确定，在该学习阶段中观察了生理运动。这样的学习阶段在此没有显示。在该学习阶段期间例如可以在不通过成像的序列中断的情况下以恒定的时间间隔TR-SCOUT重复所述导航序列。
在图1中将在持续时间Tac_p的获取阶段期间两个相继的准备模块FS之间的时间标作为TR-FAT。在获取阶段期间该时间间隔TR-FAT是恒定的，从而不期望的组织分量(例如脂肪)的自旋接近动态的平衡状态。然而该平衡状态随着获取阶段的结束而突然中断。在获取阶段的最后的准备模块FS和随后的获取阶段的第一准备模块FS之间的时间通常明显比TR-FAT更长，从而必须首先又建立不期望的组织分量的自旋的动态平衡。结果是，如上所述，至少在由获取模块获取的第一层中，特别是对分别由获取阶段的第一获取模块所采集的层中不期望的组织分量的自旋的信号的不充分抑制。即在图1中的层S1。
在特定的层的期望的核自旋的(例如与水相连的质子的)相继的激励之间流逝的时间，在图1中被称为TR_im_ac。在理想的周期性的呼吸的通常情况下该时间TR_im_ac是恒定的并且其可以建立动态的平衡状态。但是，每个实际的呼吸并不是完美的周期性的，从而实际的TR_im_ac存在一定的波动。这一点是呼吸触发技术所固有的。讨论的是所期望的组织分量的核自旋的、例如与水相连的质子的“准周期性运动”和“准动态平衡”。此外，最感兴趣的组织分量的T1时间相对于典型的呼吸周期来说是短的，从而在两个激励之间的自旋几乎可以完全弛豫。仅具有极端长的T1时间的自由的水形成例外，但在此不进一步讨论。
还要强调，图1是示意图。特别地，时间轴的刻度不是切合实际的：对于此处相关的序列类型的获取模块的持续时间典型地位于30ms和200ms之间，准备模块的持续时间位于20ms和60ms之间。将获取持续时间典型地选择为在呼吸间隔的25％和50％之间。患者的呼吸间隔典型地为三至六秒。相应地，获取持续时间典型地可以为小于一秒和直到三秒。每个触发T(并且由此每个呼吸间隔或每个获取阶段)实施的准备模块FS和获取模块S1，S3，S5的数量通常也明显大于此处示出的三个。例如在1200ms的获取持续时间、90ms的获取模块S1，S3，S5的持续时间、和30ms的准备模块FS的持续时间的情况下，例如可以实施十个准备模块FS和相应的十个获取模块例如S1，S3，S5，S7，S9，S11，S13，S15，S17，S19(未示出)。
图2示出了与图1类似的、按照本发明的序列的时序图的示意图，该序列实施按照本发明的方法。
与图1不同，在此在序列的整个运行时间期间从开始以互相的恒定时间间隔TR-FAT实施准备模块FS。在获取阶段期间，两个相继的准备模块的时间间隔通过位于中间的获取模块的持续时间向下限制。该最小的时间间隔可以被用于确定TR-FAT。通过以恒定的时间间隔TR-FAT继续实施准备模块，不期望的组织分量的自旋的动态平衡状态在获取阶段结束之后不中断并且不必在下一个获取阶段的开始首先又建立。这一点特别是对于最开始的获取阶段来说是成立的，因为准备模块FS在生理数据的测量期间对触发条件的第一满足的寻找也已经结束。还可以考虑，准备模块FS在上面已经提到的初始的学习阶段期间就已经结束(未示出)。只要利用导航序列进行生理信号的采集，诸如图2中的例子，则更推荐这一点，因为准备模块最有可能也影响导航信号并且该影响应当恒定地保持。
通过在获取阶段之前直到获取阶段结束的恒定时间间隔实施准备模块，在所有层中同样好地抑制不期望的组织分量的核自旋的不期望的信号，而独立于获取阶段中所属的获取模块S1，S3，S5的时间位置。
在公知的方法中通常利用对呼吸信号的生理数据点的每个采集来检查，是否满足触发条件。可能的触发点位于通过生理的数据采集的时间格栅所规定的时间格栅。在借助生理传感器(诸如呼吸枕或呼吸皮带)的生理数据点的采集中，该时间格栅例如为大约20ms，在利用导航序列的呼吸信号采集中该时间格栅通过导航序列的持续时间向下限制。导航序列持续几个毫秒和100ms之间，视所采用的导航技术而定。
在按照本发明的方法中考虑，获取模块S1，S3，S5的实施然而只能在非生理控制的准备模块FS的系列的间隙中开始，因为在两个相同的准备模块FS之间的时间，以及在准备模块FS和随后的获取模块S1，S3，S5...之间的时间在获取阶段期间都是固定的。可能的触发点由此位于通过在两个相继的相同准备模块FS(用于抑制相同的不期望的信号分量)之间的时间所确定的时间格栅。在图2中时间格栅由此相应于TR-FAT。该时间间隔通过不同的准备模块FS的累积的持续时间和单个获取模块S1，S3，S5...的持续时间向下限制并且相对于呼吸间隔来说必须是短的(相应于TR_im_ac)，由此可以采用按照本发明的方法。后者对于通常结合呼吸触发技术采用的MR序列(并且特别是在上面提到的利用TSE的T2加权成像和利用自旋回波EPI的扩散加权的成像的例子中)就是这种情况。
如果利用导航采集生理信号(此处是呼吸)，则在导航序列NAV和前面的准备模块FS之间的时间间隔应当优选为恒定。这一点特别是在至少一个使用的准备模块不是限制性的或者导航序列NAV的激励体积和选择性的准备模块的激励体积相交时就是这种情况，因为准备模块也影响导航信号NAV。由此得出，在两个导航TR-NAV之间的时间间隔等于在两个准备模块之间的时间间隔。通常通过比较当前的导航测量与前面的参考测量来获得生理信号。在此假定，在两个导航测量之间的所有信号改变是生理运动的结果。因此，在导航测量和准备模块之间的时间间隔也必须保持恒定以便抑制特定的信号分量。否则的话，获得在导航信号中不期望的分量的改变的信号份额，其被错误地解释为由原生理运动引起的信号改变。
这一点又是由于用以采集生理信号的时间格栅TR-NAV，在提到的前提条件下，通过在两个用于抑制相同的不期望的信号分量的准备模块FS之间的时间来确定。
在利用导航采集生理信号的情况下，如上所述在每两个准备模块FS(在其之前还不满足触发条件)之间的间隙中，实施至少一个(在图中示出的例子中确切来说是一个)导航序列NAV。这一点的前提条件是，导航序列NAV的持续时间足够短，以便在提到的间隙期间被实施。换言之，导航序列NAV的持续时间比获取模块S1，S3，S5...的持续时间短或同样长。通常导航序列NAV非常短并且满足条件。如果其不满足，则可以相应延长间隙(也就是在相同的准备模块FS之间的时间)。由此也必要地延长获取阶段Tac_p的持续时间(在每个获取阶段恒定数量N个获取模块的情况下；图2中N＝3)。因为通常获取阶段Tac_p的持续时间相对于患者的呼吸间隔TR_im_ac来选择，所以通过减小每个获取阶段的获取模块的数量N又减少获取阶段的持续时间。由此通常增加为采集所有数据所需的获取阶段的数量和由此测量持续时间。此外准备模块的最佳翻转角必要时与新的重复时间TR-FAT匹配。
图2中示出的流程中，分别直接在实施导航之后检查触发条件并且不是如上关于现有技术所述那样在跟随导航的准备模块之后才检查(也就是直接在间隙之前)。这在采集呼吸的情况下等于导航，因为在后面的时刻不呈现关于患者的呼吸状态的其他信息。
图3示出了另一个与图1类似的、按照本发明的序列的原理性时序图的示意图，该序列实现按照本发明的方法。
但是与图2不同，在此不是连续地接入准备模块FS，而是首先仅利用分别一个导航序列NAV采集生理的数据点，例如图示中那样。
第一准备模块FS虽然在满足对于触发T的触发条件之前但是只有在满足另一个条件之后(T′)才被实施。在该另一个条件满足(T′)之后，直到接下来的获取阶段的结束又以恒定的时间间隔TR-FAT实施准备模块，由此可以建立不期望的信号分量的动态平衡状态。可以根据当前采集的生理信号和/或根据预先给出的时间阈值来检查另一个条件的满足。例如可以考虑，在所采集的生理数据点中检查，何时达到时刻“最大吸气”，例如通过低于给出的最小值或探测在前面的降落之后生理的数据点的值上升，并且然后，也就是大约在吸气阶段开始，在获取阶段之前触发第一准备模块FS。替换地或附加地，待满足的条件T′要求，例如在获取阶段结束之后经过一定的持续时间，在该持续时间之后应当在下一个获取阶段之前重新实施准备模块FS。这样的时间阈值例如可以考虑平均的呼吸阶段TR_im_ac和获取阶段Tac_p的(预先给出的)持续时间，并且因此确保，在获取阶段之后重新利用一系列时间上相等的准备模块FS开始，然后在新的获取阶段的开始预计下一个触发T。在该实施例中，由此总是又通过满足另一个条件(T′)来触发一系列按照时间上恒定的间隔实施的准备模块。虽然该另一个条件可以关于生理的值，但是该系列不是视为在实际的意义上的“生理控制的”因为不一定要求生理控制，来实现期望的结果。例如对于另一个条件一个纯时间界限就足够。
通过在该实施例中存在的对在获取阶段之后准备模块的实施的中断，降低检查的检查对象的、例如患者的SAR负担。
此外，在图3的实施例基本上与图2的相同地进行。然而触发条件作为另一个条件应当包括，在此时由触发T触发关于获取阶段的另一个准备模块FS之前，在最后的准备模块FS之后刚好流逝时间TR-FAT。如果在实施第一准备模块FS之后不满足触发条件，则直接跟随在两个准备模块FS之间的间隙中不实施获取模块，而是直接在下一个这样的间隙之前重新检查触发条件。如果触发条件满足，则获取阶段开始，在该获取阶段中获取检查对象的测量数据。在两个相继的准备模块FS之间的时间间隔在一个时间段中(该时间段以另一个条件的满足为开始并且随着随后的获取阶段的结束而结束)是恒定的(并且此处等于TR-FAT)，而独立于，对于传感器T的实际的触发条件是否已经满足(也就是测量位于获取阶段中)。在所示出的例子中，获取阶段包括三个获取模块S1，S3，S5，它们在触发T之后在准备模块FS的三个间隙中被实施。
在获取阶段的结束之后，在该实施方式中首先又不完成准备模块FS，而是又只有在提到的另一个条件(T′)满足之后。由此，整个所完成的准备模块FS的数量和由此SAR负担相对于图2的实施例来说被减少。
尽管如此，在每个获取阶段之前至少实施一个准备模块FS，由此在开始获取阶段的触发T的时刻至少已经近似达到不期望的组织分量的自旋的动态平衡状态。如上面关于图2所述，图中的图示在此仅是示意性的并且实际上在一个呼吸周期中可以实施比所示出的远远更多的导航NAV(和由此采集的生理数据点)和准备模块FS以及获取模块S1，S3，S5。在上面已经提到的具有三至六秒的患者呼吸间隔和1200ms的获取持续时间、90ms的获取模块S1，S3，S5的持续时间、和30ms的准备模块FS的持续时间的例子中，可以根据另一个条件的选择，在满足另一个条件(T′)之后和在满足触发条件(T)之前容易地实施两个至五个准备模块。
在每个所提到的实施例中，替代示出的导航序列NAV，可以使用与磁共振设备可相连的外部传感器来采集生理数据点，诸如呼吸枕或呼吸皮带，其例如通过空气、液压或压电传感器采集生理的呼吸运动。按照这种方式，可以将在准备模块和通过导航对生理数据点的采集之间的可能影响变得不相关。
图4示出了按照本发明的方法的示意性流程图。在该方法的开始(“开始”)之后，首先借助信号采集装置测量生理信号、例如呼吸信号(块101)，并且采集相应的生理数据点102。在生理数据点102的采集期间接通至少一个准备模块(“FS”)用于抑制不期望的信号。必要时，在该阶段通过另一个条件来控制至少一个准备模块的接通(见图3，T′)。根据采集的生理数据点102检查触发条件(“T？”)。如果触发条件(“T？”)不满足(否)，则进一步采集生理数据点102。然而如果条件满足(是)，则开始获取阶段，在该获取阶段实施至少一个与获取阶段之外在生理数据点的采集期间实施的用于抑制不期望的信号的准备模块相同的准备模块(“FS”)和随后的获取模块(“Sj”)。借助获取模块(“Sj”)获取检查对象的测量数据104，后者被存储。如果已经获取了所有期望的测量数据(“所有的？”-是)，则该方法结束(“结束”)。如果还没有获取所有期望的测量数据(“所有的？”-否)，则重新采集生理的数据点102，或者例如在采用外部传感器的情况下(所述外部传感器连续采集生理数据点)，其重新与触发条件(“T？”)比较(块101)，直到触发条件(“T？”)重新满足并且以至少一个获取模块Sj和所属的准备模块FS开始获取阶段103等等。
图5示意性示出了带有其主要组件的磁共振设备1的结构。为了借助磁共振成像检查身体，将在其时间上和空间上的特征最精确互相调谐的不同的磁场入射或接通到身体。
在高频技术上屏蔽的测量室3中布置的强磁体，通常是具有隧道形开口的低温磁体5，产生静态强主磁场7，其通常为0.2特斯拉至7特斯拉以及更高。检查对象，即待检查的身体或身体部位(此处作为患者P示出)被置于可以连续穿过磁共振设备的测量体积移动的患者卧榻9上并且驶入主磁场7的均匀区域(测量体积)中。
用于拍摄磁共振图像的、具有借助驱动装置可以自动地驶入和驶出磁共振设备的由磁共振设备的磁场透过的患者容纳空间中的支撑装置(例如患者卧榻)的磁共振设备是公知的。因为患者容纳空间通常具有相当小的直径，所以在患者容纳空间外部将患者置于患者卧榻上，然后可以将患者卧榻自动地借助驱动装置驶入患者容纳空间中。
通过磁高频脉冲(RF脉冲)来进行对身体的核自旋的激励，通过在此作为身体线圈13示出的高频天线来入射所述高频脉冲。高频激励脉冲由脉冲产生单元15产生，所述脉冲产生单元由脉冲序列控制单元17控制。在通过高频放大器19放大之后，将其传输到高频天线。此处所示出的高频系统仅仅是示意性表示。通常在磁共振设备1中可以采用多于一个的脉冲产生单元15、多于一个的高频放大器19和多于一个的高频天线。
此外，磁共振设备1还具有梯度线圈21，利用其在测量中将例如用于选择性层激励的和用于测量信号的位置编码的梯度磁场叠加到主磁场。梯度线圈21由梯度线圈控制单元23控制，后者如脉冲产生单元15一样与脉冲序列控制单元17相连。脉冲序列控制单元17被这样构造，使得可以产生按照本发明的脉冲序列。
由激励的核自旋所发出的信号由身体线圈13和/或由局部线圈25接收，通过对应的高频预放大器27放大并且由接收单元29进一步处理并数字化。
在既可以按照发送模式又可以按照接收模式工作的线圈(例如身体线圈13)的情况下，可以通过在前面连接的发送-接收-转接器(Weiche)39来调节正确的信号传输。
图像处理单元31从测量数据中产生图像，将该图像通过操作控制台33向用户显示或者存储在存储单元35中。
用于采集检查对象P的生理信号的信号采集装置41与磁共振设备的触发单元42相连，该触发单元用于分析所采集的生理数据点和将其与触发条件进行比较以及用于在满足所选择的条件的情况下插入(Absetzen)“触发”信号。
中央的计算单元37控制各个设备组件，特别是用于或在拍摄测量数据期间。这样构造中央的计算单元37，使得可以执行按照本发明的方法。此外，例如按照本发明的计算机程序产品可执行地加载到或包括在计算单元37中。计算机程序产品可以存储在电子可读数据载体上，诸如DVD 40，从而该计算机程序产品然后可以由中央的计算单元37从DVD 40中读取并且执行。

Claims (13)

1.一种用于借助磁共振设备获取待检查的检查对象的测量数据的方法，其中测量数据的获取通过检查对象的生理信号来触发并且其中不期望的信号分量被抑制，该方法包括以下步骤：
a)采集生理信号的数据点，
b)根据所采集的生理数据点分析触发条件，
c)在还不满足触发条件的时间段中实施至少一个用于抑制不期望的信号的准备模块，
d)在满足触发条件之后，开始预定持续时间的获取阶段，其包括：至少两个用于抑制不期望的信号的与在c)中的那个准备模块相同的准备模块，和分别跟随的用于采集测量数据的获取模块，
e)在所述获取阶段之后，重复步骤a)至d)直到获取了检查对象的所有期望的测量数据，
其中，在两个相继的准备模块之间的时间间隔在步骤c)中准备模块的第一实施之后至随后的步骤d)中获取阶段的结束分别相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，从在第一获取阶段之前接通第一准备模块起直到完全获取所述检查对象的所有期望的测量数据，连续地以相互间恒定的时间间隔实施准备模块。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在实施一系列按照时间上恒定间隔实施的准备模块的另一个第一准备模块之前，在获取阶段结束之后必须满足预先给出的条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据当前所采集的生理数据点和/或根据预先给出的时间界限来检查另一个条件。
5.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，获取阶段的每个获取模块分别获取检查对象的另一层的测量数据。
6.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，借助与所述磁共振设备相连的外部传感器来采集所述生理数据点。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述外部传感器是呼吸枕或呼吸皮带。
8.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，借助所谓的导航序列来采集所述生理数据点。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述导航序列和前面的准备模块之间的时间间隔是恒定的。
10.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述准备模块包括至少一个光谱选择性的饱和脉冲。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述准备模块包括至少一个光谱选择性的反转脉冲。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述准备模块是空间选择性的并且抑制特定的位置的信号。
13.一种磁共振设备，包括：磁体、用于入射RF脉冲和接收回波信号的高频天线、包括了用于施加梯度场的梯度线圈的梯度系统，并且具有用于采集生理信号的信号采集装置和触发单元，以及具有计算单元，该计算单元相应于按照权利要求1至12中任一项所述的方法来控制磁共振设备的各个设备组件。
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