CN103969611B - 用于运行磁共振系统的方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

用于运行磁共振断层造影系统的方法和控制装置。首先借助空间上选择性的HF层激励脉冲的序列以第一时间间隔激励检查对象中的多个层。执行准备模块，其包括至少一个HF重聚焦脉冲并且构造为对于每个层分别形成一个回波信号。然后按照与最后的由准备模块形成的回波信号的第二时间间隔发送第二HF重聚焦脉冲，其构造为，对于每个层分别形成另一个回波信号并且两个先后跟随的回波信号的时间间隔等于第一时间间隔。然后分别以在各个前面的HF重聚焦脉冲之后的第三时间间隔发送至少另一个HF重聚焦脉冲，用于对每个HF重聚焦脉冲分别产生多个时间上分离的回波信号，其中这样选择第三时间间隔，使得每个HF重聚焦脉冲的回波信号的数量是激励的层的数量的两倍。

Description

用于运行磁共振系统的方法和控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行磁共振断层造影系统(MR系统)以便产生检查对象的磁共振图像数据的方法，其中在序列模块内部借助空间上选择性的HF层激励脉冲的序列的各一个HF层激励脉冲激励检查对象中的多个层并且然后发送多个HF重聚焦脉冲，以便分别对于每个HF重聚焦脉冲产生多个时间上分离的回波信号。此外，本发明涉及一种用于产生检查对象的磁共振图像数据的方法，其中利用在使用这样的方法的条件下借助磁共振断层造影系统采集的原始数据。此外，本发明涉及一种用于执行这样的方法的、对于磁共振断层造影系统的脉冲序列和控制装置以及一种具有这样的控制装置的磁共振断层造影系统。
背景技术
在磁共振系统中通常待检查的身体借助基本场磁体系统被置于例如1.5特斯拉、3特斯拉或7特斯拉的相对高的基本磁场中。在施加基本磁场之后检查对象中的核以非零的核磁偶极矩(通常也称为自旋)沿着场对齐。自旋系统的该集体的行为利用宏观的“磁化”来描述。宏观的磁化是在对象中的特定位置处所有宏观的磁矩的矢量和。可以借助梯度系统在基本场上叠加磁场梯度，通过该磁场梯度可以修改在场梯度方向上的磁共振频率(拉莫尔频率)等。通过高频发送系统然后借助合适的天线装置发送高频激励信号(HF脉冲)，这应当导致，特定的、通过该高频场共振地(即在各自的位置处呈现的拉莫尔频率下)激励的核以定义的翻转角相对于基本磁场的磁力线翻转。如果这样的HF脉冲作用于已经被激励的自旋，则它们可以翻转到另一个角度位置或者甚至翻转回到与基本磁场平行的起始状态。在激励的核自旋弛豫时共振地发射高频信号，即所谓的磁共振信号，所述信号借助合适的接收天线来接收并且然后被进一步处理。以下使用所谓的k空间标记法。k空间是空间位置频率的对于图像空间的傅里叶倒易空间(英语：“Fourier conjugate”)。在测量期间沿着通过接通梯度脉冲而定义的“梯度轨迹”(也称为“k空间轨迹”)在时间上渡越k空间，例如一层的k空间，并且在此作为复数信号采集离散的k空间点。此外必须在时间上合适地协调地发送HF脉冲。在足够密集扫描的情况下从这些这样采集的“原始数据”中可以例如借助二维傅里叶变换重建所期望的图像数据。如果测量的k空间点不位于笛卡尔格栅的角点上，则在傅里叶变换之前的其他方法步骤是有利的，例如由测量的数据插值格栅点。
通常为了控制磁共振断层造影系统在测量时使用确定的预先给出的脉冲序列。脉冲序列理解为定义的HF脉冲以及在不同的方向上的梯度脉冲和读出窗的顺序。读出窗在此理解为时间间隔，在该时间间隔期间接收天线切换为接收并且接收和处理磁共振信号。借助所谓的测量协议将该序列对于所期望的检查，例如计算的图像的特定对比度，事先参数化。测量协议也可以包含用于测量的其他控制数据。在此有大量磁共振序列技术，按照它们可以构建脉冲序列。
通过诸如“快速自旋回波”序列(TSE)或者说“Fast Spin echo”(FSE)或“平面回波成像”(EPI)的快速序列技术，以及所谓的并行采集技术到临床例程中的集成，已经可以部分地极大降低每个测量协议的测量时间。
TSE序列使用HF激励脉冲，后面跟随RF重聚焦脉冲的序列。在每个重聚焦脉冲后形成的自旋回波通常被个别地相位编码，从而可以对每个激励采集多个k空间行并且相对于经典的自旋回波序列降低采集时间。在此，TSE技术或者说FSE技术由于其例如会因为系统的不足之处、组织的磁化率变化、金属植入物等而出现的非共振(即与拉莫尔频率的偏差)的相对不敏感性而特别是对于T2对比度在临床诊断中特别重要。对于该序列的特殊变化使用缩略语，诸如“Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement”(RARE),“Half-Fourier Acquired Single-shot Turbo Spin Echo”(HASTE)以及后面解释的“Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines with EnhancedReconstruction”(PROPELLER)-技术。在另一方面，与EPI技术相比TSE序列技术是相对慢的序列技术并且由于大量重聚焦脉冲而具有患者中高的高频入射的特征。比吸收率(SAR,英语：“Specific Absorption Rate”)，即在特定的时间间隔内每公斤体重吸收的高频能量被调整。这一点的作用是，TSE序列的采集时间，特别是在3特斯拉起的场强情况下，通常不是通过MR设备的(例如梯度系统的)性能而是通过SAR限制。在具有7T及以上场强的所谓超高场系统情况下，利用TSE序列、具有对于覆盖待检查的解剖结构来说足够的层数和在临床上可接受的测量时间的检查由于SAR负担而迄今为止是不可能的。加速这样的序列的唯一途径是降低为了采集特定的数据包而必须入射的高频能量。通过降低SAR由此可以减少检查持续时间并且由此同时也降低MR检查的成本。
为了实现进一步加速，由此在相对新的、在临床实践中还没有建立的、加速技术(SMA–“Simultaneous Multi-Slice Acquisition”)的组中试图，将层堆的多个层或者同时(借助所谓的“宽带MRI”)、或者在短的时间序列中来激励(这被称为“Simultaneous EchoRefocusing，同时的回波重聚焦”)，并且然后将由于该激励而由不同的层发射的信号要么在时间上(密集地)先后跟随的读出窗中分离、要么同时接收并且然后通过合适的后处理方法(post processing)来分离。
原则上期望，在TSE序列技术的范围内也在一个序列模块中将一个层堆的多个层同时地或者说在短的时间序列中来激励并且同时多次地重聚焦。但是由于提到的SAR问题，同时采集多个层的这样的新的TSE序列技术仅当单位时间的高频入射至少不增加时才能缩短实际的检查持续时间。该事实使得对于TSE序列的一系列新的SMA技术本身在实用上无关。
在设计这种新的TSE序列时的另一个困难是如下事实：重聚焦脉冲通常不是完美的180°脉冲。原因一方面可以是，为了限制SAR而有意地降低了翻转角。另一方面对此的一个固有的不可避免的原因是，由于HF脉冲的有限的持续时间而使得层曲线不是精确的矩形并且由此至少在层边缘上与理想的180°有偏差。由此“重聚焦脉冲”仅部分地将存在的横向磁化重聚焦，剩下的没有重聚焦的磁化的一部分翻转回到纵向的轴并且不影响其余部分。相应地，在“重聚焦脉冲”之前存在的纵向(即在基本磁场的方向上延伸的)磁化通过“重聚焦脉冲”而部分地被“激励”到横向平面、部分地反转并且部分地不受影响。在“重聚焦脉冲”之后存在的横向磁化(即，当前被激励的自旋)然后由于接通的梯度场和/或由于不期望存在的非共振而累积一个相位分量，而纵向磁化不受接通的梯度场影响并且仅进行相对慢的T1衰减，直到其通过后面的“重聚焦脉冲”之一翻转回到横向平面。也就是，每个“重聚焦脉冲”仅对于自旋的一部分作为重聚焦脉冲起作用，而对于另一部分作为激励脉冲、对于再一部分作为“恢复脉冲”(之前激励的自旋翻转回到纵向方向，其中保持自旋的当前相位)起作用并且对于其余部分是透明的。每个“重聚焦脉冲”同样地作用于其的自旋遵循所谓的相干回波路径。不同的相干回波路径的数量随着“重聚焦脉冲”的数量指数上升。通常地，遵循不同的相干回波路径的自旋对从第二个“重聚焦脉冲”起在读出窗中采集的信号提供份额。这些自旋沿着不同的相干回波路径积累不同的相位分量，由此发生破坏性干涉。信号崩塌，从原始数据计算的图像显示阴影和差的信噪比(英语SNR＝Signal to Noise Ratio)并且脉冲序列不能够保持长的回波串。后者是对于就TSE成像来说特别重要的T2对比度和相对于自旋回波序列可以实现的效率提高的前提条件。
为了确保，在每个读出窗中仅如下的相干回波路径对信号提供份额：自旋沿着该相干回波路径积累相同的相位分量，由M.Günther和D.A.Feinberg在文章“SimultaneousSpin-Echo Refocusing”in Magnetic Resonance in Medicine,54,2005,第513–523页中以及在US 8,853,188B2中描述了一种TSE序列，其中在短的时间间隔内激励m个相邻的层并且利用重聚焦脉冲的序列分别重聚焦m个层的回波。在此，通过具有扰相梯度脉冲的特殊方案防止了，其信号是由不同层的自旋所发射的回波在一个读出窗中不期望地重合。该扰相方案将遵循特定的相干回波路径的这些自旋的信号去相位。通过m个层的同时重聚焦实现了，入射的高频能量近似地以系数m降低。然而，通过特定的相干回波路径的扰相，与所述回波路径关联的信号也不可以用于成像，这相对于层的分离采集来说导致了SNR损耗。此外，在该脉冲序列情况下可惜不可以保持长的回波串(例如大于20个回波)。由此，该脉冲序列不可以用于T2加权的成像。
在DE 10 2012 204 434中由此给出了一种快速自旋回波(TSE)序列，以下称为“mTSE序列”，其将m个相邻的层同时重聚焦并且在此比吸收率(SAR,英语：“SpecificAbsorption Rate”)大约以系数m相对于相应的经典的TSE序列降低。这样的mTSE序列对于m层满足所谓的Carr Purcell Meiboom Gill(CPMG)条件，该条件表达了TSE序列的设计标准，所述设计标准导致，所有的相干回波路径建设性地叠加。由此，如果破坏了CPMG条件，例如由于在激励脉冲和第一重聚焦脉冲之间被插入的准备模块，则不可以采用mTSE。“准备模块”在此理解为在一个脉冲序列中的高频脉冲和/或梯度脉冲的序列(具有至少一个高频脉冲或梯度脉冲，但是通常是多个脉冲)，用于对于后面的数据采集来准备检查对象的特定区域。这一点例如可以用于，实现期望的对比度、事先将脂肪组织饱和等。对此的一个非常重要的例子是所谓的“扩散加权的成像”(英语：“Diffusion weighting imaging”(DWI))。“扩散”理解为在介质中分子的布朗运动(英语：“brownian motion”)。扩散加权的成像是一种方法，在该方法中将附加的梯度作为准备模块插入到脉冲序列中，以便使得组织的扩散特性可见或者说可以测量。所述梯度导致，具有快速扩散的组织(例如脑脊液，英语：“cerebrospinal fluid”CSF)比具有较慢扩散的组织(例如脑灰质，英语：“grey matter”)发生更强的信号损耗。由此得到的扩散对比度在临床上越来越重要并且该应用目前远远超出经典的早期识别缺血性中风(英语：“ischemic stroke”)。临床上最重要的扩散序列是扩散加权的单次激发EPI序列。该序列由于每个图像短的采集持续时间而相对于运动来说是相对不敏感的。然而图像质量具有典型的、与EPI成像有关的伪影，诸如N/2鬼影(即，计算的图像是由真实的、所查找的解剖图像和真实图像的复制品(“鬼影”)的叠加，所述复制品在相位编码方向上偏移了半个视场(英语：“field of view”))和在局部场变化的周围的几何失真。相反，TSE序列相对于局部场变化很不敏感。但是扩散梯度到TSE序列中的插入导致CPMG条件的破坏，该条件要求在在重聚焦脉冲之前的时刻τ/2处的横向磁化和在重聚焦脉冲的B1矢量的方向之间的特定的相位关系。在此τ是所谓的回波间隔，也就是CPMG序列的先后跟随的重聚焦脉冲的时间间隔。但是在扩散准备期间的最小的宏观运动，例如由于振动或血流的脉动，已经导致横向磁化的不相干相位并且由此导致CPMG条件的破坏。
发明内容
由此本发明要解决的技术问题是，提出一种对于扩散加权的成像也合适的用于运行磁共振断层造影系统的方法以及一种相应的脉冲序列和一种用于磁共振断层造影系统的控制装置，通过其可以减少、优选完全避免上面提到的问题。
上述技术问题一方面通过按照本发明的方法和按照本发明的脉冲序列解决并且另一方面通过按照本发明的控制装置解决。
在按照本发明的方法中，在序列模块的范围内进行至少以下方法步骤：
首先，发送空间上选择性的HF层激励脉冲，以便实现在检查对象中的通常直接相邻的m个(即至少两个)层的激励。在此分别通过该脉冲序列的一个HF层激励脉冲激励一个层，其中先后跟随的HF层激励脉冲分别互相相隔第一时间间隔。HF层激励脉冲的空间选择性在此如专业人员公知的那样通过施加并行的层选择梯度，即通过时间上合适地并行接通层选择梯度脉冲，来得到。以下同义地使用概念“施加梯度”和“接通梯度脉冲”。
直接或以时间间隔在HF层激励脉冲的序列的最后的激励脉冲之后按照本发明执行准备模块。该准备模块包括至少一个被发送的HF重聚焦脉冲。准备模模块被构造为，对于每个层分别形成一个(即恰好一个)回波信号，其中两个先后跟随的回波信号的时间间隔等于第一时间间隔。附加地，该准备模块可以包括其他高频脉冲，特别是HF重聚焦脉冲，和/或梯度脉冲，例如用于实现期望的准备。对于扩散加权的成像，准备模块例如可以具有合适的扩散梯度脉冲。
然后，按照与最后的由准备模块或由其HF重聚焦脉冲形成的回波信号的第二时间间隔发送第二HF重聚焦脉冲，其中第二HF重聚焦脉冲被构造为，又对于每个层分别形成恰好另一个回波信号并且在此两个先后跟随的回波信号的时间间隔等于第一时间间隔。概念“第二HF重聚焦脉冲”在此总是表示在准备模块之后的第一HF重聚焦脉冲，而不取决于，准备模块是仅包含一个HF重聚焦脉冲还是多个重聚焦脉冲。
此外，按顺序分别以在前面的HF重聚焦脉冲之后的第三时间间隔发送另一个HF重聚焦脉冲。该另一个HF重聚焦脉冲或另外的HF重聚焦脉冲分别用于对每个HF重聚焦脉冲产生多个时间上分离的回波信号。在此，这样选择第三时间间隔，使得每个HF重聚焦脉冲的回波信号的数量是激励的层的数量的两倍。相邻的层的并排的回波信号的时间间隔于是又相应于第一时间间隔(也就是在层的激励之间的时间间隔)。
分别在HF重聚焦脉冲的(也在准备模块中的HF重聚焦脉冲的和/或准备模块之后的HF重聚焦脉冲的)后面分别形成的回波信号然后可以作为原始数据在分别在时间上互相分离的读出窗中被读出，以便从中重建图像数据。在此可以采集所有回波信号并且包括到重建中，但是不一定必须读出所有的回波信号。
在此，可以分别优选地这样来选择用于产生每个HF重聚焦脉冲多个时间上分离的回波信号的HF重聚焦脉冲的(也在准备模块中的HF重聚焦脉冲的)空间宽度，使得HF重聚焦脉冲为了同时重聚焦所有激励的层而包括所有激励的层的激励体积的至少一部分。特别优选地，这一点对于脉冲序列中的所有HF重聚焦脉冲成立。HF重聚焦脉冲的空间宽度，即，层宽度，在此可以如在HF层激励脉冲情况下那样通过在层选择方向上时间上合适地接通合适的梯度脉冲来调节。
用于控制磁共振断层造影系统以便产生检查对象的磁共振图像数据的按照本发明的脉冲序列包括至少一个序列模块，其至少包括上面解释的脉冲或脉冲序列。序列模块在此理解为脉冲序列的封闭的部分，其导致具有特定数量个回波信号的回波串。即，序列模块包括具有在初始激励所有参与的层期间被发送或施加的高频脉冲和梯度脉冲的激励部分，以及具有重聚焦脉冲、梯度脉冲、回波信号和读出窗的随后的回波串。脉冲序列相应地对于每m个层包括一个或多个这样的序列模块。
也就是，通过本发明，如在上面提到的mTSE序列情况下那样，提供TSE脉冲序列，利用所述脉冲序列可以激励m个不同的层并且然后将由这m个层发射的信号利用重聚焦脉冲的序列分别同时重聚焦，其中可以在时间上分离的读出窗中采集在这些重聚焦脉冲的每个之后形成的m个层的回波信号。在此由特定的回波串激励并同时重聚焦的层不必是直接相邻的。如果例如在重复回波串之前，不应当激励其他层，则特别地可以采用非选择性的重聚焦脉冲。此外，序列也可以与将不一定是相邻的多个层同时重聚焦的重聚焦脉冲兼容。但是，因为后者如开头提到的那样提供高的SAR份额，所以通常其仅可以对于序列的特殊的应用被考虑。但是与开头提到的宽带MRI不同，在此例如也可以存在如下的优点，即，不同的层的信号不必利用后处理方法来分离。
特别地，通过优选同时的重聚焦，在此通过重聚焦脉冲积累的高频能量相对于(以相应的重聚焦脉冲和翻转角)分离地采集m个层来说近似以系数m降低。由此可以的是，SAR限制的测量的检查持续时间在给定的分辨率的情况下近似地以系数m相对于现有技术被减少。替换地，在给定的检查持续时间中例如可以实现更高的分辨率或者将测量的层的总数相应地增加数倍。
通过激励脉冲和HF重聚焦脉冲的上面描述的、按照本发明在时间上相对的隔开以及梯度脉冲的接通，确保了不同层的回波在不同的时间形成并且由此可以在不同的时间上分离的读出窗中被读出。此外，通过HF脉冲的时间上的布置和梯度场的接通将一个层的不同的回波路径的信号这样划分到两组，使得属于不同的组的回波在时间上分离地形成并且可以在不同的读出窗中被读出，所述读出窗与另一个层的读出窗也不重合。
通过该措施，可以与上面描述的Günther和Feinberg的脉冲序列不同，弃用特定的相干回波路径的扰相并且将由此与所述回波路径关联的信号用于成像。特别地由此避免了，在(具有15个和更多个重聚焦脉冲的)非常长的回波串期间，在遵循不同的相干回波路径的自旋的信号之间的破坏性干涉。由此序列与所有常用的TSE对比度，特别是与特别重要的T2对比度兼容。
在此，按照本发明的脉冲序列(与提到的mTSE序列不同)即使当CPMG条件通过准备模块破坏时也是可以采用的，该准备模块例如为了实现所期望的对比度而被插入到序列中。因此，新的序列的最重要的应用之一是扩散加权的成像。与公知的SPLICE序列(SPLICE是“split acquisition of fast spin-echo signals for diffusion imaging”的缩写并且在Fritz Schick发表在杂志Magnetic Resonance in Medicine,Volume 38,Issue 4,第638–644页,1997年10月的文章“SPLICE:Sub-second diffusion-sensitive MR imagingusing a modified fast spin-echo acquisition mode”中被描述)类似地，新的序列，作为基于TSE的技术，相对于局部B0场变化是不敏感的。但是其同时减轻了SPLICE技术的缺陷，诸如长的测量时间和高的SAR。如果同时的重聚焦成功，则SAR相对于经典的SPLICE序列来说近似以系数m降低并且由此缩短了SAR受限的测量的检查持续时间。相对于经典的SPLICE序列的另一个时间节省通过如下产生，即，准备模块仅一次地在m个激励之后被使用。而在经典的、分离地重聚焦的SPLICE序列中对于每个激励必须被使用一次。
开头提到的那种按照本发明的控制装置必须这样构造，即，其借助上面描述的按照本发明的脉冲序列来控制在运行中的磁共振断层造影系统以便产生检查对象的磁共振图像数据。
按照本发明的磁共振断层造影系统应当包括以下组件：
基本场磁体系统，用于在检查对象所位于其中的测量空间中施加均匀的基本磁场；
HF发送天线系统，用于将高频脉冲发送到检查对象中；
梯度系统，用于如上所述借助通过梯度脉冲的接通附加地施加在时间上受限的梯度场；
HF接收天线系统，用于从检查对象采集磁共振信号。在此，HF发送天线系统和HF接收天线系统可以是不同的天线系统或者是相同的天线系统。
此外，磁共振断层造影系统还需要之前提到的按照本发明的控制装置，其在运行中为了产生检查对象的磁共振层照片而控制基本场磁体系统、HF发送天线系统、梯度系统和HF接收天线系统。例如，为此控制装置可以具有不同的子组件，诸如用于将高频脉冲发送到HF发送天线系统上的高频发送装置、用于控制梯度系统的梯度系统接口、用于从通过HF接收天线系统接收的信号中产生原始数据的高频接收装置、以及序列控制单元，其为了产生磁共振照片而在运行中将测量序列控制数据发送到高频发送装置、梯度系统接口和高频接收装置，从而其如上所述以按照本发明的方式(例如为了采集对于层的堆叠的原始数据)控制HF发送天线系统、梯度系统、高频接收装置和HF接收天线系统。
控制装置的主要部件优选地以软件形式在具有相应的存储可能性的合适的可编程控制装置上实现。这一点特别地涉及序列控制单元。高频发送装置、梯度系统接口和高频接收装置也可以至少部分地以软件单元的形式实现，其中这些组件的其他单元又可以是纯的硬件单元，例如高频放大器、高频发送装置、梯度系统接口的梯度脉冲产生装置或高频接收装置的模数转换器等。特别是序列控制单元的尽可能按照软件的实现，具有如下优点：迄今为止使用的磁共振设备控制装置也可以以简单方式通过软件更新来翻新，以便以按照本发明的方式工作。
就此而言，上述技术问题也通过一种计算机程序产品解决，其例如可以存储在便携式存储器中和/或通过用于传输的网络提供并且这样可以直接加载到可编程控制装置的存储器中，具有程序段，用于当程序在控制装置中运行时执行按照本发明的所有步骤。
如上所述，对每个HF重聚焦脉冲在m个同时激励的层的情况下产生直到2m个跟随的回波信号。在此，在准备模块和随后的第一个HF重聚焦脉冲之后分别首先恰好出现m个回波信号，即，与激励的层一样多。在每个然后跟随的另外HF重聚焦脉冲之后然后出现2m个回波信号。在HF重聚焦脉冲之后出现的回波信号在此分别优选地在读出梯度下，即，在通过接通具有在读出方向上的一个或多个梯度脉冲的梯度脉冲序列施加梯度场的条件下，在与回波数量相应的数量个分离的读出窗中被读出。
在本发明的优选变形中，为此已经在两个先后跟随的HF层激励脉冲之间分别接通在读出方向上的梯度脉冲序列，其第0阶矩(0-tes Moment)按照数值来说等于后面在不同层的两个先后跟随的回波信号之间接通的在读出方向上的梯度脉冲序列的累加的第0阶矩。宏观上来看由自旋累加的梯度脉冲的第0阶矩(以下也仅称为“矩”)如专业人员知道的那样相应于脉冲下的面积，即，关于时间积分的梯度的幅值。
通过具有合适的矩的、在HF层激励脉冲之间的、在读出方向上的该梯度脉冲实现了，在不同的回波时刻分别总是第0阶矩等于零。由此可以的是，尽管多个激励的层和划分为不同的读出窗，设置用于位置编码的读出梯度并且由此分别不仅完整地、而且位置分辨地采集回波信号。
特别优选地，上面提到的第三时间间隔，即分别在另外的HF重聚焦脉冲之间的时间间隔，至少相应于由以下的时间间隔的和：
-第一时间间隔乘以层的数量减去第一时间间隔，
-第二时间间隔的双倍，
-读出窗的持续时间。
换言之，这样选择该第三时间间隔Tδ，使得其满足条件Tδ＝2·(m-1)·Tα+2·Tγ+TACQ，其中，m又是层的数量，Tα是第一时间间隔(即在先后跟随的层的激励之间的间隔)，Tγ是第二时间间隔(即在第一重聚焦模块的HF重聚焦脉冲和最后由准备模块形成的回波信号之间的间隔)并且TACQ是读出窗的持续时间(或读出间隔)。由此相邻的读出窗的完整(时间上的)分离在第三时间间隔的最小持续时间情况下得到保证。
在两个先后跟随的HF层激励脉冲的层选择梯度之间优选地接通在层选择方向上的另一个梯度，其负责在两个在层选择方向上的HF层激励脉冲的等延迟点之间的累加的第0阶矩等于零。即，脉冲序列这样构造，使得在两个先后跟随的HF层激励脉冲的等延迟点之间在层选择方向上接通的所有的梯度脉冲的累加的第0阶矩也是零。HF层激励脉冲的等延迟点是在激励脉冲的入射时间内部的时刻，从该时刻起，自旋可以被看作为位于横向平面中。在HF激励脉冲的等延迟点和HF激励脉冲的末端之间的时间例如用于计算层重聚焦梯度的矩。该层重聚焦梯度具有与层选择梯度相反的符号。其在HF入射结束之后被接通并且用于补偿由于层激励梯度引起的沿着层的相位分散。通常等延迟时刻与HF脉冲的峰一致，在对称的SINC脉冲情况下也就是很好近似地与HF脉冲的中心一致。
优选还设法实现，在HF层激励脉冲的序列期间(即，特别是在HF层激励脉冲的序列的单个激励脉冲之间)和/或在最后的激励脉冲和准备模块之间接通在读出方向上的梯度脉冲序列，其对于每个层补偿一个第0阶矩，所述第0阶矩是由涉及的层在准备模块的开始和涉及的层的任意的、通过准备模块的作用而形成的回波信号(其通过第二HF重聚焦脉冲的作用被直接重聚焦)的时刻之间在读出方向上所累加的。通过具有灵活选择的在激励脉冲和/或最后的激励脉冲与准备模块之间的读出预相位梯度脉冲，可以设法实现，对于每个单个层，在考虑该层的自旋在总体上在准备模块期间和之后直到期望的回波时刻通过另外的梯度脉冲可能在读出方向上所累加的第0阶矩的条件下，在读出方向上的总矩被精确地这样平衡，使得其在涉及的层的第一回波信号的时刻是零。
优选地，在最后的激励脉冲和准备模块之间接通在读出方向上的梯度脉冲序列，其在读出方向上精确补偿最后激励的层的自旋在准备模块的开始和在准备模块之后该层的第一回波信号之间所累加的第0阶矩。在此清楚的是，相应地当在准备模块之后没有接通用于读出m个层的读出梯度时，在最后的激励脉冲和准备模块之间也不接通梯度脉冲序列，因为在该情况下不用补偿。
此外，优选地在最后由准备模块形成的回波信号和第二HF重聚焦脉冲之间接通在读出方向上的梯度脉冲序列，其精确补偿在读出方向上的第0阶矩，该矩是在第二重聚焦脉冲的等延迟点和在第二HF重聚焦脉冲之后首先激励的层的第一回波之间第一个激励的层的自旋累加的。
在按照本发明的脉冲序列的优选构造中，HF层激励脉冲的持续时间比HF重聚焦脉冲的持续时间短。如后面还要解释的，激励脉冲的持续时间越短，将读出梯度选择得越大。随着读出梯度增加，待采集的k空间在读出方向上可以在更短的时间内被遍历，从而尽管对每个重聚焦脉冲有多个读出窗却还是可以实现相对短的回波间隔。这一点可以导致图像质量的改善。
如上所述，按照本发明的方法的最感兴趣的应用情况是扩散加权的成像。因此，在一种优选变形中这样构造准备模块，使得其在由准备模块采集的组织区域中将横向磁化取决于组织的扩散特性来衰减。为此准备模块例如可以除了HF重聚焦脉冲之外还具有合适的准备梯度脉冲，其例如在实际的层选择梯度之前和/或之后对于HF重聚焦脉冲被接通。特别地可以在时间上对称地围绕HF重聚焦脉冲相应地接通两个准备梯度脉冲，如后面还要详细解释的。
根据脉冲序列的具体构造存在如何在k空间中具体采集对于层的图像重建所需的原始数据的不同可能性。
在第一替换方案中，在序列模块的唯一一个回波串中分别两次采集层的待扫描的k空间。即，对于每个单个的层分别在脉冲序列的唯一一个序列模块中完整地采集所有所需的原始数据。
在第二替换方案中，在具有多个序列模块的脉冲序列中分别采集各个层的待扫描的k空间，其中利用每个序列模块、即利用每个回波串，基于回波信号，对于每层采集一个或两个片段的原始数据。
在此，例如可以按照PROPELLER轨迹进行k空间的分割。优选地为此对于每个回波串采集每层的一个或两个笛卡尔(即，每个螺旋桨叶片的读出点位于笛卡尔格栅的格栅点上)k空间片段，其分别包括了k空间中心。
在按照本发明的方法中，优选地分别对于不同的层在不同的读出窗中多次分离地采集对于图像采集所需的原始数据。为了基于这些在使用按照本发明的方法的条件下在序列模块的范围内在不同的读出窗中多次采集的原始数据产生磁共振图像数据，有不同的按照本发明的方法可供使用。
在第一变形中，首先对于来自于不同的读出窗的原始数据计算分离的幅值图像。然后为了改善信噪比将与同一层对应的幅值图像组合为该层的唯一一个层图像。优选地借助平方和方法进行同一层的幅值图像的组合。
在第二变形中，将特定的层(该层的原始数据在不同的读出窗中、优选利用唯一一个回波串采集)的图像数据进行复数值的组合。该复数值的组合优选地在计算地去除了在图像空间中空间上缓慢变化的相位之后进行。替换地，替代计算地消除在图像空间中空间上缓慢变化的相位，也可以使用其他计算方法，该方法避免了来自不同的读出窗的信号的破坏性干涉。在此，特定的层的图像数据的复数值的组合特别地也可以分段地进行。
对于这两个变形的实施例在后面还要借助附图详细解释。基于原始数据对图像数据的该特殊重建可以直接在磁共振断层造影系统的重建装置中，例如在其控制装置中进行。但是原则上这样的重建也可以在其他计算机上进行。仅需要，以任意方式提供相应的原始数据，例如通过到磁共振断层造影系统也连接到其上的网络的接口。
附图说明
以下借助附图根据实施例再次详细解释本发明，其中：
图1示出了按照本发明的一个实施例的磁共振断层造影系统的示意图，
图2示出了现有技术中通常的单层TSE脉冲序列的可能流程的脉冲图，
图3A和3B示出了按照具有两个同时重聚焦的层的本发明的一个实施例的多层TSE脉冲序列的脉冲图，
图4示出了在具有按照图3A和3B的脉冲图的脉冲序列的实施中对于第二层的相位图，
图5示出了在具有按照图3A和3B的脉冲图的脉冲序列的实施中对于第一层的相位图，
图6示出了用于复数地组合在不同的读出窗中采集的原始数据的方法的可能流程的流程图，
图7示出了用于组合在不同的读出窗中采集的、来自于按照根据本发明的脉冲图所构造的PROPELLER-TSE序列的原始数据的方法的可能流程的流程图。
具体实施方式
在图1中大概示意性示出了按照本发明的磁共振断层造影系统1(以下也简称为“MR设备”)。其一方面包括具有检查空间3或者说患者隧道的实际的磁共振扫描仪2，在卧榻8上检查对象、或在此是检查对象O、例如特定的器官位于其身体中的患者或受检者可以被推入到所述检查空间或者说患者隧道中。
磁共振扫描仪2以通常的方式构造为具有基本场磁体系统4、梯度系统6以及HF发送天线系统5和HF接收天线系统7。在示出的实施例中，HF发送天线系统5是在磁共振扫描仪2中固定嵌入的全身线圈，而HF接收天线系统7由要在患者或受检者上布置的局部线圈组成(在图1中仅通过单个局部线圈表示)。但是，原则上全身线圈也可以用作为HF接收天线系统并且局部线圈也可以用作为HF发送天线系统，只要这些线圈分别可以切换到不同的运行方式。基本场磁体系统4在此以通常的方式构造为，在患者的纵向、即沿着磁共振扫描仪2的在z方向上延伸的纵轴产生基本磁场。梯度系统6以通常方式包括单独可控的梯度线圈，以便能够接通在x、y或z方向上互相独立的梯度。
在图1中示出的MR设备是具有患者隧道的全身设备，患者可以完全引入到该患者隧道中。但是原则上本发明还可以使用另外MR设备，例如具有侧面开口的C形壳体，特别是具有更小的磁共振扫描仪，例如仅一个身体部分可以定位于其中。
MR设备1还具有中央控制装置13，其被用于控制MR设备1。该中央控制装置13包括用于测量序列控制的序列控制单元14。利用其在测量时段内部在检查对象的感兴趣体积区域内根据选择的脉冲序列PS控制高频脉冲(HF脉冲)的和梯度脉冲的顺序。一个脉冲序列在此可以由多个序列模块构造。每个序列模块采集一个和/或多个层的数据。这样的脉冲序列PS例如可以在测量或控制协议P内预先给出和参数化。通常地，不同的控制协议P对于不同的测量或测量时段存储在存储器19中并且可以由操作者选择(并且在需要时可以改变)并且然后用于执行测量。在该情况下控制装置13包含按照根据本发明的方法工作的脉冲序列等。这样的脉冲序列的例子在后面还要根据图3A和3B详细解释。
为了输出脉冲序列PS的单个HF脉冲，中央控制装置13具有高频发送装置15，其产生HF脉冲、放大和通过合适的接口(未详细示出)馈入到HF发送天线系统5中。为了控制梯度系统6的梯度线圈，以相应于预先给出的脉冲序列合适地接通梯度脉冲，控制装置13具有梯度系统接口16。序列控制单元14以合适的方式例如通过发送序列控制数据SD与高频发送装置15和梯度系统接口16通信以执行脉冲序列。控制装置13还具有(同样以合适的方式与序列控制单元14通信的)高频接收装置17，以便在通过脉冲序列PS预先给出的读出窗内部协调地借助HF接收天线系统7在本发明的范围内接收在后面还要解释的回波信号，并且由此在数值化、解调和低通滤波之后采集对于各个层的复数的原始数据。
重建单元18在此接收采集的原始数据并且从中重建对于层的磁共振图像数据。该重建通常也基于在各自的测量协议中预先给出的参数进行。这些图像数据然后例如可以存储在存储器19中。在该情况中重建单元18这样构造，使得其可以按照根据本发明的方法工作，如后面示例性还要根据图6和7解释的那样。在此，特别地可以将一层的原始数据和/或图像数据在重建单元18的特殊的数据组合单元20中进行组合。该数据组合单元20可以由软件模块组成，也就是通常不需要额外的硬件组件。
中央控制装置13的操作可以通过具有输入单元10和显示单元9的终端进行，通过所述终端由此也可以通过操作人员操作整个MR设备1。在显示单元9上还可以显示MR图像，并且借助输入单元10，必要时结合显示单元9，可以规划并开始测量，并且特别是如上所述选择和必要时修改具有合适的脉冲序列PS的控制协议P。
此外，按照本发明的MR设备1和特别是控制装置13还可以具有多个其他的、在此没有详细示出的但是通常在这样的设备上存在的组件，例如网络接口，用于将整个设备与网络连接并且将能够交换原始数据和/或图像数据或参数图以及其他数据、例如患者相关的数据或控制协议。
如何通过入射HF脉冲和接通梯度脉冲采集合适的原始数据并且从中重建MR图像，对于专业人员来说是基本公知的并且在此不详细解释。同样地，不同的层测量序列，例如特别是上面已经解释的TSE脉冲序列，对于专业人员是基本公知的。尽管如此，以下首先结合图2解释典型的传统的TSE序列，以阐明与后面结合图3A和3B示出的例子详细解释的按照本发明的脉冲序列的区别。在图2以及图3A和3B的脉冲图中分别以通常的方式在不同的轴上关于时间(从左到右)示出了HF和梯度脉冲、磁共振信号(回波信号)和读出窗的布置。在最上面的轴上示出了HF脉冲和回波信号，在第二个轴上示出了在层选择方向上的梯度脉冲，在第三个轴上示出了在读出方向上的梯度脉冲，在第四个轴上示出了在相位编码方向上的梯度脉冲并且在最下面的轴上示出了读出窗。对于三个梯度轴成立以下：虚线画出的水平轴分别是零线。信号的高度分别(不一定按比例)代表了相对幅值。幅值的符号(相对于零轴)相应于梯度场的方向。部分地在附图中画出的梯度脉冲具有一个或多个大写字母。这些字母代表了梯度脉冲的第0阶矩或在时间间隔期间由梯度脉冲累加的第0阶矩。这些矩说明用于简化脉冲序列的理解。特别地，累加相同的第0阶矩的、不同的梯度脉冲或不同的梯度脉冲的子间隔具有相同的大写字母。
图2示出了现有技术中常规的TSE序列的前两个回波E。序列以层选择性90°HF层激励脉冲α(以下简称为“激励脉冲”)开始，后面跟随着一系列的层选择HF重聚焦脉冲β1,β2,β3(以下简称“重聚焦脉冲”)。在此在每个重聚焦脉冲之后恰好形成一个回波，该回波分别在一个读出窗(读出间隔)AQ中被读出。读出窗AQ的持续时间TACQ在此通过读出的数据点的数量和两个数据点的时间间隔，即所谓的“Dwell time，停顿时间”来确定。图2中仅示出了三个重聚焦脉冲β1,β2,β3，在T2加权的成像中数量(也在后面示出的按照本发明的脉冲序列或其任意变形的情况下)通常明显更高并且视应用而定在三个和数百个重聚焦脉冲之间变化。重聚焦脉冲的数量也称为“回波串长度”(由英语“Echo Train Length”简称ETL)。
所示出的序列满足所谓的Carr-Purcell-Meiboom-Gill-条件(CPMG条件)，该条件确保，遵循不同的相干回波路径的自旋的回波信号E，在回波时刻建设性地叠加。CPMG条件除了别的之外还要求，在两个任意的先后跟随的重聚焦脉冲β1,β2,β3之间采集自旋的相位必须分别相等。例如在Matt A.Bernstein,Kevin E.King,Xiaohong Joe Zhou的“Handbookof MRI Pulse Sequences”,Elsevier Academic Press；Auflage:illustrated edition(21.September 2004)；ISBN-10:0120928612；ISBN-13:978-0120928613中详细地解释了CPMG条件。
为此首先将在重聚焦脉冲β1,β2,β3之间的时间间隔Tβ选择为是在激励脉冲的等延迟点和第一重聚焦脉冲β1的中点之间的时间间隔的两倍长。
其次将重聚焦脉冲的相位以90°相对于激励脉冲的相位旋转(即，如果激励脉冲的B1场例如在围绕B0场所位于的z轴旋转的坐标系中沿着x轴施加，则将重聚焦脉冲的B1场平行或反向平行于y轴布置)。
所激励的层的宽度既在激励脉冲α情况下、也在重聚焦脉冲β1,β2,β3的情况下分别被通过RF脉冲的带宽和通过在入射激励脉冲或重聚焦脉冲β1,β2,β3期间所施加的层选择梯度脉冲GS'1,GS'4,GS'7,GS'10来控制。直接在每个重聚焦脉冲β之前或之后各接通一个所谓的Crusher-梯度GS'3,GS'5,GS'6,GS'8,GS'9,GS'11，其任务是，将重聚焦脉冲β1,β2,β3的FID在后面跟随的读出窗AQ之前去相位，从而其不提供信号份额。在此，FID(“free inductiondecay”)表示自旋系统的由单个HF脉冲感应的瞬时信号。换言之，其是由自旋发出的信号，对于所述自旋，重聚焦脉冲作为激励脉冲“起作用”。
左边和右边的Crusher-梯度GS'3,GS'5在此应当具有相同的第0阶矩。在附图中梯度脉冲的矩的绝对值，相应地分别通过大写字母在脉冲的涉及的面积区域中表示，所述绝对值是通过在脉冲下面的面积，也就是梯度的关于时间积分的幅值。也就是在图2中大写的“F”示出，左边和右边的Crusher-梯度GS'3,GS'5具有相同的矩。此外，不同重聚焦脉冲β1,β2,β3的Crusher-梯度GS'3,GS'5,GS'6,GS'8,GS'9,GS'11也又具有相同的矩F。任何其他选择都破坏CPMG条件。
在激励脉冲α之后需要层重聚相位梯度脉冲GS'2，其矩-A等于通过层选择梯度脉冲GS'1在激励脉冲α的等延迟时刻和层选择梯度脉冲GS'1的末尾之间累加的矩A的负值。
RF脉冲的时间布置是这样的，即，在每个重聚焦脉冲α之后在时刻Tβ/2形成一个自旋回波信号E。
其分别通过读出梯度脉冲GR'2,GR'3被频率编码。在激励脉冲α和第一重聚焦脉冲β1之间的读出预相位梯度脉冲GS'1负责确保总矩在回波信号E的时刻是零，所述读出预相位梯度脉冲GS'1的矩B与这样的矩B一致，该距B从读出梯度脉冲GR'2,GR'3的开始直到回波信号E的中心累加自旋。
在回波之后的读出梯度GR'2,GR'3的第二部分同样具有面积B并且由此也用作用于自旋的预相位梯度，该自旋遵循在横向平面中的多于一对重聚焦脉冲β1,β2,β3之间的相干回波路径。
分别在重聚焦脉冲β1,β2,β3的结束和读出窗AQ的开始之间接通的相位编码梯度GP'1,GP'3用于回波信号的相位编码。通过所述梯度脉冲GP'1,GP'3获得的矩D、E必须在读出间隔AQ的结束之后并且在下一个重聚焦脉冲β2,β3的开始之前通过在相位编码方向上的相位重聚焦梯度脉冲GP'2,GP'4利用矩-D、-E补偿，以满足提到的CPMG条件。
在图2中出于画图技术的原因仅示出了前两个回波信号E。通过框住的序列块SB'的重复获得对于完整的序列模块的序列图，所述序列模块由具有激励脉冲α的激励块AB'和后面跟随的回波串组成。回波串在此由多个先后接通的序列块SB'构造。每个序列块SB'包含具有后面跟随的回波信号E的重聚焦脉冲、层选择梯度、本身的重聚焦脉冲的右边的Crusher-梯度以及下一个重聚焦脉冲的左边的Crusher-梯度、读出梯度、读出间隔AQ、相位编码梯度和与之合适的相位重聚焦梯度。如果不同的回波信号E编码不同的k空间行，则相位编码梯度GP'1,GP'3的和相位编码重聚焦梯度GP'2,GP'4的矩在序列块SB'的重复之间变化。所有其他梯度脉冲不改变其值，以便不破坏CPMG条件。
图3A和3B共同示出了按照本发明的一个可能的实施方式用于同时重聚焦多个激励的层的脉冲序列的开始。在此，脉冲图由于更好的可显示性而被划分为两个子图3A和3B，其中图3A示出了在其中层被首次激励的激励块AB、准备模块Π和第一序列块SB1。然后连接多个其他序列块SB。每个序列块SB1、SB在此又以重聚焦脉冲γ,δ,ε,ζ开始。这些其他序列块SB的前两个以及其他跟随的同种序列块SB以重聚焦脉冲ζ为开始在图3B中示出。图3A和3B中的脉冲图在此无缝地连接到虚线的垂直线。在脉冲序列内部序列块SB以及重聚焦脉冲的数量可以如在按照图2的经典的脉冲序列情况下那样几乎任意改变并且例如根据应用情况而定为三个至数百个重聚焦脉冲之间。如后面还要详细解释的那样，后面的序列块SB仅在相位编码梯度脉冲GP5,GP7,GP9的和相位编码重聚焦梯度脉冲GP6,GP8的高度上不同。
从按照图2的传统的TSE序列出发，必须进行以下改变，以得到这样的按照本发明的脉冲序列：
替代仅一个层激励脉冲α，现在在激励块AB内部按照互相的(“第一”)时间间隔Tα发送至少两个层激励脉冲α1,α2。这两个层激励脉冲α1,α2激励在不同的、通常是互相平行的层中的自旋。如果层的厚度和这两个层激励脉冲α1,α2的高频带宽一致，则其仅在其载波(“carrier frequency”)上不同。在层激励脉冲α1,α2之间的时间间隔Tα的长度在以下还要详细讨论。为了更好显示起见，在此仅示出m＝2个层的激励和同时重聚焦，但是所述序列实际可以容易地对于多于两个层(即m>2)的同时重聚焦被使用。
此外，在第一重聚焦脉冲β的左边和右边插入用于磁化的准备的所谓“扩散梯度脉冲”GS3,GS5。在最后的层激励脉冲α2和重聚焦脉冲β之间的时间Tβ/2(和由此还有时间Tβ)根据期望的最大扩散加权(和由此扩散梯度的持续时间)被延长。扩散准备可以在一个、两个或所有三个空间轴上同时进行。在图3A中为了更好显示其仅在层选择轴上进行。在扩散梯度的足够矩的情况下来自于图2的围绕第一重聚焦脉冲β的Crusher-梯度GS'3,GS'5可以取消，因为其任务由扩散梯度脉冲GS3,GS5接管。在图3A中示出的准备模块Π仅作为例子理解，其可以根据期望的准备通过多个其他块来代替。以下仅要求，这样构造准备模块，使得其关于其时间对称轴形成一个回波。也就是通常其包含至少一个重聚焦脉冲β。换言之，如果在准备模块Π的时间中点之前的时间间隔Tβ/2中使用激励脉冲，则该激励脉冲在其时间中点之后的时间间隔Tβ/2中形成一个回波。相应地最简单的实施方式是唯一的对称重聚焦脉冲β，其时间中点与准备模块Π的时间中点重合，两个Crusher-梯度在其侧面。
此外，这样构造重聚焦脉冲β，γ,δ,ε,ζ，使得其分别至少部分地采集既由激励脉冲α1也由激励脉冲α2激励的层，即，作用于这些层。在最简单的情况下这一点通过相对于激励的层的宽度来提高重聚焦的层的宽度来实现。如果Δz表示激励的层的宽度并且d是这两个层的距离，则选择通过重聚焦脉冲β1,β2,β3实现的层的宽度也就是至少为d+Δz(或在m层的情况下按照一般形式为(m-1)·d+Δz)。如果保持来自于按照图2的序列的重聚焦脉冲β1,β2,β3的高频带宽，则这一点例如可以通过如下来实现，即，将分别连同重聚焦脉冲β，γ,δ,ε,ζ发送的层选择梯度脉冲GS4,GS7,GS10,GS13,GS16的幅值与层选择梯度脉冲GS'4,GS'7相比而降低。此外，分别这样选择重聚焦脉冲β，γ,δ,ε,ζ的载波频率，使得重聚焦的层的中心恰好位于m个激励的平行的层的中心。Crusher-梯度脉冲GS6,GS8,GS9,GS11,GS12,GS14,GS15,GS17不必被调整。
在按照图2的传统的脉冲序列中在每个重聚焦脉冲β1,β2,β3后面恰好形成一个回波信号，而按照本发明的序列在每个重聚焦脉冲β，γ,δ,ε,ζ后面产生直到2m个回波信号E1a,E1b,E2a,E2b，其中m是同时重聚焦的层的数量。在图3A和3B中也就是m＝2。
如果保持图2的脉冲序列的所有读出参数以及由此的读出持续时间TACQ，则在其他序列块SB的两个重聚焦脉冲γ,δ,ε,ζ之间(“第三个”)时间间隔Tδ必须相应地被调整。
替换地，也可以缩短读出窗AQ的读出持续时间TACQ，例如通过将停顿时间以系数a缩短。在不变的视野(FoV)和读出的数据点的数量的情况下，这一点意味着，读出梯度脉冲的GR2,GR3,GR4,GR5幅值必须相对于按照图2的读出梯度脉冲GR’2,GR’3以相同的系数a被提高，由此读出点的k空间距离保持不变。该系数a在此通过梯度系统的最大梯度幅值和模数转换器的最小停顿时间来限制。
在每个重聚焦脉冲β，γ,δ,ε,ζ之后，在m个最前面的先后跟随的回波信号E1b,E2b和m个最后的先后跟随的回波信号E2a,E1a之间的时间间隔在此等于层激励脉冲α1,α2的时间间隔Tα。
为了避免对于不同的回波信号E1a,E1b,E2a,E2b的不同的读出窗AQ的重叠，通过确定读出窗AQ的持续时间TACQ也向下限制在两个先后跟随的回波信号E1a,E1b,E2a,E2b之间的时间间隔Tα：
Tα≥TACQ (1)
在本发明的优选实施方式中设法做到，自旋回波和梯度回波重合。自旋回波和梯度回波的该“重合”在本发明的意义上如下来理解：“梯度回波”是指，由于接通的梯度场(相位编码梯度除外)而累加的相位在回波时刻必须为零。这一点是用于形成回波的必要的前提条件。“自旋回波”是指，由于局部的非共振而积累的相位在回波时刻是零。CPMG-TSE序列(例如结合图2解释的)例如在回波时刻分别满足该梯度回波条件并且同时满足自旋回波条件。也就是，在此自旋回波和梯度回波重合。
通过自旋回波和梯度回波的重合实现了，序列相对于B0场的局部非均匀性是鲁棒的。第一自旋回波信号在第一序列块SB1的重聚焦脉冲γ之后的时间间隔Tγ形成，其中Tγ是在最后由准备模块Π形成的回波信号E1a和重聚焦脉冲γ的等延迟时刻之间的时间间隔。第一梯度回波的位置可以如后面还要解释的那样通过选择在最后的层激励脉冲α2和准备模块Π之间的读出预相位梯度脉冲GRP确定。
(“第二”)时间间隔Tγ首先优选这样尽可能短地选择，以便实现尽可能短的回波间隔Tδ(在两个先后跟随的重聚焦脉冲之间的时间间隔，也就是在此是在两个序列块之间的间隔，表示为回波间隔Tδ(英语“echo spacing”))并且由此所谓的“T2模糊”，即，模糊伪影(英语“blurring artefacts”)由于沿着回波串的不可避免的T2衰减而保持为小。从图3A可以看出，时间间隔Tγ通过重聚焦脉冲β，γ,δ,ε,ζ的持续时间TREF、读出间隔AQ的持续时间TACQ和时间段TG向下限制：
Tγ≥TREF/2+TG+TACQ/2 (2)
时间段TG是对于相位编码、Crusher-梯度或为了启动读出梯度而需要的时间。因为提到的梯度脉冲通常平行地接通，所以最长的那个确定时间段TG。
通过选择时间间隔TACQ,Tα和Tγ也可以确定序列块SB1,SB的两个先后跟随的重聚焦脉冲β,γ,δ,ε,ζ的时间间隔Tδ：
Tδ≥2·(m-1)Tα+2·Tγ+TACQ (3)
利用这些时间段Tα和TACQ又向下限制第一序列块SB1的读出梯度GRO2的“平顶持续时间”TGRO2(梯形脉冲的中间区域的持续时间，在该持续时间中幅值不变)：
TGRO2≥TACQ+(2m-2)·Tα+(Tδ-(2m-2)·Tα-2·Tγ)＝TACQ+Tδ-2·Tγ (4)
为了又将“T2模糊”保持为尽可能小，优选地尽可能短地选择时间段Tδ，这又将TGRO2向上限制：
TGRO2≤Tδ-TREF-2·TGRORT (5)
在此，TGRORT是对称的读出梯度脉冲的斜坡时间(英语“ramp time”)，其关于最大的梯度上升时间S和读出梯度AGRO的幅值如下地向下限制：
TGRORT≥S·AGRO (6)
相同的时间条件对于其他序列块SB的读出梯度GRO3,GRO4,GRO5及其“平顶持续时间”TGRO3,TGRO4,TGRO5成立。
当由准备模块Π本身形成的回波信号E2a,E1a也被读出时，可以在相应的时刻接通读出梯度脉冲GRO1。通常该读出梯度脉冲GRO1具有与序列块SB1,SB的后面的读出梯度脉冲GRO2,GRO3,GRO4,GRO5相同的幅值AGRO和相同的斜坡时间。如果附加地将在第一回波信号E2a之前和在最后的回波信号E1a之后的平顶持续时间相应地如在设计读出梯度脉冲GRO2,GRO3,GRO4,GRO5时那样选择，则得到2·B+(m-1)·C的第一读出梯度GRO1的总矩。但是该选择并非必须的。如果不要读出由准备模块Π形成的回波信号E2a,E1a，也可以完全取消读出梯度GRO1。然而，这样的偏差在确定读出预相位梯度脉冲GRP的第0阶矩的情况下要考虑。可选地，回波信号E2a,E1a可以通过接通具有相反的符号的和相同的绝对第0阶矩(在图3A中是第0阶矩G)的相位编码梯度和相位重聚焦梯度来相位编码。
在两个先后跟随的层激励脉冲α1,α2的层选择梯度GS1,1,GS1,2之间接通在层选择方向上的梯度GS2,1，其第0阶矩等于在第一激励脉冲α1的等延迟时刻和第一层选择梯度GS1,1的结束之间累加的矩与在第二层选择梯度GS1,2的开始和第二激励脉冲α2的等延迟点之间累加的矩之和的负数。其符号由此与层选择梯度GS1,1和GS1,2的符号相反。在使用对称的层选择梯度GS1,1,GS1,2和激励脉冲α1,α2以及将等延迟点位于层选择梯度GS1,1,GS1,2的平顶的中心的情况下，如在图3A所示，也就是该梯度GS2,1的矩是-2A并且由此等于层选择梯度GS1,1,GS1,2的负的矩2A。对于提到的前提条件，可以为了简单理解而如下解释梯度的作用：梯度脉冲GS2,1前瞻性地补偿矩，使得通过第一激励脉冲α1激励的、第一层的自旋由于第二激励脉冲α2的层选择梯度GS1,2而被累加。直接在最后的激励脉冲α2之后在层选择方向上的梯度脉冲GS2,2作为第一激励脉冲α1和第二激励脉冲α2的共同的层重聚焦脉冲操作。
在两个先后跟随的激励脉冲之间接通在读出方向上的另一个梯度脉冲GRO0，其第0阶矩C按照数值精确与在读出方向上在两个先后跟随的回波信号(来自于最开始的m个回波信号E1b,E2b的组或来自于最后的m个回波信号E2a,E1a的组)之间累加的第0阶矩一致，也就是在图3A中成立：
|C|＝|Tα·AGRO| (7)
其中AGRO是读出梯度脉冲GRO2,GRO3,…的幅值。梯度GRO0的符号取决于在准备模块内部的重聚焦脉冲的数量。如果该数量是奇数，则其具有与读出梯度GR01,GRO2,…相同的符号，否则具有相反的符号。
为了使得自旋回波和梯度回波如期望的那样重合，此外还必须合适地选择读出预相位梯度脉冲GRP的时间位置和第0阶矩。在此存在大的自由度。以下区分两个在实践中特别重要的情况并且分别设置足够的设计标准，所述设计标准导致自旋回波和梯度回波重合。但是该设计标准没有完整性的要求，而是其可以给出其他的相同的解。
在于图3A中示出的第一种情况下，读出最开始的m个由准备模块Π形成的回波。在该情况下优选(但是不一定)在最后的层激励脉冲α2之间和在准备模块Π之前施加读出预相位梯度脉冲GRP。现在这样选择读出预相位梯度GRP的第0阶矩，使得最后激励的层α2的自旋在准备模块Π的开始和在准备模块Π之后该层的第一回波E2a之间累加的相位被精确补偿。因为每个重聚焦脉冲将通过前面的梯度施加的相位变负，所以在此特别是要考虑准备模块Π的重聚焦脉冲的数量。在示出的例子中也就是矩GRP等于由读出梯度GRO1在开始和自旋回波E2a之间累加的矩B。
此外在该情况下将在最后由准备模块Π形成的回波E1a(首先激励的层α1)和第一个序列块SB1之间累加的、在读出方向上的矩，选择为等于在序列块SB1内部在重聚焦脉冲γ和第一个回波E1b之间在读出方向上累加的矩。图3A中读出梯度GRO1的对称形状以“近似”方式满足该标准。
由此在图3A中在回波信号E2b的回波时刻得到零的总矩：
B-(2B+C)+(B+C)＝0 (8)
在没有示出的第二种情况下，最开始的m个由准备模块Π形成的回波不被读出(即在此取消读出梯度GRO1，如果不被读出并且尽管如此还是接通读出梯度GRO1，则第一种情况成立)并且准备模块Π是自身重聚焦的。在此“自身重聚焦”意味着，所有由准备模块Π接通的在读出方向上的梯度在准备模块Π内部被补偿。由于准备模块Π关于其时间对称轴的对称设计，该要求通常以自然的方式被满足或者说可以简单地被满足。
在该第二种情况下优选(但并非一定)在最后由准备模块Π形成的回波E1a和第一个序列块SB1的开始之间施加读出预相位梯度脉冲GRP。将其矩选择为等于在序列块SB1内部在重聚焦脉冲γ和第一个回波E1b之间在读出方向上获取的矩B。在该过程中在由准备模块Π形成的回波之间接通分别具有矩C的m-1个另外的预相位梯度。
以下为了更好理解，详细解释前面描述的按照本发明的脉冲序列的工作方式，其中该解释仅仅对于具有m个激励的和同时重聚焦的层的这样的脉冲序列成立。
为此，首先考察由最后的激励脉冲αm影响的层(在图3A中是通过激励脉冲激励α2的第二层)中的自旋。所有前面的激励脉冲α1,…,αm-1(在图3A中也就是第一个激励脉冲α1)不影响这些自旋，因为共振条件不满足。相应地所有前面的梯度脉冲对于这些自旋也没有影响，因为纵向磁化不受梯度场影响。
第一回波以在激励脉冲αm之后的时间间隔Tβ通过准备模块Π的作用形成。在该时刻通过(具有总矩B的)读出预相位梯度GRP累加的相位精确地通过读出梯度GR01的第一部分补偿并且由此同时产生梯度回波，其可以在回波信号组Ema(图3A中的E2a)中(在此并且在以下回波信号也称为“回波信号组”，因为如解释的那样通常多个信号重合)被读出。
参与该回波信号E2a的自旋通过第一序列块SB1的重聚焦脉冲γ重新重聚焦并且以时间间隔T2ato2b/2＝Tα+Tγ在重聚焦脉冲γ之后形成自旋回波。又是在回波时刻通过自从第一个回波以来、通过读出梯度GRO1的第二个一半(总矩C+B)所累加的相位通过由于第二读出梯度GRO2而累加的相位(总矩B+C)精确平衡，从而回波可以在第一序列块SB1的回波组Emb中被读出。
该信号(或涉及的自旋)由第二序列块SB(也就是另外的序列块SB的第一个)的重聚焦脉冲δ重新重聚焦并且在时间段T2bto2a/2＝Tδ-(Tα+Tγ)之后形成第二自旋回波。在此是第一个通过准备模块Π形成的第二层的回波信号(在于图3A和3B中示出的例子中由准备模块形成的回波已经是自旋回波。在此在准备模块Π之后才开始计数，以便使得描述尽可能独立于准备模块Π的特殊实施)的两次直接重聚焦的信号。还是在该另外的回波时刻，由于读出梯度GRO2在第一自旋回波和重聚焦脉冲δ之间累加的相位(也就是总矩C+C+B)精确地通过在重聚焦脉冲δ和第二个自旋回波之间通过第三个读出梯度GRO3累加的相位(也就是总矩B+C+D)补偿。因此，第二自旋回波也可以在第二序列块SB的回波信号组E2a中被使用。回波间隔T2ato2b在此描述了在回波信号组E2a的回波和回波信号组E2b的后面跟随的回波之间的时间间隔。相应地，回波间隔T2bto2a描述了在回波组E2b的回波和回波组E2a的后面跟随的回波之间的时间间隔。
在第二个序列块SB中第二层的第一个激励的回波也通过重聚焦脉冲γ和δ的共同作用形成。第一个高频脉冲αm在此又作为层激励脉冲操作，其将磁化翻转到横向平面。第一个序列块SB1的重聚焦脉冲γ在激励的回波发生的情况下作为所谓的恢复脉冲操作，即，其将横向磁化的一部分翻转回到纵向方向，其然后由第二个序列块SB的重聚焦脉冲δ又翻转到横向平面。人们说，在重聚焦脉冲γ和重聚焦脉冲δ之间的该磁化在纵向方向上保存，因为其作为纵向磁化不受梯度场影响并且也仅发生相对慢的T1弛豫。也就是该第一激励的回波在重聚焦脉冲δ之后以时间间隔T2ato2b/2＝Tα+Tγ在第二个序列块SB的回波组E2b中被形成。又是在该时刻，由于读出梯度GRO1而获取的相位精确地通过由于读出梯度GRO3而获取的相位补偿(总矩分别是B+C)，从而激励的回波和梯度回波重合。也就是第二个激励的层的第一个激励的回波和第二个自旋回波(直接重聚焦的第一个自旋回波)在时间上不重合并且可以被分开地读出。这一点区分了是如图2中的CPMG序列的序列块SB'的序列还是来自于DE10 2012 204 434的序列块SB。这一点由此是有利的，因为由准备模块Π形成的回波的相位由于上面讨论的原因而未知并且由此重聚焦脉冲的B1矢量也不可以设置平行于或反向平行于该相位，而这又是对于第二个自旋回波和第一个激励的回波的建设性重叠的前提条件。
以下考察在受第一激励脉冲α1影响的第一层中的自旋。这样选择层激励脉冲α1,α2的带宽和层选择梯度GS1,1,GS1,2的幅值，使得一层的自旋不受后面的激励脉冲α2,…,αm的影响(在图3A的简化的例子中也就是仅α2)。但是因为在层激励脉冲之后接通的所有的梯度场影响通过该层激励脉冲而被翻转到横向平面中的自旋，所以第一层的自旋除了别的之外通过所有后面的层激励脉冲α2的层选择梯度GS1,2累加了一个第0阶矩。为了避免信号通过后面的层激励脉冲α2的层选择梯度GS1,2去相位，如上所述在两个先后跟随的层激励脉冲α1,α2之间在层选择方向上接通负的梯度脉冲GS2,1，其具有总矩-2A。该矩的一半(-A)用作对于前面的激励脉冲αi(在此i＝1)的层选择梯度GS1,1的普通的层重聚焦矩。该矩的另一半(-A)用作预相位梯度，其补偿通过后面的层激励脉冲αi+1(在此α2)的层选择梯度GS1,2在层选择梯度GS1,2的开始和后面的层激励脉冲α2的等延迟点之间累加的正的矩。通过后面的激励脉冲的层选择梯度GS1,2的第二个一半累加的矩(还是A)以常规的方式通过后面的层激励脉冲α2的等重聚焦梯度GS2,2补偿。因为梯度场不影响纵向地对齐基本磁场B0的自旋，所以在层激励脉冲α1,α2之间的负的梯度GS2,1对通过所有后面的激励脉冲(在此也就是α2)激励的自旋没有影响。
通过上面解释的措施为了选择层激励脉冲α1,α2的参数(层厚、带宽等)，准备模块Π的重聚焦脉冲β将通过m个激励脉冲α1,…,αm激励的所有自旋的信号重聚焦。也就是通过激励脉冲α1激励的第一层的自旋在第一重聚焦脉冲β之后的时刻Tα+Tβ/2(也就是在激励脉冲α1之后2·Tα+Tβ)重聚焦为第一回波。在两个先后跟随的层激励脉冲α1,α2之间具有第0阶矩C的在读出方向上的梯度脉冲GRO0的接通与具有矩B的在最后的层激励脉冲αm(在此是α2)和准备模块Π之间的读出预相位梯度脉冲GRP一起补偿由于第一个读出梯度GRO1在准备模块Π和第一层的第一回波信号E1a之间获取的矩。也就是第一层的梯度回波和自旋的自旋回波同时形成并且可以作为回波组E1a在准备模块Π的重聚焦脉冲β之后的时间Tα+Tβ/2被读出。要指出的是，前面考察的层m(在此是层2)的自旋在第一层的第一回波的时刻已经又累加了矩(m-1)·C(在此也就是仅C)并且由此是去相位的。对此的原因是，这些自旋没有“看见”在激励脉冲之间的梯度，因为其在时间上在其激励之前被接通。该梯度相反地作用于前面的层(也就是在此是第一层)的自旋。其由此在第m个层的自旋回波的时刻尚以矩(m-1)·C去相位并且由此(在足够大的矩C的情况下)对回波组Em(在此是E2)不提供信号份额。在两个先后跟随的层激励脉冲α1,α2之间具有第0阶矩C的在读出方向上的梯度脉冲GRO0的接通由此与高频脉冲的时间布置一起用于将不同的层的读出窗AQ可靠分离。
第一层的第一回波信号E1a也通过第一序列块SB1的重聚焦脉冲γ重新重聚焦并且在重聚焦脉冲γ之后的时间T1ato1b/2＝Tγ形成第一自旋回波(其在此是第一个通过准备模块Π形成的第一层的回波的直接重聚焦的信号。在图3A中示出的例子中由准备模块Π形成的回波已经是自旋回波。在此也在准备模块之后才开始计数，以便使得描述尽可能独立于准备模块的特殊实施)。在重聚焦脉冲γ之后的该时间T1ato1b/2＝Tγ，通过第一读出梯度脉冲GRO1在由准备模块Π形成的第一层的自旋和重聚焦脉冲γ之间累加的第0阶矩B也通过由第二读出梯度脉冲GRO2累加的第0阶矩精确补偿，从而回波可以在回波信号组E1b中被读出。其他层的信号仍然在该时刻通过第一读出梯度脉冲GRO1而还是去相位的(对于m＝2以矩C)。
第一层的第一自旋回波的信号然后由第二序列块SB的重聚焦脉冲δ重新重聚焦并且也在时间T1bto1a/2＝Tδ-Tγ形成第二自旋回波。还是在该时刻，由于读出梯度脉冲GRO0在第一自旋回波和重聚焦脉冲δ之间累加的相位(总矩C+D+C+B)精确地通过在第一层的重聚焦脉冲δ和第二个自旋回波之间通过第三个读出梯度脉冲GRO3累加的相位(总矩B+C+D+C)补偿。由此第二个自旋回波也可以在第二个序列块SB的回波组E1a中被使用。
由准备模块Π形成的第一层的回波的第一个激励的回波在重聚焦脉冲δ之后的时间Tγ被产生。对于该激励的回波提供份额的第一层的自旋位于横向平面中第一序列块SB1的准备模块Π和重聚焦脉冲δ之间并且在此累加在读出方向上的矩B。在两个重聚焦脉冲γ和δ之间其信号在纵向方向上保存，读出梯度GR02由此是无作用的。通过重聚焦脉冲δ，其被翻转回到横向平面。在激励的回波的时刻，第二个序列块SB的读出梯度GR03已经将在重聚焦脉冲γ之前累加的第0阶矩精确补偿。由此第一个激励的回波可以在第二个序列块SB的回波组E1b中被读出。在该时刻，在回波组E1a中读出的第一层的自旋回波尚以矩2C+D(一般形式m·C+D)并且在回波信号组E2a或E2b中读出的第二层的信号以第0阶矩D+C或C去相位。
通过第0阶矩C由此可以控制不同层的信号的分离并且通过矩D可以控制相同层的不同回波路径的信号的分离。矩C例如可以通过在步骤2中(C＝Tα·AGRO)选择Tα来调整，矩D(D＝(Tδ-2Tγ-2·(m-1)·Tα)·AGRO)然后可以通过Tδ的选择按照公式(3)来调整。以这种方式也可以可靠地排除高频伪影。在此如果对于信号的完整分离来说是必要的时间间隔Tα或(Tδ-2Tγ-2·(m-1)·Tα)应当超过时间TACQ，则可以在读出方向上按照在其中不被读出的时间间隔提高幅值，以便在给定的分离矩C或D的情况下将回波间隔最小化。但是在此要注意由于附加的梯度接通带来的涡流(英语“eddy currents”)。哪种工作方式带来更好的图像质量，取决于大量的参数并且最简单地通过经验确定。
如前面详细描述的，不同层的信号的分离通过高频脉冲的时间布置和梯度矩C进行。在以下进一步讨论一层的信号的分离的方面。
对于相干回波路径特征性的是时间(以下称为“横向时间”)，在该时间中遵循该回波路径的自旋已经位于横向平面中。对于上面讨论的回波路径，横向时间如下：
在…之后 E1a E1b E2a E2b
准备模块 Tβ+2Tα - Tβ -
序列块SB1 - Tβ+2Tα+2Tγ - Tβ+2Tα+2Tγ
第二个序列块SB Tβ+2Tα+2Tδ Tβ+2Tα+2Tγ Tβ+2Tδ Tβ+2Tα+2Tγ
从第三个序列块SB开始在回波信号组内部来自于遵循不同的回波路径的自旋的这些信号也重叠。
一般地成立：具有横向时间
Tβ+2Tα+g·Tδ (9)
的第一层的相干回波路径在回波信号组E1a中(在图3A和3B的例子中也就是在序列块SB的分别第四个读出窗AQ中)被获取，其中g是偶数整数，并且第一层的回波路径在回波组E1b中(在图3A和3B的例子中也就是在序列块SB的分别第一个读出窗AQ中)被获取，在所述第一层中横向时间为
Tβ+2Tα+2Tγ+g'·Tδ (10)
其中g'又是偶整数。相应地对于第二层的相干回波路径成立：其中在层的相同的回波信号组内部形成回波的自旋已经位于横向平面中的时间分别以回波间隔Tδ的偶数倍互相区别。
例如，一层的回波组的信号可以到达(后面的序列块SB的)该层的相同的回波组，方法是，其两次直接被重聚焦(并且在此其“横向时间”以两个回波间隔Tδ延长)。但是在两次直接重聚焦情况下自旋由于自旋回波原理而不获取相位。在四次、六次、…等等直接重聚焦情况下相应地成立。另一方面序列设计强制，在一次直接重聚焦情况下信号在相同层的分别不同的回波组中被接收。对于激励的回波相应地成立：信号在纵向方向上的一次保存以及然后在任意数量的回波间隔Tδ之后翻转回到横向平面强制产生组过渡。
上面说明的原理的普遍有效性可以最简单地根据相位图来验证。在图4中对于最开始的三个序列块SB1,SB示出了第二层的相位图。图5示出了对于第一层的相应的图。纵轴分别了对于任意的但是固定的位置的信号的相位ph。横轴是时间t。相位图的每条线相应于一个相干回波路径。如果遵循特定的回波路径的自旋位于横向平面中，则其线性地随着时间t累加相位ph。相位累加的原因是简化地假定为在重聚焦脉冲之间是恒定的读出梯度，和/或在考察的位置处的局部B0非均匀性。由于相位编码梯度而累加的相位不被采集，以便不会不必要地将图示复杂化。Crusher梯度在如下意义上考虑，重聚焦脉冲不是新的回波路径的原点(具有零的初始相位)，因为其抑制该回波路径。
横向信号(其特征是具有相位累加的斜线部分)由不完美的重聚焦脉冲分别划分为四个新的分支(分别参见重聚焦脉冲γ,δ,ε下的信号划分)。信号的一部分保持不受影响，一部分被重聚焦并且信号的一部分在纵向方向上保存。不受影响的和重聚焦的分支作为横向磁化在重聚焦脉冲之后还累加相位。重聚焦的分支的特征是在重聚焦脉冲之前累加的相位的符号改变(即在图4和5中该分支以相应的间隔分别在“零轴”下开始)。两个水平的分支相应于在纵向方向上保存的信号(没有相位累加)。
如果该信号重新出现(后面的)不完美重聚焦脉冲，则其被划分为两个分支。其或者保持不受影响(水平的分支，其作为纵向磁化还不累加相位)或者其被翻转回到横向平面中(斜线分支)。后者在保持前面累加的相位的情况下在重聚焦脉冲之后继续相位累加。
如果回波路径与零轴交叉，则在该时刻形成一个回波。
也就是，特定的回波路径的“横向时间”可以通过将斜线部分相加而从图中读出。
如果利用按照图3A和3B的脉冲序列的一个序列模块(即，m层的每个层的一次激励和然后的回波串)或多个序列模块(即，利用m层的重复激励，分别跟随然后的回波串)将激励的层的所有为了图像重建而所需的k空间行编码，则对于2m个(在此也就是四个)回波信号组获得一个完整的原始数据组。也就是对于每个层通过划分为不同的回波信号组而分别获得两个完整的原始数据组。
这些原始数据组的不同的可能处理在以下以第一层的回波信号组E1a,E1b为例解释。利用所有其他层，以相同的方式的处理也是可以的。
如果仅需要幅值图像，则在第一实施方式中从回波信号组E1a的原始数据组和回波信号组E1b的原始数据组中重建分别一个幅值图像(例如只要获取的k空间点在笛卡尔格栅的格栅点上，以通常的方式通过从利用这些原始数据占据的k空间到图像空间中的二维傅里叶变换)并且将这两个幅值图像然后为了改善信噪比而相加。这两个数据组的不相干的相位信息由于前面的绝对值形成而导致小的信号破坏。该工作方式类似于如在FritzSchick发表于杂志Magnetic Resonance in Medicine,Volume 38,Issue 4,第638–644页,1997，10月的文章“SPLICE:Sub-second diffusion-sensitive MR imaging using amodified fast spin-echo acquisition mode”中描述的工作方式。在那里描述了一种TSE序列，在该序列中不满足CPMG条件并且将层分离地重聚焦。
具有改善的信噪比的图像可以利用替换的方法来获得，该方法援用平方和方法(英语“Sum of Squares”)。在此如下计算第一层的(即第一图像的图像点值M1(x,y))组合的图像M1(x,y)：
在此，I1a(x,y)是由回波信号组E1a的原始数据组重建的图像的具有空间图像坐标(x,y)的复数图像点，并且I1b(x,y)是从回波组E1b的原始数据组重建的图像的相应的复数图像点。|I1a(x,y)|表示复数图像点的幅值：
并且|I1b(x,y)|相应地表示复数图像点I1b(x,y)的幅值：
在另一个优选实施方式中对复数的两个图像I1a(x,y)和I1b(x,y)首先进行相位校正
指数和是所谓的“相位校正图”(英语“phase maps”)，其可以由获取的数据计算，如后面还要根据图6解释的那样。然后将相位校正的图像还在复数空间中对于涉及的层按照
相加为复数的组合图像。从该组合的图像中然后可以按照
产生各自的层的幅值图像，按照
产生实部图像，按照
产生实部幅值图像，或按照
产生相位图像。
在图6中示出了流程图，例如如何能够从获取的数据中计算在等式(14)和(15)中所需的相位校正图和
为此，首先在步骤I.a中将第一回波组的原始数据组S1a(kx,ky)并且在步骤I.b中将第二回波组的原始数据组S1b(kx,ky)复制。
从一个复制品中分别如在常规的标准重建中那样借助二维复数傅里叶变换在步骤III.2a或III.2b中获得复数图像I1a(x,y)及I1b(x,y)。
另一个复制品分别在步骤II.a或II.b中利用低通(英语“low pass”)滤波。然后将滤波后的第一回波组的原始数据组或第二回波组的在步骤III.1a或III.1b中利用二维傅里叶变换变换到图像空间，以便获得空间上低分辨率的图像及
所求的相位校正图和现在可以从空间上低分辨率的图像按照
和
直接通过相位提取来计算。但是计算上通常更有利的是，将空间上低分辨率的图像及的每个图像点复数地共轭并且除以其幅值。然后在步骤IV.a及IV.b中将这样获得的校正图逐像素地乘以空间上高分辨率的图像I1a(x,y)及I1b(x,y)并且从等式(14)和(15)这样直接实现相位校正的图像
及
在步骤V中然后可以按照等式(16)进行复数相加，以便得到涉及的层的组合的图像
在此要指出的是，“完整的原始数据组”的概念在本发明的意义上表示可以用来在现有技术中重建图像的数据组。也就是这包括了如下的数据组，在所述数据组中没有获取例如为了借助快速傅里叶变换的图像重建而所需的单个原始数据行并且还必须例如用并行的重建技术来代替其。
此外，一个完整的原始数据组可以利用唯一一个回波串，如在图3A和3B中所示，或者通过来自于图3A和3B的序列的多次重复而被获取，其中在不同的重复中一般获取不同的k空间行。第一种工作方式相应于所谓的单次激发变形HASTE或传统的快速自旋回波技术中的RARE，第二种工作方式相应于所谓的多次激发变形，具有相应的优点和缺点。
按照本发明的序列与最重要的非笛卡尔k空间轨迹，例如所谓的“PROPELLER序列”、螺旋序列、具有同心环的序列或径向序列兼容。
PROPELLER序列是一种在从James Pipe发表于杂志Magnetic Resonance inMedicine 42:963–969(1999)杂志文章“Motion Correction With PROPELLER MRI:Application to Head Motion and Free-Breathing Cardiac Imaging”中公知的快速自旋回波序列，其利用每个回波串采集一层的笛卡尔k空间片段，该k空间片段包含了k空间中心。按照本发明的脉冲序列的PROPELLER变形利用每个回波串对于m个同时重聚焦的层的每一个层采集两个笛卡尔k空间片段，其分别包含了k空间中心。在不同的回波串中采集的k空间片段分别围绕k空间中心互相旋转。
在PROPELLER/BLADE变形中优选按片段地进行两个回波组的上面示出的复数组合。“片段”在此理解为在唯一一个激励脉冲之后读出的数据。在PROPELLER/BLADE中每个k空间片段是一个笛卡尔子空间，对其可以直接应用上述算法。该修改的PROPELLER重建对于第一层在图7的流程图中示出。对于其他层以相同方式进行重建。相对于常规的PROPELLER重建的改变在此分别利用虚线画出的框来标记。
如现有技术中那样将不同的层互相独立地重建。也就是示出了一个单层的重建。与现有技术不同，两次地在不同的回波组中获取该层的螺旋桨叶片的一部分。修改的重建的目的是，将两次获取的螺旋桨叶片以相同的取向在多个方法步骤之后组合，从而如现有技术中那样每个方向呈现恰好一个片段数据组并且可以常规地进行其余的方法步骤。
PROPELLER重建通常以分别仅对一个片段的数据操作的几个方法步骤开始。
只要采用了利用多个接收线圈的并行重建技术，则在方法步骤P.Ia,P.Ib中将片段数据组的分别没有获取的行借助(例如单线圈的线圈敏感度的)线圈校准数据来代替。在最简单的情况下该方法步骤与常规的PROPELLER重建中的相应的方法步骤没有区别。可选地可以有利地利用数据组的两次存在，例如用于实现更好的信噪比、用于降低剩余的伪影或为了节省计算容量。
在两个读出窗中两次被采集的、具有相同的旋转角度的特定层的螺旋桨叶片，然后可以在将图像空间中缓慢变化的相位计算地在步骤P.IIa及P.IIb中去除了之后按照复数值地在步骤P.III中组合。方法P.IIa、P.IIb和P.III步骤的细节可以从借助图6上部解释的方法获悉。唯一的区别在此在于，运算对单个片段数据组而不是对一层的完整的、两次获取的k空间数据组进行。
在两次获取的螺旋桨叶片的按照复数值组合之后每个方向呈现一个变得完整的、每个取向(螺旋桨叶片的旋转角)的相位校正的螺旋桨叶片片段数据组Blx。其余的方法步骤可以如在常规的PROPELLER重建中那样进行。这些其余的方法步骤在此包括可选的运动检测(步骤P.IV)、密度补偿(例如在步骤P.V中)以及最后具有k空间中不同取向的螺旋桨叶片的组合、到图像空间的最终二维傅里叶变换和必要时其他可选步骤，诸如滤波操作(所有步骤共同通过框步骤P.VI代表)。具有不同取向的螺旋桨叶片的组合通常作为所谓的“网格化(Gridding)”操作来执行。可选地该步骤也可以作为如在DE 10 2005 046 732中描述的具有然后的累加的旋转来执行。常规的PROPELLER重建的细节在前面引用的James Pipe的杂志文章中可以找到。
密度补偿是有利的，因为k空间的中央区域通过不同的螺旋桨叶片多次被采集，而外围区域通常仅一次被采集。
以下讨论另外的优选实施方式。
在快速自旋回波成像中短的回波间隔通常正面地作用于图像质量。在按照本发明的方法中每个重聚焦脉冲的读出窗的数量相对于经典的单层快速自旋回波序列提高了2m，所述单层快速自旋回波序列如在图2中示出的那样每个重聚焦脉冲仅具有一个读出窗。为了尽管如此还能够实现短的回波间隔，采用优选具有大的读出梯度的按照本发明的脉冲序列，以便在尽可能短的时间中在读出方向上遍历要采集的k空间。然而最大的梯度幅值Amax通过磁共振设备的梯度系统在技术上受到限制。此外，在按照本发明的脉冲序列中在两个先后跟随的层激励脉冲α1,α2之间在时间段Tα中在读出方向上接通与在两个先后跟随的回波信号之间相同的梯度矩C＝Tα·AGRO。但是为此提供的时间比持续时间Tα短一个层激励脉冲α1,α2的持续时间。最大的读出梯度由此总是低于梯度系统的最大幅值Amax并且激励脉冲α1,α2的持续时间选择得越短则可以越接近最大幅值Amax来选择。在优选的实施方式中由此将层激励脉冲α1,α2的持续时间在考虑通过磁共振断层造影系统的高频发送系统实现的最大B1幅值的条件下和在考虑SAR限制的条件下选择为尽可能短。因为要由激励脉冲α1,α2实现的具有90°的翻转角通常小于重聚焦脉冲β,γ,δ,ε,ζ的翻转角，所以在给定的高频发送系统的最大B1幅值的情况下通常可以，将激励脉冲α1,α2的持续时间特别地选择为短于重聚焦脉冲β,γ,δ,ε,ζ的持续时间。
最后再次指出，前面描述的详细的方法和构造是实施例并且基本原理也可以在宽的范围由专业人员改变，而不脱离通过权利要求规定的本发明的范围。
例如可以，通过具有交替的幅值的读出梯度的顺序如在EPI序列情况下那样每个回波组形成多个回波并且其例如如在GRASE方法(如在“GRASE(Gradient-and Spin-Echo)Imaging:A Novel Fast MRI technique”；Magnetic Resonance in Medicine,20,1991,第344-349页描述的梯度和自旋回波方法)中那样为了降低采集时间而分离地将相位编码。替换地在此可以这样选择回波组的读出梯度的时间间隔，使得实现在读出的信号的水和脂肪分量之间期望的相位偏移。从这样获得的一个回波组的不同的图像中然后可以借助所谓的迪克松重建来重建图像，其分别仅示出检查的组织的脂肪分量或仅示出水分量。
即使重聚焦脉冲的翻转角相对于180°明显降低，按照本发明的脉冲序列也能够保持对于快速T2加权的成像来说足够长的回波串。这一点特别地在采用具有3特斯拉或更高的基本磁场的高场系统的情况下是有利的，以便能够在中等的层数m(和由此回波间隔的中等延长)情况下进行SAR负担的足够降低。由于SAR降低的原因，由此按照本发明的序列甚至优选地以重聚焦脉冲的降低的翻转角被采用。尽管在附图中以相同方式示出了所有的重聚焦脉冲，但是特别地不同的重聚焦脉冲也可以具有不同的翻转角，例如β＝180°,γ＝150°,δ＝120°,ε＝120°,…。
序列也与所谓的Variable-Rate-(VR)脉冲及Variable-Rate SelectiveExcitation(VERSE)脉冲兼容，利用这些脉冲可以实现入射的RF能量的降低，方法是，与相应的SINC脉冲相比降低高频脉冲的峰值。
为完整性起见在此指出，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除，涉及的特征也可以多重存在。同样，概念“单元”也不排除，其可以由多个组件组成，所述组件必要时也可以是空间上分布的。

Claims (16)

1.一种用于运行磁共振断层造影系统(1)以便产生检查对象(O)的磁共振图像数据的方法，具有以下在一个序列模块的范围内执行的方法步骤：
-借助空间上选择性的HF层激励脉冲(α1,α2)的序列的分别一个HF层激励脉冲(α1,α2)以第一时间间隔(Tα)激励检查对象(O)中的多个层，
-在最后的激励脉冲(α2)之后执行准备模块(Π)，该准备模块(Π)包括至少一个HF重聚焦脉冲(β)并且构造为，对于每个层分别形成一个回波信号(E1a,E2a)，其中两个先后跟随的回波信号(E1a,E2a)的时间间隔等于第一时间间隔(Tα)，
-按照与最后的由准备模块(Π)形成的回波信号(E1a)的第二时间间隔(Tγ)发送第二HF重聚焦脉冲(γ)，其中，所述第二HF重聚焦脉冲(γ)构造为，对于每个层分别形成另一个回波信号(E1b,E2b)并且在此两个先后跟随的回波信号(E1b,E2b)的时间间隔等于所述第一时间间隔(Tα)，
-分别以在各个前面的HF重聚焦脉冲(γ,δ,ε)之后的第三时间间隔(Tδ)发送至少另一个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)，用于对每个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)分别产生多个时间上分离的回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)，其中，这样选择第三时间间隔(Tδ)，使得每个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)的回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)的数量是激励的层的数量的两倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个读出梯度下每个HF重聚焦脉冲(β,γ,δ,ε,ζ)的多个回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)在相应数量的读出窗(AQ)中被读出，其中，在两个先后跟随的HF层激励脉冲(α1,α2)之间分别接通在读出方向上的梯度脉冲序列(GRO0)，其第0阶矩按照数值来说等于在所属的层的两个先后跟随的回波信号(E2a,E1a,E1b,E2b)之间由于在该时间期间在读出方向上接通的梯度脉冲序列(GRO1,GRO2,GRO3)而累加的第0阶矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所有在两个先后跟随的HF层激励脉冲(α1,α2)的等延迟点之间在层选择方向上接通的梯度脉冲(GS1,1,GS2,1,GS1,2)的累加的第0阶矩等于零。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，
-在最后的激励脉冲(α2)和准备模块(Π)之间在读出方向上接通梯度脉冲序列(GRP)，其在读出方向上精确补偿最后激励的层的自旋在准备模块(Π)的开始和在准备模块(Π)之后该层的第一回波信号(E2a)之间所累加的第0阶矩，
并且其中
-在最后由准备模块形成的回波信号(E1a)和第二HF重聚焦脉冲(γ)之间在读出方向上接通梯度脉冲序列，其在读出方向上精确补偿第0阶矩，该第0阶矩是第一个激励的层的自旋在第二HF重聚焦脉冲(γ)的等延迟点和在第二HF重聚焦脉冲(γ)之后首先激励的层的第一回波信号(E1b)之间累加的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，HF层激励脉冲(α1,α2)的持续时间比HF重聚焦脉冲(β,γ,δ,ε,ζ)的持续时间短。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，
这样构造所述准备模块(Π)，使得其在由所述准备模块(Π)采集的组织区域中将横向磁化取决于组织的扩散特性来衰减。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用序列模块的唯一一个回波串分别两次采集所述层的待扫描的k空间。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助具有多个序列模块的脉冲序列，采集所述层的分别待扫描的k空间，并且利用每个序列模块的回波串，基于所述回波信号，对于每层采集两个片段的原始数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，按照PROPELLER轨迹进行k空间的分割。
10.一种用于产生检查对象的磁共振图像数据的方法，具有以下方法步骤：
-提供在使用按照权利要求1至9中任一项所述的方法借助磁共振断层造影系统(1)在一个序列模块的范围内在不同的与HF重聚焦脉冲(β,γ,δ,ε,ζ)对应的读出窗(AQ)中获取的原始数据，
-对于来自于不同的读出窗(AQ)的原始数据计算分离的幅值图像，
-将与同一层对应的幅值图像组合为该层的唯一一个层图像。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，利用平方和方法，将与同一层对应的幅值图像组合为该层的唯一一个层图像。
12.一种用于产生检查对象的磁共振图像数据的方法，具有以下方法步骤：
-提供在使用按照权利要求1至9中任一项所述的方法借助磁共振断层造影系统(1)在一个序列模块的范围内在不同的与HF重聚焦脉冲(β,γ,δ,ε,ζ)对应的读出窗(AQ)中获取的原始数据，
-将特定的层的图像数据进行复数值的组合，该特定的层的原始数据在不同的读出窗(AQ)中被获取。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在计算地去除在图像空间中空间上缓慢变化的相位之后，将特定的层的图像数据进行复数值的组合，该特定的层的原始数据在不同的读出窗(AQ)中被获取。
14.一种产生用于利用至少一个序列模块控制用于产生检查对象(O)的磁共振图像数据的磁共振断层造影系统(1)的脉冲序列的方法，
-第一步生成以第一时间间隔(Tα)的空间上选择性的HF层激励脉冲(α1,α2)的序列，用于借助所述HF层激励脉冲(α1,α2)的分别一个来激励检查对象(O)-中的多个层，
-第二步生成以在HF层激励脉冲(α1,α2)的序列的最后的激励脉冲(α2)之后的时间间隔的准备模块(Π)，该准备模块(Π)包括至少一个HF重聚焦脉冲(β)并且构造为，对于每个层在发送脉冲序列的情况下分别形成一个回波信号(E1a,E2a)，其中，两个先后跟随的回波信号(E1a,E2a)的时间间隔等于第一时间间隔(Tα)，
-第三步生成按照与最后在发送脉冲序列时由准备模块(Π)形成的回波信号(E1a)的第二时间间隔(Tγ)的第二HF重聚焦脉冲(γ)，其中，所述第二HF重聚焦脉冲(γ)构造为，对于每个层在发送脉冲序列时分别形成另一个回波信号(E1b,E2b)并且在此两个先后跟随的回波信号(E1b,E2b)的时间间隔等于所述第一时间间隔(Tα)，
-第四步生成分别以在各个前面的HF重聚焦脉冲(γ,δ,ε)之后的第三时间间隔(Tδ)的至少另一个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)，用于对每个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)分别产生多个时间上分离的回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)，其中，这样选择第三时间间隔(Tδ)，使得每个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)的回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)的数量是激励的层的数量的两倍。
15.一种用于磁共振断层造影系统(1)的控制装置(13)，其借助脉冲序列这样控制在运行中用于产生检查对象(O)的磁共振图像数据的磁共振断层造影系统(1)，使得
-借助空间上选择性的HF层激励脉冲(α1,α2)的序列的分别一个HF层激励脉冲(α1,α2)以第一时间间隔(Tα)激励检查对象(O)中的多个层，
-在最后的激励脉冲(α2)之后执行准备模块(Π)，该准备模块(Π)包括至少一个HF重聚焦脉冲(β)并且构造为，对于每个层分别形成一个回波信号(E1a,E2a)，其中两个先后跟随的回波信号(E1a,E2a)的时间间隔等于第一时间间隔(Tα)，
-按照与最后的由准备模块(Π)形成的回波信号(E1a)的第二时间间隔(Tγ)发送第二HF重聚焦脉冲(γ)，其中，所述第二HF重聚焦脉冲(γ)构造为，对于每个层分别形成另一个回波信号(E1b,E2b)并且在此两个先后跟随的回波信号(E1b,E2b)的时间间隔等于所述第一时间间隔(Tα)，
-分别以在各个前面的HF重聚焦脉冲(γ,δ,ε)之后的第三时间间隔(Tδ)发送至少另一个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)，用于对每个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)分别产生多个时间上分离的回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)，其中，这样选择第三时间间隔(Tδ)，使得每个HF重聚焦脉冲(δ,ε,ζ)的回波信号(E1a,E1b,E2a,E2b)的数量是激励的层的数量的两倍。
16.一种磁共振断层造影系统(1)，包括以下组件：
-基本场磁体系统(4)，
-HF发送天线系统(5)，
-梯度系统(6)，
-HF接收天线系统(7)，
-按照权利要求15所述的控制装置(13)。
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