DE10191807B3

DE10191807B3 - MRI-Verfahren und -Vorrichtung zur schnellen Bewertung eines Stenoseausmaßes

Info

Publication number: DE10191807B3
Application number: DE10191807T
Authority: DE
Inventors: Vincent B. Ho; Thomas Kwok-Fah Foo
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC; Uniformed Services University of Health Sciences
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC; Uniformed Services University of Health Sciences
Priority date: 2000-05-04
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2021-05-04
Also published as: US6317620B1; DE10191807T1; WO2001084171A1; JP2003531710A; JP4960563B2

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über eine Stenose, mit den Schritten: Lokalisieren eines Gefäßes (100) für eine Bewertung eines Ausmaßes einer Stenose (124); Anwenden einer Echtzeitphasenkontrastabbildungsimpulssequenz (160) auf das Gefäß (100), um eine Benutzersteuerung eines Flusscodierungsgradientenwerts zu ermöglichen (126); und Bestimmen der Spitzenflussgeschwindigkeit in dem stenotischen Gefäß (100) durch eine Korrelation des Flusscodierungsgradientenwerts mit dem Beginn eines Flussgeschwrndigkeits-Aliasing (136).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Fachgebiet der Bewertung des Ausmaßes einer Stenose bei einer menschlichen Testperson und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, die das Ausmaß einer Stenose unter Verwendung von Kernspintomographietechnologie (MRI-Technologie) schnell bewerten.
Bei der Verengung oder Zusammenziehung von Blut zum Herz führenden Gefäßen handelt es sich um eine allgemein bekannte Ursache von Herzanfällen, und wenn sie sich unbehandelt entwickelt hat, kann sie zu einem plötzlichen Tod führen. Bei derartigen stenotischen Gefäßen ist es bekannt, dass der Bereich unmittelbar stromabwärts der Zusammenziehung dadurch gekennzeichnet ist, dass er schnelle Flussgeschwindigkeiten und/oder komplizierte Flussmuster aufweist. Im Allgemeinen führt die Verengung von ein Organ versorgenden, Blut tragenden Gefäßen schließlich im besten Falle zu einer beeinträchtigten Funktion des besagten Organs und im schlimmsten Falle zu einem Organversagen. Quantitative Flussdaten können leicht bei der Diagnose und Verwaltung von Patienten behilflich sein und ebenfalls bei dem grundlegenden Verständnis von Krankheitsprozessen helfen. Es sind viele Verfahren für die Messung des Blutflusses einschließlich abbildungsbasierter Verfahren unter Verwendung einer Radiographieabbildung von Kontrastmitteln sowohl in Projektion als auch in Computertomographie (CT), Ultraschall- und Nuklearmedizinverfahren verfügbar. Radiographie- und Nuklearmedizinverfahren erfordern die Verwendung von ionisierender Strahlung und/oder Kontrastmitteln. Einige Verfahren umfassen eine Ausbildung von Annahmen über die Flusseigenschaften, die bei einem lebenden Organismus nicht notwendigerweise zutreffen müssen, oder erfordern Wissen über den Querschnittbereich des Gefäßes oder die Flussrichtung.
Die funktionelle Bedeutung einer Stenose wird üblicherweise unter Verwendung von Doppler-Ultraschall zur Messung des Geschwindigkeits- /Druckgradienten quer über die Gefäßzusammenziehung entlang der Achse des Flusses bestimmt. Je höher der Gradient ist, desto bedeutender ist die Stenose. Die Verwendung von Doppler-Ultraschall hängt jedoch davon ab, über ein akustisches Fenster zu verfügen, das es dem Ultraschallstrahl ermöglicht, das Gefäß von Interesse bei einem Einfallswinkel so nahe an Null (d. h. parallel zu dem Gefäß) wie möglich zu beschallen. Weiterhin stellt Doppler-Ultraschall nicht die Qualität von Bildern bereit, die unter Verwendung von MR-Technologie erzeugt werden. Ferner sind Ultraschallverfahren in bestimmten Situationen aufgrund von dazwischenliegenden Geweben wie beispielsweise Knochen, übermäßigem Fett oder Luft schwer anzuwenden.
Bei der Phasenkontrast-Kernspinresonanzangiographie (MRA) handelt es sich um ein praktisches und klinisch anwendbares Verfahren zur Abbildung des Blutflusses. Die MRI verwendet Funkfrequenzimpulse und Magnetfeldgradienten, die auf eine Testperson in einem starken Magnetfeld angewendet werden, um sichtbare Bilder zu erzeugen. Wenn eine Kerne mit einem nuklearen magnetischen Nettomoment wie beispielsweise die Protonen in menschlichem Gewebe umfassende Substanz einem gleichmäßigen Magnetfeld (polarisierendes Feld B₀) ausgesetzt wird, versuchen die einzelnen magnetischen Momente der Spins in dem Gewebe, sich nach diesem polarisierenden Feld (das als in der z-Richtung befindlich angenommen wird) auszurichten, aber weisen eine Präzession um die Richtung dieses Magnetfelds mit einer charakteristischen Frequenz, die als die Larmor-Frequenz bekannt ist, auf. Falls die Substanz oder das Gewebe einem zeitlich variierenden Magnetfeld (Anregungsfeld B₁) ausgesetzt wird, das mit einer der Larmor-Frequenz gleichen Frequenz angewendet wird, kann das ausgerichtete Nettomoment oder die ”longitudinale Magnetisierung” M_z in die x-y-Ebene geschwenkt oder ”gekippt” werden, um ein transversales magnetisches Nettomoment M_t zu erzeugen. Durch die angeregten Spins wird ein Signal emittiert, nachdem das Anregungssignal B₁ beendet ist (während die angeregten Spins zu dem Grundzustand abnehmen), und dieses Signal kann empfangen und verarbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.
Wenn diese Signale zur Erzeugung von Bildern genutzt werden, werden Magnetfeldgradienten (G_x, G_y und G_z) verwendet. Typischerweise wird der abzubildende Bereich durch eine Sequenz von Messzyklen abgetastet, bei denen diese Gradienten gemäß dem verwendeten speziellen Lokalisierungsverfahren variieren. Die sich ergebenden MR-Signale werden digitalisiert und verarbeitet, um das Bild unter Verwendung eines von vielen allgemein bekannten Rekonstruktionsverfahren zu rekonstruieren.
Die MRA nutzt Flusscodierungsgradientenimpulse, die eine geschwindigkeitsabhängige Phasenverschiebung auf die transversale Magnetisierung von sich bewegenden Spins übertragen, während sie stationäre Spins unbeeinflusst lassen (Moran P. R., A Flow Velocity Zeugmatographic Interlace for NMR Imaging in Humans. Magnetic Resonance Imaging 1982; 1: 197–203). Jede Phasenkontrasterfassung erzeugt zwei Bilder: ein Größenbild, das proportional zu der Protonendichte des Objekts ist und auch T₁-gewichtet werden kann, und ein die Phase des Objekts darstellendes Bild. Das erzeugte Phasenbild weist lediglich Informationen von den sich bewegenden Spins auf, und das Signal von stationärem Gewebe wird unterdrückt. Bilder, die sowohl den durchschnittlichen Fluss über den gesamten Herzzyklus als auch den Fluss bei einer Folge von einzelnen Punkten in dem Zyklus darstellen, sind unter Verwendung dieses Verfahrens erzeugt worden. Das Phasenkontrast-MR-Verfahren erzeugt Phasenbilder mit Intensitäten, die die Größe der Flussgeschwindigkeit und auch die Richtung des Flusses darstellen. Daher können derartige Bilder sowohl für eine qualitative Beobachtung des Blutflusses als auch für eine quantitative Messung verwendet werden. Die praktische Anwendung der Phasenkontrast-MR-Angiographie und -Venographie für die quantitative Bestimmung einer Flussgeschwindigkeit ist daher offensichtlich.
Es ist daher wünschenswert, über ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnellen Bewertung eines Stenoseausmaßes unter Verwendung von MR-Technologie zu verfügen.
Bei J. J. M. Westenberg et al., ”Stenosis quantification from poststenotic signal loss in phase-contrast MRA datasets of flow Phantoms and renal arteries”, In: Int. J. Card. Imaging 15 (1999), Seiten 483–493, wird die Annahme eines Poiseuilleflusses zum Schätzen des maximalen Flusswerts verwendet. Die Schätzung der maximalen Geschwindigkeit hängt nicht von der Wahl einer Spitzenflussgeschwindigkeit ab. Statt einer Berechnung des maximalen Flusswerts wird eine Analyse bei dem größten Signal/Intensitätswert (SI-Wert) in der Röhre, nicht unbedingt der höchsten Geschwindigkeit durchgeführt.
Bei S. H. Izen, E. M. Haacke, ”Measuring nonconstant flow in magnetic resonance imaging”, IEEE Trans. Med. Imaging 9 (1990), Seiten 450–460, ist ein Verfahren zur Messung eines nicht konstanten Flusses bei einer Magnetresonanzabbildung beschrieben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur schnellen Bewertung des Ausmaßes einer Stenose unter Verwendung von MRI, die die vorstehend angeführten Probleme lösen.
Die vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache, dass hämodynamisch bedeutende Stenosen durch hohe Druck- oder Geschwindigkeitsgradienten quer über die Flussachse entlang der Länge der Stenose gekennzeichnet werden können. Die Erfindung verwendet eine Echtzeitabbildungsimpulssequenz, die es dem Benutzer ermöglicht, den Wert des Geschwindigkeitscodierungsgradienten (VENC) und die Richtung des Geschwindigkeitscodierungsgradientenwerts zu steuern. Die Spitzengeschwindigkeit quer über die Stenose kann daraufhin schnell bestimmt werden, indem der Beginn eines Flussgeschwindigkeits-Aliasing und die VENC-Einstellung korreliert werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die verwendete Impulssequenz Flusssensibilisierende bipolare Gradientensignalverläufe in einer zweidimensionalen schnellen Gradientenechoimpulssequenz auf. Da das bevorzugte Ausführungsbeispiel Flusssensibilisierungsgradienten verwendet, die zeitlich zusammenfallen, kann die sich ergebende Flusssensibilisierungsrichtung ferner durch den Benutzer in Echtzeit gedreht werden. Die Amplitude des Flusscodierungsgradienten wird erhöht, bis der Beginn eines flussbezogenen Aliasing beobachtet wird, wobei an diesem Punkt der VENC-Wert der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über die Stenose entspricht, die dann wieder als ein Indikator für das Ausmaß der Stenose verwendet wird.
Daher umfasst gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über eine Stenose eine Identifizierung eines stenotischen Gefäßes und eine Anwendung einer Echtzeitphasenkontrastabbildungsimpulssequenz auf das stenotische Gefäß, um eine Benutzersteuerung eines VENC-Werts zu ermöglichen. Das Verfahren umfasst eine Bestimmung der Spitzenflussgeschwindigkeit in dem stenotischen Gefäß durch eine Korrelation des VENC-Werts mit einem Beginn eines Flussgeschwindigkeits-Aliasing. Vorzugsweise weist die Impulssequenz Flusssensibilisierungsgradienten auf, die zeitlich zusammenfallen, um es einem Benutzer zu ermöglichen, Flusssensibilisierungsgradienten in Echtzeit zu drehen, und vorzugsweise handelt es sich um eine zweidimensionale schnelle Gradientenechoimpulssequenz mit bipolaren Gradientensignalverläufen zur Flusssensibilisierung. Bei der Bestimmung der Spitzenflussgeschwindigkeit wird die Amplitude des Flusscodierungsgradienten erhöht, bis das Flussbezogene Aliasing erfasst wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur schnellen Bewertung eines Stenoseausmaßes offenbart, das eine Identifizierung eines ersten Orts einer vermuteten Stenose und eine Anwendung einer Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz auf den ersten Ort der vermuteten Stenose umfasst. Die angewendete Impulssequenz weist einen in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Wert auf. Das Verfahren umfasst als nächstes eine Erhöhung des VENC-Werts und eine erneute Anwendung der Impulssequenz, bis der Benutzer ein flussbezogenes Aliasing beobachtet, und daraufhin eine Aufzeichnung des VENC-Werts als eine Angabe der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den ersten Ort der vermuteten Stenose. Das Verfahren umfasst als nächstes eine Rücksetzung des VENC-Werts, eine Anwendung der Impulssequenz auf einen zweiten Ort der vermuteten Stenose und daraufhin eine Erhöhung des VENC-Werts und eine erneute Anwendung der Impulssequenz, bis der Benutzer ein flussbezogenes Aliasing beobachtet. Der VENC-Wert wird daraufhin als eine Angabe der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den zweiten Ort der vermuteten Stenose aufgezeichnet. Vorzugsweise umfasst das Verfahren einen Vergleich des VENC-Werts des ersten Orts mit dem VENC-Wert des zweiten Orts zur Bestimmung eines Ausmaßes der vermuteten Stenose.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine MRI-Vorrichtung zur schnellen Bewertung eines Stenoseausmaßes offenbart, die ein MRI-System mit einer Anzahl von um eine Bohrung eines Magneten positionierten Gradientenspulen zur Aufprägung eines polarisierenden Magnetfelds, einem HF-Sende-/Empfangssystem und einer durch ein Impulssteuermodul gesteuerten HF-Modulationseinrichtung zur Übertragung von HF-Signalen zu einem HF-Spulenaufbau zur Erfassung von MR-Bildern umfasst. Die MRI-Vorrichtung umfasst einen Computer, der zur Aktivierung des MRI-Systems und zur Anwendung einer Echtzeitphasenkontrastimpulssequenz auf ein stenotisches Gefäß, wobei die Impulssequenz Flusssensibilisierungsgradienten aufweist, und zur Ermöglichung einer Benutzereingabe zur Justierung eines Werts eines Geschwindigkeitscodierungsgradienten (VENC) programmiert ist. Der Computer ist zur Anwendung des justierten VENC-Werts und zur Bestimmung, ob ein flussbezogenes Aliasing offensichtlich ist, programmiert, was entweder mit einer Benutzereingabe oder durch einen automatischen Vergleichsalgorithmus erreicht werden kann. Der Computer ist zur Wiederholung der Handlungen programmiert, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den VENC-Wert zu justieren, den justierten VENC-Wert anzuwenden und zu bestimmen, ob das flussbezogene Aliasing offensichtlich ist, bis der VENC-Wert ein bestimmbares flussbezogenes Aliasing bereitstellt, das somit einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über die Stenose entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das vorstehend angeführte Verfahren in einem Computerprogramm auf einem computerlesbaren Speicherträger realisiert, das bei seiner Ausführung einen Computer zur Anwendung einer Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz an einem ersten Ort einer vermuteten Stenose, wobei die Impulssequenz einen durch einen Benutzer steuerbaren VENC-Wert aufweist, und daraufhin zur Modifikation des VENC-Werts basierend auf der Benutzerauswahl und zur erneuten Anwendung der Impulssequenz, bis eine Erfassung eines flussbezogenen Aliasing auftritt, veranlasst. Das Computerprogramm zeichnet daraufhin den VENC-Wert als eine Angabe der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den ersten Ort der vermuteten Stenose auf und wendet daraufhin eine weitere Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz auf einen zweiten Ort der vermuteten Stenose an. Der VENC-Wert wird wieder basierend auf der Auswahl des Benutzers modifiziert, und die Impulssequenz wird erneut angewendet, bis eine Erfassung eines flussbezogenen Aliasing auftritt. Der VENC-Wert wird als eine Angabe der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den zweiten Ort der vermuteten Stenose aufgezeichnet, und daraufhin können die VENC-Werte verglichen werden, um ein Ausmaß der vermuteten Stenose zu bestimmen.
Verschiedene andere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
Die Zeichnungen veranschaulichen die gegenwärtig zur Ausführung der Erfindung erwogene beste Betriebsart.
In den Zeichnungen:
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines herkömmlichen MR-Abbildungssystems zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften stenotischen Gefäßes bei einem menschlichen Patienten, worauf die vorliegende Erfindung zur Bewertung des Ausmaßes einer derartigen Stenose gerichtet ist.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 zeigt Signalverläufe einer bei der Erfindung verwendeten MR-Abbildungsimpulssequenz.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Blutgefäßes, die ein Flussgeschwindigkeits-Aliasing darstellt.
Mit Bezug auf 1 sind die Hauptkomponenten eines die Erfindung integrierenden bevorzugten herkömmlichen MRI-Systems 10 gezeigt. Der Betrieb des Systems wird von einer Bedienungsperson-Bedieneinheit 12 gesteuert, die eine Tastatur oder andere Eingabevorrichtung 13, ein Steuerbedienpult 14 und eine Anzeige 16 umfasst. Die Bedieneinheit 12 kommuniziert durch eine Verbindung 18 mit einem getrennten Computersystem 20, das es einer Bedienungsperson ermöglicht, die Erzeugung und Anzeige von Bildern auf dem Bildschirm 16 zu steuern. Das Computersystem 20 umfasst eine Anzahl von Modulen, die durch eine Rückwandplatine 20a miteinander kommunizieren. Diese umfassen ein Bildverarbeitungseinrichtungsmodul 22, ein CPU-Modul 24 und ein Speichermodul 26, das in dem Fachgebiet als Bildzwischenspeicher zur Speicherung von regelmäßigen Anordnungen von Bilddaten bekannt ist. Das Computersystem 20 ist mit einem Plattenspeicher 28, einem Bandlaufwerk 30 oder einer anderen Form von von einem Computer lesbarem Speicherträger zur Speicherung von Bilddaten und Programmen verbunden, und es kommuniziert durch eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung 34 mit einer getrennten Systemsteuerung 32. Die Eingabevorrichtung 13 kann eine Maus, einen Joystick, eine Tastatur, einen Trackball, einen Sensor-Bildschirm, einen Lichtlesestift, eine Sprachsteuerung oder eine ähnliche Vorrichtung umfassen und kann zur interaktiven Geometrievorschrift verwendet werden.
Die Systemsteuerung 32 umfasst einen Satz von Modulen, die durch eine Rückwandplatine 32a miteinander verbunden sind. Diese umfassen ein CPU-Modul 36 und ein Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38, das durch eine serielle Verbindung 40 mit der Bedienungsperson-Bedieneinheit 12 verbunden ist. Die Systemsteuerung 32 empfängt durch die Verbindung 40 Befehle von der Bedienungsperson, die die auszuführende Abtastsequenz angeben. Das Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38 betreibt die Systemkomponenten zur Ausführung der gewünschten Abtastsequenz und erzeugt Daten, die den Zeitverlauf, die Stärke und die Form der erzeugten HF-Impulse sowie den Zeitverlauf und die Länge des Datenerfassungsfensters angeben. Das Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38 ist mit einem Satz von Gradientenverstärkern 42 verbunden, um den Zeitverlauf und die Form der während der Abtastung erzeugten Gradientenimpulse anzugeben. Das Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38 empfängt auch Patientendaten von einer Steuereinrichtung einer physiologischen Erfassung 44, die Signale von einer Anzahl von mit dem Patienten verbundenen unterschiedlichen Sensoren wie beispielsweise EKG-Signale von an dem Patienten befestigten Elektroden empfängt. Das Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38 ist mit einer Abtastraumschnittstellenschaltung 46 verbunden, die Signale von verschiedenen dem Zustand des Patienten und des Magnetsystems zugeordneten Sensoren empfängt. Durch die Abtastraumschnittstellenschaltung 46 empfängt ferner ein Patientenpositionierungssystem 48 Befehle zur Bewegung des Patienten zu der gewünschten Position für die Abtastung.
Die durch das Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38 erzeugten Gradientensignalverläufe werden dem Gradientenverstärkersystem 42 mit G_x-, G_y- und G_z-Verstärkern zugeführt. Jeder Gradientenverstärker regt eine entsprechende Gradientenspule in einem allgemein mit 50 bezeichneten Aufbau an, um die zur räumlichen Codierung erfasster Signale verwendeten Magnetfeldgradienten zu erzeugen. Der Gradientenspulenaufbau 50 bildet einen Teil eines Magnetaufbaus 52, der einen polarisierenden Magneten 54 und eine Ganzkörper-HF-Spule 56 umfasst. Ein Sende-/Empfangseinrichtungsmodul 58 in der Systemsteuerung 32 erzeugt Impulse, die durch einen HF-Verstärker 60 verstärkt und durch einen Sende-/Empfangsschalter 62 mit der HF-Spule 56 gekoppelt werden. Die durch die angeregten Kerne in dem Patienten emittierten sich ergebenden Signale können durch die gleiche HF-Spule 56 erfasst und durch den Sende-/Empfangsschalter 62 mit einem Vorverstärker 64 gekoppelt werden. Die verstärkten MR-Signale werden in dem Em0pfängerabschnitt der Sende-/Empfangseinrichtung 58 demoduliert, gefiltert und digitalisiert. Der Sende-/Empfangsschalter 62 wird durch ein Signal von dem Impulserzeugungseinrichtungsmodul 38 zur elektrischen Verbindung des HF-Verstärkers 60 mit der Spule 56 während der Sendebetriebsart und zur Verbindung des Vorverstärkers 64 während der Empfangsbetriebsart gesteuert. Der Sende-/Empfangsschalter 62 ermöglicht es ferner, eine getrennte HF-Spule (z. B. eine Oberflächenspule) in entweder der Sende- oder der Empfangsbetriebsart zu verwenden.
Die durch die HF-Spule 56 aufgenommenen MR-Signale werden durch das Sende-/Empfangseinrichtungsmodul 58 digitalisiert und zu einem Speichermodul 66 in der Systemsteuerung 32 übertragen. Wenn eine Abtastung abgeschlossen ist, ist eine regelmäßige Anordnung von Original-k-Raum-Daten in dem Speichermodul 66 erfasst worden. Diese Original-k-Raum-Daten werden für jedes zu rekonstruierende Bild in getrennte regelmäßige Anordnungen von k-Raum-Daten neu angeordnet, und jede von ihnen wird einer Array-Verarbeitungseinrichtung 68 zugeführt, die zur Fourier-Transformation der Daten in eine regelmäßige Anordnung von Bilddaten arbeitet. Diese Bilddaten werden durch die serielle Verbindung 34 zu dem Computersystem 20 übertragen, wo sie in dem Plattenspeicher 28 gespeichert werden. Im Ansprechen auf von der Bedienungsperson-Bedieneinheit 12 empfangene Befehle können diese Bilddaten auf dem Bandlaufwerk 30 archiviert werden, oder sie können durch die Bildverarbeitungseinrichtung 22 weiter verarbeitet und zu der Bedienungsperson-Bedieneinheit 12 übertragen und auf der Anzeige 16 dargestellt werden.
Die Erfindung umfasst ein zur Verwendung mit dem MR-System, auf das vorstehend Bezug genommen ist, oder einem ähnlichen oder äquivalenten System zum Erhalten von MR-Bildern geeignetes Verfahren und System, die zur Bestimmung einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über eine Stenose und zur schnellen Bewertung des Ausmaßes der Stenose verwendet werden.
Mit Bezug auf 2 ist eine schematische Darstellung eines Blutgefäßes 100 longitudinal gezeigt, wobei viskoses Blut 102 durch es fließt. Das Blutgefäß 100 ist mit einem als Einlass fungierenden ersten Ende 104 und einem als Auslass fungierenden zweiten Ende 106 gezeigt. Zwischen den Enden 104 und 106 befindet sich eine Zusammenziehung oder ein stenotischer Bereich 108. Die Erfindung zieht Nutzen aus der Tatsache, dass die Blutflussgeschwindigkeit V₂ bei dem Auslassende 106 größer als die Blutflussgeschwindigkeit V₁ bei dem Einlassende 104 ist (d. h. V₂ > V₁) und entsprechend der Blutdruck P₂ bei dem Auslassende 106 kleiner als der Blutdruck P₁ bei dem Einlassende 104 ist (d. h. P₂ < P₁). Im allgemeinen ist bei einem stenotischen Gefäß wie beispielsweise dem Blutgefäß 100 der Bereich 110 in dem Auslassende 106 des Gefäßes, der sich unmittelbar stromabwärts von der Zusammenziehung 108 befindet, dadurch gekennzeichnet, dass er schnelle Blutflussgeschwindigkeiten oder komplizierte Blutflussmuster aufweist. Ferner hören in Bereichen, wo der Grad der Zusammenziehung hoch ist, die auftretenden Flussmuster in dem Bereich 110 auf, laminar zu sein, und nehmen komplizierte Flussmuster an, was die Erzeugung von Flussstrudeln oder -wirbeln einschließt.
Die Erfindung zieht einen Vorteil aus der Tatsache, dass hämodynamisch bedeutende Stenosen durch die hohen Geschwindigkeitsgradienten quer über die Flussachse und entlang ihrer Länge gekennzeichnet werden können. Das hämodynamische Ausmaß der Stenose kann daraufhin durch die Änderungen der Geschwindigkeitsgradienten durch den stenotischen Bereich eingestuft werden. Um dies zu tun, nutzt die Erfindung eine Echtzeitphasenkontrast-MR-Bildimpulssequenz mit einer Phasendifferenzverarbeitung zur Beurteilung der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über eine derartige Stenose. Somit wird es dem Benutzer ermöglicht, eine Richtung eines Geschwindigkeitscodierungsgradienten und einen Wert des Geschwindigkeitscodierungsgradienten zu steuern, auf den nachstehend als den VENC-Wert Bezug genommen ist. Im allgemeinen kann durch eine Erhöhung des VENC-Werts, bis ein Beginn eines flussbezogenen Aliasing beobachtet wird, die Spitzengeschwindigkeit quer über die Stenose bestimmt werden, indem der Beginn des Flussgeschwindigkeits-Aliasing mit der VENC-Einstellung korreliert wird. In einigen Fällen kann es bevorzugt sein, zusätzlich ein Kontrastmittel zu verabreichen, um die T₁-Zeit zur Verbesserung der Signalintensität und folglich zur Erhöhung des Störabstand zu verkürzen. Dies führt zu einer entsprechenden Erhöhung der Wirksamkeit der Bewertung des Ausmaßes der Stenose gemäß der Erfindung.
Gemäß der Erfindung zeigt 3 ein Flussdiagramm, das das Verfahren und eine Darstellung der in den Computer der MRI-Vorrichtung gemäß 1 programmierten Software zeigt. Bei einem Beginn 120 wird ein Patient dazu vorbereitet 122, einer MRI-Untersuchung unterzogen zu werden, wie es allgemein bekannt ist. Der Patient und/oder die MR-Vorrichtung werden in eine Lage zur Erfassung von MR-Bildern in einem Bereich eines vermuteten stenotischen Gefäßes gebracht 124. Unter Verwendung der Echtzeitphasenkontrastimpulssequenz wie vorstehend angeführt und unter Bezugnahme auf 4 weiter beschrieben wird die Flusssensibilisierungsrichtung bei 126 nach der Richtung oder Achse des Flusses und quer über die Stenose ausgerichtet. An diesem Punkt wird der VENC-Wert auf einen Wert eingestellt 128, unterhalb dessen bekanntermaßen kein Flussgeschwindigkeits-Aliasing auftritt, oder es kann ein Bild erfasst werden, um den VENC-Wert da einzustellen, wo kein Aliasing beobachtet wird. 5 zeigt ein Beispiel eines derartigen flussbezogenen Aliasing. 5 zeigt einen Querschnitt eines Gefäßes 100 wie beispielsweise des in 2 gezeigten Gefäßes. Ohne ein flussbezogenes Aliasing erscheint das Gefäß 100 als Weißblendung (whiteout) in dem rekonstruierten MR-Bild, wie es durch ein Bezugszeichen 182 dargestellt ist. Die Phase in dem Gefäß variiert ebenfalls fließend. Nach dem Beginn eines flussbezogenen Aliasing (das nachstehend ausführlicher mathematisch beschrieben ist) erscheint jedoch ein Aliasing-Abschnitt 184 verdunkelt, entweder in Schattierungen von Grau oder in Schwarz. Der Aliasing-Abschnitt 184 kann als ein gesamter Teil des Gefäßes 100 erscheinen, wie es in 5 gezeigt ist, oder kann als ein Streifen oder ein kleiner Abschnitt des Gefäßes 100 erscheinen. Darüber hinaus kann der Beginn des flussbezogenen Aliasing durch die abrupten Änderungen der Phase in dem Gefäß gekennzeichnet werden. In jedem Fall ist irgendeine Angabe eines plötzlichen Ergrauens in dem Gefäß vorhanden, wenn der VENC-Wert bis zu dem Aliasing-Punkt erhöht wird.
Wieder mit Bezug auf 3 wird ein Bild erfasst 130, sobald der VENC-Wert eingestellt ist 128, der VENC-Wert wird erhöht 132, und es wird ein weiteres Bild erfasst 134. Das Bild wird daraufhin zur Bestimmung, ob ein flussbezogenes Aliasing in dem stenotischen Gefäß aufgetreten ist, verwendet 136. Falls es nicht aufgetreten ist 138, wird der VENC-Wert inkrementell erhöht 132, bis ein flussbezogenes Aliasing in dem bei 134 erfassten Bild beobachtet wird 136, 140. Der VENC-Wert 132, der sich zu Beginn des flussbezogenen Aliasing 136, 140 ergeben hat, wird daraufhin bei 142 aufgezeichnet. Falls es erwünscht ist, einen weiteren Satz von Daten bei einer anderen Position entlang des stenotischen Gefäßes zu erfassen 144, wird die Erfassungsstelle entlang des stenotischen Gefäßes neu lokalisiert 146, und der vorstehend angeführte Prozess wird so oft wiederholt, wie es von der MR-Bedienungsperson gewünscht wird. D. h., die Spins werden wieder entlang der Flusssensibilisierungsrichtung quer über die Stenose ausgerichtet 126, der VENC-Wert wird bei 128 rückgesetzt, ein Bild wird bei 130 erfasst, und daraufhin wird der VENC-Wert erhöht 132, bis ein Aliasing in dem erfassten Bild 134 beobachtet wird 136, 140. Nachdem der VENC-Wert wieder aufgezeichnet ist 142 und die MR-Bedienungsperson ausreichende Daten erfasst hat 144, 148, können die korrelierten VENC-Werte daraufhin verglichen werden 150, um das Ausmaß der Stenose und/oder den genauen Ort der Stenose zu bestimmen. Die Untersuchung ist daraufhin abgeschlossen 152.
4 zeigt die bei der Erfindung verwendete Phasenkontrastabbildungsimpulssequenz 160. Wie es bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, fallen die Flusssensibilisierungsgradienten 162, 164 und 166 derart in der Zeit relativ zusammen, dass es ermöglicht wird, dass die Richtung der Flusssensibilisierungsgradienten durch den Benutzer in Echtzeit gedreht wird. Es ist selbstverständlich, dass die Bedeutung der Platzierung der Flusssensibilisierungsgradienten darin besteht, dass sie mit Bezug auf die Gesamtimpulssequenz 160 relativ zusammenfallen, obwohl 4 die Flusssensibilisierungsgradienten im Wesentlichen ausgefluchtet zeigt. Es wird bevorzugt, dass die Flusssensibilisierungsgradienten 162, 164 und 166 in der Zeit relativ zusammenfallend zwischen dem Impulscodierungsgradienten 168 und dem Auslesegradienten 170 gelegen sind. Die Phasencodierungsgradienten 172 und 174 sind zusammen mit den Crusher-Gradienten (gradient crushers) 176, 178 und dem HF-Impuls 180 jeweils als Bezugspunkte gezeigt.
Als nächstes ist eine kurze zusammenfassende Beschreibung der VENC-Wert-Berechnung bereitgestellt. Der Wert des ersten Moments für einen einzelnen bipolaren Gradientensignalverlauf ist gegeben durch: M₁ = AT, [1] wobei A der Bereich des unipolaren Teils eines bipolaren Gradientensignalverlaufs und T die zeitliche Trennung zwischen den zwei jeweils eine entgegengesetzte Polarität aufweisenden unipolaren Zacken ist, die den bipolaren Gradientensignalverlauf bilden, wie es in 4 gezeigt ist. Die durch den bipolaren Gradientensignalverlauf erzeugte sich ergebende Phase ist gegeben durch: ϕ= γM₁ν →, [2] wobei γ das gyromagnetische Verhältnis und ν → die Geschwindigkeit ist. Die Phase, die bei der Phasendifferenzverarbeitung gemessen wird, ist gegeben durch: Δϕ = 2γM₁ν→. [3]
Da der VENC-Wert derart beschaffen ist, dass bei der speziellen Geschwindigkeit die entsprechende Phasenverschiebung π Radianten beträgt, wird das erste Moment des bipolaren Signalverlaufs derart justiert, dass: M₁ = π / 2γVENC. [4]
Für diesen VENC-Wert übersteigende Geschwindigkeiten ist die Phasendifferenz größer als |π|, und daher tritt ein Aliasing auf. Wie es vorstehend angeführt ist, wird der VENC-Wert daraufhin als eine Angabe der Spitzenflussgeschwindigkeit verwendet. Der Grad des Stenoseausmaßes wird derart bestimmt, dass er größer wird, während der VENC-Wert sich erhöht.
Bei der nachstehenden Beschreibung handelt es sich um eine vollständigere Erläuterung der Phasenkontrastabbildung. Einen in einer spezifischen Richtung angewendeten Magnetfeldgradienten betrachtend handelt es sich bei der durch ein Spinensemble angesammelten Phase um eine Funktion der Bewegungsgleichung des Ensembles und des angewendeten Gradientenfelds. D. h.:
wobei G →(t) der den zeitlich variierenden Gradienten (Richtung und Amplitude) beschreibende Vektor und r →(t) der derartige Bewegungsvektor ist, dass r →(t) = r →₀ + ν →t + 1 / 2a →t² + ..., [6] wobei der erste Ausdruck die Anfangsposition des Spinensembles zu der Zeit t = 0 darstellt und die anderen Ausdrücke die einer konstanten Geschwindigkeit, Beschleunigung und den höheren Ordnungen der Bewegung zuzuschreibende Bewegung darstellen. Die höheren Ordnungen der Bewegung können für diese Beschreibung ignoriert werden, da die Komponente der konstanten Geschwindigkeit überwiegt.
Um ein besseres Verständnis für die Interaktion der Geschwindigkeit und der Phase zu bekommen, kann die Gleichung [5] erweitert werden zu:
wobei M₀ und M₁ das nullte bzw. erste Gradientenmoment darstellen. Falls es sich bei G(t) um einen einzelnen, unipolaren Gradientenzacken handelt, wäre die Phase in einem Volumenelement durch die Gleichung [7] gegeben. Falls diesem Gradienten unmittelbar folgend ein identischer unipolarer Gradient mit entgegengesetztem Vorzeichen angewendet wird, ist die diesem zweiten Gradientenzacken zuzuschreibende Phase gegeben durch: ϕ' = γr₀M'₀ + γνM'₁. [8]
Da es sich bei dem nullten Moment lediglich um den Bereich unter dem Gradientenzacken handelt, ist M'₀ gleich –M₀. Wenn sie kombiniert werden, sind die zwei unipolaren Zacken des identischen Bereichs, aber entgegengesetzten Vorzeichens, im Wesentlichen ein einzelner bipolarer Gradientensignalverlauf. Da es sich jedoch bei dem ersten Moment um ein Zeitgewichtetes Integral handelt, ist M'₁ nicht gleich –M₁. Die durch den kombinierten bipolaren Gradientenzacken angesammelte Phase ist dann die Summe aus der Gleichung [7] und der Gleichung [8], die gegeben ist durch: ϕ₁ = ϕ + ϕ' = γν(M'₁ + M₁). [9]
Es ist zu beachten, dass die Phasenansammlung von einem angewendeten bipolaren Gradienten unabhängig von der Anfangsposition und direkt proportional zu der Geschwindigkeit ist. Der bipolare Gradient weist einen Nettobereich von Null und keine Wirkung auf stationäres Gewebe auf. Somit kann ohne einen Verlust der Allgemeinheit G(t) derart als ein einzelner bipolarer Signalverlauf betrachtet werden, dass die Phase einfach durch die Gleichung [2] gegeben ist: ϕ = γM1ν →. [2]
Bei einem vollkommenen Experiment stellt eine einzelne Erfassung mit einem bipolaren Gradienten ein Bild bereit, dessen Phase den Fluss in der Richtung des angewendeten Gradienten darstellt, wie er durch die Gleichung [2] gegeben ist. Restwirbelströme, Magnetfeldhomogenität und magnetische Empfindlichkeit tragen jedoch zu einer räumlich variierenden Phase ungleich Null selbst für stationäres Gewebe bei. Diese räumliche Phasenvariation ist nicht flussbezogen und kann quer über ein Bild groß sein. Zur Vermeidung dieses Problems werden zwei Bilder mit bipolaren Gradienten entgegengesetzten Vorzeichens (umgeschalteten bipolaren Gradienten) subtrahiert. Jede stationärem Gewebe zuzuschreibende Phase ungleich Null gleicht sich aus, was ein Bild mit der bei den zwei Erfassungen angesammelten Differenz der Phase übriglässt. Durch eine Inversion des bipolaren Signalverlaufs für die zweite Erfassung handelt es sich bei der Phase dieser nachfolgenden Erfassung um die Negation der Gleichung [2] (d. h. ϕ₂ = –ϕ₁), und M_1,Erf2 = –M_1,Erf1 = –M₁. Die Phasendifferenz bei dem subtrahierten Bild ist daraufhin: Δϕ = ϕ₁ – ϕ₂ = γν →ΔM₁, [10] mit
Aus der Phasendifferenzgleichung, der Gleichung [10], ist es klar, dass eine entsprechende Änderung des Vorzeichens von Δϕ vorhanden ist, falls die Spins die Flussrichtung umkehren, d. h. ν → das Vorzeichen umkehrt. Somit stellt die Größe eines Phasendifferenzbilds eine Messung der Flussgeschwindigkeit bereit, während das Vorzeichen die Flussrichtung angibt.
Das Phasendifferenzbild (nach der Subtraktion) zeigt bei jedem Bildelement den Wert der Gleichung [10] an. Die durch die Gleichung [10] gegebene Phasenverschiebung ist proportional zu der Geschwindigkeit und der Differenz des ersten Gradientenmoments (Gleichung [11]). Falls Δϕπ Radianten oder 180° übersteigt oder bei der falschen Darstellung einer Phase als die einer weiteren anderen Phase, tritt ein Aliasing auf, wie es in 5 gezeigt ist. Beispielsweise ist eine Phasendifferenz von +190° nicht von einer Phasendifferenz von –170° oder selbst –530° zu unterscheiden. Somit können Spins mit einer hohen Geschwindigkeit als eine niedrigere Geschwindigkeit aufweisend dargestellt werden, oder in eine Richtung fließende Spins können unrichtig als in der entgegengesetzten Richtung fließend dargestellt werden. Dies ist das Phänomen, auf das nachstehend als Geschwindigkeits-Fluss-Aliasing Bezug genommen ist, und es ist analog zu einem Bildherumverziehen bzw. einem Bildübertrag auf die nächste Zeile (warp-around).
Zum Finden des Punkts des flussbezogenen Aliasing werden die Phasenverschiebungen in der Gleichung [10] zuerst in ±180° (±π Radianten) gebracht. Daraufhin kann durch ein Aufwärtswählen des VENC-Werts bis zu dem Beginn des flussbezogenen Aliasing die Spitzengeschwindigkeit bestimmt werden, wie es vorstehend angeführt ist.
Entsprechend umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über die Stenose, das eine Lokalisierung eines Gefäßes zur Stenoseausmaßbewertung, eine Anwendung einer Echtzeitphasenkontrastabbildungsimpulssequenz auf das Gefäß zur Ermöglichung einer Benutzersteuerung eines Flusscodierungsgradienten und eine Bestimmung der Spitzenflussgeschwindigkeit in dem stenotischen Gefäß durch eine Korrelation des Flusscodierungsgradienten mit einem Beginn eines Flussgeschwindigkeits-Aliasing umfasst. Wie es beschrieben ist, weist die Impulssequenz vorzugsweise Flusssensibilisierungsgradienten auf, die in der Zeit relativ zusammenfallen, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die Flusssensibilisierungsgradienten in Echtzeit zu drehen.
Die Erfindung umfasst ebenfalls ein Verfahren zur schnellen Bewertung eines Stenoseausmaßes, das eine Identifizierung eines ersten Orts einer vermuteten Stenose in einem Gefäß und eine Anwendung einer Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz auf den ersten Ort der vermuteten Stenose umfasst. Da die Impulssequenz einen in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Wert aufweist, umfasst das Verfahren eine Erhöhung des durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts und eine erneute Anwendung der Impulssequenz, bis ein Benutzer ein flussbezogenes Aliasing beobachtet, wie es vorstehend beschrieben ist. Der spezielle VENC-Wert wird daraufhin als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den ersten Ort der vermuteten Stenose notiert. Der VENC-Wert wird daraufhin rückgesetzt, und die Impulssequenz wird auf einen zweiten Ort der vermuteten Stenose angewendet. Wieder umfasst das Verfahren eine Erhöhung des durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts und eine erneute Anwendung der Impulssequenz, bis der Benutzer ein flussbezogenes Aliasing beobachtet, und daraufhin eine Aufzeichnung des VENC-Werts als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den zweiten Ort der vermuteten Stenose. Das Verfahren umfasst als nächstes einen Vergleich des an dem ersten Ort erfassten VENC-Werts mit dem an dem zweiten Ort erfassten VENC-Wert zur Bestimmung eines Ausmaßes der vermuteten Stenose. Vorzugsweise handelt es sich bei der Impulssequenz um eine zweidimensionale schnelle Gradientenechoimpulssequenz mit Flusssensibilisierenden bipolaren Gradientensignalverläufen, die in der Zeit relativ zusammenfallen. Zusätzlich kann das Verfahren eine Ermöglichung einer Drehung von sich ergebenden Flusssensibilisierungsgradienten in Echtzeit durch den Benutzer umfassen. Wie es vorstehend angeführt ist, kann die Verabreichung eines Kontrastmittels wünschenswert sein, um die Signalintensität und die sich ergebende Auflösung zu verbessern.
Die vorstehend angeführten Verfahren sind in einer MRI-Vorrichtung integriert, die ein Stenoseausmaß schnell bewerten kann und die ein MRI-System mit einer Vielzahl von um die Bohrung eines Magneten positionierten Gradientenspulen zur Aufprägung eines polarisierenden Magnetfelds, ein HF-Sende-/Empfangssystem und einen durch ein Impulsmodul gesteuerten HF-Schalter zur Übertragung von HF-Signalen zu einem HF-Spulenaufbau, um dann wieder MR-Bilder zu erfassen, umfasst. Ein Computer ist zur Anwendung einer Echtzeitphasenkontrastimpulssequenz auf ein vermutetes stenotisches Gefäß, wobei die Impulssequenz in der Zeit relativ zusammenfallende Flusssensibilisierungsgradienten aufweist, und dazu, einem Benutzer eine Justierung eines VENC-Werts eines Geschwindigkeitscodierungsgradienten zu ermöglichen, programmiert. Der Computer ist ebenfalls zur Anwendung der Impulssequenz des justierten VENC-Werts und zur Bestimmung, ob ein flussbezogenes Aliasing offensichtlich ist, programmiert. Das Programm wiederholt daraufhin die Handlungen, es einem Benutzer zu ermöglichen, den VENC-Wert zu justieren, eine Impulssequenz mit dem VENC-Wert anzuwenden und es zu bestimmen, ob das flussbezogene Aliasing aufgetreten ist, bis der ausgewählte VENC-Wert ein bestimmbares flussbezogenes Aliasing bereitstellt, das somit einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über die vermutete Stenose entspricht. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beobachtet oder erfasst die MR-Bedienungsperson den Beginn des flussbezogenen Aliasing, es wird jedoch erwogen, dass ein geeigneter Algorithmus in der Erfindung derart realisiert werden kann, dass der Computer die Aliasing-Bestimmung ausführen kann.
Die Erfindung umfasst ferner einen computerlesbaren Speicherträger, auf dem ein Computerprogramm mit Anweisungen gespeichert ist, die bei ihrer Ausführung durch einen Computer den Computer zur Anwendung einer Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz auf einen ersten Ort einer vermuteten Stenose, wobei die Impulssequenz einen durch einen Benutzer steuerbaren VENC-Wert aufweist, und daraufhin zur Modifikation oder Akzeptanz der Modifikation des VENC-Werts basierend auf einer Benutzereingabe und zur erneuten Anwendung der Impulssequenz, bis eine Erfassung eines flussbezogenen Aliasing auftritt, veranlasst. Der VENC-Wert wird daraufhin als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den ersten Ort der vermuteten Stenose aufgezeichnet. Eine weitere Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz wird auf einen zweiten Ort der vermuteten Stenose angewendet, und wieder wird der VENC-Wert basierend auf einer Benutzereingabe modifiziert und erneut angewendet, bis eine Erfassung eines flussbezogenen Aliasing auftritt. Der VENC-Wert, der zu einem flussbezogenen Aliasing führt, wird durch den Computer als eine Angabe der Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den zweiten Ort der vermuteten Stenose aufgezeichnet. Der Computer kann daraufhin den VENC-Wert des ersten Orts mit dem VENC-Wert des zweiten Orts vergleichen, um das Ausmaß der vermuteten Stenose zu bestimmen.
Es sollte für den Fachmann leicht ersichtlich sein, dass dieses Echtzeitverfahren zur Geschwindigkeitsmessung ferner die Bestimmung des passenden oder idealen VENC-Werts für eine nachfolgende 2D- oder 3D-Diagnosephasenkontrast-MRA-Erfassung beschleunigt und verbessert. Eine richtige VENC-Vorschrift minimiert auf ein Signal-Aliasing bezogene Bildartefakte und optimiert ein Gefäßsignal auf Phasenkontrast-MRA-Bildern. Dies verringert ferner die Wahrscheinlichkeit für eine durch eine schlechte VENC-Vorschrift (ein zu hoher oder zu niedriger VENC-Wert) bedingte wiederholte Phasenkontrast-MRA.
Die Erfindung ist hinsichtlich des bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, und es wird erkannt, dass Äquivalente, Alternativen und Modifikationen abgesehen von den ausdrücklich angegebenen möglich sind.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über eine Stenose, mit den Schritten: Lokalisieren eines Gefäßes (100) für eine Bewertung eines Ausmaßes einer Stenose (124); Anwenden einer Echtzeitphasenkontrastabbildungsimpulssequenz (160) auf das Gefäß (100), um eine Benutzersteuerung eines Flusscodierungsgradientenwerts zu ermöglichen (126); und Bestimmen der Spitzenflussgeschwindigkeit in dem stenotischen Gefäß (100) durch eine Korrelation des Flusscodierungsgradientenwerts mit dem Beginn eines Flussgeschwrndigkeits-Aliasing (136).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Impulssequenz (160) Flusssensibilisierungsgradienten (162, 164, 166) aufweist, die zugleich angelegt werden, um es einem Benutzer zu ermöglichen, Flusssensibilisierungsgradienten in Echtzeit zu drehen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Erhöhens der Amplitude (132) des Flusscodierungsgradientenwerts, bis ein flussbezogenes Aliasing erfasst wird (136, 140).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Benutzer die Amplitude erhöht (132), bis das flussbezogene Aliasing durch den Benutzer beobachtet wird (136, 140).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Amplitude erhöht wird (132), bis der Flusscodierungsgradientenwert der Spitzenflussgeschwindigkeit (136, 140) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Bereitstellen einer Benutzerjustierbarkeit des Geschwindigkeitscodierungsgradientenwerts und einer Richtung des Flusscodierungsgradienten (132).
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Verabreichens eines Kontrastmittels, bevor die Impulssequenz angewendet wird (126), um einen Störabstand zu erhöhen.
Verfahren zur schnellen Bewertung eines Ausmaßes einer Stenose, mit den Schritten: Identifizieren eines ersten Orts einer vermuteten Stenose (124); Anwenden einer Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz auf den ersten Ort der vermuteten Stenose (126), wobei die Impulssequenz einen in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Wert aufweist; Erhöhen des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts (132) und erneutes Anwenden der Impulssequenz (134), bis ein Benutzer ein flussbezogenes Aliasing beobachtet (136, 140); Aufzeichnen des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts (142) als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den ersten Ort der vermuteten Stenose; Rücksetzen des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts (128); Anwenden der Impulssequenz auf einen zweiten Ort der vermuteten Stenose (130); Erhöhen des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts (132) und erneutes Anwenden der Impulssequenz (134), bis der Benutzer ein flussbezogenes Aliasing beobachtet (136, 140); Aufzeichnen des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts (142) als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den zweiten Ort der vermuteten Stenose; und Vergleichen des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts des ersten Orts mit dem des zweiten Orts (150) zur Bestimmung des Ausmaßes der vermuteten Stenose.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die MR-Impulssequenz eine zweidimensionale schnelle Gradientenechoimpulssequenz (160) mit flusssensibilisierenden bipolaren Gradientensignalverläufen (162, 164, 166) ist, die in der Zeit relativ zusammenfallen.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem Schritt, eine Drehung von sich ergebenden Flusssensibilisierungsgradienten (162, 164, 166) in Echtzeit durch den Benutzer zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Erhöhens des in Echtzeit durch einen Benutzer gesteuerten VENC-Werts (132) weiter als ein Erhöhen einer Amplitude eines Geschwindigkeitscodierungsgradienten, bis der VENC-Wert einer Spitzenflussgeschwindigkeit entspricht, um dadurch das Ausmaß der vermuteten Stenose zu identifizieren, definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit dem Schritt des Verabreichens eines Kontrastmittels bei einer Testperson zur Verbesserung der Signalintensität, um dadurch eine erhöhte Auflösung der Benutzerbeobachtung des flussbezogenen Aliasing (136) zu ermöglichen.
MRI-Vorrichtung zum schnellen Zugriff auf ein Ausmaß einer Stenose, mit: einem Kernspintomographiesystem (MRI-System) (10) mit einer Vielzahl von um die Bohrung eines Magneten (52) positionierten Gradientenspulen (50) zur Aufprägung eines polarisierenden Magnetfelds und einem HF-Sende-/Empfangssystem (58) und einem durch ein Impulsmodul (38) gesteuerten HF-Schalter (62) zur Übertragung von HF-Signalen zu einem HF-Spulenaufbau (56) zur Erfassung von MR-Bildern; und einem Computer (20), der dazu programmiert ist: (A) eine Echtzeitphasenkontrastimpulssequenz (160) auf ein vermutetes stenotisches Gefäß (100, 108) anzuwenden, wobei die Impulssequenz (160) Flusssensibilisierungsgradienten (162, 164, 166) aufweist, die zeitgleich angelegt werden; (B) es einem Benutzer zu ermöglichen, einen VENC-Wert eines Geschwindigkeitscodierungsgradienten zu justieren; (C) die Impulssequenz mit dem VENC-Wert wie durch den Benutzer justiert anzuwenden (134); (D) es zu bestimmen, ob ein flussbezogenes Aliasing offensichtlich ist (136); und (E) die Handlungen (B) bis (D) zu wiederholen, bis der VENC-Wert ein bestimmbares flussbezogenes Aliasing bereitstelt (140), das somit einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über die vermutete Stenose (108) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Computer (20) ferner dazu programmiert ist, eine Drehung der Flusssensibilisierungsgradienten in Echtzeit zu ermöglichen,
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Computer (20) ferner dazu programmiert ist, eine Amplitude des VENC-Werts zu erhöhen (132), bis ein flussbezogenes Aliasing beobachtbar ist (140).
Computerlesbarer Speicherträger (28), auf dem ein Computerprogramm mit Anweisungen gespeichert ist, die bei ihrer Ausführung durch einen Computer den Computer dazu veranlassen: eine Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz (160) auf einen ersten Ort einer vermuteten Stenose (100, 108) anzuwenden, wobei die Impulssequenz einen durch einen Benutzer steuerbaren VENC-Wert aufweist; bis zu einer Erfassung eines flussbezogenen Aliasing (136, 140) den VENC-Wert basierend auf einer Benutzereingabe zu modifizieren (132) und die Impulssequenz erneut anzuwenden (134); den VENC-Wert als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den ersten Ort der vermuteten Stenose (108) aufzuzeichnen (142); eine weitere Phasenkontrast-MR-Abbildungsimpulssequenz (168) auf einen zweiten Ort der vermuteten Stenose (108) anzuwenden, wobei die Impulssequenz einen durch den Benutzer steuerbaren VENC-Wert aufweist; bis zu einer Erfassung eines flussbezogenen Aliasing (136, 140) den VENC-Wert basierend auf einer Benutzereingabe zu modifizieren (132) und die Impulssequenz erneut anzuwenden (134); den VENC-Wert als eine Angabe einer Spitzenflussgeschwindigkeit quer über den zweiten Ort der vermuteten Stenose (108) aufzuzeichnen (142); und den VENC-Wert des ersten Orts mit dem des zweiten Orts zu vergleichen (150), um ein Ausmaß der vermuteten Stenose (108) zu bestimmen.
Computerlesbarer Speicherträger (28) nach Anspruch 16, wobei das Computerprogramm ferner den Computer (20) zur Erzeugung und Anwendung der MR-Impulssequenz als eine zweidimensionale schnelle Gradientenechoimpulssequenz (160) mit flusssensibilisierenden bipolaren Gradientensignalverläufen (162, 164, 166) veranlasst, die zeitgleich angelegt werden.
Computerlesbarer Speicherträger (28) nach Anspruch 16, wobei das Computerprogramm ferner den Computer (20) zur Erhöhung des VENC-Werts (132) durch eine Erhöhung einer Amplitude eines Geschwindigkeitscodierungsgradienten, bis der VENC-Wert einer Spitzenflussgeschwindigkeit entspricht (140), veranlasst, um dadurch ein Ausmaß der Stenose zu identifizieren.
Computerlesbarer Speicherträger (28) nach Anspruch 16, wobei das Computerprogramm ferner den Computer (20) dazu veranlasst, eine Drehung von sich ergebenden Flusssensibilisierungsgradienten (162, 164, 166) durch den Benutzer in Echtzeit zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens einer Spitzenflussgeschwindigkeit (140) in Echtzeit ausgeführt wird und ferner eine Beschleunigung und Verbesserung einer Bestimmung eines passenden VENC-Werts (142) für eine nachfolgende 2D- oder 3D-Diagnosephasenkontrast-MRA-Erfassung zur Minimierung von auf ein Signal-Aliasing (136) bezogenen Bildartefakten und eine Optimierung eines Gefäßsignals auf Phasenkontrast-MRA-Bildern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Bestimmens einer Spitzenflussgeschwindigkeit (140) eine Verringerung einer Wahrscheinlichkeit für eine durch eine ungenaue VENC-Wert-Vorschrift (142) bedingte wiederholte Phasenkontrast-MRA ermöglicht.