DE102009021242A1

DE102009021242A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage

Info

Publication number: DE102009021242A1
Application number: DE102009021242A
Authority: DE
Inventors: Alto Stemmer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: US20100289493A1; DE102009021242B4; CN101887109A; CN101887109B; US8427155B2

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage werden beschrieben. Dabei werden von einem vorbestimmten Volumenabschnitts (23) eines Untersuchungsobjekts (O) MR-Signale aufgenommen. Bei der MR-Messung werden mehrere Schichten (22) des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) angeregt und/oder gemessen, wobei mit einem kontinuierlichen Tischvorschub gearbeitet wird. Bei der MR-Messung werden wiederholt an verschiedenen Messpositionen Pin einer dem Index der Messpositionen Pentsprechenden Reihenfolge nacheinander jeweils eine dieser mehreren Schichten (22) im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage gemessen. Die Messpositionen Pwerden, ausgehend von einer beliebig im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage gewählten ersten Messpositionen P, über folgende Gleichung bestimmt: $F1, für i = 2, ..., c + e. Dabei ist d ein Schichtabstand, c eine natürliche Zahl größer 1 und e eine ganze Zahl, welche nicht größer als c und nicht kleiner als 0 ist. Aus der Summe aus c und e ergibt sich die Anzahl der Messpositionen Pim aktiven Volumen (24). TB gibt eine Zeitspanne vom Beginn einer Anregung an einer Messposition (P; P) bis zum Beginn einer zeitlich nächsten Anregung an einer zu der Messposition (P; P) nächstliegenden Messposition (P; P) an. TR ist eine mittlere Zeitspais zum Beginn einer zeitlich nächsten Anregung einer ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um den Ablauf einer MR-Messung, welche bei kontinuierlichem Tischvorschub durchgeführt wird, zu steuern. Dabei werden die MR-Signale insbesondere mit „single shot”-Sequenzen erfasst.
MR-Messungen mit einem kontinuierlich durch die Magnetresonanzanlage fahrenden Tisch dienen dazu das Sichtfeld („Field of View” (FOV)) in Richtung der Tischverschiebung (FOV_z) bzw. eines Verfahrwegs des Tisches zu erweitern und gleichzeitig den Messbereich innerhalb der Magnetresonanzanlage zu beschränken. Die mit dem kontinuierlichen Tischvorschub konkurrierende Technik ist die Aufnahme des erweiterten FOV in mehreren Stationen jeweils bei einem stehenden Tisch. Dabei wird ein Patient, nachdem alle Daten einer Station akquiriert worden sind, mit dem Tisch zur nächsten Station gefahren, wobei die MR-Messung während der Fahrt ausgesetzt wird. Ein ausführlicher Überblick über bekannte Techniken mit kontinuierlichem Tischvorschub findet sich in Peter Börnert und Bernd Aldefeld, „Principles of Whole-Body Continuously-Moving-Table MRI", Journal of Magnetic Resonance Imaging 28: 1–12 (2008).
Die wichtigsten Techniken mit einem kontinuierlichen Tischvorschub lassen sich grob in zweidimensionale axiale MR-Messungen mit einem Tischvorschub senkrecht zur Bildebene und in dreidimensionale Techniken, bei denen die Ausleserichtung parallel zur Richtung des Tischvorschubs orientiert ist, unterteilen. Dabei bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf die zweidimensionalen axialen MR-Messungen mit einem Tischvorschub senkrecht zur Bildebene.
Eine optimale Implementierung eines Verfahrens zur zweidimensionalen axialen MR-Messung mit einem Tischvorschub senkrecht zur Bildebene hängt von einem für die MR-Messung eingesetzten Sequenztyp ab. Dabei ist zwischen sogenannten ”single shot”-Sequenzen und sogenannten ”multi shot” Sequenzen zu unterscheiden.
Die ”single shot”-Sequenzen umfassen hier dabei sowohl Sequenzen, bei welchen alle k-Raumzeilen eines Bildes oder einer Schicht nach einem einzigen Hochfrequenz-Anregungspuls ausgelesen werden (z. B. „Echo Planar Imaging”(EPI)-Sequenzen oder „Half-Fourier Single-Shot Turbo Spin-Echo”(HASTE)-Sequenzen), als auch Sequenzen mit kurzer Repetitionszeit, bei welchen mehrere Anregungspulse pro Schicht geschaltet werden und die Daten einer Schicht komplett akquiriert werden, bevor mit der Akquisition der Daten der nächsten Schicht begonnen wird (z. B. TrueFISP oder turboFLASH).
Zu den ”multi shot”-Sequenzen gehören Sequenzen mit einer längeren Repetitionszeit, bei welchen mehrere Anregungspulse pro Schicht geschaltet werden und verschiedene Schichten während eines Repetitions-Intervalls angeregt und ausgelesen werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die ”single shot”-Sequenzen.
Die einfachste Technik mit kontinuierlichem Tischvorschub während der Messung unter Einsatz einer ”single shot”-Sequenz besteht darin, fortlaufend Daten im Zentrum der Magnetresonanzanlage zu akquirieren während ein Patient oder ein Untersuchungsobjekt mit konstanter Geschwindigkeit durch die Magnetresonanzanlage gefahren wird. Werden dabei mehrere Hochfrequenz-Pulse pro Schicht erzeugt, wird bei einer optimalen Implementierung der MR-Messung der Ort oder die Position der Anregung bzw. der Invertierung derart an die Tischgeschwindigkeit angepasst, dass (unter der Annahme eines starren Untersuchungsobjektes), jeweils dieselbe Schicht von den Hochfrequenz-Pulsen im Untersuchungsobjektes getroffen wird. Diese so genannte Einschicht-Technik weist den Vorteil auf, dass alle Schichten innerhalb des zu untersuchenden Volumenabschnitts im Zentrum der Magnetresonanzanlage am Ort geringster Verzerrung gleichartig akquiriert werden.
Bei einem Einsatz von schnellen Sequenztechniken, bei welchen die Akquisitionszeit pro Schicht kurz gegenüber einer typischen Zeitskala einer physiologischen Bewegung innerhalb des Untersuchungsobjektes ist, wird diese physiologische Bewegung während der Akquisition einer Schicht quasi ”eingefroren”, wie dies bei einer MR-Messung bei stehender Patientenliege der Fall ist.
Die maximale Geschwindigkeit v_max der Patientenliege ist bei dieser Technik durch die folgende Gleichung (1) festgelegt:
Dabei ist TA die Akquisitionszeit pro Schicht und d der Abstand in Richtung des Tischvorschubs zwischen den Mittellinien der Anregungsprofile zweier benachbarter Schichten.
Es können auch langsamere Tischgeschwindigkeiten als v_max realisiert werden, indem die Datenakquisition zwischen zwei Messungen für eine Pausezeit TP ausgesetzt wird. Die Repetitionszeit zwischen der Akquisition aufeinanderfolgenden Schichten ist dann durch die Summe aus Akquisitionszeit TA und Pausezeit TP definiert, wobei die dann eingesetzte Tischgeschwindigkeit v durch die folgende Gleichung (2) berechnet werden kann:
Ein typischer Schichtabstand d bei der klinischen Bildgebung liegt zwischen 4 und 8 mm. Bei den für die vorliegende Erfindung relevanten ”single shot”-Sequenzen lässt sich mit einer Akquisitionszeit pro Schicht von weniger als 1 s die in der Regel geforderte Auflösung in der Schicht („inplane”) realisieren. Bei einer Repetitionszeit von 1 s kann somit mit der so genannten Einschicht-Technik eine Tischgeschwindigkeit zwischen 4 und 8 mm/Sekunde realisiert werden. Eine solche Tischgeschwindigkeit ist für viele Anwendungen ausreichend. Allerdings kommt es bei einer solchen Tischgeschwindigkeit zu unerwünschten Wechselwirkungen zwischen räumlich benachbarten Schichten, welche bei der vorab vorgestellten Technik zeitlich aufeinanderfolgend akquiriert werden. Die wichtigsten Ursachen für die unerwünschten Wechselwirkungen werden im Folgenden vorgestellt:

• Übersprechen („cross-talk”) Jeder selektive Hochfrequenzpuls hat wegen seiner endlichen Dauer ein nicht perfektes Anregungsprofil. Dadurch beeinflusst jeder Hochfrequenzpuls technisch unvermeidbar auch Bereiche, welche sich außerhalb einer von dem Hochfrequenzpuls anzuregenden Schicht befinden. Dieser Effekt tritt am stärksten zwischen unmittelbar benachbarten Schichten auf. Werden die Daten einer Schicht akquiriert, bevor die durch einen Hochfrequenzpuls für die Nachbarschicht gestörte Magnetisierung in ihren Gleichgewichtszustand zurückgekehrt ist (was näherungsweise nach einem Vier- bis Fünffachen der T1-Zeit des Gewebes der Schicht der Fall ist, so sinkt dadurch die Signalintensität (und damit das Signal/Rausch-Verhältnis) und der Kontrast des Bildes verändert sich.
• Präparationspulse Bisweilen werden vor dem ersten Anregungspuls einer Schicht selektive Präparationspulse erzeugt. Dabei handelt es sich um Hochfrequenzpulse, welche die Schicht in der Regel invertieren oder sättigen und dazu dienen, entweder eine unerwünschte Gewebearten (z. B. Fett, Blut, CSF („CerebroSpinal Fluid” (Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit))) im Bild zu unterdrücken oder einen Kontrast zwischen verschiedenen Gewebekomponenten im Bild zu verstärken. Dabei wird der Präparationspuls in der Regel breiter als die Schichtdicke gewählt, um entweder bei einer akzeptablen Dauer der Präparation und bei einer akzeptablen SAR-Belastung („Specific Absorption Rate” SAR) des Patienten eine gleichmäßige Inversion bzw. Sättigung der zu messenden Schicht zu erzielen oder um bei einer Flüssigkeit (z. B. Blut oder CSF) dafür zu sorgen, dass auch frisches aus Nachbarschichten in der Zeit zwischen der Präparation und der Anregung in die Schicht einfließende Flüssigkeitsmengen invertiert bzw. gesättigt sind. Beim Einsatz solcher Präparationspulse ist somit eine hinreichend lange Wartezeit zwischen den Akquisitionen räumlich benachbarten Schichten äußerst wichtig, da der Einsatz von Präparationspulsen vor einem Abklingen einer Magnetisierung durch Präparationspulse für eine Nachbarschicht den erwünschten Effekt vollständig unterdrücken oder sogar umkehren kann.
• Berücksichtigung der Atmung Auch wenn die Akquisitionszeit pro Schicht kurz gegenüber einer typischen Zeitskala der menschlichen Atmung ist, kann der Fall auftreten, dass sich die durch die MR-Messung untersuchten Organe oder Volumenabschnitte aufgrund der Atmung entgegen der Richtung des Tischvorschubs bewegen. In diesem Fall ist es möglich, dass Daten von einem Gewebe akquiriert werden, bevor eine in diesem Gewebe aufgrund einer vorangegangenen Messung gestörte Magnetisierung in ihren Gleichgewichtszustand zurückgekehrt ist, was zu einem erheblichen Signalverlust führen kann.

Die vorab beschriebenen nachteiligen Wechselwirkungen lassen sich bei der Einschicht-Technik durch eine hinreichend lange Repetitionszeit vermeiden. Damit wird allerdings auch die Tischgeschwindigkeit (siehe Gleichung (2)) verringert, was nachteiligerweise zu einer Verlängerung der Gesamtmesszeit führt. Die Gesamtmesszeit T_Total kann aus der Ausdehnung des Untersuchungsbereichs in der Richtung des Tischvorschubs (FOV_z) abhängig von der Tischgeschwindigkeit v mit folgender Gleichung (3) berechnet werden.
Die Gesamtmesszeit ist wiederum unmittelbar mit den Kosten einer Untersuchung mittels einer Magnetresonanzanlage verknüpft, weshalb eine Verlängerung der Repetitionszeit in der Regel keine akzeptable Lösung darstellt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine MR-Messung bereitzustellen, wobei die oben beschriebenen Wechselwirkungen im Vergleich zum Stand der Technik bei gleicher Tischgeschwindigkeit zumindest verringert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1 oder 5, eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung nach Anspruch 20 oder 24, eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 39, ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 40 oder einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 41 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei werden MR-Signale von einem vorbestimmten Volumenabschnitt oder Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjektes (insbesondere eines Patienten) akquiriert. Bei der MR-Messung werden mehrere Schichten des vorbestimmten Volumenabschnitts bei einem kontinuierlichen Tischvorschub angeregt und gemessen. Dabei werden wiederholt an c verschiedenen Messpositionen P_i nacheinander eine jeweilige der Schichten in einem aktiven Volumen der Magnetresonanzanlage gemessen. Wiederholt bedeutet dabei, dass wiederholt an diesen Messpositionen jeweils eine der Schichten ge messen wird. Mit anderen Worten werden an jeder Messposition nacheinander verschiedene der mehreren Schichten gemessen. Jede Messposition gibt dabei im Koordinatensystem der MR-Anlage, auf einer Achse parallel zur Tischvorschubrichtung eine Position an, an welcher eine Schicht gemessen wird. Eine Reihenfolge während einer Wiederholung, in welcher die verschiedenen Messpositionen P_i zur Anregung bzw. zur Akquisition der Daten der entsprechenden Schicht verwendet werden, entspricht dabei insbesondere ausschließlich dem Index der Messpositionen, d. h. die erste Messung (oder Anregung) wird an der Messposition P₁, die zweite Messung (oder Anregung) an der Messposition P₂ usw. durchgeführt. Nach der Messung (oder Anregung) an der Position P_c erfolgt die nächste Messung (oder Anregung) an der Position P₁. Dass die Reihenfolge ausschließlich dem Index der Messpositionen folgt, bedeutet dabei, dass es keine Ausnahmen gibt (mit der einzigen Einschränkung, dass nach der Messposition P_c die Messposition P₁ folgt). Die verschiedenen Messpositionen P_i werden ausgehend von der weitgehend beliebig im aktiven Volumen der Magnetresonanzanlage festgelegten ersten Messposition P₁ über folgende Gleichung (4) bestimmt:
Dabei ist d der Schichtabstand zwischen einer Mittellinie des Anregungsprofils einer Schicht und einer Mittellinie des Anregungsprofils einer damit benachbarten Schicht. c ist eine natürliche Zahl größer 1, welche der Anzahl der Messpositionen P_i im aktiven Volumen gleichgesetzt ist. TB ist die Zeitspanne, welche vom Beginn einer Anregung oder Messung an einer Messposition bis zum Beginn einer Anregung oder Messung an der der Messposition nächstliegenden Messposition verstreicht. D. h. bei TB ≠ TR verstreicht nur zwischen dem Beginn der Anregung oder Messung an der letzten Messposition P_c und dem Beginn der darauf folgenden Messung oder Anregung an der ersten Messposition P₁ eine Zeitspanne, welche größer als TB ist. Bei der Wahl der Messposition P₁ muss berücksichtigt werden, dass alle Messpositionen P_i innerhalb eines spezifi zierten Volumens der Magnetresonanzanlage angeordnet sind, in welchem das Magnetfeld eine spezifizierte Homogenität und das Gradientenfeld eine spezifizierte Linearität aufweist.
TR ist eine Zeitspanne, welche über den Schichtabstand d und eine Tischgeschwindigkeit bestimmt wird. Natürlich ist es auch möglich, die Zeitspanne TR und den Schichtabstand d festzulegen und abhängig von diesen beiden Größen die Tischgeschwindigkeit zu bestimmen. Dabei gilt TA ≤ TB ≤ TR, wobei TA die Akquisitionszeit pro Schicht ist.
Das Zeichen ”±” entspricht einem „+”, wenn eine Reihenfolge, in welcher die Schichten während einer Wiederholung angeregt werden, einer Richtung der Tischverschiebung entspricht. Das Zeichen ”±” entspricht dagegen einem „–„, wenn die Reihenfolge, in welcher die Schichten während einer Wiederholung angeregt werden, der Richtung der Tischverschiebung entgegengesetzt ist.
Durch die erfindungsgemäße Bestimmung der Messpositionen beträgt ein Abstand zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgend gemessenen Schichten im Untersuchungsobjekt bei einer Anregungsreihenfolge entlang des Tischvorschubs (c – 1) Schichtabstände d und bei einer Anregungsreihenfolge entgegen dem Tischvorschubs (c + 1) Schichtabstände d, wie es später noch im Detail erläutert wird. Da die vorab beschriebenen Wechselwirkungen bei einem Abstand zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgend gemessenen Schichten, deren Abstand mindestens so groß ist wie der doppelte Schichtabstand, in der Regel vernachlässigt werden können, können diese Wechselwirkungen zwischen unmittelbar nacheinander angeregten Schichten durch das erfindungsgemäße Verfahren bei einer geeigneten Wahl von c (c > 2 bei einer Anregungsreihenfolge entlang des Tischvorschubs oder c > 1 bei einer Anregungsreihenfolge entgegen dem Tischvorschub) vorteilhafterweise nahezu vollständig eliminiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden insbesondere wiederholt an den vorbestimmten Messpositionen Daten von Schichten akquiriert, bis alle Schichten in dem vorbestimmten Volumenabschnitt gemessen worden sind, wobei nach einer Messung an der Messposition P_c die zeitlich nächste Messung jeweils an der Position P₁ vorgenommen wird, so dass die Schichten zeitlich nacheinander an den Messpositionen P₁, P₂, ... P_c, P₁, P₂, ... P_c, P₁, usw. gemessen werden. Dabei verstreicht zwischen dem Beginn der Messung an der ersten (zweiten, ... oder vorletzten) Messposition und dem Beginn der Messung an der zweiten (dritten, ... oder letzten) Messposition jeweils die Zeitspanne TB. Ein zeitlicher Abstand zwischen dem Beginn einer Messung an einer bestimmten Messposition P_i und dem Beginn einer nächsten Messung an derselben Messposition P_i kann über c × TR berechnet werden.
Die Tischgeschwindigkeit v kann dabei über folgende Gleichung (5) bestimmt werden. Natürlich kann über diese Gleichung (5) auch die Zeitspanne TR abhängig von dem Schichtabstand d und von der Tischgeschwindigkeit v unter der Vorraussetzung, dass die Tischgeschwindigkeit v so klein bzw. der Schichtabstand d so groß gewählt wird, dass das bestimmte TR die Akquisitionszeit per Schicht TA bzw. TB nicht unterschreitet, bestimmt werden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Messpositionen symmetrisch um ein Zentrum des aktiven Volumens der Magnetresonanzanlage herum angeordnet werden. Dabei wird unter einer symmetrischen Anordnung der Messpositionen insbesondere verstanden, dass die Messpositionen spiegelsymmetrisch zu einer im Zentrum des aktiven Volumens senkrecht zur Tischvorschubrichtung stehenden Achse angeordnet sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei werden MR-Signale oder MR-Daten von einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjektes aufgenommen, wobei während der MR-Messung mehrere Schichten des vorbestimmten Volumenabschnitts mit einem kontinuierlichen Tischvorschub angeregt oder angeregt und gemessen (d. h. akquiriert) werden. Diese mehreren Schichten werden dabei wiederholt an (c + e) verschiedenen Messpositionen P_i nacheinander im aktiven Volumen der Magnetresonanzanlage angeregt oder angeregt und gemessen. Mit anderen Worten wird an den verschiedenen Messpositionen P_i jeweils eine Schicht entweder nur angeregt oder (angeregt und) gemessen. Die Reihenfolge, in welcher die Anregungen oder Messungen an den verschiedenen Messpositionen P_i vorgenommen werden, entspricht dabei insbesondere ausschließlich dem Index der Messpositionen, d. h. die erste Anregung oder Messung wird an der Messposition P₁, die zweite Anregung oder Messung an der Messposition P₂, usw. durchführt. Nach der Messposition P_c+e folgt dabei jeweils die Messposition P₁. Dabei werden die Messpositionen P_i ausgehend von der weitgehend beliebig im aktiven Volumen bestimmten ersten Messposition P₁ über folgende Gleichung (6) bestimmt:
Dabei entspricht d dem Schichtabstand und TB einer Zeitspanne, welche vom Beginn einer Anregung an einer Messposition bis zum Beginn einer Anregung an der der Messposition nächstliegenden Messposition verstreicht. c ist eine natürliche Zahl größer 1 und e ist eine natürliche Zahl, welche nicht größer als c ist. (Prinzipiell kann auch e = 0 gewählt werden, wie es unten noch im Detail erläutert wird.). Die Zeitspanne TR ist über den Schichtabstand d, die Tischgeschwindigkeit v, den Parameter c und den Parameter e berechenbar. Natürlich ist es auch möglich, die Zeitspanne TR und den Schichtabstand d festzulegen und abhängig von diesen beiden Größen und den Parametern c und e die Tischgeschwindigkeit zu bestimmen. Dabei muss gelten TA ≤ TB ≤ TR, wobei TA die Akquisitionszeit pro Schicht ist.
Bei einer entsprechenden Wahl der Parameter c und e können auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren die vorab beschriebenen unerwünschten Wechselwirkungen zwischen unmittelbar nacheinander angeregten Schichten nahezu vollständig vermieden werden. Zusätzlich können Wechselwirkungen zwischen unmittelbar benachbarten Schichten, insbesondere wenn der Untersuchungsbereich Gewebekomponenten mit sehr langen T1 Zeiten enthält, gegenüber dem ersten erfindungsgemäßen ohne Vorsättigung arbeitenden Verfahren weiter reduziert werden.
Bei einem Vergleich der Gleichungen (4) und (6) erkennt man, dass die Gleichung (6) bei einer Wahl des Parameters e = 0 der Gleichung (4) entspricht. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem zuerst beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren um eine Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall e = 0.
Wie im Folgenden noch im Detail erläutert werden wird, weist das weitere erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem zuerst beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren eine implizite T1-Filterung der Bilder der Schichten auf, welche in Folge einer expliziten Vorsättigung einer geringeren Schwankung unterworfen ist. Dabei wird unter einer impliziten T1-Filterung eine Filterung des zu einer Schicht gehörigen Bildes verstanden, welche aufgrund einer Anregung einer dieser Schicht nächstliegenden Nachbarschicht hervorgerufen wird und welche im Bild dargestellte Gewebekomponenten in Abhängigkeit von der T1-Zeit der Gewebekomponente unterdrückt. Falls im Rahmen dieser Erfindung eine Filterung einer Schicht erwähnt wird, so ist darunter eine entsprechende Filterung (z. B. T1-Filterung) des Bildes der Schicht zu verstehen.
Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, dass bei einer Anregungsreihenfolge entlang des Tischvorschubs ein Erfassen von Daten an den Messpositionen P₁, P₂ bis P_e unterdrückt wird oder dass bei einer Anregungsreihenfolge entgegen dem Tischvorschub ein Erfassen von Daten an den Messpositionen P_c+1, P_c+2 bis P_c+e unterdrückt wird.
In ähnlicher Weise ist es bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass bei einer Anregungsreihenfolge entlang des Tischvorschubs an den Messpositionen P₁, P₂ bis P_e akquirierte Daten verworfen werden oder dass bei einer Anregungsreihenfolge entgegen dem Tischvorschub an den Messpositionen P_c+1, P_c+2 bis P_c+e akquirierte Daten verworfen werden. Dabei wird unter einem Verwerfen von Daten verstanden, dass diese Daten nicht zu einer Bildgebung beitragen.
Die angegebenen Reihenfolgen P₁, P₂ bis P_e oder P_c+1, P_c+2 bis P_c+e sind dabei entsprechend der Wahl von e zu lesen. Für e = 1 entarten diese Reihenfolgen beispielsweise in P₁ bzw. P_c+1.
Indem an den angegebenen Messpositionen entweder keine Daten erfasst werden oder bereits erfasste Daten verworfen werden, werden die Schichten an den angegebenen Messpositionen nur angeregt oder vorgesättigt, wodurch auch eine (implizite) Vorsättigung von Nachbarschichten stattfindet. Das Ziel dieser Vorsättigung ist die implizite Anregung der entsprechenden Nachbarschicht, welche (c + 1 + e) TR-Intervalle später gemessen wird, wodurch die bereits beschriebene implizite T1-Filterung von Bildern verschiedener Schichten des Untersuchungsbereiches einer geringeren Schwankung unterliegt als bei dem zuerst beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren ohne eine explizite Vorsättigung.
Bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren kann die Tischgeschwindigkeit v über folgende Gleichung (7) ermittelt werden. Natürlich kann über diese Gleichung (7) auch die Zeitspanne TR abhängig von der Schichtdicke d, von der Tischgeschwindigkeit v und von den Parametern c und e bestimmt werden.
Indem e = c – 1 gesetzt wird, können die Schwankungen bei der impliziten T1-Filterung bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren durch die explizite Vorsättigung vollständig eliminiert werden.
Darüber hinaus ist es bei dem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren möglich, sofern c gleich e gewählt wird, die physikalische TR-Zeit für alle Schichten auf den gleichen Wert einzustellen, was ebenfalls im Folgenden noch genauer beschrieben wird.
Des Weiteren ist die Wahl des Parameters e = 1 eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsform, da durch diese Wahl die Schwankungen der impliziten T1-Filterung bereits stark reduziert werden können und ein Patient im Vergleich zu Ausführungsformen mit e > 1 und gleicher Liegengeschwindigkeit v einer geringeren SAR-Belastung ausgesetzt ist.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Messpositionen P_e+1, P_e+2, ..., P_e+c, insbesondere wenn die Anregungsreihenfolge in der Richtung des Tischvorschubs gewählt wird, symmetrisch um das Zentrum des aktiven Volumens herum angeordnet. Wenn dagegen die Anregungsreihenfolge entgegen der Richtung des Tischvorschubs gewählt wird, ist es vorteilhaft, die Messpositionen P₁, P₂, ..., P_c symmetrisch um das Zentrum des aktiven Volumens herum anzuordnen.
Die im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen betreffen Ausführungsformen, welche sowohl Ausführungsformen des zuerst beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens (ohne explizite Vorsättigung) als auch Ausführungsformen des weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens (mit expliziter Vorsättigung) sind.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Anregungsreihenfolge in Richtung des Tischvorschubs gewählt. Eine Anregungsreihenfolge in Richtung des Tischvorschubs weist gegenüber einer Anregungsreihenfolge in entgegengesetzter Richtung den Vorteil auf, dass ein zeitlicher Abstand zwischen einem Beginn einer Anregung einer Schicht und dem Beginn einer Anregung der unmittelbar benachbarten Schicht länger ist, wodurch die implizite T1-Filterung der Bilder der Schichten bei ansonsten gleichen Parametern c, TR ein geringes Ausmaß aufweist.
Bei bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen wird die Zeitspanne TB gleich der Repetitionszeit TR gewählt. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann die Zeitspanne TB auch gleich der Akquisitionszeit TA gewählt werden.
Erfindungsgemäß können zur Akquisition einer bestimmten Schicht (aus der Menge der mehreren Schichten) mehrere räumlich selektive RF-Pulse eingestrahlt werden, wobei diese RF-Pulse während der Dauer der Akquisition derart nachgeführt werden, dass von den RF-Pulsen jeweils die gleiche Position innerhalb des Untersuchungsobjektes betroffen ist.
Der Parameter c wird insbesondere auf den Wert 3 oder auf den Wert 4 eingestellt.
Bei vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsformen basiert die MR-Messung auf

• einer „Half-Fourier Single-Shot Turbo Spin-Echo”-Sequenz (HASTE, Siemens), bzw. ”Single-Shot Fast Spin-Echo”-Sequenz (SSFSE, GE Healtcare), bzw. ”Single-Shot Turbo Spin-Echo”-Sequenz (SSTSE, Philips)
• einer ”Echo Planar Imaging”-Sequenz, oder
• einer ”True Fast Imaging with Steady State Precession”-Sequenz (trueFISP, Siemens) bzw. FIESTA (GE-Healthcare) bzw. bFFE (Philips), bzw. ”Balanced steady-state free precession”-Sequenz.

Darüber hinaus ist es möglich, dass eine MR-Messung für eine Schicht, welche sich außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts befindet (also nicht zu den mehreren Schichten gehört) unterdrückt wird oder dass bei einer MR-Messung für diese Schicht erfasste MR-Signale verworfen werden.
Gerade am Beginn und am Ende des Ablaufs der MR-Messung des vorbestimmten Volumenabschnitts tritt der Fall auf, dass an bestimmten erfindungsgemäß vorgegebenen Messpositionen keine Schicht aus dem vorbestimmten Volumenabschnitt vorliegt. Ein Unterdrücken der MR-Messung einer solchen Schicht reduziert vorteilhafterweise eine Strahlenbelastung des zu untersuchenden Patienten.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage, eine Empfangsvorrichtung zum Empfang von MR-Daten, welche von der Magnetresonanzanlage aufgenommen werden, und eine Auswertevorrichtung zur Auswertung der MR-Daten. Die Vorrichtung steuert die Magnetresonanzanlage über die Ansteuervorrichtung derart an, dass die Magnetresonanzanlage von einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts (insbesondere eines Patienten) MR-Signale bzw. MR-Daten für mehrere Schichten erfasst. Bei kontinuierlichem Tischvorschub misst die Vorrichtung wiederholt an verschiedenen Messpositionen P_i nacheinander jeweils eine dieser mehreren Schichten im aktiven Volumen der Magnetresonanzanlage. Die Vorrichtung bestimmt die Messpositionen dabei abhängig von einer weitgehend beliebig im aktiven Volumen vorzugebenden ersten Messposition P₁ über die Gleichung (4). Die Reihenfolge der Messpositionen entspricht dabei der oben für das erste erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Reihenfolge.
Des Weiteren wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine weitere Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bereitgestellt. Auch diese weitere Vorrichtung umfasst eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage, eine Empfangsvorrichtung, um von der Magnetresonanzanlage aufgenommene MR-Daten zu empfangen, und eine Auswertevorrichtung zur Auswertung der MR-Daten. Die Vorrichtung steuert die Magnetresonanzanlage über die Ansteuervorrichtung derart an, dass mittels der Magnetresonanzanlage von einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts für mehrere Schichten MR-Signale erfasst werden. Dabei misst die Vorrichtung bei kontinuierlichem Tischvorschub wiederholt an verschiedenen Messpositionen P_i nacheinander jeweils eine dieser mehreren Schichten im aktiven Volumen der Magnetresonanzanlage. Die Messpositionen P_i werden ausgehend von einer weitgehend beliebig im aktiven Volumen der Magnetresonanzanlage gewählten ersten Messposition P₁ von der Vorrichtung über die Gleichung (6) bestimmt. Die Reihenfolge der Messpositionen entspricht dabei der oben für das weitere erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Reihenfolge.
Auch bei der zuerst beschriebenen Vorrichtung handelt es sich quasi um eine spezielle Ausführungsform der weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fall e = 0 (siehe Gleichung (6)).
Die Vorteile der beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, weshalb hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Darüber hinaus offenbart die vorliegende Erfindung eine Magnetresonanzanlage, welche eine der vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfasst.
Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung bzw. einer Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage laden kann. Mit diesem Computerprogrammprodukt können alle oder verschiedene vorab beschriebene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerung läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Programmmittel, z. B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen der Verfahren zu realisieren. Mit anderen Worten soll mit dem auf das Computerprogrammprodukt gerichteten Anspruch insbesondere eine Software unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden kann. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. in C++), der noch compiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder um einen ausführbaren Softwarecode handeln, der zur Ausführung nur noch in die entsprechende Recheneinheit zu laden ist.
Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z. B. eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung bzw. Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für zweidimensionale axiale MR-Messungen geeignet, wobei mehrere Schichten jeweils mit einer „single shot”-Sequenz gemessen werden. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern lässt sich beispielsweise auch bei dreidimensionalen MR-Messungen mit einer Ausleserichtung längs des Tischverzugs einsetzen.
Im Folgenden werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail erläutert.
In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung dargestellt.
In 2 ist die Durchführung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer MR-Messung ohne explizite Vorsättigung über der Zeit dargestellt.
In 3 ist die Durchführung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer MR-Messung mit expliziter Vorsättigung über der Zeit dargestellt.
In 4 ist zum Vergleich die Durchführung einer MR-Messung nach dem Stand der Technik über der Zeit dargestellt.
5 zeigt zum Vergleich ein MR-Bild für Flüssigkeiten mit unterschiedlichen T1-Zeiten nach dem Stand der Technik.
6 bis 8 zeigen jeweils ein MR-Bild der auch in 5 verwendeten Flüssigkeiten, wobei das jeweilige MR-Bild mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens erstellt worden ist.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 5 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzanlage 5 umfasst im Wesentlichen einen Tomograph 3, mit welchem das für die MR-Untersuchung notwendige Magnetfeld in einem Messraum 4 erzeugt wird, einen Tisch 2, eine Steuereinrichtung 6, mit welcher der Tomograph 3 gesteuert wird und MR-Daten von dem Tomograph 3 erfasst werden, und ein an die Steuereinrichtung 6 angeschlossenes Terminal 7.
Die Steuereinrichtung 6 umfasst ihrerseits eine Ansteuereinheit 11, eine Empfangsvorrichtung 12 und eine Auswertevorrichtung 13. Während einer MR-Untersuchung werden MR-Daten mittels des Tomograph 3 von der Empfangsvorrichtung 12 er fasst, wobei der Tomograph 3 und der Tisch 2 von der Ansteuereinheit 11 derart angesteuert werden, dass MR-Daten in einem Messvolumen 15, welches sich im Körperinneren eines auf dem Tisch 2 liegenden Patienten O befindet, erfasst werden.
Die Auswertevorrichtung 13 bereitet dann die MR-Daten derart auf, dass sie auf einem Bildschirm 8 des Terminals 7 grafisch dargestellt werden können und dass erfindungsgemäß erstellte Bilder angezeigt werden. Neben der grafischen Darstellung der MR-Daten kann mit dem Terminal 7, welches neben dem Bildschirm 8 eine Tastatur 9 und eine Maus 10 umfasst, von einem Anwender z. B. ein zu vermessender Volumenabschnitt vorgegeben werden und weitere Parameter zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt werden. Über das Terminal 7 kann auch die Software für die Steuereinrichtung 6 in die Steuereinrichtung 6, insbesondere in die Auswertevorrichtung 13, geladen werden. Diese Software der Steuereinrichtung 6 kann dabei auch die erfindungsgemäßen Verfahren umfassen. Es ist dabei auch möglich, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer Software enthalten ist, welche in dem Terminal 7 abläuft. Unabhängig davon, in welcher Software das erfindungsgemäße Verfahren enthalten ist, kann die Software auf einer DVD 14 gespeichert sein, so dass diese Software dann von dem Terminal 7 von der DVD 14 gelesen und entweder in die Steuereinrichtung 6 oder in eine Recheneinheit des Terminals 7 selbst kopiert werden kann.
Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren diskutiert, welches ohne eine explizite Vorsättigung (bzw. e = 0) arbeitet. Dazu wird auf 2 Bezug genommen, welche eine erfindungsgemäße Ausführungsform dieses Verfahrens ohne explizite Vorsättigung darstellt. Die im Folgenden beschriebenen Beziehungen und Gleichungen gelten im Allgemeinen nicht nur für die in 2 dargestellte Ausführungsform, sondern allgemein für das erfindungsgemäße Verfahren ohne explizite Vorsättigung, es sei denn es sind entsprechende Einschränkungen oder Voraussetzungen angegeben.
In 2 ist eine Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne explizite Vorsättigung über der Zeit dargestellt. Dabei weist die horizontale z-Achse in Richtung des Tischvorschubs. Der dargestellte Nullpunkt 25 der z-Achse befindet sich in einem Isozentrum des Tomograph 3. Auf einer vertikalen Achse ist die Zeit dargestellt. Ein Untersuchungsbereich oder ein vorbestimmter Volumenabschnitt 23 eines Untersuchungsobjektes O ist in 26 Schichten 22 mit einem äquidistanten Schichtabstand d eingeteilt. Diese Schichten 22 sind gemäß einer Reihenfolge nummeriert (mit Schichtindices versehen), in welcher die Schichten 22 in Richtung des Tischvorschubs (bei dieser Ausführungsform gleich der durch die z-Achse angegebenen Richtung) in ein aktives Volumen 24 im Zentrum des Tomograph 3 geschoben werden.
Messpositionen P₁ bis P₃ werden bei dieser Ausführungsform durch die vorab beschriebene Gleichung (4) bestimmt, wobei c = 3 und TB = TR gesetzt wird. Daraus ergibt sich unter der weiteren Voraussetzung, dass die Anregungsreihenfolge der Richtung des Tischvorschubs (Richtung der z-Achse) entspricht, die folgende Gleichung (8) Pi = Pi-1 + d × 3, i = 2, 3 (8)
Über die Gleichung (8) lassen sich nach Festlegung von P₁ die Messpositionen P₂ und P₃ bestimmen (c = 3), welche in 2 dargestellt sind. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Messpositionen beträgt drei (c = 3) Schichtabstände d. Die Messpositionen P₁ bis P₃ sind bei dieser Ausführungsform symmetrisch um das Zentrum 25 des aktiven Volumens 24 herum angeordnet, was bedeutet, dass die Messpositionen P₁ bis P₃ spiegelsymmetrisch zu einer senkrecht zur z-Achse durch den Nullpunkt 25 verlaufenden Achse angeordnet sind.
Entlang der Zeitachse ist der Untersuchungsbereich jeweils im zeitlichen Abstand TB = TR im Koordinatensystem der Magnetresonanzanlage dargestellt. Eine Startposition einer Liege ist derart gewählt, dass sich zum Start der MR-Messung die erste Schicht 22 (mit dem Schichtindex 1) des Untersuchungsbereichs oder Volumenabschnitts 23 an der Messposition P₁ befindet. Diese Schicht wird während eines Zeitintervalls TA (Akquisitionszeit) gemessen. Ein Zeitpunkt t₀ liegt dabei, beispielsweise, in der Mitte dieses Zeitintervalls TA.
Eine MR-Messung einer Schicht 22 umfasst dabei ein Ausspielen oder Ausführen eines Sequenzmoduls an der entsprechenden Messposition, in diesem Fall der Messposition P₁. Ein Sequenzmodul bezeichnet dabei eine MR-Sequenz zur vollständigen Akquisition einer Schicht 22. Das Sequenzmodul umfasst beispielsweise eine Abfolge von Hochfrequenzpulsen, welche in das Untersuchungsobjekt O eingestrahlt werden, und schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder, welche einem Grundmagnetfeld überlagert werden. Des Weiteren umfasst das Sequenzmodul ein Empfangen eines von dem Untersuchungsobjekt O emittierten Signals. Das Sequenzmodul umfasst darüber hinaus in der Regel mindestens einen räumlich selektiven Hochfrequenzpuls, welcher auch als Anregungspuls bezeichnet wird. Eine räumlich selektive Anregung, Refokussierung, Sättigung bzw. Inversion erzielt man in der Regel dadurch, dass während eines geeigneten Hochfrequenzpulses ein Gradientenfeld derart geschaltet wird, so dass im Untersuchungsobjekt nur in einem Teilvolumen eine Kernspinresonanz ausgelöst wird, wobei das Teilvolumen in Richtung des Gradientenfeldes begrenzt ist. Dieses Teilvolumen wird als Schicht 22 bezeichnet.
Umfasst das Sequenzmodul neben dem Anregungspuls weitere selektive Anregungspulse, beispielsweise Refokussierungspulse bei einer HASTE-Sequenz oder Sättigungs-/Inversionspulse zur Unterdrückung bestimmter Gewebearten, wie z. B. zur Unterdrückung von Fett, so wird in einer optimalen Ausführung der Ort, an welchem der entsprechende Hochfrequenzpuls im Untersuchungsobjekt wirkt, derart angepasst, dass alle Hochfrequenzpulse eines Sequenzmoduls jeweils in derselben Schicht innerhalb des Untersuchungsobjekt O wirken. Die Zeitdauer, in welcher ein Sequenzmodul abgearbeitet oder durchgeführt wird, wird Akquisitionszeit TA genannt. Die Zeitpunkte t0 bis t29 liegen beispielsweise jeweils in der Mitte des entsprechenden Zeitintervalls TA, so dass der Zeitpunkt t0 in der Mitte des Zeitintervalls TA liegt, während welchem die erste Schicht (Schichtindex 1) gemessen wird.
Aufgrund der endlichen Schichtdicke d und aufgrund der endlichen Dauer der Akquisitionszeit TA erstreckt sich die MR-Messung einer Schicht 22 über einen endlichen Bereich innerhalb der Magnetresonanzanlage 5. Die Ausdehnung A_z dieses Bereiches in Richtung der z-Achse kann dabei durch die folgende Gleichung (9) näherungsweise angegebenen werden. Az = TH + TA × v (9)
Dabei entspricht TH einer nominellen Schichtdicke des breitesten Hochfrequenzpulses des Sequenzmoduls.
Der Startpunkt des Tischs 2 beim Beginn der MR-Messung kann beispielsweise derart gewählt werden, dass sich die erste Schicht (Schichtindex 1) zum Zeitpunkt t₀ an der Messpositionen P₁ befindet. Der Zeitpunkt t₀ kann beispielsweise auch derart definiert sein, dass er dem Beginn der Durchführung des ersten Sequenzmoduls entspricht also mit dem Beginn der Akquisitionszeit TA der ersten Schicht zusammenfällt. Relevant ist dabei, dass die weiteren Zeitpunkte t₁ bis t₂₉ entsprechend der Definition des Zeitpunkts t₀ definiert sind, was mit anderen Worten heißt, dass ein beliebiger Zeitpunkt t_i wiederum mit der Mitte oder dem Anfang des entsprechenden Zeitintervalls TA zusammenfällt, je nach dem wie der Zeitpunkt t₀ definiert ist. Entsprechende Überlegungen gelten auch für die Messpositionen P₁ bis P₃.
Zum Zeitpunkt t₁ (t₁ = t₀ + TB = t₀ + TR) wird gemäß dem Akquisitionsschema der in 2 dargestellten Ausführungsform diejenige Schicht gemessen, welche sich zu dem Zeitpunkt t₁ an der Messposition P₂ im aktiven Volumen 24 befindet. Diese Schicht befindet sich allerdings außerhalb des von einem Anwender spezifizierten vorbestimmten Volumenabschnitts 23, so dass die MR-Messung dieser Schicht unterdrückt wird oder die Schicht angeregt aber das von der MR_Schicht emittierte Signal nicht erfasst wird oder die für diese Schicht akquirierten Daten verworfen werden. Dabei hat die Unterdrückung der MR-Messung den Vorteil, dass die SAR-Belastung des Patienten O verringert wird. Die Anregung ohne Datenakquisition bzw. die Verwerfung der Daten kann vorteilhaft sein, wenn eine unmittelbare Nachbarschicht im Untersuchungsbereich befindet. Entsprechendes gilt für die Zeitpunkte t₂ und t₅, bei welchen sich jeweils eine Schicht außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 an der Messpositionen P₃ befindet.
Ab dem Zeitpunkt t₃ befinden sich alle Schichten an den jeweiligen Messpositionen P₁ bis P₃ innerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts 23, bis die letzte Schicht im vorbestimmten Volumenabschnitt 23 (mit dem Schichtindex 26) in das aktive Volumen 24 eintritt.
Im vorbestimmten Volumenabschnitt 23 gilt für den räumlichen Abstand Δz_s im Untersuchungsobjekt in Richtung der z-Achse zwischen zeitlich aufeinanderfolgend gemessenen Schichten ausgehend von der Gleichung (4) folgende Beziehung (10): Δzs ≥ (c ∓ 1) × d (10)
Für das in 2 dargestellte Beispiel (c = 3; Anregungsreihenfolge in Richtung der z-Achse) beträgt der Abstand also mindestens zwei Schichtabstände. In der Regel ist das Schichtprofil der eingeschalteten räumlich selektiven RF-Pulse, welche zur Anregung oder Refokussierung eingesetzt werden, derart ausgestaltet, dass ein Übersprechen zwischen Schichten, deren Abstand mindestens dem Doppelten der Schichtdicke d entspricht, vernachlässigbar ist. Unter dieser Voraussetzung kann für Ausführungsformen mit c > 2 bei einer Anregungsreihenfolge entlang des Tischvorschubs oder für Ausführungsformen mit c > 1 bei einer Anregungsreihenfolge entgegen dem Tischvorschub das Übersprechen zwischen unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Schichten vernachlässigt werden.
Unter Umständen sind zur Vermeidung des Übersprechens zwischen unmittelbar aufeinanderfolgend gemessenen Schichten größere Werte von c notwendig, wenn das Sequenzmodul breitere räumliche selektive Vorsättigungspulse zur Unterdrückung von fließendem Gewebe enthält oder wenn zur Verringerung der SAR-Belastung des Patienten ein sehr schlechtes Schichtprofil gewählt wird.
Ein zeitlicher Abstand ΔT_NN zwischen einem Beginn einer Anregung einer Schicht und dem Beginn einer Anregung der unmittelbar benachbarten Schicht kann unter der Voraussetzung TB = TR ausgehend von Gleichung (4) durch folgende Beziehung (11) beschrieben werden: ΔTNN ≥ (c ± 1) × TR (11)
Wie vorab bereits beschrieben ist, ist ein Übersprechen zwischen unmittelbar benachbarten Schichten nach dem Vier- bis Fünffachen einer T1-Zeit weitgehend abgeklungen. Der vorbestimmte Volumenabschnitt 23 besteht in aller Regel aus mehreren unterschiedlichen Gewebekomponenten, welche jeweils eine entsprechende unterschiedliche T1-Zeit aufweisen. Wenn die längste T1-Zeit dieser Gewebekomponenten in dem vorbestimmten Volumenabschnitt 23 bekannt ist, kann über die Beziehung (11) TR und c derart gewählt werden, dass der zeitliche Abstand ΔT_NN größer oder länger als das Vier- oder Fünffache der längsten T1-Zeit ist.
Eine weitere charakteristische Größe eines Ablaufs einer MR-Messung (oder eines Akquisitionsschemas) ist eine Ausdehnung Δz_active des aktiven Volumens 24 entlang des Tischvorschubs oder der z-Achse. Dabei wird unter dem aktiven Volumen 24 ein Bereich innerhalb des Tomograph 3 bezeichnet, welcher zur Datenakquisition benutzt wird. Ausgehend von der Gleichung (4) kann die Ausdehnung Δz_active mit der folgenden Gleichung 12 beschrieben werden:
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform (c = 3, TB = TR) entspricht die Ausdehnung des aktiven Volumens Δz_active demnach dem Siebenfachen des Schichtabstands d. Je größer die Ausdehnung Δz_active des aktiven Volumens ist, desto stärker unterscheiden sich in der Regel, beispielsweise aufgrund eines nicht ideal linearen Gradientenfeldes, aufnahmebedingte Verzeichnungen zwischen Schichten, welche an verschiedenen Messpositionen P_i in dem aktiven Volumen 24 gemessen werden.
Bei dem auf Gleichung (4) basierenden erfindungsgemäßen Verfahren ohne explizite Vorsättigung steigt mit dem Wert des Parameters c in der Regel ein Ausmaß der Verzeichnungen zumindest einiger Schichten 22 an, während ein Ausmaß des Übersprechens insbesondere zwischen unmittelbar benachbarten Schichten absinkt. Das Einschicht-Verfahren nach dem Stand der Technik ist dagegen hinsichtlich der aufnahmebedingten Verzeichnungen optimal, da alle Schichten im Isozentrum der Magnetresonanzanlage gemessen werden. Das Übersprechen zwischen den Schichten lässt sich bei dem Einschicht-Verfahren nach dem Stand der Technik (bei vorgegebenem Schichtabstand und vorgegebener Schichtdicke) aber nur durch eine Verlängerung der Repetitionszeit TR und damit nur durch eine verringerte Tischgeschwindigkeit und damit einhergehend nur durch eine verlängerte Untersuchungsdauer reduzieren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es dagegen durch eine entsprechende Wahl des Parameters c, wiederum bei vorgegebenem Schichtabstand und vorgegebener Schichtdicke, möglich, unabhängig von dem Zeitintervall TR und damit unabhängig von der Tischgeschwindigkeit und von der Untersuchungsdauer das Übersprechen („cross-talk”) zu reduzieren, was unter Umständen zu erhöhten aufnahmebedingten Verzeichnungen führt. Diese Verzeichnungen können aber zumindest teilweise, beispielsweise bei eine bestimmten Bauart einer Gradientenspule mit Hilfe der Grad-Warp-Technik, nachträglich korrigiert werden. Die Grad-Warp Technik ist im US-Patent US-4,591,789 beschrieben.
Natürlich kann der Parameter c nicht beliebig erhöht werden. Zum einen muss das aktive Volumen 24 innerhalb eines spezifizierten Volumens liegen, in welchem das Gradientenfeld eine spezifizierte Linearität und das B0-Feld eine spezifizierte Homogenität aufweist. Dieses spezifizierte Volumen ist bei modernen klinischen Magnetresonanzanlagen, je nach Bauart der Magnetresonanzanlage, kugelförmig oder zylinderförmig und weist einen Durchmesser bzw. eine Zylinderachse von circa 45 bis 50 cm auf. Zum anderen ist man bei MR-Messungen mit einem kontinuierlichen Tischvorschub bestrebt, die Ausdehnung des aktiven Volumens 24 entlang des Tischvorschubs möglichst klein zu halten, um den Vorteil der MR-Messverfahren mit kontinuierlichem Tischvorschub, nämlich die gleichartige Aufnahme aller Schichten 22, (im Vergleich zu einer Mehrstationen-Messung) zu erhalten. Praktisch sinnvolle Werte für den Parameter c betragen daher für typische Schichtabstände von 4 bis 10 mm c = 3 oder c = 4. Typische TR-Zeiten liegen beispielsweise für eine T2-gewichtete Bildgebung mit einer HASTE-Sequenz im Bereich von TR = 1000 ms. Bei einer Anregungsreihenfolge in Richtung des Tischvorschubs ergibt sich aus der Gleichung (11) für c = 3 ein zeitlicher Abstand ΔT_NN zwischen der Anregung einer Schicht und der Anregung der nächstliegenden Nachbarschicht von 4000 ms und für c = 4 ein zeitlicher Abstand ΔT_NN von 5000 ms.
Die T1-Zeiten für die meisten Gewebearten sind deutlich kürzer als 1000 ms. Beispielsweise betragen die T1-Zeiten bei einer B0-Feldstärke von 1,5 T für Fett circa 260 ms, für Leberparenchym circa 490 ms und für Lungenparenchym circa 830 ms. Daher kann die implizite Anregung einer Schicht durch die zuvor angeregte nächstliegende Nachbarschicht für diese Gewebearten für c = 4 und auch für c = 3 vernachlässigt werden.
Bisweilen weisen Gewebekomponenten in dem vorbestimmten Volumenabschnitt 23 allerdings eine sehr lange T1-Zeit auf, beispielsweise freies Wasser mit einer T1-Zeit von mehr als 4000 ms bei einem B0-Feld von 1,5 T, was insbesondere bei bestimmten krankhaften Veränderungen auftreten kann. In diesem Fall wirkt das Übersprechen als ein so genannter T1-Filter. Das heißt, eine implizite Anregung einer Gewebekomponente mit einer langen T1-Zeit ist noch nicht vollständig abgeklungen, während eine implizite Anregung von Gewebekomponenten mit deutlich kürzeren T1-Zeiten bereits weitgehend abgeklungen ist. Daher erscheint die Komponente mit der langen T1-Zeit in einem MR-Bild, welches von einer bestimmten Schicht in einer MR-Messung zusammen mit anderen benachbarten Schichten erzeugt worden ist, dunkler als bei einer isolierten Aufnahme, bei welcher dieselbe bestimmte Schicht isoliert (d. h. ohne eine Störung durch die Anregung einer Nachbarschicht) aufgenommen wird.
Diese implizite T1-Filterung ist für sich allein genommen nicht nachteilig, da beispielsweise Wasser in der Regel bei einer T2-gewichteten Bildgebung ein sehr helles Signal erzeugt. Die implizite T1-Filterung wirkt sich allerdings dann negativ aus, wenn verschiedene Schichten unterschiedlichen bzw. unterschiedlich ausgeprägten T1-Filterungen unterliegen. Blättert beispielsweise ein Arzt bei der Diagnose in einer der Anatomie entsprechenden Reihenfolge durch den Schichtstapel (durch die MR-Bilder der einzelnen Schichten des Schichtstapels), wobei z. B. die T1-Filterung für jede n-te Schicht von den T1-Filterungen der anderen Schichten verschieden ist, so macht sich dies beim Blättern nachteiligerweise durch ein ”Flackern” der Komponente mit der langen T1-Zeit bemerkbar, was den Arzt von den eigentlich zu identifizierenden oder zu erkennenden krankhaften Gewebeveränderungen ablenkt.

In der folgenden Tabelle 1 sind für die ersten Schichten der in 2 dargestellten Ausführungsform in der zweiten und dritten Spalte die Zeiten gelistet, welche seit der Anregung der linken bzw. rechten nächstliegenden Nachbarschicht ver strichen sind. Man erkennt, dass für jede dritte Schicht (Schichtindices 1, 4, 7, ...) die entsprechende Schicht sowohl vor der linken als auch vor der rechten nächstliegenden Nachbarschicht angeregt worden ist, wodurch die entsprechende Schicht praktisch keiner impliziten T1-Filterung unterliegt. Dagegen wird die implizite T1-Filterung der anderen Schichten (Schichtindices 2, 3, 5, 6, 8 ...) von der linken nächstliegenden Nachbarschicht dominiert, welche vier TR-Zeiten zuvor angeregt worden ist. Für eine Parameterwahl c = 4 ergibt sich ein entsprechendes Muster, wobei jede vierte Schicht keine implizite T1 Filterung durch ihre direkten Nachbarschichten aufweist und die anderen Schichten einer impliziten T1-Filterung mit einer Zeitkonstante von fünf TR-Zeiten unterliegen.

	Zeit seit Anregung linker nächster Nachbar	Zeit seit Anregung rechter nächster Nachbar	Abstand vom Zentrum	TR_phys
Schicht 1	∞	∞	–3	∞
Schicht 2	4 × TR	∞	0	∞
Schicht 3	4 × TR	5 × TR	3	∞
Schicht 4	∞	∞	–3	∞
Schicht 5	4 × TR	∞	0	∞
Schicht 6	4 × TR	5 × TR	+3	∞
Schicht 7	∞	∞	–3	∞
Schicht 8	4 × TR	∞	0	∞
Schicht 9	4 × TR	5 × TR	+3	∞

Tabelle 1 Charakteristische Größen für die Ausführungsform der Fig. 2

Dieses Problem der nicht konstanten impliziten T1-Filterung durch eine Anregung der unmittelbar benachbarten Schichten wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches mit einer expliziten Vorsättigung arbeitet (e > 0) zumindest abgemildert. Wie bei der oben beschriebenen Diskussion des erfin dungsgemäßen Verfahrens ohne explizite Vorsättigung gelten auch die im Folgenden beschriebenen Beziehungen und Gleichungen allgemein, es sei denn es sind entsprechende Einschränkungen oder Voraussetzungen angegeben.
Eine Ausführungsform dieses erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer expliziten Vorsättigung ist in 3 dargestellt, wobei Messpositionen P1 bis P4 mittels der vorab beschriebenen Gleichung (6) bestimmt werden. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform entspricht die Anregungsreihenfolge dem Tischvorschub, und es gelten TB = TR, c = 3 und e = 1. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zwischen der in 3 dargestellten Ausführungsform zu der in 2 dargestellten Ausführungsform beschrieben und sonst auf die Beschreibung der in 2 dargestellten Ausführungsform verwiesen.
Die Tischgeschwindigkeit v des Verfahrens mit Vorsättigung ist gegenüber dem Verfahren ohne Vorsättigung um den Faktor (c + e)/c (d. h. um 4/3 bei einem Vergleich der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen) verlangsamt, was bedeutet, dass erst nach (c + e) (d. h. 4) TR-Zeitintervallen eine Strecke von c × d (d. h. 3 × d) zurückgelegt wird. Dieser Faktor, um welchen sich die Tischgeschwindigkeit v bei einem Vergleich des Verfahrens mit Vorsättigung gegenüber dem Verfahren ohne Vorsättigung verlangsamt, lässt sich auch aus einem Vergleich der Gleichungen (5) und (7) ableiten.
Ausgehend von der Gleichung (6) lässt sich der räumliche Abstand Δz_s im Untersuchungsobjekt zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgend gemessenen Schichten durch folgende Gleichung (13) bestimmen: Δzs ≥ (c ∓ 1) × d (13)
Für die Parameter c = 3 und e = 1 gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform mit der Anregungsreihenfolge in Richtung des Tischvorschubs ergibt sich für den räumlichen Abstand Δz_s = d × 2, was im Vergleich zu dem entsprechenden räumlichen Abstand der in 2 dargestellten Ausführungsform keine Veränderung bedeutet.
Die Startposition des Tisches 2 ist bei der in 3 dargestellten Ausführungsform derart gewählt, dass sich zum Beginn der MR-Messung die Schicht mit dem Schichtindex 3 an der Messposition P₁ im aktiven Volumen 24 befindet. Diese Schicht wird zum Zeitpunkt t₀ vorgesättigt, aber noch nicht gemessen (eine Messung der Schicht mit dem Schichtindex 3 erfolgt erst zum Zeitpunkt t₁₁). Eine (explizite) Vorsättigung bedeutet dabei, dass alle RF-Pulse des Sequenzmoduls in die Schicht eingestrahlt werden und in der Regel auch alle Gradientenpulse geschaltet werden, aber keine Daten von der Schicht akquiriert werden oder zwar Daten von der Schicht akquiriert werden, aber diese Daten nicht zur Rekonstruktion von anatomischen Bildern der Schicht verwendet werden. Das Ziel dieser Vorsättigung ist die implizite Anregung der benachbarten Schicht mit dem Schichtindex 4, welche (c + 1 + e) TR-Zeitintervalle später (zum Zeitpunkt t₅) gemessen wird. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform gehört die Schicht mit dem Schichtindex 4 zu der Menge derjenigen Schichten, welche nachteiligerweise keiner T1-Filterung durch ihre nächstliegenden Nachbarschichten unterliegen, was bei der in 3 dargestellten Ausführungsform durch die Vorsättigung der Schicht mit dem Schichtindex 3 verhindert wird.
Zum Zeitpunkt t₁ befindet sich die Schicht mit dem Schichtindex 1 an der Messposition P₂ und wird gemessen. In den folgenden zwei TR-Zeitintervallen würden die Schichten an den Messpositionen P₃ und P₄ gemessen, welche allerdings außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 liegen, so dass die Akquisition unterdrückt oder die akquirierten Daten verworfen werden. Das Akquisitionsschema einer Vorsättigung der Schicht an der Messpositionen P₁ und einer MR-Messung der Schichten an den Messpositionen P₂ bis P₄ wird anschließend zyklisch im Abstand von (c + e) TR-Zeitintervallen wiederholt, bis alle Schichten 22 des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 gemessen worden sind. Da die Daten, aus welchen anatomische Bilder rekonstruiert werden, an den Messpositionen P₂ bis P₄ (und nicht an der Messposition P₁) akquiriert werden, werden die Messpositionen P₂ bis P₄ vorteilhafterweise symmetrisch um das Zentrum 25 des aktiven Volumens 24 herum angeordnet, um aufnahmebedingte Verzeichnungen zu minimieren.

In Tabelle 2 sind für die ersten Schichten der in 3 dargestellten Ausführungsform in der zweiten und in der dritten Spalte die Zeitspannen angegeben, welche seit der Anregung der linken bzw. rechten nächstliegenden Nachbarschicht verstrichen sind. Dabei wird, mit Ausnahme der ersten Schicht (Schichtindex 1), die implizite T1-Filterung wiederum durch die linke nächstliegende Nachbarschicht dominiert, welche (c + e + 1) (d. h. 5) TR-Zeitintervalle vorher angeregt worden ist.

	Zeit seit Anregung linker nächster Nachbar	Zeit seit Anregung rechter nächster Nachbar	Abstand vom Zentrum	TR_phys
Schicht 1	∞	∞	–11/4	∞
Schicht 2	5 × TR	6 × TR	0	∞
Schicht 3	5 × TR	6 × TR	+11/4	11 × TR
Schicht 4	5 × TR	∞	–11/4	∞
Schicht 5	5 × TR	6 × TR	0	∞
Schicht 6	5 × TR	6 × TR	+11/4	11 × TR
Schicht 7	5 × TR	∞	–11/4	∞
Schicht 8	5 × TR	6 × TR	0	∞
Schicht 9	5 × TR	6 × TR	+11/4	11 × TR

Tabelle 2 Charakteristische Größen für die Ausführungsform der Fig. 3

Die Ausnahme durch die erste Schicht ließe sich relativ einfach dadurch vermeiden, dass die Startposition des Tisches 2 derart gewählt wird, dass sich beim Start der MR-Messung (zum Zeitpunkt t₀) eine Schicht links neben der ersten Schicht (welche unmittelbar an den vorbestimmten Volumenabschnitt 23 angrenzt, aber nicht zu diesem gehört) an der Messposition P₁ befindet. Dadurch würde sich allerdings nachteiligerweise die Gesamtmesszeit um vier TR-Zeitintervalle verlängern. Da die Schichten am äußersten Rand des vorbestimmten Volumenabschnitts (also auch die erste Schicht mit dem Schichtindex 1) in der Regel für die Diagnose weniger interessant sind als die weiter innerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 liegenden Schichten 22 und der durchschnittliche Arzt auch von der statischen MRT an Kontrastschwankungen bei den Randschichten gewöhnt ist, kann durchaus zu Gunsten einer erhöhten Effizienz (verkürzten Gesamtmesszeit) eine andere implizite T1-Filterung des Bildes der ersten Schicht (mit dem Schichtindex 1) in Kauf genommen werden.
In der vierten Spalte der Tabelle 2 ist darüber hinaus die physikalische Repetitionszeit TR_phys der Schichten 22 dargestellt. Unter der physikalischen Repetitionszeit TR_phys versteht man eine Zeitdauer, welche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anregungen derselben Schicht verstreicht. Die physikalische Repetitionszeit TR_phys, welche bei der in 3 dargestellten Ausführungsform nur bei den Schichten mit dem Schichtindices 3, 6, 9, usw., bei denen eine explizite Vorsättigung durchgeführt wird, definiert ist, kann durch die folgende Gleichung (14) für das erfindungsgemäße Verfahren mit expliziter Vorsättigung unter der Voraussetzung TB = TR bestimmt werden: TRphys = (c2 + c × e ∓ e) × TR (14)
Für diejenigen Schichten 22, für welche keine explizite Vorsättigung stattfindet, die also nur einmal angeregt werden, ist die physikalische Repetitionszeit TR_phys nicht definiert und wird als unendlich angegeben.
Durch die explizite Vorsättigung kann sich der Kontrast der akquirierten Bilder ändern, sofern die Anregung der Schicht durch die Vorsättigung zum Zeitpunkt der Akquisition der Bilddaten nicht für alle Gewebekomponenten weitgehend abgeklungen ist. Um also eine T1-Filterung der Bilder der Schichten mit einer expliziten Vorsättigung zu vermeiden, sollte die physikalische Repetitionszeit TR_phys zumindest nicht kürzer als das Vier- bis Fünffache der T1-Zeit derjenigen Gewebekomponente sein, welche die längste T1-Zeit in dem vorbestimmten Volumenabschnitt 23 aufweist. Da die physikalische Repetitionszeit TR_phys quadratisch von c abhängt, wie man der oben beschriebenen Gleichung (14) entnehmen kann, das Zeitintervall ΔT_NN, welches die implizite T1-Filterung des Bildes durch die Anregung der nächsten Nachbarschicht bestimmt, aber linear von c abhängt (siehe Formel 15 bzw. 15a unten), ist diese Forderung bereits für kleinere Werte von c zu erfüllen.
In der folgenden Gleichung (15 bzw. 15a) ist die Zeitspanne ∆T_NN zwischen der Anregung zweier nächstliegender Nachbarschichten 22 für das erfindungsgemäße Verfahren mit expliziter Vorsättigung angegeben: ΔTNN ≥ (c + e) × TR ± TB (15)
Unter der Voraussetzung TB = TR vereinfacht sich der Ausdruck wie folgt: ΔTNN ≥ (c + e ± 1) × TR) (15a)
Bei einem Vergleich der Gleichung (11) (für das Verfahren ohne Vorsättigung) und der Gleichung (15a) (für das Verfahren mit Vorsättigung) stellt man fest, dass die Zeitspanne ΔT_NN der Anregung zweier nächstliegender Nachbarschichten 22 bei gleichem c und gleichem Zeitintervall TR für das Verfahren mit Vorsättigung größer ist als bei dem Verfahren ohne Vorsättigung, so dass es für das Verfahren mit Vorsättigung einfacher ist, die Forderung, dass die Zeitspanne ΔT_NN der Anregung zweier nächstliegender Nachbarschichten 22 zumindest nicht kürzer als das Vier- bis Fünffache der längsten T1-Zeit ist, zu erfüllen.
Bei einem Vergleich der Gleichung (14) mit der Gleichung (15a) ist für das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorsättigung festzuhalten, dass die Forderung, dass die physikalische Repetitionszeit TR_phys zumindest nicht kürzer als das Vier- bis Fünffache der längsten T1-Zeit ist, in jedem Fall auch dann eingehalten wird, wenn auch die Forderung, dass die Zeitspanne ΔT_NN der Anregung zweier nächstliegender Nachbarschichten 22 zumindest nicht kürzer als das Vier- bis Fünffache der längsten T1-Zeit ist, erfüllt ist.
Zur Vollständigkeit ist in der folgenden Gleichung (16) ein Abstand zweier benachbarter Messpositionen |P_i – P_i-1| in der Magnetresonanzanlage für das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorsättigung unter den Voraussetzungen TB = TR und Anregungsreihenfolge entlang der Richtung des Tischvorschubs angegeben:
Für die Parameter c = 3 und e = 1 gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform ergibt sich für den Abstand zweier benachbarter Messpositionen |P_i – P_i-1| = d × 11/4, was im Vergleich zu dementsprechenden Abstand der in 2 dargestellten Ausführungsform eine gringfügige Verkürzung bedeutet.
Der Abstand Δz_active zwischen den äußersten Messpositionen P_e+1, P_c+e (P2, P4) an denen Bilddaten akquiriert werden, kann durch die folgende Gleichung (17) für das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorsättigung berechnet werden:
Dabei sei darauf hingewiesen, dass der Abstand Δz_active nicht die Ausdehnung des gesamten aktiven Volumens 24 bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Vorsättigung angibt, da die Messpositionen, bei welchen nur die Vorsättigung stattfindet, nicht innerhalb der Ausdehnung angeordnet sind, von welcher der Abstand Δz_active mit Gleichung (17) bestimmt wird.
Bei einer genauen Analyse der Tabelle 2, stellt man fest, dass sich die Zeit seit der Anregung der rechten nächstliegenden Nachbarschicht für jede dritte Schicht im Vergleich zu den anderen Schichten unterscheidet. Die Schichten mit den Schichtindices 1, 4, 9, usw. werden vor ihrer rechten nächstliegenden Nachbarschicht angeregt, so dass die Zeit seit der Anregung ihrer rechten nächstliegenden Nachbarschicht als unendlich angegeben wird. Dagegen werden die anderen Schichten sechs TR-Zeitintervalle nach einer Anregung ihrer rechten nächstliegenden Nachbarschicht angeregt. Daher ist die implizite T1-Filterung auch bei der in 3 dargestellten Ausführungsform nicht für alle Schichten 22 identisch, wenn auch die aufnahmebedingten Unterschiede gegenüber der in 2 dargestellten Ausführungsform signifikant reduziert sind, wie es im Folgenden anhand der 5 bis 8 noch im Detail erläutert wird. Diese verbleibenden Unterschiede hinsichtlich der impliziten T1-Filterung lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung dadurch vermeiden, dass e = c – 1 gewählt wird. Unter dieser Voraussetzung sind die Zeitspannen zwischen der Anregung der linken nächstliegenden Nachbarschicht und der eigenen Anregung sowie die Zeitspannen seit der Anregung der rechten nächstliegenden Nachbarschicht und der eigenen Anregung für alle Schichten gleich.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung ist es darüber hinaus unter der Voraussetzung c = e möglich, dass die physikalische Repetitionszeit TR_phys für alle Schichten gleich groß ist.
Um Missverständnissen vorzubeugen, sei auf Folgendes hingewiesen. Das erfindungsgemäße Verfahren ohne Vorsättigung (z. B. die Ausführungsform der 2) weist nicht notwendigerweise Nachteile gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung (z. B. die Ausführungsform der 3) auf. Beträgt der zeitliche Abstand der Anregung zweier nächstliegender Schichten gemäß Gleichung (11) für das ohne Vorsättigung arbeitende erfindungsgemäße Verfahren bereits zumindest das Vierfache der T1-Zeit derjenigen Gewebekomponente mit der längsten T1-Zeit, so ist das erfindungsgemäße Verfahren ohne Vorsättigung hinsichtlich Effizienz und SAR-Belastung des Patienten optimal.
Andererseits ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorsättigung, dass eine unterschiedliche implizite T1-Filterung der Schichten 22 je nach Wahl des Parameters e verringert oder auch ganz vermieden wird. Dies gilt auch dann, wenn der zeitliche Abstand der Anregung zweier nächstliegender Schichten gemäß Gleichung (15a) kürzer als das Fünffache (oder sogar kürzer als das Vierfache) der T1-Zeit der Gewebekomponente mit der längsten T1-Zeit ist.
Im Folgenden werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu einem verschachtelten („interleaved”) Anregungsschema, wie es beispielsweise bei der MR-Tomographie ohne bewegten Tisch, aber auch mit bewegten Tisch (siehe „2D Axial Moving Table Acquisitions with Dynamic Slice Adaption", U. Ludwig u. a., Magnetic Resonance in Medicine 55: 423–430 (2006)) eingesetzt wird, diskutiert.
Bei der in 4 dargestellten MR-Messung mit kontinuierlichem Tischvorschub werden die Schichten 22 des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 in Schichtstapel eingeteilt, so dass der aus 24 Schichten 22 bestehende vorbestimmte Volumenabschnitt 23 in jeweils drei Schichtstapel von je acht Schichten 22 unterteilt ist. Dabei sind die Schichten mit den Schichtindices 1 bis 8 dem ersten Schichtstapel, die Schichten mit den Schichtindices 9–16 dem zweiten Schichtstapel und die Schich ten mit den Schichtindices 17–24 dem dritten Schichtstapel zugeordnet. Die MR-Daten der drei Schichtstapel werden nacheinander akquiriert, d. h. die Schichten 22 des zweiten Schichtstapels werden erst dann akquiriert, wenn alle Schichten 22 des ersten Schichtstapels vorher vollständig akquiriert worden sind, usw.. Zur Erfassung der MR-Daten eines Schichtstapels wird eine Anregungsreihenfolge gewählt, wie sie auch bei der konventionellen MR-Tomographie bei stehendem Tisch zur Verringerung des Übersprechens eingesetzt wird. Dabei werden die Schichten eines Schichtstapels in zwei Durchläufen durch den Schichtstapel gemessen. Im ersten Durchlauf werden beispielsweise alle Schichten mit einem ungeraden Schichtindex erfasst, so dass jeweils die nächste Nachbarschicht einer gerade gemessenen Schicht jeweils zunächst übersprungen wird. Die im ersten Durchlauf übersprungenen Schichten werden dann in einem zweiten Durchlauf durch den jeweiligen Schichtstapel gemessen. Bei dem beschriebenen Beispiel, welches auch in 4 dargestellt ist, sind dies die Schichten mit einem geraden Schichtindex.
Im Folgenden werden mit den Gleichungen bzw. Beziehungen (18) bis (20) der Abstand Δz_s zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeregten Schichten 22 (Beziehung (18)), der zeitliche Abstand ΔT_NN zwischen der Anregung zweier unmittelbar benachbarter Schichten 22 (Beziehung (19)) und die Ausdehnung Δz_active des aktiven Volumens 24 (Gleichung (20)) für eine beispielhafte MR-Messung nach dem Stand der Technik bestimmt, für welche in 4 eine beispielhafte Ausführungsform dargestellt ist. Dabei gilt für die Tischgeschwindigkeit v = d/TR, die Anregungsreihenfolge ist entlang des Tischvorschubs gewählt und eine Anzahl N der Schichten pro Schichtstapel sei gerade, um die folgenden Beziehungen und Gleichungen einfach zu halten. Δzs ≥ 2 × d (18) ΔTNN ≥ N2 × TR (19) Δzactive = 2 × N × d – 3 × d (20)

In der folgenden Tabelle 3 sind für das in 4 dargestellte Anregungsschema nach dem Stand der Technik dieselben charakteristischen Größen dargestellt, welche auch in Tabelle 1 für die in 2 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform ohne Vorsättigung und in Tabelle 2 für die in 3 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform mit Vorsättigung aufgelistet sind.

	Anregung linker nächster Nachbar	Anregung rechter nächster Nachbar	Abstand vom Zentrum	TR_phys
Schicht 1	∞	∞	+3	∞
Schicht 2	4 × TR	5 × TR	+6	∞
Schicht 3	∞	∞	0	∞
Schicht 4	4 × TR	5 × TR	+3	∞
Schicht 5	∞	∞	–3	∞
Schicht 6	4 × TR	5 × TR	0	∞
Schicht 7	∞	∞	–6	∞
Schicht 8	4 × TR	∞	–3	∞
Schicht 9	7 × TR	∞	+3	∞
Schicht 10	4 × TR	5 × TR	+6	∞

Tabelle 3 Charakteristische Größen für die Ausführungsform der Fig. 4 nach dem Stand der Technik

Um einen fairen Vergleich zu gewährleisten, wurde bei der in 4 dargestellten Ausführungsform nach dem Stand der Technik die Anzahl der Schichten N pro Schichtstapel mit 8 derart gewählt, dass der zeitliche Abstand ΔT_NN zwischen der Anregung zweier unmittelbar benachbarter Schichten 22 gleich dem zeitlichen Abstand ΔT_NN gemäß der in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist.
Bei einem ersten Vergleich werden zunächst die Schichten 22 im Inneren eines Schichtstapels (also die Schichten mit den Schichtindices 2–7, 10–15 und 18–23) betrachtet. Die während eines ersten Durchlaufs gemessenen inneren Schichten (gemäß 4 sind dies diejenigen Schichten mit einem ungeraden Schichtindex) werden jeweils vor ihren nächstliegenden Nachbarschichten gemessen, während die bei einem zweiten Durchlauf gemessenen inneren Schichten (gemäß 4 sind dies diejenigen Schichten mit einem geraden Schichtindex) nach ihren jeweils nächstliegenden Nachbarschichten gemessen werden. Daher unterliegen die geraden Schichten einer stärkeren impliziten T1-Filterung, so dass aufnahmebedingte Kontrastunterschiede zwischen geraden und ungeraden Schichten sichtbar sind, wenn der zeitliche Abstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeregten Schichten kürzer als das Vier- bis Fünffache der T1-Zeit der Gewebekomponente mit der längsten T1-Zeit ist. Demnach ergibt sich für die inneren Schichten bei der MR-Messung nach dem Stand der Technik ein ähnliches Problem, wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Vorsättigung.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden offensichtlich, wenn man die Schichten mit den Schichtindices 8, 9, 16 und 17 betrachtet, deren nächstliegende Nachbarschicht jeweils einem anderen Schichtstapel zugeordnet ist (beispielsweise ist die Schicht mit dem Schichtindex 8 im ersten Stapel und die Schicht mit dem Schichtindex 9 dem zweiten Stapel zugeordnet). Obwohl die Schicht mit dem Schichtindex 9 einen ungeraden Schichtindex aufweist, wird sie nach ihrer linken nächstliegenden Nachbarschicht mit dem Schichtindex 8 gemessen. Demzufolge unterscheidet sich die implizite T1-Filterung dieser Schicht mit dem Schichtindex 9 von der impliziten T1-Filterung von anderen Schichten mit einem ungeraden Schichtindex im Inneren eines Schichtstapels, wie es auch aus Tabelle 3 ersichtlich ist.
Unter der Voraussetzung, dass das Vier- oder Fünffache der T1-Zeit der Gewebekomponente mit der längsten T1-Zeit länger als der zeitliche Abstand ΔT_NN der Anregungen zweier nächstliegender Schichten 22 ist, kommt es bei einem Durchblättern der MR-Bilder der Schichten 22 einerseits zu einem Kontrastunterschied zwischen jeder zweiten Schicht. Darüber hinaus ist dieser ersten periodischen Kontrastschwankung nachteiligerweise eine zweite Kontrastschwankung überlagert, deren Periode durch die Anzahl der Schichten N pro Schichtstapel bestimmt ist.
Kontrastunterschiede zwischen benachbarten Schichten 22 des vorbestimmten Volumenabschnitts 23, welche verschiedenen Schichtstapeln zugeordnet sind, entstehen nach dem Stand der Technik auch bei den eingangs erwähnten Multistation-Messungen mit einem Tischvorschub zwischen den einzelnen Messungen. Diese Kontrastunterschiede können nach dem Stand der Technik nur mit einer MR-Messung während einem kontinuierlichen Tischvorschub nach dem Einzelschicht-Verfahren verhindert werden, bei welchem wiederum das Übersprechen zwischen aufeinanderfolgend gemessenen Schichten (bei vorgegebener Schichtdicke und vorgegebenem Schichtabstand) nur über eine Verlängerung der Repetitionszeit TR, damit über eine Verringerung der Tischgeschwindigkeit und damit schließlich über eine Verlängerung der Untersuchungsdauer erreicht werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren gruppiert vorteilhafterweise die Schichten des vorbestimmten Volumenabschnitts bzw. Untersuchungsbereichs nicht in Schichtstapel, so dass demzufolge keine Randschichten an den Stapelgrenzen existieren. Dennoch kann das Übersprechen über den Parameter c unabhängig von der Tischgeschwindigkeit eingestellt werden, so dass die Untersuchungsdauer im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden kann.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung können auch durch eine andere Betrachtungsweise, wie sie im Folgenden beschrieben wird, herausgearbeitet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Schichten 22 des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 in c Gruppen aufgeteilt.
Dabei besteht eine erste Gruppe aus den Schichten mit den Schichtindices 1, 1 + c, 1 + 2 × c, usw., eine zweite Gruppe aus den Schichten mit den Schichtindices 2, 2 + c, 2 + 2 × c usw., usw.. Dabei werden Schichten 22, welche derselben Gruppe zugeordnet sind, zum einen hinsichtlich ihrer Messposition innerhalb der Magnetresonanzanlage (d. h. hinsichtlich der räumlichen Verzerrungen z. B. infolge der Nicht-Linearität des Gradientenfeldes) und zum anderen hinsichtlich des zeitlichen Abstands ΔT_NN zwischen der Messung ihrer nächstliegenden Nachbarschicht und ihrer eigenen Messung (d. h. hinsichtlich der impliziten T1-Filterung des akquirierten Bildes) identisch gemessen. Schichten 22, welche verschiedenen Gruppen zugeordnet sind, unterscheiden sich bezüglich der Messposition in der Magnetresonanzanlage und zumindest bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Vorsättigung auch bezüglich der impliziten T1-Filterung der akquirierten Bilder. Die unterschiedlichen Verzerrungen lassen sich zumindest teilweise, z. B. bei einer bestimmten Bauart einer Gradientenspule mit der GradWarp-Technik (siehe US-Patentschrift US-4591789 ), korrigieren. Die unterschiedliche implizite T1-Filterung von Schichten 22, welche unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sind, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung je nach Wahl des Parameters e vermindert oder gar vollständig eliminiert werden.
Bei dem verschachtelten Akquisitionsschema nach dem Stand der Technik werden nur Schichten, welche verschiedenen Schichtstapeln zugeordnet sind und in den verschiedenen Schichtstapeln entsprechende Messpositionen einnehmen, hinsichtlich ihrer Messposition innerhalb der Magnetresonanzanlage und hinsichtlich des zeitlichen Abstands ΔT_NN zwischen einer Messung ihrer nächstliegenden Nachbarschicht und ihrer eigenen Messung identisch gemessen. Demnach werden die Schichten 22 des vorbestimmten Volumenabschnitts 23 in N Gruppen eingeteilt. Dabei ist die Anzahl N aber bei einem gleichen Zeitabstand ΔT_NN zwischen der Anregung der jeweiligen Schicht und der Anregung der nächstliegenden Nachbarschicht ungefähr doppelt so groß wie der Parameter c, wie es ein Vergleich der Gleichun gen (11) und (19) zeigt, woraus sich die in der folgenden Gleichung (21) angegebene Beziehung zwischen N und c ergibt. ΔT(Formel 11)NN = ΔT(Formel 19)NN → N = 2 × (c ± 1) (21)
Eine zumindest teilweise Korrektur der Verzerrungen in Folge der Nicht-Linearität des Gradientenfeldes mit Hilfe der Grad-Wrap-Technik ist auch nach dem Stand der Technik möglich. Vergleicht man allerdings bei wiederum gleicher Zeitspanne ΔT_NN zwischen der Anregung der jeweiligen Schicht und der nächstliegenden Nachbarschicht die Ausdehnung des aktiven Volumens 24 für eine MR-Messung nach dem Stand der Technik und für eine MR-Messung gemäß der vorliegenden Erfindung, so ergibt sich aus den Gleichungen (12) (mit TR = TB) und (20) für c = 3 und N = 8 ein aktives Volumen 24 mit einer Ausdehnung von 7 × d für die vorliegende Erfindung und mit einer nachteiligerweise nahezu doppelt so großen Ausdehnung von 13 × d nach dem Stand der Technik. Demnach erwartet man nach dem Stand der Technik stärkere Verzerrungen vor der Korrektur. Demzufolge ist die Korrektur nach dem Stand der Technik schwieriger und wird in der Regel nur unvollständig möglich sein bzw. zu schlechteren Ergebnissen führen.
Eine dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Methode, wie die implizite T1-Filterung der MR-Bilder von Schichten 22, welche unterschiedlichen Gruppen zugeordnet sind, aneinander angeglichen werden kann, ist nach dem Stand der Technik überhaupt nicht bekannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Vorsättigung muss im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne eine Vorsättigung nicht zwangsläufig zu einer Verringerung der Tischgeschwindigkeit v und damit zu einer Verlängerung der Untersuchungsdauer führen, obwohl der Term (c + e) im Nenner der Gleichung (7) steht. Da mit steigendem e bei unveränderter Repetitionszeit TR der Zeitabstand ΔT_NN zwischen der Anregung der jeweiligen Schicht und der Anregung der nächstliegenden Nachbarschicht ansteigt (siehe Gleichung (15a)), kann die Re petitionszeit TR bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Vorsättigung verkürzt werden, sofern die Akquisitionszeit TA pro Schicht hinreichend kurz ist. Wird beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung eine Repetitionszeit TR' gemäß der folgenden Gleichung (22) gewählt, dann ist die Tischgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Vorsättigung gleich der Tischgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vorsättigung:
In 5 ist links ein axiales Originalbild eines Phantoms, welches mit Flüssigkeit gefüllte Röhrchen aufweist, dargestellt. Dabei weisen die verschiedenen Flüssigkeiten in den verschiedenen Röhrchen unterschiedliche T1-Zeiten auf. Die in 5 angegebenen Zahlen geben die T1-Zeiten in Millisekunden (ms) wieder. Die Phantomflüssigkeiten mit jeweils der TR-Zeit 1100 ms in dem oberen und in dem unteren Röhrchen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer T2-Zeiten. Im rechten Teil der 5 ist eine multiplanare Reformation (MPR) des Untersuchungsbereichs, links, dargestellt. Die MR-Bilder wurden mit einer Einschicht-HASTE-Sequenz mit kontinuierlichem Tischvorschub gemessen. Dabei wurden die Messparametern TR = 1000 ms, Schichtabstand d = 5 mm, Tischgeschwindigkeit v = 5 mm/s verwendet. Alle MR-Bilder wurden gleichartig im Zentrum (aktiven Volumen 24) der Magnetresonanzanlage gemessen. Das Signal-Rausch-Verhältnis ist infolge des Übersprechens zwischen benachbarten Schichten sehr schlecht.
In 6 ist links das axiale Originalbild des Phantoms aus der 5 dargestellt, wobei rechts in der 6 die zugehörige MPR des Untersuchungsbereichs abgebildet ist. Die MR-Bilder wurden mit einem Akquisitionsschema gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Vorsättigung gemessen, wobei die Messparametern TR = 1000 ms, der Schichtabstand d = 5 mm, der Parameter c = 3 und die Tischgeschwindigkeit v = 5 mm/s be trugen. Das Übersprechen („cross-talk”) ist gegenüber dem Stand der Technik aus 5 signifikant reduziert, so dass auch das Signal-Rausch-Verhältnis signifikant verbessert ist. Bei der MPR zeigen insbesondere die Röhrchen mit einer langen T1-Zeit ein aufnahmebedingtes Streifenmuster aufgrund der unterschiedlichen impliziten T1-Filterung jedes dritten MR-Bildes.
In 7 sind wiederum links das axiale Originalbild des Phantoms aus der 5 und rechts die zugehörige MPR des Untersuchungsbereichs dargestellt. Die MR-Bilder wurden mit einem Akquisitionsschema gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung gemessen. Als Messparameter wurden TR = 750 ms, Schichtabstand d = 5 mm, Parameter c = 3, Parameter e = 1 und Tischgeschwindigkeit v = 5 mm/s gewählt. Bei der MPR ist das aufnahmebedingte Streifenmuster aufgrund der unterschiedlichen impliziten T1-Filterung jedes dritten Bildes nur noch für das Röhrchen mit der längsten T1-Zeit (3640 ms) wahrnehmbar. Das Signal-Rausch-Verhältnis ist mit dem Signal-Rausch-Verhältnis der 6 vergleichbar.
Schließlich ist in 8 wiederum links das axiale Originalbild des Phantoms aus der 5 und rechts die zugehörige MPR des Untersuchungsbereichs dargestellt. Die Bilder wurden mit einem Akquisitionsschema gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung gemessen, wobei die Messparameter TR = 600 ms, der Schichtabstand d = 5 = mm, der Parameter c = 3, der Parameter e = 2 und die Tischgeschwindigkeit 5 mm/s betrugen. Bei der MPR ist für alle Röhrchen kein Streifenmuster mehr erkennbar. Lediglich ein Bild am Rand des Untersuchungsbereichs zeigt einen anderen T1-Kontrast. Dabei handelt es sich um kein inhärentes Problem des erfindungsgemäßen Verfahrens, sondern um eine Folge der speziellen Wahl der Startposition des Tisches bei der realisierten Ausführungsform, worauf vorab bereits im Detail eingegangen worden ist. Das Signal-Rausch-Verhältnis ist wiederum mit dem Signal-Rausch-Verhältnis der in 6 dargestellten Ausführungsform vergleichbar.
Im Folgenden werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung noch einmal zusammenfassend dargelegt:
Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber einer Einzelschichttechnik mit kontinuierlichem Tischvorschub
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung existiert mit Hilfe des Parameters c (bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Vorsättigung) oder mit Hilfe der Parameter TR, c und e (bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorsättigung) die Möglichkeit, dass Übersprechen zwischen benachbarten Schichten 22 unabhängig von der Tischgeschwindigkeit zu reduzieren. Damit wird im Vergleich zum Stand der Technik ein wesentlich geringeres Übersprechen zwischen den Schichten, bei gleicher Tischgeschwindigkeit (was z. B. ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis zur Folge hat) oder eine wesentlich höhere Tischgeschwindigkeit und damit eine wesentlich kürzere Untersuchungsdauer bei einem im Vergleich zum Stand der Technik gleichen Zeitabstand zwischen Akquisitionen unmittelbar benachbarter Schichten (d. h. gleichem Signal-Rausch-Verhältnis) erzielt.
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Vorsättigung gegenüber einer verschachtelten Mehrschichttechnik mit kontinuierlichem Tischvorschub
Unter der Voraussetzung einer gleichen Zeitspanne zwischen der Anregung der jeweiligen Schicht und der Anregung der nächstliegenden Nachbarschicht sowie derselben Tischgeschwindigkeit (d. h. N = 2 × (c ± 1)) gelten folgende Vorteile der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik:

• Die Schichten 22 lassen sich gemäß der vorliegenden Erfindung in c Gruppen und nach dem Stand der Technik in N Gruppen einteilen, wobei jede Gruppe bezüglich der Verzeichnungen aufgrund der Nicht-Linearität des Gradientensystems und bezüglich der impliziten T1-Filterung der Bilder aufgrund des Übersprechens zwischen unmittelbar benachbarten Schichten gleich gemessen werden. Dabei ist c ungefähr halb so groß wie N, was bedeutet, dass die Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise gleichmäßiger gemessen werden.
• Bei der impliziten T1-Filterung der MR-Bilder aufgrund des Übersprechens zwischen unmittelbar benachbarten Schichten zeigt sich bei der vorliegenden Erfindung eine einfache periodische Kontrastvariation mit der Periode c im Vergleich zu einer überlagerten Variation zwischen geraden und ungeraden Schichten einerseits und Schichten, welche verschiedenen Schichtstapeln zugeordnet sind, andererseits nach dem Stand der Technik. Mit anderen Worten ergibt sich im Vergleich zum Stand der Technik durch die vorliegende Erfindung eine einfacher zu durchblickende Kontrastvariation der MR-Bilder bei der impliziten T1-Filterung.
• Für praktisch relevante Werte des Parameters c und des Parameters N (c < 4, N < 10) ergibt sich vorteilhafterweise für die vorliegende Erfindung eine kleinere Ausdehnung des aktiven Volumens 24 entlang des Tischvorschubs im Vergleich zum Stand der Technik. Damit ergeben sich aufgrund der Nicht-Linearität des Gradientensystems weniger Verzeichnungen bzw. einfacher/vollständiger zu korrigierende Verzeichnungen.

Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vorsättigung gegenüber einer verschachtelten Mehrschichttechnik mit kontinuierlichem Tischvorschub
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es über den Parameter e möglich, die implizite T1-Filterung der MR-Bilder durch das Übersprechen zwischen unmittelbar benachbarten Schichten teilweise oder vollständig für alle Schichten des Untersuchungsbereichs gleich auszubilden und damit vorteilhafterwei se aufnahmebedingte Kontrastunterschiede drastisch oder sogar nahezu vollständig zu reduzieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 591789 [0085]
- US 4591789 [0127]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Peter Börnert und Bernd Aldefeld, „Principles of Whole-Body Continuously-Moving-Table MRI”, Journal of Magnetic Resonance Imaging 28: 1–12 (2008) [0002]
- „2D Axial Moving Table Acquisitions with Dynamic Slice Adaption”, U. Ludwig u. a., Magnetic Resonance in Medicine 55: 423–430 (2006) [0115]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage, wobei von einem vorbestimmten Volumenabschnitt (15) eines Untersuchungsobjektes (O) MR-Signale aufgenommen werden, wobei bei der MR-Messung mehrere Schichten (22) des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) angeregt und gemessen werden, wobei bei kontinuierlichem Tischvorschub angeregt und gemessen wird, wobei wiederholt an verschiedenen Messpositionen P_i in einer dem Index der Messpositionen P_i entsprechenden Reihenfolge nacheinander jeweils eine dieser mehreren Schichten (22) im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) gemessen wird, wobei die Messpositionen P_i ausgehend von einer beliebig im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) gewählten ersten Messposition P₁ über folgende Gleichung bestimmt werden:
für i = 2, ..., c, wobei d ein Schichtabstand ist, wobei c eine natürliche Zahl größer 1 ist, welche die Anzahl der Messpositionen P_i im aktiven Volumen (24) angibt, wobei TB eine Zeitspanne vom Beginn einer Anregung an einer Messposition (P₁; P₂) bis zum Beginn einer zeitlich nächsten Anregung an einer zu der Messposition (P1; P2) nächstliegenden Messposition (P₂; P₃) ist, wobei TR eine Zeitspanne ist, welche abhängig von dem Schichtabstand d und einer Tischgeschwindigkeit berechenbar ist, und wobei „±” als „+” zu interpretieren ist, wenn eine Anregungsreihenfolge, in welcher die Schichten (22) angeregt werden, einer Richtung eines Verfahrwegs des Tischs (2) folgt, und sonst als „–” zu interpretieren ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wiederholt an den Messpositionen (P1–P3) gemessen wird, bis alle Schichten (22) in dem vorbestimmten Volumenabschnitt (23) gemessen worden sind, und dass zwischen einem Beginn einer Messung an einer der Messpositionen P_i und einem Beginn einer dieser Messung folgenden Messung an derselben Messposition P_i jeweils die Zeitspanne c × TR verstreicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne TR abhängig von der Tischgeschwindigkeit v und von dem Schichtabstand d über folgende Gleichung bestimmt wird: TR = dv .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpositionen (P1–P3) symmetrisch um ein Zentrum (25) der Magnetresonanzanlage (5) herum angeordnet werden.
Verfahren zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung bei einer Magnetresonanzanlage, wobei von einem vorbestimmten Volumenabschnitt (23) eines Untersuchungsobjektes (O) MR-Signale aufgenommen werden, wobei bei der MR-Messung mehrere Schichten (22) des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) angeregt und gemessen werden, wobei bei kontinuierlichem Tischvorschub angeregt und gemessen wird, wobei wiederholt an verschiedenen Messpositionen P_i in einer dem Index der Messpositionen P_i entsprechenden Reihenfolge nacheinander jeweils eine dieser mehreren Schichten (22) im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) angeregt oder angeregt und gemessen wird, wobei die Messpositionen P_i ausgehend von einer beliebig im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) gewählten ersten Messposition P₁ über folgende Gleichung bestimmt werden:
für i = 2, ..., c + e, wobei d ein Schichtabstand ist, wobei c eine natürliche Zahl größer 1 ist, wobei e eine natürliche Zahl ist, für welche 1 ≤ e ≤ c gilt, wobei eine Summe aus c und e gleich der Anzahl der Messpositionen P_i im aktiven Volumen (24) ist, wobei TB eine Zeitspanne vom Beginn einer Anregung an einer Messposition (P₁; P₂) bis zum Beginn einer zeitlich nächsten Anregung an einer zu der Messposition (P1; P2) nächstliegenden Messposition (P₂; P₃) ist, wobei TR eine Zeitspanne ist, welche abhängig von dem Schichtabstand d, einer Tischgeschwindigkeit, c und e berechenbar ist, und wobei „±” als „+” zu interpretieren ist, wenn eine Anregungsreihenfolge, in welcher die Schichten (22) angeregt werden, einer Richtung eines Verfahrwegs des Tischs (2) folgt, und sonst als „–” zu interpretieren ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anregungsreihenfolge in Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) eine Datenakquisition an Messpositionen P_i, mit i = 1, ..., e unterdrückt wird, oder dass bei der Anregungsreihenfolge entgegen der Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) eine Datenakquisition an Messpositionen P_i, mit i = c + 1, ..., c + e unterdrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anregungsreihenfolge in Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) an Messpositionen P_i, mit i = 1, ..., e erfasste Daten verworfen werden, oder dass bei der Anregungsreihenfolge entgegen der Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) an Messpositionen P_i, mit i = c + 1, ..., c + e erfasste Daten verworfen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne TR abhängig von der Tischgeschwindigkeit v, von dem Schichtabstand d, von dem Parameter c und von dem Parameter e über folgende Gleichung bestimmt wird:
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass e = c – 1 gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass e = c gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass e = 1 gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpositionen Pi, mit i = 1, ..., c symmetrisch um ein Zentrum (25) der Magnetresonanzanlage (5) herum angeordnet werden, oder dass die Messpositionen Pi, mit i = e + 1, ..., e + c symmetrisch um das Zentrum (25) der Magnetresonanzanlage (5) herum angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungsreihenfolge der Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) folgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne TB gleich der Zeitspanne TR ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne TB gleich der Akquisitionszeit TA ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur MR-Messung einer der Schichten (22) mehrere räumlich selektive RF-Pulse in die Schicht (22) eingestrahlt werden, und dass Positionen dieser RF-Pulse während der MR-Messung der Schicht (22) derart nachgeführt werden, dass jeweils dieselbe Position innerhalb der Schicht (22) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MR-Messung auf • einer „Half-Fourier Single-Shot Turbo Spin-Echo”-Sequenz, • einer ”Echo Planar Imaging”-Sequenz, oder • einer ”True Fast Imaging with Steady State Precession”-Sequenz basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine MR-Messung für eine Schicht, welche sich außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) befindet, unterdrückt wird, oder dass bei einer MR-Messung für eine Schicht, welche sich außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) befindet, erfasste MR-Signale verworfen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass c gleich 3 oder c gleich 4 gesetzt wird.
Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung, wobei die Vorrichtung (6) eine Ansteuereinheit (11) zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage (5), eine Empfangsvorrichtung (12) zum Empfang von von der Magnetresonanzanlage (5) aufgenommenen MR-Daten und eine Auswertevorrichtung (13) zur Auswertung der MR-Daten umfasst, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Magnetresonanzanlage (5) über die Ansteuervorrichtung (11) derart ansteuert, dass die Magnetresonanzanlage (5) von einem vorbestimmten Volumenabschnitt (23) eines Untersuchungsobjektes (O) MR-Signale für mehrere Schichten (22) erfasst, dass die Vorrichtung (6) bei kontinuierlichem Tischvorschub wiederholt an verschiedenen Messpositionen P_i in einer dem Index der Messpositionen P_i entsprechenden Reihenfolge nacheinander jeweils eine der mehreren Schichten (22) im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) misst, wobei Vorrichtung (6) die Messpositionen P_i ausgehend von einer beliebig im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) gewählten ersten Messposition P₁ über folgende Gleichung bestimmt:
für i = 2, ..., c, wobei d ein Schichtabstand ist, wobei c eine natürliche Zahl größer 1 ist, welche die Anzahl der Messpositionen P_i im aktiven Volumen (24) angibt, wobei TB eine Zeitspanne vom Beginn einer Anregung an einer Messposition (P₁; P₂) bis zum Beginn einer zeitlich nächsten Anregung an einer zu der Messposition (P1; P2) nächstliegenden Messposition (P₂; P₃) ist, wobei TR eine Zeitspanne ist, welche abhängig von dem Schichtabstand d und einer Tischgeschwindigkeit berechenbar ist, und wobei „±” als „+” zu interpretieren ist, wenn eine Anregungsreihenfolge, in welcher die Vorrichtung (6) die Schichten (22) anregt, einer Richtung eines Verfahrwegs des Tischs (2) folgt, und sonst als „–” zu interpretieren ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) mittels der Magnetresonanzanlage (5) wiederholt an den Messpositionen (P1–P3) misst, bis alle Schichten (22) in dem vorbestimmten Volumenabschnitt (23) gemessen worden sind, und dass zwischen einem Beginn einer Messung an einer der Messpositionen P_i und einem Beginn einer dieser Messung folgenden Messung an derselben Messposition P_i jeweils die Zeitspanne c × TR verstreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Zeitspanne TR abhängig von der Tischgeschwindigkeit v und von dem Schichtabstand d über folgende Gleichung bestimmt: TR = dv .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Messpositionen (P1–P3) symmetrisch um ein Zentrum (25) der Magnetresonanzanlage (5) herum anordnet.
Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Steuerung eines Ablaufs einer MR-Messung, wobei die Vorrichtung (6) eine Ansteuereinheit (11) zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage (5), eine Empfangsvorrichtung (12) zum Empfang von von der Magnetresonanzanlage (5) aufgenommenen MR-Daten und eine Auswertevorrichtung (13) zur Auswertung der MR-Daten umfasst, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Magnetresonanzanlage (5) über die Ansteuervorrichtung (11) derart ansteuert, dass die Magnetresonanzanlage (5) von einem vorbestimmten Volumenabschnitt (23) ei nes Untersuchungsobjektes (O) für mehrere Schichten MR-Signale erfasst, dass die Vorrichtung (6) bei kontinuierlichem Tischvorschub wiederholt an verschiedenen Messpositionen P_i in einer dem Index der Messpositionen P_i entsprechenden Reihenfolge nacheinander jeweils eine dieser mehreren Schichten (22) im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) anregt oder anregt und misst, wobei Vorrichtung (6) die Messpositionen P_i ausgehend von einer beliebig im aktiven Volumen (24) der Magnetresonanzanlage (5) gewählten ersten Messposition P₁ über folgende Gleichung bestimmt werden:
für i = 2, ..., c + e, wobei d ein Schichtabstand ist, wobei c eine natürliche Zahl größer 1 ist, wobei e eine natürliche Zahl ist, für welche 1 ≤ e ≤ c gilt, wobei eine Summe aus c und e gleich der Anzahl der Messpositionen P_i im aktiven Volumen (24) ist, wobei TB eine Zeitspanne vom Beginn einer Anregung an einer Messposition (P₁; P₂) bis zum Beginn einer zeitlich nächsten Anregung an einer zu der Messposition (P1; P2) nächstliegenden Messposition (P₂; P₃) ist, wobei TR eine Zeitspanne ist, welche abhängig von dem Schichtabstand d, einer Tischgeschwindigkeit, c und e berechenbar ist, und wobei „±” als „+” zu interpretieren ist, wenn eine Anregungsreihenfolge, in welcher die Vorrichtung (6) die Schichten anregt, einer Richtung eines Verfahrwegs des Tischs (2) folgt, und sonst als „–” zu interpretieren ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) bei der Anregungsreihenfolge in Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) eine Datenakquisition an Messpositionen P_i, mit i = 1, ..., e unterdrückt, oder dass die Vorrichtung (6) bei der Anregungsreihenfolge entgegen der Rich tung des Verfahrwegs des Tischs (2) eine Datenakquisition an Messpositionen P_i, mit i = c + 1, ..., c + e unterdrückt.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) bei der Anregungsreihenfolge in Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) an Messpositionen P_i, mit i = 1, ..., e erfasste Daten verwirft, oder dass die Vorrichtung (6) bei der Anregungsreihenfolge entgegen der Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) an Messpositionen P_i, mit i = c + 1, ..., c + e erfasste Daten verwirft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Zeitspanne TR abhängig von der Tischgeschwindigkeit v, von dem Schichtabstand d, von dem Parameter c und von dem Parameter e über folgende Gleichung bestimmt:
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) e = c – 1 bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) e = c bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) e = 1 bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–30, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Messpositionen Pi, mit i = 1, ..., c symmetrisch um ein Zentrum (25) der Magnetresonanzanlage (5) herum anordnet oder dass die Vorrichtung (6) die Messpositionen Pi, mit i = e + 1, ..., e + c symmetrisch um das Zentrum (25) der Magnetresonanzanlage (5) herum anordnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–31, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Anregungsreihenfolge in der Richtung des Verfahrwegs des Tischs (2) wählt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–32, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Zeitspanne TB gleich der Zeitspanne TR wählt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–33, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Zeitspanne TB gleich der Akquisitionszeit TA wählt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–34, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) zur MR-Messung einer der Schichten (22) mehrere räumlich selektive RF-Pulse in die Schicht (22) einstrahlt und Positionen dieser RF-Pulse während der MR-Messung der Schicht (22) derart nachführt werden, dass jeweils dieselbe Position innerhalb der Schicht (22) erfasst wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–35, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die MR-Messung auf Basis • einer „Half-Fourier Single-Shot Turbo Spin-Echo”-Sequenz, • einer ”Echo Planar Imaging”-Sequenz, oder • einer ”True Fast Imaging with Steady State Precession”-Sequenz durchführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–36, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) eine MR-Messung für eine Schicht, welche sich außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) befindet, unterdrückt, oder dass die Vorrichtung (6) bei einer MR-Messung für eine Schicht, welche sich außerhalb des vorbestimmten Volumenabschnitts (23) befindet, erfasste MR-Signale verwirft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–37, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) c auf den Wert 3 oder c auf den Wert 4 setzt.
Magnetresonanzanlage mit einer Vorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 20–38.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung (6) einer Magnetresonanzanlage (5) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–19 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (6) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (14) in einer Steuereinrichtung (6) einer Magnetresonanzanlage (5) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–19 durchführen.