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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur phasensensitiven Flussmessung eines Volumenabschnitts eines Untersuchungsobjekts für eine Magnetresonanzanlage.
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Die
US 6,408,201 B1 beschreibt eine Erstellung von MR-Bildern geringer Auflösung von einem menschlichen Gefäßbaum, wobei der Gefäßbaum von MR-Bildern von z. B. drei Volumenabschnitten zusammengesetzt wird. Dabei wird der Mittelpunkt jedes Volumenabschnitts zur Aufnahme im Isozentrum angeordnet. Eine Phasenkontrast-MR-Angiographie zur Darstellung des Blutflusses wird beschrieben.
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Die
DE 10 2004 026 616 A1 beschreibt eine MR-Messung eines Untersuchungsbereiches, wobei der Untersuchungsbereich in mehrere Teilbereiche unterteilt wird. Zur MR-Messung wird der zu messende Teilbereich jeweils möglichst isozentrisch angeordnet.
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In ”Variable Field of View for Spatial Resolution Improvement in Continuously Moving Table Magnetic Resonance Imaging”, H. H. Hu u. a., Magn. Res. Med. 54, Seiten 146–151, 2005, wird ein Ansatz mit einer kontinuierlichen Tischverschiebung bei MR-Aufnahmen beschrieben, wobei das Gesichtsfeld (”Field of View”) vergrößert wird.
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Die
US 2008/0024127 A1 offenbart eine Erstellung von MR-Bildern des gesamten Körpers eines Menschen, indem entsprechende Bereiche des Menschen nacheinander erfasst werden.
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Bei mit einer Magnetresonanzanlage durchgeführten phasensensitiven Flussmessungen oder Phasenkontrast-Flussmessungen werden zur Kodierung eines Flusses zur Messung eines Flusses von Gewebeflüssigkeiten (z. B. Blut) bipolare Gradienten geschaltet, welche zu Wirbelstromeffekten führen. Diese Wirbelstromeffekte führen zu einer Hintergrundphase, welche bei eine Geschwindigkeitsinformation enthaltenen MR-Bildern, die auch Phasenbilder genannt werden, die eigentliche Geschwindigkeitsinformation überlagern und damit eine verfälschte Flussgeschwindigkeit darstellen. Mit anderen Worten verfälscht die Hintergrundphase die quantitative Information, welche zur Messung von Fluss- und Geschwindigkeitswerten auszuwerten ist. Eine weitere Fehlerquelle ist die Gradienten-Nichtlinearität. Diese Gradienten-Nichtlinearität führt bei Flussmessungen neben Fehlern bei der räumlichen Zuordnung des gemessenen Signals bzw. der gemessenen MR-Daten zusätzlich zu Fehlern bei der Flusskodierung, was ebenfalls die Messung von Fluss- und Geschwindigkeitswerten negativ beeinflusst. Diese beiden Effekte (Wirbelstromeffekte, Gradienten-Nichtlinearität) nehmen mit dem Abstand von dem Isozentrum der Magnetresonanzanlage zu und können bereits bei Abständen von wenigen Zentimetern von dem Isozentrum signifikante Fehlerbeiträge liefern.
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Nach dem Stand der Technik wird versucht, diese beiden Effekte zu vermeiden, indem bei Flussmessungen die interessierenden Bildbereiche, beispielsweise Gefäße, so nah wie möglich am Isozentrum positioniert werden. Bezüglich der z-Richtung ist es möglich, bei einer vorgegebenen Lage des Untersuchungsobjekts auf dem Tisch der Magnetresonanzanlage durch ein entsprechendes Verfahren bzw. Verschieben dieses Tisches den zu erfassenden Bildbereich möglichst nah am Isozentrum zu platzieren. Allerdings ist dieses Verfahren nach dem Stand der Technik nur dann in der Lage, die Auswirkungen der beiden Effekte gering zu halten, wenn Bildbereiche mit einer entsprechend geringen Ausdehnung in der z-Richtung gemessen werden. Umfasst aber das zu messende Protokoll einen Bildbereich mit einer größeren Ausdehnung in der z-Richtung (z. B. mehr als 10 cm), so können die Auswirkungen der beiden Effekte nur für einen Bereich in der Mitte des zu messenden Bildbereichs gering gehalten werden, während die Hintergrundphaseneffekte bei Bereichen, welche zu weit vom Isozentrum entfernt liegen, unvermeidbar sind.
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Aufgrund der zunehmenden Bedeutung von Flussmessungen mit volumetrischer Abdeckung (z. B. ”4D Flow” (Erstellung einer Geschwindigkeitsinformation über der Zeit in einem dreidimensionalen Raum)), wird die Korrektur oder Vermeidung der durch die Hintergrundphaseneffekte auftretenden Fehler immer wichtiger. Daher sind nach dem Stand der Technik bildbasierte Korrekturen bekannt, durch welche die Fehler in der Hintergrundphase wie auch durch die Gradienten-Nichtlinearität erzeugte Fehler allerdings nur teilweise korrigiert werden können.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine phasensensitive Flussmessung derart durchzuführen, dass die negativen Auswirkungen der Wirbelstromeffekte und der Gradienten-Nichtlinearität geringer als nach dem Stand der Technik sind.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur phasensensitiven Flussmessung nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur phasensensitiven Flussmessung nach Anspruch 7, durch eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 13, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur phasensensitiven Flussmessung eines Volumenabschnitts eines Untersuchungsobjekts (z. B. eines Patienten) mittels einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. In einem ersten Schritt dieses Verfahrens wird der zu untersuchende Volumenabschnitt in mehrere Volumenteilabschnitte unterteilt.
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Nach der Aufteilung des Volumenabschnitts in mehrere Volumenteilabschnitte werden folgende Schritte wiederholt ausgeführt, bis alle MR-Daten des Volumenabschnitts vollständig erfasst worden sind:
- • Ein Tisch der Magnetresonanzanlage wird derart verfahren, dass das Zentrum eines der Volumenteilabschnitte, welcher aktuell zu messen ist, im Wesentlichen dem Isozentrum der Magnetresonanzanlage entspricht.
- • Durchführen der phasensensitiven Flussmessung für den aktuell zu messenden Volumenteilabschnitt während sich das Zentrum dieses Volumenteilabschnitts im Wesentlichen im Isozentrum befindet.
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Wenn sich das Zentrum desjenigen Volumenteilabschnitts, welcher aktuell gemessen wird, im Wesentlichen im Isozentrum befindet und wenn die Ausmaße jedes Volumenteilabschnitts insbesondere in der Messrichtung (z. B. z-Richtung) unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts (z. B. 10 cm, besser 5 cm), d. h. das Ausmaß jedes Volumenteilabschnitts in der Messrichtung beträgt nicht mehr als 10 cm, 5 cm)) liegen, sind die Auswirkungen der Wirbelströme und der Gradienten-Nichtlinearität ausreichend gering, um eine korrekte Flussmessung durchführen zu können.
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Unter dem Zentrum eines Volumenteilabschnitts wird dabei der Mittelpunkt des Volumenteilabschnitts verstanden. Das Zentrum eines Volumenteilabschnitts entspricht im Wesentlichen dem Isozentrum, wenn der Abstand zwischen dem Zentrum des Volumenteilabschnitts und dem Isozentrum insbesondere in der Messrichtung unterhalb eines vorbestimmten Abstands (z. B. 1 cm) liegt. Dabei ist die Messrichtung diejenige Richtung, welche parallel zur Flächennormalen der Schichten bei zweidimensionaler Messung oder parallel zur Flächennormalen der Grenzflächen zwischen zwei benachbarten Volumenteilabschnitten bei einer dreidimensionalen Messung liegt. Natürlich wird auch angestrebt, dass das Zentrum des zu messenden Volumenteilabschnitts in Richtungen senkrecht zur Messrichtung im Wesentlichen dem Isozentrum entspricht. Dies ist der Fall, wenn der Abstand zwischen dem Zentrum des Volumenteilabschnitts und dem Isozentrum in einer Richtung senkrecht zur Messrichtung unterhalb eines weiteren vorbestimmten Abstands (z. B. 3 cm) liegt.
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Die phasensensitive Flussmessung wird mit einem zweidimensionalen Messverfahren durchgeführt, so dass jeder der Volumenteilabschnitte eine oder mehrere Schichten aufweist. Der Tisch wird zur Durchführung der phasensensitiven Flussmessung für jeden Volumenteilabschnitt derart verschoben, dass jede dieser Schichten des Volumenteilabschnitts einen Abstand zu dem Isozentrum aufweist, welcher unterhalb eines vorbestimmten maximalen Abstands liegt. Wenn die Schichten gleichmäßig in dem Volumenteilabschnitt angeordnet sind, ist dies dann der Fall, wenn das Zentrum des Volumenteilabschnitts dem Isozentrum entspricht. Der maximale Abstand hängt dabei maßgeblich von der Magnetresonanzanlage ab. Bei heutigen Magnetresonanzanlagen beträgt der maximale Abstand nicht mehr als 5,0 cm, besser 2,5 cm).
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Wie viele Schichten der jeweilige Volumenteilabschnitt aufweist, hängt neben der Einhaltung des maximalen Abstands von der angestrebten Dauer der Flussmessung für den Volumenabschnitt ab. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn jeder Volumenteilabschnitt nur eine Schicht umfasst. In diesem Fall wird der Tisch vor der Flussmessung für jede Schicht derart verfahren, dass das Isozentrum innerhalb der Schicht liegt. Mit der Anzahl der Tischbewegungen während der Flussmessung für den Volumenabschnitt steigt allerdings auch die Dauer der Flussmessung an.
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Da die Schichten des aktuell zu messenden Volumenteilabschnitts nur einen vorbestimmten maximalen Abstand zu dem Isozentrum aufweisen, ist gewährleistet, dass bei einer phasensensitiven Flussmessung jeder Schicht innerhalb des Volumenteilabschnitts weder die Wirbelstromeffekte noch die Gradienten-Nichtlinearität zu übermäßigen Auswirkungen bezüglich der Messung von Fluss- und Geschwindigkeitswerten führt.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für eine axiale Schichtführung geeignet. Bei der axialen Schichtführung liegen die Flächennormalen der zu messenden Schichten parallel zur z-Richtung. Die axiale Schichtführung entspricht bei einem dreidimensionalen Messverfahren einer Anordnung der dreidimensionalen Volumenteilabschnitte in z-Richtung hintereinander.
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Im Vergleich zu einer angulierten Messung dauert eine Messung mit axialer Schichtführung in der Regel länger, da die angulierte Messung das interessierende Messvolumen optimal abdecken kann. Allerdings benötigt die angulierte Messung, welche nicht entlang der axialen, sagittalen oder koronalen Richtung durchgeführt wird, sondern in einem Winkel zu diesen Richtungen, eine gewisse Vorbereitungszeit zur Planung der Messung, welche bei der erfindungsgemäßen axialen Schichtführung nicht benötigt wird und daher eingespart werden kann. Die Position des axialen Schichtstapels (des Volumenabschnitts mit Schichten entlang der axialen Richtung) innerhalb des Untersuchungsobjekts kann dabei direkt auf Ergebnissen basieren, welche von einem koronal oder sagittal arbeitenden Localizer erzielt worden sind, welcher typischerweise vor einer Flussmessung (unabhängig davon, ob es sich um eine Flussmessung nach dem Stand der Technik oder um eine erfindungsgemäße handelt) eingesetzt wird. Mit anderen Worten benötigt eine erfindungsgemäße Flussmessung mit axialer Schichtführung keine weiteren Zwischenschritte oder Vorbereitungsschritte, welche beispielsweise zur Planung von angulierten Messungen notwendig sind, so dass die Gesamtdauer der erfindungsgemäßen Flussmessung trotz einer längeren Dauer der eigentlichen Flussmessung im Mittel nicht über der Gesamtdauer einer angulierten Messung liegt.
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Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass bei einer Schichtorientierung oder Schichtführung in den physikalischen Grundrichtungen (d. h. axial, sagittal oder koronal) eine sonst bei doppelt-angulierten zweidimensionalen Einzelschicht-Messungen auftretende Verstärkung der Wirbelstromeffekte, welche aufgrund einer Kopplung mehrerer Gradientenordnungen auftreten, minimiert wird.
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Erfindungsgemäß kann eine für die verschiedenen Tischpositionen notwendige Justage (eine Kalibrierung der Magnetresonanzanlage) auf folgende zwei Arten in das Messprotokoll integriert werden:
- • Die Justage wird jeweils zu Beginn der Messung für einen Volumenteilabschnitt durchgeführt. D. h. nach einer Messung eines bestimmten Volumenteilabschnitts wird der Tisch für die Messung des nächsten Volumenteilabschnitts verfahren und die Justage für die Messung dieses nächsten Volumenteilabschnitts durchgeführt, bevor die eigentliche Flussmessung für diesen nächsten Volumenteilabschnitt beginnt.
- • Zu Beginn der Gesamtmessung wird in einer Vormessung eine jeweilige Justage für alle später verwendeten Tischpositionen gemessen oder bestimmt, d. h. die Justagen werden bestimmt, bevor die eigentliche Flussmessung an der ersten Tischposition beginnt.
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Um die Effizienz der erfindungsgemäßen Flussmessung zu optimieren, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Verfahren zur selektiven Anregung kombiniert werden. Ein mit zweidimensionalen selektiven HF-Pulsen arbeitendes Verfahren und die Transmit-Array- oder Sende-Array-Technik sind zwei Beispiele für ein solches Verfahren zur selektiven Anregung. Gemäß diesen Verfahren werden innerhalb einer zu messenden Schicht oder innerhalb eines zu messenden Volumens nur interessierende Bereiche angeregt, so dass im Vergleich zu einem Verfahren, bei welchem die gesamte Schicht oder das gesamte Volumen angeregt wird, die Anzahl der notwendigen Phasenkodierschritte reduziert werden kann.
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Da insbesondere bei einer axialen Schichtführung die zu messenden Schichten nicht optimal an einen interessierenden Bereich (z. B. ein Gefäß wie die Aorta) angepasst werden können, wie dies bei der vorab beschriebenen angulierten Messung der Fall ist, können durch die selektive Anregung im Vergleich zur angulierten Messung prozentual mehr Phasenkodierschritte eingespart werden. Dies ist dadurch begründet, dass aufgrund der nicht optimalen Anpassung der Schichten der Anteil von interessierenden Bereichen pro Schicht geringer ist, als dies bei optimal angepassten Schichten (wie bei einer angulierten Messung) der Fall ist. Wenn der Anteil der interessierenden Bereiche pro Schicht geringer ist, müssen folglich auch weniger Bereiche selektiv angeregt werden.
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Wie bereits oben angedeutet ist, kann die erfindungsgemäße phasensensitive Flussmessung entweder mit einer dreidimensionalen Messung (einem dreidimensionalen K-Raum) oder mit einer zweidimensionalen Messung (einem zweidimensionalen K-Raum) durchgeführt werden.
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Bei einem Vergleich zwischen der dreidimensionalen Messung und der zweidimensionalen Mehrschicht-Messung weist die dreidimensionale Messung scheinbar einen größeren Signal-Rausch-Abstand auf. Bei einer Flussmessung ist allerdings zu berücksichtigen, dass das Signal einer sich bewegenden Flüssigkeit signifikant durch den so genannten Inflow-Effekt verstärkt wird. Da die Sättigung der sich bewegenden Flüssigkeit innerhalb des Messvolumens bei einem dreidimensionalen Messverfahren größer ist als die Sättigung der sich bewegenden Flüssigkeit innerhalb der gemessenen Schicht bei einem zweidimensionalen Verfahren, ist der Kontrast zwischen der sich bewegenden Flüssigkeit und anderen Messpunkten vorteilhafterweise bei dem zweidimensionalen Messverfahren größer als bei dem dreidimensionalen Messverfahren. Darüber hinaus ist eine Problematik aufgrund eines ungünstigen Volumenprofils in z-Richtung bei der zweidimensionalen Messung nicht vorhanden. Zusammenfassend steht eine erfindungsgemäße zweidimensionale Messung bei konkreten Anwendungen bezüglich Abtasteffizienz und Bildqualität einer erfindungsgemäßen dreidimensionalen Messung nicht nach.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur phasensensitiven Flussmessung eines Volumenabschnitts eines Untersuchungsobjekts bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage, eine Empfangsvorrichtung zum Empfang von von der Magnetresonanzanlage aufgenommenen MR-Daten innerhalb des Volumenabschnitts und eine Auswertevorrichtung zur Auswertung der MR-Daten. Nachdem der Volumenabschnitt mittels der Vorrichtung in mehrere Volumenteilabschnitte aufgeteilt ist, führt die Vorrichtung Folgendes aus, bis der Volumenabschnitt vollständig gemessen ist.
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Die Vorrichtung verfährt den Tisch der Magnetresonanzanlage derart, dass ein Zentrum eines zu messenden der Volumenteilabschnitte im Wesentlichen im Isozentrum der Magnetresonanzanlage liegt. Anschließend steuert die Vorrichtung die Magnetresonanzanlage über die Ansteuervorrichtung derart an, dass die Vorrichtung die phasensensitive Flussmessung für den zu messenden Volumenteilabschnitt durchführt, während sich das Zentrum dieses zu messenden Volumenteilabschnitts im Isozentrum befindet.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, weshalb hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Darüber hinaus offenbart die vorliegende Erfindung eine Magnetresonanzanlage, welche die vorab beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.
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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 des erfindungsgemäßen Verfahrens 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 des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. 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.
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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 des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für eine phasensensitive Flussmessung mittels einer Magnetresonanzanlage geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, da die vorliegende Erfindung beispielsweise auch bei einer Angiographie eingesetzt werden könnte.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen und anhand mit der vorliegenden Erfindung erzielter Ergebnisse im Detail mit Bezug zu den Figuren erläutert.
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In 1 ist ein Verfahren zur Flussmessung nach dem Stand der Technik dargestellt.
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2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 5 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 3 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Anhand der 4 wird ein erfindungsgemäßes Vorgehen zur phasensensitiven Flussmessung erläutert.
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Die 5 bis 7 stellen Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zum Stand der Technik dar.
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In 8 wird ein erfindungsgemäßes dreidimensionales Messverfahren dargestellt.
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In 9 werden Ergebnisse eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit selektiver Anregung dargestellt.
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Nach dem Stand der Technik wird bei einer phasensensitiven Flussmessung ein zu messender Volumenabschnitt 17 im Isozentrum einer Magnetresonanzanlage angeordnet, wie es in 1 dargestellt ist. Da die anschließend durchgeführte Flussmessung ohne einen Tischvorschub durchgeführt wird, weisen gerade die äußeren Schichten des Volumenabschnitts 17 in z-Richtung 16 einen zu großen Abstand von dem Isozentrum auf, was zu negativen Auswirkungen aufgrund von Wirbelstromeffekten und Gradienten-Nichtlinearität führt.
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In 2 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 erfindungsgemäße 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.
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Die Steuereinrichtung 6 umfasst ihrerseits eine Ansteuereinheit 11, eine Empfangsvorrichtung 12 und eine Auswertevorrichtung 13. Während einer phasensensitiven Flussmessung werden MR-Daten mittels des Tomograph 3 von der Empfangsvorrichtung 12 erfasst, wobei der Tomograph 3 und der Tisch 2 von der Ansteuereinheit 11 derart angesteuert werden, dass MR-Daten in einem Messvolumen, welches sich im Körperinneren eines auf dem Tisch 2 liegenden Patienten O befindet, erfasst werden.
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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 dreidimensionaler Volumenabschnitt vorgegeben werden und weitere Parameter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt werden.
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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 das erfindungsgemäße 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.
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In 3 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren beginnt bei Schritt S1, in welchem ein Volumenabschnitt bestimmt wird, in dem eine Flussmessung durchzuführen ist.
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In dem folgenden Schritt S2 wird dieser Volumenabschnitt in mehrere Volumenteilabschnitte, welche jeweils dasselbe Volumen aufweisen, aufgeteilt. Dabei umfasst jeder dieser Volumenteilabschnitte mehrere Schichten, da die Flussmessung in Form einer zweidimensionalen Messung durchgeführt wird.
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In dem dritten Schritt S3 wird der erste Volumenteilabschnitt, welcher sinnvollerweise am Anfang des Volumenabschnitts lokalisiert ist, als erster aktuell zu messender Volumenteilabschnitt bestimmt.
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In dem vierten Schritt S4 wird der Tisch 2 derart verfahren, dass sich das Zentrum des aktuell zu messenden Volumenteilabschnitts im Isozentrum 1 der Magnetresonanzanlage 5 befindet.
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Im fünften Schritt S5 wird die phasensensitive Flussmessung für jede Schicht innerhalb des aktuell zu messenden Volumenteilabschnitts durchgeführt. Dabei wird der Tisch 2 nicht bewegt. Die Größe der Volumenteilabschnitte ist dabei derart bemessen, dass die MR-Messung jeder Schicht ausreichend dicht an dem Isozentrum 1 durchgeführt wird, so dass Hintergrundphaseneffekte und andere lokal variierende Einflüsse wie Gradientenverzeichnungen minimal sind.
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Im sechsten Schritt S6 wird überprüft, ob alle Volumenteilabschnitte des Volumenabschnitts gemessen worden sind.
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Wenn noch nicht alle Volumenteilabschnitte des Volumenabschnitts gemessen worden sind, verzweigt das erfindungsgemäße Verfahren zu Schritt S7 und bestimmt in diesem Schritt S7 den nächsten zu messenden Volumenteilabschnitt, welcher neben dem gerade gemessenen Volumenteilabschnitt angeordnet ist. Anschließend wird das Verfahren wieder bei Schritt S4 fortgesetzt.
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Wenn die im Schritt S6 durchgeführte Abfrage ergibt, dass bereits alle Volumenteilabschnitte des Volumenabschnitts gemessen worden sind, verzweigt das erfindungsgemäße Verfahren zu Schritt S8. In diesem Schritt S8 werden die Ergebnisse der Flussmessung der einzelnen Volumenteilabschnitte zusammengeführt und eine bildliche Darstellung dieser zusammengeführten Ergebnisse vorbereitet und schließlich erstellt. Damit endet das erfindungsgemäße Verfahren.
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Mit der 4 wird ein Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens zur phasensensitiven Flussmessung dargestellt. Nachdem die letzte Schicht eines Volumenteilabschnitts gemessen worden ist, wird der Tisch entlang der z-Richtung derart verschoben, dass das Zentrum des als nächstes zu messenden Volumenteilabschnitts im Isozentrum liegt. Der mit dem Bezugszeichen 15' gekennzeichnete Pfeil in 4 gibt die Richtung und mit seiner Länge das Ausmaß der Bewegung des Tisches wieder. Diese Bewegung des Tisches führt zu einer entsprechenden Veränderung der Schichtpositionen, welche durch den mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichneten Pfeil in 4 dargestellt ist. Anders ausgedrückt muss die Bewegung des Tisches zwischen der Messung der letzten Schicht eines Volumenteilabschnitts und der Messung der ersten Schicht des nächsten Volumenteilabschnitts durch eine entsprechende mit dem Pfeil 15 dargestellte Verlagerung der aktuell zu messenden Schicht ausgeglichen werden.
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In 5 wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik verglichen. Dazu wird bei axialer Schichtführung für verschiedene Schichtpositionen (unterschiedliche Positionen in z-Richtung) ein Phasenkontrast einer homogen mit Wasser gefüllten Flasche gemessen. Wenn keinerlei Wirbelstromeffekte und keine Gradienten-Nichtlinearität auftreten würden, müsste der in den MR-Bildern das Wasser darstellende Bereich bei allen Schichten mittel-grau sein. Man erkennt, dass die MR-Bilder in 5b, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren also mit einer Tischbewegung während der Gesamtmessung erstellt worden sind, dem optimalen mittel-grauen Farbton wesentlich näher kommen, als die MR-Bilder in 5a, welche mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik ohne Tischbewegung aufgenommen worden sind.
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In 6 wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik verglichen. Dazu werden bei axialer Schichtführung für drei verschiedene Schichtpositionen (der entsprechende Schichtversatz in z-Richtung ist jeweils mit dem Bezugszeichen 18 angegeben) ein Angiographie-Kontrastbild eines Thorax einschließlich eines Herzens in der Bildmitte drei Bilder mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik (ohne Tischbewegung) 20 und drei entsprechende Bilder mit einem erfindungsgemäßen Verfahren (mit Tischbewegung) 21 dargestellt. Auf den Bildern zeigen die oberen und unteren Bereiche des jeweiligen Bildes ein unbewegliches Gewebe (im Vergleich zu einem sich aufgrund der Herzaktivität bewegenden Gewebe in der Bildmitte). Man erkennt an den mit dem Bezugszeichen 22 gekennzeichneten Stellen in den drei oberen Bildern, welche mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik erstellt worden sind, ein starkes Hintergrundsignal, welches sich abhängig von der Schichtposition verändert. Dagegen erkennt man an den entsprechenden Stellen 23 in den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellten Bildern nur ein schwaches Hintergrundsignal, welches unabhängig von der Schichtposition ist, d. h. sich mit der Schichtposition nicht verändert.
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In 7 wird an vier Stellen, welche in 7c anhand von Kreisen 25 gekennzeichnet sind, eine phasesensitive Flussmessung vorgenommen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass an den Stellen 25 kein Fluss auftritt, so dass bei einer korrekten Flussmessung für alle vier Stellen oder Bereiche 25 eine Flussgeschwindigkeit von 0 cm/s gemessen werden sollte. Die Flussmessung wird zum einen mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik und zum anderen mit einem erfindungsgemäßen Verfahren für drei Schichten, d. h. für drei unterschiedliche Schichtpositionen, durchgeführt. Die Ergebnisse sind zum einen in der Tabelle in 7d und zum anderen in grafischer Form in der 7a für das erfindungsgemäße Verfahren und in der 7b für das Verfahren nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei sind bei den 7a und 7b auf der y-Achse die Flussgeschwindigkeit (genauer der Flussgeschwindigkeitsfehler, da die Flussgeschwindigkeit optimalerweise 0 cm/s betragen sollte) und auf der X-Achse 19 die Schichtpositionen in der z-Richtung dargestellt.
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Man erkennt, dass im Vergleich zu den Ergebnissen nach dem Stand der Technik (siehe 7b) die erfindungsgemäß erfassten Flussgeschwindigkeiten zum einen geringer sind. Zum anderen sind die Flussgeschwindigkeiten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von der Schichtposition nahezu unabhängig (d. h. sie verändern sich mit der Schichtposition kaum), so dass die entsprechenden Fehler einfacher durch nachgeschaltete Verfahren korrigiert werden können.
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Die Ursache für die unterschiedlichen Ergebnisse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (und auch bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik) für die unterschiedlichen Bereiche 25 ist in dem unterschiedlichen Versatz der vier Bereiche 25 vom Isozentrum bezüglich der X-Richtung und bezüglich der Y-Richtung zu suchen.
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Wenn die MR-Daten eines Volumenteilabschnitts über ein dreidimensionales Messverfahren (dreidimensionaler K-Raum) erfasst werden, weist der Volumenteilabschnitt eine einzige Schicht auf, deren Abmessung dem Volumenteilabschnitt selbst entspricht.
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In 8 wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer dreidimensionalen Messung des zu messenden Volumenabschnitts 17 dargestellt. Der Volumenabschnitt 17 wird in fünf gleichgroße Volumenteilabschnitt V1–V5 geteilt. Dabei wird der Volumenabschnitt 17 derart in die Volumenteilabschnitte geteilt, dass die Grenzfläche zwischen zwei benachbarten Volumenteilabschnitten jeweils eine Flächennormale aufweist, welche parallel zu der z-Richtung der Magnetresonanzanlage liegt. Bei der Aufteilung des Volumenabschnitts 17 wird eine Ausdehnung jedes Volumenteilabschnitt V1–V5 derart gewählt, dass diese Ausdehnung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts (z. B. 10 cm, besser 5 cm) liegt.
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Zur Erfassung der MR-Daten eines der Volumenteilabschnitte V1–V5 wird der entsprechende Volumenteilabschnitt Vi derart angeordnet, dass ein Mittelpunkt des Volumenteilabschnitt Vi in der z-Richtung möglichst keinen Abstand zu dem Isozentrum aufweist. Besonders vorteilhaft wäre es, wenn der Mittelpunkt des Volumenteilabschnitts Vi dem Isozentrum entspricht.
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Da die Ausdehnung jedes Volumenteilabschnitts Vi in der z-Richtung nicht größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, ist gewährleistet, dass kein Messpunkt innerhalb des zu messenden Volumenteilabschnitts Vi in der z-Richtung weiter als der halbe vorbestimmten Schwellenwert von dem Isozentrum entfernt ist. Dadurch ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass die Auswirkungen von Wirbelströmen und einer Gradienten-Nichtlinearität gering sind.
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In 9 sind Ergebnisse eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei mit einer selektiven Anregung gearbeitet wurde, um die Messzeit für die einzelne Schicht und damit die gesamte Messdauer der erfindungsgemäßen phasensensitiven Flussmessung zu verringern. Eine Phasenkodierrichtung 26 in der Richtung anterior-posterior (siehe 9a) ist erforderlich, um Einfaltungen in der Rechts-Links-Richtung zu vermeiden. Bei einer Phasenkodierrichtung 26 in der Rechts-Links-Richtung kann basierend auf zweidimensionalen selektiven hochfrequenten Pulsen bzw. Transmit-Array-Technik mit einer eingeschränkten Anregung gearbeitet werden.
