-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur getriggerten Durchführung einer Messung, bestehend aus Teilmessungen, an einem Magnetresonanztomographen, wobei aus den im Rahmen der Teilmessungen aufgenommenen Daten Bilddatensätze ermittelt und zur Triggerung ein Bezugspunkt der Bewegungsphase der Bewegung, auf die getriggert wird, verwendet wird.
-
Im Rahmen der Datenaufnahme eines Magnetresonanztomographiegeräts ist es bekannt, die Daten EKG-getriggert aufzunehmen, um Bewegungsartefakte aus den nachverarbeiteten Bilddaten zu minimieren. Das EKG-Signal, wobei EKG die allseits bekannte Abkürzung für Elektrokardiogramm ist, ist ein Maß für die elektrische Aktivität der Herzmuskelfasern. Das Zusammenziehen des Herzmuskels wird durch eine elektrische Erregung bewirkt, diese wird mit dem EKG erfasst. Das EKG-Signal ist dementsprechend ein periodisches Signal, und die verschiedenen Phasen des Herzzyklus werden mit Buchstaben bezeichnet. Eine bekannte Abfolge lautet P-Q-R-S-T-U. Hierbei weist die R-Zacke den größten Ausschlag auf, daher wird sie in der Regel als Bezugspunkt der Triggerung verwendet.
-
Die Erfassung des EKG-Signals erfolgt über am Patienten angebrachte Elektroden. Die durch die Elektroden erfassten Signale werden über elektrische Leitungen aus dem Magnetresonanztomographiegerät an eine EKG-Vorrichtung weitergeleitet. Das EKG-Signal kann dabei selbstverständlich gefiltert oder auf andere Art und Weise nachverarbeitet werden.
-
Weiterhin ist es bekannt, Messungen in Abhängigkeit der Atembewegung zu triggern. Hierzu ist ein Sensor vorgesehen, der die Atembewegung in ein elektrisches Signal umwandelt. Dieses Signal ist ein Maß für die Atembewegungen und kann somit zur Ansteuerung der Magnetresonanzeinrichtung verwendet werden. Im Folgenden wird allerdings nur detailliert auf die EKG-Triggerung eingegangen.
-
Der Begriff Datenaufnahme wird in dieser Anmeldung für die gesamte Messung stehend verwendet. Die Zeitspanne, während der tatsächlich Daten in einem Speichermedium abgelegt werden, wird im Gegensatz zur Datenaufnahme als Messung mit Datenakquisition bezeichnet. Während der Datenakquisition ist üblicherweise der Auslesegradient zur Frequenzkodierung angelegt, um das Messsignal während der Datenakquisition mit einer Ortskodierung zu versehen.
-
Es gibt eine Vielzahl an unterschiedlichen Magnetresonanz-Messungen beziehungsweise Messmethoden, die sehr unterschiedlich ausgestaltet sein können. Der Begriff Datenaufnahme oder Messungen soll alle Arten von Messungen umfassen. Als Ergebnis der Nachverarbeitung der aufgenommenen Rohdaten können ein oder mehrere zweidimensionale oder dreidimensionale Bilddatensätze, mehrere Bilddatensätze aus verschiedenen Schichten des Untersuchungsobjekts sowie Datensätze mit und ohne Wichtung hinsichtlich eines bestimmten Parameters gewonnen werden. Im Rahmen der Nachverarbeitung kann es auch nötig sein, die im Rahmen einer Messung aufgenommenen Daten mit Daten anderer Messungen zu ergänzen oder zur Nachverarbeitung weiterer Daten aus anderen Messungen heranziehen zu müssen, um aus den aufgenommenen Daten einen oder mehrere Bilddatensätze zu erhalten.
-
Eine derartige Messung ist dabei aus Teilmessungen aufgebaut. Die Teilmessungen sind dabei grundsätzlich gleich aufgebaut, nur die Stärke des phasenkodierenden Gradienten oder des Schichtgradienten und seltener auch des Auslesegradienten wird gezielt variiert. Die Teilmessung kann ein oder mehrere Präparationsmodule umfassen, um das Messsignal entsprechend einem physikalischen Parameter zu wichten. Mehrere Präparationsmodule werden beispielsweise benötigt, wenn mehrere Bilddatensätze von unterschiedlichen Positionen des Patienten aufgenommen werden und für jede einzelne dieser sogenannten Schichten eine eigene Präparation erforderlich ist. Bei der EKG- oder Atem-getriggerten Datenaufnahme wird nach Erfassung des Triggersignals eine Teilmessung gestartet. In dieser Teilmessung können ein oder mehrere Datenakquisitionen erfolgen. Diese Datenakquisitionen können zu einem einzigen Bilddatensatz oder auch mehrere Datenakquisitionen zu mehreren Bilddatensätzen oder mehrere Datenakquisitionen zu jeweils einem eigenen Bilddatensatz gehören. Der Aufbau und die Abfolge entsprechender Messungen sind hinreichend bekannt und bedürfen daher keiner detaillierten Erörterung.
-
Die zwischen zwei R-Zacken zur Verfügung stehende Zeitspanne wird dabei als RR-Intervall bezeichnet. Die in diesem Intervall vorzunehmende Teilmessung umfasst nicht nur die Datenakquisition als solches, sondern auch wie beschrieben dazu notwendige Vorbereitungsmaßnahmen in Form sogenannter Magnetisierungspräparationsmodule. Auf diese wird später noch detailliert eingegangen.
-
In einem bekannten Verfahren zur EKG-getriggerten Durchführung einer Magnetresonanz-Messung wird nach Erkennung einer R-Zacke eine Teilmessung vorgenommen. Nach Beendigung der Teilmessung kommuniziert die Steuerungseinrichtung des Magnetresonanztomographiegeräts mit der EKG-Vorrichtung, um nach Anzeige der nächsten R-Zacke die nächste Teilmessung starten zu können. Da der Herzschlag eines Patienten einer gewissen Variabilität unterliegt, wird typischerweise ein Sicherheitsabstand vom Ende der (letzten) Teilmessung bis zum Zeitpunkt der erwarteten nächsten R-Zacke eingehalten, um derartige Schwankungen kompensieren zu können. Dementsprechend wird nicht das volle RR-Intervall ausgenutzt. Sollte eine R-Zacke vor Beendigung der Teilmessung auftreten, wird das mit dieser R-Zacke beginnende RR-Intervall nicht zur Durchführung einer Teilmessung verwendet.
-
DE 10 2005 034 686 A1 zeigt ein Verfahren zur Messung eines Magnetresonanzbildes eines Patienten. Gemäß dem Verfahren erfolgt eine Aufnahme eines sich wiederholenden Bewegungsverlaufs eines Teils des Patienten, woraufhin eine Festlegung wenigstens einer Triggerbedingung innerhalb des Bewegungsverlaufs und eine Überwachung des Bewegungsverlaufs und der wenigstens einen Triggerbedingung erfolgt. Bei Erreichen der Triggerbedingung wird eine Teilmessung zur Erzeugung von Messdaten durchgeführt und bei Vorliegen einer vollständigen Datenmenge von Messdaten ein Magnetresonanzbild berechnet. Alternativ dazu erfolgt eine Vorhersage, ob die Triggerbedingung nicht mehr erreicht wird. Falls die Triggerbedingung voraussichtlich nicht mehr erreicht wird, wird, falls eine hierzu ausreichende Datenmenge vorliegt, ein Magnetresonanzbild mit verminderter Qualität berechnet oder die Messung abgebrochen oder eine Veränderung der Triggerbedingung vorgenommen.
-
DE 10 2007 018 089 A1 zeigt ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzbildern des Herzens. Das Verfahren umfasst die Aufnahme von Magnetresonanzsignalen des Herzens mittels einer Bildgebungssequenz, die Detektion der Herztätigkeit sowie eine Anpassung des Zeitpunkts zum Schalten eines HF-Inversionspulses in Abhängigkeit der detektierten Herztätigkeit.
-
Aus
DE 10 2006 033 862 B3 ist ein Verfahren zur dynamischen Magnet-resonanz-Bildgebung bekannt, bei dem ein abzutastender k-Raum segmentiert mit mehreren Teildatensätzen abgetastet wird, wobei die Abtastpunkte jedes Teildatensatzes Gitterpunkten eines kartesischen Abtast-Gitters eines k-Raum-Segments entsprechen und die kartesischen Abtast-Gitter entsprechend den k-Raum-Segmenten zueinander rotiert sind.
-
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Triggerung einer Magnetresonanz-Messung anzugeben, das auch bei variabler Herzfrequenz des Patienten eine sichere und störungsfreie Datenaufnahme speziell für Perfusionsmessungen zulässt.
-
Unter einer Perfusionsmessung wird in der vorliegenden Anmeldung die Messung eines nicht periodischen Vorgangs verstanden, wobei im Rahmen der Datenaufnahme eine Signaländerung im Blut aufgrund eines Kontrastmittelbolus über die Zeit verfolgt wird. Perfusionsmessungen sind somit in erster Linie relaxationsgewichtete Messungen. Eine Perfusionsinformation besteht beispielsweise im Zeitverlauf der Signalintensität eines Bildpunkts. Mithilfe von Modellannahmen können aus den akquirierten Daten quantitative Perfusionswerte gewonnen werden.
-
Zur Lösung des Problems bei Durchführung einer Perfusionsmessung sieht ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, dass wenigstens zwei Bilddatensätze ermittelt werden, aus den Bilddatensätzen wenigstens eine Perfusionsinformation ermittelt wird, wobei die Bilddatensätze unterschiedliche Stellen des Untersuchungsobjekts abbilden und der Bezugspunkt von einer Steuerungseinrichtung unabhängig von einer Teilmessung erfasst wird und die Teilmessung im Falle eines vor dem Ende der Teilmessung erfassten Bezugspunktes nach einer definierten Zeitspanne nach Erfassung des Bezugspunktes abgebrochen wird.
-
Speziell bei Perfusionsmessungen tritt das Problem auf, dass aufgrund der vorzunehmenden Magnetisierungspräparation und der Anzahl der aufzunehmenden Schichten nur eine geringe oder gar keine Wartezeit zur Anpassung an einen erkannten Bezugspunkt zur Verfügung steht. Wenn die zur Verfügung stehende Wartezeit also zur Anpassung an den erkannten Bezugspunkt nicht ausreicht, muss bei einer Perfusionsmessung zusätzlicher Handlungsspielraum zur Verfügung stehen. Dieser Handlungsspielraum besteht darin, eine Teilmessung einer Perfusionsmessung in Abhängigkeit weiterer Parameter abzubrechen, um die nächste Teilmessung, also die Vorbereitung der und die Aufnahme der nächsten k-Raum-Zeilen der aufzunehmenden Bilddatensätze, rechtzeitig nach Erfassung der R-Zacke bzw. des Bezugspunktes zu beginnen.
-
Diese Möglichkeit ergibt sich daraus, dass die aufzunehmenden Schichten beziehungsweise Bilddatensätze in verschiedenen Schichten nicht alle gleich relevant sind, sondern dass einige Schichten eine höhere Aussagekraft aufweisen als andere. Andererseits ist gerade bei Perfusionsmessungen das Auslassen von RR-Intervallen gravierend, da beispielsweise bei „First Pass”-Messungen insgesamt nur einige wenige RR-Intervalle zur Messung zur Verfügung stehen und bei Wegfallen eines oder gar mehrerer RR-Intervalle die Datenauswertung schwierig bis unmöglich wird. Dieses Auslassen kann zu einer Fehlquantifizierung der Perfusionswerte führen. Daher ist bei Perfusionsmessungen das Nicht-Auslassen eines RR-Intervalls besonders wichtig.
-
Durch das rechtzeitige Abbrechen einer Teilmessung wird also garantiert, dass jedes zur Verfügung stehende RR-Intervall verwendet wird. Dadurch kann beispielsweise der Durchfluss eines Kontrastmittels vollständig erfasst werden. Auch kann der beispielsweise durch einen Inversionspuls erzeugte steady state aufrechterhalten werden.
-
Neben der Maximierung der aufzunehmenden Schichten und damit der Schichtabdeckung erlaubt das Verfahren damit auch eine automatische Anpassung der Schichtabdeckung. Die Schichtabdeckung gibt das Volumen bzw. im Querschnitt die Fläche des durch die Magnetresonanzmessung erfassten Gewebes an, die direkt aufgrund bekannter Größenverhältnisse ein Maß für die Anzahl der aufgenommenen Schichten darstellt. Bei einer Persusionsmessung werden in einem RR-Intervall bzw. im Rahmen einer Teilmessung also ein oder mehrere nicht segmentierte Bilddatensätze aufgenommen.
-
Vorzugsweise kann die Zeitspanne auf den Wert 0 gesetzt werden. Dementsprechend wird eine Teilmessung direkt nach Erfassung des Bezugspunktes abgebrochen. Dies erlaubt den sofortigen Beginn der nächsten Teilmessung. Selbstverständlich können auch hier in jedem RR-Intervall mehrere k-Raum-Zeilen pro Bilddatensatz oder auch nur eine einzige Zeile pro Bilddatensatz aufgenommen werden. Dies hängt von der durchgeführten Messung und den jeweiligen Benutzereinstellungen ab. Nur teilweise aufgenommene k-Raum-Zeilen werden, außer wenn dies bei bestimmten Methoden wie dem bereits genannten Half-Fourier-Verfahren angestrebt wird, verworfen.
-
Vorteilhafterweise kann die Zeitspanne in Abhängigkeit der Beendigung der Datenakquisition des während der Erfassung des Bezugspunktes aufgenommenen Bilddatensatzes ermittelt werden. D. h., dass die Teilmessung nicht sofort abgebrochen wird, sondern dass wenigstens noch die momentan gemessene k-Raum-Zeile vollständig aufgenommen und erst danach die Teilmessung abgebrochen wird. Die Datenakquisiton einer k-Raum-Zeile bewegt sich in der Größenordnung von 1–2 ms und ist damit deutlich kürzer als die weiteren zur Datengewinnung nötigen Schritte wie beispielsweise die Präparation durch den Inversionspuls. Dementsprechend ist die Beendigung der eigentlichen Datenakqusition der aktuell aufgenommenen k-Raum-Zeile normalerweise weniger zeitkritisch, weshalb die Gewinnung dieser Daten noch vorgenommen wird.
-
Mit besonderem Vorteil kann die Zeitspanne in Abhängigkeit der vollständigen Datenakquisition einer bestimmten Anzahl von Bilddatensätzen ermittelt werden. Dies garantiert, dass eine Mindestanzahl an Bilddatensätzen und damit an Schichtbildern vorliegt, die der Anwender zur Befundung für notwendig erachtet. Sollte sich der Herzschlag beispielsweise derart beschleunigen, dass nur noch eine einzige Schicht pro RR-Intervall aufgenommen wird, so könnte dies zu einer erheblichen Einschränkung der Aussagekraft der aufgenommenen Daten führen. Es ist daher sinnvoll, dem Anwender die Möglichkeit zu geben, eine Mindestanzahl an aufzunehmenden Bilddatensätzen bzw. Schichten zu gestatten, um die für ihn notwendige Datenmenge zu erhalten.
-
Vorteilhafterweise kann die unabhängige Erfassung des Bezugspunktes nach einer festgelegten Zeitdauer nach Beginn einer Teilmessung gestartet werden. Die Zeitdauer kann in Abhängigkeit der Beendigung der vollständigen Datenakquisition einer bestimmten Anzahl an Bilddatensätzen ermittelt werden. Ist eine bestimmte Anzahl an Bilddatensätzen, beispielsweise drei, in jedem Fall aufzunehmen, ist es nicht sinnvoll, während der Präparation und Datenakquisition dieser Bilddatensätze eine sozusagen folgenlose Erfassung des Bezugspunkts durchzuführen. In diesem Fall werden die Rechenzeitresourcen besser geschont. Die Erfassung des Bezugspunktes beginnt dann mit dem Beginn der Präparation oder Datenakquisition eines nicht zwingend aufzunehmenden Bilddatensatzes.
-
Auch bei der Vornahme von Perfusionsmessungen erfolgt die Ermittlung der Anzahl der aufzunehmenden Bilddatensätze vorteilhafterweise in Abhängigkeit des zeitlichen Abstands wenigstens zweier der zuletzt erfassten Bezugspunkte. Dieses Vorgehen erlaubt wie bereits beschrieben eine adaptive Anpassung an einen beschleunigten Herzschlag. Mit besonderem Vorteil kann für die Anzahl der Bilddatensätze ein nicht unterschreitbarer Schwellenwert vorgegeben werden. Der Anwender kann also mit einer beliebig hohen Anzahl an aufzunehmenden Bilddatensätzen starten und die Teilmessungen werden beziehungsweise die Anzahl der aufzunehmenden Bilddatensätze wird automatisch an die zur Verfügung stehende Zeitspanne zwischen den erfassten Bezugspunkten, also das RR-Intervall, angepasst. Dabei wird eine geforderte Mindestanzahl an Bilddatensätzen bzw. Schichten nicht unterschritten. Dadurch entfallen aufwendige Anpassungen vor der eigentlichen Messung, wodurch die Verweilzeit des Patienten im Magnetresonanztomographiegerät insgesamt verkürzt wird. Bedenkt man, dass die eigentliche Messung beziehungsweise die Messzeit oft gerade einmal die Hälfte der Zeit ausmacht, in der sich der Patient innerhalb des Magnetresonanztomographiegeräts befindet, birgt diese Art der EKG-Triggerung doppeltes Einsparpotential im Hinblick auf die Verweilzeit des Patienten. Zum einen geht die Einrichtung der Messung, also die Einstellung der Aufnahmeparameter, schneller vonstatten. Andererseits kann durch die Ausnutzung eines jeden auftretenden RR-Intervalls die Dauer der Messung als solche auch auf ein Minimum reduziert werden. Insgesamt gesehen lässt sich also durch das erfindungsgemäße Verfahren die Verweildauer des Patienten im Magnetresonanztomographiegerät erheblich verkürzen. Außerdem können so Bedienungsfehler vermieden werden.
-
Vorzugsweise können die fehlenden Daten von Bilddatensätzen, die wegen der Reduzierung der aufzunehmenden Bilddatensätze nicht vollständig aufgenommen wurden, mittels Daten wenigstens eines Referenzbilddatensatzes ergänzt werden. Hiermit ist selbstverständlich gemeint, dass fehlende k-Raum-Zeilen aus einem anderen Datensatz transferiert werden, aber nicht, dass unvollständig aufgenommene k-Raum-Zeilen vervollständigt werden. Ausführungen bezüglich der Referenzbilddatensätze wurden bereits weiter oben vorgenommen, diese Ausführungen gelten in vollem Umfang auch für die Perfusionsmessungen.
-
Mit besonderem Vorteil kann ein Bezugspunkt nicht berücksichtigt werden, wenn der zeitliche Abstand zum vorangehenden Bezugspunkt einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet. Abgesehen von der Beschleunigung des Herzschlages gibt es auch die Möglichkeit von Arrhythmien oder auch Fehltriggerungen. Unter einer Arrhythmie versteht man eine Störung des Herzrhythmus, die durch Unregelmäßigkeiten bei der Erregungsbildung im Herzmuskel verursacht werden. Ihr Auftreten bzw. die Länge des Herzrhythmus wird dadurch mit einer zufälligen Komponente überlagert, die einer Anpassung nicht zugänglich ist. Gleiches gilt für Fehltriggerungen, wenn beispielsweise eine zufällige Signalschwankung mit dem Bezugspunkt verwechselt wird. Da auch ein sich beschleunigender Herzschlag trotzdem insbesondere bei Positionierung des Patienten in einer liegenden Position auch unter Medikamentengabe nicht völlig unübersehbar und überraschend verläuft, ist es daher sinnvoll, einen Mindestzeitabstand zum vorangehenden Bezugspunkt einzuhalten. Vorher auftretende Bezugspunkte werden als Fehltriggerung ignoriert.
-
Vorzugsweise kann zur Triggerung ein EKG-Signal und als Bezugspunkt ein Zeitpunkt der Herzphase verwendet werden.
-
Mit besonderem Vorteil kann als Bezugspunkt die R-Zacke verwendet werden. Diese weist die größte Signalintensität im EKG-Signal auf und wird daher regelmäßig zur Triggerung bei Magnetresonanzmessungen verwendet. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind allerdings nicht auf die Verwendung der R-Zacke beschränkt, vielmehr lässt sich grundsätzlich jede Phase des Herzschlags als Bezugspunkt verwenden.
-
Alternativ kann auch ein Atemsignal zur Triggerung verwendet werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 ein Magnetresonanztomographiegerät,
-
2 die EKG-getriggerte Durchführung einer Messung,
-
3 ein Präparationsmodul,
-
4 ein Bilddatenaufnahmemodul,
-
5 die nicht erfindungsgemäße EKG-getriggerte Durchführung einer Messung mit Wartezeitverkürzung, und
-
6 die erfindungsgemäße Durchführung einer EKG-getriggerten Messung mit Teilmessungs-Abbruch.
-
1 zeigt eine Magnetresonanzanlage 1, in deren Bohrung eine Patientenliege 2 eingefahren werden kann. Zur Messung eines Patienten 3 wird dieser auf der Patientenliege 2 gelagert, zur Erfassung eines EKG-Signals 4 befinden sich Elektroden 5 am Körper des Patienten 3. Die durch die Elektroden 5 erfassten Signale werden an die EKG-Vorrichtung 6 weitergegeben. Die EKG-Vorrichtung 6 kommuniziert mit der Steuerungseinrichtung 7 der Magnetresonanzanlage 1, wobei die EKG-Vorrichtung 6 und die Steuerungseinrichtung 7 selbstverständlich räumlich getrennte Vorrichtungen sein können oder auch in einem einzigen Gehäuse angeordnet sein können.
-
2 zeigt aus dem Stand der Technik ein bekanntes Verfahren zur EKG-getriggerten Durchführung einer Messung. Die R-Zacke 8 des EKG-Signals 4 wird als Bezugspunkt der Herzphase verwendet. Die Zeit zwischen dem Auftreten zweier R-Zacken 8 wird als RR-Intervall 9 bezeichnet. Die Steuerungseinrichtung 7 der Magnetresonanzanlage 1 fragt bei der EKG-Vorrichtung 6 das Triggersignal ab. Tritt dieses auf, wird eine Teilmessung gestartet. Diese besteht selbst wieder aus mehreren Teilen, nämlich einem Zeitabstand 10, einem Präparationsmodul 11 und einem Bilddatenaufnahmemodul 12. Durch den Zeitabstand 10, mit dem die Magnetisierungspräparation vom Auftreten der R-Zacke 8 beabstandet ist, soll sichergestellt werden, dass die Magnetisierungspräparation und die Datenakquisition immer in der gleichen Herzphase erfolgen. Andererseits wird durch entsprechende Wahl des Zeitabstands 10 erreicht, dass dies in der Diastole geschieht, in der die Herzbewegung minimal ist. Nach Ende des Bilddatenaufnahmemoduls 12 fragt die Steuerungseinrichtung 7 wieder das Triggersignal bei der EKG-Vorrichtung 6 ab. Dabei kann es jedoch vorkommen, dass aufgrund einer leichten Unregelmäßigkeit oder Beschleunigung des Herzschlags die nächste R-Zacke 8 bereits während der Teilmessung im Rahmen des Bilddatenaufnahmemoduls 12 auftritt. In diesem Fall wird eine Herzphase ausgelassen, in der keine Magnetisierungspräparation und auch keine Bilddatenaufnahme beziehungsweise Datenakquisition statt findet.
-
3 zeigt exemplarisch ein Präparationsmodul 11, das aus einem Inversionspuls 13 und einem Zeitabstand 14 besteht. Durch den Inversionspuls 13 wird die Magnetisierung um 180° gedreht. Abhängig vom Zeitabstand 14 ist diese Inversionswichtung dann noch mehr oder weniger stark vorhanden. Soll einfach die T1-Relaxation der Magnetisierung abgetastet werden, so bietet es sich an, den Zeitabstand 14 mehr oder weniger auf Null zu setzen und mit dem Bilddatenaufnahmemodul 12 entsprechend die Relaxation der Magnetisierung abzutasten. Bei Wahl des jeweils richtigen Zeitabstands 14 kann aber auch erreicht werden, dass beispielsweise in einem Gewebe, das aus Fett und Wasser besteht, jeweils entweder das Fett- oder das Wassersignal zum Zeitpunkt des Beginns des Bilddatenaufnahmemoduls 12 minimal ist und somit kann der Inversionspuls 13 auch zur Fettsättigung oder Wassersättigung benutzt werden. Der Betrag des Zeitabstands ist von der Stärke des Hauptmagnetfelds abhängig und grundsätzlich bereits bekannt.
-
An dieser Stelle können aber auch andere Module, beispielsweise zur T2-, Diffusions-, Fluss- oder einer sonstigen Präparation vorgenommen werden. Diese werden nicht im Detail dargestellt, da sie dem Fachmann hinreichend bekannt sind.
-
4 zeigt, ebenfalls nur beispielhaft, ein Bilddatenaufnahmemodul 12. Hier ist in bekannter Weise eine Magnetresonanzsequenz abgebildet. Sie besteht aus einem Anregungspuls 15, Schichtkodiergradienten 16, einem Phasenkodiergradienten 17 und einem Auslesegradienten 18. Die Schaltung des Auslesegradienten 18 bewirkt ein sogenanntes Echo 19 oder auch Gradientenecho, durch dessen Akqusition eine k-Raum-Zeile aufgenommen wird. Wird der Winkel des Anregungspulses 15 hinreichend klein gewählt, kann die Datenakquisition einzelner k-Raum-Zeilen sehr schnell hintereinander erfolgen, das heißt mit Abständen im Bereich von Millisekunden. Das mehrmalige Ausführen dieses Teils des Bilddatenaufnahmemoduls 12 wird' durch den Pfeil 20 angedeutet.
-
Durch Veränderung der Stärke des Schichtkodiergradienten 16 während des mehrmaligen Ausführens können in einem RR-Intervall 9 mehrere Schichten ausgelesen werden. Hierbei wird der Phasenkodiergradient 17 dann normalerweise auf dem gleichen Wert belassen. Eine Veränderung des Phasenkodiergradienten 17 erfolgt dann erst im nächsten RR-Intervall 9, das heißt, dass entsprechende k-Raum-Zeilen mehrerer Bilder, die in verschiedenen Schichten aufgenommen werden, jeweils in einem RR-Intervall 9 akquiriert werden. Es ist aber auch möglich, in einem RR-Intervall 9 zuerst mehrmals den Phasenkodiergradienten 17 zu variieren, bevor der Schichtkodiergradient 16 geändert wird. Dadurch können mehrere k-Raum-Zeilen eines einzigen Bilddatensatzes einer bestimmten Schicht und dies für mehrere Bilddatensätze beziehungsweise entsprechende Schichten in einem RR-Intervall 9 aufgenommen werden. Hierbei ist eine beliebige Verschachtelung entsprechend der Änderungen der Gradienten 16 bis 18 möglich.
-
5 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren. Bei diesem wird im Unterschied zu bekannten Verfahren die R-Zacke 8 von der EKG-Vorrichtung 6 unabhängig von der Durchführung einer Teilmessung abgefragt. Nach der vollständigen Ausführung des Bilddatenaufnahmemoduls 12 fragt die Steuerungseinrichtung 7 bei der EKG-Vorrichtung das Auftreten einer R-Zacke 8 beziehungsweise eines Triggersignals während der Teilmessung ab. Hierbei muss das RR-Intervall 9, das aus der R-Zacke 8 vor der Teilmessung und der R-Zacke 8 während der Teilmessung ermittelt wird, einen gewissen Schwellenwert überschreiten. Ansonsten wird entweder von einer Fehltriggerung oder einer Arrhythmie des Herzschlags ausgegangen. Ist der Schwellenwert überschritten, wird die Wartezeit 21 zwischen dem Ende des Bilddatenaufnahmemoduls 12 der letzten Teilmessung und dem Präparationsmodul 11 der nächsten Teilmessung kleiner als der sonst übliche Zeitabstand 10 gewählt. Dadurch kann erreicht werden, dass kein RR-Intervall 9 ausgelassen wird. Dadurch verkürzt sich die eigentliche Dauer der Messung.
-
Zur weiteren Erleichterung für den Anwender ist vorgesehen, dass die Dauer des Bilddatenaufnahmemoduls 12 an das verkürzte RR-Intervall angepasst wird. Hierbei werden die Zeitpunkte des Auftretens der letzten vier R-Zacken 8 berücksichtigt. Stellt man fest, dass die aufeinanderfolgenden RR-Intervalle 9, die durch die R-Zacken 8 gebildet werden, sich immer mehr verkürzen, so wird die Anzahl der aufzunehmenden Bilddatensätze beziehungsweise k-Raum-Zeilen während des Bilddatenaufnahmemoduls 12 verringert. Dies vereinfacht dem Anwender das Arbeiten in der Hinsicht, dass er eine beliebig hohe Anzahl an aufzunehmenden Bilddatensätzen einstellen kann, deren Anzahl wird im Laufe der Messung automatisch angepasst. Dadurch wird vermieden, dass der Anwender kurz vor Messbeginn noch hektisch die Anzahl der aufzunehmenden Bilddatensätze an die aktuelle Herzfrequenz anpassen muss. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise aufgrund einer Medikamentengabe mit einer Beschleunigung des Herzschlags beziehungsweise Verkürzung der Herzfrequenz zu rechnen ist, wobei sich die resultierende Herzfrequenz nie genau vorhersagen lässt.
-
Um zu verhindern, dass die Anzahl der benötigten Bilddatensätze unter ein zwingend nötiges Mindestmaß sinkt, gibt der Anwender eine Anzahl mindestens aufzunehmender Bilddatensätze vor.
-
6 zeigt die Aufnahme von Perfusionsbilddatensätzen mit einem erfindungsgemäßen Verfahren. Hierbei findet jeweils schichtbezogen eine Präparation der Magnetisierung mittels des Perfusionspräparationsmoduls 22 statt, danach wird im Bilddatenaufnahmemodul 12 ein vollständiger Bilddatensatz der jeweiligen Schicht aufgenommen. Sobald die Steuerungseinrichtung 7 das entsprechende Triggersignal von der EKG-Vorrichtung 6 erhält, wird eine Teilmessung durch Starten des ersten Perfusionspräparationsmoduls 22 begonnen. Detektiert nun die EKG-Vorrichtung 6 eine R-Zacke 8 während einer Teilmessung, so steht keine Wartezeit 21 zur Verkürzung zur Verfügung. Dementsprechend ist ein anderes Vorgehen nötig. Hierzu wird die Datenakquisition des aktuellen Bilddatensatzes, also des während des Auftretens der R-Zacke 8 verwendeten Bilddatenaufnahmemoduls 12, noch beendet. Dies ist auch der Fall, wenn die R-Zacke 8 während des Perfusionspräparationsmoduls 22, das dem Bilddatenaufnahmemodul 12 vorangeht, auftritt. Alternativ könnte das Perfusionspräparationsmodul 22 oder das Bilddatenaufnahmemodul 12 sofort beendet werden.
-
Um auch hier eine bestimmte Anzahl an Bilddatensätzen zu garantieren, gibt der Anwender eine Mindestanzahl aufzunehmender Schichten und damit auch Bilddatensätze vor. Damit wird sichergestellt, dass eine zur Ergebnisanalyse für nötig erachtete Anzahl an Bilddatensätzen aufgenommen wird.
-
Auch in diesem Fall ist vorgesehen, die Anzahl der aufzunehmenden Bilddatensätze in Abhängigkeit der Zeitpunkte der letzten vier R-Zacken 8 anzupassen. Diese darf nicht unter die Mindestanzahl aufzunehmender Bilddatensätze fallen, allerdings kann der Anwender so vor Messbeginn eine beliebig hohe Anzahl an aufzunehmenden Schichten beziehungsweise Bilddatensätzen vorgeben, diese wird im Rahmen der Messung dann automatisch von der Steuerungsvorrichtung 7 angepasst.
-
Sowohl bei dem in 5 dargestellten Verfahren wie auch dem Verfahren gemäß 6 können Bilddatensätze entstehen, deren k-Raum-Zeilen nicht vollständig aufgenommen wurden. Bei einer Perfusionsmessung können als Referenzdatensätze beispielsweise Datensätze dienen, die im Rahmen morphologischer Aufnahmen akquiriert wurden. Alternativ können auch k-Raum-Zeilen mit Hilfe der Bilddatensätze aus anderen Schichten ergänzt werden.
-
Entsprechende Verfahren, beispielsweise GRAPPA (Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisitions) sind hinreichend bekannt.
-
Bezüglich der Präparationsmodule 11 beziehungsweise Perfusionspräparationsmodule 22 ist noch festzustellen, dass im Rahmen einer Teilmessung beliebig viele Präparationsmodule 11 beziehungsweise Perfusionspräparationsmodule 22 und Bilddatenaufnahmemodule 12 einander abwechseln können. Die EKG-Triggerung der Messung ist nicht von einer bestimmten Anzahl oder einer bestimmten Abfolge an Präparations- und Bilddatenaufnahmezyklen abhängig. Die beschriebenen Abfolgen sind somit lediglich beispielhaft und keinesfalls einschränkend aufzufassen.
-
Durch diese Verfahren kann die Anzahl der ungenutzten Herzzyklen minimiert werden, die Anzahl der aufzunehmenden Bilddatensätze wird automatisch angepasst, wodurch eine benutzerseitige Einstellung überflüssig wird und die Messzeit kann ebenfalls minimiert werden. Weiterhin lassen sich Artefakte minimieren, da ein steady state der Magnetisierung aufrechterhalten werden kann.
-
Auch wenn lediglich die EKG-Triggerung detailliert dargestellt wurde, können die erfindungsgemäßen Verfahren bei jeder Art von Triggerung eingesetzt werden. Insbesondere bei der Triggerung auf die Atembewegung lassen sich die Verfahren vollkommen analog ausführen.
