DE102010001145A1

DE102010001145A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Magnetresonanzbildgebung zum Erstellen von T1-Karten

Info

Publication number: DE102010001145A1
Application number: DE102010001145A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. 91054 Greiser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-07-28
Also published as: US8581583B2; US20110181285A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur MR-Bildgebung, bei dem mit einem Sequenzschema (300, 400, 500) mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts (11) mit einem Gradientenechoverfahren zur ortsaufgelösten Quantifizierung der T1-Relaxationszeit parallel abgebildet werden, mit den folgenden Schritten: – Durchführen von mindestens einer ersten Aufnahmesequenz (301) zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, und – Durchführen von mindestens einer zweiten Aufnahmesequenz (302) zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, wobei die Aufnahmesequenzen (301; 302) jeweils einen Inversionspuls (310) und mindestens zwei darauffolgende Ausleseschritte (311, 312, 313) umfassen, und wobei die erste und die zweite Aufnahmesequenz (301, 302) derart zeitlich gegeneinander versetzt sind, dass sie sich zumindest teilweise überlappen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Magnetresonanz(MR)-Bildgebung, bei dem insbesondere mit einem Gradientenechoverfahren eine ortsaufgelöste Quantifizierung der T1-Relaxationszeit erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Magnetresonanzanlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine Untersuchungsmodalität, mit der Bereiche im Inneren eines Untersuchungsobjekts mit hoher Auflösung und gutem Kontrast, insbesondere auch bei Weichteilgeweben wie Muskeln und Organen, dargestellt werden können. Durch entsprechende Aufnahmesequenzen kann eine Abhängigkeit des gemessenen MR-Signals von den T1- und T2-Relaxationszeiten erzielt werden. Die Relaxationszeiten T1 und T2 sind dabei die Zeitkonstanten des Zerfalls der in dem Gewebe angeregten makroskopischen Magnetisierung, wobei die Zeiten für verschiedene Geweben variieren. Die Spin-Gitter-Relaxationszeit T1 ist dabei für einen Prozess charakteristisch, der die Wiederherstellung der longitudinalen Gleichgewichtsmagnetisierung bewirkt, die sich in einem angelegten Hauptmagnetfeld B₀ einstellt.
Herkömmliche Verfahren verwenden beispielsweise T1-gewichtete „Delay Enhancement”-Methoden, um den Gewebezustand des Herzmuskels (Myokard) zu charakterisieren. Derartige Methoden stellen einen hohen Gewebekontrast bereit und sind derzeit der Standard bei der Ermittlung der lokalen Vitalität. Diese Verfahren sind jedoch nicht quantitativ, d. h. sie ermöglichen lediglich eine Abgrenzung zwischen gesundem und zerstörtem Gewebe, nicht jedoch eine Differenzierung im Übergangsbereich oder in ischaemischen, aber nicht infarzierten Gewebebereichen.
Eine derartige Qualifizierung könnte mit einer quantitativen, pixelweisen Darstellung der T1-Zeit erzielt werden, da diese eine messungsunabhängige Größe ist und die Unterteilung des Gewebes in Bereiche mit verschiedenen T1-Werten ermöglicht. Herkömmlichen Verfahren zur T1-Quantifizierung können jedoch insbesondere zur Darstellung des Herzmuskels nicht eingesetzt werden, da insbesondere Herzschlag und Atembewegung eine artefaktfreie Darstellung verhindern.
Zur Quantifizierung der T1-Relaxationszeit im Myokard ist aus dem Stand der Technik das Verfahren MOLLI (Modified Look-Locker Inversion Recovery) bekannt. Das Verfahren basiert auf einer Inversion-Recovery-Methode, bei der die Gleichgewichtsmagnetisierung mittels eines 180°-Pulses invertiert wird. Mit nachfolgenden Ausleseschritten werden dann Messungen entlang der T1-Zerfallskurve durchgeführt. Die MOLLI-Methode weist den Vorteil auf, dass innerhalb einer Atemanhaltephase alle notwendigen Daten aufgenommen werden können, um eine T1-Karte für eine Bilgebungsschicht zu erzeugen. Das Verfahren unterliegt aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Single-Shot-Ausleseschritte Einschränkungen hinsichtlich der möglichen zeitlichen und räumlichen Auflösung. Insbesondere ermöglicht das Verfahren die Aufnahme lediglich einer Schicht, so dass eine volumetrische Abdeckung des Herzens während einer Atemanhaltephase mit dem MOLLI-Aufnahmeschema nicht möglich ist. Die Messung einer weiteren Schicht in einer zweiten Atemanhaltephase ist darüber hinaus unvorteilhaft, da zwischenzeitlich mit großer Wahrscheinlichkeit eine Bewegung des Untersuchungsobjekts stattgefunden hat, so dass sequentiell aufgenommene Schichten Bewegungsartefakte aufweisen und zur volumetrischen Darstellung nicht unmittelbar einander zuordenbar sind.
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist daher, ein verbessertes Verfahren zur ortsaufgelösten Quantifizierung der T1-Relaxationszeit bereitzustellen, das insbesondere zur volumetrischen Abtastung und Erstellung einer T1-Karte z. B. eines schlagenden Herzens geeignet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur MR-Bildgebung gelöst, bei dem mit einem Sequenzschema mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts mit einem Gradientenechoverfahren zur ortsaufgelösten Quantifizierung der T1-Relaxationszeit parallel abgebildet werden. Das Verfahren umfasst das Durchführen von mindestens einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts und das Durchführen von mindestens einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, wobei die Aufnahmesequenzen jeweils einen Inversionspuls und mindestens zwei darauf folgende Ausleseschritte umfassen. Dabei sind die erste und die zweite Aufnahmesequenz derart zeitlich gegeneinander versetzt, dass sie sich zumindest teilweise überlappen.
Durch das parallele Abbilden von mindestens zwei Schichten des Untersuchungsobjekts können innerhalb einer Atemanhaltephase mehrere Schichten abgetastet werden, so dass eine volumetrische Darstellung ermöglicht wird. Der Überlapp der ersten und der zweiten Aufnahmesequenz kann dabei mindestens 50% betragen oder vorzugsweise größer als 70% oder 80% der jeweiligen Aufnahmesequenz sein. Damit wird die Aufnahme mehrerer Schichten innerhalb einer kurzen Zeitspanne möglich.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Inversionspulse der Aufnahmesequenzen schichtselektiv. Beispielsweise durch Anlegen eines Schichtselektionsgradienten können sie also derart eingestrahlt werden, dass eine schichtselektive Inversion der Magnetisierung erfolgt. Damit kann der Zerfall der angeregten makroskopischen Magnetisierung parallel in mehreren Schichten beobachtet werden.
Mit jedem Ausleseschritt kann ein MR-Bild der entsprechenden Schicht des Untersuchungsobjekts aufgenommen werden. Der Ausleseschritt kann also eine Single-Shot-Sequenz umfassen, so dass MR-Bilder an verschiedenen Zeitpunkten der T1-Zerfallskurve aufnehmbar sind.
Vorzugsweise sind die Aufnahmesequenzen T1-gewichtet, wobei die entsprechenden Ausleseschritte zum Abtasten der Zerfallskurve der durch den Inversionspuls angeregten Magnetisierung ausgestaltet sind, um die T1-Relaxationszeit zu bestimmen. Jeder Ausleseschritt tastet damit einen anderen Punkt auf der T1-Zerfallskurve, d. h. dem Zeitverlauf des Zerfalls der angeregten Magnetisierung, ab.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Ausleseschritt jeweils derart konfiguriert sind, dass eine vor der Durchführung des Ausleseschritts vorhandene Transversalmagnetisierung, die in der jeweiligen Schicht von dem Inversionspuls hervorgerufen wird, nach dem Durchführen des Ausleseschritts wieder rephasiert ist. Das Auslesen erfolgt also vorzugsweise mit einer Sequenz, bei der sich die Gradienten in jeder Raumrichtung kompensieren, d. h. mit einer so genannten „balanced” Sequenz. Insbesondere kann jeder Ausleseschritt eine True-FISP-Sequenz (True Fast Imaging with Steady State Precision) oder eine b-SSFP-Sequenz (Balanced Steady State Free Precision) umfassen. Dadurch wird es ermöglicht, den Zerfall der durch den Inversionspuls ausgelenkten Gleichgewichtsmagnetisierung mit mehreren sequentiellen Ausleseschritten zu verfolgen.
Die Ausleseschritte können weiterhin ein paralleles Bildgebungsverfahren umfassen, bei dem zur Aufnahme eines MR-Bilds nur ein Teil des k-Raums abgetastet wird. Der k-Raum kann dann basierend auf zusätzlichen Informationen aufgefüllt werden, die beispielsweise mit einem dem Aufnahmeschema vorangestellten externen Referenzscan aufgenommen werden. Beispiele für parallele Bildgebungsverfahren, die zum Einsatz kommen können, sind GRAPPA (generalized autocalibrating partially parallel acquisition) und SENSE (sensitivity encoding).
Der zeitliche Versatz zwischen den Aufnahmesequenzen für verschiedene Schichten kann derart eingestellt sein, dass sich der Inversionspuls und die Ausleseschritte der mindestens einen Aufnahmesequenz für die erste Schicht nicht mit dem Inversionspuls und den Ausleseschritten der mindestens einen Aufnahmesequenz für die zweite Schicht zeitlich überschneiden. Somit können die Aufnahmesequenzen parallel durchgeführt werden, ohne dass es zu einer gegenseitigen Beeinflussung oder Störung kommt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, beispielsweise für mindestens eine weitere dritte Schicht mindestens eine dritte Aufnahmesequenz durchzuführen, die zeitlich mit der ersten und/oder der zweiten Aufnahmesequenz derart überlappt, dass sich der Inversionspuls und die Ausleseschritte der dritten Aufnahmesequenz nicht mit denjenigen der ersten und zweiten Aufnahmesequenzen zeitlich überschneiden. Sofern solche Überschneidungen vermieden werden, können MR-Daten auch für weitere Schichten parallel aufgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Durchführung der Aufnahmesequenzen auf den Herzschlag des Untersuchungsobjekts getriggert. Ein Herzzyklus des Herzens des Untersuchungsobjekts kann beispielsweise verschiedene Herzphasen umfassen, wobei das Triggerereignis in einer bestimmten Herzphase erzeugt wird. Für die Triggerung kann ein EKG verwendet werden, wobei die Triggerung zum Beispiel auf die R-Zacke erfolgt, es sind jedoch auch eine Selbsttriggerung auf Basis aufgenommener MR-Daten und andere Trigger-Verfahren denkbar.
Vorzugsweise werden die Ausleseschritte jeder Aufnahmesequenz in jeweils derselben Phase aufeinanderfolgender Herzzyklen durchgeführt. Zum Beispiel werden die Ausleseschritte eine bestimmte feste Zeitspanne nach dem Triggerereignis durchgeführt. Somit wird sichergestellt, dass die für die Schicht aufgenommenen MR-Bilder aus denselben Herzphasen stammen.
Weiterhin kann der zeitliche Versatz derart eingestellt sein, dass die Inversionspulse der ersten und der zweiten Aufnahmesequenz während desselben Herzzyklusses bei verschiedenen Herzphasen eingestrahlt werden. Die Aufnahmesequenzen können somit während desselben Herzzyklusses gestartet werden, ohne dass sich die Inversionspulse zeitlich überschneiden. Insbesondere können die erste und die zweite Aufnahmesequenz während derselben Herzzyklen durchgeführt werden. Das heißt sie können im selben Herzzyklus starten und dieselben Anzahl an Ausleseschritten aufweisen. Die Aufnahmesequenzen für weitere parallel abzutastende Schichten können selbstverständlich ebenso konfiguriert sein.
Auch kann der Versatz derart eingestellt sein, dass die Ausleseschritte der ersten und der zweiten Aufnahmesequenz bei unterschiedlichen Herzphasen durchgeführt werden. Somit kann ein zeitliches Überschneiden der parallel ausgeführten Ausleseschritte vermieden werden. „Herzphase” bezieht sich dabei auf einen bestimmten Zeitpunkt des Herzzyklus, zum Beispiel eine bestimmte Zeit nach dem Auftreten des Triggerereignisses. Die Ausleseschritte für die verschiedenen Schichten können beispielsweise während der späten Diastole des Herzzyklus durchgeführt werden. Der Herzzyklus, in dem der Inversionspuls eingestrahlt wird, kann auch bereits einen Ausleseschritt umfassen.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden für jede Schicht mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Aufnahmesequenzen durchgeführt. Damit kann eine ausreichende Menge an MR-Daten zur genauen Bestimmung der T1-Relaxationszeit aufgenommen werden.
Auf jede Aufnahmesequenz kann dabei eine Erholungszeitspanne folgen (Recovery Period), die zum Beispiel eine bestimmte Anzahl von Herzzyklen umfasst (Recovery Heartbeats). Nach der letzten Aufnahmesequenz ist eine solche natürlich nicht mehr erforderlich.
Weiterhin kann eine „interleaved” Aufnahme erfolgen. Die erste Schicht und die zweite Schicht können zu einer ersten Gruppe von Schichten gehören und jeweils mit mindestens zwei Aufnahmesequenzen abgetastet werden, wobei auf jede Aufnahmesequenz eine Erholungszeitspanne folgt. Mindestens eine weitere Schicht kann dann mit mindestens einer weiteren Aufnahmesequenz abgetastet werden, die während der Erholungszeitspannen zwischen den Aufnahmesequenzen für die Schichten der ersten Gruppe durchgeführt wird. Die Erholungszeitspanne für die Schichten der ersten Gruppe umfasst zum Beispiel dieselben Recovery Heartbeats, während denen die Aufnahmesequenz für die weitere Schicht durchgeführt wird.
Während der Recovery Heartbeats können selbstverständlich auch weitere Schichten parallel abgetastet werden. Die weitere Schicht kann zu einer zweiten Gruppe von Schichten gehören, die mit zeitlich überlappenden Aufnahmesequenzen abgetastet werden, wobei die Aufnahmesequenzen für die Schichten der zweiten Gruppe während der Erholungszeitspannen zwischen den Aufnahmesequenzen für die Schichten der ersten Gruppe durchgeführt werden. Durch paralleles Abtasten mehrerer Schichten und Ausnutzung der Recovery Heartbeats kann somit eine Vielzahl von Schichten, beispielsweise mindestens sechs, während einer Atemanhaltephase aufgenommen werden. Vorteilhaft kann es sein, wenn benachbarte Schichten verschiedenen Gruppen zugeordnet sind, so dass parallel abgetastete Schichten einen räumlich größeren Abstand zueinander aufweisen.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden für jede Schicht maximal zwei Aufnahmesequenzen durchgeführt, wobei die maximal zwei Aufnahmesequenzen zusammen nicht mehr als sechs, vorzugsweise nicht mehr als fünf Ausleseschritte umfassen. Durch eine Begrenzung der Aufnahmesequenzen und Ausleseschritte kann eine weitere Beschleunigung des Verfahrens erreicht werden, so dass weitere Schichten während einer Atemanhaltephase aufnehmbar sind. Dabei kann auch bereits mit fünf Ausleseschritten eine genaue Bestimmung der T1-Relaxationszeit erfolgen.
Die Aufnahmesequenzen, die zur Aufnahme einer Schicht durchgeführt werden, können verschiedene Inversionszeiten aufweisen. Damit wird sichergestellt, dass die sequentiell durchgeführten Aufnahmesequenzen verschiedene Punkte der Zerfallskurve der Magnetisierung zur Bestimmung der T1-Zeit abtasten.
Vorzugsweise wird das Sequenzschema während einer Atemanhaltephase des Untersuchungsobjekts durchgeführt. Dadurch können Bewegungsartefakte bei einer volumetrischen Bildgebung durch paralleles Abtasten mehrerer Schichten vermieden werden.
Das Verfahren kann weiterhin das Bestimmen der T1-Zerfallszeit zur Erstellung einer T1-Karte für eine Schicht aus den für die Schicht aufgenommenen MR-Daten umfassen. Insbesondere kann aus den mit jeder Auslesesequenz aufgenommenen MR-Daten ein MR-Bild rekonstruiert werden, wobei aus den für eine Schicht rekonstruierten MR-Bildern für jeden Bildpunkt eine T1-Relaxationszeit mittels eines statistischen Verfahrens bestimmt wird. Beispielsweise kann eine Kurvenanpassung an die Intensitätswerte desselben Bildpunkts in den verschiedenen MR-Bildern erfolgen (z. B. unter Verwendung der Methode der kleinsten Fehlerquadrate). Damit kann die T1-Zeit präzise bestimmt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Aufnahmesequenzen bei einer Magnetfeldstärke von mindestens 2,5 Tesla, vorzugsweise 3 Tesla durchzuführen. Dadurch kann ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) erzielt werden.
Mit dem vorab beschriebenen Verfahren können selbstverständlich nicht nur eine erste und eine zweite Schicht abgetastet werden, sondern die parallele Aufnahme einer dritten oder weiterer Schichten ist ebenfalls möglich, wobei die genannten Verfahrenschritte auf die Aufnahmesequenzen für die weiteren Schichten entsprechend anwendbar sind. So können zum Beispiel drei Schichten parallel mit jeweils zwei oder mehr Aufnahmesequenzen abgetastet werden, wobei drei weitere Schichten ebenfalls parallel während der Erholungszeiträume der erstgenannten Schichten abgetastet werden. Somit lassen sich zum Beispiel sechs Schichten während einer einzigen Atemanhaltephase aufnehmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Magnetresonanzanlage bereitgestellt, die zur Durchführung eines Sequenzschemas ausgestaltet ist, bei dem mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts mit einem Gradientenechoverfahren zur ortsaufgelösten Quantifizierung der T1-Relaxationszeit parallel abgebildet werden. Die Magnetresonanzanlage weist eine Aufnahmeeinheit, die zum Einstrahlen von HF-Pulsen in das Untersuchungsobjekt und zum Aufnehmen von MR-Daten von dem Untersuchungsobjekt ausgestaltet ist sowie eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist ausgestaltet, um die Aufnahmeeinheit zum Durchführen der folgenden Schritte anzusteuern: Durchführen von mindestens einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts; und Durchführen von mindestens einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts; wobei die Aufnahmesequenzen jeweils einen Inversionspuls und mindestens zwei darauf folgende Ausleseschritte umfassen, und wobei die erste und die zweite Aufnahmesequenz derart zeitlich gegeneinander versetzt sind, dass sie sich zumindest teilweise überlappen.
Mit der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage können ähnliche wie die vorab beschriebenen Vorteile erzielt werden. Weiterhin kann die Magnetresonanzanlage zur Durchführung eines der vorab beschriebenen Verfahren ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Steuereinheit das Durchführen der Aufnahmesequenzen mit einem derartigen zeitlichen Versatz veranlassen, dass sich der Inversionspuls und die Ausleseschritte der Aufnahmesequenz für eine Schicht nicht mit dem Inversionspuls und den Ausleseschritten einer Aufnahmesequenz für eine andere Schicht zeitlich überschneiden.
Selbstverständlich können die Merkmale der vorab und nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage.
2 zeigt schematisch ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 veranschaulicht schematisch ein Sequenzschema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem drei Schichten parallel abgetastet werden.
4 zeigt schematisch ein Sequenzschema gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem sechs Schichten während einer Atemanhaltephase aufgenommen werden, wobei jeweils drei Schichten parallel abgetastet werden.
5 zeigt schematisch ein Sequenzschema gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der sechs Schichten während einer Atemanhaltephase verschachtelt abgetastet werden.
6 zeigt beispielhaft MR-Bilder, die mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgenommen wurden.
1 zeigt schematisch eine Magnetresonanzanlage 100, welche zum parallelen Durchführen von Aufnahmesequenzen zur ortsaufgelösten Quantifizierung von T1-Relaxationszeiten ausgestaltet ist. Eine derartige Magnetresonanzanlage weist einen Magneten 10 zur Erzeugung eines Polarisationsfeldes B0 auf. Zur Erhöhung des Signal-zu-Rausch Verhältnisses können dabei Feldstärken von mindestens 2,5 T, vorzugsweise 3,0 T zum Einsatz kommen. Ein Untersuchungsobjekt, hier eine Untersuchungsperson 11, kann auf einem Liegetisch 13 in den Magneten geschoben werden, wie es schematisch durch die Pfeile dargestellt ist. Die MR-Anlage weist weiterhin ein Gradientensystem 14 zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für die Bildgebung und Ortskodierung verwendet werden. Zur Anregung der sich im Hauptmagnetfeld ergebenden Polarisation ist eine Hochfrequenzspulenanordnung 15 vorgesehen, die ein Hochfrequenz(HF)-Feld in die untersuchte Person 11 einstrahlt, um die Magnetisierung aus der Gleichgewichtslage auszulenken. Zur Steuerung der Magnetfeldgradienten ist eine Gradienteneinheit 17 vorgesehen, und zur Steuerung der eingestrahlten HF-Pulse ist eine HF-Einheit 16 vorgesehen.
Insbesondere können mittels der HF-Einheit HF-Pulse mit variablem Flip-Winkel eingestrahlt werden. Beispielsweise können ein 180°-Inversionspuls zum Invertieren der angeregten Magnetisierung als auch Pulse mit einem Flip-Winkel kleiner 90°, beispielsweise bei der Durchführung eines Ausleseschritts mit einer True-FISP-Sequenz, eingestrahlt werden. Zur Aufnahme von Magnetresonanzsignalen aus dem Untersuchungsbereich 12 kann die HF-Spulenanordnung 15 verwendet werden. Jedoch können insbesondere bei der Verwendung eines parallelen Bildgebungsverfahrens, wie beispielsweise GRAPPA oder SENSE, weitere Empfangsspulen oder Komponentenspulen zum Einsatz kommen. Es kann ebenfalls ein größerer Spulenarray vorgesehen werden, der zum Beispiel 3, 6, 32 oder mehr Spulen umfasst. Aufgrund der räumlich unabhängigen Anordnung der Spulen werden zusätzliche räumliche Informationen erhalten, die genutzt werden können, um eine zusätzliche Ortskodierung über die Kombination der von den mehreren Spulen simultan aufgenommenen Magnetresonanzsignale zu erreichen. Dies kann beispielsweise mittels der Empfindlichkeitsprofile der jeweiligen Spulen erzielt werden, wofür die Profile vermessen oder anderweitig bestimmt werden. Basierend auf diesen zusätzlichen Ortsinformationen wird es ermöglicht, bei den Ausleseschritten zum Aufnehmen von MR-Bildern nicht jeweils den gesamten k-Raum abtasten zu müssen. Es können zum Beispiel k-Raum-Zeilen übersprungen werden, die anschließend mit den zusätzlichen Informationen rekonstruiert werden. Parallele Bildgebungsverfahren wie GRAPPA und SENSE sind dem Fachmann bekannt, so dass hier auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet wird.
Die Komponenten zum Einstrahlen von HF-Pulsen und zum Aufnehmen von MR-Signalen, zum Beispiel die Einheiten 14–17, können auch als Aufnahmeeinheit 25 bezeichnet werden. Die Magnetresonanzanlage 100 wird zentral von einer Steuereinheit 18 gesteuert. Diese kann beispielsweise das Durchführen eines bestimmten Sequenzschemas veranlassen. Steuerinformationen, wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte MR-Bilder können auf der Anzeige 20 angezeigt werden. Über die Eingabeeinheit 19 kann eine Auswahl des durchzuführenden Sequenzschemas sowie eine Einstellung von Bildgebungsparametern oder anderer Betriebsparameter erfolgen. Mit der Eingabeeinheit 19 können unter anderem die Schichten ausgewählt werden, die mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens parallel während einer Atemanhaltephase der Untersuchungsperson 11 abgetastet werden sollen.
Steuereinheit 18 kann weiterhin eine Rechner- oder Auswerteeinheit umfassen, die aufgenommene MR-Signale bzw. MR-Daten auswertet. Zum einen können dabei aus den MR-Rohdaten mittels einer Fourier-Transformation Bilddaten rekonstruiert werden, zum anderen kann die T1-Relaxationszeit aus einer Serie von MR-Bildern, die von einer Schicht aufgenommen wurden, ortsaufgelöst bestimmt werden. Insbesondere ist die Magnetresonanzanlage 100 zum Durchführen der nachfolgend beschriebenen Verfahren konfiguriert.
Weiterhin kann eine Vorrichtung zur EKG-Triggerung (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Diese registriert beispielsweise zur Aufnahme eines Elektrokardiogramms (EKG) die elektrische Aktivität des Herzmuskels. Dabei werden mehrere Elektroden and der Untersuchungsperson 11 angeordnet. Eine Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten kann dann beispielsweise auf die R-Zacke des aufgenommenen EKGs getriggert werden, so dass mehrere Ausleseschritte der Aufnahmesequenz jeweils in derselben Phase des Herzzyklusses durchgeführt werden, zum Beispiel eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Eintritt des jeweiligen Triggerereignisses. Mittels einer solchen Triggerung lassen sich Aufnahmesequenzen zur parallelen Abtastung mehrerer Schichten zeitlich so versetzen, dass sich die Ausleseschritte zeitlich nicht überschneiden. Die Konfiguration ist nachfolgend genauer erläutert. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Herztriggerung ohne Verwendung eines Elektrokardiogramms erfolgen, beispielsweise mittels einer Selbsttriggerung basierend auf aufgenommenen MR-Daten.
Die Magnetresonanzanlage 100 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die herkömmliche Magnetresonanzanlagen gewöhnlich aufweisen. Die allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanzanlage ist dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detailliertere Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das mit der Magnetresonanzanlage 100 durchgeführt werden kann. In einem Schritt 201 wird zunächst ein externer Referenzscan durchgeführt, der beispielsweise der Aufnahme der zusätzlichen Ortsinformationen bzw. Empfindlichkeitsinformationen der Empfangsspulen dient. In 3 ist der Referenzscan mit dem Bezugszeichen 305 gekennzeichnet. Er ermöglicht die Verwendung eines parallelen Bildgebungsverfahrens wie GRAPPA oder SENSE, so dass bei nachfolgenden Ausleseschritten jeweils nur ein Teil des k-Raums abgetastet werden muss.
In Schritt 202 erfolgt das parallele Durchführen je einer Aufnahmesequenz für mindestens zwei verschiedene Schichten. Mit dem Sequenzschema 300, das in 3 veranschaulicht ist, werden drei Schichten (1, 2, 3) parallel abgetastet. Dafür werden die drei Aufnahmesequenzen 301, 302 und 303 mit einem geringfügigen zeitlichen Versatz parallel durchgeführt.
Für jede Aufnahmesequenz erfolgt das Durchführen einer EKG-Triggerung, das Einstrahlen eines schichtselektiven Inversionspulses und das Durchführen von mindestens zwei Ausleseschritten (2, Schritt 203). Mittels der EKG-Triggerung kann der zeitliche Versatz zwischen den Aufnahmesequenzen 301, 302 und 303 eingestellt werden. Damit kann zum einen sichergestellt werden, dass die sequentiellen Ausleseschritte 311, 312 und 313 stets zur selben Phase eines Herzzyklusses 320 ausgeführt werden, nämlich eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Triggerereignis, zum anderen kann durch geeignete Wahl der Zeitspanne für die verschiedenen Schichten sichergestellt werden, dass sich die Ausleseschritte der Aufnahmesequenzen 301, 302 und 303 zeitlich nicht überschneiden. In 3 ist dies für zwei aufeinanderfolgende Herzzyklen mittels der Liniengruppen 330 und 331 veranschaulicht. Die bei den Ausleseschritten einzustrahlenden HF-Pulse und aufzunehmenden MR-Signale können somit eindeutig einer bestimmten Schicht zugeordnet werden.
Mittels der schichtselektiven Inversionspulse 310, die bei jeder Aufnahmesequenz eingestrahlt werden, wird zum einen die Gleichgewichtsmagnetisierung nur in der jeweiligen Schicht invertiert, zum anderen kann die Inversionszeit für die jeweilige Schicht unabhängig gesetzt werden. Die Inversionspulse für die parallel abzutastenden Schichten werden, wie in 3 dargestellt, vorzugsweise während desselben Herzzyklusses eingestrahlt, jedoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Phasen des Herzzyklus. Die Aufnahmesequenzen 301–303 umfassen jeweils drei Ausleseschritte 311–313, wobei der erste Ausleseschritt bereits in dem Herzzyklus erfolgt, in dem der Inversionspuls eingestrahlt wird.
Für jeden Ausleseschritt 311–313 wird eine True-FISP-Sequenz durchgeführt, die auch balanced-SSFP-Sequenz genannt wird. Diese stellt eine Variante der Fast Low Angle Shot(FLASH)-Sequenz dar, bei der sich die Gradienten, die während der Aufnahme der MR-Signale geschaltet werden, in jeder Raumrichtung kompensieren. True FISP ist eine Single-Shot-Sequenz, bei der ein gesamtes MR-Bild aufgenommen wird. Somit wird mit jedem Ausleseschritt 311, 312 und 313 ein MR-Bild der jeweiligen Schicht aufgenommen.
Die True-FISP-Sequenz ermöglicht es, mit kurzen Repetitionszeiten und somit kurzen Akquisitionszeiten Aufnahmen mit hohem Kontrast zu erstellen. Die Sequenz ist in der Regel symmetrisch aufgebaut und umfasst einen α-Puls (mit dem Flippwinkel α), während dessen Einstrahlung ein Schichtselektionsgradient anliegt, sowie das Anlegen eines Lesegradienten und Phasenkodiergradienten. Zur Dephasierung der Magnetisierung wird der Lesegradient zunächst invertiert geschaltet, wobei die Magnetisierung bei anschließend angelegtem Lesegradienten rephasiert und dadurch ein entsprechendes Gradientenechosignal hervorruft, das schließlich aufgenommen werden kann. Die gleichen Gradienten werden anschließend gegebenenfalls mit invertierter Polarität geschaltet, so dass sich die Gradientenmomente der Sequenz kompensieren, und es erfolgt das Einstrahlen eines -α-Pulses. Am Ende des Sequenzintervalls sind damit die Gradienten in jeder Raumrichtung kompensiert und die Transversalmagnetisierung ist zum Zeitpunkt des folgenden Anregungspulses wieder in Phase. Das Sequenzintervall kann für mehrere Phasenkodierschritte durchgeführt werden, so dass in einem Ausleseschritt ein vollständiges MR-Bild der jeweiligen Schicht erhalten wird. Aus den aufgenommenen MR-Signalen können Frequenz und Phase ausgewertet werden. Wie bereits erwähnt, muss dabei beim Einsatz paralleler Bildgebungsverfahren nicht jede k-Raum-Zeile mit einem Phasenkodierschritt abgetastet werden, sondern die fehlenden k-Raum-Zeilen können durch zusätzliche Ortsinformationen, die zum Beispiel mit einem Komponentenspulenarray erhalten werden können, ergänzt werden. Durch die Reduktion der nötigen Phasenkodierschritte beschleunigen die parallelen Bildgebungsverfahren wie GRAPPA oder SENSE damit die Durchführung der Ausleseschritte. Ein Ausleseschritt kann z. B. eine Dauer von lediglich 100–200 ms aufweisen. Selbstverständlich ist es ebenfalls denkbar, andere Single-Shot-Aufnahmesequenzen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzen, die die Aufnahme eines MR-Bilds mit variablem Flippwinkel innerhalb einer kurzen Zeitspanne ermöglichen.
Jede Aufnahmesequenz mit ihren Ausleseschritten entspricht dabei im Wesentlichen einem Look-Locker-Experiment. Mit diesem wird der zeitliche Verlauf des Zerfalls der sich nach dem Inversionspuls einstellenden inversen Magnetisierung abgetastet. Der Inversionspuls präpariert die longitudinale Magnetisierung, die dann mit der Zeitkonstante T1 exponentiell relaxiert, und zwar in die durch das BO-Feld vorgegebene Gleichgewichtsmagnetisierung. Die Ausleseschritte tasten diesen Zerfall ab, indem sie eine transversale Komponente der Magnetisierung mit einem begrenzten Flippwinkel auslenken. Die mit den Ausleseschritten aufgenommenen MR-Signale stellen damit einen Satz von Messungen entlang der T1-Zerfallskurve dar. Aus diesen Messungen kann beispielsweise mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate die T1-Relaxationszeit bestimmt werden. Bei jedem Ausleseschritt ist die Relaxation der Magnetisierung weiter fortgeschritten, so dass entsprechend ein anderer Zeitpunkt der Zerfallskurve abgetastet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform finden die Ausleseschritte 311–313 jeder Auslesesequenz 301–303 jeweils in derselben Phase des Herzzyklusses 320 statt. Um die T1-Zeiten mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, können nachfolgend weitere Gruppen paralleler Aufnahmesequenzen 306 und 307 durchgeführt werden. Dabei werden vorzugsweise verschiedene Inversionszeiten verwendet, so dass andere Zeitpunkte entlang der T1-Zerfallskurve abgetastet werden als mit den vorausgehenden Aufnahmesequenzen 301–303. Die Inversionszeiten TI_n sind für die Aufnahmesequenzen 306 in 3 schematisch durch die geschweiften Klammern veranschaulicht. Die Inversionszeit ist dabei z. B. durch den zeitlichen Abstand von der Mitte des Inversionspulses zur Mitte des jeweiligen Ausleseschrittes definiert. Die Verwendung schichtselektiver Inversionspulse ermöglicht es, die Inversionszeiten für jede abzutastende Schicht unabhängig einzustellen. Für jede Schicht wird damit eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der abzutastenden Punkte der T1-Zerfallskurve erreicht.
Bei dem Beispiel der 3 werden für jede Schicht drei aufeinanderfolgende Aufnahmesequenzen durchgeführt, wobei die ersten beiden Aufnahmesequenzen jeweils drei Ausleseschritte und die dritte Aufnahmesequenz jeweils fünf Ausleseschritte aufweist. Die mit den Ausleseschritten aufgenommenen MR-Daten bzw. MR-Bilder können anschließend zu einem gemeinsamen Datensatz zusammengefügt werden, so dass sich mit dem entsprechenden statistischen Verfahren eine hohe Genauigkeit der Bestimmung der T1-Relaxationszeit erzielen lässt. Dabei können auch die Ausleseschritte der nachfolgenden Aufnahmesequenzen derselben Schicht in derselben Herzphase durchgeführt werden.
Das parallele Durchführen weiterer Aufnahmesequenzen 306 und 307 für die abzutastenden Schichten ist in 2 in Schritt 204 veranschaulicht. Für jede Schicht erfolgt anschließend in Schritt 205 das Rekonstruieren eines MR-Bilds für jeden Ausleseschritt. Dazu kann zunächst eine Ergänzung des k-Raums nach einem der vorab beschriebenen parallelen Bildgebungsverfahren erfolgen, woraufhin Bilddaten mittels einer 2D-Fourier-Transformation aus den k-Raum-Rohdaten erhalten werden. Diese Bilddaten für jede Schicht werden anschließend in Schritt 206 ausgewertet. Dabei erfolgt das Bestimmen einer T1-Relaxationszeit für jeden Bildpunkt aus den Bildern, die für jede Schicht für die verschiedenen effektiven Inversionszeiten aufgenommen wurden. Im Beispiel der 3 stehen für jeden Bildpunkt aus den elf Ausleseschritten elf Intensitätswerte für verschiedene Inversionszeiten zur Verfügung. An diesen Zeitverlauf der Intensitätswerte kann eine entsprechende Zerfallskurve angepasst werden, um die T1-Zeitkonstante für den Bildpunkt zu bestimmen. Dies erfolgt für alle Bildpunkte des Bildformats, so dass eine ortsaufgelöste Darstellung der T1-Relaxationszeit ermöglicht wird, also eine so genannte T1-Karte erhalten wird. Selbstverständlich ist es nicht nötig, jeden einzelnen Bildpunkt auszuwerten, die T1-Relaxationszeit kann auch nur in interessanten Bereichen (Regions of Interest) ausgewertet werden. Da für die Kurvenanpassung elf Messwerte zur Verfügung stehen, die Anpassungsgleichung somit überbestimmt ist, kann T1 mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
In Schritt 207 erfolgt das Bereitstellen der T1-Karte. Bei dem in 3 veranschaulichten Beispiel können die Daten zum Erstellen der T1-Karte für drei Schichten parallel innerhalb von 19 Herzschlägen bzw. Herzzyklen aufgenommen werden. Das Aufnahmeschema kann dabei innerhalb einer Atemanhaltephase der Untersuchungsperson durchgeführt werden. Bewegungsartefakte, die bei einer sequentiellen Abtastung der verschiedenen Schichten unvermeidbar wären, können somit erheblich reduziert werden. Bei der Ausführungsform der 3 lässt sich die T1-Relaxationszeit in einer Atemanhaltephase für drei Schichten gleichzeitig ortsaufgelöst quantifizieren. Damit lässt sich eine volumetrische Darstellung der T1-Zeiten, beispielsweise für das Herz, mit wesentlich verringerten Bewegungsartefakten realisieren.
3 zeigt lediglich ein mögliches Sequenzschema 300, das bei dem Verfahren der 2 zum Einsatz kommen kann. Weitere Sequenzschemata, die parallel mindestens zwei Aufnahmesequenzen durchführen, sind selbstverständlich ebenfalls denkbar. 4 und 5 zeigen zwei weitere Sequenzschemata 400 und 500, die bei dem Verfahren der 2 verwendet werden können.
Das Sequenzschema 400 der 4 umfasst für jede abzutastende Schicht lediglich zwei Aufnahmesequenzen. Die erste Aufnahmesequenz (zum Beispiel 301 oder 302) umfasst jeweils den Inversionspuls und drei Ausleseschritte, wobei die zweite Aufnahmesequenz (zum Beispiel 401 oder 402) jeweils den Inversionspuls und zwei Ausleseschritte aufweist. Durch diese Verkürzung auf insgesamt fünf Ausleseschritte pro Schicht kann das Abtasten einer Schicht wesentlich beschleunigt werden. Trotz der Verkürzung stehen weiterhin fünf Datenpunkte entlang der T1-Zerfallskurve zur Bestimmung der T1-Zeitkonstanten zur Verfügung. Trotz der Beschleunigung kann die T1-Relaxationszeit damit genau bestimmt werden. Zusammen mit dem externen Referenzscan 305 lassen sich somit Schichten 1–3 innerhalb von zehn Herzschlägen abtasten. Die während einer Atemanhaltephase verbleibenden Herzschläge können benutzt werden, um weitere Schichten 4–6 jeweils wiederum mit Gruppen paralleler Aufnahmesequenzen 403 und 404 abzutasten.
Innerhalb einer Gruppe sind die Aufnahmesequenzen wiederum geringfügig zeitlich versetzt, sodass das Einstrahlen der Inversionspulse und das Durchführen der Ausleseschritte für verschiedene Schichten in verschiedenen Herzphasen erfolgt, und damit eine gegenseitige Beeinflussung durch zeitliche Überschneidung vermieden wird. Zwischen den Aufnahmesequenzen für eine Schicht (zum Beispiel 301 und 401) wird jeweils eine Erholungszeitspanne 350 (auch Recovery Period oder Recovery Heartbeats genannt) eingehalten, in der sich die Gleichgewichtsmagnetisierung wieder einstellen kann. Es ist nun ebenfalls denkbar, die Gruppe von Aufnahmesequenzen 403 während der Erholungszeitspanne 350 zwischen den Aufnahmesequenzen für die ersten Schichten 1–3 durchzuführen. Die nachfolgende Gruppe von Aufnahmesequenzen 404 kann entsprechend nach den letzten Aufnahmesequenzen für die Schichten 1–3 und nach einem entsprechend großen Erholungszeitraum durchgeführt werden, im vorliegenden Beispiel also nach Herzschlag elf (drei Recovery Heartbeats). Die benötigte Dauer zur Durchführung des Sequenzschemas 400 kann damit weiter verkürzt werden.
Bei dem vorliegenden Beispiel lassen sich somit innerhalb von 18 Herzschlägen sechs Schichten abtasten. Dies ermöglicht die Quantifizierung der T1-Relaxationszeiten während nur einer Atemanhaltephase innerhalb eines bereits beträchtlichen Volumens.
Eine weitere Verbesserung lässt sich mit dem in 5 gezeigten Sequenzschema 500 erzielen, bei dem die Durchführung der Aufnahmesequenzen verschachtelt ist. Jede Schicht wird dabei mit zwei Aufnahmesequenzen abgetastet (Sequenzen 301 und 501 für Schicht 1 oder 302 und 502 für Schicht 3), die jeweils wiederum einen Inversionspuls und drei Ausleseschritte umfassen. Nach jeder Aufnahmesequenz ist jeweils eine Erholungszeitspanne 350 vorgesehen. Die Aufnahmesequenzen der Gruppen 510 und 511 für die Schichten 1, 3 und 5 werden wiederum parallel, mit entsprechendem zeitlichen Versatz, durchgeführt. Auch Schichten 2, 4 und 6 werden parallel mit den Gruppen von Aufnahmesequenzen 513 und 514 abgetastet. Die Gruppe von Aufnahmesequenzen 513 wird dabei während der Erholungszeitspanne 350 zwischen den Gruppen 510 und 511 durchgeführt. Entsprechend werden die Aufnahmesequenzen der Gruppe 511 zwischen den Aufnahmesequenzen der Gruppen 513 und 514 ausgeführt. Durch diese Verschachtelung ergibt sich eine optimale Ausnutzung der beschränkten zur Verfügung stehenden Messzeit, da nun auch während der Recovery Heartbeats MR-Daten aufgenommen werden. Weiterhin weisen die Schichten, die parallel abgetastet werden, durch das Verschachteln einen größeren räumlichen Abstand auf, so dass die Signale entsprechend besser getrennt werden können.
Mit der Verwendung von sechs Ausleseschritten pro Schicht lässt sich bereits eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von T1 erzielen. Da zur Aufnahme der Daten nur 14 Herzschläge benötigt werden, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, für jede Schicht weitere Ausleseschritte zum Erhöhen der Genauigkeit durchzuführen. Das Sequenzschema 500 ermöglicht damit eine präzise Quantifizierung von T1 parallel für sechs Schichten innerhalb einer Zeitspanne von lediglich 14 Herzschlägen. Somit wird eine weitere deutliche Verbesserung gegenüber den bereits gezeigten Aufnahmeschemata erreicht. Die verschachtelte Aufnahme kann auch als „interleaved” Aufnahmeschema bezeichnet werden.
Die vorab mit Bezug auf 2 und 3 gemachten Ausführungen hinsichtlich der Aufnahmesequenzen gelten selbstverständlich sinngemäß für die in 4 und 5 gezeigten Sequenzschemata. Mit allen Schemata wird das parallele Abtasten mehrerer Schichten während nur einer Atemanhaltephase erzielt. Während herkömmliche Verfahren T1 für maximal eine Schicht während einer Atemanhaltephase quantifizieren konnten, kann mit dem vorliegenden Verfahren eine Quantifizierung für mehrere Schichten parallel erfolgen, z. B. für sechs Schichten bei dem Verfahren nach 4 und 5. Weitere Abwandlungen der Sequenzschemata sind selbstverständlich ebenfalls denkbar, beispielsweise eine Verringerung der Anzahl der Ausleseschritte bei gleichzeitiger Verschachtelung der Aufnahmesequenzen. Eine weitere Verbesserung des Verfahrens kann dadurch erzielt werden, dass die Messungen bei Magnetfeldstärken größer als 2,5 Tesla, zum Beispiel bei 3 Tesla, durchgeführt werden. Damit kann eine Steigerung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses der aufgenommenen MR-Signale erzielt werden.
6 zeigt beispielhaft Aufnahmen eines Herzens einer Untersuchungsperson, die mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erstellt wurden. Die Reihen zeigen dabei jeweils Bilder derselben Schicht, wobei jede Reihe mit einer anderen Verzögerung nach einem Triggerereignis aufgenommen wurde (Trigger Time TT = 400 ms, 500 ms bzw. 600 ms). Jede Reihe stellt dabei weiterhin eine andere Schicht des Herzens dar. Innerhalb einer Reihe entsprechen die MR-Bilder verschiedenen aufeinanderfolgenden Ausleseschritten, die nachfolgend auf einen Inversionspuls mit einer spezifischen Inversionszeit von TI = 100 ms durchgeführt wurden. Die leicht versetzten Trigger Zeitpunkte ermöglichen die verschachtelte Messung aller 3 Schichten in derselben Abfolge von Herzschlägen gemäß .
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentliche Vorteile gegenüber Verfahren nach dem Stand der Technik erzielt werden können. Zu diesen zählen die Messung mehrerer Schichten innerhalb eines Herzschlags mit verschiedenen effektiven Inversionsdauern, das Ausnutzen von Erholungszeitspannen durch verschachtelte parallele Messung mehrerer Schichten sowie die Reduzierung der Messdauer pro Ausleseschritt durch die Verwendung externer Empfindlichkeitsinformationen mit einem parallelen Bildgebungsverfahren. Durch die parallele Messung mehrerer Schichten und die Beschleunigung der Messung durch die genannten Merkmale kann eine große Anzahl von Schichten innerhalb einer einzigen Atemanhaltephase abgetastet werden. Damit lässt sich eine volumetrische ortsaufgelöste Quantifizierung der T1-Relaxationszeit verwirklichen.

Claims

Verfahren zur MR-Bildgebung, bei dem mit einem Sequenzschema (300, 400, 500) mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts (11) mit einem Gradientenechoverfahren zur ortsaufgelösten Quantifizierung der T1-Relaxationszeit parallel abgebildet werden, mit den folgenden Schritten: – Durchführen von mindestens einer ersten Aufnahmesequenz (301) zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, und – Durchführen von mindestens einer zweiten Aufnahmesequenz (302) zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, wobei die Aufnahmesequenzen (301; 302) jeweils einen Inversionspuls (310) und mindestens zwei darauffolgende Ausleseschritte (311, 312, 313) umfassen, und wobei die erste und die zweite Aufnahmesequenz (301, 302) derart zeitlich gegeneinander versetzt sind, dass sie sich zumindest teilweise überlappen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inversionspulse (310) der Aufnahmesequenzen (301–303) schichtselektiv sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem Ausleseschritt ein MR-Bild der entsprechenden Schicht des Untersuchungsobjekts (11) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmesequenzen (301–303) T1-gewichtet sind, wobei die entsprechenden Ausleseschritte (311–313) zum Abtasten der Zerfallskurve der durch den Inversionspuls (310) angeregten Magnetisierung ausgestaltet sind, um die T1-Relaxationszeit zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseschritte (311–313) jeweils derart konfiguriert sind, dass eine vor der Durchführung des Ausleseschritts vorhandene Transversalmagnetisierung, die in der jeweiligen Schicht von dem Inversionspuls (310) hervorgerufen wird, nach dem Durchführen des Ausleseschritts wieder rephasiert ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausleseschritt (311–313) eine True-FISP-Sequenz oder eine b-SSFP-Sequenz umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseschritte (311–313) ein paralleles Bildgebungsverfahren umfassen, bei dem zur Aufnahme eines MR-Bildes nur ein Teil des k-Raumes abgetastet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Versatz derart eingestellt ist, dass sich der Inversionspuls (310) und die Ausleseschritte (311–313) der mindestens einen Aufnahmesequenz (301) für die erste Schicht nicht mit dem Inversionspuls und den Ausleseschritten der mindestens einen Aufnahmesequenz (302) für die zweite Schicht zeitlich überschneiden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass des Weiteren für mindestens eine dritte Schicht mindestens eine dritte Aufnahmesequenz (303) durchgeführt wird, die zeitlich mit der ersten und/oder der zweiten Aufnahmesequenz (301; 302) derart überlappt, dass sich der Inversionspuls und die Ausleseschritte der dritten Aufnahmesequenz nicht mit denjenigen der ersten und zweiten Aufnahmesequenz zeitlich überschneiden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung der Aufnahmesequenzen (301–303) auf den Herzschlag des Untersuchungsobjekts getriggert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseschritte jeder Aufnahmesequenz in jeweils derselben Phase aufeinanderfolgender Herzzyklen (320) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Versatz derart eingestellt ist, dass die Inversionspulse (310) der ersten und der zweiten Aufnahmesequenz (301; 302) während desselben Herzzyklus (320) bei verschiedenen Herzphasen eingestrahlt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Aufnahmesequenz (301; 302) während derselben Herzzyklen durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Versatz derart eingestellt ist, dass die Ausleseschritte (311–313) der ersten und der zweiten Aufnahmesequenz (301; 302) bei unterschiedlichen Herzphasen durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Schicht mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei Aufnahmesequenzen durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht und die zweite Schicht zu einer ersten Gruppe von Schichten (1; 3; 5) gehören und jeweils mit mindestens zwei Aufnahmesequenzen (301, 501; 302, 502) abgetastet werden, wobei auf jede Aufnahmesequenz eine Erholungszeitspanne (350) folgt, und dass mindestens eine weitere Schicht mit mindestens einer weiteren Aufnahmesequenz (503) abgetastet wird, die während der Erholungszeitspannen (350) zwischen den Aufnahmesequenzen für die Schichten der ersten Gruppe (1; 3; 5) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die weitere Schicht zu einer zweiten Gruppe (2; 4; 6) von Schichten gehört, die mit zeitlich überlappenden Aufnahmesequenzen (503) abgetastet werden, wobei die Aufnahmesequenzen (503) für die Schichten der zweiten Gruppe (2; 4; 6) während der Erholungszeitspannen (350) zwischen den Aufnahmesequenzen (301, 501; 302, 502) für die Schichten der ersten Gruppe (1; 3; 5) durchgeführt werden, und wobei benachbarte Schichten verschiedenen Gruppen zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Schicht maximal zwei Aufnahmesequenzen (301, 401) durchgeführt werden, wobei die maximal zwei Aufnahmesequenzen (301, 401) zusammen nicht mehr als sechs, vorzugsweise nicht mehr als fünf Ausleseschritte umfassen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmesequenzen, die zur Aufnahme einer Schicht durchgeführt werden, verschiedene Inversionszeiten aufweisen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sequenzschema während einer Atemanhaltephase des Untersuchungsobjekts (11) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den für eine Schicht aufgenommenen MR-Daten eine quantitative ortsaufgelöste Bestimmung der T1-Zerfallszeit zur Erstellung einer T1-Karte für die Schicht erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den mit jedem Ausleseschritt aufgenommenen MR-Daten ein MR-Bild rekonstruiert wird, wobei aus den für eine Schicht rekonstruierten MR-Bildern für jeden Bildpunkt eine T1-Relaxationszeit mittels eines statistischen Verfahrens bestimmt wird.
Magnetresonanzanlage, die zur Durchführung eines Sequenzschemas ausgestaltet ist, bei dem mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts (11) mit einem Gradientenechoverfahren zur ortsaufgelösten Quantifizierung der T1-Relaxationszeit parallel abgebildet werden, wobei die Magnetresonanzanlage (100) aufweist: – eine Aufnahmeeinheit (25), die zum Einstrahlen von HF-Pulsen in das Untersuchungsobjekt (11) und zum Aufnehmen von MR-Daten von dem Untersuchungsobjekt (11) ausgestaltet ist; – eine Steuereinheit (18), die ausgestaltet ist um die Aufnahmeeinheit (25) zum Durchführen der folgenden Schritte anzusteuern: – Durchführen von mindestens einer ersten Aufnahmesequenz (301) zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, und – Durchführen von mindestens einer zweiten Aufnahmesequenz (302) zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, wobei die Aufnahmesequenzen (301; 302) jeweils einen Inversionspuls (310) und mindestens zwei darauffolgende Ausleseschritte (311–313) umfassen, und wobei die erste und die zweite Aufnahmesequenz (301; 302) derart zeitlich gegeneinander versetzt sind, dass sie sich zumindest teilweise überlappen.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzanlage zum Durchführen des Verfahren nach einem der Ansprüche 2–22 ausgestaltet ist.