DE102010017315A1

DE102010017315A1 - System, Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Magnetresonanz-(HF)-Feldes

Info

Publication number: DE102010017315A1
Application number: DE102010017315A
Authority: DE
Inventors: Laura I. Sacolick; Florian Wiesinger; Mika W. Vogel; Ileana Hancu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2010-12-16
Also published as: JP2010284525A; US8198891B2; CN101919696A; CN101919696B; US20100315084A1; JP5530259B2

Abstract

Eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren, die eine Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Vorrichtung beinhalten, enthalten ein Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-System mit mehreren um eine Bohrung eines Magneten herum positionierten Gradientenspulen und ein HF-Sender/Empfänger-System und einen von einem Pulsmodul gesteuerten HF-Schalter, um HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung zum Erfassen von MR-Bildern zu senden, und einen Computer. Der Computer ist dafür programmiert, einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einer sich von der Resonanzfrequenz unterscheidenden ersten Frequenz auf mehrere bei einer Resonanzfrequenz angeregte Kerne anzuwenden (120, 126), ein erstes Signal aus den mehreren Kernen nach Anwendung (120, 126) des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen (122, 128), eine Phasenverschiebung aus dem ersten Signal auf der Basis des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu bestimmen (148), ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen (150) und das B₁-Feld auf einem Computer-lesbaren Speichermedium zu speichern.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen medizinische Systeme und insbesondere die Bestimmung von B₁-Feldern in Verbindung mit Magnetresonanz-Bildgebung.
Wenn eine Substanz, wie z. B. menschliches Gewebe, einem gleichmäßigen magnetischen Feld (Polarisierungsfeld B₀) ausgesetzt wird, versuchen sich die einzelnen magnetischen Momente der Spins in dem Gewebe zu diesem polarisierenden Feld auszurichten, präzessieren aber in einer zufälligen Ordnung mit ihr charakteristischen Larmor-Frequenz darum. Wenn die Substanz, oder das Gewebe, einem magnetischen Feld (Anregungsfeld B₁) ausgesetzt wird, welches in der x-y Ebene liegt und sich in der Nähe der Larmor-Frequenz befindet, kann das Nettoausrichtungsmoment oder die ”Longitudinalmagnetisierung” M_z in die x-y Ebene gedreht oder ”gekippt” werden, um ein magnetisches Nettotransversalmoment M_t zu erzeugen. Ein Signal wird von den angeregten Spins emittiert, nachdem das Anregungssignal B₁ beendet ist, und dieses Signal kann empfangen und verarbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.
Wenn diese Signale zum Erzeugen von Bildern genutzt werden, werden magnetische Feldgradienten (G_x, G_y und G_z) eingesetzt. Typischerweise wird der abzubildende Bereich mittels einer Sequenz von Messzyklen gescannt, in welchen die Gradienten abhängig von dem gerade verwendeten speziellen Lokalisierungs verfahren variieren. Der sich ergebende Satz empfangener Kernmagnetresonanz-(NMR)-Signale wird digitalisiert und verarbeitet, um das Bild unter Nutzung einer von vielen allgemein bekannten Rekonstruktionstechniken zu rekonstruieren.
Es gibt eine Vielfalt von Techniken, die zur Bestimmung genutzt werden, ob das von einer Magnetresonanzspule oder -anordnung erzeugte B₁-Feld homogen ist oder bis zu welchem Grad das Feld inhomogen ist. Derartige Techniken werden oft als B₁-Kartierung bezeichnet. Im Allgemeinen können B₁-Kartierungs-Techniken entweder räumlich oder nicht-räumlich aufgelöste B₁-Messungen implementieren. B₁-Messungen sind räumlich aufgelöst, wenn einer oder mehrere räumlich codierende Gradienten während der Erfassung angewendet werden, und im Gegensatz dazu sind B₁-Messungen nicht-räumlich aufgelöst, wenn keine räumlich codierenden Gradienten während B₁-Messungen verwendet werden. Unter anderem können B₁-Karten zur Anpassung eines Sendeverstärkungsfaktors genutzt werden, um einen Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einem spezifischen Kipp- bzw. Flip-Winkel zu erzeugen, um Mehrfachsendekanal-HF-Pulse zu konstruieren, und bei der Implementation einer Bildgebung mittels chemischer Verschiebung zu unterstützen. B₁-Kartierung kann auch als eine Unterstützung bei T₁-Kartierung und/oder bei anderen quantitativen MR-Bildgebungstechniken dienen. Einige B₁-Kartierungs-Techniken sind T₁-abhängig. D. h., das für B₁ genutzte Signal wird oft als eine Funktion einer T₁-Relaxation gewichtet. Weitere B₁-Kartierungs-Techniken sind von B₀ oder chemischer Verschiebung abhängig. Noch weitere Techniken sind über bestimmte Bereiche des B₁-Feldes ungenau und/oder sind von Aufbringen hoher HF-Leistungen abhängig.
Von den B₁-Kartierungs-Techniken enthält eine Unterklasse derartiger Techniken Techniken, die als phasenbasierende B₁-Kartierungs-Techniken bezeichnet werden können. Eine derartige phasenbasierende B₁-Kartierungs-Technik nutzt die aus einer 2α – α Flip-Winkelsequenz anfallende Phase zum Bestimmen von B₁. Obwohl eine derartige Technik genauer als andere über einen großen Bereich von Flip-Winkeln ist, ist eine derartige Technik B₀-abhängig und ist oft auf die Notwendigkeit einer langen Wiederholzeit (TR) angewiesen.
Eine weitere phasenbasierende B₁-Kartierungs-Technik nutzt eine B₁-abhängige Phase, die durch adiabatische hyperbolische Sekanten-Half- und Full-Passage-Pulse erzeugt wird. Jedoch kann die spezifische Absorptionsrate (SAR) in Verbindung mit derartigen Techniken die klinische Anwendung derartiger Techniken in einem starken Magnetfeld einschränken.
Es wäre daher wünschenswert, über ein System und eine Vorrichtung zu verfügen, die effizient ein B₁- oder HF-Feld eines magnetischen Resonanzsystems ohne einige oder alle von den vorstehend erwähnten Nachteilen bestimmt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung stellen ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen von B₁-Feldern bereit, welche einige oder alle von den vorstehend erwähnten Nachteilen überwinden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Vorrichtung ein Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-System mit mehreren um eine Bohrung eines Magneten positionierten Gradientenspulen und ein HF-Sender/Empfänger-System und einen von einem Pulsmodul gesteuerten HF-Schalter, um HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung zum Erfassen von MR-Bildern zu senden, und einen Computer. Der Computer ist dafür programmiert, einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einer sich von der Resonanzfrequenz unterscheidenden ersten Frequenz auf mehrere bei einer Resonanzfrequenz angeregte Kerne anzuwenden, ein erstes Signal aus den mehreren Kernen nach Anwendung des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen, eine Phasenverschiebung aus dem ersten Signal auf der Basis des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu bestimmen, ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen und das B₁-Feld auf einem Computer-lesbaren Speichermedium zu speichern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computer-lesbares Speichermedium ein darauf gespeichertes Computerprogramm. Das Computerprogramm enthält Instruktionen, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, einen Pulsgenerator dazu zu bringen, einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls auf mehrere angeregte Kerne anzuwenden, ein erstes Signal aus den mehreren angeregten Kernen mittels wenigstens einer Magnetresonanz-(MR)-Empfangsspule nach Anwendung des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen, eine durch den ersten nicht-resonanten HF-Puls induzierte Phasenverschiebung zu bestimmen, ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen und das B₁-Feld auf einer mit einer MR-Bildgebungsvorrichtung verbundenen Speichervorrichtung zu speichern. Der erste nicht-resonante HF-Puls ist dafür konfiguriert, eine Resonanzfrequenz der mehreren Kerne zu verschieben.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes die Verschiebung einer Resonanzfrequenz von mehreren Kernen, nachdem die mehreren Kerne bei einer ersten Resonanzfrequenz angeregt wurden, die Erfassung eines ersten Signals mit einer Magnetresonanz-(MR)-Empfangsspule aus den mehreren Kernen nach der Ver schiebung der Resonanzfrequenz, die Bestimmung einer Phasenverschiebung auf der Basis des ersten Signals und die Speicherung der Phasenverschiebung auf einem mit einer MR-Vorrichtung verbundenen Computer-lesbaren Speichermedium.
Verschiedene weitere Merkmale und Vorteile werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, welche derzeit für die Ausführung der Erfindung in Betracht gezogen werden.
In den Zeichnungen ist:
1 eine schematische Darstellung eines exemplarischen MR-Bildgebungssystems zur Nutzung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
2 ein Flussdiagramm, das eine Technik zum Bestimmen eines B₁-Feldes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
3 ein Flussdiagramm, das eine Technik zum Bestimmen eines B₁-Feldes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt.
4 ein Flussdiagramm, das eine Technik zum Bestimmen eines B₁-Feldes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt.
5 ein Flussdiagramm, das eine Technik zum Bestimmen eines B₁-Feldes und eines B₀-Feldes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung
1 werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verkörpernden Hauptkomponenten eines exemplarischen Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Systems 10 dargestellt. Der Betrieb des Systems wird von einer Bedienerkonsole 12 gesteuert, welche eine Tastatur oder andere Eingabevorrichtung 13, ein Steuerfeld 14 und einen Anzeigebildschirm 16 enthält. Die Konsole 12 kommuniziert über eine Verbindung 18 mit einem getrennten Computersystem 20, das es einem Bediener ermöglicht, die Erzeugung und Darstellung von Bildern auf dem Anzeigebildschirm 16 zu steuern. Das Computersystem 20 enthält eine Anzahl von Modulen, welche miteinander über eine Rückseitenplatine 20a kommunizieren. Diese enthalten ein Bildprozessormodul 22, ein CPU-Modul 24 und ein Speichermodul 26, das einen Frame-Puffer zum Speichern von Bilddatenarrays enthalten kann. Das Computersystem 20 ist mit Archivierungsvorrichtungen, einem Permanent- oder Reservespeicher oder einem Netzwerk zum Speichern von Bilddaten und Programmen verbunden und kommuniziert über eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung 34 mit einer getrennten Systemsteuerung 32. Die Eingabevorrichtung kann eine Maus, einen Joystick, eine Tastatur, einen Track Ball, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, eine Lichtwand, eine Sprachsteuerung oder irgendeine ähnliche oder äquivalente Eingabevorrichtung umfassen und kann für eine interaktive Geometrievorschrift genutzt werden.
Die Systemsteuerung 32 enthält einen Satz von über eine Rückseitenplatine 32a miteinander verbundenen Modulen. Diese Module enthalten ein CPU-Modul 36 und ein oder mehrere Pulsgeneratormodule 38, welche mit der Bedienerkonsole 12 über eine serielle Verbindung 40 verbunden ist. Über diese Verbindung 40 empfängt die Systemsteuerung 32 Befehle von dem Bediener, welche die auszuführende Scansequenz anzeigen. Das Pulsgenerator modul 38 betreibt die Systemkomponenten so, dass sie die gewünschte Scansequenz ausführen und erzeugt Daten, die den Zeitpunkt, die Stärke und die Form der erzeugten Hochfrequenz-(HF)-Pulse und den Zeitpunkt und die Länge des Datenerfassungsintervalls oder -fensters angeben. Das Pulsgeneratormodul 38 ist mit einem Satz von Gradientenverstärkern 42 verbunden, um den Zeitpunkt und die Form der Gradientenimpulse anzuzeigen, die während des Scans zu erzeugt werden. Das Pulsgeneratormodul 38 empfängt auch Patientendaten aus einer Physiologie-Erfassungssteuerung 44, die Signale von einer Anzahl unterschiedlicher an dem Patienten angebrachten Sensoren, wie z. B. Elektrokardiogramm-(EKG)-Signale aus Elektroden empfängt. Schließlich ist das Pulsgeneratormodul 38 mit einer Scanraum-Schnittstellenschaltung 46 verbunden, welche Signale von verschiedenen Sensoren in Verbindung mit dem Zustand des Patienten und dem MR-Magnetsystem empfängt. Über die Scanraum-Schnittstellenschaltung 46 empfängt ein Patientenpositionierungssystem 48 auch Befehle, um den Patienten in die gewünschte Position für den Scan zu bewegen.
Die von dem Pulsgeneratormodul 38 erzeugten Gradientenwellenformen werden an das G_x-, G_y- und G_z-Verstärker aufweisende Gradientenverstärkersystem 42 angelegt. Jeder Gradientenverstärker erregt eine entsprechende Gradientenspule in einer insgesamt mit 50 bezeichneten Gradientenspulenanordnung, um die für die räumliche Codierung erfassten magnetischen Feldgradienten zu erzeugen. Die Gradientenspulenanordnung 50 bildet einen Teil einer Magnetanordnung 52, welche einen Polarisierungsmagneten 54 und eine Ganzkörper-HF-Spule 56 umfasst. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die HF-Spule 56 eine Mehrkanalspule 56. Ein Sender/Empfänger-Modul 58 in der Systemsteuerung 32 erzeugt Pulse, die von einem oder mehreren HF-Verstärkern 60 verstärkt und an die HF-Spule 56 über einen Sende/Empfangs-Schalter 62 angelegt werden. Die von den ange regten Kernen in dem Patienten ausgestrahlten resultierenden Signale können von derselben HF-Spule 56 erfasst und über den Sende/Empfangs-Schalter 62 an einen Vorverstärker 64 geliefert werden. Die verstärkten NMR-Signale werden in dem Empfängerabschnitt des Senders/Empfängers 58 demoduliert, gefiltert und digitalisiert. Der Sende/Empfangs-Schalter 62 wird durch Signale aus dem Pulsgeneratormodul 38 gesteuert, um den HF-Verstärker 60 mit der Spule 56 während des Sendemodus und mit dem Vorverstärker 64 während des Empfangsmodus zu verbinden. Es ist erkennbar, dass die HF-Spule 56 oder eine Anordnung die Form einer in einen Patiententisch integrierten speziell angepassten Spule annehmen kann. Alternativ ist auch erkennbar, dass eine getrennte HF-Spule 56 (z. B. eine Oberflächenspule) oder Anordnung durch den Sende/Empfangs-Schalter 62 aktiviert und zusätzlich oder anstelle der HF-Spule 56 genutzt werden kann.
Die von der Mehrfachkanal-HF-Spule 56 erfassten NMR-Signale werden von dem Sender/Empfänger-Modul 58 digitalisiert und an ein Speichermodul 66 in der Systemsteuerung 32 übertragen. Ein Scan ist vollständig, wenn ein Array von k-Raum-Rohdaten in dem Speichermodul 66 erfasst worden ist. Diese k-Raum-Rohdaten werden neu in getrennten k-Raum-Datenarrays für jedes zu rekonstruierende Bild angeordnet und jedes von diesen wird in einen Array-Prozessor 68 eingegeben, welcher so arbeitet, dass er eine Fourier-Transformation in ein Array von Bilddaten ausführt. Diese Bilddaten werden durch die serielle Verbindung 34 zu dem Computersystem 20 transportiert, wo sie in dem Plattenspeicher 111 gespeichert werden. Als Antwort auf von der Bedienerkonsole 12 empfangene Befehle können diese Bilddaten in einem Langzeitspeicher archiviert werden oder können durch den Bildprozessor 22 weiterverarbeitet und an die Bedienerkonsole 12 transportiert und auf dem Anzeigebildschirm 16 dargestellt werden.
In 2 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das eine Technik 100 zum Bestimmen eines B₁-Feldes einer Magnetresonanzspule oder -anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Technik 100 beginnt bei dem Block 102, in welchem ein erster resonanter HF-Puls auf mehrere Kerne angewendet wird. Ein resonanter HF-Puls ist ein HF-Puls, der auf eine Resonanzfrequenz mehrerer einem Magnetfeld ausgesetzter Kerne abgestimmt ist. Somit versetzt die Anwendung eines resonanten HF-Pulses die Kerne in einen angeregten Zustand. Die Parameter des resonanten HF-Pulses können von dem Benutzer beliebig gewählt werden. Nach Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses wird ein erster nicht-resonanter HF-Puls auf die mehreren angeregten Kerne bei dem Block 104 angewendet. Ein nicht-resonanter HF-Puls ist ein HF-Puls, der so abgestimmt ist, dass eine Anwendung des nicht-resonanten HF-Pulses auf mehrere Kerne die mehreren Kerne nicht in einen angeregten Zustand versetzt. Beispielsweise ist ein nicht-resonanter HF-Puls ein HF-Puls mit einer speziellen Form oder Frequenz dergestalt, dass seine Anwendung auf mehrere einem Magnetfeld ausgesetzte Kerne nicht anregt oder nur in einem minimalen Umfang anregt.
Die Anwendung dieses ersten nicht-resonanten HF-Pulses erfolgt, während sich die mehreren Kerne bereits in einem angeregten Zustand befinden. Die Anwendung des ersten nicht-resonanten HF-Pulses bewirkt, dass sich die Resonanzfrequenz der mehreren angeregten Kerne verschiebt. Eine derartige Verschiebung wird oft als eine Bloch-Siegert-Verschiebung bezeichnet. Die Magnitude einer solchen Verschiebung ist von dem auf die mehreren angeregten Kerne angewendeten B₁-Feld abhängig.
Nach Anwendung des ersten nicht-resonanten HF-Pulses wird ein erstes Signal von den mehreren verschobenen Kernen bei dem Block 106 erfasst. Fortschreitend zu dem Block 108 wird ein Bezugsscan angewendet, um die mehreren Kerne erneut anzuregen. Der Bezugsscan enthält wenigstens einen resonanten HF-Puls. Jedoch enthält in dieser Ausführungsform der Bezugsscan keinen nicht-resonanten HF-Puls. Ein mittels des Bezugsscans erzeugtes Signal wird bei dem Block 110 erfasst. D. h., ein zweites oder zusätzliches Signal wird bei dem Block 110 erfasst. Wie in dem Flussdiagramm von 2 dargestellt, erfolgen der Bezugsscan und die Erfassung des zweiten Signals nach der Erfassung des ersten Signals. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass in einer alternativen Ausführungsform der Bezugsscan und die Erfassung des zusätzlichen Signals vor der Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses bei dem Block 102 erfolgen können.
Fortschreitend mit dem Block 112 wird eine Phasenverschiebung auf der Basis der ersten und zweiten erfassten Signale bestimmt. Die dem ersten Signal zugeordnete Phase ist die Summe der Sendephase ϕ_Tx, der Empfangsphase ϕ _Rx, der B₀-Phase ϕ_B0, einer zusätzlichen sequenzbezogenen Phase ϕ_Seq und der Bloch-Siegert-Phase φ_BS. Die Bloch-Siegert-Phase kann in der nachstehenden Weise dargestellt werden:
wobei B₁ das der Hf-Spule oder -anordnung zugeordnete magnetische Feld repräsentiert, Δω_B0 die der B₀-Inhomogenität und/oder chemischen Verschiebung zugeordnete Frequenz repräsentiert und Δω_Rf den Unterschied zwischen der Frequenz des nicht-resonanten HF-Pulses und der Frequenz des resonanten HF-Pulses repräsentiert, wobei der resonante HF-Puls als bei der Resonanzfrequenz des Spin-Systems liegend betrachtet wird.
Somit kann die dem ersten Signal zugeordnete Phase ϕ₁ in der nachstehenden Weise dargestellt werden: ϕ1 = (ϕTx + ϕRx + ϕB0 + ϕSeq) + φBS (Gl. 2)
Die Phase des zweiten Signals ist, da kein nicht-resonanter Puls vor dessen Erfassung ausgegeben worden ist, nicht von φ_BS abhängig. D. h., die Phase des zweiten Signals ist die Summe der Sendephase ϕ_Tx, der Empfangsphase ϕ_Rx und der B₀-Phase ϕ_B0. Demzufolge kann die dem zweiten Signal zugeordnete Phase ϕ₂ in der nachstehenden Weise dargestellt werden: ϕ2 = (ϕTx + ϕRx + ϕB0 + ϕSeq) (Gl. 3)
In einer Ausführungsform bestimmt die Phasendifferenz zwischen dem ersten und zweiten Signal die Phasenverschiebung. D. h.: ϕ1 – ϕ2 = φBS( Gl. 4)
Nach der Bestimmung der Phasenverschiebung geht die Prozesssteuerung zum Block 114 über und ein B₁-Feld wird auf der Basis der Phasenverschiebung bestimmt. Gemäß einer Ausführungsform wird die nachstehende Beziehung zum Bestimmen des B₁-Feldes verwendet:
wobei B_1,normalized die nicht-resonante Pulsform ist, die so normiert ist, dass der höchste Punkt der Pulsform gleich 1 ist. B_1,normalized kann gleich oder im Wesentlichen gleich B₁(t)/B_1,peak betrachtet werden. B₁(t) stellt den nicht-resonanten Puls als eine Funktion der Zeit dar und B_1,peak stellt das Maximum von B₁(t) dar (d. h., die Magnitude des nicht-resonanten HF-Feldes an dem höchsten Punkt des HF-Pulses und ω_RF(t) stellt die verschobene Frequenz des HF-Pulses als eine Funktion der Zeit dar D. h., ω_RF(t) repräsentiert den Unterschied zwischen dem resonanten HF-Puls und dem nicht-resonanten HF-Puls, oder effektiv die Differenz zwischen der Frequenz des resonanten Spin-Systems und des nicht-resonanten HF-Pulses. ω_B0 repräsentiert eine zusätzliche Frequenzverschiebung von der Resonanz aufgrund der B₀-Feldinhomogenität und/oder chemischen Verschiebung. B_1,peak repräsentiert den maximalen oder im Wesentlichen maximalen Wert von B₁(t) (d. h., die Magnitude des HF-Feldes an dem höchsten oder im Wesentlichen höchsten Punkt des nicht-resonanten HF-Pulses).
In 3 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das eine Technik 116 zum Bestimmen eines B₁-Feldes einer Magnetresonanzspule oder -anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Technik 116 beginnt bei dem Block 118, in welchem ein erster resonanter HF-Puls auf mehrere Kerne angewendet wird. Wie unter Bezugnahme auf 2 diskutiert ist ein resonanter HF-Puls ein HF-Puls, welcher, wenn er auf mehrere Kerne angewendet wird, die mehreren Kern anregt, was diese veranlasst bei ihrer Resonanzfrequenz zu präzessieren. Obwohl es in 3 nicht dargestellt ist, wird es in Betracht gezogen, dass einer oder mehrere HF-Pulse oder Vor-Pulse vor Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses ausgegeben werden können. Nach Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses wird ein erster nicht-resonanter HF-Puls auf die mehreren angeregten Kerne bei dem Block 120 angewendet. Mit anderen Worten, der erste nicht-resonante Puls wird auf die angeregten Kerne angewendet.
Die Anwendung des nicht-resonanten Pulses auf die angeregten Kerne verschiebt die Resonanzfrequenz der angeregten Kerne. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 diskutiert, ist ein nicht-resonanter HF-Puls ein HF-Puls, der die Anregung der mehreren Kerne vermeidet oder wenigstens im Wesentlichen vermeidet. Somit wird das Frequenzprofil eines nicht-resonanten HF-Pulses so gewählt, dass eine Resonanzanregung der mehreren Kerne aus einem derartigen Puls vermieden oder wenigstens im Wesentlichen vermieden wird.
Gemäß nochmaliger Bezugnahme auf 3 ist in einer Ausführungsform der erste nicht-resonante HF-Puls ein Fermi-HF-Puls bei einer anderen ersten Frequenz als der Resonanzfrequenz der mehreren Kerne. Es sei jedoch angemerkt, dass anstelle der Verwendung eines Fermi-Pulses andere Ausführungsformen einen sich von einem Fermi-HF-Puls unterscheidenden resonanten HF-Puls verwenden können. Nach Anwenden des ersten nicht-resonanten HF-Pulses wird ein erstes Signal von den mehreren Kernen bei dem Block 122 erfasst. Es wird in Betracht gezogen, dass das erste Signal erfasst werden kann, sobald einer oder mehrere räumlich codierenden Gradienten ausgegeben sind, und somit eine Erfassung von 1D-, 2D- oder 3D-Bilddaten ermöglicht.
Nach Erfassung des ersten Signals geht die Prozesssteuerung zum Bock 124 über, wo ein zweiter resonanter HF-Puls auf die mehreren Kerne angewendet wird. Die Anwendung des zweiten resonanten HF-Pulses bewirkt, dass die mehreren Kerne erneut angeregt werden. Es wird in Betracht gezogen, dass einer oder mehrere HF-Pulse oder Vor-Pulse der Anwendung des zweiten resonanten HF-Pulses vorausgehen können.
Nach Anwendung des zweiten resonanten HF-Pulses geht die Prozesssteuerung zum Block 126 über, wo ein zweiter nicht-resonanter HF-Puls auf die mehreren angeregten Kerne angewendet wird. Wie der erste nicht-resonante HF-Puls hat der zweite nicht-resonante HF-Puls ein Frequenzprofil, das eine Resonanz der mehreren Kerne vermeidet oder wenigstens im Wesentlichen vermeidet, aber stattdessen die Resonanzfrequenz der mehreren Kerne verschiebt. In der vorliegenden Ausführungsform liegt der zweite nicht-resonante HF-Puls bei einer zweiten Frequenz, die sich von der Frequenz des ersten nicht-resonanten HF-Pulses (d. h., der ersten Frequenz) unterscheidet. Ein zweites Signal wird dann bei dem Block 128 nach der Anwendung des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses erfasst.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses, die Anwendung des ersten nicht-resonanten HF-Pulses, die Erfassung des ersten Signals, die Anwendung des zweiten resonanten HF-Pulses, die Anwendung des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses und die Erfassung des zweiten Signals während desselben Scans mit einer beliebig gewählten Wiederholungszeit (TR) erfolgen kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass ein derartiger Scan ein Bildgebungsscan sein kann. In einem derartigen Falle würden einer oder mehrere räumlich codierende Gradienten während der Erfassung der ersten und zweiten Signale ausgegeben werden. Somit werden B₁-Feldinformation und Bildgebungsinformation während jeder Erfassung (z. B. während der Erfassung der ersten und zweiten Signale) gesammelt. Die TR, die Flip-Winkel der resonanten HF-Pulse und weitere Parameter der Bildgebungssequenz können gewählt werden, sodass sie jeder Art von Bildgebungssequenz entsprechen. Beispielsweise können Ausführungsformen der Erfin dung Spin-Echo-, Gradienten-Echo- und Echo-Planar-Bildgebungssequenzen beinhalten. Zusätzlich können die Parameter des nicht-resonanten HF-Pulses beliebig gewählt werden, solange der HF-Puls eine Resonanzanregung der den Magnetfeldern ausgesetzten Kerne vermeidet oder im Wesentlichen vermeidet.
Es wird auch in Betracht gezogen, dass jeder resonante HF-Puls (d. h., die ersten und zweiten resonanten HF-Pulse) während eines getrennten Scans angewendet werden kann. Beispielsweise können die Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses, des ersten nicht-resonanten HF-Pulses und die Erfassung des ersten Signals während eines ersten Scans erfolgen. In einem derartigen Falle können die Anwendung des zweiten resonanten HF-Pulses, des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses und die Erfassung des zweiten Signals während eines späteren oder zweiten Scans erfolgen. Zusätzlich können räumlich codierende Gradienten während der Erfassung der ersten und/oder zweiten Signale ausgegeben werden.
Des Weiteren geht gemäß 3, nachdem das zweite Signal erfasst ist, die Prozesssteuerung zum Block 130 über, wo eine Phasenverschiebung auf der Basis der erfassten ersten und zweiten Signale bestimmt wird. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Signalen zum Bestimmen der Phasenverschiebung genutzt.
Gemäß einer derartigen Ausführungsform wird die Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Signalen bestimmt, indem zuerst die ersten und zweiten Signale in Phasenbilddatensätze (d. h., in einen ersten Phasenbilddatensatz und einen zweiten Phasenbilddatensatz) umgewandelt werden. Die Phase jedes Phasenbilddatensatzes entspricht einer Kombination von wenigstens der Sendephase ϕ_Tx, der Empfangsphase ϕ_Rx, der B₀-Phase ϕ_B0, Sequenzphase ϕ_Seq und der Bloch-Siegert-Phase φ_BS. Die sich aus der Bloch-Siegert-Verschiebung ergebende Phasendifferenz zwischen den zwei Scans kann in der nachstehenden Weise dargestellt werden:
wobei Δφ_Bs die Bloch-Siegert-Phasendifferenz zwischen den zwei Scans ist, ω_RF die Verschiebungsfrequenz der Frequenz des resonanten HF-Pulses ist. Mit anderen Worten, ω_RF1 stellt die Frequenzdifferenz zwischen der Resonanzfrequenz des Spin-Systems und dem ersten nicht-resonanten HF-Puls dar. ω_RF2 stellt die Frequenzdifferenz zwischen der Resonanzfrequenz des Spin-Systems und dem zweiten nicht-resonanten HF-Puls dar. Des Weiteren stellt γ das gyromagnetische Verhältnis dar und B₁(t) stellt das HF-Feld des nicht-resonanten HF-Pulses dar und ω_B0 stellt die Frequenzverschiebung von der Resonanz aufgrund der B₀-Feldinhomogenität und/oder chemischen Verschiebung dar.
Ferner werden, wenn die ersten und zweiten nicht-resonanten HF-Pulse für eine Anwendung auf gegenüberliegende Seiten der Spin-Resonanzspitze konfiguriert werden, mit anderen Worten, ein nicht-resonanter Puls bei einer höheren und einer bei einer niedrigeren Frequenz als der Spin-Resonanz, die B₀-Inhomogenität und die Abhängigkeit der chemischen Verschiebung der Bloch-Siegert-Verschiebung stark verringert. Hier ist Δω_RF die durchschnittliche Frequenzverschiebung der zwei nicht-resonanten Pulsfrequenzen: Δω_RF = (Δω_RF1 – Δω_RF2)/2.
Ebenso kann der von ω_B0 abhängige Term der Gleichung 6 ebenfalls vollständig vermieden werden, wenn die Verschiebung der ersten nicht-resonanten Frequenz und die Verschiebung der zweiten Resonanzfrequenz symmetrisch sind (z. B. ω_RF1 = –ω_RF2, äquivalent +/–ω_RF-Frequenzen). D. h., wenn sich der erste nicht-resonante HF-Puls bei einer ersten Frequenz befindet, bei der die Verschiebung +ω_RF ist und der zweite nicht-resonante HF-Puls bei einer zweiten Frequenz befindet, wo die Verschiebung –ω_RF ist, fallen die Sendephasen, Empfangsphasen, weitere sequenzbezogene Phasen und Phasenverschiebungen aus dem nicht-resonanten B₀, die in beiden Phasenbilddatensätzen dieselbe sind, während der Subtraktion heraus. Somit wird ein Wert der Bloch-Siegert-Phasendifferenz zwischen den zwei Signalen Δφ_BS, d. h., abhängig von dem B₁-Feld und ω_RS aber unabhängig von B₀ durch die Gleichung 7 bestimmt.
Nach Bestimmung der Phasenverschiebung geht die Prozessteuerung zum Block 132 über, wo ein B₁-Feld bestimmt wird. Die B₁-Feldermittlung basiert auf der zuvor bestimmten Bloch-Siegert-Phasenverschiebung. In einer Ausführungsform wird in Fällen, in welchen ω_B0 vernachlässigt werden kann, das B₁-Feld in der nachstehenden Weise dargestellt:
Wie ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennen wird, ist die Gleichung 8 praktisch die Gleichung 7 nur zur Auflösung nach B₁ umgeschrieben. Demzufolge kann B_1,peak auf der Basis der ersten und zweiten Signale bestimmt werden.
In 4 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das eine Technik 134 zum Bestimmen eines B₁-Feldes einer Magnetresonanzspule oder -anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Technik 134 ist ähnlich der Technik 116. Jedoch geht nach Erfassung des ersten Signals bei dem Block 122 die Prozesssteuerung zum Entscheidungsblock 136 über, wo bestimmt wird, ob ein erster Datensatz erfasst ist. Der erste Datensatz kann zwei oder mehr Zeilen eines k-Raums oder eine oder mehrere Zeilen von mehreren k-Räumen enthalten. Es wird auch in Betracht gezogen, dass der erste Datensatz ein oder mehrere Bilddatensätze enthalten kann. Unabhängig davon, ob der erste Datensatz k-Raumdaten oder Bilddaten enthält, enthält der erste Datensatz Information aus mehr als nur einem Signal. Wenn bestimmt wird, dass der erste Datensatz nicht erfasst ist, 138, geht die Prozesssteuerung zum Block 118 über und die erste Resonanzfrequenz wird nochmals angewendet, um die mehreren Kerne erneut anzuregen. Es wird in Betracht gezogen, dass einer oder mehrere HF-Pulse oder Vor-Pulse der Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses vorausgehen können. Zusätzlich können sich die Parameter des ersten resonanten HF-Pulses von den Parametern des zuvor angewendeten ersten resonanten HF-Pulses unterscheiden. Ebenso können sich die Parameter des ersten nicht-resonanten HF-Pulses von den Parametern des zuvor angewendeten nicht-resonanten Pulses unterscheiden.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass der erste Datensatz erfasst ist, 140, geht die Prozesssteuerung zu dem Block 124 über, wo ein zweiter resonanter HF-Puls angewendet wird, um die mehreren Kerne anzuregen. Es wird in Betracht gezogen, dass einer oder mehrere HF-Pulse oder Vor-Pulse der Anwendung des zweiten resonanten HF-Pulses vorausgehen können.
In ähnlicher Weise geht nach der Erfassung des zweiten Signals beim Block 128 die Prozessteuerung zum Entscheidungsblock 142 über, wo bestimmt wird, ob ein zweiter Datensatz erfasst worden ist. Ähnlich zum ersten Datensatz kann der zweite Datensatz mehr als eine Zeile nur eines k-Raums enthalten oder der zweite Datensatz kann eine oder mehrere Zeilen von mehreren k-Räumen enthalten. Zusätzlich kann der zweite Datensatz ein oder mehrere Bilddaten für einen oder mehrere Bilddatensätze enthalten. Wenn bestimmt wird, dass der zweite Datensatz nicht erfasst ist, 144, geht die Prozesssteuerung zum Block 124 über, wo der zweite resonante HF-Puls angewendet wird, um die mehreren Kerne erneut anzuregen. Wiederum wird in Betracht gezogen, dass einer oder mehrere HF-Pulse oder Vor-Pulse vor der Anwendung des ersten resonanten HF-Pulses angewendet werden können.
Zusätzlich können sich die Parameter des derzeit angewendeten zweiten resonanten HF-Pulses von den Parametern des zuvor angewendeten zweiten resonanten HF-Pulses unterscheiden. Ebenso können sich die Parameter des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses auch während Anwendungen verändern.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass der zweite Datensatz erfasst ist, 146, geht die Prozesssteuerung zu dem Block 148 über, wo Phasenverschiebungen auf der Basis der ersten und zweiten Datensätze bestimmt werden. Die Phasenverschiebungen können in einer ähnlichen Weise wie der vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 beschriebenen Art unter Anwendung der Gleichungen 6 und 8 bestimmt werden. Jedoch werden statt der Bestimmung nur einer einzigen Phasenverschiebung mehrere Phasenverschiebungen auf der Basis der mehreren erfassten Signale bestimmt. Die Prozesssteuerung geht dann zu dem Block 150 über, und ein B₁-Feld oder eine Feldkarte wird auf der Basis der Phasenverschiebungen bestimmt. Gemäß einer Ausführungsform wird die Beziehung der Gleichung 8 genutzt, um die B₁-Feldkarte zu bestimmen, die die B₁-Feldinhomogenitäten in Zuordnung zu der(n) MR-Bildgebungsspule(n) verkörpert.
In 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das eine Technik 152 zum gleichzeitigen Bestimmen eines B₁- und B₀-Feldes einer Magnetresonanzspule oder -anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Technik 152 beginnt bei dem Block 154, wo ein erster Scan unter Verwendung eines nicht-resonanten HF-Pulses implementiert wird. Mit anderen Worten, es wird ein erster Scan, welcher ein Bildgebungsscan sein kann, implementiert, der wenigstens einen resonanten HF-Puls, wenigstens einen nicht-resonanten HF-Puls und wenigstens eine Signalerfassung, die der Anwendung des nicht-resonanten HF-Pulses folgt, anwendet. Die Prozesssteuerung geht dann zu dem Block 156 über, wo ein zweiter Scan unter Verwendung eines nicht-resonanten HF-Pulses implementiert wird. Ähnlich zu dem ersten Scan enthält der zweite Scan wenigstens einen resonanten HF-Puls und wenigstens einen nicht-resonanten Puls, um die Resonanzfrequenz der Kerne zu verschieben. Der Resonanzfrequenzverschiebung folgt wenigstens eine Signalerfassung.
Nach Implementation des zweiten Scans geht die Prozesssteuerung zu dem Block 158 über, wo ein dritter Scan ohne Anwendung eines nicht-resonanten HF-Puls implementiert wird. Der dritte Scan nutzt wenigstens einen resonanten HF-Puls und wenigstens eine Signalerfassung. Jedoch nutzt der dritte Scan keinen nicht-resonanten HF-Puls, um die Resonanzfrequenz der den magnetischen Feldern ausgesetzten mehreren Kerne zu verschieben. Es wird in Betracht gezogen, dass in einer alternativen Ausführungsform der dritte Scan vor dem ersten Scan, zwischen den ersten und zweiten Scans, oder verschachtelt mit den ersten oder zweiten Scans implementiert wird.
Gemäß nochmaliger Bezugnahme auf die vorliegende Ausführungsform geht die Prozesssteuerung zu dem Block 160 nach der Implementation des dritten Scans über und ein B₁-Feld wird auf der Basis des ersten und zweiten Scans bestimmt. In einer Ausführungsform wird die Phasendifferenz zwischen der Phase des ersten Scans ϕ₁ und die Phase des zweiten Scans ϕ₂ zur Bestimmung des B₁-Feldes genutzt. Beispielsweise kann, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 2–3 diskutiert, eine aus einem Scan gewonnene Phase wenigstens durch die Summe der Sendephase ϕ_Tx, der Empfangsphase ϕ_Rx, der B₀-Phase ϕ_B0, Sequenzphase ϕ_Seq und der Bloch-Siegert-Phase φ_BS dargestellt werden. Wenn ω_B0 << ω_RF ist, kann die durch die Gleichung beschriebene Bloch-Siegert-Phase durch eine Taylor-Reihenentwicklung mittels der nachstehenden Beziehung angenähert werden:
Diese teilt die Bloch-Siegert-Phase in zwei Terme auf: einen ω_B0-abhängigen und einen ω_B0-unabhängigen.
wobei gilt:
Demzufolge kann die Phase des ersten Scans dargestellt werden wie folgt:
Anschließend kann, wenn –Δω_RF in dem zweiten Scan implementiert ist, die Phase des zweiten Scans dargestellt werden wie folgt:
Wenn die HF-Anregung bei Frequenzen symmetrisch um die Wasserresonanzspitze angewendet wird, kann das B₁-Feld in einer B₀-unabhängigen Weise aus der Phasendifferenz zwischen dem ersten Scan und dem zweiten Scan bestimmt werden. D. h., ϕ₁ – ϕ₂ ⇒ B₁.
Nach der Bestimmung des B₁-Feldes geht die Prozesssteuerung zum Block 162 über, wo ein B₀-Feld auf der Basis der ersten, zweiten und dritten Scans bestimmt wird. Da der dritte Scan ohne Verwendung eines nicht-resonanten HF-Pulses zum Verschieben der Resonanzfrequenz der der Bildgebung ausgesetzten Kerne implementiert wurde, kann die Phase des dritten Scans in der nachstehenden Weise dargestellt werden: ϕ3 = (ϕTx + ϕRx + ϕB0 + ϕSeq) (Gl. 14)
Demzufolge kann das B₀-Feld aus der Phasendifferenz zwischen dem dritten Scan und den ersten und zweiten Scans (d. h. 2ϕ₃ – (ϕ₁ + ϕ₂) ⇒ B₀) bestimmt werden.
Für nicht symmetrische HF-Frequenzverschiebungen (d. h., Δω_RF1 ≠ Δω_RF2) können B₁ und B₀ immer noch durch Lösen des durch Gleichung 10, wobei Δω_RF = Δω_RF1 ist, Gleichung 11, wobei Δω_RF = Δω_RF2, und durch Gleichung 12 definierten Gleichungssystems bestimmt werden.
Ein technischer Beitrag für das offengelegte Verfahren und die Vorrichtung besteht darin, dass sie eine Prozessor-implementierte Bestimmung des B₁-Feldes bereitstellen.
Gemäß einer Ausführungsform enthält eine Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Vorrichtung ein Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-System mit mehreren um eine Bohrung eines Magneten positionierten Gradientenspulen und ein HF-Sender/Empfänger-System und einen von einem Pulsmodul gesteuerten HF-Schalter, um HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung zum Erfassen von MR-Bildern zu senden, und einen Computer. Der Computer ist dafür programmiert, einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einer sich von der Resonanzfrequenz unterscheidenden ersten Frequenz auf mehrere bei einer Resonanzfrequenz angeregte Kerne anzuwenden, ein erstes Signal aus den mehreren Kernen nach Anwendung des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen, eine Phasenverschiebung aus dem ersten Signal auf der Basis des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu bestimmen, ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen und das B₁-Feld auf einem Computer-lesbaren Speichermedium zu speichern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält ein Computerlesbares Speichermedium ein darauf gespeichertes Computerprogramm. Das Computerprogramm enthält Instruktionen, welche, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, einen Pulsgenerator dazu zu bringen, einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls auf mehrere angeregte Kerne anzuwenden, ein erstes Signal aus den mehreren angeregten Kernen mittels wenigstens einer Magnetresonanz-(MR)-Empfangsspule nach Anwendung des ersten nicht-resonanten HF- Pulses zu erfassen, eine durch den ersten nicht-resonanten HF-Puls induzierte Phasenverschiebung zu bestimmen, ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen und das B₁-Feld auf einer mit einer MR-Bildgebungsvorrichtung verbundenen Speichervorrichtung zu speichern. Der erste nicht-resonante HF-Puls ist dafür konfiguriert, eine Resonanzfrequenz der mehreren Kerne zu verschieben.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes die Verschiebung einer Resonanzfrequenz von mehreren Kernen, nachdem die mehreren Kerne bei einer ersten Resonanzfrequenz angeregt wurden, die Erfassung eines ersten Signals mit einer Magnetresonanz-(MR)-Empfangsspule aus den mehreren Kernen nach der Verschiebung der Resonanzfrequenz, die Bestimmung einer Phasenverschiebung auf der Basis des ersten Signals und die Speicherung der Phasenverschiebung auf einem mit einer MR-Vorrichtung verbundenen Computer-lesbaren Speichermedium.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsformen beschrieben, und es ist erkennbar, dass Äquivalente, Alternativen und Modifikationen neben den ausdrücklich festgestellten möglich und innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche sind.
Eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren, die eine Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Vorrichtung beinhalten, enthalten ein Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-System mit mehreren um eine Bohrung eines Magneten herum positionierten Gradientenspulen und ein HF-Sender/Empfänger-System und einen von einem Pulsmodul gesteuerten HF-Schalter, um HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung zum Erfassen von MR-Bildern zu senden, und einen Computer. Der Computer ist dafür programmiert, einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einer sich von der Resonanzfrequenz unterscheidenden ersten Frequenz auf mehrere bei einer Resonanzfrequenz angeregte Kerne anzuwenden 120, 126, ein erstes Signal aus den mehreren Kernen nach Anwendung 120, 126 des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen 122, 128, eine Phasenverschiebung aus dem ersten Signal auf der Basis des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu bestimmen 148, ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen 150 und das B₁-Feld auf einem Computer-lesbaren Speichermedium zu speichern.

100: Technik
102: Anwenden eines ersten resonanten HF-Pulses
104: Anwenden eines ersten nicht-resonanten HF-Pulses
106: Erstes Signal wird aus den mehreren Kernen erfasst
108: Anwenden eines Bezugsscans
110: Erfassen eines mittels eines Bezugsscans erzeugten zweiten Signals
112: Bestimmen einer Phasenverschiebung auf der Basis des ersten Signals und des zweiten Signals
114: Bestimmen eines B₁-Feldes auf der Basis der Phasenverschiebung
116: Technik
118: Anwenden eines ersten resonanten HF-Pulses
120: Anwenden eines ersten nicht-resonanten HF-Pulses
122: Erfassen eines ersten Signals
124: Anwenden eines zweiten resonanten HF-Pulses auf die mehreren Kerne
126: Anwenden eines zweiten nicht-resonanten HF-Pulses auf die mehreren Kerne
128: Erfassen eines zweiten Signals
130: Bestimmen einer Phasenverschiebung auf der Basis des ersten Signals und des zweiten Signals
114: Bestimmen eines B₁-Feldes auf der Basis der Phasenverschiebung
134: Technik
136: Ist erster Datensatz erfasst
138: Erster Datensatz ist nicht erfasst
140: Erster Datensatz ist erfasst
142: Ist zweiter Datensatz erfasst
144: Zweiter Datensatz ist nicht erfasst
146: Zweiter Datensatz ist erfasst
148: Bestimmen von Phasenverschiebungen auf der Basis erster und zweiter Datensätze
150: Bestimmen eines B₁-Feldes auf der Basis der Phasenverschiebungen
152: Technik
154: Implementieren eines ersten Scans unter Anwendung eines nicht-resonanten HF-Pulses
156: Implementieren eines zweiten Scans unter Anwendung eines resonanten HF-Pulses
158: Implementieren eines dritten Scans ohne Anwendung eines nicht-resonanten HF-Pulses
160: Bestimmen eines B₁-Feldes auf der Basis der ersten und zweiten Scans
162: Bestimmen eines B₀-Feldes auf der Basis der ersten, zweiten und dritten Scans

Claims

Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-Vorrichtung, aufweisend: ein Magnetresonanz-Bildgebungs-(MRI)-System (10) mit mehreren um eine Bohrung eines Magneten (54) herum positionierten Gradientenspulen (50) und einem HF-Sender/Empfänger-System (58) und einem von einem Pulsmodul (38) gesteuerten HF-Schalter (62), um HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung (56) zum Erfassen von MR-Bildern zu senden; und einen Computer (20), der dafür programmiert ist: einen ersten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einer ersten Frequenz auf mehrere bei einer Resonanzfrequenz angeregte Kerne anzuwenden (104, 120, 126, 154, 156), wobei sich die erste Frequenz von der Resonanzfrequenz unterscheidet; ein erstes Signal von den mehreren Kernen nach der Anwendung (104, 120) des ersten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen (106, 122, 128, 154, 156); eine Phasenverschiebung aus dem ersten Signal zu bestimmen (112, 130, 148, 160), wobei die Phasenverschiebung auf dem ersten nicht-resonanten HF-Puls basiert; ein B₁-Feld auf der Basis der Phasenverschiebung zu bestimmen (114, 132, 150, 160); und das B₁-Feld auf einem Computer-lesbaren Speichermedium (26) zu speichern.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Computer (20) ferner dafür programmiert ist: einen ersten resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls auf die mehreren Kerne vor der Anwendung (104, 120, 126, 154, 156) des ersten nicht-resonanten HF-Pulses anzuwenden (102, 118, 124, 158), um die mehreren Kerne bei der Resonanzfrequenz anzuregen; einen zweiten resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls auf die mehreren Kerne anzuwenden (118, 124), um die mehreren Kerne bei der Resonanzfrequenz anzuregen; einen zweiten nicht-resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls auf die mehreren Kerne nach der Anwendung (118, 124) des zweiten resonanten Hochfrequenz-(HF)-Puls anzuwenden (120, 126), wobei sich der zweite nicht-resonante Hochfrequenz-(HF)-Puls bei einer von der Resonanzfrequenz und der ersten Frequenz unterscheidenden Frequenz befindet; ein zweites Signal von den mehreren Kernen nach der Anwendung (126) des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses zu erfassen (122, 128); und wobei der Computer (20) dafür programmiert ist, die Phasenverschiebung zu bestimmen (130, 148), und dafür programmiert ist, eine erste Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal zur Ermittlung der Phasenverschiebung zu bestimmen (130, 148), wobei die Phasenverschiebung ferner auf dem zweiten nicht-resonanten HF-Puls basiert.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Computer (20) ferner dafür programmiert ist: die Anwendung (102, 118, 124, 158) des ersten resonanten HF-Pulses und des ersten nicht-resonanten HF-Pulses (104, 120) zu wiederholen (138, 144) zu wiederholen und die Erfassung des ersten Signals zu wiederholen, bis ein erster Bilddatensatz erfasst ist; die Anwendung (120, 126, 154, 156, 120, 126) des zweiten resonanten HF-Pulses und des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses zu wiederholen (138, 144) und die Erfassung (122, 128) des zweiten Signals zu wiederholen (138, 144), bis ein zweiter Bilddatensatz erfasst ist; und mehrere räumlich abhängige Phasendifferenzen zwischen den ersten und zweiten Bilddatensätzen zu bestimmen (148), wobei die mehreren räumlich abhängigen Phasendifferenzen die erste Phasendifferenz aufweisen.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Computer (20) ferner dafür programmiert ist: einen räumlich codierenden Gradienten (50) auf die mehreren Kerne während der Erfassung des ersten Signals anzuwenden; und den räumlich codierenden Gradienten (50) auf die mehreren Kerne während der Erfassung des zweiten Signals anzuwenden.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste nicht-resonante HF-Puls (102, 118, 124, 158) ein Fermi-Puls ist und der zweite nicht-resonante HF-Puls (120, 126) ein Fermi-Puls ist.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Frequenz und die zweite Frequenz im Wesentlichen um eine Wasser-Resonanzfrequenz herum symmetrisch sind.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Computer (20) ferner dafür programmiert ist: eine erste B₁-Magnetfeldkarte auf der Basis der ersten Phasendifferenz zu bestimmen (132); die erste B₁-Magnetfeldkarte einem Benutzer anzuzeigen (116).
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Computer (20) ferner dafür programmiert ist: einen dritten resonanten HF-Puls bei der Resonanzfrequenz auf die mehreren Kerne anzuwenden (158); ein drittes Signal aus den mehreren Kernen nach Anwendung des dritten resonanten HF-Pulses zu erfassen (158); auf der Basis der ersten, zweiten und dritten Signale zu bestimmen (162), ob ein Frequenzmittelpunkt des ersten nicht-resonanten HF-Pulses und ein Frequenzmittelpunkt des zweiten nicht-resonanten HF-Pulses um eine Wasser-Resonanzfrequenz herum asymmetrisch sind; und ein B₀-Feld auf der Basis der Ermittlung zu bestimmen (162).
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Anwendung (102, 118, 124, 158, 104, 120, 126, 154, 156) des ersten resonanten HF-Pulses und des ersten nicht-resonanten HF-Pulses während eines ersten Scans erfolgt, und wobei der zweite resonante HF-Puls (124) und der zweite nicht-resonante HF-Puls (126) während eines zweiten Scans auftreten.
MRI-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die ersten und zweiten Scans Bildgebungsscans sind.