DE102011082009B3

DE102011082009B3 - Schichtselektive Detektion und Korrektur von fehlerhaften Magnetresonanz-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen

Info

Publication number: DE102011082009B3
Application number: DE102011082009A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Feiweier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: KR101648608B1; KR20130025345A; US9651640B2; CN102967837A; US20130057281A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Magnetresonanzanlage zur schichtselektiven Detektion und Korrektur fehlerhafter Magnetresonanz-Daten. Das Verfahren umfasst Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht (51) des Untersuchungsobjekts, die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf (53) der Magnetisierung assoziiert ist, Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht (52) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf (54) der Magnetisierung assoziiert ist. Insbesondere wird ein Verfahren bereit gestellt, das es ermöglicht, in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, die sich durch das gleichzeitige Nutzen der Transversalmagnetisierung der ersten und zweiten Schicht im Rahmen der ersten und zweiten Aufnahmesequenz auszeichnen, schichtselektiv Fehler zu detektieren bzw. Korrekturen vorzunehmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur schichtselektiven Detektion bzw. Korrektur von fehlerhaften Magnetresonanz(MR)-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen und eine Magnetresonanzanlage. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das individuelle Detektieren bzw. Korrigieren in einzelnen Schichten bei sonst paralleler Bildgebung.
Die Magnetresonanztomographie ist ein bildgebendes Verfahren, das in vielen Bereichen der Medizin zur Untersuchung und Diagnose eingesetzt wird. Grundlage bildet der physikalische Effekt der Kernspinresonanz. Zur Aufnahme von MR-Signalen wird dabei ein statisches Grundmagnetfeld im Untersuchungsbereich erzeugt, in welchem sich die Kernspins bzw. die magnetischen Momente der Atome im Untersuchungsobjekt ausrichten. Durch Einstrahlen von Hochfrequenzpulsen können die Kernspins aus der ausgerichteten Lage, d. h. der Ruhelage, oder einem anderen Zustand ausgelenkt bzw. angeregt werden. Die Relaxation in die Ruhelage zurück kann ein Zerfallssignal erzeugen, das mittels einer oder mehrerer Empfangsspulen induktiv detektiert werden kann.
Die Phasenevolution des Spinsystems einer Schicht wird durch den Kohärenzverlauf beschrieben. Weisen die Spins eines Spinsystems einer bestimmten Schicht alle eine identische Phasenlage auf, so wird dies durch eine verschwindende Dephasierung des Kohärenzverlaufs beschrieben. Ein Signal kann detektiert werden, da keine destruktive Interferenz zwischen den Signalen verschiedener Spins unterschiedlicher Phase vorliegt.
Durch Anlegen eines Schichtselektionsgradienten beim Einstrahlen der Hochfrequenzpulse werden nur Kernspins in einer Schicht des Untersuchungsobjekts angeregt, in der die Resonanzbedingung aufgrund der lokalen Magnetfeldstärke erfüllt ist. Eine weitere Ortskodierung kann durch Anlegen zumindest eines Phasenkodiergradienten sowie eines Frequenzkodiergradienten während des Auslesens erfolgen. Dadurch ist es möglich, MR-Aufnahmen von mehreren Schichten einer Untersuchungsperson zu erhalten. Mittels geeigneter Darstellungsverfahren ist es derart möglich, zur Diagnose ein 3-dimensionales(3d) Abbild eines bestimmten Bereichs der Untersuchungsperson zur Verfügung zu stellen.
Im klinischen Umfeld besteht ein Bestreben nach immer schnelleren MR-Aufnahmen, insbesondere von 3d MR-Aufnahmen. MR-Messsequenzen zur Erzeugung von MR-Aufnahmen können diesbezüglich optimiert werden. Hierzu bieten sich insbesondere MR-Messsequenzen an, bei denen Bilder aus mehreren Schichten simultan im Rahmen mehrerer Aufnahmesequenzen aufgenommen werden, d. h. sogenannte Schicht-Multiplexing-Messsequenzen. Allgemein lassen sich Schicht-Multiplexing-Messsequenzen dadurch charakterisieren, dass zumindest während eines Teils der Messung gezielt eine transversale Komponente der Magnetisierung von zumindest zwei Schichten gleichzeitig für den Bildgebungsprozess genutzt wird. Hierbei kann das Nutzen von Magnetisierung für den Bildgebungsprozess das gleichzeitige Anregen bzw. Auslenken der Magnetisierung, das gleichzeitige Dephasieren und Rephasieren z. B. durch Gradientenfelder oder auch das gleichzeitige Auslesen der Magnetisierung bedeuten. Im Gegensatz dazu wird bei der etablierten Mehrschicht-Bildgebung das Signal von zumindest zwei Schichten alternierend, d. h. vollständig unabhängig voneinander und mit entsprechender längerer Messzeit aufgenommen (sogenannte „interleaved” Messsequenzen). Hier wird im Wesentlichen eine bloße Relaxation der Magnetisierung einer Schicht während der Nutzung der Magnetisierung einer weiteren Schicht bezweckt, was nicht unmittelbar zum Bildgebungsprozess beiträgt.
Verschiedene Schicht-Multiplexing-Messsequenzen sind bekannt. Z. B. kann bei simultaner Anregung der Magnetisierung und/oder Detektion eines MR-Signals die Adressierung der verschiedenen Schichten über eine Phasenkodierung, die sogenannte „Hadamard”-Kodierung, siehe hierzu S. P. Souza et al. in J. Comput. Assist Tomogr. 12 (1988), S. 1026–1030 oder eine Frequenzkodierung, die sogenannte „Breitband-Datenaufnahmei”, siehe hierzu E. L. Wu et al. in Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 17 (2009), S. 2678 erfolgen.
Weiterhin gibt es MR-Messsequenzen, die zur Unterscheidung verschiedener Schichten mehrere Hochfrequenzspulen verwenden. Unter Kenntnis der räumlichen Empfangscharakteristik der verschiedenen Hochfrequenzspulen können mittels geeigneter Rechenoperationen die simultan aufgenommenen Daten separiert werden. Solche Verfahren sind zum Beispiel unter den Namen SENSE, GRAPPA oder SMASH bekannt. Siehe hierzu D. J. Larkman et al. in J. Magn. Reson. Imaging 13 (2001), S. 313–317.
Eine weitere Messsequenz beruht auf der kurzen zeitlichen Trennung der Signalanregungsschritte und der Signaldetektionsschritte. Jedoch werden die Gradientenpulse geeignet geschaltet, so dass gleichzeitig der Kohärenzverlauf der transversalen Magnetsierung bzw. die Dephasierung der Spinsysteme verschiedener Schichten verändert werden kann (simultane Echo-Refokussierung, siehe hierzu D. A. Feinberg et al. in Magn. Reson. Med. 48 (2002), S. 1–5). Aus den zeitlich knapp getrennt aufgenommenen MR-Bilddaten lassen sich Bilder beider Schichten wie gewohnt generieren.
Bei der Aufnahme von MR-Bilddaten können systematische und statistische Fehler im Aufnahmeprozess Artefakte in den MR-Bilddaten erzeugen. Fehlerhafte MR-Bilddaten lassen sich in der Regel nicht zur medizinischen Diagnostik verwenden. Deshalb gibt eine Vielzahl von Korrekturverfahren zur Reduktion von Bildartefakten, die auf Einzelschicht-Bildgebung oder auf die etablierte Mehrschicht-Bildgebung, bei der das Signal mehrere Schichten vollständig unabhängig voneinander aufgenommen wird, angewendet werden können.
Solche Korrekturverfahren betreffen zum Beispiel die Korrektur von durch begleitende Maxwell-Felder hervorgerufenen Phasenfehlern. Ideale Magnetfeldgradienten sind physikalisch nicht realisierbar. Aus den Maxwell-Gleichungen folgt eine Abweichung der Ortsabhängigkeit der Magnetfeldgradienten gegenüber dem linearen Fall. Eine Korrektur dieser Maxwellfeld-bedingten Phasenfehler ist auf Grundlage von berechneten Korrekturparametern möglich. Insbesondere ist es erstrebenswert, die Phasenkorrekturen bereits während des Aufnahmeprozesses schichtselektiv anzuwenden. Dann kann bereits während des Aufnahmeprozesses eine Artefaktbildung aufgrund von fehlerhaften MR-Daten vermieden werden.
Weiterhin ist es möglich, segmentabhängige Phasenfehler zu korrigieren. Durch statistische Messfehler können einzelne Segmente der MR-Bilddaten Phasenfehler aufweisen. Insbesondere sind solche segmentabhängigen Phasenfehler schichtspezifisch. In der Literatur sind die durch segmentabhängige Phasenfehler bewirkten Bildartefakte zum Beispiel unter dem Begriff „Nyquist-Geister” bekannt. Solche Phasenfehler bzw. Bildartefakte lassen sich durch die Messung von Referenzphasen rechnerisch kompensieren. Es ist hierbei jedoch sicherzustellen, dass die detektierten Referenzdaten schichtspezifisch sind.
Die Möglichkeiten der Korrektur bzw. Detektion von fehlerhaften MR-Bilddaten sind bei Schicht-Multiplexing-Messsequenzen sehr begrenzt. Insbesondere besteht durch die hohe Parallelisierung der Aufnahmesequenzen verschiedener Schichten kaum Möglichkeit, auf einzelne Schichten individuell einzuwirken bzw. individuell schichtspezifische Daten aufzunehmen. Korrekturverfahren, die lediglich im Bildraum durchgeführt werden, d. h. bereits nach der Messung und nach Separation der zuvor parallel aufgenommenen Schichtinformationen, weisen nicht dieselbe Effizienz auf wie Korrekturen, die noch während des Messprozesses selber bzw. während der Messsequenz angewendet werden.
Aus DE 10 2009 020 661 A1 ist ein Verfahren bekannt, dass mittels einer geeigneten Festlegung des aktiven Volumens als Vereinigungsmenge der Volumina aller simultan aufgenommenen Schichten eine möglichst schichtspezifische Optimierung von MR-Messsequenzen bzw. eine Korrektur fehlerhafter MR-Daten erreicht. Jedoch leidet eine solch durchgeführte Korrektur bei zunehmender räumlicher Separation der gemessenen Schichten unter einer Verschlechterung, da die Näherung eines einzelnen aktiven Volumens bei steigender räumlicher Separation nicht mehr zutrifft.
Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, die es ermöglichen, schicht-spezifische Korrekturen fehlerhafter MR-Daten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen durchzuführen. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, die es ermöglichen, einerseits individuell auf einzelne Schichten zur Korrektur von fehlerhaften MR-Daten bereits im Aufnahmeprozess einwirken zu können und andererseits individuelle k-Raum-Informationen der Schichten aufnehmen zu können, um darauf basierend schichtspezifische Korrekturen vorzunehmen.
Erfindungsgemäß werden Verfahren und Vorrichtungen angegeben, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zur schichtselektiven Detektion fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts abgebildet werden, bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist, Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist.
Weiterhin weist das Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung die folgenden Schritte auf: Durchführen eines schichtselektiven Korrekturdaten-Erfassungsschritts zur Aufnahme von MR-Signalen nur aus der ersten Schicht zu Korrekturzwecken, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird.
Das Verfahren gemäß dem gegenwärtig diskutieren Aspekt der Erfindung umfasst weiterhin den folgenden Schritt: Durchführen mindestens eines Korrekturhilfsschritts zum Unterdrücken eines Signalbeitrages der zweiten Schicht während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts und zum Wiederherstellen des ersten und des zweiten Kohärenzverlaufs nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt.
Der Kohärenzverlauf bezeichnet hierbei die zeitliche Evolution der Dephasierung der Magnetisierung bzw. des Spinsystems. So sind zum Beispiel unmittelbar nach dem Erzeugen einer Magnetfeldkomponente die transversal zum Grundfeld steht, die einzelnen transversalen Magnetfeldkomponenten gleich ausgerichtet und weisen daher eine gleiche Phase auf. Hier weist der Kohärenzverlauf eine verschwindende Dephasierung auf. Mit zunehmendem Fortschreiten der Zeit weisen die verschiedenen Spins jedoch unterschiedliche Phasenlagen auf, d. h. der Kohärenzverlauf dephasiert.
Bei Messsequenzen der etablierten Mehrschicht-Bildgebung („interleaved” Messsequenz) wird auf die Spinsysteme der einzelnen Schichten vollständig isoliert und unabhängig voneinander eingewirkt. Trotz des möglicherweise verschachtelten Aufbaus der MR-Messsequenz, d. h. einer teilweisen Parallelisierung der Messsequenz, erfolgt das Einwirken auf die Transversal-Magnetisierung unabhängig voneinander. Demgegenüber sind Schicht-Multiplexing-Messsequenzen abzugrenzen, wie sie Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Dort wird die Transversalmagnetisierung von mehreren Schichten gleichzeitig für den MR-Bildgebungsprozess genutzt.
Ein Verfahren gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung hat den Vorteil, dass während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts MR-Signale nur aus einer Schicht aufgenommen werden können. Die Aufnahme von MR-Signalen aus z. B. der ersten Schicht kann zu Korrekturzwecken erfolgen. Insbesondere können zum Beispiel Phasenkorrekturparameter aufgenommen werden, mit Hilfe derer unterschiedliche Hintergrundphasenverläufe in unterschiedlichen Segmenten von MR-Daten korrigiert werden können. Durch die Aufnahme von Korrekturdaten im schichtselektiven Korrekturdaten-Erfassungsschritt ist es möglich, den Hintergrundphasenverlauf schichtselektiv zu bestimmen und dadurch eine hohe Präzision in der Korrektur von fehlerhaften MR-Daten aufgrund schichtspezifischer segmentabhängiger Hintergrundphasenverläufe zu kompensieren. Der Korrekturdaten-Erfassungsschritt ist nicht beschränkt auf die Aufnahme von Daten zur Korrektur von Phasenverläufen. Insbesondere kann auch eine Vielzahl von anderen MR-Daten zu Korrekturzwecken aufgenommen werden.
Um schichtspezifische MR-Daten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen aufnehmen zu können, sollte sichergestellt werden, dass während der MR-Datenaufnahme keine weiteren Schichten als die selektierte Schicht zu dem aufgenommenen Signal beitragen. Dies kann durch Unterdrücken des Signalbeitrags der zweiten Schicht zum Beispiel durch Einwirken auf den zweiten Kohärenzverlauf erreicht werden. Hierfür sollte nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt der zweite Kohärenzverlauf wiederhergestellt werden. Dies stellt sicher, dass der weitere Verlauf der MR-Messsequenz nicht durch den vorangehenden Korrekturdaten-Erfassungsschritt beeinflusst wird.
Es ist möglich, eine MR-Messsequenz gemäß der Erfindung zur Bildgebung von mehr als zwei Schichten zu verwenden. Die diskutierten Merkmale lassen sich auf die Aufnahme von MR-Daten aus drei oder mehr Schichten anwenden.
Insbesondere kann der Korrekturhilfsschritt mindestens ein Gradientenfeld zum Einbringen einer Korrekturhilfsphase derart umfassen, dass der zweite Kohärenzverlauf während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts einen dephasierten Kohärenzverlauf aufweist. Bei einem dephasierten zweiten Kohärenzverlauf weisen die Spins der zweiten Schicht eine jeweils unterschiedliche Phasenlage auf. Durch die unterschiedliche Phasenlage der verschiedenen Spins kann aufgrund von destruktiver Interferenz der Spins des Spinsystems kein Signal aus der zweiten Schicht detektiert werden. Wenn jedoch die Spins des Spinsystems der ersten Schicht zum selben Zeitpunkt, d. h. während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts, einen nicht dephasierten Kohärenzverlauf aufweisen, d. h. die Spins sind in Phase, kann Signal aus der ersten Schicht aufgenommen werden. Insbesondere eignen sich Gradientenfelder dazu, im Rahmen des Korrekturhilfsschritts eine Korrekturhilfsphase einzubringen. Die Korrekturhilfsphase kann dazu verwendet werden, die jeweiligen Kohärenzverläufe gezielt zu dephasieren bzw. rephasieren.
Weiterhin ist es möglich, dass die Gradientenfelder einen nicht-linearen örtlichen Verlauf aufweisen und die Korrekturhilfsphase schichtspezifisch ist. Es kann vorteilhaft sein, wenn die aufgeprägte Phase zur Erreichung einer Dephasierung bzw. Rephasierung während des Korrekturhilfsschritts schichtspezifisch ist. Zum Beispiel kann derart gezielt der Kohärenzverlauf der ersten Schicht rephasiert werden, während gleichzeitig und ohne weiteren zeitlichen Verlust der Kohärenzverlauf der zweiten Schicht dephasiert wird.
Zum Beispiel können nicht-lineare Gradientenfelder dadurch erzeugt werden, dass eine zusätzlich schaltbare Feldspule mit nicht-linearem Feldverlauf bereitgestellt wird. Die durch einen nicht-linearen Magnetfeldgradienten aufgeprägte Korrekturhilfsphase ist abhängig von der Position der jeweiligen Schicht entlang der Richtung der Nicht-Linearität des Magnetfeldgradienten. Zum Beispiel kann ein Magnetfeldgradient verwendet werden, der durch eine quadratische Funktion beschrieben wird. Hierbei kann insbesondere durch geeignete Dimensionierung des linearen und quadratischen Anteils erreicht werden, dass in der Nähe der relevanten Schichten der Verlauf des Magnetfeldgradientens in guter Näherung durch eine lineare Funktion beschrieben werden kann. Dies stellt eine leicht beherrschbare zeitliche Evolution des Kohärenzverlaufs über die gesamte Schichtdicke sicher. Der effektiv wirksame Magnetfeldgradient bzw. die effektiv aufgeprägte Korrekturhilfsphase ist dann schichtspezifisch. Auf diese Weise kann man die Kohärenzverläufe zweier oder mehrerer Schichten gleichzeitig rephasieren bzw. dephasieren.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der mindestens eine Korrekturhilfsschritt eine Korrekturhilfsphase durch eine geeignete Amplituden- und/oder Phasenmodulation mindestens eines HF-Pulses, zum Beispiel eines Anregungspulses oder Refokussierungspulses, aufprägt. In der Literatur ist z. B. ein solches Verfahren bekannt (S. Pickup und M. Popescu in Magnetic Resonance in Medicine 38 (1997), S. 137–145), das es erlaubt, über einen HF-Puls die Abhängigkeit der durch den Puls auf die Magnetisierung aufgeprägten Phase (den Kohärenzverlauf) zu bestimmen. Durch spezielle Ausgestaltung der HF-Pulse durch eine Amplituden- und/oder Phasenmodulation kann bereits nach Anwendung des HF-Pulses ein rephasierter Kohärenzverlauf erreicht werden. Dadurch kann erreicht werden, dass insbesondere der erste und der zweite Kohärenzverlauf eine solch unterschiedliche zeitliche Evolution aufweisen, dass zum Zeitpunkt des Korrekturdaten-Erfassungsschritts der zweite Kohärenzverlauf dephasiert ist.
Insbesondere in Anbetracht von Schicht-Multiplexing-Messsequenzen hat dies den Vorteil, dass der hohe Grad an paralleler Einwirkung auf die Spinsysteme verschiedener Schichten nicht durch eine teilweise serielle Einwirkung auf die Schichten vermindert werden muss. Es ist zum Beispiel insbesondere weiterhin möglich, den Anregungsschritt für zwei Schichten parallel durchzuführen, d. h. Hochfrequenz-Anregungspulse gleichzeitig durchzuführen. Gleichzeitig kann aber individuell auf die Kohärenzverläufe eingewirkt werden, um einen wie obenstehend beschriebenen Effekt zu bewirken.
Weiterhin können die Aufnahmesequenzen jeweils die folgenden Schritte umfassen: einen Anregungsschritt zum Auslenken der Magnetisierung aus einer Ruhelage, einen Phasenmodifikationsschritt zum Dephasieren und Rephasieren der Magnetisierung und einen Ausleseschritt zum Auslesen eines Signals der Magnetisierung in einer Signaldetektionszeit.
Eine Aufnahmesequenz umfasst typischerweise das Auslenken der Magnetisierung aus der Ruhelage, d. h. das Generieren einer transversalen Magnetisierungskomponente. Die Ruhelage ist durch ein statisches Grundmagnetfeld definiert. Nach Erzeugen einer transversalen Magnetisierungskomponente wird mittels eines Phasenmodifikationsschritts erreicht, dass sich der Kohärenzverlauf der Magnetisierung als Funktion der Zeit ändert. Insbesondere kann der Phasenmodifikationsschritt bewirken, dass nach einer gewissen Zeitspanne ein Signal der Magnetisierung erzeugt wird. Dieses Signal der Magnetisierung kann in dem Ausleseschritt detektiert werden und erlaubt Rückschlüsse auf die magnetischen Parameter im Detektionsbereich.
Es ist möglich, dass mindesten einer der Schritte ”Anregungsschritt” und ”Phasenmodifikationsschritt” einen Hochfrequenzpuls umfasst. Das Auslenken der Magnetisierung aus der Ruhelage kann dynamisch passieren. Durch einen Anregungspuls, der die Resonanzfrequenz des Spinsystems trifft, kann die Magnetisierung aus der Ruhelage ausgelenkt werden. Ein weiterer Hochfrequenzpuls kann während des Phasenmodifikationsschritts appliziert werden, um zum Beispiel die Richtung der Dephasierung eines Spinsystems zu invertieren. Ein solches Verfahren ist auch als Spinechoverfahren bekannt.
Weiterhin können die Phasenmodifikationsschritte Hochfrequenzrefokussierungspulse zur Erzeugung eines Spinechos beinhalten. HF-Refokussierungspulse bewirken eine invertierte Dephasierung der Transversalmagnetisierung eines Spinsystems. Dementsprechend kann durch Anwenden eines HF-Pulses erreicht werden, dass die daphasierenden Spins ein Signal in Form eines Spin-Echos erzeugen.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei einer zeitlich versetzt stattfindenden Abfolge der verschiedenen Phasenmodifikationsschritte mit Hochfrequenzrefokussierungspulsen an unterschiedlichen Zeitpunkten mit dem Korrekturhilfsschritt unterschiedliche Wirkungen auf die Evolution des ersten und zweiten Kohärenzverlaufs erreicht werden können. Wird zum Beispiel ein Gradientenfeld zum Einbringen einer Korrekturhilfsphase vor einem Refokussierungspuls angewendet, so addiert sich die Korrekturhilfsphase auf die Dephasierung des Kohärenzverlaufs. Wird hingegen ein Gradientenfeld zum Einbringen einer Korrekturhilfsphase zeitlich nach einem Hochfrequenzrefokussierungspuls während des Phasenmodifikationsschritts angewendet, so wird die Korrekturhilfsphase von der Phasenlage des Kohärenzverlaufs subtrahiert. Bei einer zeitlichen Trennung der Phasenmodifikationsschritte kann so individuell auf die Spinsysteme der verschiedenen Schichten eingewirkt werden.
Es ist aber auch möglich, dass z. B. der Phasenmodifikationsschritt keinen Hochfrequenzpuls umfasst. Eine Dephasierung und anschließende Rephasierung des Spinsystems ist auch mittels Gradientenfeldern möglich (sog. „Gradientenechoverfahren”). Insbesondere sind dem Fachmann Gradientenechoverfahren im Rahmen von Schicht-Multiplexing-Messsequenzen bekannt, wie weiter unten erwähnt.
Weiterhin können der Anregungsschritt der ersten Schicht und der Korrekturdaten-Erfassungsschritt vor dem Anregungsschritt der zweiten Schicht stattfinden. Wenn der Anregungsschritt der ersten Schicht und der Korrekturdaten-Erfassungsschritt vor dem Anregungsschritt der zweiten Schicht stattfinden, hat dies den Vorteil, dass sich zum Zeitpunkt des Korrekturdaten-Erfassungsschritts das Spinsystem der zweiten Schicht noch in der Ruhelage befindet. Insbesondere bedeutet dies, dass während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts keine Transversalmagnetisierung der zweiten Schicht vorliegt, die zu einem Signal beitragen könnte. Das bedeutet, dass während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts derart nur Signale aus der ersten Schicht aufgenommen werden können.
Es ist aber auch möglich, dass der Anregungsschritt der ersten Schicht und der Korrekturdaten-Erfassungsschritt nach dem Anregungsschritt der zweiten Schicht stattfinden, und der Korrekturhilfsschritt vor dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt das Dephasieren des Signals der zweiten Schicht gewährleistet und nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt das Signal der ersten und zweiten Schichten rephasiert. Wenn der Korrekturdaten-Erfassungsschritt nach dem Anregungsschritt der zweiten Schicht stattfindet, so bedeutet dies, dass zum Zeitpunkt des Korrekturdaten-Erfassungsschritts bereits eine endliche Transversalmagnetisierung des Spinsystems der zweiten Schicht vorliegt. In einem solchen Fall muss sichergestellt sein, dass zum Zeitpunkt des Korrekturdaten-Erfassungsschritts der zweite Kohärenzverlauf eine Dephasierung aufweist. Andernfalls könnte während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts auch Signal aus der zweiten Schicht vorliegen. Entsprechend gewährleistet der Korrekturhilfsschritt nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt, dass die Kohärenzverläufe der ersten und der zweiten Schicht rephasiert werden. Das bedeutet zum Beispiel, dass in Bezug auf die Kohärenzverläufe des Spinsystems der ersten und der zweiten Schicht ein Zustand hergestellt wird, der dem Zustand gleicht, der ohne die Anwesenheit eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts vorgelegen hätte. Dies gewährleistet insbesondere, dass herkömmliche MR-Messsequenzen gemäß Schichtmultiplexing anschließend weiter durchgeführt werden können. Insbesondere ist es nicht notwendig, die Messsequenzen an die besonderen Gegebenheiten aufgrund des Vorhandenseins eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts anzupassen.
Es ist möglich, dass die Aufnahmesequenzen eine simultane Echo-Refokussierungssequenz umfassen und die Ausleseschritte für alle Aufnahmesequenzen in der Signaldetektionszeitspanne zeitlich versetzt stattfinden.
Eine Schicht-Multplexing-Messsequenz gemäß simultaner Echo-Refokussierung ist in der Literatur aus D. A. Feinberg et al. in Magn. Reson. Med. 48 (2002), S. 1–5 bekannt. Hierbei wird auf die Transversalmagnetisierung von zum Beispiel zwei Schichten simultan eingewirkt. Dies geschieht in dem Fall der simultanen Echo-Refokussierung derart, dass sowohl die Anregungspulse als auch die Signaldetektion zeitlich leicht versetzt stattfinden. Jedoch werden die geschalteten Phasenkodiergradienten genutzt, um gezielt auf die Transversalmagnetisierung beider Schichten gleichzeitig einzuwirken bzw. die Transversalmagnetisierung gleichzeitig für den MR-Bildgebungsprozess zu nutzen. In einem solchen Verfahren ist es deshalb nicht einfach möglich, auf die Transversalmagnetisierung einer der verschiedenen Schichten individuell einzuwirken.
Es ist aber auch möglich, dass die Ausleseschritte für alle Aufnahmesequenzen simultan in der Signaldetektionszeitspanne stattfinden. Das simultane Durchführen der Ausleseschritte in der Signaldetektionszeitspanne hat den Vorteil, dass andere spezielle Schicht-Multiplexing-Messsequenzen durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann das Signal der verschiedenen Schichten im Frequenz- oder Phasenraum unterschieden werden. Insbesondere kann durch das parallele Durchführen der Datenaufnahme die Messzeit reduziert werden.
Es ist auch möglich, dass die Anregungsschritte zumindest teilweise zeitlich überlappen. Bei vollständiger zeitlicher Überlappung der Anregungsschritte, z. B. in Form von Hochfrequenz-(HF-)Pulsen, ist die zur Messung benötigte Zeitdauer minimiert. Hingegen wird bei vollständiger zeitlicher Synchronisation verschiedener HF-Pulse eine größere HF-Spitzenleistung im Vergleich zu sequentiell durchgeführten HF-Pulsen benötigt. Dies ist häufig unerwünscht, da eine hohe HF-Spitzenleistung mit einer höheren spezifischen Absorptionsrate (SAR) eines Patienten einhergeht. Bei teilweiser zeitlicher Überlappung von HF-Pulsen hingegen wird ein Kompromiss zwischen kurzer Messzeit und niedriger HF-Spitzenleistung erzielt. Die HF-Spitzenleistung kann verringert werden, während die Messzeit weiterhin gegenüber sequentieller Durchführung verkürzt ist.
Insbesondere ist es möglich, dass die Anregungsschritte der Aufnahmesequenzen zumindest teilweise zeitlich überlappen. Eine teilweise zeitliche Überlappung der Anregungsschritte, insbesondere der anregenden Hochfrequenzpulse hat den Vorteil, dass die benötigte HF-Puls-Amplitude bei gleicher Auslenkung der Magnetisierung reduziert ist. Wenn zwei Hochfrequenz(HF)-Pulse parallel angewendet werden, ist im Allgemeinen die benötigte HF-Leistung größer als im Fall serieller Anwendung. Durch eine nur teilweise zeitliche Überlappung kann jedoch sowohl die Messzeit, als auch die benötigte HF-Leistung reduziert werden.
Bei paralleler Durchführung der Anregung oder Detektion kann zum Beispiel zwischen den verschiedenen Schichten mittels der Phase oder der Frequenz des zugehörigen Signals unterschieden werden. Eine Phasen- oder Frequenzkodierung der verschiedenen Schichten hat den Vorteil, dass simultan während ein und derselben Zeitspanne auf beide Schichten parallel eingewirkt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Messzeitdauer entsprechend verkürzt wird.
Eine weitere Möglichkeit, zwischen verschiedenen Schichten zu unterscheiden, ist es, mehrere HF-Spulen zur Durchführung der Aufnahmesequenz zu verwenden. Werden mehrere HF-Spulen zur Durchführung von Aufnahmesequenzen verwendet, hat dies den Vorteil, dass verschiedene HF-Spulen unterschiedliche örtliche Sensitivitäten aufweisen. Unter Kenntnis der verschiedenen örtlichen Sensitivitäten der mehreren Messspulen kann das Signal individueller Schichten aus den mehreren Datensätzen extrahiert und separiert werden. Hierbei sind in der Literatur Verfahren der parallelen Bildgebung, wie zum Beispiel GRAPPA, SMASH oder SENSE, bekannt. Auch für den Fall, dass mehrere Messspulen zur Aufnahme von MR-Daten in verschiedenen Aufnahmesequenzen verwendet werden, kann ein hoher Grad der Parallelisierung durch simultane Einwirkung auf die Transversalmagnetisierung verschiedener Schichten erreicht werden.
Es ist aber auch möglich, dass die Anregungsschritte oder Phasenmodifikationsschritte der verschiedenen Aufnahmesequenzen zeitlich versetzt stattfinden. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Schicht-Multiplexing-Messsequenzen derart verändert werden, dass zumindest während eines Teils der Aufnahmesequenzen, etwa während des Phasenmodifikationsschritts, zeitlich versetzt auf die verschiedenen Schichten eingewirkt wird. Wird zeitlich versetzt auf die verschiedenen Schichten eingewirkt, so hat dies den Vorteil, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten die Kohärenzverläufe der verschiedenen Schichten eine unterschiedliche Phasenevolution aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Magnetresonanzanlage zur schichtselektiven Detektion fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen bereitgestellt, bei denen mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts abgebildet werden. Die Magnetresonanzanlage umfasst eine Pulssequenzsteuerung, die konfiguriert ist, die folgenden Schritte durchzuführen: Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist, Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist. Weiterhin umfasst die Magnetresonanzanlage eine Rechnereinheit, die konfiguriert ist den folgenden Schritt durchzuführen: Durchführen eines schichtselektiven Korrekturdaten-Erfassungsschritts zur Aufnahme von MR-Signalen nur aus der ersten Schicht zu Korrekturzwecken, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird. Die Pulssequenzsteuerung ist weiterhin konfiguriert, den folgenden Schritt durchzuführen: mindestens einen Korrekturhilfsschritt zum Unterdrücken eines Signalbeitrages der zweiten Schicht während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts und zum Wiederherstellen des ersten und des zweiten Kohärenzverlaufs nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt.
Mit einer Magnetresonanzanlage mit solchen Eigenschaften können vorteilhafte und erwünschte Effekte erzielt werden, die den Effekten entsprechen, die in Bezug auf die entsprechenden voranstehenden Verfahren beschrieben wurden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur schichtselektiven Korrektur fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts abgebildet werden, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist, Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird.
Das Verfahren gemäß dem diskutieren Aspekt der Erfindung umfasst weiterhin den folgenden Schritt: Durchführen mindestens eines Korrekturschritts zum Aufprägen einer schichtspezifischen Korrektur-Magnetisierungsphase zur gezielten Veränderung des ersten Kohärenzverlaufs unter Erhaltung des zweiten Kohärenzverlaufs.
Wie bereits in Zusammenhang mit einem obenstehend beschriebenen Aspekt der Erfindung beschrieben, zeichnen sich Schicht-Multiplexing-Messsequenzen gegenüber herkömmlichen Verfahren der Mehrschichtbildung („interleaved”-Messsequenzen) dadurch aus, dass zumindest zu einem Zeitpunkt gleichzeitig und gekoppelt auf die Transversalmagnetisierung mehrerer Schichten eingewirkt wird. Dies bedeutet, dass die Transversalmagnetisierung von mehreren Schichten gleichzeitig für MR-Bildgebung genutzt wird.
Das Aufprägen einer schichtspezifischen Korrekturphase kann den Vorteil haben, bereits während des Aufnahmeprozesses fehlerhafte Phasenlagen eines Signals zu korrigieren bzw. zu kompensieren. Hierbei ist es entscheidend, dass die fehlerhaften Phasenlagen schichtspezifisch sein können. Es kann also insbesondere ein Phasenfehler der ersten Schicht anders sein als ein Phasenfehler der zweiten Schicht. Eine globale Korrektur der Phase durch das Aufprägen ein und derselben Korrektur-Magnetisierungsphase auf alle an der Schicht-Multiplexing-Messsequenz beteiligten Schichten verfehlt den gewünschten Effekt einer Phasenkorrektur. Gemäß der Erfindung kann jedoch schichtspezifisch eine Korrektur-Magnetisierungsphase aufgeprägt werden. Es ist insbesondere möglich, dass auch dem zweiten Kohärenzverlauf zuvor eine Korrekturphase aufgeprägt wurde.
Es gibt vielfältige Ursachen für fehlerhafte Phasenlagen. Eine Möglichkeit sind Maxwell-Phasenfehler. Maxwell-Phasenfehler begründen sich in der Tatsache, dass ideale Gradientenfelder, d. h. rein lineare Abhängigkeiten einer speziellen Komponente der Magnetfeldstärke in Abhängigkeit von der Position, keine Lösung der Maxwell-Gleichungen, d. h. der Grundgleichungen des elektromagnetischen Feldes, bilden. Es sind ortsabhängige und damit insbesondere schichtspezifische Korrekturen notwendig. Diese Korrekturen lassen sich berechnen, so dass prinzipiell bereits während der Aufnahmesequenz der Maxwell-Feld bedingte Phasenfehler auf Grundlage der berechneten Korrektur-Magnetisierungsphasen korrigiert werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dies durch einen Korrekturschritt erreicht werden, der eine schichtspezifische Korrektur-Magnetisierungsphase aufprägt. Gleichzeitig wird der zweite Kohärenzverlauf nicht verändert, so dass die Aufnahmesequenz ungestört fortgeführt werden kann. Es ist daher nicht notwendig, nach dem Korrekturschritt weitere Vorkehrungen zu treffen. Die bekannten Schicht-Multiplexing-Messsequenzen können angewendet werden.
Es ist möglich, dass die Aufnahmesequenzen jeweils einen Anregungsschritt zum Anregen der Magnetisierung, einen Phasenmodifikationsschritt zum Dephasieren und Rephasieren der Magnetisierung und einen Ausleseschritt zum Auslesen eines Signals der Magnetisierung in einer Signaldetektionszeitspanne umfassen. Wie oben bereits beschrieben, können diese Schritte das Erzeugen eines Signals der Magnetisierung bewirken.
Es ist möglich, dass die Aufnahmesequenzen eine simultane Echo-Refokussierungssequenz umfassen und die Ausleseschritte für alle Aufnahmesequenzen in der Signaldetektionszeitspanne zeitlich versetzt stattfinden. Die Vorteile einer MR-Aufnahmesequenz gemäß simultaner Echo-Refokussierung wurden bereits voranstehend in Bezug auf einen weiteren Aspekt der Erfindung erläutert.
Es ist auch möglich, dass die Ausleseschritte für alle Aufnahmesequenzen simultan in der Signaldetektionszeitspanne stattfinden. Die vorteilhaften Effekte wurden bereits obenstehend detailliert erläutert.
Die verschiedenen Schichten können zum Beispiel mittels Phase oder Frequenz des zugehörigen Signals unterschieden werden. Es ist auch möglich, mehrere Spulen zur Durchführung der Aufnahmesequenzen zu verwenden. Alle diese Verfahren erlauben es, Daten zumindest teilweise parallel aufzunehmen, bzw. zumindest teilweise parallel auf verschiedene Schichten schichtselektiv einzuwirken, wie obenstehend bereits ausführlich erläutert.
Es ist weiterhin möglich, dass die Anregungsschritte zumindest teilweise zeitlich überlappen. Wenn die Anregungsschritte teilweise zeitlich überlappen, kann, wie obenstehend beschrieben, die benötigte HF-Leistung reduziert werden.
Es ist auch möglich, dass der mindestens eine Korrekturschritt einen Hochfrequenzpuls zum Auslenken des Spinsystems durch geeignete Amplituden- und/oder Phasenmodulation so ausgestaltet, dass zumindest ein Teil der Korrektur-Magnetisierungsphase während des Anwendens des Hochfrequenzpulses aufgeprägt wird.
Wie bereits in Bezug auf einen weiteren Aspekt der Erfindung obenstehend erläutert, können Hochfrequenzpulse intrinsisch eine Phasenlage des Kohärenzverlaufs vorgeben. Die oben beschriebenen vorteilhaften Effekte entfalten ihre Wirkung auch in Bezug auf den gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung.
Entsprechend ist es auch möglich, dass der mindestens eine Korrekturschritt das Anwenden eines Gradientenfelds zum Aufprägen zumindest eines Teils der Korrektur-Magnetisierungsphase beinhaltet. Wie bereits in Bezug auf einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann durch ein Gradientenfeld gezielt auf die Phasenlage des Kohärenzverlaufs eingewirkt werden. Die oben beschriebenen vorteilhaften Effekte entfalten ihre Wirkung auch in Bezug auf den gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung.
Es kann insbesondere erwünscht sein, dass ein Gradientenfeld einen nicht-linearen örtlichen Verlauf aufweist. Ein nichtlineares Gradientenfeld ermöglicht es, bei paralleler Anwendung verschiedenen Schichten unterschiedliche Korrekturphasen aufzuprägen. Dies wurde bereits ausführlich in Bezug auf einen weiteren Aspekt der Erfindung obenstehend beschrieben.
Es ist insbesondere auch möglich, wie bereits in Bezug auf einen weiteren Aspekt der Erfindung voranstehend beschrieben, dass der Phasenmodifikationsschritt das Anwenden eines Hochfrequenz-Refokussierungspulses umfasst oder der Anregungsschritt das Anwenden eines Hochfrequenz-Anregungspulses umfasst. Die oben beschriebenen vorteilhaften Effekte entfalten ihre Wirkung auch in Bezug auf den gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung.
Es ist möglich, dass ein erstes Gradientenfeld des Korrekturschritts vor dem Hochfrequenz-Refokussierungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird und ein zweites Gradientenfeld des Korrekturschritts nach dem Hochfrequenzrefokussierungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird. Es kann diesbezüglich vorteilhaft sein, wenn beide Gradientenfelder entweder vor oder nach dem HF-Refokussierungspuls der ersten Schicht angewendet werden. Dies hat den Vorteil, dass die durch das Gradientenfeld des Korrekturschritts aufgeprägte Phase jeweils vor und nach dem Refokussierungspuls der zweiten Schicht mit unterschiedlichen Vorzeichen auf die Phasenlage des Kohärenzverlaufs der zweiten Schicht addiert wird. Gleichzeitig weist die auf den ersten Kohärenzverlauf aufgeprägte Phase gleiche Vorzeichen für die verschiedenen Gradientenfelder auf. Dadurch lassen sich in Summe unterschiedliche Phasen auf jeweils den ersten und den zweiten Kohärenzverlauf aufprägen.
Es ist auch möglich, dass ein erstes Gradientenfeld des Korrekturschritts vor dem Hochfrequenzanregungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird und ein zweites Gradientenfeld des Korrekturschritts nach dem Hochfrequenzanregungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird. Wird ein Gradientenfeld vor dem Hochfrequenzanregungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet, so hat dies keine Auswirkungen auf den zweiten Kohärenzverlauf. Dies ist der Fall, da zum Zeitpunkt des Anwendens des Gradientenfelds noch keine Transversalmagnetisierung der zweiten Schicht generiert worden ist, die durch das Gradientenfeld dephasiert/rephasiert werden könnte. Daher ist es insbesondere bei Anwendung des Gradientenfelds vor dem Anregungspuls der zweiten Schicht möglich, nur auf den ersten Kohärenzverlauf einzuwirken.
Insbesondere kann es diesbezüglich vorteilhaft sein, wenn der Anregungsschritt der ersten Schicht und der Korrekturschritt vor dem Anregungsschritt der zweiten Schicht stattfinden. Dann nämlich existiert bereits Transversalmagnetisierung in der ersten Schicht, wenn in der zweiten Schicht die Magnetisierung sich noch in der Ruhelage befindet (keine Transversalmagnetisierung). Wird die Korrekturphase im Rahmen des Korrekturschritts vor dem Auslenken der Magnetisierung der zweiten Schicht aus der Ruhelage durchgeführt, so kann individuell auf die erste Schicht eingewirkt werden. Der spätere Kohärenzverlauf der zweiten Schicht bleibt davon unberührt.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Magnetresonanzanlage zur schichtselektiven Korrektur fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts abgebildet werden, bereit. Die Magnetresonanzanlage umfasst eine eine Pulssequenzsteuerung, die konfiguriert ist, die folgenden Schritte durchzuführen: Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist, Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht des Untersuchungsobjekts, die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf der Magnetisierung assoziiert ist, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird, und Durchführen mindestens eines Korrekturschritts zum Aufprägen einer schichtspezifischen Korrektur-Magnetisierungsphase zur gezielten Veränderung des ersten Kohärenzverlaufs unter Erhaltung des zweiten Kohärenzverlaufs.
Die in Bezug auf weitere Aspekte der Erfindung oben beschriebenen vorteilhaften Effekte entfalten ihre Wirkung auch in Bezug auf den gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung.
Weiterhin werden die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
1 eine schematische Ansicht einer an sich vorbekannten Magnetresonanzanlage darstellt, welche geeignet ist, erfindungsgemäße Techniken durchzuführen,
2 schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz zur schichtspezifischen Detektion fehlerhaften MR-Daten zeigt,
3 schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz zur schichtspezifischen Detektion fehlerhaften MR-Daten zeigt,
4 ein Flussdiagramm darstellt, das den Ablauf einer Schicht-Multiplexing-Messsequenz zur schichtspezifischen Detektion fehlerhaften MR-Daten zeigt,
5 schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz zum Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase auf den Kohärenzverlauf einer ersten Schicht illustriert,
6 schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz zum Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase auf den Kohärenzverlauf einer ersten Schicht illustriert,
7 schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz zum Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase auf den Kohärenzverlauf einer ersten Schicht illustriert,
8 schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz zum Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase auf den Kohärenzverlauf einer ersten und zweiten Schicht illustriert, und
9 ein Flussdiagramm zeigt, das den Ablauf einer Schicht-Multiplexing-Messsequenz zum Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase illustriert.
1 zeigt schematisch eine Magnetresonanzanlage 30, welche zur Aufnahme von Magnetresonanz(MR)-Daten konfiguriert ist. Die MR-Anlage kann mehrere Hochfrequenzspulen 15a, 15b umfassen. Es ist aber auch möglich, dass die MR-Anlage 30 nur eine Hochfrequenzspule umfasst. Die MR-Anlage 30 weist weiterhin einen Magneten 10 auf, der zur Erzeugung eines Grundmagnetfeldes geeignet ist. Ein Untersuchungsobjekt, in dem dargestellten Fall eine Untersuchungsperson 11, kann mittels einer Liege 13 in den Magneten 10 geschoben werden. Zur Erzeugung von MR-Bilddaten aus einer ersten Schicht 51 und zweiten Schicht 52, die entlang der Untersuchungsperson 11 orientiert sind, umfasst die MR-Anlage 30 weiterhin ein Gradientensystem 14, welches konfiguriert ist, Magnetfeldgradienten im Bereich der Untersuchungsperson 11 bereitzustellen. Magnetfeldgradienten können eine Ortskodierung der Wirksamkeit von Hochfrequenzpulsen über die Resonanzbedingung der Spinsysteme bewirken.
Das durch den Magneten 10 erzeugte Grundmagnetfeld polarisiert das Spinsystem in der ersten Schicht 51 und in der zweiten Schicht 52. In ihrer Ruhelage zeigen die Spins entlang der Richtung des Grundmagnetfelds. Durch die Hochfrequenzspulen 15a und 15b kann ein Hochfrequenzpuls erzeugt werden, der die Magnetisierung aus ihrer Ruhelage im Grundmagnetfeld auslenkt. Zum Anwenden von Hochfrequenzpulsen mittels der Hochfrequenzspulen 15a, 15b ist ein Hochfrequenz-Generator 20 vorgesehen. Weiterhin kann mittels einer Rechnereinheit 22 ein Magnetisierungssignal, welches induktiv eine Spannung in den Hochfrequenzspulen 15a, 15b hervorruft, detektiert werden. Eine Gradienteneinheit 23 ist vorgesehen, um das Gradientensystem 14 zur Anwendung von Magnetfeldgradienten zu steuern. Eine Pulssequenz-Steuerung 21 steuert den zeitlichen Ablauf der Hochfrequenzpulse, die durch Hochfrequenz-Generator 20 erzeugt werden, und der Magnetfeldgradienten, die durch Gradienteneinheit 23 gesteuert werden. Eine Bedieneinheit 12 steht mit den Steuerelementen in Verbindung, und erlaubt es einem Benutzer, die Steuerung der Magnetresonanzanlage 30 durchzuführen. Insbesondere kann Rechnereinheit 22 die Hochfrequenzspulen 15a, 15b derart steuern, dass genügend MR-Daten aufgenommen werden, um mittels eines geeigneten Algorithmus einen vollständigen Datensatz zu erzeugen. Dem Fachmann sind hierzu Verfahren der parallelen Bildgebung, wie z. B. SMASH, GRAPPA oder SENSE, bekannt.
Weiterhin kann Gradienteneinheit 23 das Gradientensystem 14 derart steuern, dass nicht-lineare Magnetfeldgradienten erzeugt werden. Der Hochfrequenz-Generator 20 kann weiterhin die Hochfrequenzpulse, die durch Hochfrequenzspulen 15a, 15b angewendet werden, derart konfigurieren, dass sie neben einer örtlichen Amplitudenabhängigkeit weiterhin einen örtlichen Phasengang definieren. Dies kann z. B. mittels geeigneter Amplituden- bzw. Phasenmodulation der HF-Pulse erreicht werden.
Die allgemeine Funktionsweise einer MR-Anlage ist dem Fachmann bekannt, sodass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
In 2 ist schematisch eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz dargestellt. Die in 2 dargestellte Messsequenz ermöglicht die Aufnahme von MR-Daten für eine erste Schicht 51 und eine zweite Schicht 52. Zum Auslenken der Magnetisierungen jeweils der ersten und der zweiten Schicht 51, 52 aus ihrer Ruhelage werden Hochfrequenzanregungspulse 70, 71 angewendet. Die Frequenzen der Hochfrequenzanregungspulse 70, 71 sind derart auf die geschalteten Gradientenfelder 80a und 80d abgestimmt, dass jeweils nur die Magnetisierung der ersten Schicht (für ersten Anregungspuls 70) oder der zweiten Schicht (für zweiten Anregungspuls 71) während des Anregungsschritts 60 aus der Ruhelage ausgelenkt werden. Der zweite Hochfrequenzpuls 71 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt, und findet zeitlich vor dem ersten Hochfrequenzpuls 70 statt.
Im unteren Teil der 2 sind die Kohärenzverläufe der ersten Schicht, der erste Kohärenzverlauf 53, und der zweiten Schicht, der zweite Kohärenzverlauf 54, dargestellt. Da die Auslenkung der Magnetisierung der ersten Schicht aus der Ruhelage zu einem späteren Zeitpunkt passiert als die Auslenkung der Magnetisierung aus der Ruhelage der zweiten Schicht, weist der erste Kohärenzverlauf 53 erst zu einem späteren Zeitpunkt eine Phasenevolution auf. Hingegen wird das Signal 76 der ersten Schicht 51 vor dem Signal 77 der zweiten Schicht 52 detektiert. Die in 2 dargestellte Messsequenz ist eine Gradientenecho-Messsequenz. Die Signale 76, 77 finden zu Zeitpunkten statt, an denen der erste und zweite Kohärenzverlauf 53, 54 eine verschwindende Dephasierung aufweist. Jedoch wird, wie aus 2 ersichtlich ist, zu mindestens einem Zeitpunkt, zum Beispiel während des Anwendend des Gradientenfelds 80f auf die Magnetisierungen beider Schichten 51, 52 gleichzeitig eingewirkt.
Die zeitliche Separation der Anregungspulse 70, 71 während des Anregungsschritts 60 und die zeitliche Separation der Signale 76, 77 während des Detektionsschritts 62 sind charakteristische Eigenschaften einer simultanen Echo-Refokussierungsmesssequenz, wie sie voranstehend bereits ausführlich erläutert wurde.
Es ist nun möglich, während einem eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a nur Signal aus der ersten Schicht aufzunehmen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a der zweite Kohärenzverlauf 54 eine Dephasierung aufweist. Das bedeutet, dass durch die destruktive Interferenz der verschiedenen Spins der zweiten Schicht kein entsprechendes Signal detektiert werden kann. Graphisch wird dies durch einen endlichen Abstand des zweiten Kohärenzverlaufs 54 zur Referenz-Achse während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a illustriert. Es ist dann möglich, während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a Daten aufzunehmen, die sich nur auf die erste Schicht 51 beziehen.
Solche Daten können zum Beispiel zur Korrektur von Phasenfehlern verwendet werden. Da solche Phasenfehler typischerweise segmentabhängig und damit schichtspezifisch sind, ist es notwendig, dass während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a MR-Signale nur aus der ersten Schicht aufgenommen werden.
Wie aus 2 ersichtlich ist, wird die Dephasierung des zweiten Kohärenzverlaufs 54 während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a durch das Anwenden eines Korrekturhilfsschritts 41 in Form eines Magnetfeldgradienten 80c gewährleistet. Gradientenfeld 80c gewährleistet eine Dephasierung der Magnetisierung der zweiten Schicht 52 entlang der Auslesegradientenrichtung. Aufgrund dieser Dephasierung, d. h. effektiv eines Spoilings der Signalanteile der zweiten Schicht, ist es möglich, unmittelbar nach dem ersten Anregungspuls 70 der ersten Schicht 51 während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a ausschließlich Signal der Transversalmagnetisierung der ersten Schicht 51 zu detektieren.
Der Magnetfeldgradient 80f, der im Anschluss an den Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40a geschaltet wird, stellt sicher, dass der erste und zweite Kohärenzverlauf 53, 54 nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40a derart wiederhergestellt werden, dass eine Detektion des ersten und zweiten Signals 76, 77 während des Ausleseschritts 62 möglich ist. Insbesondere muss durch geeignete Dimensionierung des Gradientenfelds 80f als Teil des Korrekturhilfsschritts 41 sichergestellt werden, dass die zeitliche Anordnung der Signale 76, 77 kompatibel mit einer MR-Aufnahmesequenz gemäß simultaner Echo-Refokussierung ist.
Aus 2 ist weiterhin ersichtlich, dass ein weiterer Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40b vor Auslenkung des Spinsystems der ersten Schicht 51 aus der Ruhelage, das bedeutet vor Anwendung des ersten Anregungspulses 70 existiert. Der Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40b kann genutzt werden, um MR-Daten des Spinsystems der zweiten Schicht 52 aufzunehmen. Da während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40b in der ersten Schicht keine Transversalmagnetisierung vorliegt, kann das Spinsystem der ersten Schicht 51 auch nicht zum Signal beitragen.
In 3 ist eine Schicht-Multiplexing-Messsequenz dargestellt, die im Gegensatz zu 2 auch das Anwenden von Refokussierungspulsen 72, 73 während eines Phasenmodifikationsschritts 64 umfasst. Es handelt sich also um eine Spinechoartige Aufnahmesequenz (im Gegensatz zu einer reinen Gradienten-artigen Aufnahmesequenz der 2). Auch in 3 werden MR-Daten der Magnetisierung aus einer ersten Schicht 51 und einer zweiten Schicht 52 aufgenommen. Die Magnetisierung der ersten Schicht 51 wird durch einen ersten Hochfrequenzanregungspuls 70 aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Entsprechend wird die Magnetisierung der zweiten Schicht 52 durch einen zweiten Hochfrequenzanregungspuls 71 aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Die Anregungspulse finden im Rahmen eines Anregungsschritts 60 statt. Der zweite HF-Anregungspuls findet zeitlich vor dem ersten HF-Anregungspuls statt. Verschiedene Gradientenfelder 80a–80j sind während der Aufnahmesequenz geschaltet, um insbesondere die Kohärenzverläufe 53, 54 der ersten und zweiten Schicht 51, 52 zu verändern. Der erste Kohärenzverlauf 53 der ersten Schicht 51 ist im unteren Teil der 3 dargestellt. Darüber ist der zweite Kohärenzverlauf 54 der zweiten Schicht 52 dargestellt.
Nach dem Anwenden des ersten Anregungspulses 70, bzw. nach dem Anwenden des Gradientenfelds 80e, besteht während eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a die Möglichkeit, Signal der Magnetisierung der ersten Schicht 51 auszulesen. Insbesondere weist der zweite Kohärenzverlauf 54 der Magnetisierung der zweiten Schicht 52 während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a einen dephasierten Kohärenzverlauf auf. Durch das Anwenden eines Gradientenfelds 80c im Rahmen eines Korrekturhilfsschritts 41 vor dem Auslenken der Magnetisierung der ersten Schicht durch einen ersten Anregungspuls 70 aus der Ruhelage kann bewirkt werden, dass während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40a der zweite Kohärenzverlauf 54 dephasiert ist. Nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40a muss jedoch gewährleistet werden, dass der erste und zweite Kohärenzverlauf 53, 54 derart modifiziert werden, dass im Rahmen eines Ausleseschritts 62 Signale 76, 77 der Magnetisierung der ersten und zweiten Schicht 51, 52 simultan während einer Signaldetektionszeitspanne 63 aufgenommen werden können. Die benötigte Rephasierung der Kohärenzverläufe 53, 54 wird durch geeignete Dimensionierung des Gradientenfelds 80f erreicht. Weiterhin kann es notwendig sein, die zeitliche Abfolge der Refokussierungspulse 72, 73, die eine Refokussierung des Spinsystems der ersten und zweiten Schicht 51, 52 bewirken, derart anzupassen, dass eine Rephasierung der Kohärenzverläufe 53, 54 möglich wird.
Während wie in 3 dargestellt eine Erzeugung der Signale 76, 77 durch geeignetes Schalten der Magnetfeldgradienten 80i und 80j geschieht (Dephasierung, Rephasierung) sowie insbesondere vorangehender Rephasierung der Kohärenzverläufe 53, 54, kann es zusätzlich möglich sein, durch geeignete zeitliche Anordnung der Anregungspulse 70, 71 in Bezug auf die Refokussierungspulse 72, 73 zu erreichen, dass neben einem durch die Gradientenfelder 80i und 80j erreichten gradientenartigen Echo auch eine Spinecho-Bedingung erfüllt ist: eine Spinecho-Bedingung ist dann erfüllt, wenn die Zeitspanne zwischen einem Anregungspuls 70, 71 und einem Refokussierungspuls 72, 73 gleich der Zeitspanne zwischen einem Refokussierungspuls 72, 73 und einem Signal 76, 77 ist. Gemäß der Erfindung ist es möglich, sowohl eine Rephasierung der Kohärenzverläufe 53, 54 zu erreichen (und damit ein gradientenartiges Signal in einer Auslesezeitspanne 62) zu ermöglichen, als auch die Spin-Echo-Bedingung wie eben erläutert zu gewährleisten.
Wie schon in Bezug auf 2 ausführlich erläutert, ist es auch in einer MR-Aufnahmesequenz wie sie in 3 dargestellt ist, möglich, einen weiteren Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40b bereitzustellen, der es ermöglicht, MR-Daten der Magnetisierung der zweiten Schicht 52 aufzunehmen. Wiederum findet der Korrekturdaten-Erfassungsschritt 40b vor dem Anregungspuls 70 statt, der die Magnetisierung der ersten Schicht 71 aus der Ruhelage auslenkt.
In 4 ist ein Flussdiagramm zur schematischen Illustration einer Messsequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Durchführen eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts zur selektiven Datenaufnahme einer ersten Schicht dargestellt. Das Verfahren beginnt in Schritt 400. Zunächst wird im Rahmen einer ersten Aufnahmesequenz in Schritt 401 die Magnetisierung einer ersten Schicht aus der Ruhelage ausgelenkt. Dies erfolgt in Form eines Anregungsschritts, der typischerweise einen Hochfrequenzanregungspuls erfasst. In einem weiteren Schritt 402 kann ein Korrekturdaten-Erfassungsschritt durchgeführt werden, der nur Signal aus der ersten Schicht aufnimmt. Insbesondere kann es der Fall sein, dass zum Zeitpunkt des Durchführens des Schritts 402 keine weitere Transversalmagnetisierung aus einer weiteren Schicht vorliegt. Im Fall von 4 ist dies gegeben, da noch keine weitere Schicht durch einen Anregungspuls angeregt wurde bzw. keine weitere Aufnahmesequenz gestartet wurde.
In Schritt 403 erfolgt das Durchführen eines Korrekturhilfsschritts. Der Korrekturhilfsschritt kann bewirken, dass der Kohärenzverlauf der ersten Schicht gezielt verändert wird, so dass zu einem späteren Zeitpunkt, zum Beispiel während eines Ausleseschritts, sichergestellt ist, dass der Kohärenzverlauf der ersten Schicht die richtige Phasenlage aufweist. Zum Beispiel kann die Phasenlage der ersten Schicht im Rahmen des Korrekturhilfsschritts 403 derart eingestellt werden, dass der Zeitpunkt der Rephasierung (und damit der Zeitpunkt eines gradientenecho-artigen Signals) kompatibel zu einer Schicht-Multiplexing-Messsequenz eingestellt wird.
In Schritt 404 wird eine Transversalmagnetisierungskomponente des Spinsystems einer zweiten Schicht im Rahmen einer zweiten Aufnahmesequenz erzeugt. Dies kann wiederum durch das Anwenden eines weiteren Hochfrequenzpulses geschehen, dessen Hochfrequenz auf die Resonanzbedingung der zweiten Schicht abgestimmt ist.
Wie aus 4 ersichtlich ist, erfolgt das Anregen bzw. Auslenken der Magnetisierungen der ersten und zweiten Schicht sequentiell. Insbesondere erfolgt das Anregen der Schichten nicht parallel. Dennoch können bestimmte Teile der Aufnahmesequenz, hier die folgenden Schritte 405–406, die sich auf das Durchführen eines Phasenmodifikationsschritts und das Durchführen eines Ausleseschritts beziehen, parallel stattfinden. Das zumindest zu einem Zeitpunkt gleichzeitige Einwirken auf die Transversalmagnetisierung mehrerer Schichten ist ein Kennzeichen von Schicht-Multiplexing-Messsequenzen. So werden zum Beispiel in Schritt 405a und 405b die Kohärenzverläufe der ersten und zweiten Schicht parallel, zum Beispiel durch das Schalten geeigneter Magnetfeldgradienten oder geeigneter Refokussierungspulse, beeinflusst. Durch das parallele Durchführen der Schritte 405a und 405b ergibt sich der Vorteil, dass die Dauer, die zum Durchführen der Aufnahmesequenz gemäß 4 benötigt wird, reduziert werden kann. Insbesondere ist es weiterhin möglich, in Schritten 406a und 406b Signal aus der ersten Schicht und der zweiten Schicht gleichzeitig aufzunehmen. Das simultane Auslesen von Signalen aus mehreren Schichten setzt typischerweise eine spezielle Abhängigkeit zwischen den Kohärenzverläufen der verschiedenen Schichten voraus. Diese spezielle Abhängigkeit, zum Beispiel gleichzeitig verschwindende Dephasierung, kann durch geeignetes Durchführen des Korrekturhilfsschritts 403 bzw. durch geeignetes Durchführen der Phasenmodifikationsschritte 405a und 405b erfolgen wie oben dargelegt erfolgen.
Das gleichzeitige Detektieren von Signalen aus mehreren Schichten 406a und 406b gemäß Schicht-Multiplexing-Messsequenzen kann durch eine Kodierung der Schichtinformationen zum Beispiel im Frequenz- oder Phasenraum erfolgen. Weiterhin ist es möglich, die Signale der verschiedenen Schichten durch Verwendung mehrerer entlang einer örtlichen Richtung angeordneten Spulen unter Kenntnis der örtlichen Sensitivitätsprofile dieser Spulen zu separieren. Andere Messsequenzen gemäß Schicht-Multiplexing beruhen darauf, dass die Signale der verschiedenen Schichten nicht parallel, sondern zeitlich knapp getrennt detektiert werden. Dies wird durch eine gezielte Rephasierung der verschiedenen Kohärenzverläufe nacheinander erreicht (simultane Spinecho-Refokussierung).
Im Allgemeinen ist es, wie aus den vorangegangenen 2–4 ersichtlich wurde, gemäß der vorliegenden Erfindung notwendig, zur Unterdrückung eines Signalbeitrags einer zweiten Schicht während eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts zur Aufnahme von MR-Signalen nur aus einer ersten Schicht zumindest zu einem Zeitpunkt, die Kohärenzverläufe der ersten und zweiten Schicht unterschiedlich zu beeinflussen. Dies ist der Fall, da so gewährleistet werden kann, dass während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts der Kohärenzverlauf der zweiten Schicht vorteilhafterweise einen dephasierten Kohärenzverlauf aufweist, während der Kohärenzverlauf der ersten Schicht keine Dephasierung aufweist. Das unterschiedliche Einwirken auf den ersten und zweiten Kohärenzverlauf 53, 54 der ersten und zweiten Schicht 51, 52 kann zum Beispiel durch Messsequenzen wie sie in Bezug auf die 2–4 dargestellt wurden, erfolgen. Da die erste und die zweite Schicht 51, 52 sequentiell angeregt werden, besteht die Möglichkeit, zwischen den zwei Anregungsschritten 60, die sich auf die beiden Schichten 51, 52 beziehen, individuell auf einen der beiden Kohärenzverläufe einzuwirken. Dies kann eine Dephasierung des entsprechenden Kohärenzverlaufs während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40 gewährleisten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es aber auch möglich, bei vollständiger Parallelisierung zum Beispiel der Anregungsschritte individuell auf die Kohärenzverläufe 53, 54 einzuwirken und dadurch weiterhin eine Dephasierung des zweiten Kohärenzverlaufs 54 der zweiten Schicht 52 während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40 der ersten Schicht zu gewährleisten. Dies ist in Bezug auf die 5 und 6 dargestellt und soll im Folgenden näher erläutert werden.
In 5 wird ein Hochfrequenzpuls 70, 72, 74 zum Auslenken der Magnetisierung der ersten Schicht 51 angewendet. Der Hochfrequenzpuls 70, 72, 74 kann zum Beispiel ein Anregungspuls 70, ein Rephasierungspuls 72 oder auch ein Diffusions-Refokussierungspuls 74 zur diffusionskodierten MR-Bildgebung sein. Simultan zu dem ersten Hochfrequenzpuls 70, 72, 74 wird ein zweiter Hochfrequenpuls 71, 73, 75 zur Auslenkung des Spinsystems der zweiten Schicht 52 angewendet. Während des Anwendens der zwei Hochfrequenzpulse 70–75 wirkt ein Magnetfeldgradient 80a.
Es ist möglich, die Anregungspulse 70–75 in Form von Hochfrequenpulsen, die intrinsisch ein Phasenprofil auf die Kohärenzverläufe der ersten und zweiten Schicht 51, 52 aufprägen, auszugestalten. Es ist möglich, die Amplituden bzw. Phasenmodulation der Hochfrequenzpulse derart auszugestalten, dass die während der Anwendung der Hochfrequenzpulse 70–75 aufgeprägte Rate der Änderung der Dephasierung der Kohärenzverläufe unterschiedlich ist. Dies ist in 5 unten dargestellt. Dort ist ersichtlich, dass während des Anwendens der Hochfrequenzpulse die zeitliche Evolution des ersten Kohärenzverlaufs 53 anders verläuft als die zeitliche Evolution des zweiten Kohärenzverlaufs 54. Insbesondere weist der erste Kohärenzverlauf 53 eine geringere Änderung der Dephasierung als Funktion der Zeit auf als der zweite Kohärenzverlauf 54. Dies bewirkt, dass nach Beendigung des Anregungsvorgangs, das bedeutet nach Ende des Gradientenfelds 80b, eine Korrektur-Magnetisierungsphase 65 vorliegt. Die Korrektur-Magnetisierungsphase 65 ist nun geeignet, während eines anschließenden Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40 (nicht dargestellt in 5) sicherzustellen, dass der zweite Kohärenzverlauf 54 eine Dephasierung aufweist, während der erste Kohärenzverlauf 53 keine Dephasierung aufweist. Dies ist gemäß 5 leicht zu erreichen, da bereits nach Beendigung der Anwendung von Gradientenfeld 80a, d. h. nach dem Anwenden der HF-Pulse, eine Phasendifferenz 65 zwischen den zwei Kohärenzverläufen 53, 54 exisiert.
Es kann derart ein hoher Grad der Parallelität in der Bildgebung von zwei Schichten 51, 52 erreicht werden. So ist es zum Beispiel möglich, die auf verschiedene Schichten wirkenden Hochfrequenzpulse 70–75 zeitlich simultan durchzuführen. Dies erlaubt es, die zur Durchführung der MR-Aufnahmesequenz benötigte Messzeit zu verringern. Insbesondere ist dieses Verfahren kombinierbar mit bekannten Verfahren des Schicht-Multiplexing wie eingangs erläutert.
Während in 5 eine vollständige zeitliche Überlappung der Hochfrequenzpulse der ersten Schicht 70, 72, 74 mit dem Hochfrequenzpuls der zweiten Schicht 71, 73, 75 gezeigt ist, versteht es sich, dass auch eine teilweise zeitliche Überlappung der beiden Hochfrequenzpulse möglich ist. Eine teilweise zeitliche Überlappung (im Gegensatz zur vollständigen zeitlichen Überlappung) hat den Vorteil, dass die benötigte Amplitude der Hochfrequenzpulse bei gleichbleibender Auslenkung der Magnetisierung verringert werden kann. Dies bedeutet, dass bei gleichbleibendem Signal-zu-Rausch-Verhältnis die benötigte Hochfrequenzspitzenleistung reduziert werden kann.
In 6 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, wie in einer MR-Messsequenz gemäß Schicht-Multiplexing bei einem hohen Maß an paralleler Durchführung der Bildgebung einer ersten Schicht 51 und einer zweiten Schicht 52 eine Phasendifferenz 65 zwischen einem ersten Kohärenzverlauf 53 der ersten Schicht 51 und einem zweiten Kohärenzverlauf 54 der zweiten Schicht 52 erreicht werden kann. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist es durch geeignete Gradientenfelder 80b möglich, eine unterschiedliche zeitliche Evolution der Kohärenzverläufe 53, 54 der verschiedenen Schichten 51, 52 zu erreichen.
Es ist möglich, zum Beispiel unter Verwendung mehrerer Hochfrequenz-Feldspulen mit unterschiedlichen örtlichen Wirksamkeiten einen örtlichen Verlauf der Magnetfeldstärke des Gradientenfelds zu erreichen, der nicht linear ist. So kann zum Beispiel ein örtlicher Verlauf des Gradientenfelds erreicht werden, der durch eine quadratische Funktion (Polynom zweiter Ordnung) beschrieben wird. Bei Verwendung eines solchen Gradientenfelds ist es möglich, die Parameter der quadratischen Funktion derart zu dimensionieren, dass am Ort der ersten Schicht 51 und am Ort der zweiten Schicht 52 der wirksamen Magnetfeldgradient 80b gut durch eine lineare Funktion beschrieben wird. Die beiden linearen Näherungen der quadratischen örtlichen Abhängigkeit des Gradientenfelds 80b weisen dann insbesondere eine unterschiedliche Stärke auf. Das bewirkt, dass der Magnetfeldgradient 80b am Ort der ersten Schicht 51 und am Ort der zweiten Schicht 52 eine unterschiedliche Wirkung entfaltet, d. h. eine unterschiedliche Anderungsrate der Dephasierung des ersten und zweiten Kohärenzverlaufs 53, 54 bewirkt. Dies ist aus 6 unten ersichtlich, wo während des Anwendens des Magnetfeldgradientens 80b die Rate der Änderung der durch den zweiten Kohärenzverlauf 54 beschriebenen Dephasierung größer als die Rate der Änderung der durch den ersten Kohärenzverlaufs 53 beschriebenen Dephasierung ist. Der zweite Kohärenzverlauf 54 ist hierbei gestrichelt dargestellt. Dies hat zur Folge, dass nach Beendigung des Gradientenfelds 80b eine Korrektur-Magnetisierungsphase 65 oder Phasendifferenz zwischen dem ersten und zweiten Kohärenzverlauf 53, 54 vorliegt. Diese Phasendifferenz kann gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung dazu genutzt werden, dass während eines Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40 (nicht dargestellt in 6) sichergestellt wird, dass der zweite Kohärenzverlauf 54 eine dephasierte Phase aufweist, während der erste Kohärenzverlauf 53 keine Dephasierung aufweist. Dies ermöglicht es dann, während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts 40 Daten nur aus der ersten Schicht 51 aufzunehmen, wie oben ausführlich erläutert.
Auch in dem mit Bezug auf 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ohne Verringerung der Parallelität der Durchführung der Schicht-Multiplexing-Messsequenz, d. h. ohne zeitlich serielles Einwirken auf die beiden Schichten 51, 52 zu erreichen, dass eine Phasendifferenz 65 zwischen den beiden Kohärenzverläufen vorliegt. In Bezug auf einen Korrekturdaten-Erfassungschritt 40 entfaltet dies die oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird aber auch ein Verfahren zur schichtselektiven Korrektur fehlerhafter MR-Daten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen bereitgestellt. Die Korrektur fehlerhafter MR-Daten kann hierbei durch das Aufprägen einer schichtspezifischen Korrektur-Magnetisierungsphase 65 geschehen. Diese Korrektur-Magnetisierungsphase 65 wird dazu genutzt, gezielt einen ersten Kohärenzverlauf 53 einer ersten Schicht 51 zu verändern. Dies wird derart durchgeführt, dass ein zweiter Kohärenzverlauf 54 einer weiteren, zum Beispiel zweiten Schicht 52, nicht verändert wird.
Auch in Bezug auf diesen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Ausführungsbeispiele der 5 und 6 relevant. Wie voranstehend erläutert, ermöglichen es das Anwenden von Hochfrequenzpulsen geeigneter Amplituden- und Phasenmodulation bzw. die Verwendung von örtlich nicht-linearen Gradientenfeldern, bei paralleler Anwendung der Pulse bzw. Gradientenfelder die Kohärenzverläufe der verschiedenen Schichten individuell zu verändern. Dadurch kann auch bei vollständig paralleler Durchführung der verschiedenen Schritte eine Korrekturphase 65 auf den ersten Kohärenzverlauf 63 aufgeprägt werden.
Das Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase 65 ist zum Beispiel zur Korrektur von Maxwell-Feld abhängigen Fehlertermen relevant. So sind ideal lineare Gradientenfelder keine Lösung der fundamentalen Maxwell-Feld-Gleichungen. Deshalb ist es vorteilhaft, Korrekturterme in Form von Korrektur-Magnetisierungsphasen 65 zu berücksichtigen. Insbesondere sind diese Korrekturterme abhängig vom Ort innerhalb des Messobjekts und damit von der gemessenen Schicht.
In 7 ist eine weitere Möglichkeit zur Einbringung einer schichtspezifischen Korrektur-Magnetisierungsphase 65 dargestellt. Es ist eine Messsequenz gemäß Schicht-Multiplexing dargestellt, bei der wiederum MR-Bildgebung für zwei Schichten 51, 52 erfolgt. Zunächst werden in einem Anregungsschritt 60 mittels der Hochfrequenzpulse 70, 71 die Magnetisierungen der ersten und zweiten Schicht 51, 52 simultan aus der Ruhelage ausgelenkt. Es wird Transversalmagnetisierung sowohl in der ersten 51 als auch in der zweiten Schicht 52 erzeugt. Dies ist im unteren Teil der 7 daran erkenntlich, dass während des Anregungsschritts 60 sowohl der erste Kohärenzverlauf 53 der ersten Schicht 51 als auch der zweite Kohärenzverlauf 54 der zweiten Schicht 52 eine Änderung der Phasenlage als Funktion der Zeit aufweisen. Das simultane Anwenden von Anregungspulsen 70, 71 kann zum Beispiel über eine Frequenz- oder Phasenkodierung oder durch mehrere Spulenelemente wie oben ausführlich dargelegt erfolgen.
Während die Anregungspulse 70, 71 zeitlich simultan stattfinden, sind die Refokussierungspulse 72, 73 zeitlich getrennt. Zunächst erfolgt in einem Phasenmodifikationsschritt 64 das Anwenden eines zweiten Hochfrequenz-Refokussierungspulses 73, der nur wirksam auf die zweite Schicht 52 ist. Anschließend erfolgt im Rahmen eines Korrekturschritts 61 das Anwenden eines Magnetfeldgradienten 80e. Der Magnetfeldgradient 80e wird insbesondere nach dem zweiten Refokussierungspuls 73, jedoch vor dem ersten Refokussierungspuls 72, der seine Wirksamkeit auf die erste Schicht 51 entfaltet, angewendet. Deshalb weist die durch den Magnetfeldgradienten 80e hervorgerufene Phasenänderung der Kohärenzverläufe 51, 52 unterschiedliche Vorzeichen in Bezug auf den ersten und zweiten Kohärenzverlauf auf. So wird im ersten Kohärenzverlauf 51 die Dephasierung reduziert, während im zweiten Kohärenzverlauf 52 die Dephasierung erhöht wird.
Durch das Anwenden eines Magnetfeldgradienten 80e im Rahmen eines Korrekturschritts 61 zwischen den Refokussierungspulsen einer ersten und zweiten Schicht 51, 52 ist es möglich, die zugehörigen ersten und zweiten Kohärenzverläufe 53, 54 zu trennen. Dies ist gleichbedeutend mit der Möglichkeit, eine Korrekturphase 65 auf den ersten Kohärenzverlauf 51 aufzuprägen. Aus 7 ist ersichtlich, dass nach Anwenden des ersten Refokussierungspulses 72 im Rahmen eines Phasenmodifikationsschritts 64 der erste Kohärenzverlauf 51 eine Korrektur-Magnetisierungsphase 65 aufweist. Der zweite Kohärenzverlauf 54 hingegen weist keine Korrektur-Magnetisierungsphase auf.
In 7 sind die entsprechenden Gradientenfelder 80c, 80e derart dimensioniert, dass der zweite Kohärenzverlauf 52 eine verschwindende Korrektur-Magnetisierungsphase aufweist. Dieses Beispiel darf aber nicht als limitierend ausgelegt werden. Es ist insbesondere auch möglich, die Gradientenfelder derart zu dimensionieren, dass auch der zweite Kohärenzverlauf eine Korrektur-Magnetisierungsphase aufweist. Dies wird zum Beispiel untenstehend in Bezug auf das in Bezug auf 8 diskutierte Ausführungsbeispiel näher diskutiert.
Im Folgenden seien mit den Gradientenfeldern 80a–80f die Magnetisierungsphasen M_a – M_f assoziiert. Gemäß der in 7 dargestellten Aufnahmesequenz ergibt sich die Korrektur-Magnetisierungsphase 65 bzw. M_x zu M_x = M_a/2 – M_b + M_c + M_d – M_e. Die Phase My des zweiten Kohärenzverlaufs 54 zum Zeitpunkt nach Beendigung des Anwendens des Gradientenfelds 80f ergibt sich hingegen zu: M_y = M_a/2 – M_b + M_c + M_e – M_f.
Die Korrektur-Magnetisierungsphase 65 bzw. M_x kann durch geeignete Wahl des Magnetfeldgradienten 80e und damit von M_e dimensioniert werden. Insbesondere kann die Dephasierung des ersten Kohärenzverlaufs 51 nach Ende der Anwendung des ersten Refokussierungspulses 72 in Bezug auf die Dephasierung des zweiten Kohärenzverlaufs 52 eingestellt werden. Der Magnetfeldgradient 80c kann hierbei bewirken, dass der zweite Kohärenzverlauf 52 am Ende eine verschwindende Dephasierung aufweist, d. h. M_y = 0, und der erste Kohärenzverlauf 51 eine Dephasierung, die gleich der Korrektur-Magnetisierungsphase 65 ist, aufweist. Es ist aber auch möglich, dass M_y ungleich 0 wird.
In 8 ist eine weitere Ausführungsform einer MR-Messsequenz gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, dies es ermöglicht, eine erste und eine zweite Korrekturphase 65a, 65b jeweils auf die erste Schicht 51 und die zweite Schicht 52 aufzuprägen. Wie aus 8 im oberen Teil ersichtlich ist, findet die Anregung der ersten und zweiten Schicht 51, 52 zeitlich separiert und sequentiell statt. Zunächst wird die Magnetisierung der ersten Schicht 51 mittels eines ersten Anregungspulses 70 aus der Ruhelage ausgelenkt. Transversalmagnetisierung wird in der ersten Schicht erzeugt. Der erste Kohärenzverlauf 53 der ersten Schicht 51 weist gleichzeitig eine Veränderung der Dephasierung über der Zeit auf.
Nach dem Anwenden zweier Magnetfeldgradienten 80b und 80c wird anschließend durch einen weiteren, zweiten Anregungspuls 71 die Magnetisierung der zweiten Schicht 52 aus der Ruhelage ausgelenkt. Zu diesem Zeitpunkt weist auch der zweite Kohärenzverlauf 54 eine Dephasierung auf. Es kann nun erwünscht sein, sowohl die erste Schicht 51 als auch die zweite Schicht 52 jeweils mit einer Korrekturphase 65a und 65b zu versehen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dies durch geeignete Dimensionierung der Magnetfeldgradienten 80a–80f möglich, wie im Folgenden näher erläutert wird.
In 8 ist eine sinc-förmige Amplitudenmodulation der Anregungspulse 70, 71 graphisch indiziert. Eine solche Amplitudenmodulation hat den Vorteil, dass ein besonders genau definiertes räumliches Anregungsprofil der Magnetisierung erreicht werden kann. Es ist jedoch möglich, eine andere Form der Amplitudenmodulation der Anregungspulse zu wählen. Zum Beispiel können der erste und zweite Anregungspuls 70, 71 eine Amplitudenmodulation aufweisen, die asymmetrisch gegenüber dem Punkt maximaler Amplitude ist. Wenn insbesondere die Asymmetrie in dem ersten Anregungspuls 70 entgegengesetzt zu dem zweiten Anregungspuls 71 ist, so kann dies vorteilhafter Weise bewirken, dass im Rahmen einer Spin-Echo-Messsequenz, bei der Refokussierungspulse Spin-Echo-Signale erzeugen, die Spin-Echo Zeiten der ersten und zweiten Schicht 51, 52 weniger stark abweichen. Hierbei sind die Spin-Echo Zeiten als die Zeitspanne zwischen dem Anregen eines Spin-Systems und dem Zeitpunkt des Auftretens des Spin-Echos definiert.
Die Magnetfeldgradienten 80a–80f seien jeweils mit einer Phasenänderung M_a – M_f assoziiert. Ein länger wirksamer bzw. stärkerer Magnetfeldgradient 80 hat hierbei eine stärkere Phasenänderung zur Folge. Es kann beispielsweise erwünscht sein, dem ersten Kohärenzverlauf 53 eine Korrektur-Magnetisierungsphase 65a aufzuprägen und dem zweiten Kohärenzverlauf 54 eine Korrektur-Magnetisierungsphase 65b. Die Korrektur-Magnetisierungsphase 65a sei quantifiziert durch eine Magnetisierungsphase M_x: M_x = M_a/2 – M_b + M_c + M_d – M_e + M_f. Des Weiteren sei die Korrektur-Magnetisierungsphase 65b durch eine Magnetisierungsphase M_Y quantifiziert: M_y = M_d/2 – M_e + M_f. Aus diesen zwei Gleichungen ergibt sich, dass die Dimensionierung der Gradientenfelder 80c und 80f durch folgende Gleichungen bestimmt werden kann: M_c = M_x – M_y und M_f = M_y, sofern beispielhaft M_a = M_b = M_d = 2M_e gewählt wird. Dementsprechend ist das Anwenden der Magnetfeldgradienten 80c und 80f mit einem ersten Korrekturschritt 61a und einem zweiten Korrekturschritt 61b zu assoziieren. Der gestrichelte Zweig des ersten Kohärenzverlaufs stellt hierbei den Verlauf ohne Korrekturschritt 61a dar. Wie ersichtlich ist, bewirkt Korrekturschritt 61a, dass die Korrekturmagnetisierungsphasen 65a, 65b der ersten und zweiten Schicht unterschiedlich dimensioniert sind. Nachdem wie anhand von 8 erläutert eine Korrektur-Magnetisierungsphase auf die zwei Schichten 51, 52 aufgeprägt wurde, kann die weitere Aufnahmesequenz gemäß einer herkömmlichen Schicht-Multiplexing-Messsequenzen fortgeführt werden.
Das in Bezug auf 8 obenstehend diskutierte Ausführungsbeispiel darf nicht als limitierend betrachtet werden. An Stelle der zeitlichen Separation der Anregungspulse wie oben erläutert, kann in entsprechender Weise auch eine zeitliche Separation von Refokussierungspulsen bei Spin-Echo-Messsequenzen vorgenommen werden. Es kann zum Beispiel zwischen einem auf eine erste Schicht wirkenden ersten Refokussierungspuls und einem auf eine zweite Schicht wirkenden zweiten Refokussierungspuls ein Gradientenmoment M_a, z. B. durch ein entsprechend dimensioniertes Gradientenfeld, aufgeprägt werden. Weiterhin kann nach dem zweiten Refokussierungspuls ein Gradientenmoment M_b aufgeprägt werden. Dann kann entsprechend den obigen Ausführungen in Bezug auf 8 eine Abhängigkeit von der ersten und zweiten Korrekturphase M_x und M_y hergeleitet werden: M_a = 1/2(M_x – M_y) und M_b = 1/2(M_x + M_y). Durch geeignete Dimensionierung der Gradientenfelder zwischen und nach den Refokussierungspulsen lässt sich so eine individuelle Korrekturphase auf die beiden Kohärenzverläufe aufprägen.
In 9 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das den Ablauf einer Schicht-Multiplexing-Messsequenz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt. Insbesondere wird gezeigt, wie eine Korrektur-Magnetisierungsphase aufgeprägt werden kann. Das Verfahren beginnt in Schritt 900. Zunächst wird in Schritt 901 eine Korrektur-Magnetisierungsphase der ersten Schicht berechnet. Das Berechnen einer Korrektur-Magnetisierungsphase kann zum Beispiel in Bezug auf die Korrektur von Maxwell-Feldtermen erfolgen. Es ist möglich, die Berechnung der Korrekturterme bei bekannter Anordnung der Messgeometrien bzw. bekannter Gradientenfeldstrukturen im Vorhinein durchzuführen. Das Berechnen der Korrektur-Magnetisierungsphase kann zum Beispiel in einer Rechnereinheit einer Magnetresonanzanlage gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgen. Während in der in 9 dargestellten Ausführungsform nur eine Korrektur-Magnetisierungsphase berechnet wird, ist es zum Beispiel auch möglich, in Schritt 901 die Korrektur-Magnetisierungsphase für weitere Schichten zu berechnen. Diese könnten in einem späteren Schritt entsprechend auf die weiteren Schichten aufgeprägt werden.
Sobald die Korrektur-Magnetisierungsphase in Schritt 901 berechnet wurde, fängt die eigentliche Messsequenz mit Schritten 902a und 902b an. In den Schritten 902a und 902b wird die Magnetisierung einer ersten und zweiten Schicht im Rahmen einer ersten und zweiten Aufnahmesequenz aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Typischerweise geschieht dies mittels Hochfrequenzanregungspulsen, die eine endliche Transversalmagnetisierung, d. h. eine Magnetisierung, die eine Komponente senkrecht zu einem statischen Grundmagnetfeld aufweist, erzeugt.
In Schritt 903 kann ein Phasenkorrekturschritt die in Schritt 901 berechnete Korrektur-Magnetisierungsphase auf den Kohärenzverlauf des Spinsystems der ersten Schicht aufprägen. Wie zuvor zum Beispiel im Zusammenhang mit der 5 oder 6 beschrieben, kann das Aufprägen einer Korrektur-Magnetisierungsphase selektiv auf das Spinsystem der ersten Schicht zum Beispiel durch die Verwendung von nicht-linearen Gradientenfeldern oder spezieller amplitudenmodulierter Hochfrequenzpulse geschehen. Es ist aber auch möglich, durch geschickte zeitliche Anordnung von Gradientenfeldern, die einen linearen örtlichen Verlauf aufweisen, jeweils im Rahmen der ersten und zweiten Aufnahmesequenz im Bezug auf die Anregungs- bzw. Refokussierungspulse der ersten und zweiten Schicht zu erreichen, dass die Kohärenzverläufe der ersten und zweiten Schicht eine unterschiedliche zeitliche Evolution aufweisen und damit der ersten Schicht eine Korrekturphase aufgeprägt werden kann. Dies wurde ausführlich anhand der 7 und 8 erläutert.
Nachdem in Schritt 903 in einem Phasenkorrekturschritt eine Korrektur-Magnetisierungsphase aufgeprägt wurde, kann in Schritten 904a–905b eine Schicht-Multiplexing-MR-Messsequenz im Zusammenhang mit Phasenmodifikations- und Ausleseschritten weiter durchgeführt werden. Diese Schritte entsprechen den Schritten 405a–406b, die im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurden. In Schritt 906 findet das Verfahren ein Ende.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustrier und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden.

Claims

Verfahren zur schichtselektiven Detektion fehlerhafter Magnetresonanz(MR)-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten (51, 52) eines Untersuchungsobjekts (11) abgebildet werden, mit den folgenden Schritten: – Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht (51) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf (53) der Magnetisierung assoziiert ist, – Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht (52) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf (54) der Magnetisierung assoziiert ist, – Durchführen eines schichtselektiven Korrekturdaten-Erfassungsschritts (40a, 40b) zur Aufnahme von MR-Signalen nur aus der ersten Schicht zu Korrekturzwecken, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird, wobei das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt umfasst: – Durchführen mindestens eines Korrekturhilfsschritts (41) zum Unterdrücken eines Signalbeitrages der zweiten Schicht (52) während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts (40a, 40b) und zum Wiederherstellen des ersten und des zweiten Kohärenzverlaufs (53, 54) nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt (40a, 40b).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Korrekturhilfsschritt (41) Gradientenfelder (80) zum Einbringen einer Korrekturhilfsphase derart umfasst, dass der zweite Kohärenzverlauf (54) während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts (40a, 40b) einen dephasierten Kohärenzverlauf aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Gradientenfelder einen nicht-linearen örtlichen Verlauf aufweisen und die Korrekturhilfsphase schichtspezifisch ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Korrekturhilfsschritt (41) eine Korrekturhilfsphase durch eine geeignete Amplituden- und/oder Phasenmodulation mindestens eines Hochfrequenzpulses aufprägt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmesequenzen jeweils umfassen: – einen Anregungsschritt (60) zum Auslenken der Magnetisierung aus einer Ruhelage, – einen Phasenmodifikationsschritt (64) zum Dephasieren und Rephasieren der Magnetisierung und – einen Ausleseschritt (62) zum Auslesen eines Signals der Magnetisierung in einer Signaldetektionszeitspanne.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei mindestens einer der Schritte Anregungsschritt und Phasenmodifikationsschritt einen Hochfrequenzpuls umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–6, wobei der Anregungsschritt (60) der ersten Schicht (51) und der Korrekturdaten-Erfassungsschritt (40a, 40b) vor dem Anregungsschritt (60) der zweiten Schicht (52) stattfinden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–6, wobei der Anregungsschritt (60) der ersten Schicht (51) und der Korrekturdaten-Erfassungsschritt (40a, 40b) nach dem Anregungsschritt (60) der zweiten Schicht stattfinden, und wobei der Korrekturhilfsschritt (41) vor dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt (40a, 40b) die Dephasierung des Signals der zweiten Schicht (52) gewährleistet und nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt (40a, 40b) die Signale der ersten und der zweiten Schicht (51, 52) rephasiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, wobei die Aufnahmesequenzen eine simultane Echo-Refokussierungssequenz umfassen und die Ausleseschritte (62) für alle Aufnahmesequenzen in der Signaldetektionszeitspanne zeitlich versetzt stattfinden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, wobei die Ausleseschritte (62) für alle Aufnahmesequenzen simultan in der Signaldetektionszeitspanne stattfinden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Anregungsschritte der Aufnahmesequenzen zumindest teilweise zeitlich überlappen und wobei die verschiedenen Schichten (51, 52) mittels Phase oder Frequenz des zugehörigen Signals unterschieden werden oder wobei mehrere Hochfrequenz-Spulen zur Durchführung der Aufnahmesequenzen verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Anregungsschritte (60) oder Phasenmodifikationsschritte (64) der verschiedenen Aufnahmesequenzen zeitlich versetzt stattfinden.
Magnetresonanzanlage zur schichtselektiven Detektion fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten eines Untersuchungsobjekts abgebildet werden, umfassend: eine Pulssequenzsteuerung, die konfiguriert ist die folgenden Schritte durchzuführen: – Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht (51) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf (53) der Magnetisierung assoziiert ist, – Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht (52) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf (54) der Magnetisierung assoziiert ist, eine Rechnereinheit, die konfiguriert ist, den folgenden Schritt durchzuführen: – Durchführen eines schichtselektiven Korrekturdaten-Erfassungsschritts (40a, 40b) zur Aufnahme von MR-Signalen nur aus der ersten Schicht zu Korrekturzwecken, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird, wobei das die Pulssequenzsteuerung weiterhin konfiguriert ist, den folgenden Schritt durchzuführen: – mindestens einen Korrekturhilfsschritt (41) zum Unterdrücken eines Signalbeitrages der zweiten Schicht (52) während des Korrekturdaten-Erfassungsschritts (40a, 40b) – Wiederherstellen des ersten und des zweiten Kohärenzverlaufs (53, 54) nach dem Korrekturdaten-Erfassungsschritt (40a, 40b).
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 13, die konfiguriert ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 12 durchzuführen.
Verfahren zur schichtselektiven Korrektur fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten (51, 52) eines Untersuchungsobjekts (11) abgebildet werden, mit den folgenden Schritten: – Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht (51) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf (53) der Magnetisierung assoziiert ist, – Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht (52) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf (54) der Magnetisierung assoziiert ist, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird, und – Durchführen mindestens eines Korrekturschritts (61a, 61b) zum Aufprägen einer schichtspezifischen Korrektur-Magnetisierungsphase (65) zur gezielten Veränderung des ersten Kohärenzverlaufs (53) unter Erhaltung des zweiten Kohärenzverlauf s (54).
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Aufnahmesequenzen jeweils umfassen: – einen Anregungsschritt (60) zum Anregen der Magnetisierung – einen Phasenmodifikationsschritt zum Dephasieren und Rephasieren der Magnetisierung und – einen Ausleseschritt (62) zum Auslesen eines Signals der Magnetisierung in einer Signaldetektionszeitspanne.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Aufnahmesequenzen eine simultane Echo-Refokussierungssequenz umfassen und die Ausleseschritte (62) für alle Aufnahmesequenzen in der Signaldetektionszeitspanne zeitlich versetzt stattfinden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Ausleseschritte (62) für alle Aufnahmesequenzen simultan in der Signaldetektionszeitspanne stattfinden und wobei die verschiedenen Schichten (51, 52) mittels Phase oder Frequenz des zugehörigen Signals unterschieden werden können oder mehrere Spulen zur Durchführung der Aufnahmesequenzen verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 18, wobei die Anregungsschritte zumindest teilweise zeitlich überlappen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–19, wobei der mindestens eine Korrekturschritt (61a, 61b) einen Hochfrequenzpuls zum Auslenken des Spinsystems durch geeignete Amplituden- und/oder Phasenmodulation so ausgestaltet, dass die Korrektur-Magnetisierungsphase während des Anwendens des Hochfrequenzpulses aufgeprägt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–20, wobei der mindestens eine Korrekturschritt (61a, 61b) Anwenden eines Gradientenfelds (80) zum Aufprägen der Korrektur-Magnetisierungsphase beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Gradientenfeld (80) einen nicht-linearen örtlichen Verlauf aufweist und die Korrekturphase schichtspezifisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, wobei ein erstes Gradientenfeld des Korrekturschritts vor einem Hochfrequenz-Refokussierungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird und ein zweites Gradientenfeld des Korrekturschritts nach einem Hochfrequenz-Refokussierungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21–23, wobei ein erstes Gradientenfeld des Korrekturschritts vor einem Hochfrequenz-Anregungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird und ein zweites Gradientenfeld des Korrekturschritts nach einem Hochfrequenz-Anregungspuls der zweiten Aufnahmesequenz angewendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16–24, wobei der Anregungsschritt der ersten Schicht und der Korrekturschritt vor dem Anregungsschritt der zweiten Schicht stattfinden.
Magnetresonanzanlage zur schichtselektiven Korrektur fehlerhafter MR-Bilddaten in Schicht-Multiplexing-Messsequenzen, bei denen mindestens zwei Schichten (51, 52) eines Untersuchungsobjekts (11) abgebildet werden, umfassend: – eine Pulssequenzsteuerung, die konfiguriert ist, die folgenden Schritte durchzuführen: – Durchführen einer ersten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer ersten Schicht (51) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem ersten zeitlichen Kohärenzverlauf (53) der Magnetisierung assoziiert ist, – Durchführen einer zweiten Aufnahmesequenz zur Aufnahme von MR-Daten aus einer zweiten Schicht (52) des Untersuchungsobjekts (11), die mit einem zweiten zeitlichen Kohärenzverlauf (54) der Magnetisierung assoziiert ist, wobei sich die erste und die zweite Aufnahmesequenz zumindest teilweise derart zeitlich überlappen, dass zu einem Zeitpunkt gleichzeitig die Magnetisierung der mindestens zwei Schichten genutzt wird, und – Durchführen mindestens eines Korrekturschritts (61a, 61b) zum Aufprägen einer schichtspezifischen Korrektur-Magnetisierungsphase (65) zur gezielten Veränderung des ersten Kohärenzverlaufs (53) unter Erhaltung des zweiten Kohärenzverlaufs (54).
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 26, die ausgestaltet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 16–25 durchzuführen.