DE102012208431A1 - Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortsselektiven Hochfrequenz-MR-Anregungspulsen - Google Patents

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Abstract

Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz-Anregungspulsen. Das Verfahren umfasst das Einstrahlen eines multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz-Anregungspulses (1) und das Erfassen einer Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos (21). Das Verfahren umfasst weiterhin das Berechnen einer Phasenkorrektur und das Berechnen einer Zeitkorrektur des multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz-Anregungspulses.

Description

  • Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz-Anregungspulsen und eine Magnetresonanzanlage.
  • Die Magnetresonanztomographie (MR) ist ein Bildgebungsverfahren, das die Aufnahme zweidimensionaler oder dreidimensionaler Bilddatensätze ermöglicht, die Strukturen im Inneren einer Untersuchungsperson mit hoher Auflösung abbilden können. Bei der MR werden die magnetischen Momente von Protonen in einem Untersuchungsobjekt in einem Grundmagnetfeld oder Hauptmagnetfeld (B0) ausgerichtet, sodass sich eine makroskopische Magnetisierung entlang einer longitudinalen Richtung einstellt. Diese wird anschließend durch das Einstrahlen von Hochfrequenz(HF)-Pulsen aus der Ruhelage parallel zum Grundmagnetfeld ausgelenkt (Anregung, TX). Es wird eine Transversalmagnetisierung erzeugt. Zur Einstrahlung werden typischerweise spezielle HF-Sendespulen einer MR-Anlage verwendet.
  • Der Zerfall der Transversalmagnetisierung zurück in die Ruhelage bzw. die Magnetisierungsdynamik wird anschließend mittels einer oder mehrerer HF-Empfangsspulen der MR-Anlage als MR-Daten detektiert (Bildgebung, RX). Hierbei wird eine Ortskodierung der erfassten MR-Daten durch das Anlegen verschiedener Magnetfeldgradienten (zur Schichtselektion, Phasenkodierung oder Frequenzkodierung) erzielt. Eine gezielte Dephasierung – Rephasierung der Transversalmagnetisierung zum Erhalten eines sog. Gradientenechos kann durch Anlegen von Gradientenfeldern geschehen. Die Gradientenfelder können entlang von Achsen (Gradientenachsen) eines Maschinenkoordinatensystems der MR-Anlage über dafür vorgesehene Spulen angelegt werden. Die verschiedenen Gradientenachsen können über getrennte Kanäle angesteuert werden. Es ist auch möglich durch das Einstrahlen eines HF-Pulses eine Rephasierung der Transversalmagnetisierung zu erhalten, sog. Spin-Echo. Die detektierten und derart ortsaufgelösten MR-Daten liegen zunächst in einem Ortsfrequenzraum (k-Raum) vor, und können durch anschließende Fourier-Transformation in den Ortsraum (Bildraum) transformiert werden. Durch das gezielt Schalten der Magnetfeldgradienten kann der k-Raum mit verschiedenen Trajektorien abgetastet werden, wobei eine herkömmliche und weit gebräuchliche Abtastung die aufeinanderfolgende Detektion von frequenzkodierten k-Raum Zeilen für verschiedene Phasenkodierungen umfasst. Ein entsprechendes, an der Ortskodierung ausgerichtetes Koordinatensystem wird als Phasen-Gradienten-Schicht „phase-gradient-slice“ (PGS) Koordinatensystem bezeichnet. Insbesondere kann das PGS Koordinatensystem an einem Patientenkoordinatensystem ausgerichtet sein, welches die anatomischen Ebenen (z.B. transversale-, sagittale- und koronale Ebenen) der Untersuchungsperson bestimmt.
  • In letzter Zeit wurden z.B. hinsichtlich von Bestrebungen, die Messzeit zu verkürzen, weiterentwickelte HF-Anregungspulse entwickelt, etwa zur multidimensionalen selektiven Anregung. Solche HF-Anregungspulse verwenden insbesondere spezielle k-Raum Trajektorien zur Anregung der Transversalmagnetisierung. Es können dadurch räumlich klar definierte und z.B. begrenzte Bereiche in zwei Dimensionen (2d) oder drei Dimensionen (3d) angeregt werden. Zum Beispiel können hierzu Gradientenfelder entlang mehrerer Achsen verwendet werden. Es ist auch möglich, eine spezielle Amplitudenmodulation des HF-Anregungspulses vorzusehen.
  • Dies wiederum kann es erlauben, die Anzahl der Abtastungspunkte zu begrenzen und dadurch die zur Durchführung einer gesamten Messsequenz benötigte Zeit zu verringern. Beispiele für solche Pulse sind etwa aus „Two-Dimensional Spatially-Selective RF Excitation Pulses in Echo-Planar Imaging" von S. Riesenberg et al. in Mag. Reson. Med. 47 (2002) 1186–1193 bekannt. Solche HF-Anregungspulse sind z.B. als echoplanare ortselektive HF-Anregungspulse bekannt oder können spiralförmige Trajektorien verwenden.
  • Aufgrund der höheren Komplexität im Gegensatz zu herkömmlichen eindimensionalen (1d) HF-Anregungspulsen, z.B. mit einem konstanten Gradientenfeld, also schichtselektive Anregung, kann jedoch bei multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen eine höhere Anfälligkeit gegenüber Artefaktbildung bei Systemungenauigkeiten auftreten. Insbesondere können Phasenfehler auftreten, d.h. fehlerhafte Phasen während des HF-Anregungspulses.
  • Eine Klasse von Systemungenauigkeiten betrifft systematische Fehlerquellen, die systeminhärent sind und typischerweise systematisch vorliegen und insbesondere keine oder nur eine geringe zeitliche Abhängigkeit aufweisen: zum Beispiel können Zeitsynchronisationsfehler der MR-Anlagen Artefakte und Fehler in der Abarbeitung der k-Raum Trajektorien während der Anregung bewirken. Dies betrifft insbesondere systematische Zeitverschiebungen zwischen der Amplitude bzw. der Phase des HF-Anregungspulses und den Gradientenfeldern und / oder zwischen der Amplitude bzw. Phase des HF-Anregungspulses und der Hochfrequenz etwa eines numerisch kontrollierten Oszillators. Weitere Quellen für Artefakte können Gradientenverzögerung zwischen den verschiedenen Gradientenachsen, fehlerhafte Amplituden der Gradienten, eine kanalspezifische und / oder globale Verzögerung der Hochfrequenz der HF-Anregungspulse und der Gradientenfelder sein. Solche Artefakte sind als „TX ghosting“ oder „phase mismatch" bekannt; siehe hierzu „Calibration of Echo-Planar 2D-Selective RF Excitation Pulses" von M. Oelhafen et al. in Mag. Reson. Med. 52 (2004) 1136–1145, sowie „Robust Spatially Selective Excitation Using Radiofrequency Pulses Adapted to the Effective Spatially Encoding Magnetic Fields" von J. T. Schneider et al. in Mag. Reson. Med 65 (2011) 409–421.
  • Eine weitere Klasse von Systemungenauigkeiten betrifft zeitlich variable Fehlerquellen: Komponentenerhitzung und Systemparameterdrift im Allgemeinen und Komponenteninstabilitäten. Auch die Untersuchungsperson selbst kann insbesondere zeitabhängige Fehlerquellen eröffnen, z.B. durch eine Gesamtbewegung der Untersuchungsperson, Organbewegung oder physiologische Veränderungen wie Herzschlag, Atmung oder Gehirnbewegung. Zum Beispiel kann eine Organbewegung eine Verschiebung der Regionen unterschiedlicher Suszeptibilitäten bewirken, was wiederum in zeitabhängige B0-bedingte Artefakte resultiert. Darüber hinaus können Wirbelströme, die sich während der Anwendung des HF-Anregungspulses entwickeln, die Phasen und die k-Raum Trajektorie beeinflussen, was wiederum Artefakte bewirken kann.
  • Die oben genannten zeitabhängigen Fehlerquellen haben eine besondere Bedeutung für MR-Messsequenzen mit wiederholter Bildgebung, also etwa „multi-slice EPI“. Hierbei wird wiederholt und mehrfach eine Transversalmagnetisierung angeregt, zum Beispiel um unterschiedliche Schichten bzw. Bereiche abzubilden. Solche MR-Messsequenzen können aber auch unterschiedliche wiederholte Präparation der Transversalmagnetisierung beinhalten, etwa Diffusionskodierung, Spinlabeling oder die Verwendung von Kontrastmitteln für funktionale MR (fMR), Perfusions- oder Diffusionsbildgebung. Solche Messsequenzen können sich über den Zeitraum von Minuten erstrecken.
  • Diesbezüglich ist es vielfach nicht oder nur eingeschränkt möglich, eine hohe Stabilität der Systemparameter bzw. der Parameter des Messsystems zu gewährleisten, sodass auch eine umfassende, einzelne Kalibrierung zur Korrektur von Phasenfehlern zu Beginn der Messsequenz, wie sie aus den oben genannten Publikationen von J. T. Schneider et al. und M. Oelhafen et al. bekannt ist, nur eine begrenzte Gültigkeitsdauer aufweisen kann. Darüber hinaus weisen diese bekannten Kalibrations-Techniken weitere Nachteile auf: häufig wird für die Durchführung der Kalibrierung eine vergleichsweise lange Zeitdauer benötigt, sodass sich die Zeit der gesamten Messsequenz ungewollt erhöht. Auch kann es notwendig sein, diese Kalibrations-Techniken als separate Sequenzen z.B. vor der eigentlichen Messsequenz durchzuführen, was eine besonders komplizierte Implementierung in Bezug auf den Betrieb der MR-Anlage notwendig machen kann.
  • Die verschiedensten Aspekte wurden obenstehend in Bezug auf die Anregung der Transversalmagnetisierung dargelegt. Jedoch sollte verstanden werden, dass ähnlich gelagerte Probleme und Systemungenauigkeiten auch in Bezug auf die Bildgebung auftreten können: komplizierte k-Raum Trajektorien können nicht nur während der Anregung, sondern auch für die Bildgebung verwendet werden. Dort können entsprechende Probleme und Artefakte auftreten, was insbesondere eine Zeitsynchronisation der Amplitude und Phase des HF-Anregungspulses und der Gradientenfelder, sowie der Amplitude und Phase des HF-Anregungspulses und der Hochfrequenz des HF-Anregungspulses bedingt. Beispiele für solche Bildgebung sind zum Beispiel echoplanare Bildgebung (EPI), insbesondere Varianten davon, wie sie dem Fachmann unter den folgenden Begriffen bekannt sind: „blipped EPI“, „spiral EPI“ oder radiale EPI Aufnahmesequenzen.
  • In Anbetracht der verschiedensten obenstehenden Punkte besteht ein Bedarf, verbesserte Techniken zur Kalibration bei der Verwendung von MR-Messsequenzen mit multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
  • Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen einer Magnetresonanz(MR)-Messsequenz. Das Verfahren umfasst das Einstrahlen eines multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses unter Verwendung zugehöriger Anregungs-Gradientenfelder zum Anregen einer Transversalmagnetisierung in einem vorbestimmten Bereich. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erfassen einer Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos der angeregten Transversalmagnetisierung unter Verwendung von zugehörigen positiven und negativen Kalibrations-Gradientenfeldern, wobei die Kalibrations-Gradientenechos jeweils Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen jeweils eines Phasengangs der Kalibrationsdaten und das Bestimmen jeweils einer Phasenverschiebung der Kalibrationsdaten. Das Verfahren umfasst weiterhin das Berechnen einer Phasenkorrektur des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses, basierend auf der Phasenverschiebung, und das Berechnen einer Zeitkorrektur des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses, basierend auf dem Phasengang. Das Verfahren umfasst weiterhin das Einstrahlen eines weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses unter Verwendung der Phasenkorrektur und der Zeitkorrektur.
  • Zum Beispiel kann die k-Raum Zeile das k-Raum Zentrum umfassen. Zum Beispiel kann die Phasenverschiebung der Kalibrationsdaten eine Phasenverschiebung gegenüber einer Referenzphase, z. B. einer entsprechenden MR-Anlage sein. Der Phasengang kann insbesondere eine Änderung der Phase der Kalibrationsdaten als Funktion der Frequenz bezeichnen. Es kann möglich sein, die Phasenverschiebung einer entsprechenden Phasenkorrektur des HF-Anregungspulses in der Zeitdomäne zuzuordnen, sowie den Phasengang einer Zeitverschiebung in der Zeitdomäne des HF-Anregungspulses, z. B. gegenüber einer Hochfrequenz des HF-Anregungspulses oder gegenüber den Anregungs-Gradientenfeldern, zuzuordnen. Durch gezieltes Verzögern oder früheres Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses, kann so die Zeitkorrektur bewirkt werden.
  • Insbesondere sind dem Fachmann aus der Literatur Verfahren bekannt, welche das Bestimmen des Phasengangs und das Bestimmen der Phasenverschiebung aus den Kalibrationsdaten erlauben. Zum Beispiel offenbart die Patentschrift DE 44 45 782 C1 entsprechende Techniken. Jedoch sollte verstanden werden, dass anders als in dieser Patentschrift das nachträgliche Bestimmen der Phasenfehler, das heißt des Phasengangs und der Phasenverschiebung, bzw. das Berechnen der entsprechenden Korrekturwerte, die diesbezüglich fehlerhafte Anregung durch den multidimensionalen HF-Anregungspuls nicht oder nur eingeschränkt korrigieren kann. Dies ist der Fall, da zum Zeitpunkt des Verüfgbarwerdens der Korrekturwerte die Anregung der Transversalmagnetisierung bereits abgeschlossen ist und daher die Anregung nicht mehr geändert werden kann. Deshalb kann durch das erneute Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses die nachfolgend angeregte Transversalmagnetisierung unter Berücksichtigung der Korrekturwerte, z. B. für eine entsprechende bildgebende Aufnahmesequenz, verwendet werden.
  • Der multidimensionale ortselektive HF-Anregungspuls und der vorbestimmte Bereich können in einem Patientenkoordinatensystem definiert sein. Das Einstrahlen kann entlang von bestimmten Achsen eines MR-Anlagenkoordinatensystems erfolgen, die sich aus einer Koordinatentransformation aus dem Patientenkoordinatensystem in das MR-Anlagenkoordinatensystem ergeben. Das MR-Anlagenkoordinatensystem kann auch als Maschinenkoordinatensystem bezeichnet werden. Zum Beispiel kann das Patientenkoordinatensystem das PGS-Koordinatensystem sein. Insbesondere kann das Patientenkoordinatensystem an eine Anatomie einer Untersuchungsperson angepasst sein, d. h. zum Beispiel entlang der anatomischen Hauptebenen orientiert sein. Das MR-Anlagenkoordinatensystem kann z. B. maßgeblich durch die Anordnung von Gradientenspulen, welche die Gradientenfelder erzeugen, bestimmt sein, also entlang der Gradientenachsen orientiert sein. Dies bedeutet, dass vorteilhafter Weise die Ortskordierung bezüglich dieses Patientenkoordinatensystems festgelegt bzw. definiert werden kann.
  • Zum Beispiel kann, falls notwendig, ein Gradientenfeld, welches in dem Patientenkoordinatensystem entlang einer bestimmten Achse orientiert ist, durch eine Superposition von zwei oder drei Gradientenfeldern entlang der verschiedenen Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems eingestrahlt werden. Dies kann z. B. insbesondere dann der Fall sein, wenn die Phasen-Achse des Patientenkoordinatensystems rotiert gegenüber dem MR-Anlagenkoordinatensystem ist.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Detektieren von MR-Daten mit einer bildgebenden Gradientenechosequenz unter Verwendung von Aufnahme-Gradientenfeldern zum Erfassen der MR-Daten aus Ausnahme-Gradientenechos umfassen, wobei die MR-Daten den vorbestimmten Bereich abbilden und wobei die Aufnahmegradientenfelder in dem Patientenkoordinatensystem definiert sind. Aus den MR-Daten kann z. B. ein MR-Bild erstellt werden.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Korrigieren der MR-Daten durch Entfernen des Phasengangs und der Phasenverschiebung beinhalten. Es sollte verstanden werden, dass auch nach Abschluss des Detektierens der MR-Daten mit der bildgebenden Gradientenechosequenz die MR-Daten nachträglich, zum Beispiel durch Subtrahieren des Phasengangs und der Phasenverschiebung, korrigiert werden können. Es sollte verstanden werden, dass eine entsprechende Korrektur im Nachhinein in Bezug auf den multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls nicht oder nur eingeschränkt möglich sein kann, da die fehlerhafte Anregung der Transversalmagnetisierung alle nachfolgenden Verfahrensschritte maßgeblich beeinflussen kann.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Erfassen einer Anzahl von weiteren Kalibrations-Gradientenechos der angeregten Transversalmagnetisierung unter Verwendung von zugehörigen positiven und negativen weiteren Kalibrations-Gradientenfeldern umfassen, wobei die weiteren Kalibrations-Gradientenechos jeweils weitere Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen. Das Verfahren kann weiterhin das Bestimmen jeweils eines weiteren Phasengangs der weiteren Kalibrationsdaten und das Bestimmen jeweils einer weiteren Phasenverschiebung der weiteren Kalibrationsdaten umfassen. Das Verfahren kann weiterhin das Berechnen einer weiteren Phasenkorrektur basierend auf der weiteren Phasenverschiebung und das Berechnen einer weiteren Zeitkorrektur basierend auf dem weiteren Phasengang umfassen, sowie das Korrigieren der MR-Daten durch Entfernen des weiteren Phasengangs und der weiteren Phasenverschiebung.
  • Die k-Raum Zeile der weiteren Kalibrationsdaten kann wiederum das k-Raum Zentrum umfassen. In anderen Worten kann das Verfahren gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt der Erfindung das Bestimmen von Korrekturwerten separat einerseits für die Anregung, d. h. den multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls, und andererseits für die Bildgebung, d. h. die Gradientenechosequenz zum Detektieren der MR-Daten, beinhalten. Dies kann es erlauben, die Kalibrationsparameter besonders gut an die beiden Fälle anzupassen und derart eine besonders genaue Bestimmung der Phasenfehler bzw. Berechnung der Korrekturwerte (Phasenkorrektur und Zeitkorrektur) zu ermöglichen.
  • Hierbei kann eine Dauer der weiteren Kalibrations-Gradientenfelder gleich einer Dauer der Aufnahme-Gradientenfelder sein und/oder einer Amplitude der weiteren Kalibrations-Gradientenfelder gleich einer Amplitude der Aufnahme-Gradientenfelder sein. Insbesondere kann es nämlich möglich sein, dass die Phasenfehler, d. h. der Phasengang und die Phasenverschiebung, abhängig von der Dauer der entsprechenden Gradientenfelder und/oder deren Amplitude ist. Dann können die abgestimmten Parameter eine besonders hohe Genauigkeit der Korrekturwerte erlauben.
  • Dementsprechend kann eine Dauer der Kalibrations-Gradientenfelder gleich einer Dauer der Anregungs-Gradientenfelder sein und/oder eine Amplitude der Kalibrations-Gradientenfelder gleich einer Amplitude der Anregungs-Gradientenfelder sein. Indem nämlich die weiteren Kalibrations-Gradientenfelder auf die entsprechenden Parameter der Aufnahme-Gradientenfelder der Gradientenechosequenz abgestimmt sind bzw. die Parameter der Kalibrations-Gradientenfelder auf die Parameter der entsprechenden Anregungs-Gradientenfelder des HF-Anregungspulses abgestimmt sind, kann eine besonders genaue Bestimmung der Phasenfehler möglich sein. Z.B. können nämlich die Phasenfehler selbst von der Amplitude bzw. der Dauer der Gradientenfelder abhängig sein. Unterscheiden sich die Parameter für die Anregungs-Gradienetenfelder und die Aufnahme-Gradientenfelder, so kann es wünschenswert sein, separate Korrekturwerte zu bestimmen. Entsprechend kann es aber auch möglich sein, die Korrekturwerte, welche aus dem Phasengang und der Phasenverschiebung, d.h. aus den Kalibrations-Gradientenfeldern erhalten werden, auch für die Aufnahme-Gradientenfelder zu verwenden. Dies kann es erlauben, eine zur Durchführung der Kalibration, d. h. für eine Kalibrations-Aufnahmesequenz, benötigte Zeit zu verringern, da weniger Kalibrations-Gradientenechos erfasst werden müssen.
  • Das Erfassen der Anzahl von Kalibrations-Echos, das Bestimmen des Phasengangs und der Phasenverschiebung und das Berechnen der Phasenkorrektur und der Zeitkorrektur kann jeweils entlang solcher Achsen des Patientenkoordinatensystems erfolgen, für welche der multidimensionale ortselektive HF-Anregungspuls definiert ist. Die k-Raum Zeile kann jeweils entlang einer Achse des Patientenkoordinatensystems angeordnet sein.
  • In anderen Worten kann für gerade diejenigen Achsen des Patientenkoordinatensystems jeweils die Phasenverschiebung und der Phasengang bestimmt werden, für welche während des HF-Anregungspulses und / oder des weiteren HF-Anregungspulses ein Anregungs-Gradientenfeld verwendet wird. Dies kann es einerseits erlauben, die Anzahl an benötigten Kalibrations-Gradientenechos zu begrenzen, so dass ein besonders schnelles Erfassen der Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos möglich ist – andererseits kann es auch erlauben, die Phasenfehler für alle verwendeten Achsen des Patientenkoordinatensystems zu bestimmen. Die k-Raum Zeile kann dann entlang der jeweils entsprechenden Achse des Patientenkoordinatensystems angeordnet sein.
  • Insbesondere kann es möglich sein, dass das Berechnen der Phasenkorrektur und das Berechnen der Zeitkorrektur individuell für die Achsen des Patientenkoordinatensystems erfolgt und das Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses basierend auf den berechneten individuellen Phasenkorrekturen und Zeitkorrekturen für die Achsen des Patientenkoordinatensystems erfolgt.
  • In anderen Worten können die entsprechenden Schritte des Erfassens der Kalibrations-Gradientenechos des Bestimmens der Phasenfehler und das Berechnen der Korrekturwerte jeweils getrennt und/oder sequentiell für die verschiedenen Achsen des Patientenkoordinatensystems, z. B. für diejenigen Achsen, welche während des HF-Anregungspulses verwendet werden, erfolgen. Dann kann es möglich sein, die Korrekturwerte individuell zu berechnen, was eine erhöhte Genauigkeit in der Bestimmung ermöglichen kann.
  • Es ist auch möglich, dass das Erfassen der Anzahl der Kalibrations-Gradientenechos, das Bestimmen des Phasengangs und der Phasenverschiebung und das Berechnen der Phasenkorrektur und der Zeitkorrektur jeweils entlang von drei orthogonalen Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems erfolgt. Die k-Raum Zeile kann jeweils entlang einer Achse des MR-Anlagenkoordinatensystems angeordnet sein.
  • In anderen Worten kann es möglich sein, die Korrekturwerte separat und/oder sequentiell für alle drei Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems zu bestimmen. Insbesondere können die Phasenfehler oder Teile der Phasenfehler abhängig von dem jeweiligen Kanal eines Gradientensystems der entsprechenden MR-Anlage sein. Daher kann das individuelle Erfassen von Kalibrationsechos für die drei Gradientenachsen des MR-Anlagenkoordinatensystems, welche z.B. durch die drei Kanäle des Gradientensystems der entsprechenden MR-Anlage festgelegt sind, den Effekt aufweisen, dass die unterschiedlichen Phasenfehler individuell bestimmt werden können und die Korrekturwerte darauf basierend berechnet werden können. Dies kann eine besonders genaue Berechnung der Korrekturwerte ermöglichen.
  • Insbesondere kann es möglich sein, bei vorhandenen Korrekturwerten für alle Achsen im MR-Anlagenkoordinatensystem beliebig orientierte Anregungs-Gradientenfelder, welche im Patientenkoordinatensystem definiert sind, zu korrigieren. Dies ist der Fall, da ein Anregungs-Gradientenfeld durch eine Super-Position entsprechender Gradientenfelder im MR-Anlagenkoordinatensystem dargestellt werden kann.
  • Das Berechnen der Phasenkorrektur und das Berechnen der Zeitkorrektur kann individuell für die drei orthogonalen Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems erfolgen, wobei das Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses basierend auf den berechneten individuellen Phasenkorrekturen und Zeitkorrekturen für die drei orthogonalen Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems erfolgt.
  • Insbesondere kann die Anzahl der Kalibrations-Gradientenechos gleich 3 sein, wobei zwei positive und ein negatives Gradientenfeld verwendet werden, und wobei das Verfahren weiterhin das Mitteln der zwei Kalibrations-Gradientenechos mit zugehörigem positivem Gradientenfeld umfasst. Insbesondere kann das Mitteln derjenigen Kalibrations-Gradientenechos mit zugehörigem positivem Kalibrations-Gradientenfeld vor dem Bestimmen der Phasenfehler erfolgen. Dann können die Phasenfehler für zwei Kalibrationsdaten, d. h. mit positivem und negativem Gradientenfeld, bestimmt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine MR-Anlage, welche ein Sendesystem umfasst, das konfiguriert ist, um einen multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls unter Verwendung zugehöriger Anregungs-Gradientenfelder zum Anregen einer Transversalmagnetisierung in einem vorbestimmten Bereich einzustrahlen. Die MR-Anlage umfasst weiterhin ein Empfangssystem, welches konfiguriert ist, eine Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos der angeregten Transversalmagnetisierung unter Verwendung von zugehörigen positiven und negativen Kalibrations-Gradientenfeldern zu erfassen, wobei die Kalibrations-Gradientenechos jeweils Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen. Die MR-Anlage umfasst weiterhin eine Kalibrationseinheit, welche konfiguriert ist, die folgenden Schritte durchzuführen: Bestimmen jeweils eines Phasengangs der Kalibrationsdaten; und Bestimmen jeweils einer Phasenverschiebung der Kalibrationsdaten; und Berechnen einer Phasenkorrektur des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses basierend auf der Phasenverschiebung; und Berechnen einer Zeitkorrektur des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses basierend auf dem Phasengang. Das HF-Sendesystem ist weiterhin konfiguriert ist, einen weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses unter Verwendung der Phasenkorrektur und der Zeitkorrektur einzustrahlen.
  • Für eine solche MR-Anlage können Effekte erzielt werden, die denjenigen Effekten entsprechen, die für ein Verfahren zum Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen in der MR-Bildgebung erzielt werden können.
  • Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren von Phasenfehlern bei einer Magnetresonanz(MR)-Messsequenz, bei der eine Vielzahl von sequentiell eingestrahlten multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz(HF)-Anregungspulsen mit verschiedenen Anregungsparametern verwendet wird. Das Verfahren umfasst das Einstrahlen eines multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz(HF)-Anregungspulses zum Anregen einer Transversalmagnetisierung mit bestimmten Anregungsparametern. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erfassen einer Vielzahl von Kalibrations-Gradientenechos der angeregten Transversalmagnetisierung und das Berechnen eines Korrekturwertes für einen Phasengang des HF-Anregungspulses und eines Korrekturwertes für eine Phasendifferenz des HF-Anregungspulses aus der Vielzahl von Kalibrations-Gradientenechos. Das Verfahren umfasst weiterhin das Detektieren von MR-Daten mit einer bildgebenden Aufnahmesequenz, wobei die Aufnahmesequenz die Transversalmagnetisierung mit den bestimmten Anregungsparametern betrifft, und das Einstrahlen eines weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses zum Anregen einer weiteren Transversalmagnetisierung mit weiteren bestimmten Anregungsparametern, wobei das Einstrahlen des weiteren HF-Anregungspulses den berechneten Korrekturwert für den Phasengang und den berechneten Korrekturwert für die Phasendifferenz berücksichtigt.
  • Zum Beispiel kann die Aufnahmesequenz eine Gradientenecho-Aufnahmesequenz oder Spin-Echo-Aufnahmesequenz sein. Die Anregungsparameter der HF-Anregungspulse können zum Beispiel einen bestimmten Bereich in einem Körperinneren einer Untersuchungsperson betreffen, bzw. andere Parameter wie z. B. eine Trajektorie, mit welcher ein k-Raum während des Einstrahlens des HF-Anregungspulses abgetastet wird. Mögliche Trajektorien sind z. B: spiralförmig, zeilenweise oder radial. Entsprechende Ausführungsformen derartiger multidimensionaler ortselektiven HF-Anregungspulsen sind dem Fachmann z. B. aus der eingangs genannten Publikation von S. Riesenberg et al. bekannt.
  • Das Erfassen der Vielzahl von Kalibrations-Gradientenechos kann z. B. im Rahmen einer Kalibrations-Aufnahmesequenz durchgeführt werden. Das Berechnen der Korrekturwerte für den Phasengang und die Phasendifferenz, d.h. für die Phasenfehler, kann z. B. mittels bekannter Techniken, wie sie u.a. aus der Patentschrift DE 44 45 782 C1 bekannt sind, durchgeführt werden. Diesbezüglich können zum Beispiel zwei oder drei Kalibrations-Gradientenechos mit unterschiedlichen Vorzeichen der zugehörigen Kalibrations-Gradientenfelder erfasst werden. Zum Beispiel können zwei Kalibrations-Gradientenfelder mit positivem Vorzeichen verwendet werden und eines mit negativem Vorzeichen. Insbesondere können die Korrekturwerte eine zeitliche Verschiebung einer Amplitude des HF-Anregungspulses gegenüber im Rahmen des HF-Anregungspulses verwendeten Anregungs-Gradientenfeldern bzw. gegenüber der HF-Komponente des HF-Anregungspulses betreffen. Typischerweise kann eine solche zeitliche Verschiebung den Phasengang in der Frequenzdomäne (Änderung der Phase über der Frequenz) bewirken.
  • Es sollte verstanden werden, dass der HF-Anregungspuls und der weitere HF-Anregungspuls unterschiedliche Anregungsparameter aufweisen können: Insofern kann das Korrigieren des weiteren HF-Anregungspulses mit den für den zuerst eingestrahlten HF-Anregungspuls bestimmten Korrekturwerten inhärent fehlerbehaftet sein. Eine Abwägung zwischen einer Genauigkeit der Korrektur und einer Messzeitdauer kann jedoch die entsprechenden Techniken befürworten.
  • Durch das sukzessive Berücksichtigen der berechneten Korrekturwerte für den Phasengang und die Phasendifferenz bei dem Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses kann darüber hinaus eine fortlaufend angepasste Korrektur der Phasenfehler über die Zeitdauer der MR-Messsequenz erreicht werden. Dies kann insbesondere Vorteile in Bezug auf zeitliche Abhängigkeiten der Phasenfehler aufweisen. Zum Beispiel können die Phasenfehler durch die Wirbelströme bzw. Drifts oder Bewegungen der Untersuchungsperson und/oder der Komponenten der entsprechenden MR-Anlage bewirkt werden, so dass das Berücksichtigen jeweils aktueller Korrekturwerte für den Phasengang und die Phasendifferenz eine verbesserte Genauigkeit ermöglicht – insbesondere im Gegensatz zu einem einmaligen Kalibrieren zu Beginn der Messsequenz.
  • Das Berechnen des Korrekturwertes und das Detektieren der MR-Daten kann zumindest teilweise zeitgleich geschehen. Es ist auch möglich, dass das Berechnen des Korrekturwertes bis zum Ende des Detektierens der MR-Daten abgeschlossen ist. Da das Berechnen der Korrekturwerte für den Phasengang und für die Phasendifferenz keine besonders großen Rechenkapazitäten benötigt, kann es auch bei herkömmlichen MR-Anlagen innerhalb weniger Millisekunden abgeschlossen sein. Dies kann es ermöglichen, während dem Durchführen der Aufnahmesequenz, welche typischerweise eine Zeitdauer von einigen 10 Millisekunden bis hin zu 1 Sekunde aufweist, die Korrekturwerte fertig zu berechnen. Dies kann es insbesondere ermöglichen, dass zum Zeitpunkt des Einstrahlens des nachfolgenden weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses die Korrekturwerte fertig berechnet sind und derart berücksichtigt werden können.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Korrigieren der detektierten MR-Daten, basierend auf dem berechneten Korrekturwert für den Phasengang und/oder basierend auf dem berechneten Korrekturwert für die Phasendifferenz umfassen. Zum Beispiel kann von den MR-Daten nachträglich, d.h. nach dem Detektieren z.B. im Rahmen einer Nachbearbeitung der MR-Daten, der Korrekturwert für den Phasengang und/oder für die Phasendifferenz subtrahiert werden, so dass korrigierte MR-Daten erhalten werden, welche keine oder nur geringe Phasenfehler aufweisen, insbesondere im Vergleich zu den nicht korrigierten MR-Daten. Dies kann eine Genauigkeit in der MR-Bildgebung oder der aus den MR-Daten abgeleiteten physikalischen Messgrößen, z.B. Diffusionskoeffizienten etc., bewirken. In anderen Worten kann eine Unsicherheit in den abgeleiteten physikalischen Messgrößen geringer sein.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Detektieren von weiteren MR-Daten mit der Aufnahmesequenz umfassen, wobei die Aufnahmesequenz die weitere Transversalmagnetisierung betrifft, und wobei das Detektieren der weiteren MR-Daten basierend auf dem berechneten Korrekturwert für den Phasengang und den berechneten Korrekturwert für die Phasendifferenz geschieht. Während es, wie voranstehend erläutert, einerseits möglich ist, nachfolgend die detektierten MR-Daten basierend auf den Korrekturwerten zu korrigieren, kann es auch möglich sein, bereits während dem Durchführen der Aufnahmesequenz durch geeignete Korrekturen, z. B. von in der Aufnahmesequenz verwendeten Aufnahme-Gradientenfehlern, die Phasenfehler zu verringern bzw. von vorneherein zu unterdrücken. Dies kann eine verbesserte Genauigkeit der detektieren MR-Daten bewirken, da bereits während des Durchführens der Aufnahmesequenz Phasenfehler vermieden werden können.
  • Das Verfahren kann weiterhin das Durchführen einer Vorkalibration zu Beginn der MR-Messsequenz umfassen, wobei die Vorkalibration Phasenfehler von k-Raum Trajektorien bestimmt und darauf basierend einen initialen Korrekturwert für den Phasengang und initialen Korrekturwert für eine Phasendifferenz bereitstellt, wobei das Einstrahlen des HF-Anregungspulses und das Detektieren der MR-Daten basierend auf den berechneten initialen Korrekturwert für die Phasendifferenz geschieht.
  • Zum Beispiel können umfassende und vergleichsweise zeitintensive Kalibrations-Aufnahmesequenzen für die Vorkalibration verwendet werden, wie sie dem Fachmann z. B. aus den eingangs genannten Publikationen von M. Oelhafen et al. sowie J. T. Schneider et al. bekannt sind. Solche Vorkalibrationen können z. B. die Phasenfehler mit einer k-Raum Ortsauflösung bereitstellen, so dass für verschiedenste HF-Anregungspulse, welche z. B. unterschiedliche Bereiche des k-Raums betreffen, jeweils initiale Korrekturwerte für den Phasengang und die Phasendifferenz verfügbar sein können.
  • Weiterhin kann es das obenstehend beschriebene Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren der Phasenfehler jeweils das sequentielle Korrigieren von nachfolgenden weiteren HF-Anregungspulsen mit vorangehend berechneten Korrekturwerten erlauben. Jedoch kann das Durchführen der Vorkalibration erlauben, dass bereits für den ersten eingestrahlten ortselektiven HF-Anregungspuls der MR-Messsequenz entsprechende Korrekturwerte für den Phasengang und die Phasendifferenz berücksichtigt werden können.
  • Die Vorkalibration kann weiterhin das Einstrahlen eines initialen multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses zum Anregen einer initialen Transversalmagnetisierung mit bestimmen initialen Anregungsparametern und das Erfassen einer Vielzahl von initialen Kalibrations-Gradientenechos der initialen Transversalmagnetisierung umfassen. Die Vorkalibration kann weiterhin das Berechnen des initialen Korrekturwertes für den Phasengang des initialen HF-Anregungspulses und des initialen Korrekturwertes für die Phasendifferenz des initialen HF-Anregungspulses aus der Vielzahl von initialien Kalibrations-Gradientenechos umfassen.
  • Die MR-Messsequenz kann eine funktionale Magnetresonanztomographie oder eine Diffusions-Magnetresonanztomographie oder eine Perfusions-Magnetresonanztomographie betreffen. Entsprechende Techniken sind dem Fachmann bekannt. Allen diesen Techniken kann es jedoch gemein sein, dass sequentiell mehrere HF-Anregungspulse verwendet werden, z. B. um für unterschiedliche Schichten und/oder Bereiche der Untersuchungsperson MR-Daten zu detektieren, und / oder um MR-Daten für unterschiedliche Diffusions-Kodierungen zu detektieren. In jedem Fall kann es möglich sein, die berechneten Korrekturwerte für die Phasendifferenz und den Phasengang für jeweils nachfolgende HF-Anregungspulse, z. B. insbesondere für den unmittelbar nachfolgenden HF-Anregungspuls, zu berücksichtigen.
  • Das Berechnen des Korrekturwertes für den darauffolgenden weiteren HF-Anregungspuls kann über im Wesentlichen die gesamte Dauer der MR-Messsequenz wiederholt werden. Dies kann es ermöglichen, eine Zeitabhängigkeit der Phasenfehler durch kontinuierliches Neuberechnen der Korrekturwerte zu berücksichtigen und derart die entsprechenden zeitabhängigen Fehler zu minimieren.
  • Der Korrekturwert für den Phasengang kann eine Zeitkorrektur des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses betreffen und der Korrekturwert für die Phasendifferenz kann eine Phasenkorrektur des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses betreffen. Z.B. kann der Korrekturwert den Phasengang in Schichtselektionsrichtung betreffen. Z.B. kann die Phasendifferenz eine Differenz zwischen zwei Echos, d.h. Echo zu Echo, bezeichnen. Insbesondere kann nämlich ein Phasengang in der Frequenzdomäne durch eine Zeitverschiebung des HF-Anregungspulses gegenüber der Hochfrequenz oder dem verwendeten Anregungs-Gradientenfelder betreffen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzanlage (MR-Anlage), welche ein Sendesystem, ein Empfangssystem und eine Kalibrationseinheit umfasst. Das Sendesystem ist konfiguriert, um einen multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls zum Anregen einer Transversalmagnetisierung mit bestimmten Anregungsparametern einzustrahlen. Das Empfangssystem ist konfiguriert, um eine Vielzahl von Kalibrations-Gradientenechos der angeregten Magnetisierung zu erfassen und um MR-Daten mit einer bildgebenden Aufnahmesequenz zu detektieren, wobei die Aufnahmesequenz die Transversalmagnetisierung den bestimmten Anregungsparametern betrifft. Die Kalibrationseinheit ist konfiguriert, um einen Korrekturwert für einen Phasengang des HF-Anregungspulses und einen Korrekturwert für eine Phasendifferenz des HF-Anregungspulses aus der Vielzahl von Kalibrations-Gradientenechos zu berechnen. Weiterhin ist das Sendesystem konfiguriert, einen weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls zum Anregen einer weiteren Transversalmagnetisierung mit weiteren bestimmten Anregungsparametern einzustrahlen, wobei das Einstrahlen des weiteren HF-Anregungspulses den berechneten Korrekturwert für den Phasengang und den berechneten Korrekturwert für die Phasendifferenz berücksichtigt.
  • Für eine solche MR-Anlage können Effekte erzielt werden, welche den Effekten entsprechen, die für das Verfahren zum kontinuierlichen Korrigieren von Phasenfehlern gemäß einem voranstehend diskutieren Aspekt der vorliegenden Erfindung erhalten werden können.
  • Die oben genannten Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung können miteinander kombiniert werden ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere betrifft die Erfindung auch solche Kombinationen, die nicht explizit genannt sind.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen MR-Anlage.
  • 2 illustriert ein Gradientensystem der MR-Anlage aus 1, sowie ein Patientenkoordinatensystem und ein MR-Anlagenkoordinatensystem.
  • 3 illustriert einen multidimensionalen echoplanaren ortselektiven HF-Anregungspuls.
  • 4 illustriert einen weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls mit einer spiralförmigen k-Raum Trajektorie.
  • 5 illustriert einen Phasengang und eine Phasendifferenz, sowie zugehörige Korrekturwerte, d. h. eine Zeitkorrektur und eine Phasenkorrektur.
  • 6 illustriert eine erfindungsgemäße MR-Messsequenz, welche Kalibrations-Gradientenechos zum Bestimmen der Korrekturwerte verwendet.
  • 7 illustriert eine weitere erfindungsgemäße MR-Messsequenz, welche Korrekturwerte für drei Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems bereitstellt.
  • 8 illustriert eine weitere erfindungsgemäße MR-Messsequenz, welche Korrekturwerte für drei Achsen des Patientenkoordinatensystems bereitstellt.
  • 9 illustriert eine weitere erfindungsgemäße MR-Messsequenz, welche Kalibrations-Gradientenechos für Korrekturwerte des HF-Anregungspulses, sowie weitere Kalibrations-Gradientenechos für Korrekturwerte der Aufnahmesequenz zum Detektieren von MR-Daten umfasst.
  • 10 illustriert eine funktionale MR-Messsequenz.
  • 11 illustriert eine Diffusions-MR-Messsequenz.
  • 12 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Verfahrens zum kontinuierlichen Korrigieren von Phasenfehlern bei MR-Messsequenzen.
  • 13 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens zum kontinuierlichen Korrigieren der Phasenfehler der 12.
  • 14 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Korrigieren von Phasenfehlern, welches insbesondere das Bestimmen einer Phasenkorrektur und einer Zeitkorrektur detaillierter illustriert.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
  • 1 zeigt schematisch eine Magnetresonanz(MR)-Anlage 230 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die MR-Anlage 230 weist einen Magneten 210 zur Erzeugung eines Grundmagnetfelds auf. Z.B. kann der Magnet 210 ein Röhrenmagnet sein und das Grundmagnetfeld parallel zur Längsachse der Röhre stehen. Ein Untersuchungsobjekt, hier eine Untersuchungsperson 211, kann auf einem Liegetisch 213 in den Magneten 210 geschoben werden. Die MR-Anlage 230 weist weiterhin ein Gradientensystem 214 zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für die Bildgebung und zur Ortskodierung von erfassten MR-Daten verwendet werden. Typischerweise umfasst das Gradientensystem 214 mindestens drei separat ansteuerbare Spulen oder Spulensätze auf, welche es ermöglichen, entlang bestimmter Raumrichtungen (Gradientenachsen) Gradientenfelder anzuwenden und zu schalten. Die entsprechenden Spulen werden als Kanäle des Gradientensystems 214 bezeichnet.
  • Dies ist in 2 näher illustriert. Dort ist das Gradientensystem 214 schematisch illustriert. Die dort beispielhaft gezeigten sechs Spulen (schraffiert) können separat angesteuert werden. Insbesondere können in einem MR-Anlagenkoordinatensystem 90 entlang von z.B. xyz-Achsen Gradientenfelder mittels des Gradientensystems 214 angelegt werden (Gradientenachsen). Typischerweise werden diese Gradientenfelder jedoch nicht in dem MR-Anlagenkoordinatensystem 90 definiert oder festgelegt, sondern in einem Patientenkoordinatensystem 90a, welches z.B. dem PGS-Koordinatensystem entspricht. Das Definieren kann insbesondere unter medizinischanatomischen Gesichtspunkten geschehen. Einzelne oder mehrere Achsen des Patientenkoordinatensystems 90a können gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem 90 rotiert sein. Mittels Koordinatentransformation werden dann die einzelnen Ansteuerungskanäle der Spulen des Gradientensystems 214 basierend auf der Definition im PGS-Koordinatensystem angesteuert.
  • Wieder Bezug auf 1 nehmen: Zur Anregung der sich im Grundmagnetfeld ergebenden Polarisation bzw. Ausrichtung der Magnetisierung ist eine HF-Spulenanordnung 215 vorgesehen, die einen amplitudenmodulierten HF-Anregungspuls in die untersuchte Person 211 einstrahlen kann, um die Magnetisierung aus der Ruhelage (typischerweise parallel zum Grundmagnetfeld) auszulenken, d.h. eine Transversalmagnetisierung zu erzeugen. Insbesondere können multidimensionale ortselektive HF-Anregungspulse verwendet werden, welche es erlauben, die Transversalmagnetisierung gezielt und mit bestimmten Anregungsparametern – etwa einer bestimmten k-Raum Trajektorie in einem vorbestimmten Bereich 250 der Untersuchungsperson 211 – anzuregen. Zur Erzeugung solcher HF-Anregungspulse werden ein Hochfrequenzgenerator 220 und eine Amplitudenmodulationseinheit 224 verwendet. Zur Steuerung des Gradientensystems 214 ist eine Gradienteneinheit 223 vorgesehen. Die Einheiten 220, 223 und 224 können insbesondere zeitlich synchronisiert als Sendesystem 226 zur gezielten Anregung der Transversalmagnetisierung betrieben werden. Jedoch kann die zeitliche Synchronisation Unsicherheiten oder Fehlern unterworfen sein.
  • Eine Rechnereinheit 222 eines Empfangssystems 225 empfängt Signale der zerfallenden Transversalmagnetisierung (Spin-Echos und Gradientenechos). Dazu ist die Rechnereinheit 222 mit HF-Empfangsspulen gekoppelt. In einer besonders einfachen Ausführungsform wird die HF-Spule 215 sowohl zum Senden als auch Empfangen verwendet. Jedoch können separate HF-Sendespulen und HF-Empfangsspulen verwendet werden.
  • Eine Bedieneinheit 212 erlaubt die Ein- und Ausgabe von und zu einem Benutzer der MR-Anlage 230. Die Bedieneinheit 212 kann z.B. einen Bildschirm, eine Tastatur, eine Maus, Speichermedien, Datenverbindungen usf. umfassen.
  • Weiterhin ist eine Kalibrationseinheit 227 vorgesehen, welche es ermöglicht, Korrekturwerte, z.B. eine Phasenkorrektur und eine Zeitkorrektur, für die verschiedenen Komponenten des Sendesystems 226 zu berechnen. Insbesondere ist die Kalibrationseinheit 227 geeignet, diese Korrekturwerte während dem Durchführen einer MR-Messsequenz wiederholt durchzuführen, sodass Phasenfehler von multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulse kontinuierlich korrigiert werden können.
  • Die Einheiten der MR-Anlage 230 wurden in 1 separat dargestellt und diskutiert. Jedoch können bestimmte Einheiten kombiniert und/oder funktional integriert werden, z. B. als Hardware und/oder Software. Dies kann z. B. insbesondere die Kalibrationseinheit 270 betreffen.
  • In 3 und 4 sind zwei rein illustrative und nicht beschränkende Beispiele für die Anregung der Transversalmagnetisierung mittels multidimensionaler ortselektive HF-Anregungspulse 1 gezeigt. In der obersten Zeile ist die Amplitude 11 des HF-Anregungspulses 1 dargestellt, während die nachfolgenden Zeilen die Gradientenfelder entlang zweier Achsen 91a, 92a (zum Beispiel Phasenkodier- und Schichtselektionsrichtung) des Patientenkoordinatensystems 90a zeigen. In 3 erfolgt die Anregung unter Verwendung der bereits oben genannten „blipped EPI“ Technik. In 4 wird eine spiralförmige k-Raum Trajektorie angeregt. In den 3 und 4 ist jeweils der Teil des HF-Anregungspulses 1, welcher einem k-Raum Zentrum (verschwindender Wellenvektor, zugehörige Wellenlängen der Magnetisierungsdynamik gegen unendlich) entspricht, mit einer gestrichelten Linie markiert. Je nach konkreter Aufgabenstellung können unterschiedlichste multidimensionale ortselektive HF-Anregungspulse 1 verwendet werden. Hierzu sind dem Fachmann verschiedenste Techniken bekannt, etwa aus der Eingangs genannten Druckschrift von S. Riesenberg et al. Deshalb besteht keine Notwendigkeit, in diesem Zusammenhang weitere Details zu erläutern.
  • In 5 sind mögliche Phasenfehler 100, 101 solcher HF-Anregungspulse 1 näher illustriert. 5 links zeigt die Zeitdomäne (mit t beschriftet), während 5 rechts die Frequenzdomäne (mit f beschriftet) darstellt. 5 oben zeigt jeweils die Amplitude 11 des HF-Anregungspulses, während 5 unten jeweils die Phase 11a des HF-Anregungspulses 1 zeigt (etwa gegenüber einer beliebigen Referenzphase, z. B. einer Referenzphase des HF-Sendesystems 226, z.B. eines numerisch kontrollierten Oszillators).
  • Aus der Auftragung der Phase 11a über der Frequenz (rechts unten in 5) ist ersichtlich, dass der HF-Anregungspuls 1 sowohl einen Phasengang 100 (d.h. einer Änderung der Phase 11a über der Frequenz f), wie auch eine Phasendifferenz 101 (d.h. ein Offset der Phase gegenüber einem Referenznullwert) aufweisen kann. Solche Phasenfehler können Artefakte in nachfolgend detektierten MR-Daten bewirken. Diese Phasenfehler können, wie Eingangs dargelegt, verschiedenste Ursachen haben.
  • Der Phasengang 100 ist durch eine zeitliche Verschiebung der Amplitude 11 gegenüber etwa den Gradientenfeldern und / oder der Hochfrequenz des HF-Anregungspulses 1 verursacht (siehe 5 links oben). Die Phasenverschiebung 101 kann durch eine zeitunabhängige Phasenverschiebung 101 verursacht sein (siehe 5 links unten). Im Folgenden werden Techniken dargelegt, die es erlauben, die Zeitkorrektur 110, d.h. die zeitliche Verschiebung, und die Phasenkorrektur 111, d.h. die Phasendifferenz, als Korrekturwerte für die Phasenfehler zu bestimmen.
  • In 6 sind Teile einer entsprechenden MR-Messsequenz 5 dargestellt. Die MR-Messsequenz 5 beginnt mit dem multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls 1 (Anregung, TX). Der HF-Anregungspuls 1 wird zusammen mit Anregungs-Gradientenfeldern 12 eingestrahlt und regt eine Transversalmagnetisierung mit bestimmten Anregungsparametern an. Die Anregungsparameter können den vorbestimmten Bereich 250 betreffen, sich aufbestimmte k-Raum Trajektorien beziehen, etc. Danach wird eine Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 durchgeführt. Anschließend wird eine bildgebende Aufnahmesequenz 3 zum Detektieren von MR-Daten durchgeführt.
  • Die Darstellung des HF-Anregungspulses 1 in 6 ist rein schematisch. Es sollte verstanden werden, dass eine vielzahl von unterschiedlichen multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen 1 erfindungsgemäß verwendet werden können. Eine wesentliche Eigenart der multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulse 1 ist ihre Anpassungsfähigkeit bezüglich der verwendeten Parameter. Im Fall der 6 werden Anregungsgradientenfelder entlang zweier Achsen 91a, 92a des Patientenkoordinatensystems 90a verwendet.
  • In 6 ist die Aufnahmesequenz 3 eine „blipped“ Gradientenechosequenz, welche Aufnahme-Gradientenfelder 32 zum Detektieren der MR-Daten aus Aufnahme-Gradientenechos 31 beinhaltet. Die HF-Signale, aus denen die MR-Daten erhalten werden, sind in 6 in der Signal-Spalte 10 dargestellt. Im Allgemeinen kann jede beliebige Aufnahmesequenz 3 verwendet werden, also etwa eine Spin-Echo Aufnahmesequenz etc.
  • Die Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 erlaubt es, die Zeitkorrektur 110 und die Phasenkorrektur 111 für den HF-Anregungspuls 1 zu berechnen. Dies wird im Folgenden näher erläutert. Die Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 umfasst das Erfassen von drei Kalibrations-Gradientenechos 21 entlang einer Achse 91a des Patientenkoordinatensystems 90a unter Verwendung von zugehörigen zwei positiven Kalibrations-Gradientenfeldern 22a und einem negativen Kalibrations-Gradientenfeld 22b. Die Kalibrations-Gradientenfelder 22a, 22b sind derart gewählt, dass die Kalibrations-Gradientenechos 21 jeweils Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen, die vorteilhafter Weise in verschiedenen Ausführungsformen das k-Raum Zentrum umfasst (vgl. gestrichelte Linien in 3 und 4). Aus den Kalibrationsdaten können der Phasengang 100 und die Phasendifferenz 101 bestimmt werden. Hierzu sind dem Fachmann Techniken bekannt, wie sie z.B. in der Patentschrift DE 44 45 782 C1 offenbart sind. Diesbezüglich wird darauf verwiesen, dass es auch möglich ist eine geringere (etwa zwei) oder eine größere Anzahl von Kalibrations-Gradientenfelder 22a, 22b zu verwenden (z. B. zwei negative Kalibrations-Gradientenfelder). Insbesondere können z.B. die zwei Kalibrations-Gradientenechos 21, die zu den positiven Gradientenfeldern 22a gehören, gemittelt werden, bevor der Phasengang 100 und die Phasendifferenz 101 bestimmt werden. Dies kann eine Genauigkeit der Korrekturwerte 110, 111 erhöhen.
  • Unabhängig davon kann aus den derart bestimmten Phasenfehlern 100, 101 des HF-Anregungspulses 1 eine Zeitkorrektur 110 und eine Phasenkorrektur 111 für die Achse 91a berechnet werden. Die Phasenfehler 100, 101 können auch zum Korrigieren der MR-Daten aus der Aufnahmesequenz 3 verwendet werden, etwa durch Subtrahieren von den MR-Daten. Da jedoch der HF-Anregungspuls 1 zum Zeitpunkt des Berechnens der Korrekturen 110, 111 bereits eingestrahlt wurde, können dessen Anregungsparameter und -fehler nicht mehr rückwirkend korrigiert werden. Jedoch kann bei MR-Messsequenzen 5, bei denen eine Vielzahl solcher sequentiell eingestrahlter multidimensionaler ortselektiver HF-Anregungspulse 1 verwendet werden, gemäß verschiedenster Ausführungsformen, jeweils darauffolgende weitere HF-Anregungspulse 1 mit den berechneten Korrekturen 110, 111 korrigiert werden, z.B. im Wesentlichen über die gesamte Dauer der MR-Messsequenz 5.
  • In 6 werden die Korrekturwerte 110, 111 lediglich für die Achse 91a des Patientenkoordinatensystems 90a bestimmt. Solche Szenarien sind in den 10 und 11 in Bezug auf MR-Messsequenzen 5 schematisch illustriert, welche eine Vielzahl von multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen 1 verwenden. Z.B. betrifft 10 eine fMR Messsequenz 5, bei der für verschiedene Bereiche 250a–250c der Untersuchungsperson 211, die unterschiedliche Schichten 50a–50i beinhalten, sequentiell MR-Daten detektiert werden. Zum Beispiel kann die Ausbreitung eines Kontrastmittels über die Bereiche 250a–250c überwacht werden. In 11 ist eine Diffusions- oder Perfusions-Messsequenz 5 dargestellt. Für eine geringere Anzahl an Schichten 50a–50c jeweils für den gleichen Bereich 250 werden MR-Daten detektiert. Hierbei werden die MR-Daten mit unterschiedlichen Diffusionswichtungen 52a, 52b detektiert.
  • In den 10 und 11 kann z.B. jeweils für jede der Schichten 50a–50i ein multidimensionaler ortselektiver HF-Anregungspuls 1 mit den entsprechenden Anregungsparametern eingestrahlt werden. Für sequentiell eingestrahlte HF-Anregungspulse 1 können dann jeweils die aktuellsten, d. h. die neuesten bestimmten Korrekturen 110, 111 berücksichtigt werden.
  • Dies ist in dem Zeitablaufdiagramm der 12 näher illustriert. Zunächst wird zu Beginn der Messsequenz 5 eine Vorkalibration 6 durchgeführt. Z.B. kann die Vorkalibration 6 Phasenfehler 100, 101 für k-Raum Trajektorien bestimmen. Die Vorkalibration kann das Einstrahlen mindestens eines initialen multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses 1 zum Anregen einer initialen Transversalmagnetisierung mit bestimmten initialen Anregungsparametern und das Erfassen einer Vielzahl von initialen Kalibrations-Gradientenechos der initialen Transversalmagnetisierung beinhalten. Daraus kann ein initialer Korrekturwert 110 für den Phasengang 100 und ein initialer Korrekturwert 1111 für die Phasendifferenz 101 berechnet werden. Zum Beispiel können Techniken gemäß der eingangs genannten Publikation von M. Oelhafen und J. T. Schneider für die Vorkalibration 6 verwendet werden. Insbesondere kann die Vorkalibration die Phasenfehler mit einer k-Raum Auflösung bestimmen, sodass ein Satz von Korrekturwerten 110, 111 für die nachfolgenden HF-Anregungspulse 1 verfügbar ist. Insbesondere kann die Vorkalibration 6 auch einen initialen Korrekturwert für den Phasengang 100 und einen initialen Korrekturwert für die Phasendifferenz 101 bereit stellen. Das Einstrahlen des ersten HF-Anregungspulses 1 und die erste Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 kann dann basierend auf den berechneten initialen Korrekturwerten 110, 111 geschehen, wie es in 12 durch die Pfeile dargestellt ist.
  • Die Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 wird im Anschluss an den ersten HF-Anregungspuls 1 durchgeführt. Sobald die Kalibrations-Gradientenechos 21 erfasst sind, kann die Aufnahmesequenz 3 beginnen, das bedeutet es können die Aufnahme-Gradientenechos 21 angelegt werden und es können die MR-Daten detektiert werden. Das Berechnen der Korrekturwerte 110, 111 aus den erfassten Kalibrations-Gradientenechos 21 und das Detektieren der MR-Daten kann zumindest teilweise zeitgleich gesehen, wie es in 12 durch den zeitlichen Überlapp der Sequenzen 2 und 3 dargestellt ist. Insbesondere kann das Berechnen der Korrekturwerte 110, 111 bis zum Ende des Detektierens der MR-Daten abgeschlossen sein, d.h. vor Ende der Aufnahmesequenz 3 beendet sein. Die derart erhaltenen Korrekturwerte 110, 111 können dann für den nachfolgenden HF-Anregungspuls 1 verwendet werden, bzw. für die nachfolgende Aufnahmesequenz 3.
  • In bestimmten Ausführungsformen können die jeweils neuesten Korrekturwerte 110, 111 auch für die nachfolgende Berechnung erneuter Korrekturwerte 110, 111 berücksichtigt werden. Dies ist in 12 dargestellt, ist jedoch optional zu verstehen. Zum Beispiel kann eine Mittelwertbildung, z.B. einen gleitenden Mittelwert betreffend, erfolgen und / oder die Restabweichung auf den vorangehenden bestimmten Korrekturwert bestimmt und zusätzlich appliziert werden.
  • Das Bestimmen des Phasengangs 100 und der Phasenverschiebung 101, sowie das Berechnen der Korrekturen 110, 111 kann je nach Systemgestaltung und verfügbaren Rechenkapazitäten wenige Millisekunden in Anspruch nehmen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Durchführen der entsprechenden Verfahrensschritte parallel zu der Aufnahmesequenz 3 durchgeführt werden kann bzw. bis zum Ende der Aufnahmesequenz 3 fertig abgeschlossen ist. Dies kann es erlauben, für eine nachfolgende Aufnahmesequenz 3, die weitere MR-Daten detektiert, die Korrekturparameter 110, 111 für die Aufnahme-Gradientenfelder 32 zu berücksichtigen.
  • Voranstehend wurde der zeitliche Ablauf der verschiedenen Teile der Messsequenz 5 diskutiert bzw. deren Zusammenhänge. Nachfolgend wird nun näher erläutert, wie die Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 in verschiedenen Ausführungsformen ausgestaltet werden kann. Wieder Bezug nehmend auf 6, wo die Gradientenfelder 12, 22a, 22b, 32 in dem Patientenkoordinatensystem 90a definiert sind: Es sollte verstanden werden, dass dies in einer Transformation in das MR-Anlagenkoordinatensystem 90 resultiert, sodass die Ansteuerung des Gradientensystems 214 entsprechend durchgeführt werden kann. Die Phasenfehler 100, 101 werden in der Ausführungsform der 6 auch bezüglich des Patientenkoordinatensystems 90a gemessen.
  • Jedoch kann es erstrebenswert sein, die Phasenfehler 100, 101 einzeln für die verschiedenen Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems 90, d.h. für die einzelnen Kanäle des Gradientensystems 214 zu messen. Dies ist der Fall, da verschiedene Fehlerquellen spezifisch für die Kanäle des Gradientensystems 214 sein können, etwa Zeitdifferenzen etc. Eine entsprechende Ausführungsform ist in 7 illustriert.
  • In 7 sind die Anregungs-Gradientenfelder 12 für die Achsen 91, 92, 93 des MR-Anlagenkoordinatensystems 90 dargestellt. Wie z.B. aus einem Vergleich der 7 mit der 6 ersichtlich ist, kann im Allgemeinen das Anlegen eines Gradientens entlang der Phasen-, Gradienten- oder Schichtrichtung 91a, 92a, 93a eine Superposition der Gradientenfelder 12 (z. B. durch parallelen Betrieb der Kalibrationseinheit 227 und des Sendesystems 226) im MR-Anlagenkoordinatensystem 90 bewirken. In 7 werden Kalibrations-Gradientenechos 21 separat für alle drei orthogonalen Achsen 91, 92, 93 des MR-Anlagenkoordinatensystem 90 erfasst. Dann können die Korrekturwerte 110, 111 separat für diese Achsen 91, 92, 93 berechnet werden. In 7 sind weiterhin jeweils für die Achsen 91, 92, 93 die Amplitude und die Dauer der Anregungs-Gradientenfelder 12 gleich der Amplitude und der Dauer der Kalibrations-Gradientenfelder 22a, 22b.
  • Im Allgemeinen kann eine Ausführungsform der 7 besonders erstrebenswert sein, wenn die Koordinatensysteme 90, 90a nicht deckungsgleich bzw. signifikant verschieden sein. Dies kann z.B. insbesondere dann der Fall sein, wenn die Phasenkodierrichtung des Patientenkoordinatensystems verkippt gegenüber den Achsen des MR-Anlagenkoordinatensystems 90 ist.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 8 dargestellt. Die Gradientenfelder 12, 22a, 22b, 32 sind wiederum im Patientenkoordinatensystem 90a dargestellt. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 6 werden jeweils drei Kalibrations-Gradientenechos 21 für alle drei Achsen 91a, 92a, 93a des Patientenkoordinatensystems 90a erfasst.
  • Noch eine weitere Ausführungsform ist in 9 gezeigt. Der HF-Anregungspuls 1, die Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 und die Aufnahmesequenz 3 entsprechen im Wesentlichen der Ausführungsform der 6, wie sie voranstehend diskutiert wurde. In der 9 wird darüber hinaus noch eine weitere Kalibrations-Aufnahmesequenz 4 verwendet, bei der – entsprechend der Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 – drei weitere Kalibrations-Gradientenfelder 42 verwendet werden, um drei weitere Kalibrations-Gradientenechos 41 zu erfassen. Auch in Bezug auf die weitere Kalibrations-Aufnahmesequenz 4 ist die Anzahl der weiteren Kalibrations-Gradientenfelder 42 und der weiteren Kalibrations-Gradientenechos 41 variabel. Die weiteren Kalibrations-Gradientenechos 41 stellen jeweils weitere Kalibrationsdaten einer das k-Raum Zentrum umfassenden k-Raum Zeile bereit, welche entsprechend den Kalibrationsdaten der Kalibrations-Echos 21 wie obenstehend erläutert zum Bestimmen von weiteren Phasenfehlern 100, 101 verwendet werden können. Es ist dann möglich, die MR-Daten, wie sie aus der Aufnahmesequenz 3 erhalten werden, mit den weiteren Phasenfehlern 100, 101 zu korrigieren.
  • Die Parameter der weiteren Kalibrations-Aufnahmesequenz 4 können auf die Parameter der Aufnahmesequenz 3 abgestimmt werden, während die Parameter der Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 auf den HF-Anregungspuls 1 abgestimmt werden können: durch Verwendung getrennter Kalibrations-Aufnahmesequenzen 2, 4 jeweils für die Korrektur der Phasenfehler 100, 101 des HF-Anregungspulses 1 bzw. der MR-Daten aus der Aufnahmesequenz 3, kann es insbesondere möglich sein, jeweils eine Dauer 24, 44 und eine Amplitude 23, 43 der Kalibrations-Gradientenfelder 22a, 22b, 42 auf eine Dauer 14, 34 und eine Amplitude 13, 33 der Anregungs-Gradientenfelder 12 und Aufnahme-Gradientenfelder 32 abzustimmen, z.B. jeweils gleichzusetzen wie in 9 durch die horizontalen gestrichelten Linien indiziert. Bestimmte Ursachen der Phasenfelder 100, 101, etwa Wirbelströme, können nämlich eine Abhängigkeit von der Dauer 14, 24, 34, 44 und / oder der Amplitude 13, 23, 33, 43 der der Gradientenfelder 12, 22a, 22b, 32, 42 aufweisen. Die entsprechende Differenzierung zwischen der Kalibrations-Aufnahmesequenz 2 und der weiteren Kalibrations-Aufnahmesequenz 4 ermöglicht somit eine besonders genaue Korrektur der Phasenfehler 100, 101.
  • In 13 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum kontinuierlichen Korrigieren von Phasenfehlern bei einer MR-Messsequenz 5, die eine Vielzahl von sequentiell eingestalteten multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen 1 mit verschiedenen Anregungsparametern beinhaltet, dargestellt. Das Verfahren beginnt in Schritt S1. Zunächst wird in Schritt S2 die Vorkalibration 6 zum Bestimmen des initialen Korrekturwertes für die Phasendifferenz 101 und des initialen Korrekturwertes für den Phasengang 100 durchgeführt.
  • Anschließend wird in Schritt S3 der multidimensionale ortselektive HF-Anregungspuls 1 zum Anregen der Transversalmagnetisierung eingestrahlt. Insbesondere erfolgt das Einstrahlen unter Verwendung der initialen Korrekturwerte für den Phasengang 100 und die Phasendifferenz 101, wie sie in Schritt S2 bestimmt wurden. Diese Korrekturwerte sind nämlich die aktuellsten verfügbaren Korrekturwerte.
  • Anschließend wird in Schritt S4 die Kalibrations-Aufnahmesequenz 3 durchgeführt, d. h. es wird die Vielzahl von Kalibrations-Gradientenechos 21 unter Verwendung von positiven und negativen Kalibrations-Gradientenfeldern 22a, 22b erfasst.
  • Anschließend erfolgt in Schritt S5 das Berechnen des aktuellen Korrekturwertes 110 für den Phasengang 100 und des aktuellen Korrekturwertes 111 für die Phasendifferenz 101. Das Berechnen kann z. B. durch die Kalibrationseinheit 227 durchgeführt werden. In Schritt S6 wird die Aufnahmesequenz 3 durchgeführt, d. h. es werden die MR-Daten detektiert. Das Detektieren der MR-Daten in Schritt S6 erfolgt unter Verwendung der Transversalmagnetisierung, wie sie durch den eingestrahlten HF-Anregungspuls aus Schritt S3 erhalten wird. Schritte S5 und S6 können z. B. teilweise zeitgleich bzw. parallel erfolgen.
  • In Schritt S7 erfolgt das Korrigieren der detektierten MR-Daten aus Schritt S6 mit den aktuellen Korrekturwerten für die Phasendifferenz 101 und den Phasengang 100, das bedeutet mit den Korrekturwerten aus Schritt S5. Das Durchführen von Schritt S6 kann auch zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt geschehen, z. B. nach Beendigung der MR-Messsequenz 5.
  • In Schritt S8 wird überprüft, ob weitere MR-Daten benötigt werden. In Schritt S8 kann insbesondere überprüft werden, ob die MR-Messsequenz 5 bereits vollständig durchgeführt wurde oder ob weitere MR-Daten, z. B. aus weiteren Schichten 50a–50i oder für weitere Diffusionsrichtungen 52a, 52b, detektiert werden sollen. Wird in Schritt S8 festgestellt, dass weitere MR-Daten detektiert werden sollen, so werden die Schritte S3–S7 erneut durchgeführt. Bei dem erneuten Durchlauf dieser Schritte S3–S7 werden in Schritt S3 die Korrekturwerte 110, 111 aus dem Schritt S5 z. B. des unmittelbar vorangegangenen Durchlaufs berücksichtigt, da diese dann die aktuellsten Korrekturwerte 110, 111 sind.
  • Im Allgemeinen kann das iterative Durchführen der Schritte S3–S7 also immer so erfolgen, dass jeweils die aktuellsten Korrekturwerte für die Phasendifferenz 101 und den Warengang 100 berücksichtigt werden. So können jeweils die Korrekturwerte 110, 111 aus Schritt S5 des vorherigen Durchlaufs der Schritte S3–S7 verwendet werden.
  • Wird jedoch in Schritt S8 festgestellt, dass keine weiteren MR-Daten benötigt werden, so endet das Verfahren in Schritt S9.
  • In 14 ist das Berechnen der Korrekturwerte für den Phasengang 100 und die Phasendifferenz 101, wie es in Schritt S5 der 13 durchgeführt wird, in größerem Detail gemäß einem Verfahren zum Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulsen 1 dargestellt.
  • Zunächst werden in Schritt T1 Kalibrationsdaten aus den Kalibrations-Gradientenechos 21 erhalten. Insbesondere können die Kalibrationsdaten eine k-Raum Zeile bereitstellen, welche das k-Raum Zentrum umfasst. Für diese Kalibrationsdaten der k-Raum Zeile kann in Schritt T2 jeweils der Phasengang 100 und die Phasenverschiebung 101 bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Phasenverschiebung 101 gegenüber einer Referenzphase der entsprechenden MR-Anlage 230 bestimmt sein.
  • Anschließend erfolgt in Schritt T3 das Berechnen der Phasenkorrektur 111 und das Berechnen der Zeitkorrektur 110. Das Berechnen der Korrekturwerte 110, 111 wurde in Bezug auf die 5 näher erläutert.
  • Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4445782 C1 [0016, 0038, 0084]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Two-Dimensional Spatially-Selective RF Excitation Pulses in Echo-Planar Imaging“ von S. Riesenberg et al. in Mag. Reson. Med. 47 (2002) 1186–1193 [0005]
    • „phase mismatch“ bekannt; siehe hierzu „Calibration of Echo-Planar 2D-Selective RF Excitation Pulses“ von M. Oelhafen et al. in Mag. Reson. Med. 52 (2004) 1136–1145 [0007]
    • „Robust Spatially Selective Excitation Using Radiofrequency Pulses Adapted to the Effective Spatially Encoding Magnetic Fields“ von J. T. Schneider et al. in Mag. Reson. Med 65 (2011) 409–421 [0007]
    • J. T. Schneider et al. [0010]
    • M. Oelhafen et al. [0010]
    • S. Riesenberg et al. [0037]
    • M. Oelhafen et al. [0045]
    • J. T. Schneider et al. [0045]
    • S. Riesenberg et al. [0077]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Korrigieren von Phasenfehlern (100, 101) bei multidimensionalen ortselektiven Hochfrequenz(HF)-Anregungspulsen (1) einer Magnetresonanz(MR)-Messsequenz (5), das Verfahren umfassend: – Einstrahlen eines multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses (1) unter Verwendung zugehöriger Anregungs-Gradientenfelder (12) zum Anregen einer Transversalmagnetisierung in einem vorbestimmten Bereich (250, 250a–250c), – Erfassen einer Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos (21) der angeregten Transversalmagnetisierung unter Verwendung von zugehörigen positiven und negativen Kalibrations-Gradientenfeldern (22a, 22b), wobei die Kalibrations-Gradientenechos (21) jeweils Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen, – Bestimmen jeweils eines Phasengangs (100) der Kalibrationsdaten, – Bestimmen jeweils einer Phasenverschiebung (101) der Kalibrationsdaten, – Berechnen einer Phasenkorrektur (111) des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses basierend auf der Phasenverschiebung (101), – Berechnen einer Zeitkorrektur (110) des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses basierend auf dem Phasengang (100), – Einstrahlen eines weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses unter Verwendung der Phasenkorrektur (111) und der Zeitkorrektur (110).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der multidimensionale ortselektive HF-Anregungspuls und der vorbestimmte Bereich (250, 250a–250c) in einem Patientenkoordinatensystem (90a) definiert sind und wobei das Einstrahlen entlang von bestimmten Achsen (91, 92, 93) eines MR-Anlagenkoordinatensystems (90) erfolgt, die sich aus einer Koordinatentransformation aus dem Patientenkoordinatensystem (90a) in das MR-Anlagenkoordinatensystem (90) ergeben.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: – Detektieren von MR-Daten mit einer bildgebenden Gradientenechosequenz (3) unter Verwendung von Aufnahme-Gradientenfeldern (32) zum Erfassen der MR-Daten aus Aufnahme-Gradientenechos (31), wobei die MR-Daten den vorbestimmten Bereich (250, 250a–250c) abbilden und wobei die Aufnahme-Gradientenfelder (32) in dem Patientenkoordinatensystem (90a) definiert sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: – Korrigieren der MR-Daten durch Entfernen des Phasengangs (100) und der Phasenverschiebung (101).
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, weiterhin umfassend: – Erfassen einer Anzahl von weiteren Kalibrations-Gradientenechos (41) der angeregten Transversalmagnetisierung unter Verwendung von zugehörigen positiven und negativen weiteren Kalibrations-Gradientenfeldern (42), wobei die weiteren Kalibrations-Gradientenechos (41) jeweils weitere Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen, – Bestimmen jeweils eines weiteren Phasengangs (100) der weiteren Kalibrationsdaten, – Bestimmen jeweils einer weiteren Phasenverschiebung (101) der weiteren Kalibrationsdaten, – Berechnen einer weiteren Phasenkorrektur (111) basierend auf der weiteren Phasenverschiebung (101), – Berechnen einer weiteren Zeitkorrektur (110) basierend auf dem weiteren Phasengang (100), – Korrigieren der MR-Daten durch Entfernen des weiteren Phasengangs (100) und der weiteren Phasenverschiebung (101).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Dauer (44) der weiteren Kalibrations-Gradientenfelder (42) gleich einer Dauer (34) der Aufnahme-Gradientenfelder (32) ist und / oder wobei eine Amplitude (43) der weiteren Kalibrations-Gradientenfelder (42) gleich einer Amplitude (33) der Aufnahme-Gradientenfelder (32) ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–6, wobei das Erfassen der Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos (21), das Bestimmen des Phasengangs (100) und der Phasenverschiebung (101) und das Berechnen der Phasenkorrektur (111) und der Zeitkorrektur (110) jeweils entlang solcher Achsen (91a, 92a, 93a) des Patientenkoordinatensystems (90a) erfolgt, für welche der multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls (1) definiert ist und wobei die k-Raum Zeile jeweils entlang einer Achse (91a, 92a, 93a) des Patientenkoordinatensystems (90a) angeordnet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Berechnen der Phasenkorrektur (111) und das Berechnen der Zeitkorrektur (110) individuell für die Achsen (91a, 92a, 93a) des Patientenkoordinatensystems (90a) erfolgt und wobei das Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspules (1) basierend auf den berechneten individuellen Phasenkorrekturen (111) und Zeitkorrekturen (110) für die Achsen (91a, 92a, 93a) des Patientenkoordinatensystems (90a) erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–8, wobei das Erfassen der Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos (21), das Bestimmen des Phasengangs (100) und der Phasenverschiebung (101) und das Berechnen der Phasenkorrektur (111) und der Zeitkorrektur (110) jeweils entlang von drei orthogonale Achsen (91, 92, 93) des MR-Anlagenkoordinatensystems (90) erfolgt und wobei die k-Raum Zeile jeweils entlang einer Achse (91, 92, 93) des MR-Anlagenkoordinatensystems (90) angeordnet ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Berechnen der Phasenkorrektur (111) und das Berechnen der Zeitkorrektur (110) individuell für die drei orthogonalen Achsen (91, 92, 93) des MR-Anlagenkoordinatensystem (90) erfolgt und wobei das Einstrahlen des weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses (1) basierend auf den berechneten individuellen Phasenkorrekturen (111) und Zeitkorrekturen (110) für die drei orthogonalen Achsen (91, 92, 93) des MR-Anlagenkoordinatensystem (90) erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Dauer (14) der Anregungs-Gradientenfelder (12) gleich einer Dauer (24) der Kalibrations-Gradientenfelder (22a, 22b) ist und / oder wobei eine Amplitude (13) der Anregungs-Gradientenfelder (12) gleich einer Amplitude (23) der Kalibrations-Gradientenfelder (22a, 22b) ist.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Kalibrations-Gradientenechos (21) gleich drei ist, wobei zwei positive (22a) Kalibrations-Gradientenfelder und ein negatives Kalibrations-Gradientenfeld (22b) verwendet werden, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – Mitteln der zwei Kalibrations-Gradientenechos (21) mit zugehörigem positivem Kalibrations-Gradientenfeld (22a).
  13. Magnetresonanzanlage, umfassend: – ein Sendesystem (226), welches konfiguriert ist, um einen multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspuls (1) unter Verwendung zugehöriger Anregungs-Gradientenfelder (12) zum Anregen einer Transversalmagnetisierung in einem vorbestimmten Bereich (250, 250a–250c) einzustrahlen, – ein Empfangssystem (225), welches konfiguriert ist, eine Anzahl von Kalibrations-Gradientenechos (21) der angeregten Transversalmagnetisierung unter Verwendung von zugehörigen positiven und negativen Kalibrations-Gradientenfeldern (22a, 22b) zu erfassen, wobei die Kalibrations-Gradientenechos (21) jeweils Kalibrationsdaten einer k-Raum Zeile bereitstellen, – eine Kalibrationseinheit (227), welche konfiguriert ist, die folgenden Schritte durchzuführen: – Bestimmen jeweils eines Phasengangs (100) der Kalibrationsdaten, – Bestimmen jeweils einer Phasenverschiebung (101) der Kalibrationsdaten, – Berechnen einer Phasenkorrektur (111) des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses (1) basierend auf der Phasenverschiebung (101), – Berechnen einer Zeitkorrektur (110) des multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses (1) basierend auf dem Phasengang (100), wobei das Sendesystem (226) weiterhin konfiguriert ist, einen weiteren multidimensionalen ortselektiven HF-Anregungspulses (1) unter Verwendung der Phasenkorrektur (111) und der Zeitkorrektur (110) einzustrahlen.
  14. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 13, welche weiterhin konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–12 durchzuführen.
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