DE102012216711A1 - Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen eines in einem Messvolumen einer Magnetresonanzanlage befindlichen Abbildungsgebiets - Google Patents

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Abstract

Das mehrfache Abtasten des Bereichs des dem Abbildungsgebiet entsprechenden k-Raums, welcher das k-Raumzentrum enthält mittels einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz und das weniger häufige Abtasten des restlichen, peripheren dem Abbildungsgebiet entsprechenden k-Raums mittels einer radialen Abtastung, erlaubt eine Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen, welche jeweils einen unterschiedlichen Kontrast aufweisen. Damit ist es möglich zeitaufgelöste Vorgänge darzustellen, und dies in einer Auflösung, die kleiner ist als die Dauer der gesamten Aufnahme von Messdaten für einen Bilddatensatz.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen, eine Magnetresonanzanlage, ein Computerprogramm sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger.
  • Die Magnetresonanz-Technik (im Folgenden steht die Abkürzung MR für Magnetresonanz) ist eine bekannte Technik, mit der Bilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden können. Vereinfacht ausgedrückt wird hierzu das Untersuchungsobjekt in einem Magnetresonanzgerät in einem vergleichsweise starken statischen, homogenen Grundmagnetfeld, auch B0-Feld genannt, mit Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla und mehr positioniert, so dass sich dessen Kernspins entlang des Grundmagnetfeldes orientieren. Zum Auslösen von Kernspinresonanzen werden hochfrequente Anregungspulse (RF-Pulse) in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, die ausgelösten Kernspinresonanzen als sogenannte k-Raumdaten gemessen und auf deren Basis MR-Bilder rekonstruiert oder Spektroskopiedaten ermittelt. Zur Ortskodierung der Messdaten werden dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder überlagert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist z.B. mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
  • Durch ein Erfassen von MR-Daten mit sehr kurzen Echozeiten TE(z.B. TE < 500 μs) bieten sich in der Magnetresonanztomographie neue Anwendungsgebiete. Dadurch ist es möglich, Stoffe oder Gewebe darzustellen, welche mittels herkömmlicher Sequenzen, wie z.B. einer (T)SE-Sequenz ("(Turbo) Spin Echo") oder einer GRE-Sequenz ("Gradient Echo"), nicht dargestellt werden können, da ihre T2-Zeit, die Relaxation der Quermagnetisierung dieses Stoffs oder Gewebes, deutlich kürzer als die Echozeit ist und somit ein entsprechendes Signal von diesen Stoffen oder Geweben zum Aufnahmezeitpunkt bereits zerfallen ist. Mit Echozeiten, welche im Bereich der entsprechenden Zerfallszeit liegen, ist es beispielsweise möglich, Knochen, Zähne oder Eis in einem MR-Bild darzustellen, obwohl die T2-Zeit dieser Objekte in einem Bereich von 30–80 µs liegt.
  • Nach dem Stand der Technik sind bereits Sequenzen bekannt, welche eine sehr kurze Echozeit ermöglichen. Ein Beispiel ist die radiale UTE-Sequenz ("Ultrashort Echo Time"), wie sie z.B. in dem Artikel von Sonia Nielles-Vallespin „3D radial projection technique with ultrashort echo times for sodium MRI: Clinical applications in human brain and skeletal muscle", Magn. Res. Med. 2007; 57; S. 74–81, beschrieben wird. Bei diesem Sequenz-Typ werden nach einer Wartezeit T_delay nach einer nicht- oder schichtselektiven Anregung die Gradienten hochgefahren und zeitgleich mit der Datenakquisition begonnen. Die derart abgetastete k-Raum-Trajektorie nach einer Anregung verläuft radial vom k-Raumzentrum nach außen. Daher müssen vor der Rekonstruktion der Bilddaten aus den im k-Raum aufgenommenen Rohdaten mittels Fourier-Transformation diese Rohdaten, z.B. durch Regridding, zunächst auf ein kartesisches k-Raum-Gitter umgerechnet werden.
  • Ein weiterer Ansatz, um kurze Echozeiten zu ermöglichen, ist es den k-Raum punktartig abzutasten, indem der freie Induktionszerfall (FID („Free Inducation Decay")) erfasst wird. Ein solches Verfahren wird auch als Einzelpunkt-Bildgebung bezeichnet, da pro HF-Anregung im Wesentlichen nur ein Rohdatenpunkt im K-Raum erfasst wird. Ein Beispiel für ein solches Verfahren zur Einzelpunkt-Bildgebung ist das RASP-Verfahren ("Rapid Single Point (RASP) Imaging", O. Heid, M. Deimling, SMR, 3rd Annual Meeting, Seite 684, 1995). Gemäß dem RASP-Verfahren wird zu einem festen Zeitpunkt nach der HF-Anregung zur "Echozeit" TE ein Rohdatenpunkt im k-Raum ausgelesen, dessen Phase von Gradienten kodiert wurde. Die Gradienten werden mittels der Magnetresonanzanlage für jeden Rohdatenpunkt bzw. Messpunkt geändert und somit der k-Raum Punkt für Punkt abgetastet, wie es in 1a und 1b dargestellt ist.
  • Grodzki et al. beschreiben in "Ultrashort echo time imaging using pointwise encoding time reduction with radial acquisition (PETRA)", Magn. Reson Med. 2012 Feb; 67(2):510-8 ein Verfahren, dass das genannte UTE-Verfahren und ein Einzelpunkt-Bildgebungsverfahren, wie z.B. ein RASP-Verfahren, kombiniert. Dabei ist es allerdings durch die damit einhergehende Dauer der Datenakquisition nicht möglich, dynamische Vorgänge wie z.B. eine Kontrastmittelinjektion abzubilden. Bei der typischen Messzeit einer PETRA-Acquisition von mehreren Minuten ist das Kontrastmittel bereits homogen im Körper verteilt, bevor die Messung abgeschlossen ist, so dass bei dem Versuch einer Abbildung einer Kontrastmittelinjektion nur unspezifische Mischkontraste erzielbar sind.
  • Beispielsweise in der US 5,713,358 A wird eine sogenannte Keyhole-Technik beschrieben, bei der das k-Raumzentrum gegenüber dem restlichen abzubildenden k-Raum mehrfach aufgenommen wird, wobei jeweils dieselbe Aufnahmesequenz verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe ein Verfahren, eine Magnetresonanzanlage, ein Computerprogramm sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger anzugeben, welche zur Abbildung von dynamischen Prozessen geeignet sind und gleichzeitig besonders kurze Echozeiten ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen gemäß Anspruch 1, eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 9, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 11 sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß Anspruch 12.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen eines in einem Messvolumen einer Magnetresonanzanlage befindlichen Abbildungsgebiets mittels der Magnetresonanzanlage umfasst die Schritte:
    • – Erzeugen und Aufnehmen von Messdaten durch Einstrahlen von HF-Pulsen in das Abbildungsgebiet und Schalten von Gradienten derart, dass der dem Abbildungsgebiet entsprechende k-Raum derart abgetastet wird, dass ein erster Bereich des abzutastenden k-Raums entlang von radialen Trajektorien abgetastet wird und ein zweiter Bereich, der dem abzutastenden k-Raum entspricht, der nicht von dem ersten Bereich abgedeckt ist, und das k-Raumzentrum enthält, mindestens zweimal punktweise entsprechend einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz abgetastet wird,
    • – Speichern der aus dem ersten Bereich des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten als ersten Rohdatensatz,
    • – Speichern der aus der ersten Abtastung des zweiten Bereichs des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten als ersten weiteren Rohdatensatz,
    • – Speichern der aus jeder weiteren Abtastung des zweiten Bereichs des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten jeweils als weiteren weiteren Rohdatensatz,
    • – Rekonstruieren eines Bilddatensatzes aus dem ersten Rohdatensatz und dem ersten weiteren Rohdatensatz und je eines weiteren Bilddatensatzes aus dem ersten Rohdatensatz und einem weiteren weiteren Rohdatensatz.
  • Durch das erfindungsgemäße mehrfache Abtasten des Bereichs des dem Abbildungsgebiet entsprechenden k-Raums, welcher das k-Raumzentrum enthält mittels einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz und das weniger häufige Abtasten des restlichen, peripheren dem Abbildungsgebiet entsprechenden k-Raums mittels einer radialen Abtastung, wird eine Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen, welche jeweils einen unterschiedlichen Kontrast aufweisen ermöglicht. Damit ist es möglich zeitaufgelöste Vorgänge darzustellen, und dies in einer Auflösung, die kleiner ist als die Dauer der gesamten Aufnahme von Messdaten für einen Bilddatensatz.
  • Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage zur Erfassung von Messdaten in einem Abbildungsgebiet innerhalb eines Untersuchungsobjekts und Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen, umfasst einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, mindestens eine HF-Antenne und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der mindestens einen HF-Antenne, zum Empfang der von der mindestens einen HF-Antenne aufgenommenen Messdaten und zur Auswertung der Messdaten und zur Erstellung von Bilddatensätzen. Die Magnetresonanzanlage ist derart ausgestaltet, dass die Magnetresonanzanlage mittels der Steuereinrichtung derart Messdaten durch Einstrahlen von HF-Pulsen in das Abbildungsgebiet und Schalten von Gradienten erzeugt, dass ein erster Bereich des abzutastenden k-Raums entlang von radialen Trajektorien abgetastet wird und ein zweiter Bereich, der dem abzutastenden k-Raum, der nicht von dem ersten Bereich abgedeckt ist, entspricht und das k-Raumzentrum enthält, mindestens zweimal punktweise entsprechend einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz abgetastet wird, und die aus dem ersten Bereich des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten als ersten Rohdatensatz, die aus der ersten Abtastung des zweiten Bereichs des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten als ersten weiteren Rohdatensatz und die aus jeder weiteren Abtastung des zweiten Bereichs des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten jeweils als weiteren weiteren Rohdatensatz speichert. Die Magnetresonanzanlage ist weiter derart ausgestaltet, dass sie mittels der Steuereinrichtung einen Bilddatensatz aus dem ersten Rohdatensatz und dem ersten weiteren Rohdatensatz und je einen weiteren Bilddatensatz aus dem ersten Rohdatensatz und einem weiteren weiteren Rohdatensatz rekonstruiert. Insbesondere ist die Magnetresonanzanlage derart ausgestaltet, ein hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert ein hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auf einer Steuereinrichtung implementiert, wenn es auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
  • Ein erfindungsgemäßer elektronisch lesbarer Datenträger umfasst darauf gespeicherte elektronisch lesbare Steuerinformationen, welche zumindest ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchführen.
  • Die in Bezug auf das Verfahren angegebenen Vorteile und Ausführungen gelten analog auch für die Magnetresonanzanlage, das Computerprogramm und den elektronisch lesbaren Datenträger.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die aufgeführten Beispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es zeigen:
  • 1 schematisch, eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 schematisch eine PETRA-Sequenz zur Erfassung von Messdaten,
  • 4 eine erfindungsgemäß modifizierte PETRA-Sequenz.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Magnetresonanzanlage 5 (eines Magnetresonanz-Bildgebungs- bzw. Kernspintomographiegeräts). Dabei erzeugt ein Grundfeldmagnet 1 ein zeitlich konstantes starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins in einem Abbildungsgebiet O eines Untersuchungsobjekts U, wie z.B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers, welcher auf einem Tisch 23 liegend in der Magnetresonanzanlage 5 untersucht wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise aber nicht zwangsweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, in welchem die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers angeordnet werden. Zur Unterstützung der Homogenitätsanforderungen und insbesondere zur Eliminierung zeitlich invariabler Einflüsse werden an geeigneter Stelle so genannte Shim-Bleche aus ferromagnetischem Material angebracht. Zeitlich variable Einflüsse werden durch Shim-Spulen 2 eliminiert.
  • In den Grundfeldmagneten 1 ist ein zylinderförmiges Gradientenspulensystem 3 eingesetzt, welches aus drei Teilwicklungen besteht. Jede Teilwicklung wird von einem Verstärker mit Strom zur Erzeugung eines z.B. linearen (auch zeitlich veränderbaren) Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3 erzeugt dabei einen Gradienten Gx in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten Gy in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten Gz in z-Richtung. Der Verstärker umfasst einen Digital-Analog-Wandler, welcher von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
  • Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befindet sich eine (oder mehrere) Hochfrequenzantennen 4, insbesondere mindestens eine Mehrkanal-HF-Sendespule und mindestens eine HF-Empfangsspule, welche die von einem Hochfrequenzleistungsverstärker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Untersuchungsobjekts U bzw. des zu untersuchenden Abbildungsgebiets O des Untersuchungsobjekts U umsetzen. Jede Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespulen und einer oder mehreren HF-Empfangsspulen in Form einer ringförmigen vorzugsweise linearen oder matrixförmigen Anordnung von Komponentenspulen und verfügt über einen Empfangs-Modus und einen Sende-Modus. Von den HF-Empfangsspulen der jeweiligen Hochfrequenzantenne 4 wird auch das von den präzedierenden Kernspins ausgehende Wechselfeld, d.h. in der Regel die von einer Pulssequenz aus einem oder mehreren Hochfrequenzpulsen und einem oder mehreren Gradientenpulsen hervorgerufenen Spinechosignale, in eine Spannung (Messsignal) umgesetzt, welche über einen Verstärker 7 einem Hochfrequenz-Empfangskanal 8 eines Hochfrequenzsystems 22 zugeführt wird. Das Hochfrequenzsystem 22 umfasst weiterhin einen Sendekanal 9, in welchem die Hochfrequenzpulse für die Anregung der magnetischen Kernresonanz erzeugt werden. Dabei werden die jeweiligen Hochfrequenzpulse aufgrund einer vom Anlagerechner 20 vorgegebenen Pulssequenz in der Sequenzsteuerung 18 digital als Folge komplexer Zahlen dargestellt. Diese Zahlenfolge wird als Real- und als Imaginärteil über jeweils einen Eingang 12 einem Digital-Analog-Wandler im Hochfrequenzsystem 22 und von diesem einem Sendekanal 9 zugeführt. Im Sendekanal 9 werden die Pulssequenzen einem Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert, dessen Basisfrequenz der Mittenfrequenz entspricht.
  • Die Umschaltung von Sende- auf Empfangsbetrieb erfolgt über eine Sende-Empfangsweiche 6, welche eine minimale Umschaltzeit Tmin zum Umschalten vom Sende- auf den Empfangs-Modus benötigt. Die HF-Sendespulen der Hochfrequenzantenne(n) 4 strahlt/en die Hochfrequenzpulse zur Anregung der Kernspins in das Messvolumen M ein und resultierende Echosignale werden über die HF-Empfangsspule(n) abgetastet. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden im Empfangskanal 8' (erster Demodulator) des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich auf eine Zwischenfrequenz demoduliert und im Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert. Dieses Signal wird noch auf die Frequenz 0 demoduliert. Die Demodulation auf die Frequenz 0 und die Trennung in Real- und Imaginärteil findet nach der Digitalisierung in der digitalen Domäne in einem zweiten Demodulator 8 statt. Durch einen Bildrechner 17 kann aus den dergestalt gewonnenen Messdaten ein MR-Bild bzw. dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert werden. Die Verwaltung der Messdaten, der Bilddaten und der Steuerprogramme erfolgt über den Anlagenrechner 20. Aufgrund einer Vorgabe mit Steuerprogrammen kontrolliert die Sequenzsteuerung 18 die Erzeugung der jeweils gewünschten Pulssequenzen und das entsprechende Abtasten des K-Raumes. Insbesondere steuert die Sequenzsteuerung 18 dabei das zeitrichtige Schalten der Gradienten, das Aussenden der Hochfrequenzpulse mit definierter Phasenamplitude sowie den Empfang der Kernresonanzsignale.
  • Die Zeitbasis für das Hochfrequenzsystem 22 und die Sequenzsteuerung 18 wird von einem Synthesizer 19 zur Verfügung gestellt. Die Auswahl entsprechender Steuerprogramme zur Erzeugung einer Aufnahme von Messdaten, welche z.B. auf einer DVD 21 gespeichert sind, die Auswahl eines ausgewählten Bereichs O, der angeregt und aus dem Messdaten empfangen werden sollen, die Vorgabe eines Stoffes, mit welchem der ausgewählte Bereich O gefüllt ist, zur Bestimmung der Kippwinkel für den gewünschten Signalverlauf, sowie die Darstellung eines erzeugten MR-Bildes erfolgt z.B. über ein Terminal 13, welches eine Tastatur 15, eine Maus 16 und einen Bildschirm 14 umfasst.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen BDS1, BDS2, BDS3.
  • Mittels der Magnetresonanzanlage werden in einem Abbildungsgebiet eines Untersuchungsobjekts Messdaten erzeugt und aufgenommen, indem HF-Pulse in das Abbildungsgebiet eingestrahlt werden und Gradienten geschaltet werden (Block 201).
  • Dies geschieht derart, dass der recht oben schematisch dargestellte, dem Abbildungsgebiet entsprechende k-Raum K = B + A derart abgetastet wird, dass ein erster Bereich B des abzutastenden k-Raums K entlang von radialen Trajektorien t abgetastet wird. Der Übersichtlichkeit halber sind nur beispielhaft zwei Trajektorien t schematisch als gepunktete Linien t dargestellt. Weiter werden die Messdaten derart erzeugt und aufgenommen, dass ein zweiter Bereich A, der dem abzutastenden k-Raum K entspricht, der nicht von dem ersten Bereich B abgedeckt ist (A = K – B), und das k-Raumzentrum enthält, mindestens zweimal punktweise entsprechend einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz abgetastet wird. Dies ist in 2 durch die schematischen Punkte innerhalb des Bereichs A dargestellt. Die Anordnung der Punkte im Bereich A in 2 ist beliebig gewählt und kann von der verwendeten Einzelpunkt-Bildgebungssequenz abhängen. Beispielsweise kann hierfür eine RASP-Sequenz verwendet werden.
  • Für die radiale Abtastung des ersten Bereichs B kann insbesondere eine einem radialen Teil einer PETRA-Sequenz entsprechende Sequenz verwendet werden, womit insgesamt nur eine PETRA-Sequenz verwendet werden braucht, da auch bei dieser ein das k-Raumzentrum umfassender Bereich mittels einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz wie RASP abgetastet wird.
  • Die verwendeten Echozeiten (TE) können bei den verwendeten Sequenzen für den ersten Bereich B und den zweiten Bereich A unterschiedlich gewählt werden, z.B. in Abhängigkeit von den gewünschten Kontrasten, wobei man sich den Effekt zu Nutze macht, dass das K-Raum-Zentrum wesentlich den Kontrasteindruck bestimmt oder auch in Abhängigkeit von technischen Anforderungen, die z.B. durch das Messsystem gegeben sind.
  • Der erste Bereich B des abzutastenden k-Raums K ist zum k-Raumzentrum hin beschränkt. Dies ist durch den gestrichelt dargestellten Kreis um das k-Raumzentrum verdeutlicht. Wie weit der erste Bereich B an das k-Raumzentrum hinreichen kann hängt von einer minimalen Umschaltzeit (Tmin) zwischen einem Sende-Modus und einem Empfangs-Modus der verwendeten HF-Antenne zum Einstrahlen von HF-Pulsen und Aufnehmen von Messdaten ab. Es gelten die gleichen Zusammenhänge wie sie in dem bereits zitierten Artikel von Grodzki et al. beschrieben sind.
  • Die auf diese Weise aufgenommenen Messdaten werden zu einer Folge von mindestens zwei Bilddatensätzen verarbeitet (Block 202).
  • Die aus dem ersten Bereich B aufgenommenen Messdaten werden in einem ersten Rohdatensatz RDS1 gespeichert (Block 203).
  • Die aus der ersten Abtastung des zweiten Bereichs A aufgenommenen Messdaten werden als erster weiterer Rohdatensatz wRDS1 gespeichert (Block 205).
  • Die aus einer zweiten Abtastung des zweiten Bereichs A aufgenommenen Messdaten werden als zweiter weiterer Rohdatensatz wRDS2 gespeichert (Block 207).
  • In dem dargestellten Beispiel ist noch eine dritte Abtastung des zweiten Bereichs A dargestellt, wobei die mittels dieser dritten Abtastung gewonnenen Messdaten als dritter weiterer Rohdatensatz wRDS3 gespeichert werden (Block 209). Messdaten aus weiteren Abtastungen des zweiten Bereichs A werden analog gespeichert. Somit werden die aus jeder weiteren Abtastung des zweiten Bereichs A aufgenommenen Messdaten jeweils als weiterer weiterer Rohdatensatz gespeichert. Zu der Reihenfolge, in der die Abtastungen des ersten Bereichs B und des zweiten Bereichs A erfolgen wird später in Bezug auf 4 weiter eingegangen.
  • Aus den auf diese Weise gewonnenen Rohdatensätzen RDS1, wRDS1, wRDS2, etc. können nun Bilddatensätze rekonstruiert werden. Dabei wird beispielsweise ein erster Bilddatensatz BDS1 aus dem ersten Rohdatensatz RDS1, der aus dem peripheren Bereich B des k-Raums aufgenommen wurde, und dem ersten weiteren Rohdatensatz wRDS1, der aus dem zentralen Bereich A des k-Raums aufgenommen wurde, rekonstruiert.
  • Ein zweiter Bilddatensatz BDS2 kann aus dem ersten Rohdatensatz RDS1, der aus dem peripheren Bereich B des k-Raums aufgenommen wurde, und dem zweiten weiteren Rohdatensatz wRDS2, der aus dem zentralen Bereich A des k-Raums aufgenommen wurde, rekonstruiert werden.
  • Wurden noch weitere weitere Rohdatensätze erstellt, können auch noch weitere Bilddatensätze rekonstruiert werden. Beispielsweise kann ein dritter Bilddatensatz BDS3 aus dem ersten Rohdatensatz RDS1, der aus dem peripheren Bereich B des k-Raums aufgenommen wurde, und dem dritten weiteren Rohdatensatz wRDS3, der aus dem zentralen Bereich A des k-Raums aufgenommen wurde, rekonstruiert werden. Durch die Kombination des ersten Rohdatensatzes mit einem weiteren Rohdatensatz wird der Bilddatensatz jeweils aus Rohdaten aus dem gesamten dem Abbildungsgebiet entsprechenden k-Raum rekonstruiert.
  • Die Kontraste in den einzelnen Bilddatensätzen BDS1, BDS2, BDS3 entsprechen jeweils den herrschenden Kontrasten zu den Zeiträumen, in denen die Messdaten aus den verwendeten weiteren Rohdatensätzen des zentralen Bereichs aufgenommen wurden.
  • Falls gewünscht, kann auch der erste Bereich B mehrfach abgetastet werden, jedoch wird der zweite Bereich A jedenfalls insgesamt öfter als der erste Bereich B abgetastet. In diesem Fall kann beispielweise eine Abfrage 211 abfragen, ob eine weitere Abtastung des ersten Bereichs B gewünscht wird, und wenn ja, das Verfahren erneut bei Block 201 starten. Wenn nicht, wird das Verfahren beendet (“end“).
  • In 3 ist schematisch eine PETRA-Sequenz zur Erfassung von Messdaten dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber wurde ein PETRA-Sequenzschema zur Erfassung von Projektionsdaten gewählt.
  • Die erste Zeile in 3 zeigt die eingestrahlten HF-Anregungspulse 26, die zweite Zeile die zugehörigen Auslesezeitspannen 27.
  • Es werden hier nur zwei Phasenkodiergradienten geschaltet. Auf eine Kodierung in der dritten Richtung, der Schichtrichtung, hier der z-Richtung, wird verzichtet (Gz = 0). Bei Aufnahmen von dreidimensionalen Messdatensätzen muss das gezeigte Schema für jeden Gradienten in der dritten Richtung wiederholt werden, wodurch die Messzeiten verlängert werden. D.h. der Bereich B wäre bei m Gradiententrajektoriendurchläufen in Schichtrichtung m-Mal so lang.
  • Die Phasenkodiergradienten in x- und y-Richtung sind gleich Gx = sin(φ) bzw. Gy = cos(φ), wobei φ z.B. beginnend bei φ = 0 bei jeder radialen k-Raum-Trajektorie um den Winkel 360°/(Anzahl der Projektionen NProj) vergrößert wird, bis 360° erreicht werden. Es werden also insgesamt für den Projektionsdatensatz NProj radiale Projektionen, d.h. NProj radiale k-Raum-Trajetorien aufgenommen. Dies ist in 2 im Bereich „A“ dargestellt, wobei dort 250 radiale k-Raumtrajektorien welche einen ersten Bereich des abzutastenden k-Raums abtasten, ausgelesen werden.
  • Im Bereich „B“ in 3 ist das Auslesen von kartesischen k-Raumpunkten in einem zweiten Bereich, der dem abzutastenden k-Raum entspricht, welcher nicht von dem ersten Bereich abgedeckt ist, und das k-Raumzentrum enthält mittels eines Einzelpunkt-Bildgebungsverfahren dargestellt.
  • 4 zeigt eine erfindungsgemäß modifizierte PETRA-Sequenz aus 3. Die Darstellung als Projektionssequenz wurde wieder der Übersichtlichkeit halber beibehalten. Bei einer dreidimensionalen Aufnahme von Messdaten verlängert sich der gesamte Bereich B (hier B = B1.1 + B1.2) wie in Bezug auf 3 beschrieben.
  • In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zunächst der das k-Raumzentrum umfassende zweite Bereich ein erstes Mal abgetastet (A1), dann wird mit der Abtastung des zweiten Bereichs begonnen (B1.1). In dem dargestellten Fall wird das Abtasten des zweiten Bereichs (B = B1.1 + B1.2) einmal unterbrochen, um den ersten Bereich ein zweites Mal abzutasten (A2). Nachdem der erste Bereich vollständig abgetastet ist (Ende B1.2), wird hier der zweite Bereich noch ein drittes Mal abgetastet (A3). Auf diese Weise wird der zweite Bereich A (A = A1 = A2 = A3) zu drei unterschiedlichen Zeiträumen abgetastet. In dem dargestellten Beispiel sind die Zeiträume, in denen der zweite Bereich A abgetastet wird, gleichmäßig um die Abtastung des ersten Bereichs B = B1.1 + B1.2 verteilt.
  • In anderen Ausführungsformen kann der erste Bereich B z.B. auch ohne Unterbrechung abgetastet werden und der zweite Bereich A beispielsweise vor und nach der Abtastung des ersten Bereichs B abgetastet werden (Abtastung: ABA). Ebenso ist es denkbar, den zweiten Bereich A mehrfach abzutasten bevor der erste Bereich B abgetastet wird (Abtastung: AA ... B). Genauso ist es möglich, den zweiten Bereich A mehrfach abzutasten nachdem der erste Bereich B abgetastet wurde (Abtastung: BAA ...). Auch eine Unterbrechung oder mehrere Unterbrechungen der Abtastung des ersten Bereichs B an beliebiger Stelle, um den zweiten Bereich A einmal oder mehrfach abzutasten, ist denkbar.
  • Die Abwechslung der Abtastung des ersten Bereichs B und des zweiten Bereichs A, wobei A immer zusammenhängend vollständig abgetastet wird, kann also variabel gestaltet werden, wobei auch beliebige Kombinationen der eben genannten Möglichkeiten einsetzbar sind. An welcher Stelle eine Abtastung des zweiten Bereichs A stattfindet, kann insbesondere derart entschieden werden, dass die Zeiträume der unterschiedlichen Abtastungen des zweiten Bereichs A so gelegt werden, dass sie erwartete Änderungen im Kontrast über den Verlauf der gesamten Aufnahme in den aus den entsprechenden Rohdatensätzen rekonstruierten Bilddatensätzen gut wiedergeben.
  • Entsprechend dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann nun ein erster Bilddatensatz BDS1 aus den gewonnenen Rohdatensätzen aus dem ersten Bereich B = B1.1 + B1.2 und der ersten Abtastung des zweiten Bereichs A1 rekonstruiert werden. Der Kontrast dieses ersten Bilddatensatzes BDS1 ist hierbei durch den ersten weiteren Rohdatensatz, der zum Zeitpunkt der ersten Abtastung des zweiten Bereichs (A1) bestimmt.
  • Ein zweiter Bilddatensatz BDS2 kann aus den gewonnenen Rohdatensätzen aus dem ersten Bereich B = B1.1 + B1.2 und der zweiten Abtastung des zweiten Bereichs A2 rekonstruiert werden. Der Kontrast dieses zweiten Bilddatensatzes BDS2 ist hierbei durch den zweiten weiteren Rohdatensatz, der zum Zeitpunkt der zweiten Abtastung des zweiten Bereichs (A2) bestimmt.
  • Ein dritter Bilddatensatz BDS3 kann aus den gewonnenen Rohdatensätzen aus dem ersten Bereich B = B1.1 + B1.2 und der dritten Abtastung des zweiten Bereichs A3 rekonstruiert werden. Der Kontrast dieses dritten Bilddatensatzes BDS3 ist hierbei durch den dritten weiteren Rohdatensatz, der zum Zeitpunkt der dritten Abtastung des zweiten Bereichs (A3) bestimmt.
  • Auf diese Weise erhält man eine Folge von Bilddatensätzen BDS1, BDS2 und BDS3, deren Kontrast sich entsprechend den herrschenden Verhältnissen bei Aufnahme der jeweils für die Rekonstruktion des Bilddatensatzes verwendeten Rohdaten aus dem zweiten Bereich (A1, A2, A3) ändert. Somit entstehen also Bilddatensätze BDS1, BDS2 und BDS3, die eine zeitlich unterschiedliche Kontrastierung darstellen. Damit ist es möglich, zeitaufgelöste Vorgänge wie beispielsweise eine Kontrastmittelanflutung darzustellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (12)

  1. Verfahren zur Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen (BDS1, BDS2, BDS3) eines in einem Messvolumen einer Magnetresonanzanlage (5) befindlichen Abbildungsgebiets (O) mittels der Magnetresonanzanlage(5), umfassend die Schritte: – Erzeugen und Aufnehmen von Messdaten durch Einstrahlen von HF-Pulsen in das Abbildungsgebiet und Schalten von Gradienten (201) derart, dass der dem Abbildungsgebiet entsprechende k-Raum (K) derart abgetastet wird, dass ein erster Bereich (B) des abzutastenden k-Raums entlang von radialen Trajektorien (t) abgetastet wird und ein zweiter Bereich (A), der dem abzutastenden k-Raum (K) entspricht, der nicht von dem ersten Bereich (B) abgedeckt ist, und das k-Raumzentrum enthält, mindestens zweimal punktweise entsprechend einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz abgetastet wird, – Speichern der aus dem ersten Bereich (B) des abzutastenden k-Raums (K) aufgenommenen Messdaten (203) als ersten Rohdatensatz (RDS1), – Speichern der aus der ersten Abtastung des zweiten Bereichs (A) des abzutastenden k-Raums (K) aufgenommenen Messdaten (205) als ersten weiteren Rohdatensatz (wRDS1), – Speichern der aus jeder weiteren Abtastung des zweiten Bereichs (A) des abzutastenden k-Raums (K) aufgenommenen Messdaten (207, 209) jeweils als weiteren weiteren Rohdatensatz (wRDS2, wRDS3), – Rekonstruieren eines Bilddatensatzes (BDS1) aus dem ersten Rohdatensatz (RDS1) und dem ersten weiteren Rohdatensatz (wRDS1) und je eines weiteren Bilddatensatzes (BDS2, BDS3) aus dem ersten Rohdatensatz (RDS1) und einem weiteren weiteren Rohdatensatz (wRDS2, wRDS3).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich (B) des abzutastenden k-Raums (K) entlang von radialen Trajektorien (t) entsprechend des radialen Teils einer PETRA-Sequenz abgetastet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Bereich (B) des abzutastenden k-Raums (K) durch eine minimale Umschaltzeit (Tmin) zwischen einem Sende-Modus und einem Empfangs-Modus einer HF-Antenne (4) zum Einstrahlen von HF-Pulsen und Aufnehmen von Messdaten zum k-Raumzentrum hin beschränkt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Bereich (B) ohne Unterbrechung abgetastet wird und dabei Messdaten (203) aufgenommen werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abtastung des ersten Bereichs (B) mindestens einmal durch eine Abtastung des zweiten Bereichs (A) unterbrochen wird und dabei jeweils Messdaten (203, 205, 207, 209) aufgenommen werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor der Abtastung des ersten Bereichs (B) der zweite Bereich (A) abgetastet wird und dabei jeweils Messdaten (203, 205, 207, 209) aufgenommen werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der Abtastung des ersten Bereichs (B) der zweite Bereich (A) abgetastet wird und dabei jeweils Messdaten (203, 205, 207, 209) aufgenommen werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auch der erste Bereich (B) mehrfach abgetastet, der zweite Bereich (A) jedoch öfter als der erste Bereich (B) abgetastet wird und dabei jeweils Messdaten (203, 205, 207, 209) aufgenommen werden.
  9. Magnetresonanzanlage zur Erfassung von Messdaten in einem Abbildungsgebiet(O) innerhalb eines Untersuchungsobjekts (U) und Erstellung einer Folge von Bilddatensätzen, wobei die Magnetresonanzanlage (5) einen Grundfeldmagneten (1), ein Gradientenfeldsystem (3), mindestens eine HF-Antenne (4) und eine Steuereinrichtung (10) zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems (3) und der mindestens einen HF-Antenne (4), zum Empfang der von der mindestens einen HF-Antenne (4) aufgenommenen Messdaten und zur Auswertung der Messdaten und zur Erstellung von Bilddatensätzen umfasst, wobei die Magnetresonanzanlage (5) derart ausgestaltet ist, dass die Magnetresonanzanlage (5) mittels der Steuereinrichtung (10) derart Messdaten durch Einstrahlen von HF-Pulsen in das Abbildungsgebiet und Schalten von Gradienten erzeugt, dass ein erster Bereich des abzutastenden k-Raums entlang von radialen Trajektorien abgetastet wird und ein zweiter Bereich, der dem abzutastenden k-Raum, der nicht von dem ersten Bereich abgedeckt ist, entspricht und das k-Raumzentrum enthält, mindestens zweimal punktweise entsprechend einer Einzelpunkt-Bildgebungssequenz abgetastet wird, und die aus dem ersten Bereich des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten als ersten Rohdatensatz, die aus der ersten Abtastung des zweiten Bereichs des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten als ersten weiteren Rohdatensatz und die aus jeder weiteren Abtastung des zweiten Bereichs des abzutastenden k-Raums aufgenommenen Messdaten jeweils als weiteren weiteren Rohdatensatz speichert, und dass die Magnetresonanzanlage (5) mittels der Steuereinrichtung (10) einen Bilddatensatz aus dem ersten Rohdatensatz und dem ersten weiteren Rohdatensatz und je einen weiteren Bilddatensatz aus dem ersten Rohdatensatz und einem weiteren weiteren Rohdatensatz rekonstruiert.
  10. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 9, wobei die Magnetresonanzanlage (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist.
  11. Computerprogramm, das ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einer Steuereinrichtung (10) implementiert, wenn es auf der Steuereinrichtung (10) ausgeführt wird.
  12. Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche zumindest ein Computerprogramm nach Anspruch 11 umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (21) in einer Steuereinrichtung (10) einer Magnetresonanzanlage (5) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchführen.
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