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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Korrekturdaten in Verbindung mit Pulssequenzen zur Aufnahme von Messdaten, deren Echozeiten, die Zeitdauer zwischen Anregung und Messdatenaufnahme der Pulssequenzen, unter 500 Mikrosekunden liegen, eine Magnetresonanzanlage, ein Computerprogrammprodukt sowie einen elektronisch lesbarer Datenträger.
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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.
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Im Vergleich zu beispielsweise Computertomographie (CT)-Untersuchungen dauern MR-Untersuchungen in der Regel relativ lang. Durch die längere Dauer sind MR-Untersuchungen anfällig auf Patientenbewegungen während der Messung. Je nach verwendetem Pulssequenztyp und Typ der Untersuchung können Bewegungen des Untersuchungsobjekts somit Artefakte im rekonstruierten Bild entstehen lassen, die eine Diagnose unmöglich machen können.
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Auch das Kontrastverhalten von CT- und MR-Untersuchungen ist sehr unterschiedlich. Während MR-Untersuchungen einen sehr guten Weichteilkontrast liefern, sind CT-Untersuchungen zum Messen fester Stoffe, wie Knochen, sehr gut geeignet. Derartige feste Stoffe liefern in den meisten Standartpulssequenzen kein Signal, da das Signal eines festen Stoffes schnell abklingt.
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Pulssequenzen mit sehr kurzen Echozeiten TE, etwa TE kleiner als 0,5 Millisekunden, bieten der Kernspintomographie (MR-Tomographie) hier neue Anwendungsgebiete. Sie ermöglichen die Darstellung von Stoffen, die mit herkömmlichen Sequenzen wie (T)SE ((Turbo)Spin Echo) oder GRE (Gradientenecho) nicht darstellbar sind, da deren jeweilige Zerfallszeit der Quermagnetisierung T2 dieser Stoffe deutlich kürzer als die möglichen Echozeiten der herkömmlichen Sequenzen ist, und ihr Signal zum Aufnahmezeitpunkt daher bereits zerfallen ist. Mit Echozeiten im Bereich dieser Zerfallszeiten ist es hingegen möglich, die Signale dieser Stoffe z.B. in einem MR-Bild darzustellen. Beispielsweise die Zerfallszeiten T2 von Zähnen, Knochen oder Eis liegen zwischen 30 und 80 Mikrosekunden.
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Die Anwendung von Sequenzen mit ultra-kurzen Echozeiten (UEZ-Sequenzen) ermöglicht somit zum Beispiel Knochen- und/oder Zahnbildgebung und/oder die Darstellung von Kryoablationen mittels MR, und ist zur MR-PET (Kombination von MR und Positronenemissionstomographie, PET) oder PET Schwächungskorrektur einsetzbar.
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Beispiele für UEZ-Sequenzen sind UTE ("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,
PETRA („Pointwise Encoding Time reduction with Tadial Acquisition"), wie von Grodzki et al. in "Ultra short Echo Time Imaging using Pointwise Encoding Time reduction with Radial Acquisition (PETRA)", Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 19 (2011) S. 2815 beschrieben, oder
z-TE, wie von Weiger et al. in „MRI with zero echo time: hard versus sweep pulse excitation", Magn. Reson. Med. 66 (2011) S. 379–389 beschrieben.
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Bei diesen Sequenztypen wird zumeist ein harter Delta-Puls als Hochfrequenz-Anregungspuls appliziert und danach so schnell wie von der Hardware möglich, oder mit einer Echozeit zwischen der Anregung durch den Anregungspuls und Beginn der Datenaufnahme von kleiner als 500 Mikrosekunden, mit der Datenaufnahme begonnen. Bei der PETRA oder der z-TE sind die Gradienten während der Anregung bereits eingeschaltet. Bei der UTE werden die Gradienten mit Beginn der Datenaufnahme auf die gewünschte Stärke hochgefahren.
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Auch Sequenzen mit ultrakurzen Echozeiten sind bewegungsempfindlich. Gerade bei Sequenzen mit geringer Geräuschentwicklung, wie bei PETRA, kann es zu erhöhter Bewegung und damit zu ausgeprägteren Bewegungsartefakten kommen.
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Allgemein werden in der MR-Bildgebung verschiedene Ansätze verfolgt, um MR-Untersuchungen bewegungsresistenter zu gestalten. Beispielsweise wird versucht die Strategie der Aufnahme der Messdaten mittels der Pulssequenz zu optimieren, wie etwa durch radiale Akquisistionstechniken oder BLADE. Andere Methoden versuchen die (störende) Bewegung entweder über MR-basiertes Monitoring, wie etwa durch Zwischenscans oder Navigatoren zur Lokalisierung des Untersuchungsobjekts, oder auch durch externe Sensoren, beispielsweise mit Hilfe von sogenannten Markern, mit denen eine Bewegung während der Untersuchung von außen beobachtet werden kann, zu überwachen. Das so erhaltene Wissen über die Bewegung während der Untersuchung lässt sich dazu nutzen, entweder in Nachverarbeitungsschritten (Postprocessing) der Messdaten und/oder rekonstruierten Bilddaten Korrekturen vorzunehmen oder auch Akquisitionsteile, in denen eine starke Bewegung vorlag, zu erkennen und diese zu verwerfen und stattdessen zu wiederholen.
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Ein Ansatz zur MR-basierten Bewegungskorrektur verwendet sogenannte FID-Messungen (FID: engl. „free induction decay“; freier Induktionsabfall), die zwischen den eigentlichen Messungen der Messdaten zur Bildrekonstruktion ausgeführt werden. Ein solches FID-basierten Bewegungskorrekturverfahren ist beispielsweise in dem Artikel von Brau und Brittain: „Generalized Self-Navigated Motion Detection Technique: Preliminary Investigation in Abdominal Imaging", Magn. Res. Med. 55:263–270, 2008, oder auch in Verbindung mit Mehrkanalspulen in dem Artikel von Kober et al.: „Head Motion Detection Using FID Navigators", Magn. Res. Med 66:135–143, 2011, beschrieben. Dabei werden refokussierte, gemessene FID-Signale mit einem Referenzwert verglichen. Je nach Abstand des Untersuchungsobjekts von der für die FID-Messung verwendeten Empfangsspule wird eine andere Intensität gemessen. Hat sich die Lage des Untersuchungsobjekts zwischen den einzelnen FID-Messungen verändert, wird bei den einzelnen FID-Messungen auch eine andere Intensität gemessen. Damit lässt sich eine Bewegung erkennen und es können z.B. auf Grundlage dieser Bewegungsinformationen bestimmte Messungen von Messdaten zur Bildrekonstruktion verworfen und/oder wiederholt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Aufnahme von Korrekturdaten, eine Magnetresonanzanlage, ein Computerprogrammprodukt sowie einen elektronisch lesbarer Datenträger anzugeben, welche eine Korrektur von Messdaten, welche feste Stoffe darstellen, ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Aufnahme von Korrekturdaten in Verbindung mit Pulssequenzen zur Aufnahme von Messdaten, deren Echozeiten, die Zeitdauer zwischen Anregung und Messdatenaufnahme der Pulssequenzen, unter 500 Mikrosekunden liegen gemäß Anspruch 1, eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 9, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 10 sowie einen elektronisch lesbarer Datenträger gemäß Anspruch 11.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufnahme von Korrekturdaten in Verbindung mit Pulssequenzen zur Aufnahme von Messdaten, deren Echozeiten, die Zeitdauer zwischen Anregung und Messdatenaufnahme der Pulssequenzen, unter 500 Mikrosekunden liegen, nehmen die Pulssequenzen Messdaten durch Wiederholen eines Pulssequenzschemas auf, wobei bei jeder Wiederholung andere Gradienten zur Ortskodierung geschaltet sind, und es werden alle n Wiederholungen in einem Zeitfenster, in welchem keine Gradienten geschaltet sind, Korrekturdaten aufgenommen, wobei n eine vorgegebene natürliche Zahl ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine zuverlässige Korrektur von Messdaten mit welchen feste Stoffe darstellbar sind, ohne dass die hierbei verwendete Hardware angepasst werden muss oder externe Sensoren nötig werden.
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Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage umfasst einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, eine Hochfrequenzantenne und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der Hochfrequenzantenne, und einen Bildrechner zum Empfang von von der Hochfrequenzantenne aufgenommenen Messsignalen, zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung von Magnetresonanzbildern. Die Steuereinrichtung umfasst weiter eine Korrektureinrichtung zur Steuerung der Aufnahme von Korrekturdaten und zur Verarbeitung von Korrekturdaten. Insbesondere ist die Magnetresonanzanlage derart ausgestaltet, ein hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert ein hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auf einer Steuereinrichtung implementiert, wenn es auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
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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.
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Die in Bezug auf das Verfahren angegebenen Vorteile und Ausführungen gelten analog auch für die Magnetresonanzanlage, das Computerprogramm und den elektronisch lesbaren Datenträger.
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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:
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1 schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage,
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2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufnahme von Korrekturdaten in Verbindung mit Pulssequenzen zur Aufnahme von Messdaten, deren Echozeiten, die Zeitdauer zwischen Anregung und Messdatenaufnahme der Pulssequenzen, unter 500 Mikrosekunden liegen,
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3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Pulssequenz zur Aufnahme von Messdaten mit erfindungsgemäßer Aufnahme von Korrekturdaten,
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4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer weiteren Pulssequenz zur Aufnahme von Messdaten mit erfindungsgemäßer Aufnahme von Korrekturdaten.
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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 Untersuchungsgebiet eines Untersuchungsobjekts U, wie z.B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers, welcher auf einem Tisch 23 liegt und in die Magnetresonanzanlage 5 geschoben wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, in welches die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers eingebracht 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 und eine geeignet Ansteuerung 27 für die Shim-Spulen 2 eliminiert.
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In den Grundfeldmagneten 1 ist ein zylinderförmiges Gradientenspulensystem 3 eingesetzt, welches aus drei Teilwicklungen besteht. Jede Teilwicklung wird von einem entsprechenden Verstärker 24–26 mit Strom zur Erzeugung eines linearen Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung eines 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. Die Verstärker 24–26 umfassen jeweils einen Digital-Analog-Wandler (DAC), welcher von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
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Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befindet sich eine Hochfrequenzantenne 4, welche die von einem Hochfrequenzleistungsverstärker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Objekts bzw. des zu untersuchenden Bereiches des Objekts umsetzt. Die Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespulen und einer oder mehreren HF-Empfangsspulen in Form einer beispielsweise ringförmigen, linearen oder matrixförmigen Anordnung von Spulen. Besteht die Hochfrequenzantenne 4 aus mehreren Einzelspulen, d.h. einzelnen HF-Empfangsspulen, und ist somit eine Mehrkanalempfangsspule, können insbesondere Korrekturdaten mit besonders hoher Ortsauflösung aufgenommen werden. Von den HF-Empfangsspulen der Hochfrequenzantenne 4 wird 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 Kernspinechosignale, in eine Spannung (Messsignal) umgesetzt, welche über einen Verstärker 7 einem Hochfrequenz-Empfangskanal 8, 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 Anlagenrechner 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 (DAC) im Hochfrequenzsystem 22 und von diesem dem Sendekanal 9 zugeführt. Im Sendekanal 9 werden die Pulssequenzen einem Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert, dessen Basisfrequenz der Resonanzfrequenz der Kernspins im Messvolumen entspricht. Über einen Verstärker 28 werden die modulierten Pulssequenzen der HF-Sendespule der Hochfrequenzantenne 4 zugeführt.
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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-Sendespule der Hochfrequenzantenne 4 strahlt die Hochfrequenzpulse zur Anregung der Kernspins in das Messvolumen M ein und tastet resultierende Echosignale über die HF-Empfangsspulen ab. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden in einem ersten Demodulator 8' des Empfangskanals des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich auf eine Zwischenfrequenz demoduliert und im Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert. Dieses Signal wird noch auf die Frequenz Null demoduliert. Die Demodulation auf die Frequenz Null und die Trennung in Real- und Imaginärteil findet nach der Digitalisierung in der digitalen Domäne in einem zweiten Demodulator 8 statt, welcher die demodulierten Daten über Ausgänge 11 an einen Bildrechner 17 ausgibt.
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Durch den Bildrechner 17 wird aus den derart gewonnenen Messdaten ein MR-Bild rekonstruiert, insbesondere unter Verwendung von Korrekturverfahren zur Korrektur von Artefakten, wozu die Steuereinheit 10 z.B. eine Korrektureinrichtung 30 zur Verarbeitung von Korrekturdaten umfasst. Diese Korrektureinrichtung 30 ist weiterhin zur Steuerung der Aufnahme von Korrekturdaten ausgebildet und hierzu beispielsweise von dem Anlagenrechner 20 umfasst. Die Verwaltung der Messdaten, der Bilddaten und der Steuerprogramme erfolgt z.B. ebenfalls 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 und damit Aufnahme der Messdaten und der Korrekturdaten. 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 eines MR-Bildes, welche z.B. auf einer DVD 21 gespeichert sind, sowie sonstige nutzerseitige Eingaben und die Darstellung des erzeugten MR-Bildes erfolgen über ein Terminal 13, welches zur Ermöglichung einer Eingabe Eingabemittel wie z.B. eine Tastatur 15 und/oder eine Maus 16 und zur Ermöglichung einer Anzeige Anzeigemittel wie z.B. einen Bildschirm 14 umfasst.
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2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufnahme von Korrekturdaten in Verbindung mit Pulssequenzen zur Aufnahme von Messdaten, deren Echozeiten, die Zeitdauer zwischen Anregung und Messdatenaufnahme der Pulssequenzen, unter 500 Mikrosekunden liegen, wobei die Pulssequenzen Messdaten durch Wiederholen eines Pulssequenzschemas aufnehmen, wobei bei jeder Wiederholung andere Gradienten zur Ortskodierung geschaltet sind, und wobei alle n Wiederholungen in einem Zeitfenster, in welchem keine Gradienten geschaltet sind, Korrekturdaten aufgenommen werden, wobei n eine vorgegebene natürliche Zahl ist.
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Eine Wiederholung der verwendeten Pulssequenz entspricht einer Dauer der Wiederholzeit TR. Damit ergibt sich die Zeit zwischen zwei Aufnahmen von Korrekturdaten durch n·TR. Die Wahl der Zahl n richtet sich insbesondere nach dem gewünschten Auflösungsvermögen der Bewegungsüberwachung durch die Korrekturdaten. Wird eine sehr dichte Bewegungsüberwachung gewünscht, kann n klein, beispielsweise sogar n = 1, gewählt werden. Genügt eine grobmaschigere Überwachung der Bewegung, kann n größer gewählt werden.
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Dazu werden in einem Schritt 201 im Rahmen einer ersten Wiederholung (i = 1) der verwendeten Pulssequenz, Messdaten aufgenommen und in einem Messdatensatz MDS gespeichert. Eine Abfrage 202 prüft, ob vor der nächsten Wiederholung i = i + 1 Korrekturdaten erfasst werden sollen. Dies geschieht insbesondere indem der Index der Wiederholung i mit der vom Benutzer vorgegebenen natürlichen Zahl n verglichen wird, die vorgibt wann Korrekturdaten aufgenommen werden sollen. Ergibt die Abfrage 202, dass Korrekturdaten aufgenommen werden sollen (Pfeil nach unten „y“) werden in einem Schritt 203 Korrekturdaten in einem Zeitfenster, in dem keine Gradienten geschaltet sind, aufgenommen und in einem Korrekturdatensatz KDS gespeichert. Ergibt die Abfrage 202, dass keine Korrekturdaten aufgenommen werden sollen (Pfeil nach rechts „n“) oder nach einer durchgeführten Aufnahme von Korrekturdaten, wird in einer Abfrage 204 überprüft, ob bereits alle gewünschten Wiederholungen und damit alle gewünschten Messdaten und Korrekturdaten aufgenommen sind. Ergibt die Abfrage 204, dass alle gewünschten Mess- und Korrekturdaten aufgenommen sind, endet die Aufnahme von Mess- und Korrekturdaten („end“). Ergibt die Abfrage 204, dass weitere Messdaten und/oder Korrekturdaten aufgenommen werden sollen, werden in einer nächsten Wiederholung der Pulssequenz (i = i + 1) erneut in Schritt 201 Messdaten aufgenommen und in dem Messdatensatz MDS gespeichert. Die Schritte 201 bis 204 wiederholen sich damit solange, bis alle gewünschten Mess- und Korrekturdaten aufgenommen und in dem Messdatensatz MDS und dem Korrekturdatensatz KDS gespeichert sind. Dabei muss nicht zwangsläufig mit der Aufnahme von Messdaten (Schritt 201) begonnen werden, sondern es kann auch mit der Aufnahme von Korrekturdaten (Schritt 203) begonnen werden, wonach das Verfahren wie oben beschrieben weiterläuft.
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Die Korrekturdaten werden hierbei insbesondere während dem freien Induktionsabfall (FID) direkt nach einer Anregung durch einen Anregungspuls der Pulssequenz gemessen, wie später noch in Bezug auf die 3 und 4 genauer ausgeführt wird.
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Die auf diese Weise aufgenommenen und in dem Korrekturdatensatz gespeicherten Korrekturdaten können weiter zur Korrektur, insbesondere zur Bewegungskorrektur der mit der Pulssequenz aufgenommenen und in dem Messdatensatz MDS gespeicherten Messdaten mittels eines FID-basierten Bewegungskorrekturverfahrens verwendet werden. Dazu wird beispielsweise in einem Schritt 205 eine Korrektur der aufgenommenen Messdaten auf Grundlage der aufgenommenen Korrekturdaten durchgeführt. Dies geschieht beispielsweise gemäß einem in einem der beiden bereits oben zitierten Artikeln von Brau und Brittain bzw. von Kober et al. beschriebenen FID-basierten Bewegungskorrekturverfahren. Gegebenenfalls können einzelne Wiederholungen (i = j) hierbei wiederholt werden, um erneut Messdaten aufzunehmen, welche die bisherigen Messdaten der Wiederholung i = j ersetzen, wenn hierbei festgestellt wird, dass während der ursprünglich durchgeführten Wiederholung i = j eine störende Bewegung stattfand. Aus den auf Grundlage des Korrekturdatensatzes KDS korrigierten Messdaten kann ein bewegungskorrigierter Bilddatensatz BDS rekonstruiert und angezeigt und/oder gespeichert werden.
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Wurden die Korrekturdaten mittels einer mehrere Einzelspulen umfassenden Mehrkanalempfangsspule aufgenommen können die aufgenommenen Korrekturdaten im Rahmen des FID-basierten Bewegungskorrekturverfahrens einzelspulenweise, d.h. für jede Einzelspule getrennt, analysiert werden. Damit lässt sich eine erhöhte Genauigkeit bei der Bewegungsanalyse erreichen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Pulssequenz zur Aufnahme von Messdaten mit erfindungsgemäßer Aufnahme von Korrekturdaten. In der oberen Zeile (RF) sind die eingestrahlten Anregungspulse 26 und die Aufnahmeblöcke zur Aufnahme der Hochfrequenzsignale 27, 28 zur Aufnahme der Messdaten und der Korrekturdaten dargestellt. In der zweiten Zeile G sind die geschalteten Gradienten dargestellt. Die untere Zeile t stellt den zeitlichen Verlauf dar.
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Wie man sieht, sind bei der verwendeten ausschnittsweise dargestellten Pulssequenz bei jeder Wiederholung der Dauer TR (Wiederholzeit) während des Einstrahlens eines Anregungspulses 26 gleichzeitig Gradienten G geschaltet, wenn nach dem Anregungspuls 26 Messdaten aufgenommen werden (Aufnahme 27).
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Alle n Wiederhollungen werden zur Aufnahme der Korrekturdaten die Gradienten für ein vorgegebenes Zeitfenster heruntergefahren und zur Aufnahme 28 der Korrekturdaten ausgeschaltet (in Zeitfenster TK). Dazu kann beispielsweise ein Anregungspuls 26’ eingestrahlt und nach der Echozeit TE mit der Aufnahme 28 der Korrekturdaten begonnen werden. Die Echozeit ist hierbei hinreichend kurz, um mit der Aufnahme 28 den direkt nach der Anregung 26’ stattfindenden freien Induktionsabfall der Spins aufzunehmen. Nach Aufnahme 28 der Korrekturdaten wird für eine nachfolgende Wiederholung der Pulssequenz zur Aufnahme der Messdaten zunächst der Gradient auf die für die anstehende Wiederholung gewünschte Stärke gefahren bevor der nächste Anregungspuls 26 der Pulssequenz eingestrahlt wird. Bis zur nächsten Aufnahme von Korrekturdaten wird die Aufnahme von Messdaten mit den nächsten n Wiederholungen der Pulssequenz fortgesetzt.
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Das Verfahren der Gradienten von einer in einer Wiederholung gewünschten Stärke zu der in der folgenden Wiederholung gewünschten Stärke sowie das Herunterfahren der Gradienten bis auf „Null“ (ausschalten) zur Aufnahme von Korrekturdaten und das Hochfahren der Gradienten nach der Aufnahme von Korrekturdaten für die nächste Aufnahme von Messdaten erfolgt insbesondere mit einer Slewrate, welche keine oder allenfalls geringe mechanische Belastungen auf das Gradientensystem und damit keine oder allenfalls eine geringe Geräuschentwicklung entstehen lässt. Damit ist die ME-Untersuchung besonders leise und angenehm für Patienten und die Untersuchung betreuendes Personal.
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Die dargestellte Pulssequenz nimmt Messdaten insbesondere gemäß einem PETRA-Pulssequenzschema auf.
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In 4 ist eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer weiteren Pulssequenz zur Aufnahme von Messdaten mit erfindungsgemäßer Aufnahme von Korrekturdaten gezeigt.
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In der oberen Zeile (RF) sind wieder die eingestrahlten Anregungspulse 26 und die Aufnahmeblöcke zur Aufnahme der Hochfrequenzsignale zur Aufnahme 27 der Messdaten und zur Aufnahme 28 der Korrekturdaten dargestellt. In der zweiten Zeile G sind die geschalteten Gradienten dargestellt. Die untere Zeile t stellt den zeitlichen Verlauf dar.
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Wie man sieht, wird bei der verwendeten schematisch dargestellten Pulssequenz bei jeder Wiederholung der Dauer TR (Wiederholzeit) mit dem Beginn der Aufnahme 27 von Messdaten nach einem Anregungspuls 26 gleichzeitig begonnen Gradienten G auf einen in der momentanen Wiederholung gewünschten Wert zu fahren. Gegebenenfalls kann nach der Aufnahme 27 der Messdaten ein Spoilergradient geschaltet werden, bevor die nächste Wiederholung mit einem erneuten Anregungspuls 26 beginnt.
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Alle n Wiederhollungen werden vor Beginn der Aufnahme 27 der Messdaten bei noch ausgeschalteten Gradienten Korrekturdaten aufgenommen (Aufnahme 28).
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Bei einer Ausführungsform gemäß der 4 ergibt sich eine besonders elegante Aufnahme von Korrekturdaten, welche nur gering in den Verlauf der Pulssequenz eingreift. Hier ist es nicht nötig, für die Aufnahme der Korrekturdaten extra Messungen zwischen die Wiederholungen der Aufnahme der Messdaten zu fügen, sondern die Aufnahmen der Korrekturdaten können ohne Zeitverlust in die Pulssequenz zur Aufnahme der Messdaten integriert werden. Denn die einzige erforderliche Modifikation der Pulssequenz zur Aufnahme von Messdaten besteht darin, dass alle n Wiederholungen bereits etwas früher mit der Datenakquisition begonnen wird als bei einer reinen Aufnahme von Messdaten. Die zu diesen früheren Zeitpunkten aufgenommenen (Aufnahme 28) Daten werden einfach als Korrekturdaten und nicht als Messdaten gespeichert. Es ist hierbei darauf zu achten, dass die für die Aufnahme der Korrekturdaten somit verkürzte Echozeit TE’ nicht kleiner als von der verwendeten Magnetresonanzanlage möglich (Limitierungen durch Hardware, z.B. Umschaltzeit von Sende- auf Empfangsmodus der Hochfrequenzantenne Tmin) sind.
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In jedem Fall werden in der Aufnahme 28 der Korrekturdaten insbesondere zumindest zwei Akquisitionspunkte aufgenommen.
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Die Echozeiten TE, TE’, d.h. die Zeitspanne zwischen Anregungspuls und Beginn der Aufnahme der Messdaten oder der Korrekturdaten ist bei den verwendeten Pulssequenzen kürzer als 500 Mikrosekunden. Damit können reine FID-Daten akquiriert werden, welche direkt in einem oben beschriebenen FIDbasierten Bewegungskorrekturverfahren verwendet werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- 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 [0007]
- PETRA („Pointwise Encoding Time reduction with Tadial Acquisition“), wie von Grodzki et al. in “Ultra short Echo Time Imaging using Pointwise Encoding Time reduction with Radial Acquisition (PETRA)“, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 19 (2011) S. 2815 [0007]
- z-TE, wie von Weiger et al. in „MRI with zero echo time: hard versus sweep pulse excitation“, Magn. Reson. Med. 66 (2011) S. 379–389 [0007]
- Artikel von Brau und Brittain: „Generalized Self-Navigated Motion Detection Technique: Preliminary Investigation in Abdominal Imaging“, Magn. Res. Med. 55:263–270, 2008 [0011]
- Artikel von Kober et al.: „Head Motion Detection Using FID Navigators“, Magn. Res. Med 66:135–143, 2011 [0011]
- Kober et al. [0034]
