DE102013201670B3

DE102013201670B3 - Verfahren zum Erfassen von MR-Daten und zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds sowie entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage

Info

Publication number: DE102013201670B3
Application number: DE201310201670
Authority: DE
Inventors: Michael Köhler; Thorsten Speckner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2033-02-02
Also published as: CN103969610A; JP6258050B2; JP2014147747A; KR101617936B1; KR20140099201A; US9625546B2; US20140218021A1; CN103969610B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von MR-Daten innerhalb eines Volumenabschnitts mit einer Magnetresonanzanlage (5). Dabei werden die MR-Daten mehrfach mit einer Sequenz (61; 62) erfasst, welche folgende Schritte umfasst: • Einstrahlen eines ersten resonanten HF-Pulses (31), • Einstrahlen eines zweiten resonanten HF-Pulses (32), • Anlegen eines dephasierenden ersten Gradienten (41), welcher nach dem ersten resonanten HF-Puls (31) und vor dem zweiten resonanten HF-Puls (32) angelegt wird, • Einstrahlen eines dritten resonanten HF-Pulses (33) nach dem zweiten resonanten HF-Puls (32), • Anlegen eines zweiten Gradienten (42) nach dem dritten HF-Puls (33) zum Refokussieren eines stimulierten Echos einer von dem ersten Gradienten (41) präparierten Magnetisierungskomponente, • Auslesen von MR-Daten, bei einem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) werden der erste Gradient (41) und/oder der zweite Gradient (42) verschieden von dem ersten Gradient (41) bzw. dem zweiten Gradient (42) bei einem weiteren Einspielen der Sequenz (62) eingestellt, welches dem bestimmten Einspielen direkt folgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren, um MR-Daten beispielsweise zur Erstellung von MR-Bildern zu erfassen, und zum anderen ein Verfahren, um ein B1-Magnetfeld zu bestimmen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Magnetresonanzanlage, welche ausgestaltet ist, um eines oder beide der vorab beschriebenen Verfahren durchzuführen.
„DREAM – A Novel Approach for Robust, Ultrafast, Multislice B1 Mapping”, K. Nehrke u. a., Magn. Reson. Med. 20, 2012, Seiten 1517–1526 beschreibt eine sehr schnelle Bestimmung des B1-Magnetfelds, wobei gleichzeitig ein stimuliertes Echo und ein freier Induktionszerfall gemessen werden.
Die WO 2012/140536 A1 beschreibt zwei verschiedene Verfahren zur MR-Bildgebung. Dabei leitet das eine Verfahren das B1-Magnetfeld von erfassten stimulierten Echos ab. Das zweite Verfahren erstellt zwei MR-Daten mit zwei Bildgebungssequenzen, wobei das B1-Magnetfeld ausgehend von diesen beiden MR-Daten abgeleitet wird.
„Handbook of MRI Pulse Sequences”, M. A. Bernstein u. a., Elsevier/Academic Press, Amsterdam, 2004 beschreibt auf Seite 266 Schichtselektionsgradienten und auf Seite 351 den Einsatz von Spoilergradienten.
Die genaue Kenntnis der im untersuchten Bereich eines Untersuchungsobjekts vorhandenen B1-Magnetfelder ist für viele Anwendungen im Bereich der Magnetresonanztomographie, beispielsweise für die Berechnung eines HF-Pulses beim Mehrkanal-Sendebetrieb oder für quantitative T1-Untersuchungen von großer Bedeutung. Aufgrund von objektspezifischen Variationen der Leitfähigkeit und Suszeptibilität können in einem hohen statischen B0-Magnetfeld z. B. einer Stärke von 3 Tesla und mehr ausgeprägte ortsabhängige Variationen des B1-Magnetfelds auftreten. Daher ist eine objektspezifische Bestimmung des tatsächlich vorhandenen B1-Magnetfelds bei einer bestimmten eingestellten Sendeleistung für viele Anwendungen unumgänglich.
Eine Möglichkeit zur Bestimmung des tatsächlichen B1-Magnetfelds bietet das so genannte Bloch-Siegert-Verfahren, wie es in der DE 10 2010 017 315 A1 oder in „B1 mapping by Bloch-Siegert shift”, L. Sacolick u. a., Magn. Reson. Med. 63 (2010), Seiten 1315–1322 beschrieben ist. Dabei wird eine Phasenverschiebung von Kernspins gemessen, welche durch einen nicht-resonanten HF-Puls erzeugt wird. Anhand der Größe der Phasenverschiebung kann die B1-Amplitude des von dem nicht-resonanten HF-Puls erzeugten B1-Magnetfelds berechnet werden.
Ein beschleunigtes Verfahren zur Bestimmung des tatsächlichen B1-Magnetfelds ist in „Fast B1 Mapping using a STEAM-based Bloch-Siegert Preparation”, K. Nehrke u. a., Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 19 (2011); Seite 4411 beschrieben.
Bei anderen bekannten MR-Verfahren, mit welchen beispielsweise MR-Bilder erzeugt werden, wird ein stimuliertes Echo erzeugt, welches beim Auslesen der MR-Daten erfasst wird. Dabei kann das Problem auftreten, dass eine in einer vorherigen Sequenz präparierte Magnetisierung die für die aktuelle Sequenz erfassten MR-Daten negativ beeinflusst bzw. verfälscht. Dadurch können beispielsweise Artefakte in einem aus den MR-Daten rekonstruierten MR-Bild auftreten. Wird ein solches auf dem stimulierten Echo basierendes MR-Verfahren zur Bestimmung des B1-Magnetfelds eingesetzt, werden durch dieses Problem nachteiligerweise eine Phasenverschiebung und damit die B1-Magnetfeld-Amplitude fehlerhaft bestimmt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, diese Probleme bei allgemeinen auf dem stimulierten Echo basierenden MR-Verfahren und insbesondere bei Verfahren zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds zumindest abzumildern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Erfassen von MR-Daten nach Anspruch 1, durch ein Verfahren zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds nach Anspruch 7, durch eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 12, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen von MR-Daten innerhalb eines Volumenabschnitts mit einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dieses Verfahren setzt zum Erfassen der MR-Daten eine Sequenz mehrfach ein, welche folgende Schritte umfasst:

• Einstrahlen eines ersten resonanten HF-Pulses.
• Einstrahlen eines zweiten resonanten HF-Pulses.
• Anlegen eines dephasierenden ersten Magnetfeld-Gradienten, welcher nach dem ersten resonanten HF-Puls und vor dem zweiten resonanten HF-Puls angelegt ist.
• Einstrahlen eines dritten resonanten HF-Pulses, welcher nach dem zweiten resonanten HF-Puls eingestrahlt wird.
• Anlegen eines zweiten Magnetfeld-Gradienten, welcher nach dem dritten HF-Puls angelegt ist, um ein stimuliertes Echo einer von dem ersten Gradienten präparierte Magnetisierungskomponente zu refokussieren. Dieser zweite Magnetfeld-Gradient ist dabei insbesondere an den ersten Magnetfeld-Gradient angepasst, so dass beispielsweise die Polarität der beiden Magnetfeld-Gradienten gleich ist.
• Auslesen von MR-Daten.

Dabei sind der erste Gradient und der zweite Gradient bei einer bestimmten Sequenz verschieden von dem ersten bzw. zweiten Gradienten einer weiteren Sequenz, welche zeitlich der bestimmten Sequenz direkt nachfolgt. Mit anderen Worten unterscheidet sich der erste Gradient der weiteren Sequenz von dem ersten Gradienten der bestimmten Sequenz und der zweite Gradient der weiteren Sequenz von dem zweiten Gradienten der bestimmten Sequenz. Dabei ist das Differenzmoment, um welches sich das von dem ersten Gradienten der bestimmten Sequenz erzeugte Gradientenmoment von dem von dem ersten Gradienten der weiteren Sequenz erzeugten Gradientenmoment unterscheidet, gleich dem Differenzmoment, um welches sich das von dem zweiten Gradienten der bestimmten Sequenz erzeugte Gradientenmoment von dem von dem zweiten Gradienten der weiteren Sequenz erzeugten Gradientenmoment unterscheidet.
Ein resonanter HF-Puls weist einen Flipwinkel auf, um welchen der HF-Puls Kernspins, welche im Wesentlichen die dem HF-Puls entsprechende Frequenz aufweisen, auslenkt bzw. kippt. Dagegen weist ein nicht-resonanter HF-Puls keinen Flipwinkel auf, so dass der nicht-resonante HF-Puls den Nutationswinkel der Kernspins nicht beeinflusst.
Unter einem Anlegen eines Magnetfeld-Gradienten wird das Aufbringen eines entsprechenden Magnetfeld-Gradientenmoments verstanden. Ein Gradient bzw. ein Gradientenmoment kann Komponenten in eine, in zwei oder auch in alle drei Raumrichtungen aufweisen. Anders ausgedrückt kann sowohl der erste als auch der zweite Gradient auf allen Raumachsen eingespielt werden. Darüber hinaus kann sowohl das erste Gradientenmoment (d. h. das vom ersten Gradienten erzeugte Gradientenmoment) als auch das zweite Gradientenmoment (d. h. das vom zweiten Gradienten erzeugte Gradientenmoment) zu Gradientenmomenten hinzuaddiert werden, welche aus anderen Gründen Bestandteil der Sequenz sind.
Indem in aufeinanderfolgenden Sequenzen bzw. Akquisitionen der erste Gradient bzw. das erste Gradientenmoment und/oder der zweite Gradient bzw. das zweite Gradientenmoment unterschiedlich eingestellt wird/werden, wird beim Auslesen der MR-Daten vorteilhafterweise nur das Echo derjenigen (longitudinalen) Magnetisierungskomponente refokussiert, welche auch in derselben Sequenz bzw. Akquisition (durch das erste Gradientenmoment) präpariert wurde. (Longitudinale) Magnetisierungskomponenten von vorhergehenden Sequenzen weisen andere Dephasierungen auf und werden beim Auslesen der aktuellen Sequenz vorteilhafterweise nicht refokussiert. Anders ausgedrückt wird zum Zeitpunkt des Auslesens der aktuellen Sequenz nur das stimulierte Echo erfasst, welches aus der (longitudinalen) Magnetisierungskomponente stammt, welche im dazugehörenden Präparationsteil der Sequenz präpariert wurde. Damit wird eine Verfälschung der gemessenen MR-Daten verhindert oder zumindest verringert, wodurch Bild-Artefakte in aus den MR-Daten erstellten MR-Bildern vorteilhafterweise ebenfalls zumindest verringert werden.
Damit zum Zeitpunkt des Auslesen der aktuellen Sequenz nur das stimulierte Echo erfasst wird, welches aus derjenigen Magnetisierungskomponente stammt, welche während der aktuellen Sequenz präpariert wurde, müssen der erste Gradient bzw. das erste Gradientenmoment und der zweite Gradient bzw. das zweite Gradientenmoment aneinander angepasst sein bzw. eine bestimmte Beziehung aufweisen. In der Regel gilt dabei, dass eine Vergrößerung (Verkleinerung) des ersten Gradientenmoments um einen bestimmten Prozentsatz zu einer Vergrößerung (Verkleinerung) des zweiten Gradientenmoments um denselben Prozentsatz führt. Die Beziehung zwischen den beiden Gradientenmomenten ist beispielsweise von der zeitlichen Länge des Auslesens der MR-Daten abhängig.
Erfindungsgemäß kann der Volumenabschnitt, in welchem das B1-Magnetfeld bestimmt werden soll, eine Schicht umfassen oder aus einer Schicht bestehen. In diesem Fall wird während des ersten resonanten HF-Pulses, während des zweiten resonanten HF-Pulses und während des dritten resonanten HF-Pulses jeweils ein Schichtselektionsgradient angelegt, so dass die resonanten HF-Pulse im Wesentlichen nur die Kernspins der Schicht beeinflussen.
Es ist allerdings erfindungsgemäß auch möglich, dass der erste, zweite und dritte resonante HF-Puls jeweils einen dreidimensionalen Volumenabschnitt anregen.
Mit anderen Worten ist die vorliegende Erfindung sowohl beim zweidimensionalen bzw. schichtweisen Erfassen der MR-Daten als auch beim dreidimensionalen Erfassen der MR-Daten einsetzbar.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird nach dem zweiten resonanten HF-Puls und vor dem dritten resonanten HF-Puls ein Spoiler-Gradient angelegt, mit welchem transversale Anteile der Magnetisierung dephasiert werden.
Durch den Spoiler-Gradient bzw. durch das Spoiler-Gradientenmoment können die transversalen Anteile der Magnetisierung vorteilhafterweise so stark dephasiert werden, dass diese Magnetisierungsanteile beim Auslesen der MR-Daten nahezu nichts mehr zum Signal bzw. Ergebnis beitragen.
Der erste und der zweite resonante HF-Puls können jeweils einen Flipwinkel von 90° aufweisen.
Durch den Einsatz eines ersten resonanten HF-Pulses mit einem Flipwinkel von 90° wird die Magnetisierung optimal stark (im Vergleich zu anderen Flipwinkeln) in die transversale Ebene (senkrecht zur longitudinalen Richtung) ausgelenkt. In ähnlicher Weise sorgt ein zweiter resonanter HF-Puls mit einem Flipwinkel von 90° dafür, dass die Magnetisierung wieder in die longitudinale Richtung gekippt wird. Wenn der Flipwinkel des ersten resonanten HF-Pulses 90° aufweist, wird ein maximaler Anteil der ursprünglichen Magnetisierung in die transversale Ebene ausgelenkt und kann mit dem ersten Gradienten dephasiert werden. Wenn der zweite resonante HF-Puls einen Flipwinkel von 90° aufweist, wird die gesamte durch den ersten Gradienten dephasierte bzw. präparierte Magnetisierung in die longitudinale Magnetisierungskomponente überführt (und dort quasi gespeichert, bis sie von dem dritten resonanten HF-Puls wieder in transversale Magnetisierung konvertiert wird).
Beispielsweise aufgrund von Inhomogenitäten kann aber nicht immer ein Flipwinkel von 90° erzielt werden. Daher sei explizit erwähnt, dass die vorliegende Erfindung nicht voraussetzt, dass der erste und der zweite resonanten HF-Puls einen Flipwinkel von 90° aufweisen müssen.
Wenn die beiden resonanten HF-Pulse einen von 90° verschiedenen Flipwinkel aufweisen, bleibt ein bestimmter Anteil der vor dem Einstrahlen des jeweiligen resonanten HF-Pulses vorhandenen Magnetisierungskomponente bestehen. Je größer die Abweichung des tatsächlichen Flipwinkels des ersten oder des zweiten resonanten HF-Pulses von 90° ist, desto mehr beeinflusst eine in einer vorherigen Sequenz präparierte Magnetisierung das stimulierte Echo der aktuellen Sequenz. Mit anderen Worten ist die vorliegende Erfindung umso wichtiger, je größer die Abweichung des tatsächlichen Flipwinkels von 90° ist.
Insbesondere werden die Schritte des Einstrahlens des dritten resonanten HF-Pulses, des Anlegens des zweiten Magnetfeld-Gradienten und des Auslesens mehrfach durchgeführt.
Indem die vorab genannten Schritte mehrfach ausgeführt werden, wird vorteilhafterweise der gesamte K-Raum (oder zumindest ein Teil des K-Raums) abgetastet. Dadurch werden vorteilhafterweise die MR-Daten (Amplitude und Phase) für beliebige Stellen des Volumenabschnitts bestimmt.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, am Ende der Sequenz (nach dem (letzten) Auslesen der MR-Daten) einen weiteren (finalen) resonanten HF-Puls mit einem relativ großen Flipwinkel (80°–90°) einzustrahlen und anschließend einen weiteren Spoiler-Gradienten anzulegen. Der weitere resonante HF-Puls konvertiert longitudinale Magnetisierung in transversale Magnetisierung, welche dann anschließend von dem weiteren Spoiler-Gradienten dephasiert wird, so dass sie in folgenden Sequenzen nicht mehr zu einem Messsignal beiträgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds innerhalb eines Volumenabschnitts mit einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei setzt das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des B1-Magnetfelds das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen von MR-Daten ein, um eine Phasenverschiebung einer Rotationsbewegung von Kernspins zu erfassen, welche durch Einstrahlen eines nicht resonanten HF-Pulses erzeugt wird. Abhängig von dieser Phasenverschiebung bestimmt das Verfahren zur Bestimmung des B1-Magnetfelds eine Amplitude des B1-Magnetfelds. Dazu wird der nicht resonante HF-Puls nach dem ersten resonanten HF-Puls und vor dem zweiten resonanten HF-Puls eingestrahlt. Dem Fachmann ist klar, dass der nicht resonante HF-Puls damit entweder vor dem ersten Gradienten oder nach dem ersten Gradienten eingestrahlt wird. Der nicht resonante HF-Puls wird während der bestimmten Sequenz und/oder während der weiteren Sequenz eingestrahlt.
Mit anderen Worten umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des B1-Magnetfelds drei Varianten:

• Der nicht resonante HF-Puls wird sowohl während der bestimmten Sequenz als auch während der weiteren Sequenz eingestrahlt.
• Der nicht resonante HF-Puls wird nur während der bestimmten Sequenz, aber nicht während der weiteren Sequenz eingestrahlt.
• Der nicht resonante HF-Puls wird nicht während der bestimmten Sequenz, aber während der weiteren Sequenz eingestrahlt.

Wenn der nicht resonanten HF-Puls sowohl während der bestimmten Sequenz als auch während der weiteren Sequenz eingestrahlt wird, weist der nicht resonante HF-Puls vorteilhafterweise bei der bestimmten Sequenz eine erste Frequenz und bei der weiteren Sequenz eine zweite Frequenz auf, welche sich von der ersten Frequenz unterscheidet.
Die Phasenverschiebung wird anhand einer Differenz eines Phasenwerts, welcher anhand der während der bestimmten Sequenz erfassten MR-Daten bestimmt wird, mit einem Phasenwert, welcher anhand der während der weiteren Sequenz erfassten MR-Daten bestimmt wird, berechnet. Mit anderen Worten wird die Phasenverschiebung, abhängig von welcher das tatsächliche B1-Magnetfeld bestimmt wird, anhand einer Differenz von zwei Phasenwerten bestimmt, welche durch die bestimmte und die weitere Sequenz erfasst werden.
Das B1-Magnetfeld kann dann abhängig von dieser Phasenverschiebung Φ über die folgende Gleichung (1) bestimmt werden.
Dabei entspricht ω_HF der so genannten Off-Kreisfrequenz und damit der Differenz zwischen der Systemkreisfrequenz und der Kreisfrequenz des nicht resonanten HF-Pulses. γ ist das gyromagnetische Verhältnis. T entspricht der gesamten Pulsdauer des nicht resonanten HF-Pulses, welche beispielsweise im Bereich von 4 bis 8 ms liegt.
Es sei erwähnt, dass B₁(t) dem zeitlichen Verlauf des B1-Magnetfelds entspricht welcher (bis auf die Amplitude) als bekannt vorausgesetzt wird, da die ausgespielte Pulsform des nicht resonanten HF-Pulses bekannt ist. Durch die Kenntnis des zeitlichen Verlaufs des B1-Magnetfelds kann anhand der oben beschriebenen Gleichung (1) die B1-Amplitude ermittelt werden.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt die Frequenz des nicht resonanten HF-Pulses bei zwei aufeinanderfolgenden Sequenzen das eine Mal über und das andere Mal unter der Systemfrequenz.
Beispielsweise kann die Frequenz f des nicht resonanten HF-Pulses bei einer ersten (zweiten) Sequenz gemäß der folgenden Gleichung (2) und bei einer zweiten (ersten) Sequenz gemäß der folgenden Gleichung (3) bestimmt werden, wobei vorausgesetzt wird, dass die zweite Sequenz direkt nach der ersten Sequenz eingespielt wird. f = f_Sys + f_HF (2) f = f_Sys – f_HF (3)
Dabei entspricht f_Sys der Systemfrequenz und f_HF der Differenz der Frequenz f des nicht resonanten HF-Pulses zur Systemfrequenz, also der so genannten Off-Frequenz. Beispielsweise kann die Off-Frequenz f_HF in einem Bereich von 2000 Hz bis 8000 Hz liegen.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Sequenz dreimal eingestrahlt. Dabei wird der nicht resonante HF-Puls bei genau einer dieser drei Sequenzen nicht eingestrahlt, und damit bei zwei dieser drei Sequenzen eingestrahlt. Auch bei dieser Ausführungsform gilt, dass die Frequenz des nicht resonanten HF-Pulses bei den beiden Sequenzen, bei denen der nicht resonante HF-Puls eingestrahlt wird, unterschiedlich eingestellt wird.
Indem das B1-Magnetfeld mit drei Sequenzen ermittelt wird, bei denen bei einer Sequenz der nicht resonante HF-Puls nicht eingestrahlt wird, kann ein systematischer Fehler vorteilhafterweise besser erkannt werden, als dies bei anderen erfindungsgemäßen Varianten der Fall ist, bei welchen das B1-Magnetfeld mit nur zwei Sequenzen bestimmt wird.
Bei einer Magnetresonanzanlage mit mehreren Sendekanälen oder mehreren HF-Sendeantennen wird der nicht resonante HF-Puls bei zwei Sequenzen jeweils von derselben Gruppe von Sendekanälen oder HF-Sendeantennen eingestrahlt, um dadurch das von dieser Gruppe erzeugte B1-Magnetfeld zu messen oder zu bestimmen. Dabei kann die entsprechende Gruppe auch von nur einem Sendekanal oder von nur einer HF-Sendeantenne gebildet werden.
Durch dieses Vorgehen ist es vorteilhafterweise möglich, das B1-Magnetfeld für eine beliebige Konstellation von Sendekanälen (beispielsweise für jeden Sendekanal einzeln oder für eine beliebige Kombination von mehreren Sendekanälen) zu bestimmen.
Um beispielsweise für N Konstellationen der Sendekanäle das B1-Magnetfeld zu bestimmen, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des B1-Magnetfelds, welches jeweils zwei Sequenzen umfasst, bei welchen die Frequenz des nicht resonanten HF-Pulses beispielsweise einmal unterhalb und einmal oberhalb der Systemfrequenz gewählt wird, N-mal durchgeführt werden. Dabei werden die nicht resonanten HF-Pulse jeweils nur auf dem der Konstellation entsprechenden Sendekanal oder auf der der Konstellation entsprechenden Gruppe von Sendekanälen ausgespielt.
Nach dem Stand der Technik würde das von der vorliegenden Erfindung gelöste Problem in diesem Fall besonders stark auftreten, da die durch eine Kanalgruppe präparierte Magnetisierung die Messung der dieser Kanalgruppe folgenden Kanalgruppe beeinflussen würde, was nachteiligerweise zu einer zusätzlichen Verfälschung bei der Bestimmung des B1-Magnetfelds führen würde.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage zum Erfassen von MR-Daten innerhalb eines Volumenabschnitts bereitgestellt. Dabei umfasst die Magnetresonanzanlage einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, mindestens eine HF-Sende-/Empfangsantenne, mindestens ein Empfangsspulenelement und eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung dient zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der mindestens einen HF-Sende-/Empfangsantenne.
Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung ausgestaltet, um Messsignale zu empfangen, welche von der mindestens einen HF-Sende-/Empfangsantenne oder von dem mindestens einen Empfangsspulenelement erfasst worden sind. Die Magnetresonanzanlage ist ausgestaltet, um zum Erfassen der MR-Daten folgende Sequenz mehrfach durchzuführen oder einzuspielen. Dazu ist die Magnetresonanzanlage ausgestaltet, um einen ersten und einen zweiten resonanten HF-Puls mit der mindestens einen HF-Antenne einzustrahlen, um nach dem ersten resonanten HF-Puls und vor dem zweiten resonanten HF-Puls einen dephasierenden ersten Gradienten mit dem Gradientenfeldsystem anzulegen, um nach dem zweiten resonanten HF-Puls mit der mindestens einen HF-Antenne einen dritten resonanten HF-Puls einzustrahlen, um nach dem dritten HF-Puls einen zweiten Magnetfeld-Gradienten anzulegen, womit ein stimuliertes Echo einer von dem ersten Gradienten präparierten Magnetisierungskomponente mit dem Gradientenfeldsystem refokussiert wird, und um MR-Daten auszulesen. Darüber hinaus ist die Magnetresonanzanlage ausgestaltet, um beim ersten Einspielen der Sequenz den ersten (zweiten) Gradient unterschiedlich zu dem ersten (zweiten) Gradient beim zweiten Einspielen der Sequenz zu wählen, wobei das zweite Einspielen dem ersten Einspielen direkt nachfolgt, und die Magnetresonanzanlage ist ausgestaltet, um das Differenzmoment, um welches sich das von dem ersten Gradienten erzeugte Gradientenmoment bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz von dem von dem ersten Gradienten erzeugten Gradientenmoment bei dem weiteren Einspielen der Sequenz unterscheidet, gleich dem Differenzmoment, um welches sich das von dem zweiten Gradienten erzeugte Gradientenmoment bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz von dem von dem zweiten Gradienten erzeugten Gradientenmoment bei dem weiteren Einspielen der Sequenz unterscheidet, einzustellen.
Darüber hinaus kann die Magnetresonanzanlage derart ausgestaltet sein, dass die Magnetresonanzanlage das Verfahren zum Bestimmen des B1-Magnetfelds durchführt. Dazu ist die Magnetresonanzanlage ausgestaltet, um bei dem ersten Einspielen der Sequenz den nicht resonanten HF-Puls mit einer ersten Frequenz und beim zweiten Einspielen der Sequenz den nicht resonanten HF-Puls mit einer zweiten Frequenz, welche sich von der ersten Frequenz unterscheidet, einzustrahlen. Die Magnetresonanzanlage ist darüber hinaus ausgestaltet, um eine Phasenverschiebung aus einer Differenz von zwei Phasenwerten zu bestimmen, welche aus den MR-Daten bestimmt werden, die beim ersten und zweiten Einspielen der Sequenz erfasst werden, und um dann abhängig von der Phasenverschiebung das B1-Magnetfeld zu bestimmen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der erfindungsgemäßen Verfahren, welche vorab im Detail beschrieben worden sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein Programm oder eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung bzw. einer Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage laden kann. Mit diesem Computerprogrammprodukt können alle oder verschiedene vorab beschriebene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuereinrichtung läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Programmmittel, z. B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen der Verfahren zu realisieren. Mit anderen Worten soll mit dem auf das Computerprogrammprodukt gerichteten Anspruch insbesondere eine Software oder ein Programm unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. C++), der noch compiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder um einen ausführbaren Softwarecode handeln, der zur Ausführung nur noch in die entsprechende Recheneinheit bzw. Steuereinrichtung zu laden ist.
Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z. B. eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuereinrichtung bzw. Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann vorteilhafterweise ein durch eine unkomplette T1-Relaxation bedingter systematischer Fehler bei der MR-Datenerfassung und damit auch bei der Ermittlung des B1-Magnetfelds signifikant reduziert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reduzierung dieses Messfehlers, ohne dass dazu die komplette T1-Relaxation zwischen aufeinanderfolgenden Sequenzen bzw. Sequenz-Ausspielungen abgewartet werden muss, wodurch vorteilhafterweise die Messzeit reduziert und dennoch Bild-Artefakte reduziert werden können.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Diffusionsbildgebung und zur Bestimmung des B1-Magnetfelds geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung quasi für alle auf der STEAM-Präparation basierende Verfahren eingesetzt werden kann. Dabei steht STEAM für „STimulated Echo Acquisition Mode”.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
1 stellt eine Magnetresonanzanlage dar.
2 stellt ein erfindungsgemäßes Sequenzdiagramm dar.
3 zeigt verschiedene Magnetisierungskomponenten, welche beim ersten und zweiten Einspielen einer erfindungsgemäßen Sequenz entstehen.
4 stellt einen Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des B1-Magnetfelds dar.
1 ist eine schematische Darstellung einer Magnetresonanzanlage 5 (eines Magnetresonanz – bzw. Kernspintomographiegeräts). Dabei erzeugt ein Grundfeldmagnet 1 ein zeitlich konstantes starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins in einem Volumenabschnitt eines Objekts O, 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 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 linearen (auch zeitlich veränderbaren) Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3 erzeugt dabei einen Gradienten G_x in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten G_y in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten G_z 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, welche die von einem Hochfrequenzleistungsverstärker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Objekts O bzw. des zu untersuchenden Bereiches des Objekts O umsetzen oder auch ein MR-Signal erfassen. 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. 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 Kernspinechosignale, 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. Die HF-Sendespulen der Hochfrequenzantenne(n) 4 strahlt/en die Hochfrequenzpulse (resonante und nicht resonante) zur Anregung der Kernspins und zur Erzeugung des B1-Magnetfelds 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 wird aus den dergestalt gewonnenen Messdaten ein MR-Bild bzw. dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert. 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 eines MR-Angiographiebildes, welche z. B. auf einer DVD 21 gespeichert sind, sowie die Darstellung des erzeugten MR-Bildes erfolgt über ein Terminal 13, welches eine Tastatur 15, eine Maus 16 und einen Bildschirm 14 umfasst.
In 2 sind die wichtigsten Komponenten einer erfindungsgemäßen Sequenz zur Bestimmung des B1-Magnetfelds dargestellt. Dabei kann jede Sequenz in einen Präparationsteil 51 und in einen Ausleseteil 52 unterteilt werden.
Im Präparationsteil 51 wird zuerst ein erster resonanter HF-Puls 31 mit einem Flipwinkel von am besten 90° eingestrahlt, welchem ein zweiter resonanter HF-Puls 32 ebenfalls mit einem Flipwinkel von am besten 90° folgt. Zwischen den beiden resonanten HF-Pulsen 31, 32 wird die Magnetisierung durch Anlegen eines ersten Gradienten 41 mit einem ersten Gradientenmoment dephasiert. Zusätzlich wird zwischen den beiden resonanten HF-Pulsen 31, 32 ein nicht resonanter HF-Puls 34 eingestrahlt, welcher zum einen das B1-Magnetfeld erzeugt und zum anderen eine von der an der jeweiligen Stelle vorhandenen Stärke des B1-Magnetfelds abhängige Phasenverschiebung hervorruft. Dabei sei darauf hingewiesen, dass der erste Gradient 41 sowohl vor als auch nach dem nicht resonanten HF-Puls 34 angelegt werden kann.
Die nach dem zweiten resonanten HF-Puls 32 vorhandene Magnetisierung teilt sich in folgende Magnetfeld-Komponenten auf:

• Eine unpräparierte longitudinale Komponente, welche der unpräparierten Ausgangsmagnetisierung entspricht.
• Eine präparierte longitudinale Komponente, welche durch das gewählte Gradientenmoment bzw. durch das Anlegen des ersten Gradienten 41 dephasiert und somit präpariert wurde.
• Transversale Komponenten.

Die relative Verteilung der Magnetisierung auf diese Komponenten hängt im Wesentlichen von den Auslenkungswinkeln bzw. Flipwinkeln ab, welche von den beiden resonanten HF-Pulsen 31, 32 im Präparationsteil 51 erzeugt werden.
Die transversalen Anteile der Magnetisierung können durch starke Spoiler-Gradienten 43 so stark dephasiert werden, dass sie im folgenden Ausleseteil 52 nahezu nicht mehr zum Signal bzw. zum Ergebnis (Auslesen der MR-Daten) beitragen.
Zum Auslesen der MR-Daten wird nun jeweils ein dritter resonanter HF-Puls 33 mit einem bestimmten Flipwinkel eingestrahlt, welchem ein zweiter rephasierender bzw. refokussierender Gradient 42 folgt, mit welchem ein bestimmtes Gradientenmoment erzeugt wird. Anschließend werden die MR-Daten ausgelesen während ein weiterer (Auslese-)Gradient 44 geschaltet ist.
Um beispielsweise einen gesamten K-Raum auszulesen, können die Schritte des Einstrahlens des dritten resonanten HF-Pulses 33, Anlegen des zweiten Gradienten 42 und Auslesen der MR-Daten bei geschaltetem Gradient 44 entsprechend oft wiederholt werden, bevor eine neue Sequenz mit einem neuen Präparationsteil 51 eingespielt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass zusätzlich zu den in 2 dargestellten Gradienten 41–44 weitere Gradienten, beispielsweise Phasenkodiergradienten, Schichtselektionsgradienten oder weitere Spoiler-Gradienten in beliebigen Richtungen (beispielsweise zur Flusskompensation) geschaltet werden können.
In 3 sind schematisch bestimmte Magnetisierungskomponenten sowie ihre Dephasierung dargestellt. Dabei entspricht Z₀ dem unpräparierten Ausgangszustand bzw. der ursprünglich vorhandenen longitudinalen Komponente und Z₁ der durch den Präparationsteil 51 präparierten longitudinalen Magnetfeld-Komponente. Longitudinale Magnetfeld-Komponenten, welche von den Gradienten nicht beeinflusst werden, werden in 3 horizontal verlaufend dargestellt. Transversale Komponenten verlaufen in 3 diagonal, wodurch der dephasierende Einfluss von Gradienten dargestellt wird.
Durch das Einstrahlen des ersten resonanten HF-Pulses 31 wird eine transversale Komponente erzeugt, welche anschließend durch das erste Gradientenmoment 41 dephasiert und damit präpariert wird. Mit dem zweiten resonanten HF-Puls 32 wird ein bestimmter Anteil der transversalen Komponente in die longitudinale Richtung gekippt bzw. in eine longitudinale Komponente Z1 überführt. Da longitudinale Komponenten durch Gradientenmomente nicht beeinflusst werden, wird der in die longitudinale Richtung gekippte Anteil der transversalen Komponente durch das Einstrahlen des zweiten HF-Pulses 32 quasi gespeichert, bis zumindest ein bestimmter Teil der longitudinalen Magnetisierung mittels des dritten resonanten HF-Pulses 33 wieder in eine transversale Magnetisierung umgesetzt wird. Durch das Anlegen des zweiten Gradientenmoments 42 wird zu einem bestimmten Zeitpunkt ein stimuliertes Echo SE erzeugt und beim Auslesen der MR-Daten ausgelesen.
Durch das Einstrahlen des nicht resonanten HF-Pulses 34 wird eine Phasenverschiebung bei der Rotationsbewegung der Kernspins erzeugt, deren Ausmaß von der Stärke des tatsächlichen B1-Magnetfelds abhängig ist, welches ebenfalls von dem eingestrahlten nicht resonanten HF-Puls 34 erzeugt wird.
Wenn nun erfindungsgemäß eine zweite Sequenz 62 zeitlich direkt nach der ersten Sequenz 61 eingespielt wird, ist die von der ersten Sequenz 61 präparierte longitudinale Komponente 53 noch nicht abgeklungen. Weicht nun der Flipwinkel oder Anregungswinkel des ersten HF-Pulses 31 von 90° ab, bleibt ein Teil der in der ersten Sequenz 61 präparierten longitudinalen Magnetisierungskomponente Z1 bestehen. Die dann im Ausleseteil 52 der zweiten Sequenz 61 vorhandene Z1-Komponente setzt sich in diesem Fall aus in verschiedenen Sequenzausspielungen (im Beispiel aus der ersten Sequenz 61 und der zweiten Sequenz 62) präparierten Komponenten zusammen, wenn die vorliegende Erfindung nicht eingesetzt würde. Mit dem Bezugszeichen 53 wird dabei die von der ersten Sequenz 61 stammende Magnetisierung bezeichnet, welche von dem ersten und dem zweiten resonanten HF-Puls 31, 32 zumindest teilweise in transversale und/oder longitudinale Komponenten konvertiert wird.
Erfindungsgemäß wird vermieden, dass im Ausleseteil 52 der zweiten Sequenz 62 das stimulierte Echo auch von Magnetisierungskomponenten der ersten Sequenz 61 gebildet wird, indem das erste Gradientenmoment 41 bei der ersten Sequenz 61 anders gewählt wird als bei der zweiten Sequenz 62 und/oder indem das zweite Gradientenmoment 42 bei der ersten Sequenz 61 anders gewählt wird als bei der zweiten Sequenz 62. Indem das erste Gradientenmoment 41 und/oder das zweite Gradientenmoment 42 bei aufeinanderfolgenden Sequenzen 61, 62 unterschiedlich gewählt werden/wird, wird dafür gesorgt, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt im Ausleseteil 52 der zweiten Sequenz 62 nur das Echo derjenigen longitudinalen Magnetisierungskomponente refokussiert wird, welche auch im Präparationsteil 51 der zweiten Sequenz 62 präpariert wurde. Longitudinale Magnetisierungskomponenten von vorhergehenden Sequenzen weisen durch die unterschiedliche Wahl der Gradientenmomente 41, 42 andere Dephasierungen auf, so dass vorteilhafterweise beim Auslesen der MR-Daten nur das stimulierte Echo SE erfasst wird, welches auch durch die aktuelle Sequenz 62 präpariert wurde. Damit wird eine Verfälschung der erfassten MR-Daten vermieden, wodurch bei einer erfindungsgemäßen Bestimmung des B1-Magnetfelds eine unverfälschte Phase gemessen und damit ein korrektes B1-Magnetfeld bestimmt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird dazu dem ersten Gradientenmoment 41 der zweiten Sequenz 62 im Vergleich zu dem ersten Gradientenmoment 41 der ersten Sequenz 61 dasselbe Differenzmoment hinzugefügt bzw. von diesem entfernt, welches auch dem zweiten Gradientenmoment 42 der zweiten Sequenz 62 im Vergleich zu dem zweiten Gradientenmoment 42 der ersten Sequenz 61 hinzugefügt bzw. von diesem entfernt wird. Mit anderen Worten werden bei dieser Ausführungsform beide Gradientenmomente oder Gradienten 41, 42 von einer Sequenz zur nächstfolgenden Sequenz um dasselbe Differenzmoment geändert.
In 4 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des B1-Magnetfelds dargestellt.
Während einer bestimmten bzw. beliebigen Sequenz wird im ersten Schritt S1 ein erster resonanter HF-Puls 31 eingestrahlt, wobei anschließend in einem zweiten Schritt S2 ein erster dephasierenden Gradient 41 angelegt wird. Bevor im vierten Schritt S4 ein zweiter resonanter HF-Puls 32 eingestrahlt wird, wird im dritten Schritt S3 ein nicht resonanter HF-Puls 34 eingestrahlt, welcher zum einen das zu messende B1-Magnetfeld und zum anderen eine Phasenverschiebung erzeugt. Um eine transversale Magnetisierung zu zerstören, wird im fünften Schritt S5 ein Spoiler-Gradient 43 angelegt. Die Schritte S1 bis S5 gehören zu dem Präparationsteil 51 der Sequenz 61, 62.
Der Ausleseteil 52 der Sequenz 61, 62 beginnt mit dem Schritt S6 des Einstrahlens eines dritten resonanten HF-Pulses 33. Anschließend wird im Schritt S7 ein zweiter Gradient 42 angelegt, um das stimulierte Echo SE zu erzeugen, welches beim Auslesen der MR-Daten erfasst wird. Die Schritte S6 und S7 werden beliebig oft wiederholt, bis z. B. der gesamte K-Raum ausgelesen worden ist.
Wenn der gesamte K-Raum erfasst worden ist, kann anhand der erfassten MR-Daten ein Phasenwert für beliebige Stellen innerhalb des Volumenabschnitts bestimmt werden. Da die Phasenverschiebung, abhängig von welcher das B1-Magnetfeld bestimmt wird, nur aus einer Differenz von Phasenwerten berechnet werden kann, wird direkt im Anschluss an die bestimmte Sequenz 61 eine weitere Sequenz 62 eingespielt. Dass der erste Gradient 41 und der zweite Gradient 42 bei der weiteren Sequenz 62 erfindungsgemäß andere Gradientenmomente erzeugen als bei der vorherigen Sequenz 61 wird durch den Schritt S9 kenntlich gemacht. Die Schritte S1 bis S5 (der Präparationsteil 51) werden für die weitere Sequenz 62 erneut durchgeführt und im anschließenden Ausleseteil 52 die Schritte S6 und S7 wiederum beliebig oft wiederholt, bis z. B. der gesamte K-Raum vollständig ausgelesen worden ist.
Nach dem Durchführen der beiden Sequenzen 61, 62 kann nun die Phasenverschiebung aus der Differenz des Phasenwerts aus der bestimmten Sequenz 61 und des Phasenwerts aus der weiteren Sequenz 62 bestimmt werden (siehe Schritt S10). Aus der nun für einen beliebigen Ort in dem vorbestimmten Volumenabschnitt berechneten Phasenverschiebung wird im Schritt S11 die B1-Amplitude für diesen Ort berechnet.

Claims

Verfahren zum Erfassen von MR-Daten innerhalb eines Volumenabschnitts mit einer Magnetresonanzanlage (5), wobei das Verfahren mehrfach mit einer Sequenz (61; 62), die MR-Daten erfasst, welche folgende Schritte umfasst: • Einstrahlen eines ersten resonanten HF-Pulses (31), • Einstrahlen eines zweiten resonanten HF-Pulses (32), • Anlegen eines dephasierenden ersten Gradienten (41), welcher nach dem ersten resonanten HF-Puls (31) und vor dem zweiten resonanten HF-Puls (32) angelegt wird, • Einstrahlen eines dritten resonanten HF-Pulses (33) nach dem zweiten resonanten HF-Puls (32), • Anlegen eines zweiten Gradienten (42) nach dem dritten HF-Puls (33) zum Refokussieren eines stimulierten Echos einer von dem ersten Gradienten (41) präparierten Magnetisierungskomponente, und • Auslesen von MR-Daten, wobei bei einem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) der erste Gradient (41) und der zweite Gradient (42) verschieden von dem ersten Gradient (41) bzw. dem zweiten Gradient (42) bei einem weiteren Einspielen der Sequenz (62) eingestellt werden, welches dem bestimmten Einspielen direkt folgt, und wobei das Differenzmoment, um welches sich das von dem ersten Gradienten erzeugte Gradientenmoment bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) von dem von dem ersten Gradienten erzeugten Gradientenmoment bei dem weiteren Einspielen der Sequenz (62) unterscheidet, gleich dem Differenzmoment, um welches sich das von dem zweiten Gradienten erzeugte Gradientenmoment bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) von dem von dem zweiten Gradienten erzeugten Gradientenmoment bei dem weiteren Einspielen der Sequenz (62) unterscheidet, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenabschnitt eine Schicht umfasst, und dass während des ersten resonanten HF-Pulses (31), während des zweiten resonanten HF-Pulses (32) und während des dritten resonanten HF-Pulses (33) jeweils ein Schichtselektionsgradient angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten resonanten HF-Puls (31), mit dem zweiten resonanten HF-Puls (32) und mit dem dritten resonanten HF-Puls (33) jeweils der gesamte dreidimensionale Volumenabschnitt angeregt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten resonanten HF-Puls (32) und vor dem dritten resonanten HF-Puls (33) ein Spoiler-Gradient (43) angelegt wird, um transversale Anteile der Magnetisierung zu dephasieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste resonante HF-Puls (31) und der zweite resonante HF-Puls (32) jeweils einen Flipwinkel von 90° aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Sequenz (61; 62) die Schritte des Einstrahlens des dritten resonanten HF-Pulses (33), des Anlegens des zweiten Gradienten (42) und des Auslesens mehrfach durchgeführt werden.
Verfahren zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds innerhalb eines Volumenabschnitts mit einer Magnetresonanzanlage (5), wobei das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt wird, um eine Phasenverschiebung einer Rotationsbewegung von Kernspins zu erfassen, wobei die Phasenverschiebung durch Einstrahlen eines nicht resonanten HF-Pulses (34) während des bestimmten Einspielens der Sequenz und/oder während des weiteren Einspielens der Sequenz erzeugt wird, und wobei eine Amplitude des B1-Magnetfelds abhängig von der Phasenverschiebung bestimmt wird, wobei nach dem ersten resonanten HF-Puls (31) und vor dem zweiten resonanten HF-Puls (32) der nicht resonante HF-Puls (34) eingestrahlt wird, und wobei die Phasenverschiebung aus einer Differenz von zwei Phasenwerten bestimmt wird, welche abhängig von den MR-Daten bestimmt werden, die bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) und bei dem weiteren Einspielen der Sequenz (62) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht resonante HF-Puls (34) sowohl während des bestimmten Einspielens der Sequenz (61) als auch während des weiteren Einspielens der Sequenz (62) erzeugt wird, dass bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) der nicht resonante HF-Puls (34) eine erste Frequenz aufweist, dass bei dem weiteren Einspielen der Sequenz (62) der nicht resonante HF-Puls (34) eine zweite Frequenz aufweist, welche sich von der ersten Frequenz unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des nicht resonanten HF-Pulses (34) bei zwei aufeinander folgenden Sequenzen (61, 62) einmal über und einmal unter der Systemfrequenz liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sequenz dreimal eingespielt wird, dass bei einer ersten der drei Sequenzen kein nicht resonanter HF-Puls (34) eingestrahlt wird, dass bei der zweiten und dritten der Sequenzen der nicht resonante HF-Puls (34) eingestrahlt wird, und dass sich die Frequenz des nicht resonanten HF-Pulses (34) bei der zweiten der Sequenzen von der Frequenz des nicht resonanten HF-Pulses (34) bei der dritten der Sequenzen unterscheidet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Magnetresonanzanlage (5) mit mehreren Sendekanälen (9) der nicht resonante HF-Puls (34) bei zwei Sequenzen (61, 62) jeweils von demselben mindestens einen der Sendekanäle (9) eingestrahlt wird, um das von dem mindestens einen Sendekanal (9) erzeugte B1-Magnetfeld zu bestimmen.
Magnetresonanzanlage zum Erfassen von MR-Daten innerhalb eines Volumenabschnitts, wobei die Magnetresonanzanlage (5) einen Grundfeldmagneten (1), ein Gradientenfeldsystem (3), mindestens eine HF-Antenne (4), mindestens ein Empfangsspulenelement, eine Steuereinrichtung (10) zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems (3) und der mindestens einen HF-Antenne (4), zum Empfang der von dem mindestens einen Empfangsspulenelement aufgenommenen Messsignalen und zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung der MR-Daten umfasst, wobei die Magnetresonanzanlage (5) zur mehrfachen Durchführung einer Sequenz (61; 62), mit welcher die MR-Daten erfasst werden, ausgestaltet ist, um für jede Sequenz (61; 62) • einen ersten resonanten HF-Puls (31) mit der mindestens einen HF-Antenne (4) einzustrahlen, • einen zweiten resonanten HF-Puls (32) mit der mindestens einen HF-Antenne (4) einzustrahlen, • einen dephasierenden ersten Gradienten (41) mit dem Gradientenfeldsystem (3) nach dem ersten resonanten HF-Puls (31) und vor dem zweiten resonanten HF-Puls (32) anzulegen, • einen dritten resonanten HF-Puls (33) nach dem zweiten resonanten HF-Puls (32) mit der mindestens einen HF-Antenne (4) einzustrahlen, • einen zweiten Gradienten (42) nach dem dritten HF-Puls (33) zum Refokussieren eines stimulierten Echos einer von dem ersten Gradienten (41) präparierten Magnetisierungskomponente mit dem Gradientenfeldsystem (3) anzulegen, und • MR-Daten auszulesen, wobei die Magnetresonanzanlage (5) ausgestaltet ist, um bei einem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) den ersten Gradient (41) und/oder den zweiten Gradient (42) verschieden zu dem ersten Gradient (41) bzw. dem zweiten Gradient (42) bei einem weiteren Einspielen der Sequenz (62) einzustellen, welches dem bestimmten Einspielen direkt nachfolgt, und wobei die Magnetresonanzanlage (5) ausgestaltet ist, um das Differenzmoment, um welches sich das von dem ersten Gradienten erzeugte Gradientenmoment bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) von dem von dem ersten Gradienten erzeugten Gradientenmoment bei dem weiteren Einspielen der Sequenz (62) unterscheidet, gleich dem Differenzmoment, um welches sich das von dem zweiten Gradienten erzeugte Gradientenmoment bei dem bestimmten Einspielen der Sequenz (61) von dem von dem zweiten Gradienten erzeugten Gradientenmoment bei dem weiteren Einspielen der Sequenz (62) unterscheidet, einzustellen.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzanlage (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgestaltet ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung (10) einer Magnetresonanzanlage (5) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (10) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche 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 11 durchführen.