DE102013206326B4

DE102013206326B4 - Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage mit mehreren Sendeantennen

Info

Publication number: DE102013206326B4
Application number: DE102013206326.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Köhler; Dominik Paul
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-04-11
Also published as: US20140306705A1; CN104101850A; DE102013206326A1; CN104101850B; KR20140122684A

Abstract

Ein Untersuchungsvolumen (2) einer Magnetresonanzanlage wird mittels mehrerer Sendeantennen (3, 4) mit einer Sequenz (S) von mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Pulsen (P1, P2, P3) beaufschlagt. Die Sendeantennen (3, 4) werden zum Senden des jeweiligen Pulses (P1, P2, P3) von einer Steuereinrichtung (5) der Magnetresonanzanlage mit einem jeweiligen Sendesignal (S1, S2) angesteuert. Die Sendesignale (S1, S2) weisen vorbestimmte Phasen- und Amplitudenbeziehungen zueinander auf. Die Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines ersten Pulses (P1) der Sequenz (S) sind von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines zweiten Pulses (P2) der Sequenz (S) verschieden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage,

– wobei ein Untersuchungsvolumen der Magnetresonanzanlage mittels mehrerer Sendeantennen mit einer Sequenz von mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Pulsen beaufschlagt wird,
– wobei die Sendeantennen zum Senden des jeweiligen Pulses von einer Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage mit einem jeweiligen Sendesignal angesteuert werden,
– wobei die Sendesignale definierte Phasen- und Amplitudenbeziehungen zueinander aufweisen,
– wobei die Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines ersten der Pulse von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines zweiten der Pulse verschieden sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Magnetresonanzanlage,

- wobei die Magnetresonanzanlage mehrere Sendeantennen aufweist, über die ein Untersuchungsvolumen der Magnetresonanzanlage mit einer Sequenz von mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Pulsen beaufschlagbar ist,
– wobei die Magnetresonanzanlage eine Steuereinrichtung aufweist, von der die Sendeantennen zum Senden des jeweiligen Pulses mit einem jeweiligen Sendesignal ansteuerbar sind,
– wobei die Sendesignale definierte Phasen- und Amplitudenbeziehungen zueinander aufweisen,
– wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines ersten der Pulse von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines zweiten der Pulse verschieden sind.

Aus der WO 2010/112941 A1 sind ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage und eine Magnetresonanzanlage der eingangs genannten Art bekannt. Mit dem dort beschriebenen Verfahren kann räumlich die Resonanzanregung in einem ersten Material, z. B. in Wasser, gesteuert werden. Die Magnetresonanzanlage umfasst mehrere unabhängige Sendekanäle, die individuell mit einer Sequenz von mehreren zeitlich aufeinander folgenden Pulsen angesteuert werden können. Das Betriebsverfahren verwendet Binominalpulse, die vorbestimmte Amplituden- und Phasenbeziehungen zueinander aufweisen und deren Phasen und Amplituden in jedem Sendekanal optimiert werden, damit örtliche Störungen des Hochfrequenzfeldes, die durch das Untersuchungsobjekt hervorgerufen werden, minimiert sind. Die dort beschriebene Magnetresonanzanlage umfasst eine Steuereinrichtung, die entsprechend zur Durchführung des Betriebsverfahrens ausgebildet ist.
In der WO 2013/024449 A1 ist ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage beschrieben, bei dem die Amplituden- und Phasenwerte des Sendefeldes von jedem Sendekanal so festgelegt werden, dass das magnetische Feld an dem Ort eines elektrisch leitenden Objekts, z. B. eines Implantats, minimiert ist. Damit soll die Erwärmung des Objekts durch das Hochfrequenzfeld reduziert werden.
In der DE 10 2012 215 255 B3 , die einen älteren Zeitrang als die vorliegende Anmeldung besitzt, jedoch erst nach dem Anmeldetag der vorliegenden Patentanmeldung veröffentlicht wurde, ist ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage mit mehreren unabhängigen Hochfrequenz-Sendekanälen beschrieben. Die Sendekanäle werden mit unterschiedlichen Hochfrequenzpulszügen beaufschlagt. Die Amplituden und Phasen der einzelnen HF-Pulse werden explizit einzeln festgelegt, wobei die Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines ersten der Pulse von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines zweiten der Pulse verschieden sind.
Auch in der DE 10 2011 087 210 A1 , die einen älteren Zeitrang als die vorliegende Anmeldung besitzt, jedoch erst nach dem Anmeldetag der vorliegenden Patentanmeldung veröffentlicht wurde, ist ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage mit mehreren unabhängigen Hochfrequenz-Sendekanälen beschrieben.
Dort wird eine Pulssequenz verwendet, die optimale Parameter für die verschiedenen Freiheitsgrade der Hochfrequenz-Anregung aufweist, insbesondere die Hochfrequenz-Amplitude und Hochfrequenz-Phase für jeden Zeitschritt und jeden Sendekanal.
Im Rahmen von Aufnahmeverfahren bei Magnetresonanzuntersuchungen werden zum Anregen eines in einem Untersuchungsvolumen angeordneten Untersuchungsobjekts (in der Regel eines Menschen) oftmals Sequenzen verwendet, die mehrere Hochfrequenzpulse umfassen. Die Hochfrequenzpulse haben voneinander verschiedene Aufgaben und/oder Funktionen. Sie folgen zeitlich aufeinander. Beispielsweise gibt es bei Spin-Echo basierten Sequenzen in der Regel einen Anregungspuls und einen Refokussierungspuls, manchmal auch mehrere Refokussierungspulse. Beispiele von Spin-Echo basierten Sequenzen sind SE, TSE, SE-EPI und dergleichen mehr. Alternativ oder zusätzlich können anstelle der Refokussierungspulse auch andere Hochfrequenzpulse vorhanden sein, beispielsweise Fettsättigungspulse oder regionale Sättigungspulse.
Sofern im Rahmen des Aufnahmeverfahrens mehrere verschiedene Hochfrequenzpulse verwendet werden, können die Ansprüche und Anforderungen, welche an diese Pulse gestellt werden, voneinander verschieden sein. Beispiele von Ansprüchen und Forderungen sind die Bandbreite (und damit die Dauer) des jeweiligen Pulses, die B1-Homogenität, die SAR (SAR = specific absorption rate) und dergleichen mehr. Im Falle einer Magnetresonanzanlage mit nur einer einzelnen Sendeantenne kann die B1-Homogenität in der Regel nicht beeinflusst werden. Die Intensität des Pulses und die Dauer des Pulses sind durch die Aufgabe und Funktion des jeweiligen Pulses miteinander gekoppelt. Die Bandbreite des Pulses wird durch dessen Dauer und Form bestimmt, die SAR durch die Intensität des Pulses. Im Falle einer Magnetresonanzanlage mit mehreren Sendeantennen sind jedoch dadurch, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen der Sendesignale der Sendeantennen relativ zueinander eingestellt werden können, größere Abstimmungsmöglichkeiten gegeben. Im Stand der Technik werden die Phasen- und Amplitudenbeziehungen der Sendesignale in der Regel derart aufeinander abgestimmt, dass sich im Untersuchungsvolumen eine möglichst hohe B1-Homogenität ergibt.
Durch Systemlimitierungen der Magnetresonanzanlage ist die maximal erreichbare B1-Amplitude begrenzt. Diese B1-Limitierungen sind lastabhängig und damit vom Untersuchungsobjekt (in der Regel einem Patienten) abhängig. Es kann daher der Fall auftreten, dass bei einer gewählten Pulsform und Pulsdauer beispielsweise ein gewünschter Flipwinkel nicht mehr erreicht wird. In manchen Fällen ist es möglich, die Pulsdauer entsprechend zu verlängern, so dass aufgrund der Verlängerung der Pulsdauer der gewünschte Flipwinkel erreicht wird. In anderen Fällen hingegen ist diese Vorgehensweise nicht möglich, da die Verlängerung des Pulses mit einer Verringerung der Bandbreite gekoppelt ist. Eine derartige Verringerung der Bandbreite kann Artefakte zur Folge haben, beispielsweise aufgrund der sogenannten chemischen Verschiebung (= chemical shift), d. h. der Existenz unterschiedlicher Resonanzfrequenzen für unterschiedliche Gewebetypen, beispielsweise Wasser und Fett.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer die Systemlimitierungen der Magnetresonanzanlage maximal ausgenutzt werden können.
Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
Erfindungsgemäß sind bei einem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses derart gewählt sind, dass ein mittels des ersten Pulses in dem Untersuchungsvolumen oder in einem ersten Teilbereich des Untersuchungsvolumens generiertes Hochfrequenzfeld in Bezug auf ein vorgegebenes erstes Kriterium optimiert wird, und die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses derart gewählt sind, dass ein mittels des zweiten Pulses in dem Untersuchungsvolumen oder in einem zweiten Teilbereich des Untersuchungsvolumens generiertes Hochfrequenzfeld in Bezug auf ein vorgegebenes zweites Kriterium optimiert wird.
Die Bezeichnung der Pulse als erster Puls und zweiter Puls (und im Rahmen von vorteilhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung auch als dritter Puls) dient hierbei lediglich der Unterscheidung der Pulse voneinander. Eine weitergehende Festlegung – insbesondere über die zeitliche Reihenfolge der Pulse – soll hiermit nicht verbunden sein. Es kann daher beispielsweise durchaus der erste Puls in der Sequenz erst nach dem zweiten Puls ausgeführt werden. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Nummerierung der Pulse mit deren zeitlicher Abfolge übereinstimmt.
Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise können beispielsweise der erste Puls und der zweite Puls voneinander verschiedene B1-Homogenitäten und/oder voneinander verschiedene maximale B1-Amplituden aufweisen.
Insbesondere ist es möglich, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses derart gewählt sind, dass beispielsweise eine möglichst hohe B1-Homogenität optimiert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind weiterhin die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses derart gewählt, dass beispielsweise eine maximale Amplitude oder eine maximale Amplitude bei vorgegebener maximaler Inhomogenität – optimiert wird. Dadurch kann auch der zweite Puls in Bezug auf die von dem zweiten Puls zu erfüllende Aufgabe optimiert sein.
Es ist möglich, dass das erste Kriterium der Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage fest vorgegeben ist. In diesem Fall können unter Umständen auch die Pulse bereits vordefiniert sein. Vorzugsweise wird jedoch das erste Kriterium der Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage von einem Bediener der Magnetresonanzanlage vorgegeben. In diesem Fall ermittelt die Steuereinrichtung für die Sendeantennen das jeweilige Sendesignal des ersten Pulses unter Berücksichtigung des ersten Kriteriums. Es erfolgt also nicht lediglich eine Auswahl aus vorab gespeicherten Pulsen bzw. eine Auswahl aus vordefinierten Phasen- und Amplitudenbeziehungen, sondern insbesondere die Phasen- und Amplitudenbeziehungen werden von der Steuereinrichtung unter Verwendung eines Modells der Magnetresonanzanlage rechnerisch ermittelt. Diese Vorgehensweise bietet eine größere Flexibilität.
Analog zum ersten Puls ist vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Kriterium der Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage von einem Bediener der Magnetresonanzanlage vorgegeben wird und dass die Steuereinrichtung für die Sendeantennen das jeweilige Sendesignal des zweiten Pulses unter Berücksichtigung des zweiten Kriteriums ermittelt.
Das zweite Kriterium kann – analog zum ersten Kriterium – nach Bedarf bestimmt sein. Insbesondere kann das zweite Kriterium derart bestimmt sein, dass das mittels des zweiten Pulses in dem Untersuchungsvolumen oder in dem zweiten Teilbereich des Untersuchungsvolumens generierte Hochfrequenzfeld in Bezug auf eine Amplitude, eine Homogenität und eine SAR gemäß durch das zweite Kriterium bestimmten Wichtungsfaktoren optimiert ist. Die Wichtungsfaktoren sind in der Regel positive reelle Zahlen, die zwischen 0 und 1 liegen und sich in der Summe zu 1 ergänzen. Falls im Rahmen der Optimierung ausschließlich die drei oben genannten Kriterien berücksichtigt werden, ergänzen sich die drei Wichtungsfaktoren zu 1. Falls zusätzlich auch weitere Kriterien berücksichtigt werden, gilt die Aussage, dass die Summe der Wichtungsfaktoren sich zu 1 ergänzt, für die Gesamtheit aller Wichtungsfaktoren. Dieselben Ausgestaltungen sind – selbstverständlich – auch bezüglich des ersten Kriteriums möglich.
Ein einzelner Wichtungsfaktor weist, wie bereits erwähnt, minimal den Wert 0 und maximal den Wert 1 auf. Im Einzelfall – nämlich wenn ein einzelner Wichtungsfaktor den Wert 1 aufweist – kann es daher möglich sein, dass der zweite Puls ausschließlich bezüglich des korrespondierenden Kriteriums optimiert wird, also beispielsweise ausschließlich die Amplitude oder die Homogenität oder die SAR. Ebenso ist es möglich, dass einer der Wichtungsfaktoren den Wert Null aufweist. In diesem Fall werden bei der Ermittlung der Phasen- und Amplitudenbeziehungen – je nachdem, welcher der Wichtungsfaktoren den Wert Null aufweist – ausschließlich die Amplitude und die Homogenität oder ausschließlich die Amplitude und die SAR oder ausschließlich die Homogenität und die SAR gemäß ihren jeweiligen (von 0 verschiedenen) Wichtungsfaktoren berücksichtigt.
In dem Fall, dass das mittels des zweiten Pulses generierte Hochfrequenzfeld nur in dem zweiten Teilbereich des Untersuchungsvolumens optimiert wird, kann der zweite Teilbereich der Steuereinrichtung fest vorgegeben sein. Vorzugsweise wird jedoch der zweite Teilbereich der Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage von einem Bediener der Magnetresonanzanlage vorgegeben. Diese Vorgehensweise führt zu einer noch größeren Flexibilität. Auch hier ist dieselbe Ausgestaltung auch bezüglich des ersten Kriteriums möglich.
Wie obenstehend bereits erwähnt, kann die Reihenfolge der Pulse nach Bedarf bestimmt sein. Vorzugsweise folgt jedoch der zweite Puls innerhalb der Sequenz dem ersten Puls unmittelbar nach. Zwischen dem ersten und dem zweiten Puls wird das Untersuchungsvolumen über die Sendeantennen also mit keinem anderen Puls beaufschlagt.
Die von dem ersten und dem zweiten Puls zu erfüllenden Aufgaben können nach Bedarf bestimmt sein. In einer in der Praxis besonders relevanten Konstellation ist der erste Puls ein Anregungspuls und der zweite Puls ein Refokussierungspuls.
Es ist möglich, dass die Sequenz außer dem ersten und dem zweiten Puls keine weiteren Pulse umfasst. Alternativ kann die Sequenz einen dritten Puls oder weitere Pulse umfassen. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des dritten Pulses bzw. der weiteren Pulse von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses verschieden. Sie können jedoch – müssen aber nicht – jedoch gleich den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses sein. Der dritte Puls kann insbesondere ein Refokussierungspuls sein.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Magnetresonanzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage ist Gegenstand des abhängigen Anspruchs 12.
Erfindungsgemäß ist bei einer Magnetresonanzanlage der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses derart gewählt sind, dass ein mittels des ersten Pulses in dem Untersuchungsvolumen oder in einem ersten Teilbereich des Untersuchungsvolumens generiertes Hochfrequenzfeld in Bezug auf ein vorgegebenes erstes Kriterium optimiert wird, und dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses derart gewählt sind, dass ein mittels des zweiten Pulses in dem Untersuchungsvolumen oder in einem zweiten Teilbereich des Untersuchungsvolumens generiertes Hochfrequenzfeld in Bezug auf ein vorgegebenes zweites Kriterium optimiert wird.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass sie im Betrieb ein Betriebsverfahren gemäß (mindestens) einer der vorteilhaften Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens ausführt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine Magnetresonanzanlage,
2 eine Sequenz,
3 Amplituden von Pulsen,
4 Phasenbeziehungen von Pulsen und
5 eine Steuereinrichtung.
Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage einen Grundmagneten 1 auf. Mittels des Grundmagneten 1 wird in einem Untersuchungsvolumen 2 ein zeitlich konstantes, örtlich im Wesentlichen homogenes Grundmagnetfeld B0 generiert. Das Grundmagnetfeld B0 weist eine magnetische Feldstärke von beispielsweise 1,5 Tesla, 3,0 Tesla oder 7,0 Tesla auf. Auch andere magnetische Feldstärken sind möglich. Die Magnetresonanzanlage weist weiterhin mehrere Sendeantennen 3, 4 auf. Minimal sind entsprechend der Darstellung in 1 zwei derartige Sendeantennen 3, 4 vorhanden. Es könnten jedoch auch mehr als zwei Sendeantennen 3, 4 vorhanden sein. Die Magnetresonanzanlage weist weiterhin eine Steuereinrichtung 5 auf. Von der Steuereinrichtung 5 werden im Rahmen des Betriebs der Magnetresonanzanlage verschiedene Komponenten der Magnetresonanzanlage – insbesondere die Sendeantennen 3, 4 – angesteuert.
Im Rahmen des Betriebs der Magnetresonanzanlage wird das Untersuchungsvolumen 2 mittels der Sendeantennen 3, 4 mit einer Sequenz S beaufschlagt. Die Beaufschlagung erfolgt in der Regel im Zusammenwirken mit Gradientenpulsen. Die Gradientenpulse sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung. Sie werden daher nicht näher erläutert.
Die Sequenz S umfasst gemäß 2 mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Pulse P1, P2, P3. Aufgrund der Beaufschlagung des Untersuchungsvolumens 2 mit der Sequenz S wird ein in das Untersuchungsvolumen 2 eingebrachtes Untersuchungsobjekt 6 (in der Regel ein Mensch) zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt. Rein beispielhaft ist in 2 eine Sequenz S mit drei Pulsen P1, P2, P3 dargestellt. Die Sequenz S könnte jedoch alternativ ebenso mehr als drei Pulse P1, P2, P3 umfassen. Minimal umfasst die Sequenz S zwei Pulse P1, P2. Zum Senden des jeweiligen Pulses P1, P2, P3 werden die Sendeantennen 3, 4 von der Steuereinrichtung 5 mit einem jeweiligen Sendesignal S1, S2 angesteuert. Gemäß 2 und auch gemäß 3 stimmt weiterhin zeitliche Abfolge der Pulse P1, P2, P3 mit deren Nummerierung überein. Dies ist jedoch nicht zwingend.
3 zeigt die zeitliche Abfolge der Sendesignale S1, S2 der Sendeantennen 3, 4. Gemäß 3 weisen die Sendesignale S1, S2 des jeweiligen Pulses P1, P2, P3 definierte Amplitudenbeziehungen zueinander auf. Beispielsweise weist das Sendesignal S1 des ersten Pulses P1 für die eine Sendeantenne 3 eine Amplitude A11 auf. Das Sendesignal S2 des ersten Pulses P1 für die andere Sendeantenne 4 hingegen weist eine Amplitude A12 auf. In analoger Weise weist das Sendesignal S1 des zweiten Pulses P2 für die eine Sendeantenne 3 eine Amplitude A21 auf. Das Sendesignal S2 des zweiten Pulses P2 für die andere Sendeantenne 4 hingegen weist eine Amplitude A22 auf. Weiterhin weist das Sendesignal S1 des dritten Pulses P3 für die eine Sendeantenne 3 eine Amplitude A31 auf. Das Sendesignal S2 des dritten Pulses P3 für die andere Sendeantenne 4 hingegen weist eine Amplitude A32 auf.
4 zeigt die Lage und Orientierung von mittels der Sendesignale S1, S2 der Sendeantennen 3, 4 generierter Hochfrequenzfelder B1, bezogen auf ein mit der Larmorfrequenz in der Transversalebene (das heißt der zur Orientierung des Grundmagnetfeldes B0 orthogonalen Ebene) rotierendes Koordinatensystem. Gemäß 4 weist das Sendesignal S2 des ersten Pulses P1 für die andere Sendeantenne 4 gegenüber dem Sendesignal S1 des ersten Pulses P1 für die eine Sendeantenne 3 einen Phasenversatz φ1 auf. Weiterhin weist das Sendesignal S2 des zweiten Pulses P2 für die andere Sendeantenne 4 gegenüber dem Sendesignal S1 des zweiten Pulses P2 für die eine Sendeantenne 3 einen Phasenversatz φ2 auf. Weiterhin weist das Sendesignal S2 des dritten Pulses P3 für die andere Sendeantenne 4 gegenüber dem Sendesignal S1 des dritten Pulses P3 für die eine Sendeantenne 3 einen Phasenversatz φ3 auf.
Aus der Darstellung gemäß 3 und 4 und auch gemäß 5 ergibt sich insbesondere, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses P1 von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses P2 verschieden sind. Es gilt also insbesondere, dass ein Skalierungsfaktor k2 einen von einem Skalierungsfaktor k1 verschiedenen Wert aufweist und/oder der Phasenversatz φ2 einen vom Phasenversatz φ1 verschiedenen Wert aufweist.
Gemäß 2 und auch 3 folgt der zweite Puls P2 innerhalb der Sequenz S dem ersten Puls P1 unmittelbar nach. Der erste Puls P1 ist vorzugsweise ein Anregungspuls. Der zweite Puls P2 ist vorzugsweise ein Refokussierungspuls. Alternativ könnte der zweite Puls P2 beispielsweise ein globaler oder lokaler Fettsättigungspuls sein. Der dritte Puls P3 kann vorhanden sein, muss aber nicht vorhanden sein. Falls er vorhanden ist, folgt er vorzugsweise dem zweiten Puls P2 mittelbar oder unmittelbar nach. Der dritte Puls P3 ist vorzugsweise – ebenso wie der zweite Puls P2 – ein Refokussierungspuls. Alternativ kann es sich beispielsweise um einen globalen oder lokalen Fettsättigungspuls handeln. Auch mehrere dritte Pulse P3 – auch mit unterschiedlicher Funktion – können vorhanden sein.
Die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des dritten Pulses P3 können nach Bedarf bestimmt sein. Oftmals sind sie von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses P2 verschieden. Die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des dritten Pulses P3 können insbesondere in Übereinstimmung mit der Darstellung in 3 und in 4 sowie in 5 gleich den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses P1 sein.
Die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses P1 sind vorzugsweise derart gewählt, dass das mittels des ersten Pulses P1 in dem Untersuchungsvolumen 2 oder in einem ersten Teilbereich V1 des Untersuchungsvolumens 2 generierte Hochfrequenzfeld B1 in Bezug auf ein vorgegebenes erstes Kriterium optimiert wird. Das erste Kriterium ist vorzugsweise derart bestimmt, dass das mittels des ersten Pulses P1 in dem Untersuchungsvolumen 2 oder in dem ersten Teilbereich V1 des Untersuchungsvolumens 2 generierte Hochfrequenzfeld B1 in Bezug auf eine Amplitude, eine Homogenität und eine SAR gemäß durch das erste Kriterium bestimmten Wichtungsfaktoren w11, w12, w13 optimiert ist. Die Wichtungsfaktoren w11, w12, w13 können nach Bedarf bestimmt sein. Sie können der Steuereinrichtung 5 fest vorgegeben sein oder von einem Bediener 7 der Magnetresonanzanlage vorgegeben werden. Falls die Optimierung nicht im ganzen Untersuchungsvolumen 2, sondern nur in dem ersten Teilbereich V1 des Untersuchungsvolumens 2 erfolgt, kann der erste Teilbereich V1 der Steuereinrichtung 5 fest vorgegeben sein. Vorzugsweise wird auch der erste Teilbereich V1 vom Bediener 7 vorgegeben werden.
In analoger Weise sind die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses P2 vorzugsweise derart gewählt, dass das mittels des zweiten Pulses P2 in dem Untersuchungsvolumen 2 oder in einem zweiten Teilbereich V2 des Untersuchungsvolumens 2 generierte Hochfrequenzfeld B1 in Bezug auf ein vorgegebenes zweites Kriterium optimiert wird. Das zweite Kriterium ist vorzugsweise derart bestimmt, dass das mittels des zweiten Pulses P2 in dem Untersuchungsvolumen 2 oder in dem zweiten Teilbereich V2 des Untersuchungsvolumens 2 generierte Hochfrequenzfeld B1 in Bezug auf eine Amplitude, eine Homogenität und eine SAR gemäß durch das zweite Kriterium bestimmten Wichtungsfaktoren w21, w22, w23 optimiert ist. Die Wichtungsfaktoren w21, w22, w23 können nach Bedarf bestimmt sein. Sie können der Steuereinrichtung 5 fest vorgeben sein oder vom Bediener 7 der Magnetresonanzanlage vorgegeben werden. Falls die Optimierung nicht im ganzen Untersuchungsvolumen 2, sondern nur in dem zweiten Teilbereich V2 des Untersuchungsvolumens 2 erfolgt, kann – analog zum ersten Teilbereich V1 – auch der zweite Teilbereich V2 der Steuereinrichtung 5 fest vorgegeben sein oder vom Bediener 7 vorgegeben werden.
Es ist möglich, dass der zweite Teilbereich V2 ein vom ersten Teilbereich V1 verschiedener Teilbereich ist. Alternativ ist es möglich, dass der zweite Teilbereich V2 mit dem ersten Teilbereich V1 identisch ist. In diesem Fall ist (selbstverständlich) eine einmalige Vorgabe des Teilbereichs V1/V2 ausreichend.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer Ausgestaltung einer Magnetresonanzanlage erläutert, bei welcher zwei Sendeantennen 3, 4 vorhanden sind. Die entsprechenden Ausführungen sind jedoch auch für Ausgestaltungen von Magnetresonanzanlagen gültig, bei denen mehr als zwei Sendeantennen 3, 4 vorhanden sind.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird nachstehend anhand eines konkreten Beispiels nochmals erläutert.
Eine bei Magnetresonanzanwendungen bekannte Sequenz ist die sogenannte ZOOMit SPC-Sequenz. Diese Sequenz weist einen Anregungspuls, einen ersten Refokussierungspuls und mindestens einen weiteren Refokussierungspuls auf. Der Anregungspuls entspricht dem ersten Puls P1 der vorliegenden Erfindung. Für den Anregungspuls werden die Phasen- und Amplitudenbeziehungen vorzugsweise derart bestimmt, dass sich eine möglichst hohe B1-Homogenität ergibt. Der erste Refokussierungspuls entspricht dem zweiten Puls P2 der vorliegenden Erfindung. Für den ersten Refokussierungspuls werden die Phasen- und Amplitudenbeziehungen vorzugsweise derart bestimmt, dass sich eine möglichst hohe B1-Feldstärke ergibt. Der mindestens eine weitere Refokussierungspuls entspricht dem dritten Puls P3 der vorliegenden Erfindung. Für den weiteren Refokussierungspuls (und alle anderen Pulse der ZOOMit SPC-Sequenz) werden die Phasen- und Amplitudenbeziehungen – analog zum Anregungspuls – vorzugsweise derart bestimmt, dass sich eine möglichst hohe B1-Homogenität ergibt. Dadurch kann – wie im Stand der Technik auch – eine relativ homogene Bildqualität erreicht werden, während jedoch – zusätzlich zum Stand der Technik – gleichzeitig erreicht wird, dass der erste Refokussierungspuls den gewünschten Flipwinkel erzeugt, ohne dass die Dauer des ersten Refokussierungspulses erhöht und damit dessen Bandbreite verringert werden muss.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere sind durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise Sequenzen S realisierbar, zu deren Verwendung das übliche Optimierungskriterium (möglichst hohe B1-Homogenität) aufgegeben oder zumindest abgeschwächt werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Grundmagnet
2: Untersuchungsvolumen
3, 4: Sendeantennen
5: Steuereinrichtung
6: Untersuchungsobjekt
7: Bediener
A11, A12: Amplituden (erster Puls)
A21, A22: Amplituden (zweiter Puls)
A31, A32: Amplituden (dritter Puls)
B0: Grundmagnetfeld
B1: Hochfrequenzfeld
k1, k2, k3: Skalierungsfaktoren
P1, P2, P3: Pulse
S: Sequenz
S1, S2: Sendesignale
V1, V2: Teilbereiche
w11, w12, w13: Wichtungsfaktoren (erster Puls)
w21, w22, w23: Wichtungsfaktoren (zweiter Puls)
φ1, φ2, φ3: Phasenversätze

Claims

Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage, – wobei ein Untersuchungsvolumen (2) der Magnetresonanzanlage mittels mehrerer Sendeantennen (3, 4) mit einer Sequenz von mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Pulsen (P1, P2, P3) beaufschlagt wird, – wobei die Sendeantennen (3, 4) zum Senden des jeweiligen Pulses (P1, P2, P3) von einer Steuereinrichtung (5) der Magnetresonanzanlage mit einem jeweiligen Sendesignal (S1, S2) angesteuert werden, – wobei die Sendesignale (S1, S2) vorbestimmte Phasen- und Amplitudenbeziehungen zueinander aufweisen, – wobei die Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines ersten (P1) der Pulse (P1, P2, P3) von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines zweiten (P2) der Pulse (P1, P2, P3) verschieden sind, – wobei die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses (P1) derart gewählt sind, dass ein mittels des ersten Pulses (P1) in dem Untersuchungsvolumen (2) oder in einem ersten Teilbereich (V1) des Untersuchungsvolumens (2) generiertes Hochfrequenzfeld (B1) in Bezug auf ein vorgegebenes erstes Kriterium optimiert wird, und – wobei die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses (P2) derart gewählt sind, dass ein mittels des zweiten Pulses (P2) in dem Untersuchungsvolumen (2) oder in einem zweiten Teilbereich (V2) des Untersuchungsvolumens (2) generiertes Hochfrequenzfeld (B1) in Bezug auf ein vorgegebenes zweites Kriterium optimiert wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kriterium der Steuereinrichtung (5) der Magnetresonanzanlage von einem Bediener (7) der Magnetresonanzanlage vorgegeben wird und dass die Steuereinrichtung (5) für die Sendeantennen (3, 4) das jeweilige Sendesignal (S1, S2) des ersten Pulses (P1) unter Berücksichtigung des ersten Kriteriums ermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kriterium der Steuereinrichtung (5) der Magnetresonanzanlage von einem Bediener (7) der Magnetresonanzanlage vorgegeben wird und dass die Steuereinrichtung (5) für die Sendeantennen (3, 4) das jeweilige Sendesignal (S1, S2) des zweiten Pulses (P2) unter Berücksichtigung des zweiten Kriteriums ermittelt.
Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kriterium derart bestimmt ist, dass das mittels des zweiten Pulses (P2) in dem Untersuchungsvolumen (2) oder in dem zweiten Teilbereich (V2) des Untersuchungsvolumens (2) generierte Hochfrequenzfeld (B1) in Bezug auf eine Amplitude, eine Homogenität und eine SAR gemäß durch das zweite Kriterium bestimmten Wichtungsfaktoren (w21, w22, w23) optimiert ist.
Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (V2) der Steuereinrichtung (5) der Magnetresonanzanlage von einem Bediener (7) der Magnetresonanzanlage vorgegeben wird.
Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Puls (P2) innerhalb der Sequenz (S) dem ersten Puls (P1) unmittelbar nachfolgt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Puls (P1) ein Anregungspuls und der zweite Puls (P2) ein Refokussierungspuls ist.
Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sequenz (S) einen dritten Puls (P3) umfasst und dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des dritten Pulses (P3) von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses (P2) verschieden sind.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des dritten Pulses (P3) gleich den Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses (P1) sind.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Puls (P3) ein Refokussierungspuls ist.
Magnetresonanzanlage, – wobei die Magnetresonanzanlage mehrere Sendeantennen (3, 4) aufweist, über die ein Untersuchungsvolumen (2) der Magnetresonanzanlage mit einer Sequenz (S) von mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Pulsen (P1, P2, P3) beaufschlagbar ist, – wobei die Magnetresonanzanlage eine Steuereinrichtung (5) aufweist, von der die Sendeantennen (3, 4) zum Senden des jeweiligen Pulses (P1, P2, P3) mit einem jeweiligen Sendesignal (S1, S2) ansteuerbar sind, – wobei die Sendesignale (S1, S2) vorbestimmte Phasen- und Amplitudenbeziehungen zueinander aufweisen, – wobei die Steuereinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines ersten (P1) der Pulse (P1, P2, P3) von den Phasen- und Amplitudenbeziehungen eines zweiten (P2) der Pulse (P1, P2, P3) verschieden sind – wobei die Steuereinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des ersten Pulses (P1) derart gewählt sind, dass ein mittels des ersten Pulses (P1) in dem Untersuchungsvolumen (2) oder in einem ersten Teilbereich (V1) des Untersuchungsvolumens (2) generiertes Hochfrequenzfeld (B1) in Bezug auf ein vorgegebenes erstes Kriterium optimiert wird, und – wobei die Steuereinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass die Phasen- und Amplitudenbeziehungen des zweiten Pulses (P2) derart gewählt sind, dass ein mittels des zweiten Pulses (P2) in dem Untersuchungsvolumen (2) oder in einem zweiten Teilbereich (V2) des Untersuchungsvolumens (2) generiertes Hochfrequenzfeld (B1) in Bezug auf ein vorgegebenes zweites Kriterium optimiert wird.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass sie im Betrieb ein Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10 ausführt.