DE102014202513B4 - Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern - Google Patents

Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern Download PDF

Info

Publication number
DE102014202513B4
DE102014202513B4 DE102014202513.3A DE102014202513A DE102014202513B4 DE 102014202513 B4 DE102014202513 B4 DE 102014202513B4 DE 102014202513 A DE102014202513 A DE 102014202513A DE 102014202513 B4 DE102014202513 B4 DE 102014202513B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
time
data
images
magnetic resonance
resonance system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014202513.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014202513A1 (de
Inventor
Robert Grimm
Marcel Dominik Nickel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthcare GmbH filed Critical Siemens Healthcare GmbH
Priority to DE102014202513.3A priority Critical patent/DE102014202513B4/de
Priority to US14/620,611 priority patent/US20150226824A1/en
Publication of DE102014202513A1 publication Critical patent/DE102014202513A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014202513B4 publication Critical patent/DE102014202513B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
    • G01R33/583—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/007—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests for contrast media
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/30—Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
    • G01R33/482—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a Cartesian trajectory
    • G01R33/4822—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a Cartesian trajectory in three dimensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
    • G01R33/4824—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a non-Cartesian trajectory
    • G01R33/4826—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a non-Cartesian trajectory in three dimensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/5601—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution involving use of a contrast agent for contrast manipulation, e.g. a paramagnetic, super-paramagnetic, ferromagnetic or hyperpolarised contrast agent
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5615—Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE]
    • G01R33/5616—Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE] using gradient refocusing, e.g. EPI
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/563—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
    • G01R33/56308—Characterization of motion or flow; Dynamic imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2576/00—Medical imaging apparatus involving image processing or analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

Verfahren zur Erstellung von MR-Bildern, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erfassen von MR-Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts (O) mittels einer Magnetresonanzanlage (5) mit derselben Messkonfiguration, und Rekonstruieren von mehreren MR-Bildern aus den MR-Daten, wobei jedes der MR-Bilder einem jeweiligen Zeitpunkt (T1–T12) zugeordnet ist, zu welchem das MR-Bild zumindest einen Teil des Volumenabschnitts darstellt, und wobei eine räumliche Auflösung bei dem Erfassen der MR-Daten konstant ist, wobei der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12) nicht konstant ist, und wobei die zeitliche Auflösung, in welcher die MR-Daten erfasst werden, konstant ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um MR-Bilder zu erstellen oder die MR-Bilder aus MR-Daten zu rekonstruieren, sowie eine entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage.
  • Die US 2014/0037046 A1 beschreibt eine Perfusionsbildgebung mittels Computer-Tomographie. Dabei werden mit einem Computer-Tomograph während der Ausbreitung eines Kontrastmittels zu mehreren Zeitpunkten Daten erfasst und anhand dieser Daten pro Zeitpunkt ein Bild rekonstruiert. Dabei ist der zeitliche Abstand zwischen benachbarten Zeitpunkten variabel.
  • Die DE 102 30 877 A1 offenbart ein Kernspintomographiegerät mit einer Einrichtung zur graphischen Planung Kontrastmittelgestützter angiographischer Messungen. Dabei kann der Anwender einzelne Messungen in Form von Messbalken relativ zueinander anordnen.
  • Die US 2013/0274589 A1 beschreibt eine MR-Bildgebung, wobei das Erfassen von MR-Daten zeitlich abhängig von Ergebnissen einer Ultraschallmessung, mit welcher ein Kontrastmittel erfasst wird, gesteuert wird.
  • Die US 2008/0205723 A1 beschreibt eine Bilderfassung, wobei die Erfassungsrate an den Durchfluss eines Kontrastmittels angepasst wird.
  • In „Assessment of 3D DCE-MRI of the kidneys using non-rigid image registration and segmentation of voxel time courses”, von F. G. Zöllner u. a., in Comput. Med. Imaging Graph. 33, 2009, Seiten 171–181 wird eine zeitlich nicht äquidistante MR-Datenerfassung beschrieben.
  • Nach dem Stand der Technik bekannte Mess- und Akquisitionsstrategien ermöglichen das Erfassen von MR-Daten mit einer hohen zeitlichen Auflösung, wodurch MR-Bilder mit einer hohen zeitlichen Auflösung rekonstruiert werden können. Wenn allerdings das Gesamtzeitintervall, in welchem diese MR-Daten erfasst werden, entsprechend lang gewählt werden muss, um beispielsweise die Ausbreitung eines Kontrastmittels zu verfolgen, erfordert die Rekonstruktion der MR-Bilder eine entsprechend lange Zeitdauer, welche durch die Rechenzeit zur Rekonstruktion bestimmt wird. Der Nachteil einer solchen langen Zeitdauer, welche abhängig von dem Gesamtzeitintervall und der zeitlichen Auflösung durchaus im Stundenbereich liegen kann, ist zum einen, dass Rechnerressourcen entsprechend lang belegt werden, und zum anderen, dass die Begutachtung der MR-Bilder entsprechend lang zurückgestellt werden muss.
  • Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die Rekonstruktion der MR-Bilder zu beschleunigen, ohne dies mit merklichen Einbußen bei der Qualität der rekonstruierten MR-Bilder zu bezahlen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erstellung von MR-Bildern nach Anspruch 1, durch eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 16, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 18 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 19 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erstellung von MR-Bildern bereitgestellt. Dabei umfasst das Verfahren folgende Schritte:
    • • Erfassen von MR-Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe einer Magnetresonanzanlage, wobei die MR-Daten mit derselben Messkonfiguration erfasst werden.
    • • Rekonstruieren von mehreren MR-Bildern aus den vorher erfassten MR-Daten. Dabei wird jedes der MR-Bilder einem individuellen Zeitpunkt zugeordnet, zu welchem das rekonstruierte MR-Bild einen dem MR-Bild entsprechenden Abschnitt des Volumenabschnitts darstellt.
  • Dabei ist die räumliche Auflösung bei dem Schritt des Erfassens der MR-Daten konstant. Beispielsweise wird bei einem schichtweisen Erfassen der MR-Daten jede Schicht mit derselben räumlichen Auflösung erfasst. Erfindungsgemäß ist der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten nicht konstant, sondern variabel. Mit anderen Worten ist ein erster zeitlicher Abstand zwischen einem ersten der Zeitpunkte und einem zweiten der Zeitpunkte, welcher zeitlich direkt dem ersten Zeitpunkt nachfolgt, von einem zweiten zeitlichen Abstand zwischen dem zweiten Zeitpunkt und einem dritten der Zeitpunkte, welcher zeitlich direkt dem zweiten Zeitpunkt nachfolgt, verschieden. Ferner ist die zeitliche Auflösung, in welcher die MR-Daten erfasst werden, konstant.
  • Da der zeitliche Abstand zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden MR-Bildern erfindungsgemäß variabel ist, kann dieser zeitliche Abstand beispielsweise bei klinisch interessanten Zuständen (beispielsweise beim Anfluten eines Kontrastmittels) verhältnismäßig klein und bei klinisch uninteressanten Zuständen verhältnismäßig groß gewählt werden. Dadurch werden in klinisch interessanten Zuständen mehr MR-Bilder pro Zeiteinheit rekonstruiert, so dass der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden MR-Bildern verhältnismäßig klein ist. Da die rekonstruierten MR-Bilder nur in klinisch interessanten Zuständen mit einer hohen zeitlichen Auflösung vorliegen und sonst mit einer entsprechend geringen zeitlichen Auflösung, ist die Gesamtzahl der zu rekonstruierenden MR-Bilder im Vergleich zum Stand der Technik geringer, wodurch vorteilhafterweise die zur Rekonstruktion der MR-Bilder benötigte Zeit verkürzt wird. Mit anderen Worten kann die Rekonstruktionsdauer im Vergleich zum Stand der Technik stark reduziert werden, ohne entscheidende Einbußen bei der Qualität hinnehmen zu müssen, da die zeitliche Auflösung der rekonstruierten MR-Bilder bei klinisch interessanten Zuständen genauso hoch wie beim Stand der Technik sein kann. Zusammenfassend ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass die MR-Bilder zeitlich nicht-äquidistant rekonstruiert werden.
  • Die MR-Daten oder Rohdaten werden dabei mit einer einzigen (derselben) Messkonfiguration aufgenommen. Dies schließt nicht aus, dass das Erfassen der MR-Daten mit mehreren separaten Messungen, welche alle dieselbe Messkonfiguration einsetzen, erfolgen kann, wobei allerdings das Erfassen der MR-Daten anhand nur einer Messung bevorzugt wird. Die Messkonfiguration entspricht dabei der Kalibrierung der Magnetresonanzanlage, was wiederum die Einstellung der Sendeleistung der HF-Antenne(n), die Einstellung der Empfangsempfindlichkeit der HF-Antenne(n) und/oder die Einstellung der Anregungsfrequenz, was insbesondere die Wahl des Sequenzprotokolls beinhaltet, umfasst. Anders ausgedrückt erfolgt das Erfassen der MR-Daten in der Regel mit demselben Sequenzprotokoll.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, d. h. zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden zu rekonstruierenden MR-Bildern, abhängig von einer Information bestimmt, welche eine innerhalb des Volumenabschnitts auftretende Veränderung beschreibt.
  • Bei der auftretenden Veränderung kann es sich beispielsweise um ein im Volumenabschnitt ausbreitendes Kontrastmittel handeln. Es ist aber auch möglich, dass es sich bei der auftretenden Veränderung um den Herzschlag oder die Atmung des Untersuchungsobjekts handelt, wenn beispielsweise gezielt MR-Bilder während einer bestimmten Herzschlagphase oder Atemlage zu erstellen sind.
  • Bei dieser Information kann es sich beispielsweise um den Zeitpunkt einer Kontrastmittelinjektion in das Untersuchungsobjekt handeln. Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Variante wird der zeitliche Verlauf einer Kontrastmittelkonzentration nach einer Probeinjektion eines Kontrastmittels in das Untersuchungsobjekt als die Information bereitgestellt.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante wird die Information, welche die auftretende Veränderung beschreibt, anhand der erfassten MR-Daten ermittelt, ohne dass aus diesen erfassten MR-Daten vorher MR-Bilder rekonstruiert werden müssten. Eine solche Variante entspricht einem so genannten Self-Gating, da die jeweils erforderliche zeitliche Auflösung der MR-Bilder automatisch ermittelt wird.
  • Wenn sich beispielsweise ein Kontrastmittel in dem Volumenabschnitt ausbreitet, erhöht sich der Kontrast innerhalb des Volumenabschnitts, wodurch sich wiederum insgesamt die Quermagnetisierung innerhalb des Volumenabschnitts erhöht, wodurch sich schließlich im Mittel die Amplitude der Rohdatenwerte (d. h. der erfassten MR-Daten) erhöht. Anders ausgedrückt erhöht sich der Betrag der Rohdatenwerte umso mehr, je mehr Kontrastmittel sich in dem Volumenabschnitt ausgebreitet hat. Daher kann beispielsweise durch eine einfache Mittelwertbildung der erfassten MR-Daten die Konzentration des Kontrastmittels im Volumenabschnitt abgeleitet werden.
  • Dabei kann die Information auch nur aus den erfassten MR-Daten ermittelt werden, welche im Zentrum einer K-Raum-Schicht (kz = 0) oder im K-Raum-Zentrum liegen.
  • Da die K-Raum-Punkte im Zentrum einer Schicht und damit auch im Zentrum des K-Raums die wesentliche Information über den Kontrast eines MR-Bildes bereitstellen, reicht es vorteilhafterweise aus, wenn beispielsweise beim Erfassen der MR-Daten mittels Speichen, welche die z-Achse schneiden, nur der Wert des K-Raum-Punkts, welcher dem Schnittpunkt der Speiche mit der Z-Achse entspricht oder ein Mittelwert einer bestimmten Anzahl (z. B. 3) von K-Raum-Punkten, welche auf der Speiche in der Nähe des K-Raum-Zentrums liegen, ermittelt wird. Dabei erstreckt sich die z-Achse in Richtung des Grundmagnetfelds und entspricht quasi der Mittelachse desjenigen Volumens, welches von dem Magnetfeld der Magnetresonanzanlage angeregt wird.
  • Die Information kann einem ersten Zeitpunkt, zu welchem abhängig von den erfassten MR-Daten ein Anstieg einer Kontrastmittelkonzentration in dem Volumenabschnitt abgeleitet wird, und einem zweiten Zeitpunkt, zu welchem abhängig von den erfassten MR-Daten ein Ende dieses Anstiegs der Kontrastmittelkonzentration in dem Volumenabschnitt abgeleitet wird, entsprechen.
  • Wenn die Verteilung eines Kontrastmittels im Körper eines Untersuchungsobjekts mit MR-Bildern verfolgt wird, ist der interessanteste Zeitbereich derjenige Zeitbereich, in welchem sich die Konzentration des Kontrastmittels im beobachteten Volumenabschnitt des Untersuchungsobjekts erhöht. Daher sind der erste und der zweite Zeitpunkt, welche aus den erfassten MR-Daten abgeleitet werden, besonders wichtig.
  • Insbesondere wird der zeitliche Abstand zwischen den zu rekonstruierenden MR-Bildern zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt möglichst gering gehalten, so dass die zeitliche Auflösung der zu rekonstruierenden MR-Bilder in dem Zeitbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt möglichst hoch ist. Im Vergleich dazu kann die zeitliche Auflösung der zu rekonstruierenden MR-Bilder zu einer Zeit vor dem ersten Zeitpunkt oder zu einer Zeit nach dem zweiten Zeitpunkt kleiner ausfallen.
  • Da der Zeitbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt von besonderem Interesse ist, wird die zeitliche Auflösung der zu rekonstruierenden MR-Bilder in diesem Zeitbereich möglichst hoch eingestellt, so dass in diesem Zeitbereich möglichst viele MR-Bilder rekonstruiert werden bzw. vorliegen.
  • Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Information, welche eine innerhalb des Volumenabschnitts auftretende Veränderung beschreibt, aus den rekonstruierten MR-Bildern abgeleitet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die entsprechende Information zu einem bestimmten Zeitpunkt beispielsweise abhängig von MR-Bildern ermittelt werden, welche anhand von MR-Daten rekonstruiert werden, welche vor diesem bestimmten Zeitpunkt erfasst wurden. Die zeitliche Auflösung derjenigen MR-Bilder, welche anhand von MR-Daten rekonstruiert werden, die nach diesem Zeitpunkt erfasst werden, kann dann abhängig von der zu dem bestimmten Zeitpunkt ermittelten Information eingestellt werden.
  • Bei der Information kann es sich auch um die Angabe eines Zeitpunkts handeln, zu welchem dem Untersuchungsobjekt das Kontrastmittel injiziert wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Auswertung der erfassten MR-Daten oder der vorab rekonstruierten MR-Bilder nicht notwendig, um die Information zu ermitteln, da die Information dem beispielsweise von dem behandelnden Arzt vorgegebenen Zeitpunkt entspricht, zu welchem dem Untersuchungsobjekt das Kontrastmittel injiziert wird bzw. wurde.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eines der MR-Bilder, werden mehrere der MR-Bilder oder werden alle MR-Bilder jeweils aus denjenigen MR-Daten rekonstruiert, welche eine erste vorbestimmte Zeitspanne vor und eine zweite vorbestimmte Zeitspanne nach demjenigen Zeitpunkt erfasst werden, welcher dem jeweiligen MR-Bild zugeordnet ist. Dabei kann die erste vorbestimmte Zeitspanne gleich der zweiten vorbestimmten Zeitspanne sein, so dass die Menge der vor dem Zeitpunkt erfassten MR-Daten der Menge der nach dem Zeitpunkt erfassten MR-Daten entspricht.
  • Bei dieser Ausführungsform werden insbesondere zur Rekonstruktion eines MR-Bildes jeweils nur diejenigen MR-Daten verwendet, welche zu einem Zeitintervall erfasst werden, in welchem der dem MR-Bild zugeordneten Zeitpunkt liegt. Indem diese Zeitintervalle nicht äquidistant gewählt werden, wird auch der zeitliche Abstand zwischen den rekonstruierten MR-Bildern oder die zeitliche Auflösung der rekonstruierten MR-Bilder entsprechend verändert.
  • Erfindungsgemäß können alle erfassten MR-Daten zur Rekonstruktion der MR-Bilder verwendet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform gibt es keine erfassten MR-Daten, welche bei der Rekonstruktion nicht berücksichtigt werden.
  • Es ist allerdings auch möglich, bestimmte erfasste MR-Daten bei der Rekonstruktion nicht einzusetzen, wenn beispielsweise der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden zu rekonstruierenden MR-Bildern zu groß ist. Beispielsweise kann, wenn der zeitliche Abstand zwischen einem ersten Zeitpunkt, welcher einem zu rekonstruierenden ersten MR-Bild zugeordnet ist, und einem zweiten Zeitpunkt, welcher einem zu rekonstruierenden zweiten MR-Bild, welches dem ersten MR-Bild zeitlich direkt nachfolgt, zugeordnet ist, größer als ein vorbestimmter Zeitschwellenwert ist, ein Teil der MR-Daten, welcher zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt erfasst wird, nicht zur Rekonstruktion eines MR-Bildes verwendet werden.
  • Wenn der zeitliche Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt größer als der vorbestimmte Zeitschwellenwert ist, können für ein zu rekonstruierendes MR-Bild mehr MR-Daten erfasst werden, als zur Rekonstruktion notwendig sind. Um die Rekonstruktion durch diese quasi überflüssigen MR-Daten nicht zu verlängern, können diese MR-Daten bei der Rekonstruktion nicht berücksichtigt werden.
  • Im Allgemeinen gilt bei der vorliegenden Erfindung, dass zur Rekonstruktion eines MR-Bildes umso mehr MR-Daten zur Verfügung stehen und verwendet werden können, je größer der zeitliche Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt ist. Mit anderen Worten stehen pro MR-Bild umso mehr MR-Daten zur Verfügung, je kleiner bzw. schlechter die zeitliche Auflösung der zu rekonstruierenden MR-Bilder ist.
  • Die zeitliche Auflösung, in welcher die MR-Daten erfasst werden, ist konstant.
  • Entsprechend dem eingesetzten Sequenzprotokoll erfolgt ein Anregungsschritt, welchem ein Ausleseschritt, in welchem die MR-Daten erfasst werden, folgt. Die Wiederholungszeit TR (Time to Repetition) ist als die Zeitspanne vom Beginn eines Anregungsschritts bis zu dem Beginn des nächstfolgenden Anregungsschritts definiert. Diese Wiederholungszeit TR ist konstant, so dass pro Zeiteinheit konstant viele MR-Daten erfasst werden.
  • Bei den vorab beschriebenen Ausführungsformen wurden insbesondere diejenigen MR-Daten zur Rekonstruktion eines MR-Bildes verwendet, welche um denjenigen Zeitpunkt herum erfasst wurden, welcher dem MR-Bild zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist es allerdings auch möglich, zur Rekonstruktion eines oder jedes MR-Bildes alle erfassten MR-Daten zu berücksichtigen. Bei dieser Ausführungsform hängt demnach quasi jedes MR-Bild von jedem MR-Datum oder jedem Teil der MR-Daten ab.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern von einem vorbestimmten Volumenabschnitt in einem Untersuchungsobjekt bereitgestellt. Dabei umfasst die Magnetresonanzanlage einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, mindestens eine HF-Antenne und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der mindestens einen HF-Antenne, zum Empfang von von der oder den HF-Antennen aufgenommenen Messsignalen und zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung der MR-Bilder. Die Magnetresonanzanlage ist derart ausgestaltet, dass die Magnetresonanzanlage mit Hilfe der HF-Antenne und dem Gradientenfeldsystem MR-Daten innerhalb des Volumenabschnitts mit derselben Messkonfiguration erfasst. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung ausgestaltet, um mehrere MR-Bilder aus den MR-Daten zu rekonstruieren. Dabei ist jedes dieser MR-Bilder einem individuellen Zeitpunkt zugeordnet, zu welchem das MR-Bild zumindest einen bestimmten Teil des Volumenabschnitts abbildet. Die räumliche Auflösung bei dem Erfassen der MR-Daten ist konstant, und der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ist nicht konstant.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage entsprechen dabei im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt worden sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
  • Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein Computerprogramm oder eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung bzw. einer Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage laden kann. Mit diesem Computerprogrammprodukt können alle oder verschiedene vorab beschriebene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerung oder Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage 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 ein Computerprogramm oder eine Software unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. C++), der noch compiliert (übersetzt) 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 des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
  • Mit der vorliegenden Erfindung können MR-Bilder eines dreidimensionalen Volumenabschnitts oder auch nur eines zweidimensionalen Volumenabschnitts (einer Schicht) rekonstruiert werden. Die vorliegende Erfindung ist für Spin-Echo-basierte und für Gradienten-Echo-basierte Verfahren einsetzbar. Der K-Raum kann kartesisch oder radial abgetastet werden. Darüber hinaus können nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren, um beispielsweise das so genannte Flickering zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden rekonstruierten MR-Bildern zu verringern, eingesetzt werden.
  • Durch die vorliegende Erfindung können beispielsweise MR-Daten bei freier Atmung mit einer hohen zeitlichen Auflösung erfasst werden, ohne dass dies mit einer sehr langwierigen Rekonstruktion der MR-Bilder bezahlt werden muss. Da die MR-Bilder erfindungsgemäß nur in interessanten Phasen (z. B. nur in einer bestimmten Atemphase) mit einer hohen zeitlichen Auflösung rekonstruiert werden, während die MR-Bilder in den anderen Atemphasen nur mit einer sehr geringen zeitlichen Auflösung rekonstruiert werden, kann die Rechenzeit zur Rekonstruktion insgesamt kurz gehalten werden.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
  • In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage dargestellt.
  • In 2A–2D sind Zuordnungen von MR-Daten zu zu rekonstruierenden MR-Bildern dargestellt.
  • In 3 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
  • In 4 ist ein Messwertverlauf bei der Injektion eines Kontrastmittels dargestellt.
  • 1 ist 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 Untersuchungsbereich eines Objekts O, wie z. B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers, welcher auf einem Tisch 23 liegend kontinuierlich in die Magnetresonanzanlage 5 geschoben wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, durch welches die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers z. B. kontinuierlich geschoben 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 Gradientenfeldsystem bzw. Gradientenfeldsystem 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 Gx in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten Gy in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten Gz in z-Richtung. Der Verstärker umfasst einen Digital-Analog-Wandler, welcher von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
  • Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befinden 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. Jede Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespule(n) und einer oder mehreren HF-Empfangsspule(n) 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 oder Messwert) umgesetzt, welche über einen Verstärker 7 einem Hochfrequenz-Empfangskanal 8 eines Hochfrequenzsystems 22 zugeführt wird. Das Hochfrequenzsystem 22, welches Teil einer Steuereinrichtung 10 der Magnetresonanzanlage 5 ist, 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 Resonanzfrequenz der Kernspins im Messvolumen entspricht.
  • Die Umschaltung von Sende- auf Empfangsbetrieb erfolgt über eine Sende-/Empfangsweiche 6. Die HF-Sendespulen der Hochfrequenzantenne(n) 4 strahlt/en die Hochfrequenzpulse zur Anregung der Kernspins in das Messvolumen M ein und resultierende Echosignale werden über die HF-Empfangsspule(n) abgetastet. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden im Empfangskanal 8' (erster Demodulator) des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich auf eine Zwischenfrequenz demoduliert, im Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert und über den Ausgang 11 ausgegeben. Dieses Signal wird noch auf die Frequenz 0 demoduliert. Die Demodulation auf die Frequenz 0 und die Trennung in Real- und Imaginärteil findet nach der Digitalisierung in der digitalen Domäne, in einem zweiten Demodulator 8, statt. Durch einen Bildrechner 17 kann aus den dergestalt über einen Ausgang 11 gewonnenen Messdaten ein MR-Bild rekonstruiert werden. Die Verwaltung der Messdaten, der Bilddaten und der Steuerprogramme erfolgt über den Anlagenrechner 20. Aufgrund einer Vorgabe mit Steuerprogrammen kontrolliert die Sequenzsteuerung 18 die Erzeugung der jeweils gewünschten Pulssequenzen und das entsprechende Abtasten des k-Raumes. Insbesondere steuert die Sequenzsteuerung 18 dabei das zeitrichtige Schalten der Gradienten, das Aussenden der Hochfrequenzpulse mit definierter Phasenamplitude sowie den Empfang der Kernresonanzsignale. Die Zeitbasis für das Hochfrequenzsystem 22 und die Sequenzsteuerung 18 wird von einem Synthesizer 19 zur Verfügung gestellt. Die Auswahl entsprechender Steuerprogramme zur Erzeugung eines MR-Bildes, 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 2a sind 64 Zeitpunkte t1 bis t64 dargestellt, zu welchen MR-Daten erfasst werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die MR-Daten eigentlich nicht zu einem Zeitpunkt, sondern während eines Zeitintervalls erfasst werden. Zur Vereinfachung der Diskussion wird angenommen, dass dieses Zeitintervall jeweils vor dem jeweiligen Zeitpunkt beginnt und nach dem jeweiligen Zeitpunkt endet und daher von dem jeweiligen Zeitpunkt repräsentiert werden kann.
  • In 2b sind zwölf Zeitpunkte T1 bis T12 dargestellt, welche jeweils einem zu rekonstruierenden MR-Bild zugeordnet sind. Man erkennt, dass die zeitliche Auflösung der zu rekonstruierenden MR-Bilder am Anfang (T1 bis T3) und am Ende (T10 bis T12) geringer als in der Mitte (T4 bis T8) ist. Mit anderen Worten ist der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden zu rekonstruierenden MR-Bildern am Anfang (T1 bis T3) und am Ende (T10 bis T12) größer als in der Mitte (T4 bis T8).
  • Zur Rekonstruktion des dem Zeitpunkt T1 zugeordneten MR-Bildes werden gemäß der mit 2a und 2b dargestellten Ausführungsform die zu den Zeitpunkten t1 bis t7 erfassten MR-Daten verwendet, während beispielsweise zur Rekonstruktion des dem Zeitpunkt T5 zugeordneten MR-Bildes nur die zu den Zeitpunkten t25 bis t27 erfassten MR-Daten verwendet werden. Man erkennt also, dass zur Rekonstruktion der MR-Bilder am Anfang (T1 bis T3) und am Ende (T10 bis T12) jeweils mehr MR-Daten verwendet werden, als in der Mitte (T4 bis T8), wenn vorausgesetzt wird, dass die Menge der zu einem Zeitpunkt t1 bis t64 erfassten MR-Daten konstant ist.
  • Mit den 2c und 2d wird eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Wiederum sind in 2c 64 Zeitpunkte t1 bis t64 dargestellt, zu welchen MR-Daten erfasst werden (können), und wiederum sind in 2d dieselben zwölf Zeitpunkte T1 bis T12 dargestellt, welchen den Zeitpunkten T1 bis T12 in 2b entsprechen und welche jeweils einem zu rekonstruierenden MR-Bild zugeordnet sind.
  • Im Gegensatz zu der mit den 2a und 2b dargestellten Ausführungsform werden jetzt allerdings zur Rekonstruktion der den Zeitpunkten T1 bis T3 und T9 bis T12 zugeordneten MR-Bilder nur MR-Daten verwendet, welche zu jeweils fünf Zeitpunkten erfasst wurden. MR-Daten, welche nicht zur Rekonstruktion eines der MR-Bilder eingesetzt werden, können dabei zwar erfasst, aber nicht verwendet werden.
  • In 3 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
  • Im ersten Schritt S1 werden die MR-Daten erfasst. In der aus den folgenden Schritten S2 und S3 bestehenden Schleife, wird jeweils im Schritt S2 ein MR-Bild aus den jeweiligen MR-Daten rekonstruiert. Dabei wird der zeitliche Abstand zwischen dem Zeitpunkt, welcher dem aktuell zu rekonstruierenden MR-Bild zugeordnet ist, und dem direkt vorher liegenden Zeitpunkt, welcher dem direkt vorher rekonstruierten MR-Bild entspricht, abhängig von einer Information eingestellt, welche aus dem Schritt S3 ermittelt wird. In diesem Schritt S3 werden die jeweils bisher rekonstruierten MR-Bilder ausgewertet, um beispielsweise den Verlauf einer Kontrastmittelkonzentration zu ermitteln, um abhängig davon den zeitlichen Abstand zu bestimmen.
  • In 4 ist ein Messwertverlauf B(t) über der Zeit dargestellt, mit welchem der Verlauf einer Kontrastmittelkonzentration im Untersuchungsobjekt O abgebildet wird. Der typische zeitliche Verlauf B(t) einer solchen Anreicherung eines Kontrastmittels kann durch einen parallel zur Zeitachse verlaufenden ersten Geradenabschnitt, gefolgt von einem zweiten Geradenabschnitt mit einer konstanten Steigung und einem anschließenden dritten Geradenabschnitt, welcher wiederum parallel zur Zeitachse verläuft, nachgebildet werden. Dabei sind insbesondere der Zeitpunkt x1, zu welchem der erste Geradenabschnitt endet und der zweite Geradenabschnitt beginnt, und der Zeitpunkt x2, zu welchem der zweite Geradenabschnitt endet und der dritte Geradenabschnitt beginnt, von Interesse. Während der Zeitpunkt x1 dem Zeitpunkt entspricht, zu welchem sich das vorher in das Untersuchungsobjekt injizierte Kontrastmittel in dem beobachteten Volumenabschnitt ausbreitet und daher die Konzentration des Kontrastmittels ansteigt, entspricht der Zeitpunkt x2 dem Zeitpunkt, zu welchem die Konzentration des Kontrastmittels im beobachteten Volumenabschnitt den Maximalwert erreicht hat und die so genannte Wash-Out-Phase beginnt.
  • Durch die Bestimmung von x1 und x2 kann der Zeitbereich der Kontrastmittelanflutung bestimmt werden und in diesem Zeitbereich eine höhere zeitliche Auflösung für die zu rekonstruierenden MR-Bilder gewählt werden als zu früheren oder späteren Zeitpunkten. Wenn beispielsweise in der Zeitspanne t = 0 bis t = 120 MR-Daten erfasst werden, sind insbesondere MR-Bilder im Zeitintervall x1 bis x2, also während des Anstiegs der Kontrastmittelkonzentration im beobachteten Volumenabschnitt, von Interesse. Daher sollten die zu rekonstruierenden MR-Bilder während dieses Zeitintervalls x1 bis x2 eine höhere zeitliche Auflösung aufweisen, als beispielsweise zu Zeiten vor x1 oder zu Zeiten nach x2. Mit anderen Worten könnte der zeitliche Verlauf der Kontrastmittelkonzentration im beobachteten Volumenabschnitt im Zeitintervall x1 bis x2 mit rekonstruierten MR-Bildern in Intervallen von 5 s veranschaulicht werden, während für Zeiten vor x1 oder nach x2 rekonstruierte MR-Bilder nur alle 30 s vorhanden sind.
  • Während die mit 3 dargestellte Ausführungsform die Information (beispielsweise die Zeitpunkte x1 und x2), abhängig von welcher die zeitliche Auflösung der zu rekonstruierenden MR-Bildern ermittelt wird, anhand von vorher rekonstruierten MR-Bildern ermittelt, kann diese Information auch anhand der MR-Daten selbst ermittelt werden, wie es im Folgenden beschrieben ist.
  • Es sei angenommen, dass der zu beobachtende Volumenabschnitt mit dem so genannten Stack-of-Stars-Verfahren abgetastet wird. Dabei wird der Volumenabschnitt schichtweise abgetastet, wobei jede Schicht abgetastet wird, indem der mit der jeweiligen Schicht korrespondierende K-Raum anhand von radial durch das Zentrum verlaufende Speichen (so genannten Stars) abgetastet wird. Dabei werden bei jeder Speiche der Betrag des Werts für den K-Raum-Punkt direkt vor dem Zentrum, der Betrag des Werts für den K-Raum-Punkt im Zentrum und der Betrag des Werts für den K-Raum-Punkt direkt nach dem Zentrum ermittelt und der Mittelwert aus diesen drei Beträgen gebildet. Dieser Mittelwert entspricht dann dem Betrag B(t), wobei t dem Zeitpunkt entspricht, zu welchem die entsprechende Speiche erfasst wird.
  • Abhängig von den zu dem jeweiligen Zeitpunkt i ermittelten Beträgen Bi können die interessierenden Zeitpunkte x1, x2 mittels der folgenden Gleichung (1) bestimmt werden, indem für die Kostenfunktion f(x1, x2) ein Minimum bestimmt wird.
  • Figure DE102014202513B4_0002
  • y1 kann dabei beispielsweise der Mittelwert der für die ersten Zeitpunkte bestimmten Beträge Bi und y2 beispielsweise der Mittelwert der für die letzten Zeitpunkte bestimmten Beträge Bi sein; N ist dabei die Anzahl aller Zeitpunkte (in 4 mehr als 120).

Claims (19)

  1. Verfahren zur Erstellung von MR-Bildern, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erfassen von MR-Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts (O) mittels einer Magnetresonanzanlage (5) mit derselben Messkonfiguration, und Rekonstruieren von mehreren MR-Bildern aus den MR-Daten, wobei jedes der MR-Bilder einem jeweiligen Zeitpunkt (T1–T12) zugeordnet ist, zu welchem das MR-Bild zumindest einen Teil des Volumenabschnitts darstellt, und wobei eine räumliche Auflösung bei dem Erfassen der MR-Daten konstant ist, wobei der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12) nicht konstant ist, und wobei die zeitliche Auflösung, in welcher die MR-Daten erfasst werden, konstant ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkonfiguration eine Kalibrierung der Magnetresonanzanlage (5) umfasst, und dass die Kalibrierung eine Einstellung einer Sendeleistung, eine Einstellung einer Empfangsempfindlichkeit und/oder eine Einstellung einer Anregungsfrequenz der Magnetresonanzanlage (5) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlichen Abstände abhängig von einer Information (x1, x2) bestimmt werden, welche eine innerhalb des Volumenabschnitts auftretende Veränderung beschreibt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (x1, x2) aus den erfassten MR-Daten, ohne aus diesen vorher MR-Bilder zu rekonstruieren, ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (x1, x2) aus den erfassten MR-Daten ermittelt wird, welche im Zentrum einer K-Raum-Schicht oder im K-Raum-Zentrum erfasst werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Information einem ersten Zeitpunkt (x1), zu welchem aus den erfassten MR-Daten ein Anstieg einer Kontrastmittelkonzentration in dem Volumenabschnitt ableitbar ist, und einem zweiten Zeitpunkt (x2), zu welchem aus den erfassten MR-Daten ein Ende des Anstiegs der Kontrastmittelkonzentration in dem Volumenabschnitt ableitbar ist, entspricht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12), welche vor dem ersten Zeitpunkt (x1) liegen, größer ist als der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12), welche nach dem ersten Zeitpunkt (x1) aber vor dem zweiten Zeitpunkt (x2) liegen, und/oder dass der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12), welche nach dem zweiten Zeitpunkt (x2) liegen, größer ist als der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12), welche nach dem ersten Zeitpunkt (x1) aber vor dem zweiten Zeitpunkt (x2) liegen.
  8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (x1, x2) aus den rekonstruierten MR-Bildern abgeleitet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information einem Zeitpunkt entspricht, zu welchem dem Untersuchungsobjekt ein Kontrastmittel injiziert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der MR-Bilder aus denjenigen der MR-Daten rekonstruiert wird, welche eine erste vorbestimmte Zeitspanne vor und eine zweite vorbestimmte Zeitspanne nach dem dem MR-Bild zugeordneten Zeitpunkt (T1–T12) erfasst werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion der MR-Bilder alle erfassten MR-Daten verwendet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein zeitlicher Abstand zwischen einem ersten der Zeitpunkte (T1) und einem zweiten der Zeitpunkte (T2), welcher zeitlich direkt dem ersten Zeitpunkt (T1) nachfolgt, größer als ein vorbestimmter Zeitschwellenwert ist, ein Teil der MR-Daten, welcher zwischen dem ersten Zeitpunkt (T1) und dem zweiten Zeitpunkt (T2) erfasst wird, nicht zur Rekonstruktion irgendeines MR-Bildes verwendet wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein zeitlicher Abstand zwischen einem ersten der Zeitpunkte (T1) und einem zweiten der Zeitpunkte (T2), welcher zeitlich direkt dem ersten Zeitpunkt (T1) nachfolgt, größer als ein vorbestimmter Zeitschwellenwert ist, ein Teil der MR-Daten, welcher zwischen dem ersten Zeitpunkt (T1) und dem zweiten Zeitpunkt (T2) erfasst wird, nicht erfasst wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass umso mehr MR-Daten zur Rekonstruktion eines der MR-Bilder verwendet werden, je größer der zeitliche Abstand zwischen dem diesem MR-Bild zugeordneten Zeitpunkt und dem nächsten zeitlich vorher liegenden Zeitpunkt, welchem ein zu rekonstruierendes MR-Bild zugeordnet ist, ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion jedes der MR-Bilder alle erfassten MR-Daten berücksichtigt werden.
  16. Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern, wobei die Magnetresonanzanlage (5) einen Grundfeldmagneten (1), ein Gradientenfeldsystem (3), mindestens eine HF-Antenne (4) und eine Steuereinrichtung (10) zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems (3) und der mindestens einen HF-Antenne (4), zum Empfang der von der mindestens einen HF-Antenne (4) aufgenommenen Messsignalen, zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung der MR-Daten umfasst, wobei die Magnetresonanzanlage (5) ausgestaltet ist, um mittels der HF-Antenne (4) und dem Gradientenfeldsystem (3) MR-Daten innerhalb eines vorbestimmten Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts (O) mit derselben Messkonfiguration zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung (10) ausgestaltet ist, um mehrere MR-Bilder aus den MR-Daten zu rekonstruieren, wobei jedes der MR-Bilder einem jeweiligen Zeitpunkt (T1–T12) zugeordnet ist, zu welchem das MR-Bild zumindest einen Teil des Volumenabschnitts darstellt, wobei eine räumliche Auflösung bei dem Erfassen der MR-Daten konstant ist, wobei der zeitliche Abstand zwischen jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten (T1–T12) nicht konstant ist, und wobei die zeitliche Auflösung, in welcher die MR-Daten erfasst werden, konstant ist.
  17. Magnetresonanzanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzanlage (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgestaltet ist.
  18. 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 15 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (10) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
  19. 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 15 durchführen.
DE102014202513.3A 2014-02-12 2014-02-12 Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern Active DE102014202513B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014202513.3A DE102014202513B4 (de) 2014-02-12 2014-02-12 Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern
US14/620,611 US20150226824A1 (en) 2014-02-12 2015-02-12 Method and magnetic resonance system for generating mr images

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014202513.3A DE102014202513B4 (de) 2014-02-12 2014-02-12 Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014202513A1 DE102014202513A1 (de) 2015-08-13
DE102014202513B4 true DE102014202513B4 (de) 2016-09-01

Family

ID=53676866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014202513.3A Active DE102014202513B4 (de) 2014-02-12 2014-02-12 Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150226824A1 (de)
DE (1) DE102014202513B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3384833B1 (de) 2017-04-07 2023-03-08 Siemens Healthcare GmbH Interaktive datenerfassung und rekonstruktion mittels einer magnetresonanzanlage

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10230877A1 (de) * 2002-07-09 2004-02-12 Siemens Ag Kernspintomographiegerät mit einer Einrichtung zur graphischen Planung Kontrastmittel-gestützter angiographischer Messungen
US20080205723A1 (en) * 2005-10-17 2008-08-28 Koninklijke Philips Electronics N. V. Utilizing Physiological Models to Control Functional Acquisitions
WO2013144828A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Koninklijke Philips N.V. Simultaneous high spatial low temporal resolution magnetic resonance (mr) sequence for dynamic contrast enhanced (dce) magnetic resonance imaging (mri)
US20130274589A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft System Scan Timing by Ultrasound Contrast Agent Study
WO2013159044A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 New York University System, method and computer-accessible medium for highly-accelerated dynamic magnetic resonance imaging using golden-angle radial samplng and compressed sensing
US20140037046A1 (en) * 2011-04-18 2014-02-06 Koninklijke Philips N.V. Dynamic perfusion imaging

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8280488B2 (en) * 2006-11-24 2012-10-02 Huisman Henkjan J Processing and displaying dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging information

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10230877A1 (de) * 2002-07-09 2004-02-12 Siemens Ag Kernspintomographiegerät mit einer Einrichtung zur graphischen Planung Kontrastmittel-gestützter angiographischer Messungen
US20080205723A1 (en) * 2005-10-17 2008-08-28 Koninklijke Philips Electronics N. V. Utilizing Physiological Models to Control Functional Acquisitions
US20140037046A1 (en) * 2011-04-18 2014-02-06 Koninklijke Philips N.V. Dynamic perfusion imaging
WO2013144828A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Koninklijke Philips N.V. Simultaneous high spatial low temporal resolution magnetic resonance (mr) sequence for dynamic contrast enhanced (dce) magnetic resonance imaging (mri)
US20130274589A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft System Scan Timing by Ultrasound Contrast Agent Study
WO2013159044A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 New York University System, method and computer-accessible medium for highly-accelerated dynamic magnetic resonance imaging using golden-angle radial samplng and compressed sensing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F.G. Zöllner et al.: Assessment of 3D DCE-MRI of the kidneys using non-rigid image registration and segmentation of voxel time courses. In: Comput. Med. Imaging Graph., 33, 2009, S. 171-181. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20150226824A1 (en) 2015-08-13
DE102014202513A1 (de) 2015-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011006230B4 (de) Pixelweise Korrektur einer Phaseninformation in MR-Bildern unter Verwendung eines Navigatorsignals
DE102011077197B4 (de) Verzeichnungskorrektur bei einer Magnetresonanz-Bildgebung
DE102010032080B4 (de) Getriggerte Magnetresonanzbildgebung auf der Grundlage einer partiellen parallelen Akquisition (PPA)
DE102011083898B4 (de) Erfassen von Magnetresonanzdaten am Rande des Gesichtsfelds einer Magnetresonanzanlage
DE102012205626B4 (de) Funktionale MR-Bildgebung eines vorbestimmten Volumenabschnitts des Gehirns eines lebenden Untersuchungsobjekts
DE102013213940B3 (de) Erfassung von MR-Daten mit unterschiedlicher Dichte
DE102014203068B4 (de) Pseudo-zufällige Erfassung von MR-Daten eines zweidimensionalen Volumenabschnitts
DE102014205004B3 (de) Verfahren und Magnetresonanzanlage zum Erfassen von MR-Daten einer Schicht eines Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts
DE102014214844B4 (de) Verfahren und Magnetresonanzanlage zum Erfassen von MR-Daten
DE102012206547B4 (de) Akquisition eines Messdatensatzes eines atmenden Untersuchungsobjekts mittels Magnetresonanztechnik
DE102014206561B4 (de) Erfassen von MR-Daten mit unterschiedlichen Echozeiten
DE102011083619A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Serie von MR-Bildern zur Überwachung einer Position eines in einem Untersuchungsgebiet befindlichen Interventionsgeräts, Magnetresonanzanlage, Computerprogrammprodukt und elektronisch lesbarer Datenträger
DE102014219320B4 (de) Rekonstruktion eines MR-Bildes unter Berücksichtigung der chemischen Verschiebung
DE102013217617B4 (de) Steuerungsverfahren zur Kontrolle einer Datenerfassung von Magnetresonanz-Bilddaten
DE102016207641A1 (de) Parallele Magnetresonanz-Akquisitionstechnik
EP3176596A1 (de) Modifizierte truefisp-sequenz zur parallelen mr-daten-erfassung
DE102012213549B3 (de) Vermeidung von Artefakten bei der Aufnahme von Magnetresonanzdaten
DE102011088553B4 (de) Korrektur einer zeitlichen Abweichung von k-Raum-Punkten bei MRI-Verfahren
DE102014204995B4 (de) Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Fettsättigung
DE102014200406B3 (de) Ermittlung einer schnellen MR-Einzelpunkt-Bildgebungssequenz
DE102012210324B4 (de) Anpassung der Echozuglänge bei der Erfassung von MR-Daten in einem vorbestimmten Volumenabschnitt
DE102014202513B4 (de) Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bildern
DE102015209838B4 (de) Verfahren zu einer Korrektur von Magnetresonanz-Messdaten
DE102015207352B4 (de) Quantitative T1-Bestimmung bei einer MR-Bildgebung
DE102011083890B4 (de) MR-Bildgebung mit variabler Anzahl von Präparationspulsen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITAET ERLANGEN-NUERNBERG, 91054 ERLANGEN, DE; SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, DE

Free format text: FORMER OWNERS: FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITAET ERLANGEN-NUERNBERG, 91054 ERLANGEN, DE; SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE