DE102014203067A1

DE102014203067A1 - Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts und Magnetresonanzeinrichtung

Info

Publication number: DE102014203067A1
Application number: DE102014203067.6A
Authority: DE
Inventors: David Grodzki; Björn Heismann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US20150234023A1; US10203384B2

Abstract

Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts, wobei der zweidimensional abgetastete k-Raum (1) entlang von in einer Ausleserichtung verlaufenden Zeilen (2, 2a) im Rahmen einer Aufnahmetrajektorie (11) abgetastet wird, wobei eine Unterabtastung entlang wenigstens eines Teils der Zeilen (2, 2a) erfolgt, wobei während eines den gesamten k-Raum (1) in Ausleserichtung durchlaufenden Aufnahmeabschnitts mehrere Sprünge (12) in der zu der Ausleserichtung senkrechten Phasenkodierrichtung zwischen insbesondere benachbarten Zeilen (2, 2a) durch Gradientenpulse (7) erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts, wobei der zweidimensional abgetastete k-Raum entlang von in einer Ausleserichtung verlaufenden Zeilen im Rahmen einer Aufnahmetrajektorie abgetastet wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzeinrichtung.
Die Magnetresonanzbildgebung ist im Stand der Technik weitgehend bekannt und ein inzwischen etabliertes Hilfsmittel bei medizinischen Untersuchungen. Dabei werden Spins in einem zu vermessenden Untersuchungsobjekt mittels eines Hauptmagnetfeldes, des sogenannten B0-Feldes, ausgerichtet, und durch Hochfrequenzpulse, also ein zeitlich schnell verändertes Feld, das sogenannte B1-Feld, angeregt. Im Verlauf des Relaxierens der Spins entstehen die Magnetresonanzsignale, die entsprechend über eine Hochfrequenzspulenanordnung vermessen werden können. Magnetresonanzsignale werden dabei im k-Raum vermessen und durch eine Fourier-Transformation in den Ortsraum übertragen, um ein Magnetresonanzbild zu erhalten. Um den aufzunehmenden k-Raum möglichst vollständig zu erfassen, ist es bekannt, gezielt verschiedene Punkte entlang einer durch Gradientenpulse realisierten k-Raum-Trajektorie oder Aufnahmetrajektorie zu vermessen. Dieser Vorgang, also die Vermessung einer vollständigen Aufnahmetrajektorie im k-Raum, benötigt eine bestimmte Zeit.
Die Beschleunigung der Aufnahme von Magnetresonanzdaten ist ein zentrales Thema für die klinische Magnetresonanzbildgebung. Für den Benutzer beeinflusst die Aufnahmegeschwindigkeit nicht nur den Durchsatz der Magnetresonanzeinrichtung maßgeblich, sie definiert auch, wie lange ein einzelner Patient als Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzeinrichtung verbleiben muss. Somit treffen sich in diesem Punkt die Ökonomie des Durchsatzes und die Differenzierung über den Patientenkomfort.
Dabei wurden im Stand der Technik bereits Vorschläge gemacht, wie die Magnetresonanzbildgebung beschleunigt werden kann. Dabei ist zum einen die parallele Bildgebung zu nennen, bei der verschiedene aufzunehmende Bereiche des Untersuchungsobjekts gleichzeitig angeregt und ausgelesen werden können, jedoch wurden auch vielerlei Untersuchungen angestellt, die die Rekonstruktion von unterabgetasteten k-Räumen betreffen.
Eine spezielle Form der Unterabtastung des k-Raums ist unter dem Schlagwort „Compressed Sensing" (CS) bekannt, vgl. beispielsweise den Artikel von Michael Lustig et al., „Sparse MRI: The Application of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging", Magnetic Resonance in Medicine 58:1182–1195 (2007). Dabei wird unter Annahmen über den Ergebnisraum der Bildgebung eine iterative Rekonstruktion definiert, die mit einer unvollständigen, pseudo-randomisierten Abtastung des k-Raumes auskommt, wobei der Begriff des „Compressed Sensing“ im engeren Sinne die Anwendung der L1-Norm in der iterativen Rekonstruktion bezeichnet. Die konkrete Ausführungsform des „Compressed Sensing“ schlägt vor, einzelne Aufnahmeabschnitte, beispielsweise Zeilen im k-Raum, auf zufällige Weise auszulassen, wobei es bei dreidimensionalen Messungen problemlos möglich ist, die fehlende Information durch iterative Rekonstruktion zu berechnen, so dass artefaktfreie Bilder entstehen. Zweidimensionale Messungen erfolgen meist entlang von Zeilen in der Ausleserichtung im k-Raum. Das zufällige Auslassen von Zeilen führt dabei, wie gezeigt werden konnte, nicht zu artefaktfreien Bildergebnissen, da die Unterabtastung des k-Raums nicht zufällig genug geschieht. Eine Anwendung des „Compressed Sensing“ bei der räumlich zweidimensionalen Bildgebung ist mithin lediglich bei zeitdynamischen Vorgängen wie Angiographien oder Aufnahmen von Bewegungsvorgängen möglich, da dort die Zeit als dritte Dimension dienen kann.
Zusammenfassend liefern die bisherigen Verfahren also Lösungen für zeitdynamische Vorgänge und für dreidimensionale Magnetresonanzsequenzen. Für die klassische statische zweidimensionale Magnetresonanzbildgebung, die den größten Teil der Aufnahmevorgänge darstellt, sind diese Lösungen, insbesondere das „Compressed Sensing“, jedoch nicht anwendbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, auch für eine zweidimensionale kartesische Abtastung des k-Raums eine Messzeitbeschleunigung durch Unterabtastung zu erreichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Unterabtastung entlang wenigstens eines Teils der Zeilen erfolgt, wobei während eines den gesamten k-Raum in Ausleserichtung durchlaufenden Aufnahmeabschnitts mehrere Sprünge in der zu der Ausleserichtung senkrechten Phasenkodierrichtung zwischen insbesondere benachbarten Zeilen durch Gradientenpulse erfolgen.
Die Erfindung geht also aus von der klassischen, kartesischen, zweidimensionalen Abtastung des k-Raums, wie sie viele Sequenzen, beispielsweise die Gradientenechosequenz, nutzen. Dabei wird der k-Raum in Ausleserichtung üblicherweise zeilenweise ausgelesen, wobei in Phasenkodierrichtung eine bestimmte Anzahl dieser Zeilen aufeinander folgen. Die Erfindung schlägt nun vor, anstatt eines kompletten Weglassens von Zeilen, was zu artefaktbehafteten Ergebnissen führen würde, die Unterabtastung derart zu realisieren, dass die einzelnen Zeilen nur noch teilweise abgetastet werden. Das bedeutet, dass erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass keine Zeilen im k-Raum vollständig unabgetastet bleiben, sondern wenigstens ein Teil der Zeilen im k-Raum nur anteilsweise, also nicht vollständig, abgetastet werden. Hierfür wird als konkrete Vorgehensweise, um nicht von den üblichen Aufnahmeabschnitten (Repetitionen) abzuweichen, die durch das Anlegen eines Auslesegradienten definiert sind und während denen der aufzunehmende k-Raum in Ausleserichtung einmal komplett durchlaufen wird, während eines solchen Aufnahmeabschnitts nicht auf einer einzigen Zeile im k-Raum zu verbleiben, sondern zwischen diesen Zeilen zu springen. Dies reduziert die Messzeit, da weniger Aufnahmeabschnitte als Zeilen im k-Raum benötigt werden.
Möglichkeiten, dies zu tun, sind äußerst kurze Gradientenpulse in Phasenkodierrichtung, die üblicherweise als „Blips“ bezeichnet werden. Derartige Blips, die beispielsweise eine zeitliche Länge von 100–200 µs aufweisen können, während das Aufnahmezeitfenster des Aufnahmeabschnitts beispielsweise 1–5 ms andauern kann, können sowohl eingesetzt werden, um zu einer unmittelbar benachbarten Zeile zu springen, was bevorzugt ist, oder aber auch einen Sprung auf eine weiter beabstandete Zeile erlauben. Das bedeutet also, dass während eines Aufnahmeabschnitts durch die Verwendung der kurzen Gradientenpulse immer wenigstens zwei Zeilen im k-Raum aufgenommen werden, jedoch jede besuchte Zeile nur teilweise. Dies ergibt die gewünschte Unterabtastung, so dass insbesondere zwar weniger Aufnahmeabschnitte als Zeilen im k-Raum verwendet werden, dennoch jedoch jede abzutastende Zeile im k-Raum wenigstens einmal besucht wird.
Es kann also während eines Aufnahmezeitfensters (Auslesevorgangs), das durch die Zeitdauer eines angelegten Gradienten in Ausleserichtung definiert ist, in insbesondere zufälligen Abständen die gerade abgetastete k-Raum-Zeile um mindestens eine Zeile in insbesondere zufälliger Richtung verändert werden. Hierzu werden in Phasenkodierrichtung kurze Gradientenpulse, sogenannte Blips, geschaltet, die den Phasenkodierrichtungs-k-Raum-Wert innerhalb kürzester Zeit ändern. So wird eine pseudorandomisierte Unterabtastung eines zweidimensionalen k-Raums erreicht. Auf diese Weise kann eine Messzeitbeschleunigung um einen Beschleunigungsfaktor von zwei bis vier oder mehr erhalten werden, wobei jedoch die Bandweite, Echozeiten, Repetitionszeiten und dergleichen unverändert bleiben können, so dass mit keinem Einfluss auf den Kontrast resultierender Magnetresonanzbilder zu rechnen ist. Zwar kann eine Unterabtastung, wie dies grundsätzlich der Fall ist, zu Verlusten im Signal-Zu-Rausch-Verhältnis führen, die jedoch aufgrund des extrem hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnisses in den allermeisten Untersuchungen kaum wahrnehmbar sind.
Wesentlich für eine erhaltene, artefaktfreie, gute Bildqualität ist, dass die Unterabtastung möglichst zufällig erfolgt, mithin „pseudorandomisiert“. Konkret kann also gesagt werden, dass die Aufnahmetrajektorie so gewählt wird, dass wenigstens in einer lokalen Nachbarschaft des k-Raums eine einen vorgegebenen Gleichverteilungsgrad überschreitende Verteilung der abgetasteten Punkte im k-Raum gegeben ist. Mit anderen Worten wird die Unterabtastung möglichst gleichmäßig auf die benachbarten k-Raum-Zeilen verteilt, zumindest in den Bereichen des aufzunehmenden k-Raums, der Unterabtastungen unterworfen sein kann, nachdem, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, durchaus vorgesehen sein kann, dass ein Bereich des k-Raumzentrums im Rahmen der vorliegenden Erfindung von der Unterabtastung ausgenommen wird. Das Problem bekannter Verfahren, wie beispielsweise des „Compressed Sensing“, war, dass dieser Gleichverteilungsgrundsatz, also die Pseudo-Randomisierung, beim Weglassen ganzer Zeilen des k-Raums nicht mehr erfüllt war, so dass eine Rekonstruktion der fehlenden k-Raumzeilen nicht artefaktfrei möglich war. Die vorliegende Erfindung erlaubt jedoch eine zufällige Unterabtastung des k-Raums, indem während eines Auslesevorgangs (Aufnahmeabschnitts) zwischen mindestens zwei k-Raumzeilen gesprungen wird. Damit wird eine Verteilung der im k-Raum aufgenommenen Punkte derart erreicht, dass statistisch eine möglichst genaue Gleichverteilung gegeben ist.
Diese Zufälligkeit der Unterabtastung des k-Raums sollte vor Verwendung einer speziellen Aufnahmetrajektorie sichergestellt sein, so dass eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsieht, dass zunächst vor der Aufnahme der Magnetresonanzdaten die die Sprünge enthaltende Aufnahmetrajektorie im k-Raum zufällig bestimmt wird, die Aufnahmetrajektorie gegen wenigstens ein Verteilungskriterium überprüft wird und nur bei das wenigstens eine Verteilungskriterium erfüllender Aufnahmetrajektorie diese zur Aufnahme verwendet wird, ansonsten eine neue Aufnahmetrajektorie bestimmt wird. Die die Sprünge enthaltende Aufnahmetrajektorie wird also zufällig erzeugt und es wird sodann überprüft, ob sie tatsächlich geeignet ist, den k-Raum so abzutasten, dass eine artefaktfreie Rekonstruktion von Magnetresonanzbildern auch im zweidimensionalen Fall möglich ist. Dies geschieht, indem ein die Verteilung der Punkte im k-Raum auswertendes, auf eine zumindest lokale Gleichverteilung abzielendes Verteilungskriterium eingesetzt wird, wobei nur bei dessen Erfüllung tatsächlich die Aufnahmetrajektorie verwendet wird.
Eine zweckmäßige konkrete Ausgestaltung sieht dabei vor, dass als Verteilungskriterium ein eine vorgegebene, vom Grad der Unterabtastung abhängige Dichteverteilung von abgetasteten Punkten im k-Raum überprüfendes Homogenitätskriterium verwendet wird. Ein derartiges Homogenitätskriterium soll also überprüfen, ob eine hinreichende Gleichverteilung (Homogenität) gegeben ist, wie sie von einem Zufallsprozess erwartet wird.
Dabei ist es grundsätzlich möglich, eine insgesamt möglichst homogene Verteilung der Auslesepunkte im k-Raum anzustreben, wobei jedoch zweckmäßige Ausgestaltungen die Erkenntnis berücksichtigen, dass die radiale zweidimensionale Dichte der k-Raumabtastung das Zentrum des k-Raums stärker betonen sollte, da dort die Hauptsignalanteile vorliegen und damit auch das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis des Bildes maßgeblich bestimmt wird. Daher sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass als Dichteverteilung eine eine radial vom k-Raumzentrum absinkende, insbesondere gemäß eins durch ein Polynom des Abstands vom k-Raumzentrum absinkende, Dichte beschreibende Dichteverteilung oder eine eine in Phasenkodierrichtung ausgehend von einer das k-Raumzentrum enthaltenden Zeile abfallende, insbesondere eins durch ein Polynom des Abstands vom k-Raumzentrum in Phasenkodierrichtung absinkende, Dichte beschreibende Dichteverteilung verwendet wird. Im zweiten der genannten Fälle kann also in Ausleserichtung eine gleichmäßige, mithin konstante, Dichteverteilung vorgesehen werden. Diese zweite Ausgestaltung ist vor allem dann sinnvoll, wenn die das Zentrum des k-Raums enthaltende Zeile bzw. am nächsten benachbarte Zeile ohnehin vollständig ausgelesen werden soll. Dann kann mithin die Dichte in den für das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis weniger relevanten Randbereichen stärker abfallen, so dass dort eine größere Messzeiteinsparung durch die geringere Dichte gegeben ist. Selbstverständlich kann die Aufnahmetrajektorie auch so gewählt werden, dass insgesamt eine radial ausgehend vom Zentrum des k-Raums abfallende Dichte von auszulesenden Punkten des k-Raums gegeben ist, wobei sich eine Abhängigkeit gemäß 1/r^n als zweckmäßig erwiesen hat, so dass sich die Dichteverteilung mithin wie eins durch den entsprechenden Abstand hoch eine Zahl verhält, wobei die Zahl n zweckmäßigerweise aus einem Intervall von 1 bis 3 gewählt wird. Dies stellt eine hohe Abtastdichte im Bereich um das k-Raumzentrum sicher, bietet nach außen jedoch zunehmende Möglichkeiten zur Einsparung von Messzeit.
Dabei sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass die Dichteverteilung vom gewünschten Grad der Unterabtastung abhängig gewählt sein sollte, damit dieser auch realisiert werden kann.
Zur konkreten Überprüfung des Homogenitätskriteriums sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass der k-Raum in mehrere Segmente unterteilt wird, deren Dichten berechnet und mit wenigstens einem aus der Dichteverteilung ermittelten Sollwert verglichen werden, wobei eine vorbestimmte Abweichung erlaubt wird. Dabei kann die vorbestimmte erlaubte Abweichung beispielsweise 10 bis 30 % betragen, jedoch auch vom Grad der Unterabtastung, der wünscht ist, abhängen, nachdem bei einer starken Unterabtastung geringere Schwankungen erlaubt werden können. Zweckmäßig ist es also, den k-Raum in Segmente zu unterteilen, beispielsweise 9, 16 oder 25 Segmente, für die aus der Dichteverteilung Erwartungswerte für die Abtastdichte hergeleitet und überprüft werden können. Sollte nun die zufällige Erzeugung der Aufnahmetrajektorie (k-Raumtrajektorie) ergeben, dass trotz der Zufälligkeit die gewünschte Dichteverteilung nicht erreicht wird und somit Artefakte drohen, kann eine neue Aufnahmetrajektorie zufällig erzeugt werden und wieder überprüft werden.
Vorzugsweise kann zusätzlich oder alternativ zum Homogenitätskriterium auch vorgesehen sein, dass als ein Verteilungskriterium ein die Anzahl abzutastender Punkte auf benachbarten Zeilen im k-Raum wenigstens für einen Teil der Zeilen vergleichendes Nachbarschaftskriterium verwendet wird. Über ein derartiges Nachbarschaftskriterium kann mithin festgestellt werden, ob unmittelbar benachbarte Zeilen auch ähnlich stark abgetastet werden, was im Sinne einer Gleichverteilung der abzutastenden Punkte im k-Raum erwünscht ist. Dabei kann konkret vorgesehen sein, dass zur Erfüllung des Nachbarschaftskriterium die Anzahl der auf benachbarten, zu überprüfenden Zeilen abzutastenden Punkte nur um einen vorbestimmten Anteil voneinander abweichen darf, insbesondere um einen Anteil im Intervall von 10 bis 30 % und/oder einen vom Grad der Unterabtastung abhängigen Anteil. Auch hier kann selbstverständlich bei höheren Graden der Unterabtastung eine geringere Toleranz gegeben sein.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmetrajektorie durch einen Random-Walk-Algorithmus bestimmt wird. Dabei handelt es sich um einen grundsätzlich bekannten Algorithmus, der sich zur Erzeugung von zufälligen Aufnahmetrajektorien der erfindungsgemäßen Art besonders eignet. Mithin werden die Richtung und die Zeit der k-Raumzeilensprünge anhand eines Random-Walk-Prozesses bestimmt. Werden auch Sprünge über mehrere Zeilen im k-Raum erlaubt, kann auch die Weite des Sprungs Teil des Random-Walk-Prozesses sein. Die Parametrierung des Random-Walk-Prozesses kann dabei derart erfolgen, dass auch die gewünschte Dichteverteilung der Abtastdichte im k-Raum bereits eingeht, beispielsweise, indem Sprungwahrscheinlichkeiten bzw. Verbleibezeiten auf Zeilen und deren Wahrscheinlichkeiten entsprechend der anzuzielenden Dichteverteilung im k-Raum angepasst werden.
Um einen hinreichenden Grad der Randomisierung und gleichverteilten Abtastung zu erreichen, kommen erfindungsgemäß entlang jedes Aufnahmeabschnitts wenigstens vier Sprünge vor. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Art und Weise am ehesten erreicht werden kann, dass von allen Zeilen im k-Raum hinreichende und hinreichend beabstandete Anteile tatsächlich abgetastet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass eine das Zentrum des k-Raums enthaltende oder diesen am nächsten benachbarte Zeile vollständig aufgenommen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass im Bereich des Zentrums des k-Raums, das hauptsächlich die Kontraste und somit das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis bestimmt, in jedem Fall hinreichende Daten vorliegen und die Bildqualität erhalten bleibt. Dies kann selbstverständlich auch auf der das Zentrum des k-Raums enthaltenden Zeile benachbarte Zeilen angewendet werden, so dass es beispielsweise möglich ist, drei oder fünf zentrale Zeilen des k-Raums vollständig aufzunehmen und die randomisierte Abtastung nur auf weiter äußere Bereiche des k-Raums zu beziehen. Andere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch vorsehen, dass die zufällige Bestimmung der Aufnahmetrajektorie derart erfolgt, dass bestimmte das Zentrum des k-Raums beinhaltende oder diesem benachbarte Zeilenabschnitte zwangsläufig durchlaufen werden, um auf diese Art und Weise über eine Zwangsbedingung eine hinreichende Zahl an Magnetresonanzdaten aus dem k-Raumzentrum zuzusichern.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass bei einer zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahme von Magnetresonanzdatensätzen eine weitere Unterabtastung durch Auslassen zufälliger Zeilen in den einzelnen Magnetresonanzdatensätzen erfolgt, wobei bei der Rekonstruktion von Bildern aus den Magnetresonanzdaten eine auch die zeitliche Dimension als dritte Dimension berücksichtigende Interpolation der fehlenden Zeilen erfolgt. Es ist mithin denkbar, das erfindungsgemäße Vorgehen zu einer weiteren Beschleunigung des Messvorgangs mit dem bereits genannten „Compressed Sensing“-Verfahren zu kombinieren, wenn ein dynamischer Prozess aufgenommen werden soll und mithin die Magnetresonanzdaten in mehrere unterschiedlichen Zeitpunkten zugeordnete Magnetresonanzdatensätze zerfallen, was dem Gesamtdatensatz als dritte Dimension die Zeit hinzufügt, so dass wiederum der Einsatz von „Compressed Sensing“ erlaubt wird. Dabei werden zweckmäßigerweise die wegzulassenden Zeilen vor Ermittlung der Aufnahmetrajektorie für jeden Magnetresonanzdatensatz, von denen selbstverständlich jeder den aufzunehmenden k-Raum abdeckt, bereits bestimmt und die Aufnahmetrajektorien für die Magnetresonanzdatensätzen werden dann nur auf Basis der aufzunehmenden Zeilen erzeugt, beispielsweise, wie dargestellt wurde, im Rahmen eines Random-Walk-Prozesses. Ein Beispiel für solche zeitdynamischen Vorgänge sind Angiographien.
Es wird darauf hingewiesen, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich auch mit anderen bestehenden Bildbeschleunigungsverfahren, beispielsweise der parallelen Bildgebung, kombinieren lässt. Auch hierdurch kann eine weitere Beschleunigung erreicht werden.
Insgesamt kann durch das erfindungsgemäße Verfahren allein, wie bereits erwähnt wurde, eine Messzeitbeschleunigung um einen Beschleunigungsfaktor im Intervall von 2 bis 4 realisiert werden, wobei auch höhere Beschleunigungsfaktoren im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind, mithin eine größere Unterabtastung erfolgen kann, wenn beispielsweise Übersichtsmessungen, beispielsweise Localizer, aufgenommen werden sollen oder eine schnelle Körperbildgebung mit einer computertomographieartigen Bildqualität erreicht werden soll. In diesen Fällen, also bei hoher Unterabtastung, treten gegebenenfalls Rausch- oder Unschärfeeffekte auf, die jedoch bei Übersichtsbildern und/oder CT-artigen Magnetresonanzdaten weniger störend sind.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein während eines Aufnahmeabschnitts genutzter Auslesegradientenpuls zur Verringerung der Bandweite in einem dem k-Raumzentrum am nächsten gelegenen Bereich gewählt wird, insbesondere die Gradientenfeldstärke für den dem k-Raum am nächsten gelegenen Bereich erniedrigt wird. Derartige Vorgehensweisen sind bereits grundsätzlich bekannt und können beispielsweise eine stetige Veränderung der Gradientenstärke des Auslesegradienten derart beinhalten, dass im k-Raumzentrum eine geringere Gradientenstärke und somit eine geringere Bandweite gegeben ist, was dort auch das Signal-Zu-Rauschverhältnis verbessert.
Grundsätzlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch denkbar, während der Sprünge zwischen den Zeilen gemessene Magnetresonanzdaten weiter zu verwerten, beispielsweise, indem diese Magnetresonanzdaten auf das zu vermessende Gitter im k-Raum rückgerechnet werden. Es kann mithin, wenn Magnetresonanzdaten auch während eines Sprunges, der beispielsweise 100 bis 200 µs benötigen kann, erhalten werden, deren Weiterverwendung erfolgen, auch wenn diese nicht auf den vorher definierten kartesischen Gitter liegen, indem diese Daten auf das Gitter rückgerechnet werden. Dieser Prozess wird auch als „Gridding“ bezeichnet.
Demgegenüber bevorzugt und mit besonderem Vorteil kann jedoch auch vorgesehen sein, dass für insbesondere während Sprüngen erhaltene Magnetresonanzdaten eines mehrfach vermessenen Punktes im k-Raum eine Phasendifferenz bestimmt und daraus eine Bewegungsinformation des Untersuchungsobjekts ermittelt wird. Dabei sei zunächst angemerkt, dass es im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich denkbar ist, dass aufgrund der Zufälligkeit der Erzeugung der Aufnahmetrajektorie Teile einer Zeile im k-Raum mehrfach aufgenommen werden, mithin auch in Zeilen Magnetresonanzdaten doppelt vorliegen können. Dies muss nicht per se ausgeschlossen werden, wenn beispielsweise die entsprechenden Verteilungskriterien dennoch erfüllt sind. Andere doppelt vermessene Punkte im k-Raum können auftreten, wenn sich Flanken zwischen verschiedenen Zeilen im k-Raum, die durch die Sprünge entstehen, kreuzen. Für derartige mehrfach vermessene Punkte im k-Raum kann eine Phasendifferenz ermittelt werden, die es erlaubt, Rückschlüsse über die Bewegung des Untersuchungsobjekts an dieser Position zu ziehen. Entsprechende Vorgehensweisen, die aus Phasenunterschieden auf Bewegungsvorgänge schließen, sind im Stand der Technik bereits bekannt. Die erhaltene Bewegungsinformation kann genutzt werden, um Bewegungskorrekturen der Magnetresonanzdaten durchzuführen, nachdem der Zeitverlauf gemeinsam mit der Information über die Phasenlage Wissen über eine relative Bewegung des Untersuchungsobjekts enthält.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass, nachdem sich die Magnetresonanzdaten eines Aufnahmeabschnitts, also eines Auslesevorgangs, nicht mehr nur auf eine einzige Zeile im k-Raum beziehen, die Information, welcher Zeile die Magnetresonanzdaten zugehörig sind, selbstverständlich auch an die entsprechenden Auswertungsalgorithmen weitergeleitet werden muss, beispielsweise konkret an eine Bildrekonstruktionseinheit der Magnetresonanzeinrichtung. Dort kann dann die korrekte Zuordnung der Magnetresonanzdaten auf dem abzutastenden kartesischen Gitter erfolgen.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegenden Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, umfassend eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung übertragen, mit welcher mithin auch die bereits genannten Vorteile erhalten werden können. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung mithin eine Aufnahmetrajektorienerzeugungseinheit umfassen, in der zufällig Aufnahmetrajektorien, insbesondere anhand eines Random-Walk-Algorithmus, ermittelt werden können, zudem eine Überprüfungseinheit zur Überprüfung, ob die erzeugte Aufnahmetrajektorie das wenigstens eine Verteilungskriterium erfüllt, und eine Aufnahmeeinheit, die die restlichen Komponenten der Magnetresonanzeinrichtung, insbesondere also die Gradientenspulenanordnung und die Hochfrequenzspulenanordnung, zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten unter Berücksichtigung der ermittelten Aufnahmetrajektorie ansteuert. Die Sprünge werden mithin dadurch realisiert, dass kurze Gradientenpulse, sogenannte Blips, mit einer bestimmten Polarität und/oder Sprungweite im k-Raum in der Phasenkodierrichtung ausgegeben werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
1 einen zweidimensional kartesisch auszulesenden k-Raum mit Zeilen in Ausleserichtung,
2 ausgelesene Zeilen bei Anwendung von „Compressed Sensing“ im Stand der Technik,
3 eine Magnetresonanzsequenz für einen Aufnahmeabschnitt im erfindungsgemäßen Verfahren,
4 das Auslesen des k-Raums im erfindungsgemäßen Verfahren,
5 den dem Sequenzablauf in 3 zugeordneten Anteil der Aufnahmetrajektorie,
6 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
7 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Magnetresonanzsequenzen, die den aufzunehmenden k-Raum 1, vgl. 1, zweidimensional entlang von Zeilen 2 abtasten, die sich in der Richtung des Auslesegradienten (Ausleserichtung) k_x erstrecken und in der Richtung des Phasenkodiergradienten (Phasenkodierrichtung) k_y äquidistant aufeinander folgen. Eine der Zeilen enthält ersichtlich auch das Zentrum 3 des k-Raums 1. Als konkretes Beispiel für eine Magnetresonanzsequenz wird im Folgenden eine kartesische Gradientenechosequenz (GRE-Sequenz) betrachtet. Dabei wird während einer Repetition eine k-Raumzeile 2 eines gewünschten Phasenkodierschrittes abgetastet, was einem Aufnahmeabschnitt entspricht. Wird mithin keinerlei Unterabtastung verwendet, entspricht die Anzahl der Aufnahmeabschnitte, die die Gesamtmesszeit definiert, der Anzahl der Zeilen 2 und somit der benötigten Phasenkodierschritte.
Würde man nun das im Stand der Technik bekannte „Compressed Sensing“-Verfahren anwenden, um eine Unterabtastung zu erreichen, würden, vgl. 2, einzelne k-Raumzeilen 2 auf zufällige Weise ausgelassen, so dass nur noch ein Teil der Zeilen 2 vermessen wird, wie in 2 deutlich ersichtlich ist. Die fehlenden Informationen sollen durch iterative Rekonstruktion berechnet werden. Dies ist zwar bei dreidimensionalen Messungen möglich, bei zweidimensionalen Messungen wie den hier betrachteten ist die Abtastung des k-Raums 1 durch das Auslassen von einzelnen Zeilen 2 jedoch nicht zufällig genug, um artefaktfreie Bilder zu erzeugen. Mit anderen Worten sind die erhaltenen Magnetresonanzdaten im k-Raum 1 nicht gleichverteilt genug.
Daher schlägt die vorliegende Erfindung nun eine Möglichkeit vor, die Aufnahmeabschnitte, also Phasenkodierschritte, in denen der gesamte aufzunehmende k-Raum 1 in Ausleserichtung k_x durchlaufen wird, zu reduzieren und dennoch in allen Zeilen 2 des k-Raums 1 Punkte abzutasten, so dass eine möglichst zufällige Verteilung entsteht, die insbesondere einer gewünschten Abtastdichteverteilung im k-Raum 1 entspricht, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden soll. Dies wird erreicht, indem während eines Aufnahmeabschnitts zwischen mindestens zwei k-Raumzeilen 2 gesprungen wird. Die entsprechende Realisierung zeigt die beispielhafte GRE-Sequenz für einen Ausleseabschnitt gemäß 3, wo in der obersten Zeile mit TX/RX das Hochfrequenz-Anregungssignal 4 und das mit ADC bezeichnete Auslesefenster 5 gezeigt sind, in der zweiten Zeile die Gradientenpulse 6, 7 in Phasenkodierrichtung und in der dritten Zeile die Gradientenpulse 8 in Ausleserichtung, die im Wesentlichen unverändert bleiben können.
Ersichtlich entsprechen die Phasenkodiergradientenpulse 6 den üblichen Gradientenpulsen für die Phasenkodierrichtung bei Gradientenecho-Sequenzen, während die kurzzeitigen Gradientenpulse 7 im erfindungsgemäßen Verfahren hinzugefügt sind. Die Gradientenpulse 7 sind sogenannte Blips, die es erlauben, um genau eine Zeile 2 im k-Raum 1 zu springen, wobei die Polarität der Gradientenpulse 7 die Richtung bestimmt. Im Beispiel der 3 wird also zunächst zwei Mal eine Zeile 2 im k-Raum 1 nach unten gesprungen, dann eine Zeile 2 nach oben, eine Zeile 2 nach unten und wiederum eine Zeile 2 nach oben. Dies ermöglicht es, während eines einzigen Aufnahmeabschnitts Magnetresonanzdaten von mehreren Zeilen 2 zu erhalten, ohne dass eine Zeile 2 vollständig aufgenommen wird. Der Zeitpunkt, die Polarität und gegebenenfalls auch die Sprungweite der Gradientenpulse 7 (Blips) wird dabei zufällig, im Ausführungsbeispiel gemäß 6 anhand eines Random-Walk-Prozesses gewählt. Die Dauer eines Gradientenpulses 7 kann dabei zwischen 100 bis 200 µs liegen, die Dauer des Auslesezeitfensters 5 bei 1 bis 4 ms.
Wie bereits erwähnt, können die Gradientenpulse 8 in der Ausleserichtung unverändert bleiben, wobei jedoch auch vorgesehen sein kann, wie durch den gestrichelten Verlauf 9 angedeutet, die Gradientenstärke des während des Auslesezeitfensters 5 aktiven Gradientenpulses 8 zu verändern, um eine Bandweitenänderung, insbesondere eine schmalere Bandweite, im k-Raumzentrum zu erreichen.
Werden nun mehrere solcher Aufnahmeabschnitte kombiniert, die zufällig bestimmt wurden und deren Anzahl geringer ist als die Zahl der Zeilen 2 im abzutastenden k-Raum 1, ergibt sich eine Unterabtastung, die zu einer Ersparnis bei der Messzeit führt, nachdem weniger Aufnahmeabschnitte benötigt werden. Durch die Zufälligkeit der durch die Gradientenpulse 7 erzeugten Sprünge ergibt sich insgesamt auch eine hinreichend zufällige Verteilung, um die fehlenden Informationen verlässlich interpolieren zu können, insbesondere im Rahmen einer iterativen Rekonstruktion. Vorliegend sind hierfür wenigstens vier Sprünge je Aufnahmeabschnitt vorgesehen.
Die Randbedingungen zur zufälligen Erzeugung der k-Raumtrajektorie (Aufnahmetrajektorie), die sich durch die Sprünge zwischen den Zeilen 2 auszeichnet, können so gewählt werden, dass sich möglichst eine gewünschte Dichteverteilung der Abtastung im k-Raum 1 ergibt. Bevorzugt wird dabei sichergestellt, dass im Bereich des k-Raumzentrums 3 eine höhere Abtastdichte vorliegt als entfernt vom k-Raumzentrum 3. Eine mögliche, sich ergebende Verteilung von abzutastenden Anteilen 10 der Zeilen 2 im k-Raum 1 ist in 4 dargestellt. Ersichtlich wird darin die das k-Raumzentrum 3 enthaltende Zeile 2a noch immer vollständig abgetastet, nachdem der zentrale Bereich des k-Raums 1 hauptsächlich die Kontraste und somit das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis bestimmt. Auch die der zentralen Zeile 2a benachbarten Zeilen werden ersichtlich noch in einer höheren Dichte abgetastet, sodass sich insbesondere eine ausgehend von der das k-Raumzentrum 3 enthaltenden Zeile 2a in Phasenkodierrichtung abfallende Dichteverteilung ergibt, die beispielsweise mit 1/r^n definiert werden kann, wobei n im Bereich von 1 bis 3 gewählt werden kann.
5 zeigt die der in 3 dargestellten Sequenz eines Aufnahmeabschnitts zugeordnete Aufnahmetrajektorie 11, mithin den Anteil an der Gesamtaufnahmetrajektorie, im k-Raum 1 näher. Ersichtlich betrifft diese vorliegend drei zumindest rechts angedeutete Zeilen 2 des k-Raums 1. Deutlich zu erkennen sind die durch die Gradientenpulse 7 erzeugten Sprünge 12 zwischen verschiedenen Zeilen.
Auch während dieser Sprünge 12 können im Übrigen Magnetresonanzdaten aufgenommen werden, die durch Rückrechnung auf das abzutastende kartesische Gitter zum einen auch in die zur Rekonstruktion von Bildern verwendeten Magnetresonanzdaten eingehen können, zum anderen aber auch im Hinblick auf eine Bewegungskorrektur ausgewertet werden können. Denn es kann im Rahmen der Erfindung an verschiedenen, insbesondere zufällig verteilten Stellen des k-Raums vorkommen, dass die Aufnahmetrajektorie 11 Schnittpunkte aufweist, was beispielsweise anhand des k-Raumpunktes 13 illustriert ist, der nicht nur im Aufnahmeabschnitt der Sequenz gemäß 3 erfasst wird, sondern auch in einem anderen Aufnahmeabschnitt, wie durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet wird. Das bedeutet, zu dem Punkt 13 liegen zu verschiedenen Zeitpunkten Magnetresonanzdaten vor. Vergleicht man die relative Phasenlage der Magnetresonanzdaten, ist hierin eine Information über die Bewegung des Untersuchungsobjekts, insbesondere eines Patienten, enthalten, so dass bei Betrachtung mehrerer solcher mehrfach vermessener Punkte 13 im k-Raum 1 eine die Bewegung des Untersuchungsobjekts lokal an verschiedenen Stellen beschreibende Bewegungsinformation ermittelt werden kann, die zur Bewegungskorrektur eingesetzt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass es bei zufälliger Generierung der Aufnahmetrajektorien für das Verfahren auch möglich ist, dass Punkte im k-Raum 1, die auf Zeilen 2 liegen, mehrfach vermessen werden und entsprechend im Hinblick auf eine Bewegungsinformation betrachtet werden können. Dies ist jedoch weniger bevorzugt, da durch die Unterabtastung möglichst gleichverteilt dennoch möglichst viel des k-Raums 1 abgetastet werden soll.
Untersuchungen haben gezeigt, dass sich durch dieses Vorgehen eine Unterabtastung mit einem Beschleunigungsfaktor von 2 bis 4 bezüglich der Messzeit realisieren lässt, ohne dass nennenswerte Einbußen der Bildqualität, insbesondere Artefakte, auftreten. Auch bei höheren Beschleunigungsfaktoren lässt sich das hier beschriebene Vorgehen einsetzen, wobei mit einem sich verschlechternden Signal-Zu-Rausch-Verhältnis zu rechnen ist, was jedoch beispielsweise bei der Aufnahme von Übersichtsaufnahmen problemlos sein kann.
Das hier beschriebene Vorgehen lässt sich auch mit anderen Beschleunigungsmethoden kombinieren, beispielsweise bei einer zeitlich aufeinander folgenden Aufnahme von Magnetresonanzdatensätzen, in der die Zeit eine dritte Dimension bildet, mit dem „Compressed Sensing“; zudem ist selbstverständlich auch eine Kombination mit paralleler Bildgebung möglich.
6 erläutert in Form eines Ablaufplans nun eine konkrete Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dort werden in einem Schritt S1 unter Verwendung eines Random-Walk-Algorithmus Kandidaten für vollständige Gesamt-Aufnahmetrajektorien ermittelt, indem während der Aufnahmeabschnitte zu zufälligen Zeitpunkten Sprünge 12 zufälliger Richtung eingefügt werden. Die Wahrscheinlichkeiten können dabei an eine gewünschte Ziel-Dichteverteilung angepasst werden, so dass beispielsweise eine höhere Abtastdichte im Bereich des k-Raumzentrum 3 realisiert werden kann. Es können auch Randbedingungen berücksichtigt werden, beispielsweise, dass eine Doppeltabtastung von Punkten möglichst vermieden werden soll und dergleichen.
Nachdem die zufällige Erzeugung der Aufnahmetrajektorien nicht sicherstellt, dass diese auch die gewünschte Dichteverteilung wiedergeben, werden sie vor ihrem Einsatz bei der tatsächlichen Datenaufnahme im Schritt S2 gegen Verteilungskriterien überprüft. Dabei kommen vorliegend zwei Verteilungskriterien zum Einsatz, nämlich zum einen ein Homogenitätskriterium, für dessen Überprüfung der k-Raum 1 in Segmente unterteilt wird, in denen aufgrund der vorgegebenen Verteilung der Abtastdichte eine bestimmte Abtastdichte von Punkten erwartet wird. Beispielsweise kann eine Aufteilung in neun oder sechzehn Segmente erfolgen. Für jedes dieser Segmente wird die durch die Aufnahmetrajektorie realisierte Dichte ermittelt und mit der aus der vorgegebenen Dichteverteilung bestimmten Abtastdichte verglichen. Nur Abweichungen innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs werden akzeptiert, wobei der Toleranzbereich abhängig von dem Grad der Unterabtastung gewählt werden kann und etwa im Intervall von 10 bis 30 % liegen kann.
Das zweite betrachtete Verteilungskriterium ist ein Nachbarschaftskriterium, das die Anzahl der abgetasteten Punkte im k-Raum 1 pro Zeile 2 für unmittelbar benachbarte Zeilen 2 vergleicht, wobei auch einzelne Zeilen, beispielsweise eine vollständig aufgenommene Zeile 2a im k-Raumzentrum 3, von der Betrachtung ausgenommen werden können, insbesondere also Zeilen, in denen ohnehin ein stark abfallender Gradient der Abtastdichte gegeben ist oder gezielt auf einen höheren Abtastungsgrad hingearbeitet wurde. Die abgetasteten Punkte benachbarter Zeilen 2 sollten nicht zu stark voneinander abweichen, wobei ein Toleranzbereich hier wiederum in Intervall von 10 bis 30 % liegen kann und auch abhängig vom Grad der Unterabtastung ermittelt werden kann.
Nur wenn alle Verteilungskriterien erfüllt sind, wird die Aufnahmetrajektorie im Schritt S3 genutzt, um die Magnetresonanzdaten mit ihr aufzunehmen. Anderenfalls wird, vgl. Pfeil 15, eine andere Aufnahmetrajektorie zufällig bestimmt.
Der Auswerteeinheit/Bildrekonstruktionseinheit der Magnetresonanzeinrichtung wird selbstverständlich der Verlauf der Aufnahmetrajektorie bekannt gemacht, so dass diese die Magnetresonanzdaten den korrekten Punkten im k-Raum 1 zuordnen kann. Die fehlenden Informationen aus dem k-Raum können beispielsweise im Rahmen einer iterativen Rekonstruktion ermittelt werden.
7 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 16. Diese umfasst, wie grundsätzlich bekannt, eine Hauptmagneteinheit 17, die den das Umfeld erzeugenden Hauptmagneten umfasst und eine Patientenaufnahme 18 definiert, in die das Untersuchungsobjekt eingebracht werden kann. Die Patientenaufnahme 18 umgebend sind eine Gradientenspulenanordnung 19 und eine Hochfrequenzspulenanordnung 20 vorgesehen. Über eine hier nicht näher gezeigte Patientenliege kann ein Patient in die Patientenaufnahme 18 eingefahren werden, um Magnetresonanzbildgebung zu betreiben.
Der Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung 16 wird durch eine Steuereinrichtung 21 gesteuert, die auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sie umfasst hierzu im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Aufnahmetrajektorienerzeugungseinheit, die gemäß dem Schritt S1 Kandidaten für Aufnahmetrajektorien zufällig erzeugen kann. In einer Überprüfungseinheit wird gemäß Schritt S2 die Aufnahmetrajektorie gegen die Verteilungskriterien überprüft. Eine Aufnahmeeinheit steuert die übrigen Komponenten der Magnetresonanzeinrichtung 16 gemäß der der Aufnahmetrajektorie zugehörigen Sequenzen wie beispielhaft der in 3 dargestellten Sequenz mit den Gradientenpulsen 7 an. Die Steuereinrichtung 21 kann auch die Auswerteeinheit umfassen, in der die unterabgetasteten Daten beispielsweise durch iterative Rekonstruktion ergänzt werden können. Hierfür erhält die Auswerteeinheit von der Aufnahmeeinheit die Information, zu welchem Zeitpunkt welcher Punkt im k-Raum abgetastet wird, so dass die aufgenommenen Magnetresonanzdaten konkret zugeordnet werden können. Teil der Auswertung in der Auswerteeinheit kann im Übrigen auch die beschriebene Bewegungskorrektur sein.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Compressed Sensing“ (CS) bekannt, vgl. beispielsweise den Artikel von Michael Lustig et al., „Sparse MRI: The Application of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging“, Magnetic Resonance in Medicine 58:1182–1195 (2007) [0005]

Claims

Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts, wobei der zweidimensional abgetastete k-Raum (1) entlang von in einer Ausleserichtung verlaufenden Zeilen (2, 2a) im Rahmen einer Aufnahmetrajektorie (11) abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterabtastung entlang wenigstens eines Teils der Zeilen (2, 2a) erfolgt, wobei während eines den gesamten k-Raum (1) in Ausleserichtung durchlaufenden Aufnahmeabschnitts mehrere Sprünge (12) in der zu der Ausleserichtung senkrechten Phasenkodierrichtung zwischen insbesondere benachbarten Zeilen (2, 2a) durch Gradientenpulse (7) erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetrajektorie (11) so gewählt wird, dass wenigstens in einer lokalen Nachbarschaft des k-Raums (1) eine einen vorgegebenen Gleichverteilungsgrad überschreitende Verteilung der abgetasteten Punkte im k-Raum (1) gegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst vor der Aufnahme der Magnetresonanzdaten die die Sprünge enthaltende Aufnahmetrajektorie (11) im k-Raum (1) zufällig bestimmt wird, die Aufnahmetrajektorie (11) gegen wenigstens ein Verteilungskriterium überprüft wird und nur bei das wenigstens eine Verteilungskriterium erfüllender Aufnahmetrajektorie (11) diese zur Aufnahme verwendet wird, ansonsten eine neue Aufnahmetrajektorie (11) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Verteilungskriterium ein eine vorgegebene, vom Grad der Unterabtastung abhängige Dichteverteilung von abgetasteten Punkten im k-Raum (1) überprüfendes Homogenitätskriterium verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichteverteilung eine eine radial vom k-Raumzentrum (3) absinkende, insbesondere gemäß Eins durch ein Polynom des Abstands vom k-Raumzentrum (3) absinkende, Dichte beschreibende Dichteverteilung oder eine eine in Phasenkodierrichtung ausgehend von einer das k-Raumzentrum (3) enthaltenden Zeile (2a) abfallende, insbesondere gemäß Eins durch ein Polynom des Abstands vom k-Raumzentrum (3) in Phasenkodierrichtung absinkende, Dichte beschreibende Dichteverteilung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichteverteilung wie Eins durch den entsprechenden Abstand hoch eine Zahl verhält, wobei die Zahl in einem Intervall von 1 bis 3 gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung des auf die Dichteverteilung bezogenen Homogenitätskriteriums der k-Raum (1) in mehrere Segmente unterteilt wird, deren Abtastdichten berechnet und mit wenigstens einem aus der Dichteverteilung ermittelten Sollwert verglichen werden, wobei eine vorbestimmte Abweichung erlaubt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Verteilungskriterium ein die Anzahl abzutastender Punkte auf benachbarten Zeilen (2, 2a) im k-Raum (1) wenigstens für einen Teil der Zeilen (2, 2a) vergleichendes Nachbarschaftskriterium verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfüllung des Nachbarschaftskriteriums die Anzahl der auf benachbarten, zu überprüfenden Zeilen (2, 2a) abzutastenden Punkte nur um einen vorbestimmten Anteil voneinander abweichen darf, insbesondere um einen Anteil im Intervall von 10 bis 30 % und/oder einen vom Grad der Unterabtastung abhängigen Anteil.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetrajektorie (11) durch einen Random-Walk-Algorithmus bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang jedes Aufnahmeabschnitts wenigstens vier Sprünge (12) vorkommen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Zentrum (3) des k-Raums (1) enthaltende oder diesem am nächsten benachbarte Zeile (2a) vollständig aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahme von Magnetresonanzdatensätzen eine weitere Unterabtastung durch Auslassen zufälliger Zeilen (2) in den einzelnen Magnetresonanzdatensätzen erfolgt, wobei bei der Rekonstruktion von Bildern aus den Magnetresonanzdaten eine auch die zeitliche Dimension als dritte Dimension berücksichtigende Interpolation der fehlenden Zeilen (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Unterabtastung realisierter Beschleunigungsfaktor der Messung im Intervall von 2 bis 4 liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein während eines Aufnahmeabschnitts genutzter Auslesegradientenpuls (8) zur Verringerung der Bandweite in einem dem k-Raumzentrum (3) am nächsten gelegenen Bereich gewählt wird, insbesondere die Gradientenstärke für den dem k-Raumzentrum (3) am nächsten gelegenen Bereich erniedrigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Sprünge (12) zwischen den Zeilen (2) gemessene Magnetresonanzdaten auf das zu vermessende Gitter im k-Raum (1) rückgerechnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für insbesondere während Sprüngen (12) erhaltene Magnetresonanzdaten eines mehrfach vermessenen Punktes (13) im k-Raum (1) eine Phasendifferenz bestimmt und daraus eine Bewegungsinformation des Untersuchungsobjekts ermittelt wird.
Magnetresonanzeinrichtung (16), umfassend eine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildete Steuereinrichtung (21).