DE102014212064B3

DE102014212064B3 - Frequenzüberwachung von Gradientenpulsen bei der Magnetresonanz-Bildgebung

Info

Publication number: DE102014212064B3
Application number: DE102014212064.0A
Authority: DE
Inventors: David Grodzki
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: US20150369889A1; US10042019B2

Abstract

Verschiedene Eigenschaften (180, 181) eines Frequenzmonitors einer Magnetresonanz-Anlage werden adaptiv angepasst, z. B. in Abhängigkeit einer Benutzereingabe (400-1–400-5) oder einer Temperatur. Der Frequenzmonitor überwacht eine Systemgröße, die indikativ für einen mechanischen Kraftfluss in einem Gradientensystem der Magnetresonanz-Anlage ist. Es erfolgt selektives Abbrechen des Durchführens einer Magnetresonanz-Messsequenz.

Description

Die Erfindung betrifft Techniken der Frequenzüberwachung von Gradientenpulsen bei der Magnetresonanz-Bildgebung. Insbesondere betrifft die Erfindung Techniken zur adaptiven Frequenzüberwachung.
Im Rahmen der Magnetresonanz(MR)-Bildgebung wird typischerweise eine MR-Messsequenz durchgeführt. Die MR-Messsequenz umfasst – zum Beispiel neben Hochfrequenz-Pulsen und Auslesefenstern – das Schalten von Gradientenpulsen eines Gradientensystems, d. h. das zeitabhängige Anwenden von Gradientenfeldern durch Bestromen von Gradientenspulen eines Gradientensystems. Durch das Schalten der Gradientenpulse kann typischerweise eine Ortskodierung der im Rahmen der MR-Bildgebung erfassten MR-Daten erreicht werden. Bei typisch dimensionierten Gradientensystemen kann es erforderlich sein, dass durch die Gradientenspulen Ströme von bis zu 900 Ampere fließen.
Solche oder vergleichbar hohe Ströme, die durch die Gradientenspulen fließen, können – insbesondere im Zusammenhang mit zeitlich schnell geschalteten Gradientenpulsen – signifikante technische Problemstellungen bewirken. So kann es während einer MR-Messsequenz erforderlich sein, die Gradientenpulse innerhalb weniger Millisekunden zu schalten. Infolge des schnellen Schaltens des Gradientenpulses kommt es zu einer entsprechend schnellen Änderung der angewendeten Gradientenfelder. Durch die starke und schnelle zeitliche Änderung dieser Magnetfelder, kommt es typischerweise zu signifikanten mechanischen Kraftflüssen in dem Gradientensystem. Dabei kommt es häufig zu Schwingungen und mechanischen Verzerrungen der Gradientenspulen, im Allgemeinen also zu mechanischen Kraftflüssen, die auf umliegende Bauteile der Magnetresonanz-Anlage übertragen werden können. Aufgrund solcher mechanischer Kraftflüsse kann eine große Lärmentwicklung in und um der Magnetresonanz-Anlage resultieren. Eine Lärmbelastung für einen Patienten resultiert, sodass Gegenmaßnahmen notwendig werden können bzw. der Patientenkomfort reduziert ist. Ein (akustisches) Frequenzspektrum solcher mechanischer Bewegungen entspricht dabei im Allgemeinen einer Fourier-Transformation eines zeitlichen Verlaufs der Gradientenpulse beim Durchführen der Magnetresonanz-Messsequenz. Aufgrund von Resonanzeffekten des Gradientensystems bzw. der Magnetresonanz-Anlage, kann es vorkommen, dass das Schalten eines zeitlichen Verlaufs von Gradientenpulsen mit bestimmten Frequenzanteilen in sogenannten verbotenen Frequenzbändern besonders starke Auswirkungen hat, d. h. einen erhöhten mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem bewirkt. So kann es in einem solchen Fall zum Beispiel zu einer besonders starken Lärmentwicklung, starken Vibrationen oder erhöhter Wärmeentwicklung kommen. Eine mechanische Belastung er Anlage kann zunehmen. Infolge einer erhöhten Wärmeentwicklung kann eine Verdampfung von Kühlmittel, z. B. Helium, resultieren. Daher besteht das Bestreben, beim Durchführen der MR-Messsequenz einen zeitlichen Verlauf der Gradientenpulse zu vermeiden, der in einem solchen erhöhten mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem resultiert.
Hierzu sind verschiedene Lösungen bekannt. So kann es möglich sein, vor dem Durchführen der MR-Messsequenz den zeitlichen Verlauf der Gradientenpulse zu analysieren und auszuwerten und derart rechnerisch zu bestimmen bzw. vorherzusagen, welche Frequenzen voraussichtlich angeregt werden. Um Resonanzeffekte bzw. erhöhten mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem zu vermeiden, ist der Messsequenzentwickler typischerweise dazu angehalten, bestimmte verbotene Frequenzbänder zu meiden. Dies kann zum Beispiel dadurch implementiert werden, dass bestimmte zeitliche Abstände zwischen Spinechos oder Gradientenechos nicht zugelassen werden. Solche voranstehend beschriebenen Techniken weisen jedoch den Nachteil auf, dass das Frequenzspektrum, welches durch den zeitlichen Verlauf der Gradientenpulse angeregt wird, nur eingeschränkt bzw. mit vergleichbar hohem rechnerischem Aufwand berechenbar ist. Dies kann insbesondere bei limitierten Ressourcen bezüglich Rechenkapazität und/oder Zeit eine Praktikabilität solcher Techniken einschränken.
Deshalb werden in einem weiteren vorbekannten Lösungsansatz während des Durchführens der MR-Messsequenz die angeregten Frequenzen mit einem sogenannten Frequenzmonitor überwacht. Der Frequenzmonitor überprüft die angeregten Frequenzen für die verschiedenen Gradientenachsen. Der Frequenzmonitor kann zum Beispiel durch eine Echtzeit-Fourier-Transformation des zeitlichen Verlaufs der Gradientenpulse, zum Beispiel insbesondere des zeitlichen Verlaufs der Stromflüsse durch die Gradientenspule, implementiert sein. Im Rahmen der Echtzeit-Frequenzüberwachung kann zum Beispiel mindestens ein verbotenes Frequenzband Δω und eine assoziierte maximal erlaubte Stromstärke A_max vorgegeben sein. Wird A_max während dem Durchführen der MR-Messsequenz in dem entsprechenden verbotenen Frequenzband Δω überschritten, wird das Durchführen der MR-Messsequenz unterbrochen. So kann A_max als Systemgröße indikativ für einen zu begrenzenden mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem der MR-Anlage sein.
Ein solcher Abbruch des Durchführens der MR-Messsequenz kann nachteilig für die Leistungsfähigkeit der MR-Anlage sein: So können vor dem Abbruch erfasste MR-Daten unbrauchbar werden und es kann erforderlich sein, im Anschluss eine neue MR-Messsequenz zu erstellen. All dies kann zeitintensiv und fehleranfällig sein.
Die DE 199 03 627 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographiegeräts mit welchem der von Pulssequenzen verursachte Lärm vor dem Start der Pulssequenzen berechnet und angezeigt wird. Bei zu hohen Lärmwerten wird die die Pulssequenz zu niedrigeren Werten hin, z. B. durch eine Änderung der Repetitionszeit, verändert.
Die US 7 138 800 B1 offenbart ein Verfahren zur Verringerung von vibrationsbedingten Artefakten in der diffusionsgewichteten Bildgebung. Hierbei wird eine Schwingungsfrequenz eines MR-Systems bestimmt und Scanparameter derart modifiziert, dass sich die auf dem MR-System induzierten Schwingungsfrequenzen von Resonanz-Schwingungsfrequenzen des MR-Systems unterscheiden.
Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken der Frequenzüberwachung von Gradientenpulsen bei der MR-Bildgebung. Insbesondere besteht ein Bedarf für solche Techniken, die eine zuverlässige und robuste Vermeidung von Anregung von Frequenzen durch einen zeitlichen Verlauf von Gradientenpulsen in einem verbotenen Frequenzband bewirken, um derart einen erhöhten mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem zu vermeiden. Insbesondere besteht ein Bedarf für solche Techniken, welche eine Abwägung zwischen zuverlässigem Durchführen der MR-Messsequenz ohne Abbruch derselben einerseits und Vermeidung von unnötig erhöhtem mechanischem Kraftfluss andererseits ermöglichen.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur MR-Bildgebung. Das Verfahren umfasst das Erhalten eines Signals, das indikativ für eine Benutzereingabe an einer Bedieneinheit einer MR-Anlage ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Auswählen eines Schwellenwerts in Abhängigkeit des Signals. Der Schwellenwert beschreibt eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem der MR-Anlage in einem Frequenzband. Das Verfahren umfasst weiterhin das Durchführen einer MR-Messsequenz zur MR-Bildgebung. Das Durchführen umfasst das Anwenden einer zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse durch das Gradientensystem. Das Verfahren umfasst weiterhin während dem Durchführen der MR-Messsequenz: Überwachen einer Systemgröße, die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem in dem Frequenzband ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße mit dem ausgewählten Schwellenwert. Das Verfahren umfasst weiterhin das selektive Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Es wäre zum Beispiel möglich, dass der Benutzer mittels der Benutzereingabe den Schwellenwert direkt auswählt. Es wäre alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass die Benutzereingabe den Schwellenwert parametrisiert betrifft. Zum Beispiel könnte die Benutzereingabe eines der folgenden Kriterien betreffen: Lärmentwicklung; Wärmeentwicklung; Energieverbrauch; Abbruchtoleranz; und/oder Geräteabnutzung. Zu solchen vorgegebenen Kriterien kann dann in einer entsprechenden Datenbank ein Schwellenwert hinterlegt sein und entsprechend ausgewählt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer sich nicht direkt mit der Wahl des Schwellenwertes auseinandersetzen muss; Fehleingaben können reduziert werden.
Das Überwachen der Systemgröße kann umfassen: Wiederholtes Bestimmen der Systemgröße als Funktion der Zeit. Die Systemgröße kann zum Beispiel aus Maschinenparametern der MR-Anlage bestimmt werden oder über Messungen ermittelt werden. Es wäre zum Beispiel möglich, dass das Bestimmen der Systemgröße umfasst: Fourier-Transformieren eines Zeitverlaufs einer Stromstärke durch mindestens eine Gradientenspule des Gradientensystems. Das Bestimmen der Systemgröße könnte alternativ oder zusätzlich auch umfassen: Fourier-Transformieren eines Zeitverlaufs eines Messsignals eines Magnetfeldsensors, der ein Magnetfeld eines Gradientenpulses misst. Zum Beispiel könnte ein entsprechender Magnetfeldsensor als Teil des Gradientensystems im Inneren der Magnetresonanz-Anlage angeordnet sein. Die Systemgröße kann im Allgemeinen eine dem Schwellenwert entsprechende physikalische Größe beschreiben. Im Allgemeinen können mehrere Systemgrößen parallel bestimmt werden; zum Beispiel wäre es möglich, unterschiedliche Systemgrößen für verschiedene Achsen des Gradientensystems zu bestimmen und/oder unterschiedliche Typen von Systemgrößen, z. B. unterschiedliche Maschinenparameter, zu bestimmen. Solche Techniken des Überwachens der Systemgröße, insbesondere als Funktion der Zeit, werden typischerweise auch als Frequenzmonitor bezeichnet.
Der mechanische Kraftfluss kann z. B. insbesondere aufgrund der zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen auftreten. In anderen Worten kann die Systemgröße indizieren, ob während des Durchführens der MR-Messsequenz Resonanzeffekte durch das Anwenden der Gradientenpulse auftreten. Werden zum Beispiel mechanische Resonanzen des Gradientensystems bzw. der Verankerung des Gradientensystems in der MR-Anlage durch die zeitliche Abfolge der Gradientenpulse angeregt, so kann dies in dem erhöhten mechanischen Kraftfluss resultieren. Dann wird typischerweise Energie dissipiert, was sich zum Beispiel in einer erhöhten Lärm- und/oder Wärmeentwicklung ausdrücken kann.
Die voranstehenden Techniken können eine adaptive Ausgestaltung des Frequenzmonitors ermöglichen. Anstatt statisch und fest vorgegebener Eigenschaften des Frequenzmonitors, insbesondere des Schwellenwerts, können derart verschiedene Eigenschaften des Frequenzmonitors angepasst werden bzw. variabel gewählt werden. Derart kann eine Optimierung des Betriebs des Frequenzmonitors hinsichtlich verschiedener Kriterien erfolgen. Solche Kriterien umfassen insbesondere: Lärmentwicklung, Wärmeentwicklung, Energieverbrauch und/oder Geräteabnutzung.
Der Schwellenwert kann im Allgemeinen frequenzabhängig oder frequenzunabhängig gewählt werden. Z. B. kann der Schwellenwert frequenzabhängig in dem Frequenzband gewählt werden. Außerhalb des Frequenzbands kann der Schwellenwert z. B. gleich Null oder gleich Unendlich gewählt werden. Durch das Auswählen des Schwellenwerts kann derart auch das Frequenzband zumindest implizit mit ausgewählt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu den voran genannten Techniken ist es ferner möglich, weitere Eigenschaften des Frequenzmonitors adaptiv auszuwählen. So könnte das Verfahren weiterhin umfassen: Auswählen einer Bandbreite des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals. Das Auswählen der Bandbreite des Frequenzbands kann umfassen: Festlegen einer Startfrequenz des Frequenzbands und/oder Festlegen einer Endfrequenz des Frequenzbands und/oder Festlegen einer Mittenfrequenz des Frequenzbands und/oder Festlegen einer Breite des Frequenzbands.
Zum Beispiel wäre es möglich, sofern eine besonders robuste Durchführung der MR-Messsequenz erwünscht wird, den Schwellenwert (die Bandbreite des Frequenzbands) besonders groß (besonders klein) zu wählen, sofern die Systemgröße z. B. eine Stärke des Kraftflusses indiziert. Dann kann nämlich ein Abbrechen der MR-Messsequenz aufgrund vergleichsweise weniger häufig auftreten.
In einem einfachen Szenario ist es möglich, dass der Schwellenwert in dem Frequenzband eine konstante Amplitude beschreibt; das bedeutet, dass der Schwellenwert die zugelassene Amplitude des Kraftflusses unabhängig von der Frequenz beschreiben kann. Es wäre aber auch möglich, dass der Schwellenwert die Amplitude in dem Frequenzband frequenzabhängig mit einem bestimmten Frequenzgang beschreibt. Die Systemgröße kann in dem Frequenzband frequenzabhängig bestimmt werden. Entsprechend kann der Schwellenwertvergleich frequenzabhängig durchgeführt werden. Derart kann eine erhöhte Genauigkeit bei dem Durchführen des Schwellenwertvergleichs erreicht werden. Ein unnötiges Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz kann derart reduziert werden. Insbesondere kann besonders gut zwischen Randbereichen und zentralen Bereichen des Frequenzbands unterschieden werden, in denen möglicherweise unterschiedlich starke Resonanzeffekte auftreten. Zum Beispiel könnte der Frequenzgang des Schwellenwerts in dem Frequenzband durch eine Funktion beschrieben werden, die symmetrisch bezüglich eines Zentrums des Frequenzbands ist. Für größere Abstände zum Zentrum kann der Frequenzgang solche Werte annehmen, die ein weniger sensitives Auslösen des Frequenzmonitors bewirken; zum Beispiel wäre es möglich, dass der Frequenzgang des Schwellenwerts für größere (kleinere) Abstände zu dem Zentrum, größere (kleinere) Werte annimmt.
Ferner wäre es möglich, dass das Verfahren weiterhin umfasst: Auswählen eines Temperaturgangs des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals. Der Temperaturgang des Frequenzbands kann zum Beispiel eine Position und/oder Bandbreite des Frequenzbands in Abhängigkeit der Temperatur bestimmen. Typischerweise kann nämlich die Resonanzfrequenz eines Frequenzbands in Abhängigkeit von der Temperatur variieren (Frequenzverschiebung). Es wäre zum Beispiel möglich, durch die Benutzereingabe eine Stärke dieser Verschiebung festzulegen.
Das Verfahren kann auch weiterhin umfassen: Auswählen eines Temperaturgangs des Schwellenwerts. Z. B. kann für höhere (niedrigere) Temperaturen der Schwellenwert so ausgewählt werden, dass ein sensitiveres (weniger sensitives) Abbrechen der MR-Messsequenz erfolgt. Derart kann z. B. eine Beschädigung der MR-Anlage vermieden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine MR-Anlage, die zum Durchführen einer MR-Messsequenz zur MR-Bildgebung eingerichtet ist. Die MR-Anlage umfasst eine Bedieneinheit, die eingerichtet ist, um ein Signal bereitzustellen, das indikativ für eine Benutzeingabe an der Bedieneinheit ist. Die MR-Anlage umfasst ferner eine Recheneinheit, die eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: Erhalten des Signals von der Bedieneinheit; und Auswählen eines Schwellenwerts in Abhängigkeit des Signals, wobei der Schwellenwert eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem der MR-Anlage in einem Frequenzband beschreibt. Die MR-Anlage umfasst ferner das Gradientensystem. Das Gradientensystem ist eingerichtet, um beim Durchführen der MR-Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse anzuwenden. Die MR-Anlage umfasst ferner eine Überwachungseinheit, die eingerichtet ist, um während des Durchführens der MR-Messsequenz eine Systemgröße zu überwachen. Die Systemgröße ist indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem in dem Frequenzband. Die Recheneinheit ist ferner eingerichtet, um die folgenden Schritte durchzuführen: Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße mit dem ausgewählten Schwellenwert; und selektives Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Zum Beispiel kann die MR-Anlage gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt eingerichtet sein, um ein Verfahren zur MR-Bildgebung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Für eine solche MR-Anlage können Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den Effekten, die für das Verfahren zur MR-Bildgebung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur MR-Bildgebung. Das Verfahren umfasst das Erhalten eines Signals, welches indikativ für eine Temperatur im Bereich eines Gradientensystems der MR-Anlage ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erhalten eines Schwellenwerts. Der Schwellenwert beschreibt eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem der MR-Anlage in einem Frequenzband. Das Frequenzband wird in Abhängigkeit des Signals ausgewählt. Das Verfahren umfasst ferner das Durchführen einer MR-Messsequenz. Das Durchführen umfasst das Anwenden einer zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse durch das Gradientensystem. Das Verfahren umfasst weiterhin während des Durchführens der MR-Messsequenz: Überwachen einer Systemgröße, die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem in dem Frequenzband ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße mit dem ausgewählten Schwellenwert. Das Verfahren umfasst weiterhin das selektive Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Für ein solches Verfahren können verschiedene Effekte erzielt werden. Insbesondere kann es möglich sein, dass der entsprechende Frequenzmonitor die Systemgröße nicht mit fest vorgegebenen Eigenschaften überwacht; vielmehr kann es möglich sein, dass verschiedene Eigenschaften wie insbesondere das Frequenzband in Abhängigkeit der Temperatur ausgewählt werden. Es wäre entsprechend auch möglich, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit der Temperatur ausgewählt wird.
Sofern, wie voranstehend beschrieben, das Frequenzband in Abhängigkeit des Signals ausgewählt wird, kann dies bedeuten: Auswählen einer Startfrequenz des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals; und/oder Auswählen einer Endfrequenz des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals; und/oder Auswählen einer Mittenfrequenz des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals; und/oder Auswählen einer Bandbreite des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals.
Es wäre zum Beispiel möglich, dass die Temperatur mittels eines Temperatursensors des Gradientensystems gemessen wird. Typischerweise kann z. B. eine Position des Frequenzbands eine Temperaturabhängigkeit aufweisen. Durch das temperaturabhängige auswählen des Frequenzbands kann erreicht werden, dass das Überwachen der Systemgröße und der Schwellenwert besonders gut an den tatsächlichen physikalischen Bedingungen des Durchführens der MR-Messsequenz orientiert ist. Insbesondere kann ein unnötiges Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz verhindert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine MR-Anlage, die zum Durchführen einer MR-Messsequenz zur MR-Bildgebung eingerichtet ist. Die MR-Anlage umfasst einen Temperatursensor, der eingerichtet ist, um ein Signal bereitzustellen, welches indikativ für eine Temperatur im Bereich eines Gradientensystems der MR-Anlage ist. Die MR-Anlage umfasst ferner eine Recheneinheit, die eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: Erhalten des Signals von dem Temperatursensor; und Erhalten eines Schwellenwerts, wobei der Schwellenwert eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in dem Gradientensystem in einem Frequenzband beschreibt; und Auswählen des Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals. Die MR-Anlage umfasst ferner das Gradientensystem. Das Gradientensystem ist eingerichtet, um beim Durchführen der MR-Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse anzuwenden. Die MR-Anlage umfasst weiterhin eine Überwachungseinheit. Die Überwachungseinheit ist eingerichtet, um während des Durchführens der MR-Messsequenz eine Systemgröße zu überwachen. Die Systemgröße ist indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem in dem Frequenzband.
Die Recheneinheit ist weiterhin eingerichtet, um die folgenden Schritte durchzuführen: Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße mit dem ausgewählten Schwellenwert, und selektives Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Für eine solche MR-Anlage können Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den Effekten, die für ein Verfahren zur MR-Bildgebung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer MR-Messsequenz zur MR-Bildgebung. Das Durchführen der MR-Messsequenz umfasst das Anwenden einer zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse durch ein Gradientensystem der MR-Anlage. Das Verfahren umfasst weiterhin, während dem Durchführen der MR-Messsequenz, das Überwachen einer Systemgröße. Die Systemgröße ist indikativ für ein zeitliches Integral eines mechanischen Kraftflusses in dem Gradientensystem in dem Frequenzband über die Dauer des Durchführens der MR-Messsequenz. Das Verfahren umfasst weiterhin das Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße mit dem ausgewählten Schwellenwert und selektives Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz in Abhängigkeit von dem Schwellenwert.
In anderen Worten kann die Systemgröße also proportional zu einer Erwärmung aufgrund von Resonanzeffekten während des Durchführens der MR-Messsequenz sein. Wird die Erwärmung – d. h. die akkumulierte Energiedeposition in mechanischer Bewegung – größer als ein Schwellenwert, wird die Messung abgebrochen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur MR-Bildgebung. Das Verfahren umfasst das Erhalten eines Signals, das indikativ für eine Benutzereingabe an einer Bedieneinheit einer MR-Anlage ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Auswählen eines Frequenzbands in Abhängigkeit des Signals. Ein Schwellenwert beschreibt eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem der MR-Anlage in dem Frequenzband. Das Verfahren umfasst weiterhin das Durchführen einer MR-Messsequenz zur MR-Bildgebung. Das Durchführen umfasst das Anwenden einer zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse durch das Gradientensystem. Das Verfahren umfasst weiterhin während dem Durchführen der MR-Messsequenz: Überwachen einer Systemgröße, die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem in dem Frequenzband ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße mit dem ausgewählten Schwellenwert. Das Verfahren umfasst weiterhin das selektive Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Z. B. kann auch der Schwellenwert ausgewählt werden oder der Schwellenwert kann fest vorgegeben sein.
Natürlich können solche Techniken kombiniert werden mit einem herkömmlichen Frequenzmonitor, bei dem die Systemgröße Indikativ für den nicht-integrierten mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem ist.
Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechend expliziten dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, so wie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
1 ist eine schematische Ansicht einer MR-Anlage.
2 zeigt verbotene Frequenzbänder, deren Anregung durch einen zeitlichen Verlauf von Gradientenpulsen in einem erhöhten mechanischen Kraftfluss in einem Gradientensystem der MR-Anlage resultiert.
3 illustriert Eigenschaften eines Frequenzmonitors der MR-Anlage.
4 illustriert verschiedene Auswahlkriterien für Eigenschaften des Frequenzmonitors.
5 ist ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
6 ist ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindungen oder Kopplungen implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware oder Software implementiert werden.
Nachfolgend werden Techniken zur Frequenzüberwachung eines zeitlichen Verlaufs von Gradientenpulsen bei der MR-Bildgebung erläutert; dadurch kann der mechanische Kraftfluss in einem Gradientensystem einer MR-Anlage überwacht werden (Frequenzmonitor). Der Frequenzmonitor überwacht eine Systemgröße, die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem in einem Frequenzband ist, d. h. insbesondere für eine Anregung mechanischer Freiheitsgrade des Systems durch Schalten von Gradientenpulsen. Sofern die Systemgröße einen vorgegebenen Schwellenwert z. B. überschreitet oder unterschreitet, kann eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben werden oder die MR-Messsequenz automatisch abgebrochen werden.
Nachfolgend werden Techniken dargelegt, in denen Eigenschaften des Frequenzmonitors adaptiv ausgewählt werden können. Ein Benutzer einer MR-Anlage kann insbesondere Eigenschaften des Frequenzmonitors, wie verbotene Frequenzbänder und oder einen zugehörigen Schwellenwert bestimmen. Weitere bestimmbare Eigenschaften des Frequenzmonitors wären z. B.: ein Frequenzgang des Schwellenwerts in einem Frequenzband, Temperaturgang des Frequenzbands, d. h. temperaturabhängige Bandbreite und/oder Position des Frequenzbands, Temperaturgang des Schwellenwerts, Toleranzen beim Schwellenwertvergleich, etc. Solche Eigenschaften des Frequenzmonitors können alternativ oder zusätzlich auch in Abhängigkeit einer im Bereich des Gradientensystems gemessenen Temperatur ausgewählt werden.
Derart kann es möglich sein, das Durchführen der MR-Messsequenz bei gleichzeitigem Anwenden des Frequenzmonitors hinsichtlich verschiedener Parameter zu optimieren. Solche Parameter wären z. B.: Energieverbrauch, akustische Belastung des Patienten, Wärmeentwicklung, Geräteabnutzung, mechanische Vibrationen, und Abbruchtoleranz der Messung. Insbesondere kann es möglich sein, dass der Benutzer die obengenannten Eigenschaften des Frequenzmonitors nicht unmittelbar auswählt, sondern vielmehr parametrisiert durch Auswahl der zuvor genannten Optimierungsgrößen bestimmt. Dies kann eine Bedienfreundlichkeit des Systems vergrößern. Es kann entbehrlich sein, dass sich der Benutzer mit Details der Auswahl der Eigenschaften des Frequenzmonitors auseinandersetzt. Ferner können Fehleingaben vermieden werden. Insbesondere in Anbetracht der Tatsache, dass der Abbruch des Durchführens der MR-Messsequenz im Falle des Auslösens des Frequenzmonitors negative Auswirkungen wie Datenverlust, Zeitverlust, etc. haben kann, können derart signifikante Vorteile im Arbeitsablauf und der Arbeitssicherheit beim Betreiben der MR-Anlage erzielt werden.
Die vom Frequenzmonitor überwachte Systemgröße entspricht typischerweise einer Fourier-Transformation eines Zeitverlaufs einer Stromstärke durch eine oder mehrere Gradientenspulen. Es wäre alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Systemgröße einer Fourier-Transformation eines Messsignals eines Magnetfeldssensors entspricht, der ein Magnetfeld von Gradientenpulsen misst. Die Systemgröße könnte auch einer Fourier-Transformation einer anderen Messgröße entsprechen, etwa eines Dehnungsmessstreifens o. ä., der mechanische Belastungen wie Verformungen oder Bewegungen von mechanischen Bauteilen aufgrund des mechanischen Kraftflusses direkter detektieren kann. Die Systemgröße kann z. B. alternativ oder zusätzlich auch einem Zeitintegral der vorgenannten Größen entsprechen und damit proportional zur Energiedissipation aufgrund des mechanischen Kraftflusses bzw. der Erwärmung des Systems im Verlauf des Durchführens der MR-Messsequenz sein. Aus Obenstehendem ist ersichtlich, dass die überwachte Systemgröße des Frequenzmonitors nicht besonders limitiert ist. Insbesondere können auch mehrere Systemgrößen parallel überwacht werden; es wäre z. B. möglich, jeweils eine oder mehrere Systemgrößen pro Gradientenspule des Gradientensystems zu berücksichtigen.
In 1 ist zunächst eine MR-Anlage 100 dargestellt, welche zur Durchführung entsprechender erfindungsgemäßen Techniken, Verfahren und Schritte, wie voranstehend erläutert, eingerichtet ist. Die MR-Anlage weist einen Magneten 110 auf, der eine Röhre 111 definiert. Der Magnet 110 kann ein Grundmagnetfeld parallel zu seiner Längsachse erzeugen. Das Grundmagnetfeld kann Inhomogenitäten aufweisen, also lokale Abweichungen von einem Sollwert. Ein Untersuchungsobjekt, hier eine Untersuchungsperson 101, kann auf einem Liegetisch 102 in den Magneten 110 geschoben werden. Die MR-Anlage 100 weist weiterhin ein Gradientensystem 140 zur Erzeugung von Gradientenfeldern mittels Schalten von Gradientenpulsen auf. Die Gradientenfelder werden zur Ortskodierung von im Rahmen der MR-Bildgebung erfassten MR-Daten angewendet. Typischerweise weist das Gradientensystem 140 mindestens drei separat ansteuerbare und zueinander wohldefiniert positionierte Gradientenspulen 141 auf; diese können in entsprechenden Halterungen vorgesehen sein. Die Gradientenspulen 141 ermöglichen es, entlang bestimmter Raumrichtungen (Gradientenachsen) die Gradientenfelder zu schalten. Die Gradientenfelder können zum Beispiel zur Schichtselektion, zur Frequenzkodierung (in Ausleserichtung) und zur Phasenkodierung verwendet werden.
Zur Anregung der sich im Grundmagnetfeld ergebenen Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins bzw. Magnetisierung in Längsrichtung ist eine HF-Spulenanordnung 121 vorgesehen, die einen amplitudenmodulierten HF-Anregungspuls in die Untersuchungsperson 101 einstrahlen kann. Dadurch kann eine Transversalmagnetisierung erzeugt werden. Zur Erzeugung solcher HF-Anregungspulse wird eine HF-Sendeeinheit 131 über einen HF-Schalter 130 mit der HF-Spulenanordnung 121 verbunden. Die HF-Sendeeinheit 131 kann einen HF-Generator und eine HF-Amplitudenmodulationseinheit umfassen. Die HF-Anregungspulse können die Transversalmagnetisierung eindimensional schichtselektiv oder zweimaldimensional/dreidimensional ortselektiv oder global aus der Ruhelage kippen.
Weiterhin ist eine HF-Empfangseinheit 132 über den HF-Schalter 130 mit der HF-Spulenanordnung gekoppelt. Über die HF-Empfangseinheit 132 können MR-Signale der relaxierenden Transversalmagnetisierung, zum Beispiel durch induktives Einkoppeln in die HF-Spulenanordnung 121, als MR-Daten erfasst werden.
Ferner weist die MR-Anlage 100 eine Recheneinheit 155 auf. Die Recheneinheit 155 kann zum Beispiel eingerichtet sein, diverse Rechenoperationen im Rahmen der Vorbereitung des Durchführens einer MR-Messsequenz zu erledigen, etwa die Planung eines zeitlichen Verlaufs der Gradientenpulse. Bereits in diesem Stadium der Planung kann z. B. mittels geeigneter Techniken überprüft werden, ob voraussichtlich ein erhöhter mechanischer Kraftfluss zu erwarten ist.
Ferner kann die Recheneinheit 155 eingerichtet sein, während des Durchführens der MR-Messsequenz einen Frequenzmonitor zu implementieren. Der Frequenzmonitor überwacht einen mechanischen Kraftfluss im Gradientensystem 140. Der Frequenzmonitor kann Resonanzeffekte aufgrund eines erhöhten mechanischen Kraftflusses limitieren, indem ggf. das Durchführen der MR-Messsequenz abgebrochen wird. Hierfür kann die Recheneinheit 155 eingerichtet sein, indem sie während des Durchführens der MR-Messsequenz eine Systemgröße bestimmt, die indikativ für den Kraftfluss ist. Diese kann mit einem Schwellenwert verglichen werden, der eine Amplitude des mechanischen Kraftflusses im Gradientensystem 140 innerhalb eines Frequenzbands beschreibt. Der Frequenzmonitor weist also diverse Eigenschaften aus, die bei der Entscheidungsfindung, ob ein Abbruch des Durchführens der MR-Messsequenz stattfinden soll oder nicht (Abbruchkriterium), berücksichtigt werden.
Die MR-Anlage 100 weist weiterhin eine Bedieneinheit 150 auf, welche zum Beispiel einen Bildschirm, eine Tastatur, eine Maus, eine Netzwerkschnittselle, etc. umfassen kann. Mittels der Bedieneinheit 150 kann eine Benutzereingabe erfasst werden und Ausgabe zum Benutzer realisiert werden. Zum Beispiel kann es möglich sein, mittels der Bedieneinheit 150 einzelne Betriebsmodi bzw. Maschinensteuerparameter der MR-Anlage durch den Benutzer und/oder automatisch und/oder ferngesteuert einzustellen. Insbesondere ist die Bedieneinheit 150 eingerichtet, um ein Signal zu erzeugen, das indikativ für eine Benutzereingabe ist. Anhand dieses Signals kann die Recheneinheit 155 die Eigenschaften des Frequenzmonitors auswählen.
Insbesondere kann die Recheneinheit 155 einen Schwellenwert auswählen, der im Rahmen des Schwellenwertvergleichs z. B. mit einer Amplitude des mechanischen Kraftflusses im Gradientensystem 140 in einem Frequenzband verglichen wird. Es wären auch möglich, andere Eigenschaften des Frequenzmonitors in Abhängigkeit des Signals auszuwählen. In anderen Worten kann also der Benutzer über die Bedieneinheit 150 Eigenschaften des Frequenzmonitors bestimmen.
In 2 ist beispielhaft der mechanische Kraftfluss als Funktion der Frequenz 201 aufgetragen. Die Systemgröße 200 (in 2 die vertikale Achse) kann den mechanischen Kraftfluss quantifizieren, z. B. einen gegenwärtigen mechanischen Kraftfluss oder einen frequenzabhängig über der Zeit aufintegrierten mechanischen Kraftfluss. Zum Beispiel kann die Systemgröße 200 eine Frequenzanalyse eines Stromflusses durch die Gradientenspulen 141 des Gradientensystems 140 sein. Die Systemgröße 200 könnte auch durch Messung des zeitlichen Verlaufs des Magnetfelds oder mechanischer Vibrationen und anschließende Fourier-Transformation erhalten werden.
In 2 sind ferner Frequenzbänder 210 bzw. Resonanzbereiche graphisch hervorgehoben, in denen der erhöhte mechanische Kraftfluss in dem Gradientensystem 141 aufgrund von Resonanzeffekten resultiert. Die Frequenzbänder 210 weisen typischerweise eine Abhängigkeit von der Temperatur auf. So variiert typischerweise die Resonanzfrequenz und/oder die Bandbreite des Frequenzbands 210 mit der Temperatur. Sofern die Systemgröße 200 eine Anregung in dem verbotenen Frequenzband 210, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, indiziert, kann zum Beispiel das selektive Abbrechen des Durchführens der MR-Messsequenz erfolgen. In diesem Rahmen kann z. B. der Benutzer mittels der Bedieneinheit 150 erst entsprechend gewarnt werden oder der Abbruch kann ohne weiteres direkt erfolgen. Abbrechen des Durchführens kann auch Bedeuten: Pausieren der MR-Messsequenz, z. B. bis eine entsprechende Benutzereingabe zur Wiederaufnahme des Durchführens erhalten wird.
In 3 sind verschiedene Schwellenwerte 180 und zugehörige Bandbreiten 181 für ein beispielhaftes Frequenzband 210 dargestellt. In 3 sind drei Szenarien dargestellt. In einem ersten Szenario (in 3 mit einer durchgezogenen Linie dargestellt), wird ein großer Schwellenwert 180 ausgewählt; die Bandbreite 181 wird mit einer vergleichsweise mittleren Größe ausgewählt. In einem zweiten Szenario (in 3 mit einer gestrichelten Linie) dargestellt, wird ein vergleichsweise kleiner Schwellenwert 180 ausgewählt; die Bandbreite 181 wird auch vergleichsweise klein gewählt. In einem dritten Szenario (in 3 mit einer gepunkteten Linie dargestellt) wird ein vergleichsweise kleiner Schwellenwert 180 ausgewählt; die Bandbreite 181 wird vergleichsweise groß gewählt.
Zum Beispiel kann das erste der vorgenannten Szenarien einer hohen Toleranz gegenüber einem Abbruch des Durchführens der MR-Messsequenz entsprechen. Nur wenn die Amplitude der Systemgröße einen vergleichsweise hohen Schwellenwert 180 in einem vergleichweise engen Frequenzband 181 überschreitet, d. h. wenn vergleichsweise stark in dem Frequenzband 210 angeregt wird, erfolgt ein Abbruch des Durchführens der MR-Messsequenz. Entsprechend weist das dritte oben stehend diskutierte Szenario eine vergleichsweise geringe Toleranz gegenüber Abbrechen der MR-Messsequenz auf. Der Schwellenwert 180 ist in diesem Fall niedrig gewählt und die Bandbreite 181 ist groß gewählt.
Welches der voranstehend genannten drei Szenarien auswählt wird, kann z. B. anhand einer Benutzereingabe bestimmt werden. Im Allgemeinen wäre es möglich, lediglich entweder den Schwellenwert 180 oder die Frequenzbandbreite 181 in Abhängigkeit der Benutzereingabe zu bestimmen. Es ist aber auch möglich – wie in 3 dargestellt – sowohl den Schwellenwert 180, als auch die Frequenzbandbreite 181 in Abhängigkeit der Benutzereingabe zu bestimmen.
Es wäre auch möglich, weitere Eigenschaften des Frequenzmonitors in Abhängigkeit der Benutzereingabe zu bestimmen. In 3 sind z. B. alle Frequenzbänder symmetrisch bezüglich der gleichen Mittenfrequenz 182 bzw. Resonanzfrequenz; diesbezüglich wäre es möglich, die Resonanzfrequenz in Abhängigkeit der Benutzereingabe zu wählen. Es wäre auch möglich, die Resonanzfrequenz in Abhängigkeit der Temperatur im Bereich des Gradientensystems 140 zu wählen. Ferner weisen die Schwellenwerte 180 in 3 keinen bzw. einen konstanten Frequenzganz auf. In einer möglichen Implementierung könnte der Schwellenwert 180 einen bestimmten Frequenzgang aufweisen. Z. B. könnte der Frequenzgang durch eine vorgegebene Funktion beschrieben werden; die Funktion könnte z. B. zur Mittenfrequenz 182 symmetrisch sein und für größere (kleinere) Abstände zur Resonanzfrequenz größere (kleinere) Werte des Schwellenwerts 180 beschreiben. Der Frequenzgang kann z. B. eine Response-Funktion der Resonanz des Gradientensystems 140 nachbilden oder beschreiben. Derart kann erreicht werden, dass im Bereich besonders großer (vergleichsweise kleiner) Resonanzeffekte der Schwellenwert vergleichsweise gering (groß) gewählt wird, wodurch erhöhter mechanischer Kraftfluss verhindert werden kann. Es wäre möglich, dass der Frequenzgang in Abhängigkeit der Benutzereingabe und/oder der Temperatur ausgewählt wird.
Sofern ein Frequenzgang des Schwellenwerts 180 vorliegt, kann es erstrebenswert sein, die Systemgröße 200 frequenzaufgelöst bzw. frequenzabhängig zu bestimmen und auch den Schwellenwertvergleich frequenzabhängig durchzuführen. Wird dann in einem bestimmten Bereich des Frequenzbands 210 der Schwellenwert 180 überschritten, kann ein Abbruch der MR-Messsequenz erfolgen.
Voranstehend wurden verschiedene Eigenschaften des Frequenzmonitors in Bezug auf ein bestimmtes Frequenzband 210 diskutiert. Im Allgemeinen wäre es möglich, dass für unterschiedliche Frequenzbänder 210 unterschiedliche Eigenschaften ausgewählt werden. Zum Beispiel kann es möglich sein, dass bestimmte Frequenzbänder 210 in einem Teil des Spektrums angeordnet sind, in dem keine oder nur einer reduzierte akustische Lärmentwicklung entsteht. In anderen Worten können entsprechende mechanische Vibrationen durch einen Benutzer der MR-Anlage und/oder einen Patienten nicht oder nur eingeschränkt wahrnehmbar sein. Entsprechend könnte es möglich sein, sofern eine Optimierung der Eigenschaften des Frequenzmonitors hinsichtlich reduzierter Lärmentwicklung stattfinden soll, ein vergleichsweise sensitives Abbruch-Kriterium für solche Frequenzbänder 210 zu implementieren, die eine erhöhte Lärmentwicklung aufweisen. Entsprechend könnte es zum Beispiel möglich sein, dass mechanische Vibrationen in bestimmten Frequenzbändern 210 in einer erhöhten Geräteabnutzung resultieren, z. B. weil Frequenzen angeregt werden, bei denen eine erhöhte Abnutzung der MR-Anlage 100 bekannt ist; für solche Frequenzbänder 210 könnte ein Schwellenwert 180 ausgewählt werden, der einem vergleichsweise sensitiven Abbruch-Kriterium entspricht. Typischerweise kann ein Energieverbrauch durch den erhöhten mechanischen Kraftfluss in einem bestimmten Frequenzband 210 umso größer (geringer) sein, je höhere (geringere) Frequenzen das entsprechende Frequenzband 210 aufweist; daher kann es möglich, dass, sofern hinsichtlich eines reduzierten Energieverbrauchs optimiert werden soll, für solche Frequenzbänder 210, die niedrigere Frequenzen aufweisen, ein weniger sensitives Abbruch-Kriterium ausgewählt wird. Solche vorgenannten Abhängigkeiten sind rein illustrativ und beispielhaft; andere qualitative und/oder quantitative Abhängigkeiten können implementiert werden.
Die Benutzereingabe kann verschiedene Aspekte betreffen. Z. B. wäre es in einer einfachen Implementierung möglich, dass der Benutzer den Schwellenwert 180 und/oder die Bandbreite 181 selbst auswählt. In einer weiteren Implementierung wäre es möglich, dass der Benutzer solche Eigenschaften des Frequenzmonitors nur mittelbar bestimmt; z. B. indem der Benutzer ein bestimmtes vorgegebenes Programm auswählt, das mit entsprechenden Werten assoziiert ist. Solche Programme könnten z. B. mit einem Schwellenwert 180 und/oder einer Bandbreite 118 verknüpft sein, die beispielhaft hinsichtlich einem oder mehreren der folgenden Parameter ausgelegt sind: Energieverbrauch, akustische Belastung des Patienten, mechanische Vibrationen, Abbruchtoleranz der Messung.
Sofern der Benutzer Eigenschaften des Frequenzmonitors nur mittelbar bestimmt, kann eine Zuordnung der Benutzereingabe zu auszuwählenden Eigenschaften des Frequenzmonitors in einer Datenbank hinterlegt sein. Grundsätzlich ist eine solche Zuordnung zwischen der Benutzereingabe und den auszuwählenden Eigenschaften des Frequenzmonitors flexibel. In 4 ist eine mögliche Implementierung dargestellt. In dem Szenario der 4 wird in Abhängigkeit der Benutzereingabe sowohl der Schwellenwert 180, als auch die Frequenzbandbreite 181 des Frequenzbands 210 ausgewählt. Wie aus 4 ersichtlich ist, entsprechen unterschiedliche Benutzereingaben 400-1 bis 400-5 unterschiedlichen Punkten schaften 180, 181 aufgespannten zweidimensionalen Parameterraum. Typischerweise kann ein großer (kleiner) Schwellenwert 180 bzw. eine kleine (große) Bandbreite 181 einer hohen (niedrigen) Abbruchtoleranz des Frequenzmonitors entsprechen.
In 5 ist ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur MR-Bildgebung dargestellt. Das Verfahren beginnt in Schritt S1. Zunächst wird in Schritt S2 das Signal erhalten, das indikativ für die Benutzereingabe 400-1–400-5 ist. Zum Beispiel kann das Signal in Schritt S2 von der Bedieneinheit 150 bereitgestellt werden. Dann erfolgt in Schritt S3 das Auswählen des Schwellenwerts 180, der eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in dem Gradientensystem 140 der MR-Anlage 100 beschreibt, durch die Recheneinheit 155. Das Auswählen in Schritt S3 erfolgt in Abhängigkeit von dem erhaltenen Signal, sodass der Benutzer jedenfalls mittelbar den Schwellenwert 180 bestimmen kann. Es wäre auch möglich, dass das Signal direkt eine Benutzerauswahl des Schwellenwerts 180 indiziert.
In Schritt S3 können auch weitere Eigenschaften des Frequenzmonitors in Abhängigkeit des Signals ausgewählt werden. Zum Beispiel könnte insbesondere das Frequenzband 181, das dem entsprechenden Schwellenwert 180 zugeordnet ist, in Schritt S3 in Abhängigkeit des Signals ausgewählt werden; dann wäre es in anderen Worten auch möglich, dass der Benutzer Position und/oder Bandbreite des Frequenzbands 181 bestimmt. Position und/oder Bandbreite des Frequenzbands 181 können in verschiedenen Implementierungen alternativ auch indirekt über den Schwellenwert 180 bestimmt werden, z. B. indem der Schwellenwert 180 für bestimmte Frequenzen gleich Null oder Unendlich etc. gesetzt wird.
Anschließend wird in Schritt S4 die MR-Messsequenz durchgeführt und gleichzeitig der Frequenzmonitor betrieben, d. h., die Systemgröße 200 überwacht. Die Systemgröße 200 kann insbesondere einer Fourier-Transformation eines zeitlichen Verlaufs der Spulenströme durch die Gradientenspulen 141 des Gradientensystems 140 entsprechen. In Schritt S5 wird die Systemgröße 200 mit dem Schwellenwert aus Schritt S3 verglichen. Dann wird in Schritt S6 überprüft, ob ein Abbruchkriterium erfüllt ist. Insbesondere kann zum Beispiel in Schritt S6 überprüft werden, ob die Systemgröße 200 größer als der Schwellenwert 180 ist.
Sofern in Schritt S6 das Abbruch-Kriterium erfüllt ist, erfolgt in Schritt S7 der Abbruch der MR-Messsequenz. Das Verfahren wird in Schritt S8 beendet. Sofern in Schritt S6 das Abbruch-Kriterium nicht erfüllt ist, werden die Schritte S4–S6 erneut durchgeführt.
In 6 ist ein Flussdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren beginnt in Schritt T1. In Schritt T2 wird ein Signal erhalten, das Indikativ für eine Temperatur im Bereich des Gradientensystems 140 der MR-Anlage 100 ist. Zum Beispiel kann in Schritt T2 das Signal von einem Temperatursensor, der im Bereich des Gradientensystems 140 angeordnet ist, erhalten werden. Dann erfolgt in Schritt T3 das Auswählen des Frequenzbands 210 in Abhängigkeit des Signals. Zum Beispiel kann in Schritt T3 eine Position und/oder eine Frequenzbandbreite 181 des Frequenzbands 210 ausgewählt werden. Derart kann es möglich sein, dass die Temperatur zumindest mittelbar die Auswahl des Frequenzbands 210 bestimmt. Ferner wird in Schritt T3 der Schwellenwert 180 erhalten.
Die Schritte T4–T8 entsprechen den Schritten S4–S8 der 5.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele 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.

Claims

Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung, wobei das Verfahren umfasst: – Erhalten eines Signals, das indikativ für eine Benutzereingabe (400-1–400-5) an einer Bedieneinheit (150) einer Magnetresonanz-Anlage (100) ist, – Auswählen eines Schwellenwerts (180) in Abhängigkeit des Signals, wobei der Schwellenwert (180) eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem (140) der Magnetresonanz-Anlage (100) in einem Frequenzband (210) beschreibt, – Durchführen einer Magnetresonanz-Messsequenz zur MR-Bildgebung, wobei das Durchführen Anwenden einer zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse durch das Gradientensystem (140) umfasst, – während dem Durchführen der Magnetresonanz-Messsequenz: Überwachen einer Systemgröße (200), die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem (140) in dem Frequenzband (210) ist, – Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße (200) mit dem ausgewählten Schwellenwert (180), – selektives Abbrechen des Durchführens der Magnetresonanz-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – Auswählen einer Bandbreite (181) des Frequenzbands (210) in Abhängigkeit des Signals.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwellenwert (180) die Amplitude in dem Frequenzband (210) frequenzabhängig mit einem bestimmten Frequenzgang beschreibt, wobei die Systemgröße (200) in dem Frequenzband (210) frequenzabhängig bestimmt wird, und wobei der Schwellenwertvergleich frequenzabhängig durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Frequenzgang des Schwellenwerts (180) in dem Frequenzband (210) durch eine Funktion beschrieben wird, die symmetrisch bezüglich eines Zentrums (182) des Frequenzbands (210) ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Systemgröße (200) umfasst: – Fourier-Transformieren eines Zeitverlaufs einer Stromstärke durch mindestens eine Gradientenspule des Gradientensystems (140) und/oder Fourier-Transformieren eines Zeitverlaufs eines Messsignals eines Magnetfeldsensors, der ein Magnetfeld eines Gradientenpulses misst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen der Systemgröße (200) weiterhin umfasst: – Integrieren des Fourier-transformierten Zeitverlaufs über die Zeit.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Benutzereingabe (400-1–400-5) Kriterien betrifft, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Lärmentwicklung; Wärmeentwicklung; Energieverbrauch; Abbruchtoleranz; und Geräteabnutzung.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – Auswählen eines Temperaturgangs des Frequenzbands (210) in Abhängigkeit des Signals.
Magnetresonanz-Anlage (100), die zum Durchführen einer Magnetresonanz-Messsequenz zur Magnetresonanz-Bildgebung eingerichtet ist, wobei die Magnetresonanz-Anlage (100) umfasst: – eine Bedieneinheit (150), die eingerichtet ist, um ein Signal bereitzustellen, das indikativ für eine Benutzereingabe (400-1–400-5) an der Bedieneinheit (150) ist, – eine Recheneinheit (155), die eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: – Erhalten des Signals von der Bedieneinheit (150), – Auswählen eines Schwellenwerts (180) in Abhängigkeit des Signals, wobei der Schwellenwert (180) eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem (140) der Magnetresonanz-Anlage (100) in einem Frequenzband (210) beschreibt, – das Gradientensystem (140), das eingerichtet ist, um beim Durchführen der Magnetresonanz-Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse anzuwenden, – eine Überwachungseinheit, die eingerichtet ist, um während des Durchführens der Magnetresonanz-Messsequenz eine Systemgröße (200) zu überwachen, die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem (140) in dem Frequenzband (210) ist, wobei die Recheneinheit (155) weiterhin eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: – Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße (200) mit dem ausgewählten Schwellenwert (180), – selektives Abbrechen des Durchführens der Magnetresonanz-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Magnetresonanz-Anlage (100) nach Anspruch 9, wobei die Magnetresonanz-Anlage (100) eingerichtet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8 durchzuführen.
Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung mit einer Magnetresonanz-Anlage, wobei das Verfahren umfasst: – Erhalten eines Signals, das indikativ für eine Temperatur im Bereich eines Gradientensystems (140) der Magnetresonanz-Anlage (100) ist, – Erhalten eines Schwellenwerts (180), wobei der Schwellenwert (180) eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in einem Gradientensystem (140) der Magnetresonanz-Anlage (100) in einem Frequenzband (210) beschreibt, wobei das Frequenzband (210) in Abhängigkeit des Signals ausgewählt wird, – Durchführen einer Magnetresonanz-Messsequenz, wobei das Durchführen Anwenden einer zeitlichen Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse durch das Gradientensystem (140) umfasst, – während dem Durchführen der Magnetresonanz-Messsequenz: Überwachen einer Systemgröße (200), die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem (140) in dem Frequenzband (210) ist, – Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße (200) mit dem ausgewählten Schwellenwert (180), – selektives Abbrechen des Durchführens der Magnetresonanz-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.
Magnetresonanz-Anlage (100), die zum Durchführen einer Magnetresonanz-Messsequenz zur Magnetresonanz-Bildgebung eingerichtet ist, wobei die Magnetresonanz-Anlage (100) umfasst: – einen Temperatursensor, der eingerichtet ist, um ein Signal bereitzustellen, das indikativ für eine Temperatur im Bereich eines Gradientensystems (140) der Magnetresonanz-Anlage (100) ist, – eine Recheneinheit (155), die eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: – Erhalten des Signals von dem Temperatursensor, – Erhalten eines Schwellenwerts (180), wobei der Schwellenwert (180) eine Amplitude eines mechanischen Kraftflusses in dem Gradientensystem (140) der Magnetresonanz-Anlage (100) in einem Frequenzband (210) beschreibt, – Auswählen des Frequenzbands (210) in Abhängigkeit des Signals, – das Gradientensystem (140), das eingerichtet ist, um beim Durchführen der Magnetresonanz-Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Gradientenpulsen entlang mindestens einer Gradientenachse anzuwenden, – eine Überwachungseinheit, die eingerichtet ist, um während dem Durchführen der Magnetresonanz-Messsequenz eine Systemgröße (200) zu überwachen, die indikativ für den mechanischen Kraftfluss in dem Gradientensystem (140) in dem Frequenzband (210) ist, wobei die Recheneinheit (155) weiterhin eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: – Durchführen eines Schwellenwertvergleichs der Systemgröße (200) mit dem ausgewählten Schwellenwert (180), – selektives Abbrechen des Durchführens der Magnetresonanz-Messsequenz in Abhängigkeit des Schwellenwertvergleichs.