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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzeinrichtung zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Patienten, wobei ein Messvorgang verwendet wird, in dem mehrere, insbesondere wenigstens teilweise gleiche, Magnetresonanzsequenzen sequentiell durchgeführt werden. Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzeinrichtung und ein Computerprogramm.
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Magnetresonanzeinrichtungen sind im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. In der medizinischen Bildgebung werden Spins eines Patienten im Grundmagnetfeld ausgerichtet und durch Hochfrequenzpulse angeregt, so dass das Zerfallssignal gemessen werden kann. Gradienten des Grundmagnetfeldes werden verwendet, um gemessene Magnetresonanzsignale verschiedenen Orten zuordnen zu können.
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Durch die Hochfrequenzpulse wird Energie in den Patienten eingetragen, wobei ein Teil dieser Hochfrequenzenergie dort auch absorbiert wird und zur Erwärmung von Gewebe führen kann. Mithin wurde an Magnetresonanzeinrichtungen bereits eine Sicherheitsüberwachung vorgeschlagen, wobei einen wichtigen Anteil an dieser Sicherheitsüberwachung die Energieüberwachung darstellt. Durch diese soll sichergestellt werden, dass Gewebe während der Messungen in der Magnetresonanzeinrichtung nicht im zu hohen Maß erwärmt wird. Daher wird von der Magnetresonanzeinrichtung, beispielsweise einer entsprechenden Steuereinrichtung, überprüft, ob im Rahmen eines Messvorgangs wenigstens ein vorgegebener Grenzwert für den Energieeintrag in den Patienten, beispielsweise angegeben in Joule/Kilogramm, überschritten wird. Diese Energieüberwachung erfolgt einerseits durch eine Vorhersage der Energiemenge für die vorgesehene Messung, beispielsweise im Rahmen der Präparation der Magnetresonanzsequenz, und andererseits durch eine Überwachung der absorbierten Energie während des Messvorgangs (Online-Überwachung).
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Eine Überschreitung des Grenzwertes in der Präparation der Sequenz oder während der Durchführung des Messvorgangs führt zum Abbruch der Magnetresonanzmessung. Dabei kann sowohl auf gesetzlich festgelegte Grenzwerte, beispielsweise 14.400 Joule/Kilogramm, zurückgegriffen werden; häufig werden jedoch auch unterhalb des gesetzlichen Grenzwerts liegende weitere, herstellerspezifische Grenzwerte überwacht, die der Warnung dienen sollen. Wird der der Warnung dienende Grenzwert überschritten, kann beispielsweise auf einer Bedienoberfläche der Magnetresonanzeinrichtung ein Pop-Up und/oder eine sonstige Meldung erscheinen, das den Bediener darauf hinweist, dass die Überschreitung des Grenzwerts bevorsteht. Tritt dies in der Sequenzpräparation auf, kann durch Bestätigung der Messvorgang dennoch begonnen werden, während eine Überschreitung während des Messvorgangs zum Abbruch des Messvorgangs führen kann. Ein derartiger, der Warnung dienender Grenzwert kann beispielsweise bei 6.000 Joule/Kilogramm liegen.
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Die genannten Grenzwerte werden durch viele üblicherweise vorgenommene Messvorgänge, auch wenn diese das mehrfache sequenzielle Ausspielen von Magnetresonanzsequenzen umfassen, nicht erreicht, wobei jedoch Probleme auftreten, wenn längere Messvorgänge gegeben sind, bei denen eine Vielzahl von Magnetresonanzsequenzen sequentiell eingesetzt werden, um die Magnetresonanzdaten aufzunehmen. Ein Beispiel hierfür sind Messvorgänge zur Überwachung eines insbesondere minimalinvasiven Eingriff durch die Magnetresonanzeinrichtung, bei denen kontinuierlich zur Erzeugung von Überwachungsbildern mit einer bestimmten Magnetresonanzsequenz oder einer bestimmten Abfolge von Magnetresonanzsequenzen ein Aufnahmebereich, beispielsweise eine bestimmte Schicht, aufgenommen und dargestellt wird. Beispiele für solche minimalinvasiven Eingriffe, die unter Führung der Magnetresonanz möglich sind, sind Biopsien, die Positionierung von Kathetern und dergleichen. Im Gegensatz zu diagnostischen Messvorgängen wird für die Bildgebung zur Überwachung eines Eingriffs an dem Patienten eine kontinuierliche Aktualisierung der Magnetresonanzdaten benötigt. Derartige dauerhaft durchgeführte Messvorgänge sind häufig auch interaktiv, das bedeutet, es ist möglich, Aufnahmeparameter während des Messvorgangs zu verändern, beispielsweise eine aufzunehmende Schicht anzupassen oder dergleichen.
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Um den Workflow für solche Messvorgänge zu vereinfachen, wird typischerweise die Anzahl der durchzuführenden Einzelmessungen mit Magnetresonanzsequenzen auf ein Maximum eingestellt, der Messvorgang wird gestartet und abgebrochen, wenn die Bildüberwachung nicht mehr benötigt wird. Dadurch entstehen sehr lange „virtuelle“ Messzeiten, die typischerweise jedoch nicht voll ausgenutzt werden. Häufig wird an einer Bedienoberfläche einer Magnetresonanzeinrichtung auch eine Option „unbeschränkte Messzeit“ angeboten, um so automatisch einen kontinuierlichen Messvorgang nicht bekannter Länge anzustoßen.
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In der derzeitigen Umsetzung vieler Bedieneinrichtungen für Magnetresonanzeinrichtungen, die eine Energieüberwachung durchführen, wird nun festgestellt, dass ein Grenzwert für den Energieeintrag in den Patienten überschritten werden könnte, so dass ein Start des Messvorgangs vermieden wird. Gerade dann, wenn ein niedrigerer, der Warnung dienender Grenzwert vorgesehen ist, tritt bei einem Großteil dieser sogenannten interaktiven Messprotokolle eine Warnung auf, die einen akzeptablen Workflow für diese Anwendung an der Magnetresonanzeinrichtung schwierig bis unmöglich macht.
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Denn in den bisher bekannten Umsetzungen müssen die maximal verwendbaren Messungen händisch, insbesondere durch Ausprobieren, so reduziert werden, dass der Grenzwert für den Energieeintrag nicht mehr überschritten wird. Dies ist vor allem deswegen eine starke Einschränkung, da der Energieeintrag von den jeweiligen Einstellungen der Aufnahmeparameter (Flipwinkel, Sättigungseinstellung, Sequenztiming, ETC) abhängt. Dies führt zu einer komplexen, händischen Optimierung auf eine Messzeit hin, welche in den meisten Fällen dann nicht einmal benötigt wird. Wird von generischen, maximal erlaubten Werten ausgegangen, müssten diese für alle möglichen Messprotokolle (Messvorgänge) gültig sein, was zu starken, nicht notwendigen Einschränkungen für einzelne Messvorgänge führt.
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Besonders deutlich tritt dieses Problem bei der beschriebenen Anpassung von Aufnahmeparametern während des Messvorgangs auf. Viele Aufnahmeparameter, beispielsweise die Schichtwahl, bestimmen mit den tatsächlichen Energieeintrag in den Patienten, so dass eine Änderung beispielsweise eines auf die Schicht bezogenen Aufnahmeparameters dazu führen kann, dass nachträglich bei den übrigen gegebenen Aufnahmeparametern doch noch eine Überschreitung des Grenzwerts festgestellt und die Messung abgebrochen wird. Dies kann, insbesondere bei der Durchführung eines minimalinvasiven Eingriffs, problematisch sein.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einstellung der Magnetresonanzeinrichtung bei Messvorgängen, bei denen mehrere Magnetresonanzsequenzen und/oder die gleiche Magnetresonanzsequenz sequentiell verwendet werden, anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein eine zur Unterschreitung eines Grenzwerts für den gesamten Energieeintrag in den Patienten während des Messvorgangs maximal mögliche Messzeit beschreibender Maximalmesszeitparameter unter Berücksichtigung bekannter anderer Aufnahmeparameter des Messvorgangs ermittelt wird, welcher Maximalmesszeitparameter zur Begrenzung der Einstellbarkeit eines die Messzeit beschreibenden Messzeitparameters als Aufnahmeparameter durch einen Bediener und/oder als der Messzeitparameter verwendet wird.
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Die vorliegende Erfindung schlägt mithin vor, aus den Aufnahmeparametern des Messvorgangs (und selbstverständlich den für die Magnetresonanzeinrichtung fest vorgegebenen Systemparametern) automatisch zu berechnen, wie viele Einzelmessungen mit jeweils einer Magnetresonanzsequenz möglich wären, ohne den Grenzwert für den Energieeintrag in den Patienten zu überschreiten. Es wird mithin eine aufgrund der Beschränkung des Energieeintrags maximal zulässige Messzeit als Maximalmesszeitparameter bestimmt, wobei der Maximalmesszeitparameter beispielsweise eine maximal mögliche Messzeit und/oder eine maximal mögliche Anzahl von Einzelmessungen mit einer Magnetresonanzsequenz sein kann. Der Maximalmesszeitparameter kann in seiner Art also bereits einem anderen Aufnahmeparameter, dem Messzeitparameter, entsprechen, so dass der berechnete Maximalmesszeitparameter unmittelbar und automatisch als Messzeitparameter eingestellt werden kann, was insbesondere für Messvorgänge zweckmäßig ist, bei denen die Messzeit zuvor ohnehin nicht feststeht. Andererseits kann der Maximalmesszeitparameter auch eingesetzt werden, um die Einstellmöglichkeiten für einen Bediener zu beschränken, so dass mithin eine dynamische Anpassung der Beschränkung abhängig von den aktuellen Aufnahmeparametern anderer Art erzielt werden kann.
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Wie bereits dargestellt wurde, bietet die vorliegende Erfindung dabei insbesondere Verbesserungen bei Messvorgängen, in denen die Messzeit nicht von vornherein festgelegt ist, also für Messvorgänge, die einer Überwachungsfunktion dienen. Mithin kann vorgesehen sein, dass der Messvorgang eine wiederholte Messung im selben Aufnahmegebiet mit derselben Magnetresonanzsequenz beinhaltet, das bedeutet, es werden beispielsweise zyklisch immer nach bestimmten Zeitabständen aktuelle Magnetresonanzdaten eines Aufnahmegebietes mit derselben Magnetresonanzsequenz aufgenommen, so dass die Überwachungsfunktion realisiert werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Messvorgang begleitend zu einem insbesondere minimalinvasiven Eingriff an dem Patienten durchgeführt wird, dessen Dauer von vorneherein unbekannt ist, wobei es das erfindungsgemäße Verfahren mithin erlaubt, die im Hinblick auf den Grenzwert maximal mögliche Messzeit messvorgangspezifisch in Abhängigkeit der aktuell eingestellten Aufnahmeparameter zu bestimmen und gegebenenfalls sogar automatisch festzulegen, so dass der Workflow deutlich vereinfacht wird.
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Dabei sei an dieser Stelle angemerkt, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich auch auf andere Messvorgänge anwenden lässt, bei denen mehrere aufeinanderfolgende Einzelmessungen mit gleichen oder unterschiedlichen Magnetresonanzsequenzen vorliegen, beispielsweise im Rahmen der funktionalen Magnetresonanzbildgebung und/oder bei Verwendung von EPI-BOLD-Verfahren und dergleichen.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Maximalmesszeitparameter und/oder der Messzeitparameter angezeigt werden, insbesondere auch während des Messvorgangs. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Maximalmesszeitparameter zur automatischen Einstellung des entsprechenden Messzeitparameters verwendet wird, da dann eine entsprechende Information des Bedieners, beispielsweise einer einen Eingriff durchführenden Person, möglich ist. Beispielsweise kann die maximal noch verbleibende Messzeit bei einer Bildüberwachung eines Eingriffs ständig aktuell auf einem Statusbildschirm gezeigt werden, wobei diese auch bei Veränderung von Aufnahmeparametern, beispielsweise die Schichtlage bestimmenden Aufnahmeparametern, ständig aktualisiert wird. Wählt der Bediener beispielsweise eine unbeschränkte, das bedeutet möglichst lange Dauer des Messvorgangs an, ist es mithin möglich, bei jeglichen im Verlauf des interaktiven Messvorgangs vorkommenden Änderungen von Aufnahmeparametern, die Einfluss auf die maximal mögliche Messzeit nehmen, diese zu berechnen und auch die entsprechenden Aufnahmeparameter des Messprotokolls des Messvorgangs automatisiert anzupassen, so dass eine Warnung und/oder ein Abbruch des Messvorgangs vermieden.
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Wie soeben bereits angedeutet, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass bei einer bedienerseitigen Auswahl eines unbeschränkt andauernden Messvorgangs der Maximalmesszeitparameter unmittelbar als Messzeitparameter eingestellt wird. Dem Bediener wird mithin eine Option zur Verfügung gestellt, keinen konkreten Wunsch für die Dauer des Messvorgangs, beispielsweise eine Anzahl von Wiederholungen der Magnetresonanzsequenz, anzugeben, sondern dies offen zu lassen, was insbesondere bei der Bildüberwachung eines Eingriffs eine äußerst zweckmäßige Einstellung ist. Um Weiteres braucht sich der Bediener bezüglich der Messzeit dann nicht mehr zu kümmern, da ja immer aufgrund der aktuellen Aufnahmeparameter der Maximalmesszeitparameter bestimmt und eingestellt wird, so dass bei der Überprüfung/Ausführung des Messvorgangs ein Erreichen des Grenzwertes von vornherein vermieden wird und störende Pop-Ups, Nachrichten, Messabbrüche und dergleichen verhindert werden. Durch dieses automatische Maximieren der Anzahl der Einzelmessungen ergibt sich mithin ein äußerst einfacher Workflow, ohne dass ein Maximalwert für alle Messprotokolle (Messvorgänge) auf ein Minimum der erlaubten Werte gesetzt werden muss.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass bei einem nur zur Warnung dienenden Grenzwert eine Überschreitung des Grenzwerts nach einer bedienerseitigen Aktion ermöglicht wird und warnend auf die Überschreitung des Grenzwertes hingewiesen wird. Handelt es sich bei dem Grenzwert nur um einen solchen, der der Warnung dient und bei dessen Überschreiten noch nicht beispielsweise gegen gesetzliche Vorgaben verstoßen wird, kann dem Bediener grundsätzlich die Möglichkeit gegeben werden, diesen gezielt zu überschreiten, wobei er darüber selbstverständlich hinreichend zu informieren ist, weshalb warnend auf die Überschreitung des Grenzwertes hingewiesen wird, beispielsweise durch ein Pop-Up oder sonstiges Fenster, das einen entsprechenden Warnhinweis enthält. Zweckmäßig ist es in diesem Kontext auch, wenn nach Überschreitung des ersten, der Warnung dienenden Grenzwerts ein höherer zweiter, absoluter Grenzwert ermittelt wird, um erneut einen Maximalmesszeitparameter zu ermitteln. Es kann mithin eine Art Staffelung von Grenzwerten vorgesehen sein, wobei der erste, der Warnung dienende Grenzwert zunächst berücksichtigt wird; gibt ein Bediener an, dass dieser Grenzwert willentlich überschritten werden soll, ist es dennoch möglich, das Verfahren weiterhin durchzuführen, wobei als Grenzwert, der bei der Ermittlung des Maximalmesswertparameters berücksichtigt wird, nun jedoch ein höherer zweiter, absoluter Grenzwert verwendet wird, beispielsweise ein gesetzlich vorgegebener Grenzwert, so dass sich die Funktionalitäten des erfindungsgemäßen Verfahrens dennoch weiterhin einsetzen lassen, um zu vermeiden, dass der zweite, absolute Grenzwert überschritten wird. Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass ein der Warnung dienender Grenzwert nicht zwangsläufig erforderlich ist; selbstverständlich ist das Verfahren auch anwendbar, wenn unmittelbar mit einem absoluten Grenzwert gearbeitet wird, der auch nach einer Bedieneingabe eines Bedieners nicht überschritten werden darf.
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Vorzugsweise wird bei einer Änderung von Aufnahmeparametern während des Messvorgangs ein bereits vorgenommener Energieeintrag in den Patienten durch den bereits abgeschlossenen Teil des Messvorgangs bei der Bestimmung eines aktualisierten Maximalmesszeitparameters berücksichtigt. Das bedeutet, für die Berechnung, wie viele Einzelmessungen noch möglich sind, ohne den Grenzwert zu überschreiten, kann die vom Patienten bereits absorbierte Energiedosis berücksichtigt werden, das bedeutet, schon durchgeführte Anteile des Messvorgangs werden zweckmäßig auch weiterhin berücksichtigt. Für diesen bereits vorgenommenen Energieeintrag in den Patienten kann eine Berechnungsmethode verwendet werden, die auch bereits bei der Bestimmung des Maximalmesszeitparameters in der Vergangenheit eingesetzt wurde, beispielsweise eine Worst-Case-Abschätzung, wobei es jedoch auch möglich ist, den bereits vorgenommenen Energieeintrag in den Patienten wenigstens teilweise durch Messdaten zu verfeinern, wobei beispielsweise inzwischen bekannte Eigenschaften des Patienten und/oder ein im Rahmen einer Sequenzpräparation bekannt gewordener Zusammenhang zwischen Flipwinkel und Transmitterspannung berücksichtigt werden kann, um eine verbesserte Berechnung des bereits vorgenommenen Energieeintrags zu ermöglichen.
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Konkret kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des Maximalmesszeitparameters die Energieeinträge in den Patienten durch Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenzen ermittelt, aufsummiert und mit dem Grenzwert verglichen werden. Magnetresonanzsequenzen weisen, wie weithin bekannt ist, Hochfrequenzpulse auf, beispielsweise Anregungspulse, Refokussierungspulse, Invertierungspulse und dergleichen, die hauptsächlich für den Energieeintrag in den Patienten verantwortlich sind. Mithin sieht diese konkrete Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Energieeinträge, die durch die Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenzen entstehen, einzeln ermittelt werden, so dass sie aufsummiert werden können und mit dem Grenzwert verglichen werden können. Sobald der Grenzwert erreicht oder überschritten ist, ist klar, dass die maximal mögliche Messzeit ohne Überschreitung des Grenzwerts (zumindest in dieser Abschätzung) erreicht wurde.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des Energieeintrags durch einen Hochfrequenzpuls ein durch den Hochfrequenzpuls zu erzeugender Flipwinkel und ein Zusammenhang zwischen der Transmitterspannung und dem im Patienten erzeugten Flipwinkel verwendet werden, wobei der Zusammenhang durch eine Vorabmessung oder aus einer Worst-Case-Annahme ermittelt wird. Vor einer tatsächlich vorgenommenen Messung ist üblicherweise nicht bekannt, welche Transmitterspannung benötigt wird, um einen bestimmten Flipwinkel zu erreichen. In der sogenannten Sequenzpräparation zu Beginn eines Messvorgangs und/oder vor Ausspielen einer Magnetresonanzsequenz kann beispielsweise ermittelt werden, welche Transmitterspannung benötigt wird, um einen Flipwinkel von 90° zu erzielen, woraus auch Transmitterspannungen für andere Flipwinkel abgeleitet werden können. Die Transmitterspannung ist es letztlich jedoch, die die tatsächlich mit dem Hochfrequenzpuls ausgesendete Energie beschreibt, mithin die grundsätzlich zur Verfügung stehende „Eingangsenergie“ wiedergibt, die in dem Patienten zur Absorption zur Verfügung steht. Um mithin bereits zu einem Zeitpunkt, an dem die Aufnahmeparameter eingestellt werden und zudem idealerweise der Maximalmesszeitparameter bestimmt werden soll, durch eine Abschätzung bzw. Ermittlung die durch den Hochfrequenzpuls zur Verfügung gestellte Energie zu erhalten, stehen im Wesentlichen zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Zum einen ist es denkbar, die Messung, mit der der Zusammenhang zwischen Transmitterspannung und Flipwinkel festgelegt wird, bereits als Vorabmessung durchzuführen, was jedoch weniger bevorzugt ist, da hierdurch ein zusätzlicher Messbetrieb erforderlich wird. Zweckmäßiger ist es daher, eine Worst-Case-Abschätzung vorzunehmen. Dabei können beispielsweise in der Vergangenheit benötigte Transmitterspannungen für wenigstens einen Flipwinkel gespeichert werden und immer das Maximum dieser Werte herangezogen werden; möglich ist es jedoch auch, aus den bekannten Spezifikationen der Magnetresonanzeinrichtung eine Worst-Case-Annahme abzuleiten. Unter Verwendung einer Worst-Case-Annahme ist es zwar möglich, dass die maximal mögliche Messzeit kürzer eingeschätzt wird, als sie in der Realität möglich wäre, was jedoch bei der Einhaltung von auf die Sicherheit des Patienten bezogenen Grenzwerten eine vertretbare Einschränkung ist.
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Mit den bekannten Transmitterspannungen und den zu erzeugenden Flipwinkeln ist es also möglich, zu ermitteln, welche Energie für die Absorption im Patienten zur Verfügung steht. Um die tatsächliche, gewünschte Absorption, also den Energieeintrag, zu ermitteln, kann nun vorgesehen sein, dass aus der mit der Transmitterspannung für den Flipwinkel des Hochfrequenzpulses berechneten, abgestrahlten Energie ein Energieeintrag im Patienten anhand eines Absorptionswertes bestimmt wird, beispielsweise eines zwischen 0 und 1 liegenden Absorptionsfaktors, der die Absorptionseigenschaften des Gewebes im Patienten betrifft. Die Ermittlung eines solchen Absorptionswertes ist eine Aufgabe, der komplexere physikalische Betrachtungen zugrunde liegen. Hier gibt es mehrere, gegebenenfalls auch in Kombination anwendbare Varianten zu dessen Bestimmung. So kann vorgesehen sein, dass der Absorptionswert aus einem Kennfeld ausgelesen wird und/oder unter Berücksichtigung wenigstens eines Patientendatums und/oder unter Berücksichtigung einer Worst-Case-Annahme und/oder Berücksichtigung eines Gewebeabsorptionsmodells bestimmt wird. Abhängig ist die absorbierte Energie, also der Energieeintrag, von verschiedenen Informationen über die Gewebestruktur des Patienten, beispielsweise Eigenschaften bezüglich des Fettgehalts, des Wassergehalts und der im Patienten vorkommenden Salze. Auch hier kann mithin eine Worst-Case-Annahme getroffen werden, die eine denkbar ungünstige Konstellation im Gewebe ansetzt, um den Absorptionswert, dann insbesondere für alle Patienten, zu bestimmen. Möglich ist eine Berechnung im Rahmen eines Gewebeabsorptionsmodells, mithilfe dessen beispielsweise auch eine Simulation durchgeführt werden kann, um die Absorption konkret zu bestimmen. Gehen nicht Daten über den aktuellen Patienten, also Patientendaten, ein, kann beispielsweise eine Kennlinie, gerade bei Worst-Case-Annahmen, in der Magnetresonanzeinrichtung abgelegt werden, auf die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zugegriffen werden kann, um den Energieeintrag in Abhängigkeit der abgestrahlten und mithin zur Absorption zur Verfügung stehenden Energie zu ermitteln. Selbstverständlich ist es auch denkbar, derartige Kennlinien auf Kennfelder zu erweitern, die von bestimmten Patientendaten zusätzlich abhängig sind, beispielsweise vom Geschlecht des Patienten und/oder vom Alter des Patienten und/oder vom Gewicht des Patienten und dergleichen. Ersichtlich kann, je nach verfügbaren Ressourcen, mit verschiedenen Genauigkeiten vorgegangen werden, wobei im Übrigen unter Patientendaten auch mit der Magnetresonanzeinrichtung selber gewonnene Daten verstanden werden können, beispielsweise durch einen Lokalizer erhaltene Daten über die Gewebestruktur und dergleichen.
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Wie bereits angedeutet wurde, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Ermittlung des Maximalenergiewerts nach jeder Aktualisierung eines in die Ermittlung eingehenden Aufnahmeparameters erfolgt. Dies kann im Rahmen einer Sequenzüberprüfung erfolgen. Bedieneinrichtungen für Magnetresonanzeinrichtungen, insbesondere Bedienoberflächen, bieten meistens die Möglichkeit, verschiedene Aufnahmeparameter für den folgenden Messvorgang bzw. Magnetresonanzsequenzen der Einzelmessungen einzustellen. Wird einer dieser Aufnahmeparameter, insbesondere vom Bediener, verändert, sind Routinen bekannt, die die Zulässigkeit der Aufnahmeparameter, die in ihrer Gesamtheit als Messprotokoll für den Messvorgang bezeichnet werden können, auch in ihrer Wechselwirkung zu überprüfen. Dabei existieren komplexe Zusammenhänge zwischen Gruppen von Aufnahmeparametern, denen durch dieses grundsätzlich bekannte Vorgehen Rechnung getragen wird. Einige Aufnahmeparameter haben nun, nachdem sie in die Ermittlung des Maximalmesszeitparameters eingehen, auch Einfluss auf die maximal mögliche Messzeit mit dem Messprotokoll zum Einhalten des Grenzwerts, so dass der Vorgang zur Aktualisierung des Maximalmesszeitparameters problemlos in dieses Gesamtkonzept integriert werden kann.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, die eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung aufweist. Insbesondere kann mithin eine Ermittlungseinheit für den Maximalmesszeitparameter als Teil der Steuereinrichtung vorgesehen werden, beispielsweise als Subkomponente und/oder in engem Austausch mit einer Einstellungseinheit, über die mittels der Bedieneinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung Aufnahmeparameter als Messprotokoll für einen Messvorgang eingestellt werden. 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.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm, das die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, wenn es auf einer Recheneinrichtung, insbesondere der Steuereinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung, ausgeführt wird. Ein derartiges Computerprogramm kann beispielsweise auf einem nichttransienten Datenträger, wie einer CD-ROM oder dergleichen, abgespeichert vorliegen. Auch für das Computerprogramm gelten die bislang genannten Ausführungen fort.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine mögliche Statusanzeige einer Magnetresonanzeinrichtung, und
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3 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung.
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Das nun dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Einstellungsbetrieb einer Magnetresonanzeinrichtung integriert. Dabei betreffen ein Teil der hier gezeigten Schritte die Einstellung der Magnetresonanzeinrichtung an sich. Es geht dabei vorliegend um die Einstellung einer Magnetresonanzeinrichtung, mithin die Definition von Aufnahmeparametern, die in ihrer Gesamtheit als Messprotokoll bezeichnet werden können, für einen Messvorgang, in dem gleiche Magnetresonanzsequenzen wiederholt werden, um eine Bildüberwachung eines Aufnahmegebiets in einem Patienten zu ermöglichen. Der Messvorgang kann interaktiv sein, das bedeutet, es soll möglich sein, während der Messvorgang bereits läuft, weiterhin Aufnahmeparameter, beispielsweise die Schichtpositionierung, zu verändern. Dabei sind Grenzwerte einzuhalten, nämlich zum einen ein der Warnung dienender Grenzwert für den Energieeintrag in den Patienten durch den Messvorgang, welcher niedriger ist als ein zweiter, absoluter Grenzwert für den Energieeintrag in den Patienten, der auf keinen Fall überschritten werden soll, zum anderen dieser zweite Grenzwert.
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In einem Schritt S1 wird vor Beginn des Messvorgangs die Einstellung der Aufnahmeparameter gestartet. Hierzu wird dem Bediener eine Bedienoberfläche auf einer Bedieneinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung angezeigt, in der verschiedene Aufnahmeparameter auswählbar sind. Insbesondere weist die Bedienoberfläche eine für die Bildüberwachung standardmäßig aktivierte Option der zeitlich unbeschränkten Messung auf, das bedeutet, der Bediener weiß, nachdem eine Bildüberwachung eines Eingriffs stattfinden soll, noch nicht, wie lange die Messung tatsächlich dauern soll, und möchte die im Rahmen der Grenzwerte maximal verfügbare Messzeit eingestellt wissen, damit es nicht zu einer verfrühten Unterbrechung des Messvorgangs durch eine falsch vorgewählte Messzeit kommen kann. Es wird im Folgenden davon ausgegangen, dass diese Option aktiviert ist; wird sie deaktiviert, ist es dennoch möglich, wie im Folgenden beschrieben einen Maximalmesszeitparameter zu ermitteln, der dann aber als obere Schranke der nun einstellbaren Messzeitparameter für die Messzeit gilt und in der Bedienoberfläche angewandt wird.
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In einem Schritt S2 wird nun ein Aufnahmeparameter durch einen Bediener verändert bzw. gewählt. Dies führt dazu, dass in einem Schritt S3 eine Überprüfung des Messprotokolls erfolgt, wie sie grundsätzlich bekannt ist, das bedeutet, es wird überprüft, ob die eingestellten Aufnahmeparameter zu sinnvollen, realisierbaren Magnetresonanzsequenzen in den Einzelmessungen führen. Im Rahmen dieser Überprüfung wird in einem Schritt S4 auch überprüft, ob ein Aufnahmeparameter verwendet bzw. eingestellt wurde, der Einfluss auf die maximal mögliche Messzeit zur Unterschreitung des Grenzwertes für den Energieeintrag in den Patienten hat. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S5 ein Maximalmesszeitparameter bestimmt. Der Maximalmesszeitparameter beschreibt die maximal mögliche Messzeit, bis eine Überschreitung des Grenzwerts droht. Er ergibt sich im vorliegenden Fall durch Bestimmung der einzelnen Energieeinträge einzelner Hochfrequenzpulse der im Messvorgang verwendeten Magnetresonanzsequenzen, welche in ihrer zeitlichen Abfolge aufsummiert werden können, so dass durch einen Vergleich mit dem Grenzwert festgestellt werden kann, ob dieser überschritten wird. Somit ergibt sich der leicht der Maximalmesszeitparameter, der beispielsweise eine Anzahl möglicher Einzelmessungen mit Magnetresonanzsequenzen und/oder eine Messzeit an sich, beispielsweise in Minuten, enthalten kann.
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Um den Energieeintrag eines einzelnen Hochfrequenzpulses zu bestimmen, muss bekannt sein, welcher Flipwinkel erreicht werden soll und welche Transmitterspannung hierfür erforderlich ist. Die Transmitterspannung wird üblicherweise erst zu Beginn der eigentlichen Messung, mithin des Messvorgangs, in einer Vorabmessung bestimmt, beispielsweise für einen Flipwinkel von 90°, wobei sich die Transmitterspannung für andere Flipwinkel dann ergeben. Daher wird zu diesem Zeitpunkt im Schritt S5 noch von einer Worst-Case-Annahme für die erforderliche Transmitterspannung ausgegangen, die sich beispielsweise aus statistischen Betrachtungen der Vergangenheit und/oder physikalischen Eigenschaften der Magnetresonanzeinrichtung ergeben kann. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Art „Default-Wert“ für einen bestimmten Flipwinkel handeln. In Alternativen ist es grundsätzlich auch möglich, hier bereits eine Vorabmessung vorzunehmen. Die Transmitterspannung, um den gewünschten Flipwinkel mit dem Hochfrequenzpuls zu erreichen, gibt an, welche Energie tatsächlich abgestrahlt wird, mithin innerhalb des Patienten zur Absorption zur Verfügung steht. Die tatsächlich im Patienten absorbierte Energie, also der Energieeintrag, ergibt sich vorliegend über einen Absorptionswert, konkret einen zwischen 0 und 1 liegenden Absorptionsfaktor, mit dem die abgestrahlte Energie multipliziert wird und der in Abhängigkeit von Patientendaten aus einem Kennfeld abgerufen werden kann. Das Kennfeld wurde auf der Basis eines Gewebeabsorptionsmodells im Rahmen einer Simulation bestimmt, in die wiederum Worst-Case-Annahmen für nicht unmittelbar aus Patientendaten ableitbare Gewebeeigenschaften eingehen.
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Aus diesen Energieeinträgen ergeben sich die entsprechenden Energiedosen für die Einzelmessungen und somit auch die Zahl an Einzelmessungen, bevor der Grenzwert erreicht wird, zumindest in einer guten Abschätzung, die aufgrund der Worst-Case-Annahmen kein Risiko einer doch auftretenden Überschreitung birgt. Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass zwischen der Zahl der Einzelmessungen und der entstehenden Messzeit selbstverständlich ein unmittelbarer Zusammenhang besteht, der sich aus der für die Einzelmessungen bekannten Dauer, nämlich der Repetitionszeit, ergibt.
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In einem Schritt S6 wird der Maximalmesszeitparameter aufgrund der oben diskutierten aktivierten Option der grundsätzlich unbeschränkten Messung unmittelbar als ein entsprechender Messzeitparameter der Aufnahmeparameter verwendet und auch in der Bedienoberfläche zur Anzeige gebracht. Damit ist der Bediener über die maximal mögliche Messzeit auch informiert.
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Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der erste, der Warnung dienende Grenzwert, beispielsweise über ein entsprechendes Bedienelement, durch einen Bediener auch willentlich überschritten werden kann. Dann erscheint ein deutlicher Warnhinweis, beispielsweise in Form eines Pop-Ups, das Verfahren wird jedoch dennoch weitergeführt, nur dass nun der zweite, höhere, absolute Grenzwert verwendet wird, für dessen willentliche Überschreitung keinerlei Option existiert.
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In einem Schritt S7 wird überprüft, ob die Einstellung der Aufnahmeparameter abgeschlossen ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, wird wieder mit Schritt S2 fortgefahren. Ansonsten wird der Messvorgang in einem Schritt S8 gestartet und durchgeführt. Während der Messung wird in einem Schritt S9 überprüft, ob interaktiv Aufnahmeparameter angepasst werden. Ist dies nicht der Fall, wird die Durchführung des Messvorgangs in Schritt S8 fortgesetzt. Tritt jedoch eine Änderung eines Aufnahmeparameters auf, der auch die maximal mögliche Messzeit zur Einhaltung des Grenzwerts für den Energieeintrag in den Patienten beeinflusst, werden in den Schritten S5‘ und S6‘, die den Schritten S5 und S6 entsprechen, wieder die Berechnungen zur Ermittlung eines aktualisierten Maximalmesszeitparameters und zur Einstellung des aktuellen Messzeitparameters vorgenommen. Selbstverständlich wird auch die Anzeige weiter aktualisiert, was ohnehin auch während der Messung als beispielsweise verbleibende Messzeit geschehen kann.
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Eine entsprechende Anzeige 1 ist in 2 schematisch dargestellt. Die dortige Bedienoberfläche kann während der Bildüberwachung dargestellt werden und enthält einen Bereich 2 zur Anzeige aktueller Magnetresonanzdaten, Bedienelemente 3 sowie eine Statuszeile 4, in der vorliegend die noch verbleibende maximal mögliche Messzeit 5 ständig aktuelle angezeigt wird.
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Es sei noch darauf hingewiesen, dass bei den Schritten S5‘ und S6‘ selbstverständlich auch der bereits während des schon durchgeführten Messvorgangs in den Patienten eingestrahlte Energieeintrag berücksichtigt wird, wobei dort zur genaueren Ermittlung auch nun gemessene Parameter eingehen können, beispielsweise die Transmitterspannung, die für einen bestimmten Flipwinkel benötigt wird.
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3 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 6. Diese weist, wie grundsätzlich bekannt, eine Grundmagneteinheit 7 auf, die eine Patientenaufnahme 8 definiert, in die ein Patient mittels einer hier nicht näher dargestellten Patientenliege eingefahren werden kann. Die Patientenaufnahme 8 umgebend sind, wie grundsätzlich bekannt und der Übersichtlichkeit halber ebenso nicht dargestellt, eine Hochfrequenzspulenanordnung und eine Gradientenspulenanordnung vorgesehen. Gesteuert wird der Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung 6 durch eine Steuereinrichtung 9, die auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, und dazu beispielsweise mit einer gegebenenfalls entfernt von der Grundmagneteinheit 7 angeordneten Bedieneinrichtung 10 kommuniziert.
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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.
