DE102014222496B4

DE102014222496B4 - Magnetresonanz-Bildgebung mit einem musikbasierten Gradientenverlauf

Info

Publication number: DE102014222496B4
Application number: DE102014222496.9A
Authority: DE
Inventors: David Grodzki
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-11-05
Also published as: US10042020B2; DE102014222496A1; US20160124061A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung mit einem musikbasierten Gradientenverlauf, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt. Um eine zuverlässige Methode zur Magnetresonanz-Bildgebung mit einem musikbasierten Gradientenverlauf zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Bereitstellen einer Magnetresonanz-Sequenz und eines Musikstücks, – Modifizieren des Musikstücks unter Berücksichtigung zumindest eines akustischen Resonanzparameters, welcher zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts charakterisiert, wobei ein modifiziertes Musikstück erzeugt wird, – Anpassen eines Gradientenverlaufs der Magnetresonanz-Sequenz unter Verwendung des modifizierten Musikstücks, wobei eine angepasste Magnetresonanz-Sequenz erzeugt wird, – Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels der angepassten Magnetresonanz-Sequenz.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung mit einem musikbasierten Gradientenverlauf, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper einer Untersuchungsperson, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenschaltungen ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse, beispielsweise Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenz-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.
Für eine bestimmte Messung ist daher eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz, auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, insbesondere beispielsweise Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenschaltungen in verschiedenen Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden.
Es ist bekannt, ein Magnetresonanzgerät derart anzusteuern, dass während des Erfassens von Magnetresonanz-Bilddaten Gradientenschaltungen mittels einer Gradientenspuleneinheit eine Tonfolge generieren. Diese Tonfolge kann von einem Untersuchungsobjekt, von welchem die Magnetresonanz-Bilddaten erfasst werden, als Musik wahrgenommen werden. So kann ein Patientenkomfort während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten erhöht werden.
Aus der US 2011/0142250 A1 ist ein Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren bekannt, bei welchem ein Musikstück aus einer Musikbibliothek abgerufen wird, welches in Bezug zu Gradientenschaltungen des Magnetresonanzgeräts gesetzt wird, so dass ein während der Magnetresonanz-Bildgebung verursachter Lärm angenehmer gestaltet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Methode zur Magnetresonanz-Bildgebung mit einem musikbasierten Gradientenverlauf zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

– Bereitstellen einer Magnetresonanz-Sequenz und eines Musikstücks, wobei das Bereitstellen des Musikstücks ein Bereitstellen eines Frequenzspektrums des Musikstücks umfasst,
– Modifizieren des Musikstücks unter Berücksichtigung zumindest eines akustischen Resonanzparameters, welcher zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts charakterisiert, wobei ein modifiziertes Musikstück erzeugt wird, wobei das Modifizieren des Musikstücks ein Modifizieren des Frequenzspektrums des Musikstücks umfasst, wobei ein modifiziertes Frequenzspektrum erzeugt wird, wobei ein Vergleich von Frequenzamplituden zumindest eines Frequenzbands des Frequenzspektrums mit zumindest einem vorgegebenen Frequenzamplitudenschwellwert erfolgt und das Modifizieren des Frequenzspektrums unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs erfolgt,
– Anpassen eines Gradientenverlaufs der Magnetresonanz-Sequenz unter Verwendung des modifizierten Musikstücks, wobei eine angepasste Magnetresonanz-Sequenz erzeugt wird, wobei das Anpassen des Gradientenverlaufs ein Anpassen des Gradientenverlaufs unter Verwendung des modifizierten Frequenzspektrums umfasst,
– Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels der angepassten Magnetresonanz-Sequenz.

Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson oder ein Phantom sein. Die erfassten Magnetresonanz-Bilddaten werden insbesondere bereitgestellt, also einem Benutzer auf einer Anzeigeeinheit angezeigt und/oder in einer Datenbank abgespeichert.
Das Bereitstellen der Magnetresonanz-Sequenz kann eine Auswahl und/oder Vorbereitung der Magnetresonanz-Sequenz umfassen. Die Auswahl der Magnetresonanz-Sequenz kann von einem Benutzer mittels einer Eingabeeinheit durchgeführt werden. Die Magnetresonanz-Sequenz kann auch durch ein ausgewähltes Untersuchungsprotokoll festgelegt sein. Das Bereitstellen der Magnetresonanz-Sequenz kann auch eine Auswahl von Bildgebungsparametern für die Magnetresonanz-Sequenz umfassen.
Das Bereitstellen des Musikstücks kann ein Laden eines Musikstücks aus einer Datenbank umfassen. Das Musikstück kann dabei manuell von einem Bediener des Magnetresonanzgeräts oder dem Untersuchungsobjekt ausgewählt werden. Das Musikstück liegt insbesondere in einem geeigneten Dateiformat, beispielsweise in einem mp3-Format oder einem wav-Format, vor. Das Musikstück kann auch direkt von einem tragbaren Musikabspielgerät, welches beispielsweise dem Untersuchungsobjekt gehört und an eine Bedieneinheit des Magnetresonanzgeräts angeschlossen wird, geladen werden. So kann das Musikstück besonders vorteilhaft an Vorlieben des Untersuchungsobjekts angepasst werden.
Das Modifizieren des Musikstücks erfolgt vorteilhafterweise vor dem Anpassen des Gradientenverlaufs. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Modifizieren des Musikstücks zumindest teilweise gleichzeitig zum Anpassen des Gradientenverlaufs erfolgt. So kann beispielsweise während ein zweiter Teil des Musikstücks noch modifiziert wird, bereits der Gradientenverlauf anhand eines ersten Teils des Musikstücks, welcher bereits modifiziert ist, angepasst werden. Es ist auch denkbar, dass das Musikstück während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten noch modifiziert wird.
Das Modifizieren des Musikstücks umfasst vorteilhafterweise ein Modifizieren von Frequenzen und/oder Frequenzamplituden des Musikstücks, wie esin einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben. Alternativ oder zusätzlich kann das Modifizieren des Musikstücks auch ein Modifizieren eines Rhythmus und/oder der Abspielgeschwindigkeit des Musikstücks umfassen. Es ist auch denkbar, dass die Lautstärke des Musikstücks modifiziert wird. Auch kann das Modifizieren des Musikstücks ein Entfernen von wiederkehrenden Mustern, beispielsweise einer Basslinie, aus dem Musikstück umfassen. Selbstverständlich sind weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Modifikationen des Musikstücks denkbar.
Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann systemspezifisch für das Magnetresonanzgerät, mittels welchem die Magnetresonanz-Bilddaten von dem Untersuchungsobjekt erfasst werden sollen, hinterlegt sein. Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann auch generell für eine größere Anzahl von Magnetresonanzgeräten, beispielsweise für einen Typ von Magnetresonanzgeräten, hinterlegt sein. So kann der zumindest eine akustische Resonanzparameter sicherstellen, dass das Musikstück an ein bestimmtes Magnetresonanzgerät oder an einen bestimmten Typ von Magnetresonanzgeräten angepasst wird. Es ist auch denkbar, dass ein akustischer Resonanzparameter für verschiedene Magnetresonanzgeräte hinterlegt ist. Damit das Musikstück unter Berücksichtigung des akustischen Resonanzparameters modifiziert werden kann, wird der akustische Resonanzparameter insbesondere aus einer, möglicherweise systemspezifischen, Datenbank geladen.
Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann spezifisch für das bestimmte Magnetresonanzgerät, mittels welchem die Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts erfasst werden, sein. Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann auch spezifisch für mehrere Magnetresonanzgeräte, beispielsweise einen Typ von Magnetresonanzgeräten oder Magnetresonanzgeräte von einem bestimmten Hersteller, sein. Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann durch eine Ausbildung einer Systemhardware des Magnetresonanzgeräts, beispielsweise einer Systemverkleidung, einer Gradientenspuleneinheit, eines Magneten oder einer Hochfrequenzantenneneinheit des Magnetresonanzgeräts, bedingt sein. Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann eine Schwingungsfrequenz darstellen, auf welcher mechanische Bauteile des Magnetresonanzgeräts zu mechanischen Schwingungen angeregt werden können. Treffen Schallwellen mit der zumindest einen akustischen Resonanzfrequenz auf das Magnetresonanzgerät ein, so können die Schallwellen zumindest Teile des Magnetresonanzgeräts in Schwingungen versetzen. Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann somit eine mechanische Eigenschwingungsfrequenz des Magnetresonanzgeräts darstellen.
Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann in einem für den Menschen hörbaren Frequenzbereich liegen. Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann insbesondere durch Angabe zumindest eines Frequenzbandes, welches sich über einen Frequenzbereich erstreckt, charakterisiert werden. Die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz kann in dem zumindest einen Frequenzband enthalten sein. So kann das zumindest eine Frequenzband zusätzlich zur akustischen Resonanzfrequenz weitere Frequenzen enthalten, welche um die akustische Resonanzfrequenz liegen. So kann das zumindest eine Frequenzband einen Sicherheitsabstand um die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz enthalten. Es ist auch denkbar, dass das zumindest eine Frequenzband mehrere akustische Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts umfasst. Beispielsweise kann ein Frequenzband der akustischen Resonanzfrequenz in einem Frequenzbereich von 400–2000 Hertz, typischerweise in einem Frequenzbereich von 600–1500 Hertz, insbesondere in einem Frequenzbereich von 800–1000 Hertz liegen.
Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts direkt charakterisieren. So kann der zumindest eine akustische Resonanzparameter direkt angeben, auf welcher Frequenz eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts liegt. Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz auch indirekt festlegen, indem erein Frequenzband um die akustische Resonanzfrequenz herum definiert. Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann – wie im Folgenden noch beschrieben – auch einen Frequenzamplitudenschwellwert für Amplituden von Frequenzanteilen festlegen, welche in einem Frequenzband einer akustischen Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts liegen. Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann beispielsweise auch Systemeigenschaften des Magnetresonanzgeräts angeben, aus welchen die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz abgeleitet werden kann.
Das Musikstück wird vorteilhafterweise derart modifiziert, dass die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz in dem modifizierten Musikstück weniger angeregt wird als im nicht modifizierten Musikstück. Beispielsweise können Frequenzamplituden, welche in einem Bereich der zumindest einen akustischen Resonanzfrequenz liegen, in dem modifizierten Musikstück weitgehend unterdrückt werden und/oder vorteilhafterweise unter einem Frequenzamplitudenschwellwert liegen. Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann dafür als ein Eingangsparameter in einen Algorithmus eingehen, mittels welchem das Musikstück modifiziert wird. Der Algorithmus kann das Musikstück dann derart modifizieren, dass die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz in dem modifizierten Musikstück weniger häufig vorkommt als im nicht modifizierten Musikstück. Der zumindest eine akustische Resonanzparameter kann eine Randbedingung für das Modifizieren des Musikstücks festlegen. Das Musikstück kann vor dem Modifizieren in Hinblick auf den zumindest einen akustischen Resonanzparameter analysiert werden. Ergibt diese Analyse, dass das Musikstück den Anforderungen, welche unter anderem von dem zumindest einen akustischen Resonanzparameter gestellt werden, entspricht, so kann das Musikstück auch ohne Modifikation zum Anpassen des Gradientenverlaufs verwendet werden.
Das modifizierte Musikstück dient im Folgenden als Grundlage für das Anpassen des Gradientenverlaufs. Das modifizierte Musikstück kann als Eingangsparameter für einen Algorithmus dienen, mittels welchem der Gradientenverlauf angepasst wird. Zum Anpassen des Gradientenverlaufs liegt das modifizierte Musikstück vorteilhafterweise im Frequenzraum vor. Hier kann das modifizierte Musikstück gefiltert werden. Es kann auch eine Veränderung einer Abtastung, ein Resampling, des modifizierten Musikstücks erfolgen, so dass das modifizierte Musikstück an eine Abtastfrequenz des Gradientenverlaufs angepasst wird. Frequenzen des modifizierten Musikstücks können dann auf verschiedene Gradientenachsen, beispielsweise eine Schichtselektionsgradientenachse, eine Phasenkodierungsgradientenachse oder eine Frequenzkodierungsgradientenachse aufgeteilt werden. Insgesamt kann das Anpassen des Gradientenverlaufs eine Optimierung des Gradientenverlaufs unter Verwendung des modifizierten Musikstücks als eine Randbedingung erfolgen.
Der Gradientenverlauf kann derart angepasst werden, dass während eines Abspielens der angepassten Magnetresonanz-Sequenz mittels des angepassten Gradientenverlaufs das modifizierte Musikstück vom Magnetresonanzgerät abgespielt wird. Dass das modifizierte Musikstück vom Magnetresonanzgerät abgespielt wird kann insbesondere bedeuten, dass auf dem angepassten Gradientenverlauf basierende Gradientenschaltungen, welche von der Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgespielt werden, eine Tonfolge erzeugen, welche zu dem modifizierten Musikstück korrespondiert. Es kann so eine Korrespondenz zwischen den Frequenzen des modifizierten Musikstücks und den hörbaren Frequenzen bestehen, welche beim Abspielen des angepassten Gradientenverlaufs im Magnetresonanzgerät entstehen.
Eine Möglichkeit zum Anpassen des Gradientenverlaufs der Magnetresonanz-Sequenz unter Verwendung eines Musikstücks ist beispielsweise aus der Schrift von Ma et al., „Using Gradient Waveforms Derived from Music in MR Fingerprinting (MRF) to Increase Patient Comfort in MRI”, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 22 (2014), S. 47, bekannt. Hierbei umfasst die Magnetresonanz-Sequenz eine Magnetresonanz-Fingerprinting Aufnahmemethode. Das erfindungsgemäße Vorgehen ist jedoch nicht auf Magnetresonanz-Fingerprinting eingeschränkt. Theoretisch können Gradientenverläufe von beliebigen Magnetresonanz-Sequenzen mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens angepasst werden.
Dem erfindungsgemäßen Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass ein typisches Musikstück eine Vielzahl von verschiedenen Frequenzen umfasst. Bei einem Abspielen des Musikstücks im Magnetresonanzgerät aufgrund des Anwendens von Gradientenschaltungen mittels einer Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts kann so eine Vielzahl von Frequenzen angeregt werden. Hierunter können auch akustische Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts fallen. Eine Anregung dieser akustischen Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts ist typischerweise unerwünscht, da diese verschiedene negative Effekte zur Folge haben kann. Beispielsweise kann eine Anregung der akustischen Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts zu einer Erhöhung der Lautstärke des Magnetresonanzgeräts und somit zu einem verringerten Patientenkomfort führen. Es ist auch denkbar, dass eine Anregung der akustischen Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts zu einer erhöhten Erwärmung des Magnetresonanzgeräts führt. Dies kann wiederrum beispielsweise zu einer erhöhten Heliumverdampfung und/oder zu einem Driften eines Magnetfelds des Magnetresonanzgeräts oder der Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts führen.
Das Musikstück kann im Hinblick auf die akustischen Resonanzfrequenzen derart modifiziert werden, dass die akustischen Resonanzfrequenzen im modifizierten Musikstück weniger häufig vorkommen als im nicht modifizierten Musikstück. Mittels der Modifizierung des Musikstücks für das Anpassen des Gradientenverlaufs kann erreicht werden, dass beim Abspielen des modifizierten Musikstücks vom Magnetresonanzgerät die akustischen Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts möglichst wenig angeregt werden.
Derart kann beispielsweise eine Beeinträchtigung des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten weitgehend vermieden werden. Auch kann eine hohe Bildqualität der Magnetresonanz-Bilddaten, welche insbesondere nicht durch das Abspielen des modifizierten Musikstücks vom Magnetresonanzgerät beeinträchtigt wird, sichergestellt werden. Artefakte in den erfassten Magnetresonanz-Bilddaten können besonders vorteilhaft vermieden werden. Es kann auch der Patientenkomfort und/oder die Patientensicherheit erhöht werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass mittels der geeigneten Modifizierung des Musikstücks für das Anpassen des Gradientenverlaufs eine Beschädigung des Magnetresonanzgeräts beim Abspielen des modifizierten Musikstücks vermieden werden kann. Es kann so die Sicherheit des Magnetresonanzgeräts erhöht werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Gradientenverlauf unter Verwendung des modifizierten Musikstücks derart angepasst wird, dass während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten das Magnetresonanzgerät aufgrund des Anwendens von Gradientenschaltungen mittels einer Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts eine Tonfolge erzeugt, welche zu dem modifizierten Musikstück korrespondiert. Dass die Tonfolge zu dem modifizierten Musikstück korrespondiert kann bedeuten, dass die Tonfolge und das modifizierte Musikstück ähnliche Frequenzverläufe und/oder Frequenzamplituden aufweisen. Die Gradientenschaltungen basieren dabei insbesondere auf dem angepassten Gradientenverlauf. Hierbei führt insbesondere das Schalten der durch die Gradientenschaltungen festgelegten Ströme durch Spulen der Gradientenspuleneinheit zu Schwingungen der Gradientenspuleneinheit, welche die Tonfolge erzeugen können. Derart kann das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten für das Untersuchungsobjekt als besonders angenehm erfunden werden, da das Magnetresonanzgerät während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten keinen Lärm erzeugt, sondern die Tonfolge, welche auf dem modifizierten Musikstück basiert.
Erfindungsgemäß umfassen das Bereitstellen des Musikstücks ein Bereitstellen eines Frequenzspektrums des Musikstücks, das Modifizieren des Musikstücks ein Modifizieren des Frequenzspektrums des Musikstücks, wobei ein modifiziertes Frequenzspektrum erzeugt wird, und das Anpassen des Gradientenverlaufs ein Anpassen des Gradientenverlaufs unter Verwendung des modifizierten Frequenzspektrums. Das Frequenzspektrum des Musikstücks ist dabei insbesondere als eine von der Frequenz abhängige Funktion ausgebildet. Das Frequenzspektrum des Musikstücks gibt insbesondere an, aus welchen von der Frequenz abhängigen Signalbestandteilen das Musikstück besteht. Insbesondere umfasst das Frequenzspektrum dabei Frequenzamplituden. Frequenzamplituden geben dabei insbesondere eine Gewichtung von einzelnen Frequenzen und/oder Frequenzbändern des Musikstücks im Frequenzspektrum an. Liegt eine hohe Frequenzamplitude der einzelnen Frequenz und/oder des Frequenzbands im Frequenzspektrum vor, so bedeutet dies typischerweise, dass der entsprechende Frequenzanteil des Musikstücks besonders oft vorkommt und/oder eine hohe Gewichtung aufweist. Es ist besonders vorteilhaft, das Musikstück in seinem Frequenzspektrum zu modifizieren, da dabei direkt der zumindest eine akustische Resonanzparameter und/oder die akustischen Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts berücksichtigt werden können. In den folgenden Abschnitten sind verschiedene Vorgehensweisen dargestellt, wie das Frequenzspektrum des Musikstücks modifiziert werden kann. Die Vorgehensweisen können dabei einzeln voneinander eingesetzt werden oder auch gemeinsam kombiniert eingesetzt werden. Auch kann basierend auf dem modifizierten Frequenzspektrum besonders einfach der Gradientenverlauf angepasst werden.
Erfindungsgemäß erfolgen ein Vergleich von Frequenzamplituden zumindest eines Frequenzbands des Frequenzspektrums mit zumindest einem vorgegebenen Frequenzamplitudenschwellwert und das Modifizieren des Frequenzspektrums unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs. Das zumindest eine Frequenzband stellt insbesondere einen Frequenzabschnitt (Frequenzbereich) des Musikstücks dar. Das zumindest eine Frequenzband kann dabei einen kritischen Frequenzbereich des Magnetresonanzgeräts darstellen, in welchem eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts liegen kann. Das zumindest eine Frequenzband kann sich aus dem zumindest einen akustischen Resonanzparameter ergeben. Insbesondere kann das zumindest eine Frequenzband die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts enthalten. Das zumindest eine Frequenzband kann auch auf einen einzelnen Frequenzwert, eine akustische Resonanzfrequenz, beschränkt sein. Der zumindest eine Frequenzamplitudenschwellwert kann eine maximale Amplitude für einzelne Frequenzen innerhalb des zumindest einen Frequenzbands festlegen. Die maximale Amplitude darf insbesondere von keiner Frequenz des zumindest einen Frequenzbands überschritten werden. Der zumindest eine Frequenzamplitudenschwellwert kann sich aus dem zumindest einen akustischen Resonanzparameter ergeben. Der zumindest eine Frequenzamplitudenschwellwert kann möglicherweise derart ausgebildet sein, dass in dem betreffenden Frequenzband überhaupt keine Frequenzanteile vorliegen dürfen. Der Vergleich der Frequenzamplituden kann vor dem Modifizieren des Frequenzspektrums erfolgen. Es ist auch denkbar, dass der Vergleich der Frequenzamplituden zumindest teilweise während des Modifizierens des Frequenzspektrums erfolgt oder einen Teilschritt des Modifizierens des Frequenzspektrums darstellt. Das Frequenzspektrum wird insbesondere in dem zumindest einen Frequenzband modifiziert, wenn in dem zumindest einen Frequenzband eine Frequenzamplitude vorliegt, welche höher als der zumindest eine vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwert ist. Hierbei können für verschiedene Frequenzbänder verschiedene Frequenzamplitudenschwellwerte vorgegeben werden. Unter Verwendung des Frequenzamplitudenschwellwerts kann beispielsweise eine besonders einfache und sichere Modifizierung des Musikstücks, welche geeignet auf die Anregungsfrequenzen des Magnetresonanzgeräts abgestimmt ist, sichergestellt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das zumindest eine Frequenzband die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts umfasst. Derart kann das zumindest eine Frequenzband besonders vorteilhaft unter Verwendung des zumindest einen akustischen Resonanzparameters, welcher die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz charakterisiert, bestimmt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Modifizieren des Frequenzspektrums ein Setzen von Frequenzamplituden des zumindest einen Frequenzbands, welche höher als der zumindest eine vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwert sind, auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert umfasst. Die Frequenzamplituden in dem zumindest einen Frequenzband können somit auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert abgeschnitten werden. Sollten keine Frequenzamplituden, welche höher als der zumindest eine vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwert, auftreten, so kann das zumindest eine Frequenzband in der Modifizierung des Frequenzspektrums unverändert belassen werden. Die Frequenzamplituden des zumindest einen Frequenzbands des modifizierten Frequenzspektrums sind vorteilhafterweise in ihrer Höhe auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert begrenzt. Insgesamt kann durch dieses Vorgehen besonders einfach sichergestellt werden, dass in dem zumindest einen Frequenzband beim Abspielen des Musikstücks mittels des Magnetresonanzgeräts keine unerwünschten Frequenzen stärker als erlaubt angeregt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Modifizieren des Frequenzspektrums ein Verschieben einer Frequenzlage des Frequenzspektrums um eine Verschiebungsfrequenz umfasst. So kann vorteilhafterweise die Frequenzlage des gesamten Musikstücks verschoben werden. Denkbar ist es auch, dass nur ein Teil des Frequenzspektrums des Musikstücks in seiner Frequenzlage verschoben wird. Das Musikstück kann mit einer höheren oder einer tieferen Frequenzlage abgespielt werden. Die Verschiebungsfrequenz kann beispielsweise einen Halbtonschritt oder einen Ganztonschritt umfassen. Es sind selbstverständlich auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verschiebungsfrequenzen denkbar. Sofern das Untersuchungsobjekt kein absolutes Gehör besitzt, ist eine solche Verschiebung der Frequenzlage typischerweise nicht vom Untersuchungsobjekt bemerkbar. So kann das Musikstück während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten vom Magnetresonanzgerät für die meisten Untersuchungsobjekte mit einer unveränderten Klangcharakteristik abgespielt werden. Gleichzeitig kann durch die Verschiebung der Frequenzlage vermieden werden, dass Frequenzen in unerwünschten Frequenzbändern des Magnetresonanzgeräts während des Abspielens des modifizierten Musikstücks vom Magnetresonanzgerät angeregt werden. Zum Bestimmen einer geeigneten Verschiebungsfrequenz kann beispielsweise das im folgenden Abschnitt beschriebene Vorgehen eingesetzt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verschiebungsfrequenz unter zumindest einer Randbedingung gewählt wird, wobei die zumindest eine Randbedingung umfasst, dass Frequenzamplituden, welche in zumindest einem Frequenzband des modifizierten Frequenzspektrums vorliegen, verringert werden. Das zumindest eine Frequenzband kann wie in einem der vorherigen Abschnitte beschrieben die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts umfassen. So kann das zumindest eine Frequenzband von dem akustischen Resonanzparameter festgelegt sein. So kann die Verschiebungsfrequenz vorteilhafterweise derart gewählt werden, dass hohe Frequenzamplituden von dem zumindest einen Frequenzband in ein tieferes oder höheres unkritisches Frequenzband verschoben werden. Dass die Frequenzamplituden verringert werden, kann beispielsweise beinhalten, dass die Frequenzamplituden so gering wie möglich gewählt werden und/oder minimiert werden. Die Frequenzamplituden in dem zumindest einen Frequenzband können derart verringert werden, dass sie auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert des zumindest einen Frequenzbands beschränkt werden. Derart kann das Musikstück unter Beibehaltung der Klangcharakteristik des Musikstücks geeignet für das Anpassen der Gradientenschaltungen modifiziert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verschiebungsfrequenz über die Zeitdauer des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten verändert wird. Dieses Vorgehen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Verschiebung der Frequenz des Musikstücks als Ganzes nicht möglich ist, insbesondere wenn die derart der zumindest eine Frequenzamplitudenschwellwert in dem zumindest einen Frequenzband nicht eingehalten werden kann. Durch die zeitliche Veränderung der Verschiebungsfrequenz kann besonders vorteilhaft eine Minimierung der Frequenzamplituden in den kritischen Frequenzbändern erreicht werden. Eine Klangcharakteristik des modifizierten Musikstücks kann weitgehend beibehalten werden, sofern die Verschiebungsfrequenz zeitlich langsam variiert wird.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine Frequenzlage in zumindest einem Frequenzband des Frequenzspektrums um eine Verschiebungsfrequenz verschoben wird, wobei die Verschiebungsfrequenz derart gewählt wird, dass eine Frequenzverdoppelung oder eine Frequenzhalbierung der Frequenzen des Frequenzbands erfolgt. So können die Frequenzen des Musikstücks um eine Oktave verschoben werden. Derart kann eine Klangcharakteristik des Musikstücks beim Modifizieren des Musikstücks besonders vorteilhaft beibehalten werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das modifizierte Musikstück für eine spätere nochmalige Verwendung in einer Datenbank abgespeichert wird. Soll in einer weiteren Messung das gleiche Musikstück nochmals abgespielt werden, so kann das modifizierte Musikstück aus der Datenbank geladen werden und direkt für das Anpassen des Gradientenverlaufs verwendet werden. Derart kann der Aufwand eines nochmaligen Modifizierens des Musikstücks entfallen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz eine Magnetresonanz-Fingerprinting Aufnahmemethode umfasst. Eine mögliche Magnetresonanz-Fingerprinting Aufnahmemethode ist beispielsweise aus der Schrift Ma et al., „Magnetic Resonance Fingerprinting”, Nature, 187–192 495 (2013) bekannt. Die Magnetresonanz-Sequenz kann derart mehrere Repetitionsintervalle umfassen, wobei während jedes Repetitionsintervalls der mehreren Repetitionsintervalle ein Magnetresonanz-Bild aufgenommen wird. Aufnahmeparameter können während des Erfassens der mehreren Magnetresonanz-Bilder in einer pseudorandomisierten Weise variiert werden. Aus den so aufgenommenen Magnetresonanz-Bildern kann ein Magnetresonanz-Signalverlauf generiert werden. Der Magnetresonanz-Signalverlauf gibt insbesondere eine Veränderung von aufgenommenen Magnetresonanz-Signalwerten über die Zeitdauer des Erfassens des Magnetresonanz-Signalverlaufs an. Daraufhin kann ein Signalvergleich des generierten Magnetresonanz-Signalverlaufs mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen erfolgen. Den verschiedenen Datenbank-Signalverläufen ist dabei vorteilhafterweise jeweils ein unterschiedlicher Datenbankwert zumindest eines Materialparameters, beispielsweise einer T1-Relaxationszeit und/oder einer T2-Relaxationszeit, zugeordnet. Der Datenbank-Signalverlauf stellt dann jeweils den bei der Magnetresonanz-Fingerprinting Methode zu erwartenden Signalverlauf dar, wenn eine Probe, deren Materialeigenschaften denen des zugehörigen Datenbankwerts des zumindest einen Materialparameters entsprechen, untersucht wird. Die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode sieht dann typischerweise vor, dass ein Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe zu dem generierten Magnetresonanz-Signalverlauf anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs zugeordnet wird. Der zu dem zugeordneten Datenbank-Signalverlauf gehörende Datenbankwert des zumindest einen Materialparameters kann dann als Messwert des zumindest einen Materialparameters gesetzt werden. Die Magnetresonanz-Fingerprinting-Aufnahmemethode ermöglicht hierbei ein besonders vorteilhaftes Anpassen des Gradientenverlaufs unter Verwendung des modifizierten Musikstücks. Der Gradientenverlauf kann, insbesondere da die Magnetresonanz-Sequenz veränderliche und/oder pseudorandomisierte Repetitionszeiten einsetzen kann, insbesondere mit beliebigen Formen, beispielsweise dem modifizierten Frequenzspektrum des modifizierten Musikstücks, überlagert werden.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst eine Bilddatenerfassungseinheit, eine Recheneinheit mit einer Bereitstellungseinheit, einer Modifikationseinheit und einer Anpassungseinheit, wobei das Magnetresonanzgerät dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Somit ist das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät zum Ausführen eines Verfahrens zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts ausgebildet. Die Bereitstellungseinheit ist zum Bereitstellen einer Magnetresonanz-Sequenz und eines Musikstücks ausgebildet. Die Modifikationseinheit ist zum Modifizieren des Musikstücks unter Berücksichtigung zumindest eines akustischen Resonanzparameters, welcher zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts charakterisiert, wobei ein modifiziertes Musikstück erzeugt wird, ausgebildet. Die Anpassungseinheit ist zum Anpassen eines Gradientenverlaufs der Magnetresonanz-Sequenz unter Verwendung des modifizierten Musikstücks, wobei eine angepasste Magnetresonanz-Sequenz erzeugt wird, ausgebildet. Die Bilddatenerfassungseinheit ist zum Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels der angepassten Magnetresonanz-Sequenz ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sind die Anpassungseinheit und die Bilddatenerfassungseinheit derart ausgebildet, dass der Gradientenverlauf unter Verwendung des modifizierten Musikstücks derart angepasst wird, dass während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten das Magnetresonanzgerät aufgrund des Anwendens von Gradientenschaltungen mittels einer Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts eine Tonfolge erzeugt, welche zu dem modifizierten Musikstück korrespondiert.
Die Bereitstellungseinheit, die Modifikationseinheit und die Anpassungseinheit sind derart ausgebildet, dass das Bereitstellen des Musikstücks ein Bereitstellen eines Frequenzspektrums des Musikstücks umfasst, das Modifizieren des Musikstücks ein Modifizieren des Frequenzspektrums des Musikstücks umfasst, wobei ein modifiziertes Frequenzspektrum erzeugt wird, und das Anpassen des Gradientenverlaufs ein Anpassen des Gradientenverlaufs unter Verwendung des modifizierten Frequenzspektrums umfasst.
Das Magnetresonanzgerät umfasst eine Vergleichseinheit, wobei die Vergleichseinheit und die Modifikationseinheit derart ausgebildet sind, dass ein Vergleich von Frequenzamplituden zumindest eines Frequenzbands des Frequenzspektrums mit zumindest einem vorgegebenen Frequenzamplitudenschwellwert erfolgt und das Modifizieren des Frequenzspektrums unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sind die Vergleichseinheit und die Modifikationseinheit derart ausgebildet, dass das zumindest eine Frequenzband die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sind die Vergleichseinheit und die Modifikationseinheit derart ausgebildet, dass das Modifizieren des Frequenzspektrums ein Setzen von Frequenzamplituden des zumindest einen Frequenzbands, welche höher als der zumindest eine vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwert sind, auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Modifikationseinheit derart ausgebildet, dass das Modifizieren des Frequenzspektrums ein Verschieben einer Frequenzlage des Frequenzspektrums um eine Verschiebungsfrequenz umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Modifikationseinheit derart ausgebildet, dass die Verschiebungsfrequenz unter zumindest einer Randbedingung gewählt wird, wobei die zumindest eine Randbedingung umfasst, dass Frequenzamplituden, welche in zumindest einem Frequenzband des modifizierten Frequenzspektrums vorliegen, minimiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Modifikationseinheit derart ausgebildet, dass die Verschiebungsfrequenz über eine Zeitdauer des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten verändert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Modifikationseinheit derart ausgebildet, dass eine Frequenzlage in zumindest einem Frequenzband des Frequenzspektrums um eine Verschiebungsfrequenz verschoben wird, wobei die Verschiebungsfrequenz derart gewählt wird, dass eine Frequenzverdoppelung oder eine Frequenzhalbierung der Frequenzen des Frequenzbands erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts umfasst das Magnetresonanzgerät eine Speichereinheit, welche derart ausgebildet ist, dass das modifizierte Musikstück für eine spätere nochmalige Verwendung in einer Datenbank abgespeichert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bilddatenerfassungseinheit derart ausgebildet, dass die Magnetresonanz-Sequenz eine Magnetresonanz-Fingerprinting-Aufnahmemethode umfasst.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgeführt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann, der mit dem Magnetresonanzgeräts direkt verbunden oder als Teil des Magnetresonanzgeräts ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. So kann die Erfindung auch von dem besagten computerlesbaren Medium und/oder dem besagten elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts und des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module, insbesondere durch Hardware-Module, ausgebildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 ein exemplarisches Frequenzspektrum eines nicht modifizierten Musikstücks und
5 ein Frequenzspektrum gemäß 4 nach einer Modifizierung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 stellt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 schematisch dar. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjekts 15, im vorliegenden Fall eines Patienten, auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Liegentisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist. Die Magneteinheit 13 ist mittels einer Gehäuseverkleidung 31 des Magnetresonanzgeräts nach außen abgeschirmt.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zur Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanz-Sequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen, insbesondere aus dem Patienten 15, ausgebildet.
Zur Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Recheneinheit 24 auf. Die Recheneinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanz-Bilder können auf einer Bereitstellungseinheit 25, im vorliegenden Fall einer Anzeigeeinheit 25, des Magnetresonanzgeräts 11 für einen Benutzer bereitgestellt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Recheneinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
Die Recheneinheit 24 umfasst im dargestellten Fall eine Bereitstellungseinheit 33, eine Modifikationseinheit 34 und eine Anpassungseinheit 35. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst weiterhin eine Bilddatenerfassungseinheit 32. Die Bilddatenerfassungseinheit 32 wird im vorliegenden Fall von der Magneteinheit 13 zusammen mit der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und der Gradientensteuereinheit 28 gebildet. Das Magnetresonanzgerät 11 ist somit zusammen mit der Bilddatenerfassungseinheit 32 und der Recheneinheit 24 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2 oder 3 ausgelegt.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Die allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts 15 mittels eines Magnetresonanzgeräts 11.
In einem ersten Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Bereitstellen eines Musikstücks mittels der Bereitstellungseinheit 33 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11. In einem weiteren Verfahrensschritt 42 wird eine Magnetresonanz-Sequenz mittels der Bereitstellungseinheit 33 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 bereitgestellt. In einem weiteren Verfahrensschritt 43 erfolgt ein Bereitstellen eines akustischen Resonanzparameters, welcher zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts 11 charakterisiert, mittels der Bereitstellungseinheit 33 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11. Das Bereitstellen des Musikstücks, der Magnetresonanz-Sequenz und des akustischen Resonanzparameters kann dabei in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen. Das Musikstück, die Magnetresonanz-Sequenz und der akustische Resonanzparameter werden dabei insbesondere der Modifikationseinheit 34 und/oder der Anpassungseinheit 35 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 zur Weiterverarbeitung bereitgestellt.
In einem weiteren Verfahrensschritt 44 erfolgt ein Modifizieren des Musikstücks mittels der Modifikationseinheit 34 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 unter Berücksichtigung des zumindest einen akustischen Resonanzparameters, wobei ein modifiziertes Musikstück erzeugt wird. In einem weiteren Verfahrensschritt 45 erfolgt ein Anpassen eines Gradientenverlaufs der Magnetresonanz-Sequenz mittels der Anpassungseinheit 35 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 unter Verwendung des modifizierten Musikstücks, wobei eine angepasste Magnetresonanz-Sequenz erzeugt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt 46 erfasst die Bilddatenerfassungseinheit 32 des Magnetresonanzgeräts Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts 15 mittels der angepassten Magnetresonanz-Sequenz. Die erfassten Magnetresonanz-Bilddaten können in einem weiteren, nicht dargestellten Verfahrensschritt einem Benutzer bereitgestellt, insbesondere angezeigt, werden oder in einer Datenbank abgespeichert werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts 15 mittels eines Magnetresonanzgeräts 11.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 2, wobei bezüglich gleich bleibender Verfahrensschritte auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 2 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Verfahrensschritte sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
Die in 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 41, 42, 43, 44, 45, 46 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2 und ferner zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 2 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
Das Bereitstellen des Musikstücks im weiteren Verfahrensschritt 41 umfasst im gezeigten Fall ein Bereitstellen eines Frequenzspektrums F des Musikstücks. Das Frequenzspektrum F des Musikstücks kann direkt aus einer Datenbank geladen werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass ein aus einer Datenbank geladenes Musikstück frequenzanalysiert wird, wobei das Frequenzspektrum F des Musikstücks erzeugt wird.
Das Bereitstellen des zumindest einen Resonanzparameters im weiteren Verfahrensschritt 43 umfasst im gezeigten Fall ein Vorgeben zumindest eines Frequenzamplitudenschwellwerts T. Die Vorgabe kann manuell erfolgen. Der Frequenzamplitudenschwellwert T kann auch automatisch von Systemparametern des Magnetresonanzgeräts 11 abgeleitet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 47 erfolgt ein Vergleich von Frequenzamplituden zumindest eines Frequenzbands des Frequenzspektrums F mit dem zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert T. Der Vergleich kann mittels einer Vergleichseinheit der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 erfolgen. Das zumindest eine Frequenzband kann die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts umfassen.
Unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs wird das Frequenzspektrum F im weiteren Verfahrensschritt 44, dem Modifizieren des Musikstücks, modifiziert, wobei ein modifiziertes Frequenzspektrum M erzeugt wird.
Das Modifizieren des Frequenzspektrums F im weiteren Verfahrensschritt 44 kann dabei mittels einer ersten Vorgehensweise 44A oder einer zweiten Vorgehensweise 44S erfolgen. Die erste Vorgehensweise 44A und die zweite Vorgehensweise 44S können dabei getrennt voneinander oder kombiniert eingesetzt werden.
In der ersten Vorgehensweise 44A umfasst das Modifizieren des Frequenzspektrums F ein Setzen von Frequenzamplituden des zumindest einen Frequenzbands, welche höher als der zumindest eine vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwert T sind, auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert T. Im modifizierten Frequenzspektrum M sind die Frequenzamplituden des zumindest einen Frequenzbands also auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert T begrenzt.
In der zweiten Vorgehensweise wird eine Frequenzlage des Frequenzspektrums F zum Erzeugen des modifizierten Frequenzspektrums M um eine Verschiebungsfrequenz verschoben. Die Verschiebungsfrequenz kann dabei unter zumindest einer Randbedingung gewählt werden, wobei die zumindest eine Randbedingung umfasst, dass Frequenzamplituden, welche in zumindest einem Frequenzband des modifizierten Frequenzspektrums M vorliegen, minimiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Verschiebungsfrequenz über eine Zeitdauer des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten verändert werden. Es ist alternativ oder zusätzlich auch denkbar, dass eine Frequenzlage in zumindest einem Frequenzband des Frequenzspektrums F um eine Verschiebungsfrequenz verschoben wird, wobei die Verschiebungsfrequenz derart gewählt wird, dass eine Verdoppelung oder eine Halbierung der Frequenzen des Frequenzbands zum Erzeugen des modifizierten Frequenzspektrums M erfolgt.
Das Anpassen des Gradientenverlaufs erfolgt im in 3 dargestellten Fall im weiteren Verfahrensschritt 45 unter Verwendung des modifizierten Frequenzspektrums M. Der Gradientenverlauf wird dabei vorteilhafterweise unter Verwendung des modifizierten Musikstücks, insbesondere des modifizierten Frequenzspektrums M, derart angepasst, dass während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten das Magnetresonanzgerät aufgrund des Anwendens von Gradientenschaltungen mittels einer Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts eine Tonfolge erzeugt, welche zu dem modifizierten Musikstück korrespondiert.
Das modifizierte Musikstück kann auch in einem weiteren Verfahrensschritt 48 für eine spätere nochmalige Verwendung in einer Datenbank abgespeichert werden. Besonders vorteilhaft umfasst die im weiteren Verfahrensschritt 42 bereitgestellte Magnetresonanz-Sequenz eine Magnetresonanz-Fingerprinting-Aufnahmemethode MRF. Derart kann der Gradientenverlauf der Magnetresonanz-Sequenz besonders einfach unter Verwendung des modifizierten Musikstücks angepasst werden.
Die in 2–3 dargestellten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von der Recheneinheit ausgeführt. Hierzu umfasst die Recheneinheit erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit der Recheneinheit gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software in der Recheneinheit mittels einer Prozessoreinheit der Recheneinheit ausgeführt wird.
4 zeigt ein exemplarisches Frequenzspektrum eines nicht modifizierten Musikstücks und 5 zeigt ein Frequenzspektrum gemäß 4 nach einer Modifizierung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in 4 und 5 gezeigte Modifikation des Frequenzspektrums ist nur exemplarisch zu sehen und zu illustrativen Zwecken gedacht. In 4 und 5 ist lediglich die in 3 beschriebene erste Vorgehensweise 44A zum Modifizieren des Frequenzspektrums dargestellt. Selbstverständlich sind auch weitere Möglichkeiten, wie das in 4 dargestellte Frequenzspektrum modifiziert werden kann, denkbar. Auch sind die dargestellten Frequenzverläufe 54, 55, die Frequenzbänder 52, 53 und die Frequenzamplitudenschwellwerte 52T, 53T als nur exemplarisch anzusehen und willkürlich gewählt.
4 zeigt einen nicht modifizierten, ursprünglichen Frequenzverlauf 54. 5 zeigt dagegen einen modifizierten Frequenzverlauf 55. Die Frequenzverläufe 54, 55 sind dabei jeweils über einer horizontalen Frequenzachse 50 aufgetragen. Dabei sind jeweils die Frequenzamplituden der Frequenzverläufe 54, 55 auf einer vertikalen Amplitudenachse 51 aufgetragen.
In den gezeigten Frequenzspektren liegen jeweils ein erstes Frequenzband 52 und ein zweites Frequenzband 53 vor. Die Frequenzbänder 52, 53 stellen dabei diejenigen Frequenzbereiche auf der Frequenzachse 50 dar, in welchen akustische Resonanzfrequenzen des Magnetresonanzgeräts 11 liegen. Auf der Frequenzachse 50 sind jeweils eine erste untere Grenze 52a des ersten Frequenzbands 52 und eine erste obere Grenze 52b des ersten Frequenzbands 52 eingezeichnet. Weiterhin sind auf der Frequenzachse 50 jeweils eine zweite untere Grenze 53a des zweiten Frequenzbands 53 und eine zweite obere Grenze 53b des zweiten Frequenzbands 53 eingezeichnet.
Die Modifizierung des Frequenzspektrums des Musikstücks soll im Übergang von 4 zu 5 derart durchgeführt werden, dass Frequenzamplituden der Frequenzbänder 52, 53, welche höher als vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwerte 52T, 53T sind, auf die Frequenzamplitudenschwellwerte 52T, 53T gesetzt werden. Dafür weisen das erste Frequenzband 52 einen ersten Frequenzamplitudenschwellwert 52T und das zweite Frequenzband 53 einen zweiten Frequenzamplitudenschwellwert 53T auf. Im gezeigten Fall ist der zweite Frequenzamplitudenschwellwert 53T exemplarisch höher als der erste Frequenzamplitudenschwellwert 52T. Im zweiten Frequenzband 53 können also die Frequenzen mit höheren Frequenzamplituden angeregt werden als im ersten Frequenzband 52. Die anderen Frequenzbereiche, welche nicht im ersten Frequenzband 52 oder im zweiten Frequenzband 53 liegen, werden im dargestellten Fall exemplarisch nicht bei der Modifizierung des Frequenzspektrums beachtet.
Betrachtet man den modifizierten Frequenzverlauf 55 in 5 im Vergleich zum ursprünglichen Frequenzverlauf 54 von 4, so sieht man, dass die Frequenzamplituden im ersten Frequenzband 52 auf den ersten Frequenzamplitudenschwellwert 52T und im zweiten Frequenzband 53 auf den zweiten Frequenzamplitudenschwellwert 53T begrenzt wurden. Die Frequenzamplituden wurden auf die Frequenzamplitudenschwellwerte 52T, 53T abgeschnitten. Derart liegt im modifizierten Frequenzspektrum zwischen der ersten unteren Grenze 52a und der ersten oberen Grenze 52b keine Frequenz vor, welche eine Frequenzamplitude aufweist, welche höher als der erste Frequenzamplitudenschwellwert 52T ist. Zwischen der zweiten unteren Grenze 53a und der zweiten oberen Grenze 53b liegt im modifizierten Frequenzspektrum keine Frequenz vor, welche eine Frequenzamplitude aufweist, welche höher als der zweite Frequenzamplitudenschwellwert 53T ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden.

Claims

Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Bereitstellen einer Magnetresonanz-Sequenz und eines Musikstücks, wobei das Bereitstellen des Musikstücks ein Bereitstellen eines Frequenzspektrums des Musikstücks umfasst, – Modifizieren des Musikstücks unter Berücksichtigung zumindest eines akustischen Resonanzparameters, welcher zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts charakterisiert, wobei ein modifiziertes Musikstück erzeugt wird, wobei das Modifizieren des Musikstücks ein Modifizieren des Frequenzspektrums des Musikstücks umfasst, wobei ein modifiziertes Frequenzspektrum erzeugt wird, wobei ein Vergleich von Frequenzamplituden zumindest eines Frequenzbands des Frequenzspektrums mit zumindest einem vorgegebenen Frequenzamplitudenschwellwert erfolgt und das Modifizieren des Frequenzspektrums unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs erfolgt, – Anpassen eines Gradientenverlaufs der Magnetresonanz-Sequenz unter Verwendung des modifizierten Musikstücks, wobei eine angepasste Magnetresonanz-Sequenz erzeugt wird, wobei das Anpassen des Gradientenverlaufs ein Anpassen des Gradientenverlaufs unter Verwendung des modifizierten Frequenzspektrums umfasst, – Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels der angepassten Magnetresonanz-Sequenz.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gradientenverlauf unter Verwendung des modifizierten Musikstücks derart angepasst wird, dass während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten das Magnetresonanzgerät aufgrund des Anwendens von Gradientenschaltungen mittels einer Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgeräts eine Tonfolge erzeugt, welche zu dem modifizierten Musikstück korrespondiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Frequenzband die zumindest eine akustische Resonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modifizieren des Frequenzspektrums ein Setzen von Frequenzamplituden des zumindest einen Frequenzbands, welche höher als der zumindest eine vorgegebene Frequenzamplitudenschwellwert sind, auf den zumindest einen Frequenzamplitudenschwellwert umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modifizieren des Frequenzspektrums ein Verschieben einer Frequenzlage des Frequenzspektrums um eine Verschiebungsfrequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Verschiebungsfrequenz unter zumindest einer Randbedingung gewählt wird, wobei die zumindest eine Randbedingung umfasst, dass Frequenzamplituden, welche in zumindest einem Frequenzband des modifizierten Frequenzspektrums vorliegen, verringert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–6, wobei die Verschiebungsfrequenz über eine Zeitdauer des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, wobei eine Frequenzlage in zumindest einem Frequenzband des Frequenzspektrums um eine Verschiebungsfrequenz verschoben wird, wobei die Verschiebungsfrequenz derart gewählt wird, dass eine Frequenzverdoppelung oder eine Frequenzhalbierung der Frequenzen des Frequenzbands erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das modifizierte Musikstück für eine spätere nochmalige Verwendung in einer Datenbank abgespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz eine Magnetresonanz-Fingerprinting Aufnahmemethode umfasst.
Magnetresonanzgerät, umfassend eine Bilddatenerfassungseinheit, eine Recheneinheit mit einer Bereitstellungseinheit, einer Modifikationseinheit und einer Anpassungseinheit, wobei das Magnetresonanzgerät dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgeführt wird.