DE102014226034A1

DE102014226034A1 - Bildkorrektur bei der MR-Bildgebung unter Berücksichtigung des Empfangsprofils

Info

Publication number: DE102014226034A1
Application number: DE102014226034.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Köhler; Wilfried Landschütz; Jürgen Nistler; Markus Vester
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: DE102014226034B4; US9940540B2; US20160171670A1

Abstract

Es wird ein Verfahren (200) zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten (VB) beschrieben. Bei dem genannten Verfahren (200) wird ein Empfangsprofil einer ersten Empfangsantenne der Magnetresonanzanlage ermittelt. Zudem wird eine Korrekturfunktion (fcorr) ermittelt, mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils (RP) bezüglich einer Symmetrieebene (SE) korrigiert wird. Es werden ferner Bilddaten (BD) empfangen und durch Multiplizieren der Intensitätswerte der Bilddaten (BD) mit der ermittelten Korrekturfunktion korrigiert. Es wird auch ein Verfahren (400) zur Magnetresonanzbildgebung eines abzubildenden Bereichs (ROI) eines Untersuchungsobjekts (O) beschrieben. Ferner werden eine Bildkorrektureinrichtung (22) sowie eine Magnetresonanzanlage (1) beschrieben, welche die genannte Bildkorrektureinrichtung (22) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Magnetresonanzbildgebung eines abzubildenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts. Ferner betrifft die Erfindung eine Bildkorrektureinrichtung für eine Magnetresonanzmessung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzanlage.
In einem Magnetresonanzsystem wird üblicherweise der zu untersuchende Körper mit Hilfe eines Grundfeldmagnetsystems einem relativ hohen Grundfeldmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 Tesla, 3 Tesla oder 7 Tesla ausgesetzt. Nach Anlegen des Grundfeldes richten sich Kerne im Untersuchungsobjekt mit einem nicht verschwindenden nuklearen magnetischen Dipolmoment, häufig auch Spin genannt, entlang des Feldes aus. Dieses kollektive Verhalten des Spin-Systems wird mit der makroskopischen „Magnetisierung“ beschrieben. Die makroskopische Magnetisierung ist die Vektorsumme aller mikroskopischen magnetischen Momente im Objekt an einem bestimmten Ort. Zusätzlich zu dem Grundfeld wird mit Hilfe eines Gradientensystems ein Magnetfeldgradient angelegt, durch den die Magnetresonanzfrequenz (Larmor-Frequenz) am jeweiligen Ort bestimmt wird. Über ein Hochfrequenz-Sendesystem werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Anregungssignale (HF-Pulse) ausgesendet, was dazu führen soll, dass die makroskopische „Magnetisierung“ um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Grundmagnetfelds verkippt wird. Wirkt ein solcher HF-Puls auf Spins, die schon angeregt sind, so können diese in eine andere Winkelstellung umgekippt oder sogar in einen Ausgangszustand parallel zum Grundmagnetfeld zurückgeklappt werden. Bei der Relaxation der angeregten Kernspins werden Hochfrequenzsignale, so genannte Magnetresonanzsignale, resonant abgestrahlt, die mittels geeigneter Empfangsantennen (auch Magnetresonanzspulen oder Empfangsspulen genannt) empfangen, anschließend demoduliert und digitalisiert werden und dann als sogenannte „Rohdaten“ weiterverarbeitet werden. Die Akquisition der Magnetresonanzsignale erfolgt im Ortsfrequenzraum, dem sogenannten „k-Raum“, wobei während einer Messung z. B. einer Schicht der k-Raum entlang einer durch die Schaltung der Gradientenpulse definierten „Gradiententrajektorie“ (auch „k-Raum-Trajektorie“ genannt) zeitlich durchlaufen wird. Außerdem müssen zeitlich passend koordiniert die HF-Pulse ausgesandt werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können nach weiteren Verarbeitungsschritten, die in der Regel auch vom Akquisitionsverfahren abhängen, schließlich mittels einer zweidimensionalen Fourier-Transformation die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden. Alternativ können inzwischen auch dreidimensionale Volumen definiert angeregt und ausgelesen werden, wobei die Rohdaten wiederum nach weiteren Verarbeitungsschritten in einen dreidimensionalen k-Raum einsortiert werden. Es kann dann entsprechend eine Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatenvolumens mittels einer dreidimensionalen Fourier-Transformation erfolgen.
Üblicherweise werden zur Ansteuerung eines Magnetresonanztomographiesystems bei der Messung bestimmte vorgegebene Pulssequenzen, d. h. Abfolgen von definierten HF-Pulsen sowie von Gradientenpulsen in verschiedenen Richtungen und von Auslesefenstern, währenddessen die Empfangsantennen auf Empfang geschaltet sind und die Magnetresonanzsignale empfangen und verarbeitet werden, verwendet. Mit Hilfe eines sogenannten Messprotokolls werden diese Sequenzen für eine gewünschte Untersuchung, zum Beispiel einen bestimmten Kontrast der berechneten Bilder, vorab parametrisiert. Das Messprotokoll kann auch weitere Steuerdaten für die Messung enthalten. Dabei gibt es eine Vielzahl von Magnetresonanz-Sequenztechniken, nach denen Pulssequenzen aufgebaut sein können.
Insbesondere, wenn bei MR-Messungen hohe Feldstärken von 3 Tesla oder mehr verwendet werden, können lokale Variationen des Hochfrequenzfeldes, auch B1-Feld genannt, auftreten, welche durch elektrische oder dielektrische Effekte hervorgerufen werden. Diese Variationen können zu Inhomogenitäten der gemessenen Signalverteilung führen, welche Einfluss auf die Qualität der rekonstruierten Bildaufnahmen hat, und damit zu einer Beeinflussung der diagnostischen Qualität führen. Diese Variationen sind im Allgemeinen abhängig von der Form und Beschaffenheit des untersuchten Objektes, daher können bei verschiedenen Patienten und in verschiedenen Körperregionen unterschiedliche Variationen des B1-Feldes beobachtet werden.
Dabei lassen sich die relevanten Effekte in zwei Kategorien unterteilen: Zum einen bewirkt eine Variation des im Sendefall vorliegenden B1-Feldes eine inhomogene Verteilung der erreichten Kippwinkel (Flipwinkel). Damit im Zusammenhang stehende Phänomene werden im Folgenden als TX-Effekte bezeichnet. Zum anderen werden auch lokale Variationen der Empfangssensitivität von Empfangsspulen beobachtet, selbst von solchen Empfangsspulen, die als Volumenspulen ausgelegt sind. Die damit in Verbindung stehenden Phänomene werden nachfolgend als RX-Effekte bezeichnet und sind aufgrund des in der MR-Bildgebung bekannten Reziprozitätsprinzips auch mit Variationen des B1-Feldes verbunden.
Bei manchen klinischen diagnostischen Fragestellungen wird die Symmetrie von Teilen des Körpers ausgenutzt. Dies ist zum Beispiel bei manchen Untersuchungen im Bereich des Kopfes der Fall. Dabei kann eine asymmetrische Signalverteilung und damit eine Asymmetrie im rekonstruierten MR-Bild (z.B. in Bezug auf vorne/hinten oder links/rechts) auf eine Erkrankung hindeuten. Werden asymmetrische Signalverteilungen durch die oben beschriebenen TX- oder RX-Effekte hervorgerufen, kann das fälschlicherweise auf eine Erkrankung hindeuten oder zumindest die Bildqualität negativ beeinflussen.
Beispielsweise kann bei transversalen Kopfuntersuchungen eine störende Signalüberhöhung in der rechten Bildhälfte auftreten, obwohl der Kopf relativ symmetrisch (bezogen auf die zentrale sagittale Ebene) ist und der klinische Betrachter daher auch symmetrische Bilder erwarten würde.
Lokalspulen (bzw. Oberflächenspulen) weisen ohnehin stark inhomogene Empfangsprofile auf. Unter einem Empfangsprofil, auch abgekürzt als RX-Profil bezeichnet, soll im Folgenden die Intensität der Empfangssignale in Abhängigkeit vom Ihrem Ursprungsort bei homogener Verteilung der Gewebeeigenschaften (wie Protonendichte und Relaxationszeiten), sowie homogener Verteilung des Grundmagnetfeldes und des Kippwinkels verstanden werden.
Herkömmlich werden die Bilder (nachdem die Signale der einzelnen Lokalspulenelemente mit einem geeigneten Verfahren kombiniert wurden) daher häufig entweder mit einem bildbasierten Filter geglättet oder auf das relativ homogene Signal einer Volumenspule, z.B. der bei Ganzkörperscannern vorhandenen Body Coil, normiert. Die oben beschriebenen RX-Effekte führen jedoch dazu, dass auch das Signal der Volumenspule unter Umständen nicht mehr homogen ist und sich daher auf die Lokalspulen-Bilder auswirkt.
Die erwähnte Anwendung von Bildfiltern stellt sich teilweise ebenfalls als nicht zufriedenstellend heraus, z.B. kann dadurch der gesamte Bildeindruck verfälscht werden und pathologische Auswirkungen auf das Bild können unter Umständen beeinflusst werden.
Bei der Erfassung von Messsignalen geht das Empfangsprofil RP(x, y, z) der verwendeten Empfangsspulenkombination bzw. der Spulenkombination, auf die das gemessene Signal normiert wird (im obigen Beispiel die Body Coil), proportional in das am Ort x, y, z gemessene Signal S(x, y, z) ein: S(x, y, z)αRP(x, y, z) (1)
Der Effekt des TX-Profils, welches den bei der Ausrichtung der Spins bezüglich der Orientierung der Magnetfeldlinien des Grundmagnetfelds am Ort (x, y, z) tatsächlich vorliegenden Kippwinkel bestimmt, auf das gemessene Signal ist deutlich komplizierter und hängt im Allgemeinen von den Sequenzeigenschaften (z.B. Sequenzart, Echozeit und Repetitionszeit) sowie den Eigenschaften des untersuchten Gewebes (wie Protonendichte und Relaxationszeiten) ab.
Wie bereits erwähnt, besteht eine Möglichkeit der Kompensation der veränderten Signalverteilung in der Anwendung von Bildfiltern, wodurch die Homogenität der MR-Bildaufnahmen verbessert werden soll. Diese Maßnahme zielt also darauf ab, die Kombination der Auswirkungen der beschriebenen TX- und RX-Effekte zu kompensieren. Derartige Filter können z.B. darauf abzielen, Intensitätsvariationen von geringer Frequenz im Ortsraum aus den Bildern zu entfernen. Diese „langsam variierenden“ Komponenten unterscheiden sich von den anatomischen Strukturen, die im Allgemeinen aus höheren Ortsfrequenzen bestehen. Einige Bildfilter nutzen den Sachverhalt aus, dass in bestimmten, an verschiedenen Positionen befindlichen Bildregionen die gleiche Signalintensität vorhanden sein sollte. Liegt eine Differenz der Signalintensität vor, so kann auf eine Inhomogenität im Sende-/Empfangsverhalten der Anordnung geschlossen werden und diese entsprechend korrigiert werden.
Einige verwendete Verfahren gehen lediglich auf die TX-Effekte ein, z.B. die Anwendung von B1-shimming oder anderer pTX-Methoden, um eine homogene Verteilung der Kippwinkel zu erreichen. Diese Verfahren setzen das Vorhandensein von mehreren Sendekanälen voraus. Beim B1-shimming wird dabei durch geschickte Wahl der Amplitudenverhältnisse und Phasendifferenzen zwischen den verschiedenen Sendekanälen eine geeignete Polarisation gewählt, die zu möglichst geringen Variationen der erzielten Kippwinkel führt. Um eine zufriedenstellende Homogenität zu erreichen, ist jedoch teilweise eine große Anzahl (z.B. 8 oder mehr) von Sendekanälen erforderlich. Eine solche Anordnung ist ziemlich kostspielig und in kommerziellen Systemen üblicherweise nicht verfügbar.
Alternativ können zur Kompensation der TX-Effekte auch B1-insensitive RF-Pulse verwendet werden. Nachteilig daran sind jedoch z.B. die längere Pulsdauer und die erhöhte Energiedosis, weshalb dieser Ansatz nicht für alle MR-Sequenzen geeignet ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfach zu realisierendes und trotzdem effektives Verfahren zur Korrektur der beschriebenen Inhomogenität im Empfangsverhalten von Magnetresonanzanlagen zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten gemäß Patentanspruch 1, durch ein Verfahren zur Magnetresonanzbildgebung eines abzubildenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts gemäß Patentanspruch 9, durch eine Bildkorrektureinrichtung gemäß Patentanspruch 11 und durch eine Magnetresonanzanlage gemäß Patentanspruch 12 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten wird zunächst ein Empfangsprofil einer ersten Empfangsantenne der Magnetresonanzanlage ermittelt. Dabei kann die Empfangsantenne sowohl die Antenne sein, mit der später die eigentliche Bildaufnahme durchgeführt wird, als auch eine andere Empfangsantenne sein, auf die die Empfangsantenne, mit der die spätere Bildaufnahme durchgeführt wird, normiert ist. Auf Basis des ermittelten Empfangsprofils wird dann eine Korrekturfunktion ermittelt, mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils bezüglich einer Symmetrieebene korrigiert werden kann. Die Symmetrieebene kann zum Beispiel eine Symmetrieebene eines zu untersuchenden Bereichs, zum Beispiel eines Körperteils, wie zum Beispiel ein Kopf, sein. Bei der eigentlichen Bildaufnahme werden Bilddaten beispielsweise über eine Bilddatenschnittstelle empfangen, welche die Bilddaten beispielsweise von der Rekonstruktionseinheit einer Magnetresonanzanlage empfängt, und diese Bilddaten durch Multiplizieren der Intensitätswerte der Bilddaten mit der ermittelten Korrekturfunktion korrigiert. Es kann auch der Fall sein, dass bereits Daten bezüglich des Empfangsprofils und Bilddaten in einem Speicher vorliegen und diese im Rahmen des beschriebenen Verfahrens über die Bilddatenschnittstelle an die Bildkorrektureinrichtung weitergeleitet und korrigiert werden.
Durch die Korrektur der Asymmetrie des erfassten Bilds von einem zu untersuchenden Bereich wird also die Information ausgenutzt, dass der zu untersuchende Bereich bezüglich einer bestimmten Symmetrieebene symmetrisch ist. Die Korrektur eliminiert vorteilhaft nur die durch die Asymmetrie des Empfangsprofils verursachten Asymmetrien, während echte Asymmetrien, welche durch eine Krankheit bzw. einen pathologischen Prozess verursacht wurden, erhalten bleiben. Pathologien können z.B. dazu führen, dass die Relaxationszeiten lokal verändert werden, wodurch das gemessene Signal an den Stellen der Pathologien verändert. Diese Effekte sind jedoch unabhängig von dem Verlauf des RX-Profils. Dieses kann z.B. durch im Körper induzierte Wirbelströme modifiziert werden, aber nicht durch lokale Veränderungen der Relaxationszeiten. Somit führen Pathologien im Allgemeinen zu einem veränderten Signal, ohne dass das RX-Profil an diesen Stellen beeinflusst wird.
Das beschriebene Verfahren ist besonders geeignet für Messungen in Körperregionen, die symmetrisch sind und in denen daher auch symmetrische Signalverteilungen zu erwarten sind, wie das beispielsweise im Gehirn der Fall ist.
Da die Korrektur vorteilhaft in einem reinen Nachverarbeitungschritt stattfindet, wird die eigentliche bildgebende Messung nicht beeinflusst. Somit muss die Bildgebung als solche im Vergleich zu existierenden Messverfahren nicht abgeändert werden. Aus diesem Grund verlängert sich die eigentliche Messzeit nicht. Lediglich die Zeit für die Messung der Daten, aus denen das Empfangsprofil bestimmt wird, muss zusätzlich aufgewendet werden. Eventuell kann jedoch die Messung zur Aufnahme des Empfangsprofils mit einer niedrigeren Auflösung als die eigentliche Bildaufnahme durchgeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Magnetresonanzbildgebung eines abzubildenden Bereichs eines Untersuchungsobjekts wird zunächst ein homogenes Grundfeld B₀ in dem abzubildenden Bereich erzeugt. Zusätzlich wird auch ein zeit- und ortsabhängiges Gradientenfeld in dem abzubildenden Bereich erzeugt. Weiterhin wird ein Anregungsfeld auf Basis einer Pulsfolge erzeugt, mit dem Echosignale erzeugt werden, welche Strukturinformation über den abzubildenden Bereich umfassen. Diese Echosignale werden als HF-Empfangssignale von dem abzubildenden Bereich des abzubildenden Objekts erfasst. Aus den erfassten HF-Empfangssignalen werden Rohdaten erzeugt und es werden auf Basis der Rohdaten Bilddaten rekonstruiert. Auf die rekonstruierten Bilddaten wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten angewandt.
Die erfindungsgemäße Bildkorrektureinrichtung umfasst eine Empfangsprofil-Ermittlungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, ein Empfangsprofil einer Empfangseinrichtung einer Magnetresonanzanlage zu ermitteln. Die Empfangsprofil-Ermittlungseinheit ermittelt beispielsweise vor einer Bildaufnahme von einem bestimmten Patienten eine Art Testbild, aus dem das einem bestimmten Bereich eines bestimmten Patienten zugeordnete Empfangsprofil ermittelt wird. Die erfindungsgemäße Bildkorrektureinrichtung umfasst zudem eine Korrekturfunktions-Ermittlungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Korrekturfunktion, mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils bezüglich einer Symmetrieebene korrigiert wird, zu ermitteln. Die erfindungsgemäße Bildkorrektureinrichtung weist ferner eine Bilddatenschnittstelle auf, welche dazu eingerichtet ist, Bilddaten zu erfassen. Die Bilddaten können beispielsweise bei einer Messung oder nach einer Messung von einer Bilddatenrekonstruktionseinheit empfangen werden. Schließlich umfasst die erfindungsgemäße Bildkorrektureinrichtung eine Bilddatenkorrektureinheit, welche dazu eingerichtet ist, die empfangenen Bilddaten durch Multiplizieren der Intensitätswerte der Bilddaten mit der ermittelten Korrekturfunktion zu korrigieren.
Die erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage umfasst die erfindungsgemäße Bildkorrektureinrichtung. Die erfindungsgemäße Bildkorrektureinrichtung ist also insbesondere Teil einer Magnetresonanzanlage. Sie kann zum Beispiel Teil einer bereits vorhandenen Steuerungseinheit, Rekonstruktionseinheit oder Auswertungseinheit sein.
Die (erwähnten und ggf. weitere) Einheiten müssen nicht zwangsläufig als Hardware-Komponenten ausgebildet sein, sondern können auch als Software-Module realisiert sein, beispielsweise wenn die beschriebenen Funktionen von einer bereits auf dem gleichen Gerät realisierten anderen Komponente, wie zum Beispiel einer zentralen Prozesseinheit oder einer bereits vorhandenen Steuerungseinheit ausgeführt werden können. Ebenso können die genannten Einheiten aus Hardware- und Software-Komponenten bestehen, wie zum Beispiel eine Standard-Hardware-Einheit, die durch Software für den konkreten Einsatzzweck speziell konfiguriert wird. Außerdem können mehrere Einheiten auch in einer gemeinsamen Einheit zusammengefasst sein.
Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Prozessor der Magnetresonanzanlage ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens (auch gemäß den weiter untenstehenden Aspekten) auszuführen, wenn das Programmprodukt auf der Magnetresonanzanlage ausgeführt wird.
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die erste Empfangsantenne eine Volumenspule, auf die das Empfangsprofil einer Lokalspule normiert ist. Dabei werden die Bilddaten mit Hilfe von Empfangssignalen erzeugt, die von der Lokalspule erfasst werden. In dieser speziellen Ausgestaltung kann beispielsweise die Volumenspule ein relativ homogenes Empfangssignal aufweisen. Die Korrektur des Empfangsprofils der Volumenspule kann in diesem Fall also deutlich geringer ausfallen. Die Lokalspule, mit der dann die eigentliche Bildaufnahme durchgeführt ist, ist auf die Volumenspule normiert, d.h., das Verhalten der Lokalspule entspricht einem Verhalten der Referenzspule, wenn bei dieser verschiedene Kanäle mit bestimmten Gewichten kombiniert sind. Diese Kombination muss bei der Ermittlung des Empfangsprofils berücksichtigt werden.
In einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Symmetrieebene die yz-Ebene oder die xy-Ebene oder die xz-Ebene (siehe 1). Üblicherweise besteht bei der MR-Bildaufnahme eines Patienten eine Symmetrie bezüglich der yz-Ebene. Beispielsweise weist der Kopf oder auch andere Körperbereiche eine Symmetrie bezüglich der sagittalen Ebene auf. Da lediglich die Asymmetrie des Empfangsprofils bezüglich einer gewählten Ebene korrigiert wird, bleibt der ursprüngliche, im medizinischen Einsatz gewohnte Bildeindruck weitgehend bestehen. Es kann alternativ auch der Fall sein, dass die Symmetrieebene auch irgendwie schief liegen kann, beispielsweise, wenn der Kopf gegenüber dem restlichen Körper oder dem Scanner geneigt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Symmetrieebene mit einem automatischen Verfahren ermittelt. Dabei erkennt ein Muster-Erkennungsalgorithmus automatisch die Form des gerade untersuchten Körperteils und findet damit auch die Symmetrieebene (bzw. die zentrale Ebene bezüglich einer definierten Richtung). Beispielsweise gibt es Verfahren (bei Siemens-Scannern „auto align“ genannt), die für ein gewähltes Körperteil die Form erkennen und das untersuchte Volumen automatisch um das relevante Körperteil (Z.B. den Kopf) des Patienten zentrieren. Ist der Kopf z.B. geneigt, wird das durch dieses Verfahren erkannt. Sobald das Aufnahmevolumen um das betreffende Körperteil zentriert ist und dementsprechend ausgerichtet ist, kann damit auch direkt die Symmetrieebene (bzw. die zentrale Ebene) bestimmt werden.
Besonders bevorzugt umfasst die Korrekturfunktion eine Quadratwurzel eines Quotienten aus dem an der Symmetrieebene gespiegelten Empfangsprofil und dem Empfangsprofil. Eine solche Korrekturfunktion symmetrisiert das Empfangsprofil der Empfangsspule und sorgt zusätzlich dafür, dass das korrigierte Empfangsprofil in der Symmetrieebene gleich dem unkorrigierten Empfangsprofil ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Korrekturfunktion besteht darin, dass mit dieser nur die asymmetrischen RX-Anteile korrigiert werden. In manchen Fällen wird – auch ohne die Verwendung einer Korrektur – eine in 3 erkennbare Abnahme der Signalintensitäten bei Entfernung von der Ordinatenachse genutzt, um eine inhomogene Verteilung des TX-Profils (bzw. Sendeprofil, oder HF-Sendefeld) zu korrigieren. Denn in manchen Fällen (z.B. im Kopf bei einer Stärke des Grundmagnetfeldes von 3 Tesla) ist die Intensität der Verteilung des TX-Profils zur Symmetrieachse hin ebenfalls stärker und nimmt nach außen hin ab. Eine solche Überhöhung im Zentrum bewirkt eine entsprechende Überhöhung des Flipwinkels in diesem Bereich. Da bei einigen Bildgebungsmessungen eine Erhöhung des Kippwinkels relativ zum eigentlichen Ziel-Kippwinkel zu einem sinkenden Signal führt, kommt es bei diesen Sequenzen durch die Überhöhung des Empfangsprofils im Zentrum und durch die Überhöhung des TX-Profils im Zentrum zu einer gegenseitigen Kompensation der beiden Überhöhungen des TX-Profils und des RX-Profils.
Beispielsweise wird durch die hier vorgeschlagene Korrektur bei diesen Messungen im Bereich des Kopfes der Verlauf der Signalintensität von der Bildmitte zum äußeren Bereich nicht wesentlich beeinflusst. Der Bildeindruck würde dagegen beeinflusst, wenn das gemessene Bild komplett um das Empfangsprofil korrigiert würde, indem zum Beispiel das Bild durch das Empfangsprofil der Empfangsantenne dividiert würde und keine Korrektur der TX-Effekte erfolgen würde. Dann ergäbe sich bei Messungen im Bereich des Kopfes ein Abfall des Signals vom äußeren Bereich zur Mitte hin, da das unkorrigierte Empfangsprofil in der Mitte eine starke Überhöhung aufweist und das Echosignal in der Mitte entsprechend schwächer ist, wie bereits erläutert wurde.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten umfasst das Ermitteln des Empfangsprofils ein Ermitteln eines Sendeprofils und ein Spiegeln des Sendeprofils an einer Symmetrieebene. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sachverhalt ausgenutzt, dass die Empfangssensitivität einer Spule dem an der Symmetrieebene gespiegelten Sendeprofil entspricht. Zur Ermittlung des Sendeprofils kann zum Beispiel auf ein B1-Mapping-Verfahren zurückgegriffen werden. Diese Vorgehensweise ist in der Veröffentlichung Collins, C. M., et al. "Different excitation and reception distributions with a single-loop transmit-receive surface coil near a head-sized spherical phantom at 300 MHz." Magnetic resonance in medicine 47 (2002): 1026–1028 ausführlich erläutert.
Zusätzlich zur Korrektur des Empfangsprofils kann bei der Korrektur der Bilddaten auch eine Inhomogenität des Sendeprofils korrigiert werden. Hierbei können die bereits erwähnten Verfahren, z.B. die Anwendung von B1-shimming oder anderer pTX-Methoden, um eine homogene Verteilung der Kippwinkel zu erreichen, eingesetzt werden.
Vorteilhaft umfasst die Korrektur der Inhomogenität des Sendeprofils die Multiplikation der Intensitätswerte der Bilddaten mit einer zusätzlichen Korrekturfunktion.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Magnetresonanzbildgebung kann als HF-Pulsfolge eine Pulsfolge mit B1-insensitiven HF-Pulsen verwendet werden. Durch die Verwendung einer solchen speziellen Pulsfolge können Artefakte, welche durch eine inhomogene Verteilung des B1-Feldes erzeugt werden, reduziert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:
1 schematisch eine typische Orientierung eines Patienten in einer Magnetresonanzanlage,
2 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
3 ein Schaubild, in dem die Korrektur eines asymmetrischen Empfangsprofils veranschaulicht wird,
4 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
5 eine schematische Darstellung einer Magnetresonanzanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In 1 ist die Orientierung eines Koordinatensystems einer Magnetresonanzanlage mit x-Achse, y-Achse und z-Achse gezeigt. Ein auf einem Patiententisch liegender Patient O ist bezüglich seiner Längsachse in z-Richtung orientiert positioniert. Weiterhin sind in der 1 beispielhaft Schnittbilder des Kopfes des Patienten O gezeigt, welche Aufnahmen in der sagittalen Ebene sag (yz-Ebene), der koronalen Ebene cor (xz-Ebene) und parallel zur axialen Ebene ax (xy-Ebene) darstellen. In diesem Zusammenhang ist es aufgrund der Symmetrie des Kopfes besonders von Vorteil, wenn das Empfangsprofil im Referenzfall in der koronalen Ebene oder parallel zur koronalen Ebene für Regionen gleichen Gewebes links und rechts der mittleren sagittalen Ebene gleich ist. Denn dann können Asymmetrien bezüglich der mittleren sagittalen Ebene als Hinweis auf Erkrankungen gedeutet werden. Um eine im Referenzfall, also in einem Fall eines gesunden Patienten symmetrische Verteilung der Signalintensität zu erhalten, wird erfindungsgemäß das Empfangsprofil der zum Empfang von Messsignalen verwendeten Empfangsspule berücksichtigt, um die erfassten Messsignale in Abhängigkeit vom Ort, von dem sie ausgesandt waren, zu korrigieren. Ähnlich vorteilhaft ist es auch, wenn das Empfangsprofil in der axialen Ebene oder parallel zur axialen Ebene für Regionen gleichen Gewebes links und rechts der mittleren sagittalen Ebene gleich ist. Denn in dieser Orientierung ist das Gehirn ebenso symmetrisch bezüglich der mittleren sagittalen Ebene.
In 2 ist schematisch der Ablauf eines Verfahrens 200 zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage erfassten Bilddaten veranschaulicht. Bei dem Schritt 2.I wird zunächst ein Empfangsprofil RP einer Empfangsantenne der Magnetresonanzanlage ermittelt. Dabei muss dieses Empfangsprofil RP nicht zwangsläufig das Empfangsprofil der Empfangsantenne sein, mit der später die eigentliche Bildaufnahme durchgeführt wird. Beispielsweise kann es sich bei dem ermittelten Empfangsprofil auch um das Empfangsprofil einer Volumenspule handeln, auf die das Empfangsprofil einer Lokalspule oder eine Gruppe von Lokalspulen, mit denen die eigentliche Aufnahme eines zu untersuchenden Bereichs eines Patienten durchgeführt wird, normiert ist. Wie bereits erwähnt kann das Empfangsprofil also das an der Symmetrieebene, also der zentralen sagittalen Ebene des untersuchten Patienten gespiegelte Sendeprofil TP sein. Das Sendeprofil kann wiederum mit Hilfe eines bekannten B1-Mapping-Verfahrens ermittelt werden.
Bei dem Schritt 2.II wird eine Korrekturfunktion f_corr, mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils RP bezüglich einer Symmetrieebene, in diesem Fall der yz-Ebene (siehe 1), korrigiert wird, ermittelt. Die Korrekturfunktion kann insbesondere folgende Gestalt haben:
Dabei bezeichnet RP (x, y, z) das am Ort (x, y, z) geltende Empfangsprofil. Die Korrekturfunktion f_corr ist also so gewählt, dass eine Kompensation einer Asymmetrie bezüglich der Symmetrieebene des Untersuchungsobjekts, in diesem Fall der yz-Ebene, welche durch eine Asymmetrie des Empfangsprofils RP bewirkt wurde, erreicht wird und zudem das korrigierte Signal bezüglich seiner über die x-Achse gemittelten Intensität nicht verfälscht wird (siehe 3). Die verwendeten Koordinaten (x, y, z) können beispielsweise Koordinaten des Patientenkoordinatensystems sein, in diesem Fall entsprechen sie also den Koordinaten (sag, cor, tra) oder (links, anterior, fußwärts).
In einer anderen Ausgestaltung kann bei entsprechend vorliegender Symmetrie auch eine Korrektur des Empfangsprofils bezüglich der XZ-Ebene bzw. der mittleren koronalen Ebene sinnvoll sein. Beispielsweise können bestimmte innere Organe bezüglich der genannten Ebene symmetrisch sein. In einem solchen Fall lautet die Korrekturfunktion:
Bei dem Schritt 2.III werden Bilddaten BD mit Hilfe der Bilddatenerfassungseinrichtung erfasst, wobei diese Bilddaten noch aufgrund des asymmetrischen Empfangsprofils verzerrt sind bzw. Artefakte umfassen.
Bei dem Schritt 2.IV erfolgt schließlich die Ermittlung von korrigierten Bilddaten CBD durch Multiplizieren der Intensitätswerte der Bilddaten BD mit der ermittelten Korrekturfunktion: S_corr(x, y, z) = S(x, y, z)·f_corr(x, y, z) (3)
Dabei ist S_corr das korrigierte Messsignal im Ortsraum und S(x, y, z) das aufgrund der oben beschriebenen Inhomogenitäten verfälschte empfangene Messsignal, welches einer Intensität eines Pixels oder Voxels am Ort (x, y, z) entspricht.
In 3 ist in einem Schaubild die Effektivität der mit Hilfe des in 2 beschriebenen Verfahrens durchgeführten Korrektur veranschaulicht. Es ist die einem unkorrigierten Empfangsprofil RP zugeordnete Intensität I in Abhängigkeit von der Position x in willkürlichen Einheiten als durchgezogene Linie gezeigt, wobei als Ordinatenachse die yz-Ebene, d.h. die zentrale sagittale Ebene bzw. eine Projektion davon eingezeichnet ist. Auffällig ist, dass das Empfangsprofil RP nicht nur bezüglich der Ordinatenachse unsymmetrisch ist, sondern dessen Werte zusätzlich noch mit zunehmendem Abstand von dem Maximum des Empfangsprofils (d.h. rechts von x = 0) abnehmen. Weiterhin ist als mit abwechselnden Punkten und Strichen gekennzeichnete Linie eine Korrekturfunktion f_corr(x) gezeigt, wie sie mit dem in 2 veranschaulichten Verfahren 200 ermittelt wird. Schließlich ist auch das korrigierte Empfangsprofil RP_corr mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Dabei ergibt sich das Empfangsprofil wie folgt: RP_corr(x) = f_corr(x)·RP(x) (4)
Wie zu erkennen ist, ist das korrigierte Empfangsprofil symmetrisch und weist zudem ein Maximum an der Symmetrieachse auf. Diese Eigenschaft des korrigierten Empfangsprofils kann dazu genutzt werden, eine Abschwächung des Signals nahe der Ordinatenachse aufgrund einer Überhöhung des Sendeprofils in diesem Bereich zu kompensieren. Eine Überhöhung des Sendeprofils TP kann also durch eine Überhöhung des Empfangsprofils RP korrigiert werden. Dieser zusätzliche Kompensationseffekt tritt Messungen auf, bei denen eine Erhöhung des Kippwinkels (relativ zum Ziel-Kippwinkel) eine Erniedrigung des Signals zur Folge hat. ES ist allerdings nicht in allen Körperteilen der Fall, dass das Empfangsprofil und das Sendeprofil in der Mitte des Objekts ansteigen. Der genannte Effekt tritt zum Beispiel bei Kopfmessungen bei 3 Tesla auf, aber z.B. nicht unbedingt bei Hüftmessungen.
In 4 ist ein Verfahren 400 zur Magnetresonanzbildgebung eines abzubildenden Bereichs ROI eines Untersuchungsobjekts O gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Bei dem Schritt 4.I wird zunächst ein Empfangsprofil einer Spulenanordnung analog zu dem Schritt 2.I ermittelt. Bei dem Schritt 4.II wird analog zu dem Schritt 2.II eine Korrekturfunktion f_corr, mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils RP bezüglich einer Symmetrieebene korrigiert wird, ermittelt. Bei dem Schritt 4.III wird die eigentliche Bildaufnahme mit Hilfe einer Magnetresonanzmessung durchgeführt. Bei einer solchen MR-Messung wird üblicherweise ein homogenes Grundfelds B₀ in dem abzubildenden Bereich ROI erzeugt. Weiterhin wird gewöhnlich ein zeit- und ortsabhängiges Gradientenfeld G(r, t) in dem abzubildenden Bereich ROI erzeugt. Schließlich wird beispielsweise ein HF-Anregungsfeld B₁ auf Basis einer HF-Pulsfolge PS, mit dem eine Anregung bzw. Ausrichtung von Kernspins um einen bestimmten Flipwinkel erreicht wird, erzeugt. Die anschließend relaxierenden magnetischen Momente werden zum Beispiel mit Hilfe eines Refokussierungspulses, welcher Teil der Pulssequenz PS ist, zum Aussenden eines HF-Echosignals S angeregt. Dieser Refokussierungspuls kann zum Beispiel ein HF-Puls oder ein Gradientenpuls sein. Anschließend werden Echosignale SD, welche Bildinformationen über den abzubildenden Bereich ROI des abzubildenden Objekts O umfassen, von Empfangsantennen erfasst. Weiterhin werden bei einer solchen Messung Rohdaten RD auf Basis der erfassten Signale SD erzeugt. Bei diesem Schritt werden beispielsweise die erfassten Signale SD digitalisiert. Auf Basis der erzeugten Rohdaten RD werden schließlich Bilddaten BD erzeugt. Die Erzeugung der Bilddaten BD geschieht zum Beispiel durch eine Fouriertransformation der im k-Raum erzeugten Rohdaten RD in den Bildraum bzw. Ortsraum. Bei dem Schritt 4.IV erfolgt schließlich die Korrektur der Bilddaten BD zu korrigierten Bilddaten CBD durch Multiplikation der den Bilddaten BD zugeordneten ortsabhängigen Intensitätswerte mit der beschriebenen Korrekturfunktion f_corr.
In 5 ist eine Magnetresonanzanlage 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Sie umfasst zum einen den eigentlichen Magnetresonanzscanner 2 mit einem darin befindlichen Untersuchungsraum 8 bzw. Patiententunnel. Eine Liege 7 ist in diesen Patiententunnel 8 hineinfahrbar, so dass ein darauf liegender Patient O oder Proband während einer Untersuchung an einer bestimmten Position innerhalb des Magnetresonanzscanners 2 relativ zu dem darin angeordneten Magnetsystem und Hochfrequenzsystem gelagert werden kann bzw. auch während einer Messung zwischen verschiedenen Positionen verfahrbar ist.
Zu den Komponenten des Magnetresonanzscanners 2 gehören hier ein Grundfeldmagnet 3, ein Gradientensystem 4 mit Magnetfeldgradientenspulen zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten in x-, y- und z-Richtung sowie eine Ganzkörper-Hochfrequenzspule 5. Die Magnetfeldgradientenspulen in x-, y- und z-Richtung (Raumkoordinatensystem) sind unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass durch eine vorgegebene Kombination Gradienten in beliebigen logischen Raumrichtungen, beispielsweise in einer Schichtselektionsrichtung, in einer Phasenkodierrichtung oder in einer Ausleserichtung angelegt werden können, die nicht notwendig parallel zu den Achsen des Raumkoordinatensystems liegen. Der Empfang von im Untersuchungsobjekt O induzierten Magnetresonanzsignalen kann über die Ganzkörperspule 5 erfolgen, mit der in der Regel auch die Hochfrequenzsignale zur Induzierung der Magnetresonanzsignale ausgesendet werden. Üblicherweise werden diese Signale aber mit einer Lokalspulenanordnung 6 mit beispielsweise auf oder unter den Patienten O gelegten Lokalspulen (von denen hier nur eine dargestellt ist) empfangen. Alle diese Komponenten sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und daher in der 5 nur grob schematisch dargestellt.
Die Komponenten des Magnetresonanzscanners 2 sind von einer Steuereinrichtung 10 ansteuerbar. Dabei kann es sich um einen Steuerrechner handeln, welcher auch aus einer Vielzahl von – gegebenenfalls auch räumlich getrennten und über geeignete Kabel oder dergleichen untereinander verbundenen – Einzelrechnern bestehen kann. Über eine Terminalschnittstelle 17 ist diese Steuereinrichtung 10 mit einem Terminal 20 verbunden, über das ein Bediener die gesamte Anlage 1 ansteuern kann. Im vorliegenden Fall weist dieses Terminal 20 einen Rechner 21 mit Tastatur, einem oder mehreren Bildschirmen sowie weiteren Eingabegeräten wie beispielsweise Maus oder dergleichen auf bzw. ist als ein solcher Rechner 21 ausgebildet, so dass dem Bediener eine grafische Benutzeroberfläche zur Verfügung steht.
Die Steuereinrichtung 10 weist u. a. eine Gradienten-Steuereinheit 11 auf, die wiederum aus mehreren Teilkomponenten bestehen kann. Über diese Gradienten-Steuereinheit 11 werden die einzelnen Gradientenspulen gemäß einer Gradientenpulssequenz GS mit Steuersignalen beschaltet. Hierbei handelt es sich wie oben beschrieben um Gradientenpulse, die während einer Messung an genau vorgesehenen zeitlichen Positionen und mit einem genau vorgegebenen zeitlichen Verlauf gesetzt werden.
Die Steuereinrichtung 10 weist außerdem eine Hochfrequenz-Sendeeinheit 12 auf, um in die Ganzkörper-Hochfrequenzspule 5 jeweils Hochfrequenzpulse gemäß einer vorgegebenen Hochfrequenzpulssequenz HFS der Ansteuersequenz AS einzuspeisen. Die Hochfrequenzpulssequenz HFS umfasst die oben erwähnten Anregungspulse. Der Empfang der Magnetresonanzsignale geschieht dann mit Hilfe der Lokalspulenanordnung 6, und die davon empfangenen Rohdaten RD werden von einer HF-Empfangseinheit 13 ausgelesen und verarbeitet. Die Magnetresonanzsignale werden nach Demodulation und Digitalisierung in digitaler Form als Rohdaten RD an eine Rekonstruktionseinheit 14 übergeben, die daraus die Bilddaten BD rekonstruiert und diese in einem Speicher 16 hinterlegt und/oder über die Schnittstelle 17 an das Terminal 20 übergibt, so dass der Bediener sie betrachten kann. Die Bilddaten BD können auch über ein Netzwerk NW an anderen Stellen gespeichert und/oder angezeigt und ausgewertet werden. Alternativ kann auch eine Hochfrequenzpulssequenz über die Lokalspulenanordnung ausgesendet werden und/oder die Magnetresonanzsignale können von der Ganzkörper-Hochfrequenzspule empfangen werden (nicht dargestellt).
Über eine weitere Schnittstelle 18 werden Steuerbefehle an andere Komponenten des Magnetresonanzscanners 2, wie z. B. die Liege 7 oder den Grundfeldmagnet 3, übermittelt oder Messwerte bzw. andere Informationen übernommen.
Die Gradienten-Steuereinheit 11, die HF-Sendeeinheit 12 und die HF-Empfangseinheit 13 werden jeweils koordiniert durch eine Messsteuereinheit 15 angesteuert. Diese sorgt durch entsprechende Befehle dafür, dass die gewünschte Gradientenpulssequenz GS und Hochfrequenzpulssequenz HFS der Ansteuersequenz AS ausgesendet werden. Außerdem muss dafür gesorgt werden, dass zum passenden Zeitpunkt die Magnetresonanzsignale an den Lokalspulen der Lokalspulenanordnung 6 durch die HF-Empfangseinheit 13 ausgelesen und weiterverarbeitet werden, d. h. es müssen Auslesefenster gesetzt werden, indem z. B. die ADCs der HF-Empfangseinheit 13 auf Empfang geschaltet werden. Ebenso steuert die Messsteuereinheit 15 die Schnittstelle 18 an.
Der grundlegende Ablauf einer solchen Magnetresonanzmessung und die genannten Komponenten zur Ansteuerung sind dem Fachmann aber bekannt, so dass sie hier im Detail nicht weiter besprochen werden. Im Übrigen können ein solcher Magnetresonanzscanner 1 sowie die zugehörige Steuereinrichtung 10 noch eine Vielzahl weiterer Komponenten aufweisen, die hier ebenfalls nicht im Detail erläutert werden. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der Magnetresonanzscanner 2 auch anders aufgebaut sein kann, beispielsweise mit einem seitlich offenen Patientenraum, oder als kleinerer Scanner, in dem nur ein Körperteil positioniert werden kann.
Um eine Messung zu starten, kann ein Bediener über das Terminal 20 üblicherweise ein für diese Messung vorgesehenes Steuerprotokoll PR aus einem Speicher 16 auswählen, in dem eine Vielzahl von Steuerprotokollen PR für verschiedene Messungen hinterlegt sind. Dieses Steuerprotokoll PR enthält u. a. verschiedene Steuerparameterwerte SP für die jeweilige Messung. Zu diesen Steuerparameterwerten SP zählen z. B. der Sequenztyp, die Ziel-Magnetisierungen für die einzelnen Hochfrequenzpulse, Echozeiten, Repetitionszeiten, die verschiedenen Selektionsrichtungen etc.
Im Übrigen kann der Bediener anstatt aus dem Speicher 16 auch über ein Netzwerk NW Steuerprotokolle, beispielsweise von einem Hersteller der Magnetresonanzanlage, mit entsprechenden Steuerparameterwerten SP abrufen und diese dann wie nachfolgend beschrieben nutzen.
Alle diese Steuerparameterwerte SP werden unter anderem über eine erste Schnittstelle 27 einer Bildkorrektureinrichtung 22 zur Verfügung gestellt, damit diese zunächst eine passende Ansteuersequenz AS zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt. Die Bildkorrektureinrichtung 22 weist eine Empfangsprofil-Ermittlungseinrichtung 23 auf, welche eine Ansteuersequenzerzeugungseinheit 28 aufweist, die eine Ansteuersequenz AS erzeugt. Die Ansteuersequenz AS kann eine erste Teilsequenz zum Erzeugen von Testbilddaten TBD umfassen, welche zur Ermittlung einer B1-Karte genutzt wird. Diese Testbilddaten werden also vor oder nach der eigentlichen Bildaufnahme erstellt. Die Empfangsprofil-Ermittlungseinrichtung 23 umfasst zudem eine Sendeempfangsprofil-Ermittlungseinheit 29, welche anhand der erzeugten Testbilddaten ein Sendeprofil TP ermittelt. Die Empfangsprofil-Ermittlungseinrichtung 23 umfasst ferner eine Empfangsprofil-Ermittlungseinheit 30, welche auf Basis des ermittelten Sendeprofils TP ein Empfangsprofil RP ermittelt. Das Empfangsprofil kann auch im Speicher 16 oder in dem Rechner 21 abgespeichert und für folgende Messungen desselben Untersuchungsobjekts O erneut eingesetzt werden.
Im Prinzip ist es auch denkbar, dass ein simuliertes bzw. berechnetes Empfangsprofil für die Korrektur verwendet wird. In diesem Fall wäre also keine zusätzliche Messung notwendig (wie z.B. eine B1 Map-Messung), um das Empfangsprofil daraus zu ermitteln.
Das Empfangsprofil wird im Folgenden an eine Korrekturfunktions-Ermittlungseinheit 24 weitergeleitet, welche auf Basis des ermittelten Empfangsprofils RP eine Korrekturfunktion f_corr gemäß Gleichung (2) ermittelt.
Die Bildkorrektureinrichtung 22 umfasst zudem eine Schnittstelle 25, über die Daten AS zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage ausgesandt und Bilddaten BD, TBD empfangen werden. Die Ansteuersequenz AS umfasst auch eine zweite Teilsequenz, welche der eigentlichen Bildaufnahme eines Teilbereichs eines Untersuchungsobjekts dient. Die bei der Messung über die Datenschnittstelle 25 empfangenen Bilddaten BD werden an eine Bilddatenkorrektureinheit 26 weitergeleitet. Diese Bilddatenkorrektureinheit 26 ermittelt aus den empfangenen Bilddaten BD unter Verwendung der Korrekturfunktion f_corr korrigierte Bilddaten CBD, welche beispielsweise über die Schnittstelle 27 an den Rechner 21 weitergeleitet werden und von diesem weiterverarbeitet und beispielsweise angezeigt werden.
Die gesamte Bildkorrektureinrichtung 22 und ihre Komponenten können beispielsweise in Form von Software, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, auf einem oder mehreren geeigneten Prozessoren realisiert sein.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den zuvor beschriebenen detaillierten Verfahren und Vorrichtungen um Ausführungsbeispiele handelt und dass das Grundprinzip auch in weiten Bereichen vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. So könnte beispielsweise die Bildkorrektureinrichtung 22 anstatt in dem Terminal als Teil der Steuereinrichtung 10 oder auf dem Rechner 21 realisiert sein oder auf einem separaten Rechensystem, welches beispielsweise über das Netzwerk NW mit der Magnetresonanzanlage 1 verbunden ist. Auch können die Richtungen im Raum beliebig liegen, d. h. die x- und y-Richtung könnten beispielsweise vertauscht sein. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Collins, C. M., et al. "Different excitation and reception distributions with a single-loop transmit-receive surface coil near a head-sized spherical phantom at 300 MHz." Magnetic resonance in medicine 47 (2002): 1026–1028 [0033]

Claims

Verfahren (200) zur Korrektur von mit einer Bilddatenerfassungseinrichtung einer Magnetresonanzanlage (1) erfassten Bilddaten (VB) mit folgenden Schritten: – Ermitteln eines Empfangsprofils (RP) einer ersten Empfangsantenne der Magnetresonanzanlage (1), – Ermitteln einer Korrekturfunktion (f_corr), mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils (RP) bezüglich einer Symmetrieebene (SE) des Untersuchungsobjekts (O) korrigiert wird, – Erfassen von Bilddaten (BD) mit Hilfe der Bilddatenerfassungseinrichtung, – Korrigieren der Bilddaten (BD) durch Multiplizieren der Intensitätswerte der Bilddaten mit der ermittelten Korrekturfunktion (f_corr).
Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die erste Empfangsantenne eine Volumenspule ist, auf die das Empfangsprofil einer Lokalspule normiert ist, und wobei die Bilddaten mit Hilfe von Empfangssignalen (S) erzeugt werden, die von der Lokalspule (6) erfasst werden.
Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Symmetrieebene die yz-Ebene oder die xy-Ebene oder die xz-Ebene umfasst.
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Symmetrieebene mit einem automatischen Verfahren ermittelt wird, welches mit Hilfe eines Muster-Erkennungsalgorithmus automatisch die Form des gerade untersuchten Körperteils erkennt und daraus die Symmetrieebene ermittelt.
Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei anhand der erkannten Form des gerade untersuchten Körperteils das untersuchte Volumen automatisch um das relevante Körperteil des Patienten zentriert wird.
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Korrekturfunktion (f_corr) die Quadratwurzel eines Quotienten aus dem an der Symmetrieebene gespiegelten Empfangsprofil (GRP) und dem Empfangsprofil (RP) umfasst.
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Ermitteln des Empfangsprofils (RP) ein Ermitteln eines Sendeprofils (TP) und ein Spiegeln des Sendeprofils (TP) an einer Symmetrieebene umfasst.
Verfahren (200) nach Anspruch 7, wobei das Ermitteln des Sendeprofils (TP) ein B1-Mapping-Verfahren umfasst.
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei der Korrektur der Bilddaten zusätzlich eine Inhomogenität des Sendeprofils (TP) korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Korrektur der Inhomogenität des Sendeprofils (TP) die Multiplikation der Intensitätswerte der Bilddaten mit einer zusätzlichen Korrekturfunktion (f_corrT) umfasst.
Verfahren (400) zur Magnetresonanzbildgebung eines abzubildenden Bereichs (ROI) eines Untersuchungsobjekts (O), aufweisend die Schritte: – Erzeugen eines homogenen Grundfelds B₀ in dem abzubildenden Bereich (ROI), – Erzeugen eines zeit- und ortsabhängigen Gradientenfelds (G(r, t)) in dem abzubildenden Bereich (ROI), – Erzeugen eines Anregungsfeldes (B₁) auf Basis einer Pulsfolge (PS), – Erfassen von HF-Empfangssignalen (S) von dem abzubildenden Bereich (ROI) des abzubildenden Objekts (O), – Erzeugen von Rohdaten (RD) auf Basis der erfassten HF-Empfangssignale (S), – Rekonstruieren von Bilddaten (BD) auf Basis der erzeugten Rohdaten (RD), – Anwenden des Verfahrens (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf die erzeugten Bilddaten (BD).
Verfahren (400) nach Anspruch 11, wobei als HF-Pulsfolge (PS) eine Pulsfolge mit B1-insensitiven HF-Pulsen verwendet wird.
Bildkorrektureinrichtung (22) für eine Magnetresonanzmessung, aufweisend – eine Empfangsprofil-Ermittlungseinheit (23), welche dazu eingerichtet ist, ein Empfangsprofil (RP) einer Empfangseinrichtung einer Magnetresonanzanlage zu ermitteln, – eine Korrekturfunktions-Ermittlungseinheit (24), welche dazu eingerichtet ist, eine Korrekturfunktion (f_corr), mit der eine Asymmetrie des Empfangsprofils (RP) bezüglich einer Symmetrieebene korrigiert wird, zu ermitteln, – eine Bilddatenschnittstelle (25), welche dazu eingerichtet ist, Bilddaten (BD) zu erfassen, – eine Bilddatenkorrektureinheit (26), welche dazu eingerichtet ist, die Bilddaten (BD) durch Multiplizieren der Intensitätswerte der Bilddaten (BD) mit der ermittelten Korrekturfunktion (f_corr) zu korrigieren.
Magnetresonanzanlage (1) mit einer Bildkorrektureinrichtung (23) nach Anspruch 13.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer Magnetresonanzanlage (1) ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.