DE102015223897A1 - Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt.
Um eine verbesserte Berechnung von Shimeinstellungen für die Magnetresonanz-Bildgebung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts folgende Verfahrensschritte umfasst:
– Festlegen eines Untersuchungsvolumens für die Magnetresonanz-Bildgebung in einem Körper des Untersuchungsobjekts,
– Bestimmen eines lokalen Shimvolumens, welches einen Teilbereich des Untersuchungsvolumens umfasst,
– Berechnen von Shimeinstellungen, wobei ein in dem lokalen Shimvolumen vorliegendes Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen einfließt, und
– Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsvolumens mittels des Magnetresonanzgeräts, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der berechneten Shimeinstellungen erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung, 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 Gradientenpulse 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, beispielsweise Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenpulsen 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.
  • Bei der Magnetresonanz-Bildgebung mittels eines Magnetresonanzgeräts ist die Homogenität eines Hauptmagnetfelds in einem Untersuchungsvolumen von großer Bedeutung. Bereits bei kleinen Abweichungen der Homogenität kann es zu großen Abweichungen in einer Frequenzverteilung der Kernspins kommen, so dass qualitativ minderwertige Magnetresonanz-Bilddaten aufgenommen werden.
  • Um die Homogenität im Untersuchungsvolumen zu verbessern sind Shimeinheiten bekannt. Wird ein Magnetresonanzgerät an seinen Bestimmungsort installiert, so können in der Umgebung vorhandene Felder die Homogenität des Hauptmagnetfelds, insbesondere um ein Isozentrum des Magnetresonanzgeräts herum, einschränken. Daher wird bei Installation und Inbetriebnahme eines Magnetresonanzgeräts, häufig im Zusammenhang mit Messungen, die Shimeinheit so eingestellt, dass eine möglichst optimale Homogenität hergestellt ist. Somit werden bei der Installation und Inbetriebnahme des Magnetresonanzgeräts Basisshimeinstellungen berechnet.
  • Eine weitere Inhomogenitätsquelle stellt jedoch das aufzunehmende Untersuchungsobjekt an sich dar. Wird beispielsweise eine zu untersuchende Person in das Magnetresonanzgerät eingebracht, so stört die Materie des Körpers die Homogenität erneut. Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, eine justierbare Shimeinheit zu verwenden. Insbesondere sind hierzu Shimspulen bekannt, die, mit verschiedenen Shimströmen angesteuert, verschiedene Kompensationsmagnetfelder erzeugen, um die Homogenität zu verbessern.
  • Um diese Störungen des zu untersuchenden Objekts zu shimmen, ist es üblich, zunächst bei Ansteuerung der Shimeinheit mittels der während der Installation und Inbetriebnahme der Magnetresonanzeinrichtung gewonnenen Basisshimeinstellungen unter Verwendung des Magnetresonanzgeräts selber eine Messung der Feldverteilung vorzunehmen, wenn die zu untersuchende Person in einen Patientenaufnahmebereich des Magnetresonanzgeräts eingebracht wurde. Danach werden, ausgehend von den Basisshimeinstellungen, mittels einer Steuereinheit unter Berücksichtigung der gemessenen Feldverteilung Shimeinstellungen ermittelt. Unter Verwendung der Shimeinstellungen wird dann die Shimeinheit angesteuert, um eine möglichst optimale Homogenität zu erzielen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Berechnung von Shimeinstellungen für die Magnetresonanz-Bildgebung 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 folgende Verfahrensschritte:
    • – Festlegen eines Untersuchungsvolumens für die Magnetresonanz-Bildgebung in einem Körper des Untersuchungsobjekts,
    • – Bestimmen eines lokalen Shimvolumens, welches einen Teilbereich des Untersuchungsvolumens umfasst,
    • – Berechnen von Shimeinstellungen, wobei ein in dem lokalen Shimvolumen vorliegendes Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen einfließt, und
    • – Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsvolumens mittels des Magnetresonanzgeräts, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der berechneten Shimeinstellungen erfolgt.
  • Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, ein gesunder Proband, ein Tier 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 Untersuchungsvolumen, auch Aufnahmevolumen (field of view, FOV) genannt, stellt insbesondere ein Volumen dar, welches in den aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten abgebildet wird. Das Untersuchungsvolumen wird typischerweise durch einen Benutzer, beispielsweise auf einer Übersichtsaufnahme (Localizer) festgelegt. Selbstverständlich kann das Untersuchungsvolumen alternativ oder zusätzlich auch automatisch, beispielsweise auf Grundlage eines ausgewählten Protokolls, festgelegt werden.
  • Das lokale Shimvolumen stellt insbesondere ein zu shimmendes Volumen dar, für welches die Shimeinstellungen berechnet werden sollen. Das lokale Shimvolumen kann dabei denjenigen Teilbereich des Untersuchungsvolumens darstellen, welcher bezüglich Inhomogenitäten des Hauptmagnetfelds die Magnetresonanz-Bildgebung bzw. eine Bildqualität der erfassten Magnetresonanz-Bilddaten entscheidend beeinflusst. Dass das lokale Shimvolumen einen Teilbereich des Untersuchungsvolumens umfasst, bedeutet insbesondere, dass das lokale Shimvolumen das Untersuchungsvolumen nicht vollständig abdeckt. Das lokale Shimvolumen kann vollständig in dem Untersuchungsvolumen enthalten sein, wobei das lokale Shimvolumen kleiner als das Untersuchungsvolumen ist. In bestimmten Fällen können Teile des lokalen Shimvolumens auch außerhalb des Untersuchungsvolumens liegen. Zusätzlich zum lokalen Shimvolumen kann ein globales Shimvolumen, welches insbesondere den gesamten Untersuchungsbereich abdeckt, vorliegen. Für das globale Shimvolumen können dann von den Shimeinstellungen separate globale Shimeinstellungen berechnet werden, welche während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten separat für das globale Shimvolumen gesetzt werden.
  • Die Berechnung der Shimeinstellungen auf Grundlage des im lokalen Shimvolumen vorliegenden Gewebes des Körpers des Untersuchungsobjekts kann eine Messung von magnetischen Eigenschaften, beispielsweise einer Feldstärke eines Hauptmagnetfelds (B0-Feldstärke), des im lokalen Shimvolumen vorliegenden Gewebes des Untersuchungsobjekts umfassen. Dabei kann eine B0-Feldkarte, welche das lokale Shimvolumen einschließt oder auf dieses beschränkt ist, gemessen werden. Die Shimeinstellungen können dann auf Grundlage der in der B0-Feldkarte hinterlegten Feldverteilung berechnet werden. Selbstverständlich sind auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Vorgehensweisen zum Berechnen der Shimeinstellungen auf Grundlage des im lokalen Shimvolumen vorliegenden Gewebes denkbar.
  • Die Shimeinstellungen können Einstellungen für eine Ansteuerung von elektrischen Shimspulen des Magnetresonanzgeräts umfassen. Dass das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der berechneten Shimeinstellungen erfolgt, kann dann insbesondere bedeuten, dass während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten die Shimspulen anhand der Shimeinstellungen angesteuert werden. Anhand der berechneten Shimeinstellungen können andere Shimspulen angesteuert werden als anhand der im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen globalen Shimeinstellungen. In einem bevorzugten Anwendungsfall sind die Shimeinstellungen, welche auf Grundlage des im lokalen Shimvolumen vorliegenden Gewebes berechnet werden, zum Ansteuern von lokalen Shimspulen, welche insbesondere besonders nahe am Untersuchungsobjekt positioniert sind, ausgebildet. Die Shimeinstellungen können insbesondere eine, möglicherweise zeitabhängige, Stromverteilung der Ströme in den Shimspulen festlegen. Eine Shim-Steuereinheit kann dann die Shimspulen bei dem Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten mit den durch die Shimeinstellungen festgelegten Strömen beaufschlagen. Anhand der Shimeinstellungen kann auch eine Frequenzjustage vor einem Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten durchgeführt werden.
  • Die berechneten Shimeinstellungen können besonders geeignet auf das lokale Shimvolumen abgestimmt sein. Derart kann die Verwendung der Shimeinstellungen während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten zu einer besonders hohen Homogenität des Hauptmagnetfelds im lokalen Shimvolumen bzw. zu einem besonders vorteilhaften Ausgleichen von Inhomogenitäten des Hauptmagnetfelds im lokalen Shimvolumen führen.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten eine lokale Shimspule anhand der Shimeinstellungen angesteuert wird.
  • Eine lokale Shimspule ist insbesondere in einer unmittelbaren räumlichen Umgebung einer Oberfläche, insbesondere einer Körperoberfläche, des Untersuchungsobjekts angeordnet. Dafür ist die lokale Shimspule vorteilhafterweise in eine lokale Hochfrequenz-Spule, welche für das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten auf einen zu untersuchenden Körperbereich des Untersuchungsobjekts positioniert wird, integriert. Die lokale Shimspule umfasst typischerweise eine oder mehrere Leiterschleifen, welche während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten mit einem anhand der Shimeinstellungen festgelegten Gleichstrom beaufschlagt werden. Derart können die lokalen Shimspulen einen abgegrenzten B0-Feldbeitrag zur Homogenisierung des Hauptmagnetfelds beisteuern.
  • Dabei werden vorteilhafterweise eine Geometrie der Leiterschleifen bzw. der durch die Leiterschleifen fließende Strom so gewählt, dass die durch das Untersuchungsobjekts erzeugten Magnetfeldstörungen auf einer lokalen Basis möglichst gut ausgeglichen werden können. Die lokale Shimspule kann somit zum Ausgleichen von lokalen Inhomogenitäten des Hauptmagnetfelds, insbesondere in einem abgegrenzten Körperbereich des Untersuchungsobjekts, ausgebildet sein. Da die lokale Shimspule nahe an dem Ort der Magnetfeldstörungen positioniert ist, können mittels der lokalen Shimspule Magnetfeldstörungen kompensiert werden, welche mit herkömmlichen globalen Shimspulen, welche in eine Magneteinheit des Magnetresonanzgeräts integriert sind, typischerweise nicht kompensierbar sind.
  • Allerdings kann die Verwendung von lokalen Shimspulen zusätzlich zu dem gewünschten Feldverlauf auch zu unerwünschten Magnetfeldgradienten, insbesondere in einer Richtung senkrecht zu der lokalen Shimspule, führen. Diese unerwünschten Magnetfeldgradienten können dazu führen, dass je nach Entfernung des zu shimmenden Volumens von der lokalen Shimspule unterschiedliche Shimströme bzw. Shimeinstellungen für eine gewünschte Kompensation des Hauptmagnetfelds gesetzt werden müssen. Die lokale Shimspule kann derart typischerweise nicht über den ganzen Körper des Untersuchungsobjekts zu eine Homogenisierung des Magnetfelds führen.
  • Das lokale Shimvolumen kann in einer räumlichen Nähe zu der lokalen Shimspule und/oder der lokalen Hochfrequenz-Spule, in welche die lokale Shimspule integriert ist, positioniert sein. Derart kann das lokale Shimvolumen besonders vorteilhaft auf die lokale Shimspule, beispielsweise auf eine Position der lokalen Shimspule und/oder eine Strombegrenzung der lokalen Shimspule, abgestimmt sein. Das lokale Shimvolumen kann beispielsweise denjenigen abgegrenzten Körperbereich des Untersuchungsobjekts umfassen, in welchem mittels der lokalen Shimspule das Hauptmagnetfeld homogenisiert werden soll. Durch die vorteilhafte Positionierung des lokalen Shimvolumens können dann auch die Shimeinstellungen besonders vorteilhaft zum Ansteuern der lokalen Shimspule während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten ausgebildet sein.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass ausschließlich das in dem lokalen Shimvolumen vorliegende Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen, anhand welcher die lokale Shimspule angesteuert wird, einfließt.
  • Selbstverständlich können zusätzlich zu den Shimeinstellungen globale Shimeinstellungen für eine Ansteuerung von globalen Shimspulen, welche in eine Magneteinheit des Magnetresonanzgeräts integriert sind, berechnet werden. In die Berechnung der globalen Shimeinstellungen kann dabei auch Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts aus einem globalen Shimvolumen, welches größer als das lokale Shimvolumen ist, einfließen. Für die Berechnung der Shimeinstellungen zur Ansteuerung der lokalen Shimspule ist es jedoch vorteilhaft ausschließlich das Gewebe aus dem lokalen Shimvolumen zu berücksichtigen, da das lokale Shimvolumen besonders vorteilhaft auf die lokale Shimspule abgestimmt sein kann. Dabei kann das lokale Shimvolumen separat von dem globalen Shimvolumen bestimmt werden, so dass das lokale Shimvolumen besonders geeignet zur Bestimmung der Shimeinstellungen gewählt werden kann.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das lokale Shimvolumen anhand einer Positionierung der lokalen Shimspule in Bezug auf den Körper des Untersuchungsobjekts bestimmt wird.
  • Derart kann eine Position und/oder eine Ausrichtung und/oder eine Größe des lokalen Shimvolumens anhand der Positionierung der lokalen Shimspule in Bezug auf den Körper des Untersuchungsobjekts bestimmt werden. Die Bestimmung erfolgt dabei vorteilhafterweise semiautomatisch oder automatisch. Insbesondere kann eine Entfernung des lokalen Shimvolumens von der lokalen Shimspule, beispielsweise ein Abstand eines Rands und/oder eines Zentrums des Shimvolumens von der Positionierung der lokalen Shimspule, geeignet gewählt werden.
  • In die Bestimmung des lokalen Shimvolumens anhand der Positionierung der lokalen Shimspule können Informationen einfließen, wie stark das Shimfeld der lokalen Shimspule mit einer zunehmenden Entfernung von der lokalen Shimspule abfällt. Auch kann eine im folgenden Abschnitt genauer beschriebene Strombegrenzung der lokalen Shimspule bei der Bestimmung der Entfernung des lokalen Shimvolumens von der lokalen Shimspule berücksichtigt werden. Wird nämlich das lokale Shimvolumen mit einem zu großen Abstand von der lokalen Shimspule positioniert, so kann das B0-Feld im lokalen Shimvolumen möglicherweise nicht mehr geeignet von der lokalen Shimspule homogenisiert werden. Eine solche Positionierung des lokalen Shimvolumens kann vielmehr zu einem unerwünschten überhöhten Einfluss des Shimfelds der lokalen Shimspule in einer unmittelbaren Umgebung der lokalen Shimspule, insbesondere außerhalb des lokalen Shimvolumens, führen.
  • Um das lokale Shimvolumen auf die Positionierung der lokalen Shimspule abzustimmen, können zunächst Positionsinformationen, welche die Positionierung der lokalen Shimspule in Bezug auf den Körper des Untersuchungsobjekts charakterisieren, erfasst werden. Die Positionsinformationen können aufgrund von a priori Wissen, insbesondere bei einer festen Positionierung der lokalen Shimspule, in einer Datenbank bzw. einer Spulendatei (Coil-File) hinterlegt sein. Bei einer variablen Positionierung der lokalen Shimspule können die Positionsinformationen mittels dem Fachmann geläufigen Methoden, beispielsweise basierend auf in einer Vormessung mittels des Magnetresonanzgeräts erfassten Vor-Messdaten, erfasst werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das lokale Shimvolumen anhand einer Strombegrenzung der lokalen Shimspule bestimmt wird.
  • Die Strombegrenzung der lokalen Shimspule wird insbesondere von einer Ausbildung der Leiter der lokalen Shimspule und/oder von Grenzen eines Netzteils, an welches die lokale Shimspule angeschlossen ist, bestimmt. Eine Position und/oder eine Ausrichtung und/oder eine Größe des lokalen Shimvolumens kann derart so gewählt werden, dass die Strombegrenzung der lokalen Shimspule bei der Homogenisierung des B0-Felds innerhalb des lokalen Shimvolumens eingehalten wird. So kann insbesondere ein Abstand des lokalen Shimvolumens von der lokalen Shimspule derart gewählt werden, dass ein Strom, welcher vom Netzteil der lokalen Shimspule zum Shimmen im lokalen Shimvolumen appliziert wird, innerhalb der Grenzen des Netzteils liegt. Derart kann das lokale Shimvolumen besonders vorteilhaft auf Parameter der lokalen Shimspule abgestimmt werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass in dem Untersuchungsvolumen eine anatomische Struktur des Körpers des Untersuchungsobjekts vorliegt, wobei vor dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Vormessung mittels des Magnetresonanzgeräts erfolgt, wobei eine Lage der anatomischen Struktur anhand der in der Vormessung akquirierten Magnetresonanz-Vormessungsdaten identifiziert wird und das Bestimmen des lokalen Shimvolumens unter Verwendung der identifizierten Lage der anatomischen Struktur erfolgt.
  • Das lokale Shimvolumen kann, wie in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben, als Grundlage für das Berechnen der Shimeinstellungen zur Ansteuerung einer lokalen Shimspule dienen. Die Abstimmung auf die anatomische Struktur im Körper des Untersuchungsobjekts ist bei dem Einsatz der lokalen Shimspule besonders sinnvoll, insbesondere wenn die lokale Shimspule in einer räumlichen Nähe zu der anatomischen Struktur positioniert ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass das so bestimmte lokale Shimvolumen als Grundlage zur Berechnung von Shimeinstellungen zur Ansteuerung von globalen Shimspulen dient.
  • Die anatomische Struktur ist insbesondere eine solche Struktur im Körper des Untersuchungsobjekts, welche von besonderem Interesse in den Magnetresonanz-Bilddaten ist. Gleichzeitig soll insbesondere ein Hauptmagnetfeld im Bereich der anatomischen Struktur mittels der Shimeinstellungen homogenisiert werden. Mittels der Abstimmung des lokalen Shimvolumens auf die anatomische Struktur kann dies besonders vorteilhaft möglich sein.
  • Die Vormessung zur Akquisition der Magnetresonanz-Vormessungsdaten kann insbesondere vor dem Start des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten abgeschlossen sein. Die Magnetresonanz-Vormessungsdaten können dediziert für die Bestimmung des lokalen Shimvolumens erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich können auch zur Betrachtung durch den Benutzer vorgesehene medizinische Magnetresonanz-Vormessungsdaten erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich können als Magnetresonanz-Vormessungsdaten die Messdaten, welche während einer Auto-Align-Messung oder einer Prescan-Normalize-Messung oder einer Spulensensitivitäts-Messung erfasst werden, verwendet werden. Gerade die in der Auto-Align-Messung erfassten Magnetresonanz-Vormessungsdaten können besonders vorteilhaft zum Bestimmen der Lage der anatomischen Struktur geeignet sein, da in der Auto-Align-Messung automatisch Koordinaten der anatomischen Struktur, beispielsweise der Wirbelsäule, erfasst werden können. Wie in einem der folgenden Abschnitte beschrieben werden besonders bevorzugt die in der Vormessung akquirierten Magnetresonanz-Vormessungsdaten direkt zum Ermitteln der Shimeinstellungen verwendet.
  • Das Identifizieren der Lage der anatomischen Struktur kann ein Identifizieren einer Positionierung und/oder einer Ausrichtung und/oder einer Größe der anatomischen Struktur in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten umfassen. Das lokale Shimvolumen, insbesondere eine Position und/oder eine Ausrichtung und/oder eine Größe des lokalen Shimvolumens, kann dann anhand der identifizierten Positionierung und/oder Ausrichtung und/oder Größe der anatomischen Struktur bestimmt werden. Das lokale Shimvolumen kann dabei vorteilhafterweise so bestimmt werden, dass es die gesamte anatomische Struktur und/oder einen Großteil der anatomischen Struktur einschließt. Das lokale Shimvolumen kann auch so bestimmt werden, dass es auf die Größe der anatomischen Struktur beschränkt ist.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Shimeinstellungen unter Verwendung der Magnetresonanz-Vormessungsdaten berechnet werden.
  • Dafür können die Magnetresonanz-Vormessungsdaten als dreidimensionaler Messdatensatz ausgebildet sein. Anhand der Magnetresonanz-Vormessungsdaten wird dann insbesondere mittels eines dem Fachmann bekannten Verfahrens eine B0-Feldkarte bestimmt, welche eine Verteilung des Hauptmagnetfelds in einem Messbereich der Vormessung charakterisiert. Die B0-Feldkarte kann dann als Grundlage zur Berechnung der Shimeinstellungen, insbesondere im Bereich des lokalen Shimvolumens, dienen. Zum Erfassen der Magnetresonanz-Vormessungsdaten kann besonders vorteilhaft eine double-echo steady state (DESS) Magnetresonanz-Sequenz eingesetzt werden.
  • Mit dem beschriebenen Vorgehen kann erreicht werden, dass die Magnetresonanz-Vormessungsdaten eine besonders vorteilhafte Doppelfunktion erfüllen können. Die Magnetresonanz-Vormessungsdaten können zum Bestimmen der Lage der anatomischen Struktur, welche als Grundlage zum Bestimmen des lokalen Shimvolumens dient, ermittelt werden. Gleichzeitig können die Magnetresonanz-Vormessungsdaten direkt in das Berechnen der Shimeinstellungen eingehen, indem beispielsweise aus den Magnetresonanz-Vormessungsdaten eine B0-Feldkarte generiert wird. Derart kann eine Zusatzmessung zum Bestimmen der Lage der anatomischen Struktur vorteilhafterweise entfallen, wodurch Messzeit eingespart werden kann.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die anatomische Struktur eine Wirbelsäule des Untersuchungsobjekts ist, wobei Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessdaten erstellt werden und die Lage der Wirbelsäule anhand der Projektionsdaten identifiziert wird.
  • Die Projektionsdaten können insbesondere derart aus den Magnetresonanz-Vormessungsdaten erstellt werden, dass die Projektionsdaten eine geringere Dimension als die Magnetresonanz-Vormessungsdaten aufweisen. Insbesondere sind die Projektionsdaten zweidimensional, während die Magnetresonanz-Vormessungsdaten dreidimensional sind. Das Erstellen der Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessungsdaten kann mittels eines dem Fachmann bekannten Verfahrens erfolgen. Besonders vorteilhaft kann, wie in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben, eine Radontransformation eingesetzt werden.
  • Mittels der Projektionsdaten kann besonders einfach bzw. automatisch die Lage der Wirbelsäule in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten bestimmt werden. Ein automatisierter Ablauf zum Bestimmen eines geeignet auf die Wirbelsäule abgestimmten lokalen Shimvolumens ist so denkbar.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erstellen der Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessdaten eine Radontransformation der Magnetresonanz-Vormessdaten umfasst, mittels welcher die Magnetresonanz-Vormessdaten in ein Sinogramm überführt werden, wobei die Lage der Wirbelsäule in dem Sinogramm identifiziert wird.
  • Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass in dem Sinogramm die Lage der Wirbelsäule besonders einfach identifiziert werden kann. Lokale Intensitätsmaxima im Sinogramm entsprechen nämlich insbesondere länglichen Geradenabschnitten. Die länglichen Geradenabschnitte haben typischerweise ihre maximale Länge im Bereich der Wirbelsäule. Derart kann mittels einer Bestimmung der lokalen Maxima im Sinogramm besonders einfach die Lage der Wirbelsäule identifiziert werden.
  • Vor der Überführung der Magnetresonanz-Vormessungsdaten in das Sinogramm kann es sinnvoll sein mittels einer Reformatierung, insbesondere einer multiplanaren Reformatierung (multiplanar reformatting, MPR), die Messschichten der Magnetresonanz-Vormessungsdaten in sagittal bzw. coronal orientierte Bilder überzuführen, welche dann radontransformiert werden können. Weiterhin kann es sinnvoll sein vor der Radontransformation eine Filterung der Magnetresonanz-Vormessungsdaten durchzuführen. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei der Einsatz eines dem Fachmann bekannten Canny-Filters (Canny-Kantendetektor) erwiesen, welcher bestimmte Bildbereiche in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten, in welchen der Helligkeitsunterschied zwischen benachbarten Pixeln besonders hoch ist, hervorheben bzw. monochromatisieren kann. Die Filterung der Magnetresonanz-Vormessungsdaten kann eine besonders einfache Bestimmung der Wirbelsäule in dem Sinogramm, welches mittels Radontransformation aus den gefilterten Magnetresonanz-Vormessungsdaten generiert wird, ermöglichen.
  • Das beschriebene Vorgehen ermöglicht derart eine besonders vorteilhafte automatische Bestimmung der Lage der Wirbelsäule in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten. Derart kann das lokale Shimvolumen besonders vorteilhaft auf die Lage der Wirbelsäule bestimmt werden und die Shimeinstellungen können besonders geeignet zur Homogenisierung des Hauptmagnetfelds im Bereich der Wirbelsäule sein.
  • Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst eine Bilddatenerfassungseinheit und eine Recheneinheit, welche eine Festlegungseinheit, eine Bestimmungseinheit und eine Berechnungseinheit umfasst, wobei das Magnetresonanzgerät zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Derart ist das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts ausgebildet. Die Festlegungseinheit ist zum Festlegen eines Untersuchungsvolumens für die Magnetresonanz-Bildgebung in einem Körper des Untersuchungsobjekts ausgebildet. Die Bestimmungseinheit ist zum Bestimmen eines lokalen Shimvolumens, welches einen Teilbereich des Untersuchungsvolumens darstellt, ausgebildet. Die Berechnungseinheit ist zum Berechnen von Shimeinstellungen, wobei ein in dem lokalen Shimvolumen vorliegendes Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen einfließt, ausgebildet. Die Bilddatenerfassungseinheit ist zum Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsvolumens mittels des Magnetresonanzgeräts, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der berechneten Shimeinstellungen erfolgt.
  • Die Komponenten der Recheneinheit des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts, nämlich die Festlegungseinheit, die Bestimmungseinheit und die Berechnungseinheit, können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützten Hardwarekomponenten, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass mehrere der genannten Komponenten in Form einer einzelnen Softwarekomponente bzw. softwareunterstützter Hardwarekomponente zusammengefasst realisiert sind.
  • 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. Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere ein Computerprogramm. 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 ausführen. 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 des 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 und
  • 4 eine Möglichkeit zum Identifizieren der Lage der Wirbelsäule in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten.
  • 1 stellt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 schematisch dar. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildete 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 hin abgeschirmt.
  • Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer 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 zu einer 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.
  • Zu einer 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 die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
  • Die Recheneinheit 24 umfasst im dargestellten Fall eine Festlegungseinheit 33, eine Bestimmungseinheit 34 und eine Berechnungseinheit 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 zur Magnetresonanz-Bildgebung ausgelegt.
  • Im in 1 gezeigten Fall weist das Magnetresonanzgerät 11 eine lokale Hochfrequenz-Spule 30 auf, die zu einem Empfangen von Magnetresonanz-Signalen ausgelegt ist. Die lokale Hochfrequenz-Spule 30 wird ebenfalls von der Bilddatenerfassungseinheit 32 umfasst. Die lokale Hochfrequenz-Spule 30 wird für eine Magnetresonanz-Untersuchung von einem medizinischen Bedienpersonal auf einen zu untersuchenden Körperbereich des Untersuchungsobjekts 15 angelegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die lokale Hochfrequenz-Spule 30 von einer Körperantenneneinheit gebildet. Grundsätzlich ist auch eine Ausgestaltung der lokalen Hochfrequenz-Spule 30 als Knieantenneneinheit, Rückenantenneneinheit, Kopfantenneneinheit usw. jederzeit denkbar. Auch ist es denkbar, dass mehr als eine lokale Hochfrequenz-Spule 30 auf dem Untersuchungsobjekt 15 positioniert wird.
  • Die lokale Hochfrequenz-Spule 30 weist eine lokale Shimspule 36 auf, welche im gezeigten Fall in ein Gehäuse der lokalen Hochfrequenz-Spule 30 integriert ist. Selbstverständlich ist auch eine andere Positionierung der lokalen Shimspule 36 denkbar. Die lokale Shimspule 36 kann während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Bilddatenerfassungseinheit 32 anhand von mittels der Berechnungseinheit 35 berechneten Shimeinstellungen angesteuert werden.
  • Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine 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 des Untersuchungsobjekts 15 mittels des Magnetresonanzgeräts 11.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Festlegen eines Untersuchungsvolumens für die Magnetresonanz-Bildgebung in einem Körper des Untersuchungsobjekts mittels der Festlegungseinheit 33 der Recheneinheit 24.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Bestimmen eines lokalen Shimvolumens mittels der Bestimmungseinheit 34 der Recheneinheit 24, wobei das lokale Shimvolumen einen Teilbereich des Untersuchungsvolumens umfasst.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt ein Berechnen von Shimeinstellungen mittels der Berechnungseinheit 35 der Recheneinheit 24, wobei ein in dem lokalen Shimvolumen vorliegendes Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen einfließt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 43 erfolgt ein Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsvolumens mittels der Bilddatenerfassungseinheit 32 des Magnetresonanzgeräts 11, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der berechneten Shimeinstellungen erfolgt.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Magnetresonanz-Bildgebung des Untersuchungsobjekts 15 mittels des 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 40, 41, 42, 43 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 3 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
  • In 3 sind insbesondere zwei mögliche Vorgehensweisen, im Folgenden eine erste Möglichkeit und eine zweite Möglichkeit, zum Bestimmen des lokalen Shimvolumens dargestellt, welche getrennt voneinander oder kombiniert eingesetzt werden können. Die erste Möglichkeit umfasst dabei die in 3 gegenüber 2 eingeführten weiteren Verfahrensschritte 44 und 45. Die zweite Möglichkeit umfasst die in 3 gegenüber 2 eingeführten weiteren Verfahrensschritte 46 und 47.
  • Die erste Möglichkeit zum Bestimmen des lokalen Shimvolumens sieht vor, dass in einem weiteren Verfahrensschritt 43-1 während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten eine lokale Shimspule 36 anhand der Shimeinstellungen angesteuert wird. Dies ist auch in der in einem der folgenden Abschnitte beschriebenen zweiten Möglichkeit möglich, aber nicht zwingend erforderlich. Dafür kann es sinnvoll sein, dass in die Berechnung der Shimeinstellungen, anhand welcher die lokale Shimspule angesteuert wird, ausschließlich das in dem lokalen Shimvolumen vorliegende Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts 15 einfließt.
  • Zum Berechnen der Shimeinstellungen für die lokale Shimspule 36 kann dann im weiteren Verfahrensschritt 44 eine Positionierung der lokalen Shimspule 36 in Bezug auf den Körper des Untersuchungsobjekts 15 erfasst werden und anschließend im weiteren Verfahrensschritt 41 das lokale Shimvolumen anhand der Positionierung der lokalen Shimspule 36 bestimmt werden. Es ist alternativ oder zusätzlich auch denkbar, dass im weiteren Verfahrensschritt 45 eine Strombegrenzung der lokalen Shimspule erfasst wird, anhand welcher dann im weiteren Verfahrensschritt das lokale Shimvolumen bestimmt werden kann.
  • Die zweite Möglichkeit zum Bestimmen des lokalen Shimvolumens sieht vor, dass im weiteren Verfahrensschritt 46 vor dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Vormessung mittels des Magnetresonanzgeräts 11 erfolgt, wobei Magnetresonanz-Vormessungsdaten akquiriert werden. Im weiteren Verfahrensschritt 47 kann dann die Lage einer anatomischen Struktur des Körpers des Untersuchungsobjekts 15 anhand der Magnetresonanz-Vormessungsdaten identifiziert werden. Anschließend kann das Bestimmen des lokalen Shimvolumens im weiteren Verfahrensschritt 41 unter Verwendung der identifizierten Lage der anatomischen Struktur erfolgen. Besonders vorteilhafthaft können auch die Shimeinstellungen im weiteren Verfahrensschritt 42 unter Verwendung der Magnetresonanz-Vormessungsdaten berechnet werden.
  • Sofern die anatomische Struktur eine Wirbelsäule des Untersuchungsobjekts 15 ist, sieht eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zum Identifizieren der Lage der Wirbelsäule im weiteren Verfahrensschritt 47 vor, dass Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessdaten erstellt werden und die Lage der Wirbelsäule anhand der Projektionsdaten identifiziert wird. Dafür kann in einem ersten Teilschritt 47-1 des weiteren Verfahrensschritts 47 eine Radontransformation der Magnetresonanz-Vormessdaten durchgeführt werden, mittels welcher die Magnetresonanz-Vormessdaten in ein Sinogramm überführt werden. In einem zweiten Teilschritt 47-2 des weiteren Verfahrensschritts 47 kann dann die Lage der Wirbelsäule in dem Sinogramm identifiziert werden.
  • In 4 ist diese besonders vorteilhafte Möglichkeit zum Identifizieren der Lage der Wirbelsäule in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten (siehe Verfahrensschritt 47 von 3) in einer Illustration schrittweise dargestellt. Selbstverständlich illustriert 4 nur eine exemplarische Möglichkeit, wie die Lage der Wirbelsäule automatisch ermitellt werden kann.
  • Als Ausgangspunkt liegen in Schritt 51 Magnetresonanz-Vormessungsdaten in einer sagittalen Ausrichtung vor, welche im gezeigten Fall den Kopf und einen Teil der Wirbelsäule des Untersuchungsobjekts 15 abbilden.
  • Anschließen wird im Schritt 52 ein Canny-Filter (Canny-Kantendetektor) auf die Magnetresonanz-Vormessungsdaten angewandt, um bestimmte Bildbereiche in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten, in welchen der Helligkeitsunterschied zwischen benachbarten Pixeln besonders hoch ist, hervorzuheben bzw. zu monochromatisieren.
  • Das so gefilterte Bild werden in Schritt 53 mittels einer Radontransformation Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessungsdaten erstellt. Die Projektionsdaten liegen – wie in Schritt 53 dargestellt – nun als Sinogramm vor. Mittels des Sinogramms kann nun in den folgenden Schritte die Lage der Wirbelsäule besonders einfach ermittelt werden.
  • In Schritt 54 und Schritt 55 werden nun lokale Intensitätsmaxima im Sinogramm identifiziert. Im in 4 gezeigten Fall erfolgt das Identifizieren der lokalen Intensitätsmaxima in zwei Rechenschritten, selbstverständlich ist auch eine abweichende Anzahl von Rechenschritten denkbar. Die lokale Intensitätsmaxima im Sinogramm entsprechen insbesondere länglichen Geradenabschnitten, welche typischerweise ihre maximale Länge im Bereich der Wirbelsäule haben.
  • Im Schritt 56 erfolgt eine Rücktransformation des Sinogramms, in welchem die lokalen Intensitätsmaxima extrahiert worden sind, mittels einer inversen Radontransformation. Es ist erkennbar, dass die Lage der Wirbelsäule nun in Schritt 56 besonders hervortritt. Das beschriebene Vorgehen ermöglicht derart eine besonders vorteilhafte automatische Bestimmung der Lage der Wirbelsäule in den Magnetresonanz-Vormessungsdaten. Derart kann das lokale Shimvolumen besonders vorteilhaft auf die Lage der Wirbelsäule bestimmt werden und die Shimeinstellungen können besonders geeignet zur Homogenisierung des Hauptmagnetfelds im Bereich der Wirbelsäule sein.
  • Die in 24 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.
  • 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, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts, umfassend folgende Verfahrensschritte: – Festlegen eines Untersuchungsvolumens für die Magnetresonanz-Bildgebung in einem Körper des Untersuchungsobjekts, – Bestimmen eines lokalen Shimvolumens, welches einen Teilbereich des Untersuchungsvolumens umfasst, – Berechnen von Shimeinstellungen, wobei ein in dem lokalen Shimvolumen vorliegendes Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen einfließt, und – Erfassen von Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsvolumens mittels des Magnetresonanzgeräts, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der berechneten Shimeinstellungen erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Erfassens der Magnetresonanz-Bilddaten eine lokale Shimspule anhand der Shimeinstellungen angesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ausschließlich das in dem lokalen Shimvolumen vorliegende Gewebe des Körpers des Untersuchungsobjekts in die Berechnung der Shimeinstellungen, anhand welcher die lokale Shimspule angesteuert wird, einfließt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–3, wobei das lokale Shimvolumen anhand einer Positionierung der lokalen Shimspule in Bezug auf den Körper des Untersuchungsobjekts bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–4, wobei das lokale Shimvolumen anhand einer Strombegrenzung der lokalen Shimspule bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Untersuchungsvolumen eine anatomische Struktur des Körpers des Untersuchungsobjekts vorliegt, wobei vor dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Vormessung mittels des Magnetresonanzgeräts erfolgt, wobei eine Lage der anatomischen Struktur anhand der in der Vormessung akquirierten Magnetresonanz-Vormessungsdaten identifiziert wird und das Bestimmen des lokalen Shimvolumens unter Verwendung der identifizierten Lage der anatomischen Struktur erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Shimeinstellungen unter Verwendung der Magnetresonanz-Vormessungsdaten berechnet werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6–7, wobei die anatomische Struktur eine Wirbelsäule des Untersuchungsobjekts ist, wobei Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessdaten erstellt werden und die Lage der Wirbelsäule anhand der Projektionsdaten identifiziert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Erstellen der Projektionsdaten aus den Magnetresonanz-Vormessdaten eine Radontransformation der Magnetresonanz-Vormessdaten umfasst, mittels welcher die Magnetresonanz-Vormessdaten in ein Sinogramm überführt werden, wobei die Lage der Wirbelsäule in dem Sinogramm identifiziert wird.
  10. Magnetresonanzgerät, umfassend eine Bilddatenerfassungseinheit und eine Recheneinheit, welche eine Festlegungseinheit, eine Bestimmungseinheit und eine Berechnungseinheit umfasst, wobei das Magnetresonanzgerät zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  11. Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgeführt wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112798994A (zh) * 2019-11-14 2021-05-14 西门子(深圳)磁共振有限公司 局部匀场装置及补偿主磁场的不均匀性的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007009203A1 (de) * 2007-02-26 2008-08-28 Siemens Ag Verfahren zur Bestimmung oder Anpassung eines Shims zur Homogenisierung eines Magnetfeldes einer Magnetresonanzeinrichtung und zugehörige Magnetresonanzeinrichtung
DE102008044844A1 (de) * 2008-08-28 2010-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung einer Schwächungskarte zur Verwendung in der Positronenemissionstomographie und von Homogenitätsinformationen des Magnetresonanzmagnetfeldes
DE112013003860T5 (de) * 2012-08-03 2015-04-23 Hitachi Medical Corporation Magnetresonanzbildgebungseinrichtung und Bestimmungsverfahren für Hochfrequenzmagnetfeldbedingungen
DE102014204451A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung und Magnetresonanzgerät

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005006008A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Shimming of mri scanner involving fat suppression and/or black blood preparation
DE102015204953B3 (de) * 2015-03-19 2016-08-11 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung
DE102015222114A1 (de) * 2015-11-10 2017-05-11 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum Ansteuern einer Shimeinheit, Steuereinheit und Magnetresonanzgerät

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007009203A1 (de) * 2007-02-26 2008-08-28 Siemens Ag Verfahren zur Bestimmung oder Anpassung eines Shims zur Homogenisierung eines Magnetfeldes einer Magnetresonanzeinrichtung und zugehörige Magnetresonanzeinrichtung
DE102008044844A1 (de) * 2008-08-28 2010-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung einer Schwächungskarte zur Verwendung in der Positronenemissionstomographie und von Homogenitätsinformationen des Magnetresonanzmagnetfeldes
DE112013003860T5 (de) * 2012-08-03 2015-04-23 Hitachi Medical Corporation Magnetresonanzbildgebungseinrichtung und Bestimmungsverfahren für Hochfrequenzmagnetfeldbedingungen
DE102014204451A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung und Magnetresonanzgerät

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