DE102016111245A1

DE102016111245A1 - Magnetresonanzbildgebungssystem und -verfahren

Info

Publication number: DE102016111245A1
Application number: DE102016111245.3A
Authority: DE
Inventors: Dashen Chu; Scott Lindsay; Zhu Li; Xiaoxu Liu; Robert S. Stormont; James Hiroshi Akao; Hai Zheng
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-01-05
Also published as: US20170003367A1; JP6782562B2; CN106324536B; KR20170003440A; CN106324536A; JP2017012742A

Abstract

Ein Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung mit einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung (10) enthält ein Erzeugen eines longitudinalen Magnetfeldes B0 über ein Zielvolumen (55) hinweg, Erzeugen eines transversalen Magnetfeldes B1, das zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist, über das Zielvolumen (55) hinweg, Senden mehrerer HF-Impulse zu dem Zielvolumen (55) mit einer Oberflächenspule (57), Akquirieren erster MR-Bildgebungsdaten von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens (55) als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse und Akquirieren zweiter MR-Bildgebungsdaten von dem Ziel innerhalb des Zielvolumens (55) mit einer Körperspule (56) als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse, wobei die Akquisition der ersten MR-Bildgebungsdaten und der zweiten MR-Bildgebungsdaten im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt.

Description

HINTERGRUND
TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen der Erfindung betreffen allgemein die Magnetresonanzbildgebung und insbesondere ein System und Verfahren zur Verbesserung der parallelen Bildgebungsleistung einer Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Allgemein werden Magnetresonanzbilder gewonnen, indem ein großes gleichförmiges Magnetfeld („B0“) von einer „Feld-“ oder „Polarisations“-Spule an ein Zielobjekt, wie beispielsweise einen Patientenkörper, angelegt wird. Das große gleichförmige Feld richtet die Quantenphotonenspins in den Molekülen innerhalb des Zielobjektes im Wesentlichen aus, obwohl die Photonenspins innerhalb chemisch verschiedener Moleküle weiterhin bei verschiedenen Larmor-Frequenzen präzedieren. Durch kurze Auferlegung eines gepulsten HF-Feldes („B1“) von einer „Sendespule“, im Wesentlichen quer zu B0, ist es möglich, die Protonen von Molekülen mit Spins anzuregen, die bei einer mit der gepulsten HF übereinstimmenden Larmor-Frequenz präzedieren. Während die angeregten Protonen zurück zu ihrem normalen niederenergetischen Zustand relaxieren, senden sie HF-Energie aus, die durch eine „Empfangsspule“ detektiert werden kann, die dieselbe wie die Sendespule oder von dieser gesondert sein kann. Die detektierte HF-Energie wird als Intensitätsdaten aufgezeichnet, die anschließend durch bekannte Mittel verarbeitet werden, um so eine visuelle Näherung oder ein Bild davon zu erhalten, wo und wie die verschiedenen chemischen Substanzen innerhalb des Zielobjektes angeordnet sind.
Wie erwähnt, werden HF-Spulen in einem MR-Bildgebungssystem verwendet, um HF-Anregungssignale zu senden und MR-Signale, die durch ein abgebildetes Objekt emittiert werden, zu empfangen. Es können verschiedene Arten von HF-Spulen, wie beispielsweise eine Ganzkörperspule und HF-Oberflächenspulen (oder lokale Spulen), in einem MR-Bildgebungssystem verwendet werden. Gewöhnlich wird die HF-Ganzkörperspule zur Aussendung der HF-Anregungssignale verwendet, obwohl eine HF-Ganzkörperspule auch eingerichtet sein kann, um MR-Bildgebungssignale zu empfangen. Es kann eine oder können mehrere (z.B. ein Array von) Oberflächenspulen als die Empfangsspulen verwendet werden, um MR-Bildgebungssignale zu detektieren oder in einigen Anwendungen um HF-Anregungssignale zu senden. Oberflächenspulen können in enger Nähe zu einem interessierenden Bereich in einem Objekt platziert werden und ergeben für einen Empfang gewöhnlich ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) als eine HF-Ganzkörperspule.
In Verbindung mit dem Vorstehenden kann ein Array von HF-Oberflächenspulen zur „parallelen Bildgebung“ verwendet werden, einer Technik, die entwickelt wurde, um die MR-Datenakquisition zu beschleunigen und die Scanzeit zu reduzieren. Bei der parallelen Bildgebung akquirieren (oder empfangen) mehrere HF-Empfangsspulen Daten von einem interessierenden Bereich oder Volumen. Im Allgemeinen hängen die Beschleunigungen der parallelen Bildgebung von dem Geometriefaktor („g-Faktor“) ab, der selbst von der Spulengeometrie und der Spulenkanaldichte des Empfangsspulenarrays abhängig ist. Demgemäß ist es übliche Praxis, Spulenelemente kleinerer Größe einzusetzen, um die Spulendichte zu vergrößern, um eine parallele Bildgebung mit hoher Beschleunigung zu erreichen, da gezeigt wurde, dass Spulenelemente mit kleinerer Größe und eine größere Anzahl von Kanälen einen besseren (kleineren) Geometriefaktor ergeben. Derartige existierende Techniken können jedoch eine Reduktion der B1-Durchdringung in den interessierenden Bereichen zur Folge haben, was unmittelbar das Basis-SNR des Arrays reduziert. Dies kann schließlich den Gewinn aufgrund der Verbesserung des Geometriefaktors für die gesamte parallele Bildgebungsleistung mindern oder sogar negieren, der nicht nur von g-Faktoren, sondern auch von dem Basis-SNR der Bilder abhängig ist, wie dies die Gleichung belegt: SNRπ = SNR_basis/g·√(R)),(1) wobei SNRπ das SNR der parallelen Bildgebung ist, SNR_basis das Basis-SNR ohne Beschleunigungen ist und R der Scanzeitreduktionsfaktor ist.
Was benötigt wird, ist folglich ein System und Verfahren, das die gesamte parallele Bildgebungsleistung verbessert, und insbesondere ein System und Verfahren, das Beschleunigungen der parallelen Bildgebung verbessert, ohne das Basis-SNR des Arrays zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG
In einem Aspekt ist ein Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung mit einer Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung geschaffen. Das Verfahren enthält die Schritte des Erzeugens eines longitudinalen Magnetfeldes B0 über ein ganzes Zielvolumen, Erzeugens eines transversalen Magnetfeldes B1, das zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist, über das ganze Zielvolumen, Sendens mehrerer HF-Impulse zu dem Zielvolumen mit einer Oberflächenspule, Akquirierens erster MR-Bildgebungsdaten von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens als Reaktion auf das Aussendung der HF-Impulse und Akquirierens zweiter MR-Bildgebungsdaten von dem Ziel innerhalb des Zielvolumens mit einer Körperspule als Reaktion auf die Aussendung der HF-Impulse. Die Akquisition der ersten MR-Bildgebungsdaten und der zweiten MR-Bildgebungsdaten erfolgt im Wesentlichen gleichzeitig.
Das zuvor erwähnte Verfahren kann ferner den Schritt der Reduktion der gegenseitigen Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule während der MR-Bildgebungsdatenakquisition aufweisen.
Insbesondere kann der Schritt der Reduktion der gegenseitigen Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule ein Erzeugen einer hohen Sperrimpedanz enthalten, um einen HF-Strom in der Körperspule zu reduzieren, während die zweiten MR-Bildgebungsdaten empfangen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des zuletzt erwähnten Verfahrens kann die Körperspule eine Vogelkäfig-Körperspule („birdcage“-Körperspule) sein.
Dann kann die hohe Sperrimpedanz in dieser bevorzugten Ausführungsform an vier Punkten an der Vogelkäfig-Körperspule erzeugt werden, wobei die vier Punkte um jeweils 90 Grad entlang von Endringen der Vogelkäfig-Körperspule verteilt sind.
In der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsform kann die Oberflächenspule eine Einzelkanalspule sein, die einen einzigen Empfangskanal zum Empfangen erster Signale, die die ersten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, aufweist.
Als eine Alternative kann die Oberflächenspule eine Mehrkanalspule mit mehreren Empfangskanälen zum Empfang von ersten Signalen, die die ersten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, sein.
In dem Verfahren der zuletzt erwähnten Art kann die Vogelkäfig-Körperspule wenigstens zwei Empfangskanäle zum Empfang von zweiten Signalen, die die zweiten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, enthalten.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Verfahren kann das Ziel vorzugsweise einen Oberkörper eines Patienten enthalten.
In einem weiteren Aspekt ist ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem geschaffen. Das System enthält eine Körperspulenanordnung, die ein Zielvolumen umgibt, wobei die Körperspulenanordnung eingerichtet ist, um in einem Sendemodus mehrere HF-Impulse zu dem Zielvolumen zu senden, und eine Oberflächenspulenanordnung, die in der Nähe des Zielvolumens angeordnet ist, wobei die Oberflächenspulenanordnung mit mehreren ersten Empfangskanälen elektrisch verbunden ist, die eingerichtet sind, um erste HF-Signale von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens zu empfangen. Die Körperspulenanordnung ist mit mehreren zweiten Empfangskanälen elektrisch verbunden, die eingerichtet sind, um in einem Empfangsmodus zweite HF-Signale von dem Ziel zu empfangen. Die zweiten HF-Signale werden durch die Volumenspule akquiriert, und die ersten HF-Signale werden gleichzeitig durch die Oberflächenspulenanordnung akquiriert.
Das vorstehend erwähnte Magnetresonanz-Bildgebungssystem kann ferner wenigstens einen Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz aufweisen, der mit der Körperspulenanordnung elektrisch verbunden ist, wobei der Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz eingerichtet ist, um eine hohe Sperrimpedanz zu erzeugen, um in dem Empfangsmodus einen HF-Strom in Spulenelementen der Körperspulenanordnung zu reduzieren.
Insbesondere kann die hohe Sperrimpedanz durch einen parallelen LC-Schwingkreis erzeugt werden.
Ferner kann der wenigstens eine Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz durch vier Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz gebildet sein, die mit der Körperspulenanordnung an vier Punkten an der Körperspulenanordnung elektrisch verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des zuletzt erwähnten Systems kann die Körperspulenanordnung eine Vogelkäfig-Körperspule sein.
Zusätzlich können die vier Punkte um jeweils 90 Grad entlang von Endringen der Vogelkäfig-Körperspule verteilt sein.
Weiter zusätzlich können die mehreren zweiten Empfangskanäle zwei zweite Empfangskanäle sein.
Das Magnetresonanz-Bildgebungssystem einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann ferner einen Polarisationsmagneten aufweisen, der eingerichtet ist, um ein longitudinales Magnetfeld B0 über das gesamte Zielvolumen zu erzeugen.
Zusätzlich kann die Körperspule eingerichtet sein, um ein transversales Magnetfeld B1 zu erzeugen, das über das gesamte Zielvolumen zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist.
In einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung mit einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung geschaffen. Das Verfahren enthält die Schritte des Sendens mehrerer HF-Impulse zu einem Zielvolumen mit einer Körperspule, die in einem Körperspulensendemodus arbeitet, Akquirierens erster Magnetresonanzsignale von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens mit einer Oberflächenspule, die in einem Oberflächenspulenempfangsmodus arbeitet, Reduzierens gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule, wenn die Körperspule in einem Körperspulenempfangsmodus arbeitet, und Akquirierens zweiter Magnetresonanzsignale aus dem Ziel innerhalb des Zielvolumens mit der Körperspule, die in dem Körperspulenempfangsmodus arbeitet, wobei die Akquisition der ersten Magnetresonanzsignale und der zweiten Magnetresonanzsignale im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt.
In dem zuvor erwähnten Verfahren kann der Schritt des Reduzierens gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule ein Hervorrufen einer hohen Sperrimpedanz in der Körperspule enthalten, um einen HF-Strom in der Körperspule zu reduzieren, während die zweiten Magnetresonanzsignale akquiriert werden.
Zusätzlich oder als eine Alternative kann die Körperspule eine Vogelkäfig-Körperspule sein.
Insbesondere kann die Oberflächenspule mehrere Kanäle zum Empfang der ersten Magnetresonanzsignale aufweisen, und die Vogelkäfig-Körperspule kann wenigstens zwei Kanäle zum Empfang der zweiten Magnetresonanzsignale aufweisen.
ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nach dem Lesen der folgenden Beschreibung nichtbeschränkender Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, worin nachstehend:
1 zeigt in schematischer Weise ein beispielhaftes Magnetresonanz(MR)-Bildgebungssystem, das Ausführungsformen der Erfindung enthält.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines parallelen LC-Schwingkreises, der mit der Speiseschleife der Körperspule des in 1 veranschaulichten MR-Bildgebungssystems funktionsmäßig verbunden ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vogelkäfig-Körperspule des in 1 veranschaulichten MR-Bildgebungssystems.
4 zeigt eine axiale Ansicht der Vogelkäfig-Körperspule nach 3.
5 zeigt ein Diagramm, das Simulationsergebnisse einer B1-Karte einer über vier Anschlüsse speisenden Vogelkäfig-Körperspule im Vergleich zu einer herkömmlichen Konstruktion mit Einspeisung über zwei Anschlüsse veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird im Einzelnen auf beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wenn es möglich ist, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen, die überall in den Zeichnungen verwendet werden, die gleichen oder ähnlichen Teile ohne eine doppelte Beschreibung. Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Körper(sende)spule zur MR-Bildgebung und eine Oberflächen(empfangs)spulenanordnung zur MR-Bildgebung beschrieben sind, können Ausführungsformen der Erfindung allgemein auch zur Verwendung mit HF-Transceivern mit parallelen Spulen anwendbar sein.
In dem hierin verwendeten Sinne kennzeichnen die Ausdrücke „im Wesentlichen“, „allgemein“ und „etwa“ Bedingungen innerhalb vernünftig erreichbarer Herstellungs- und Montagetoleranzen relativ zu idealen gewünschten Bedingungen, die sich zur Erreichung des funktionalen Zwecks einer Komponente oder Anordnung eignen. In dem hierin verwendeten Sinne bedeutet „elektrisch gekoppelt“, „elektrisch verbunden“ und „elektrische Kommunikationsverbindung“, dass die in Bezug genommenen Elemente derart direkt oder indirekt verbunden sind, dass ein elektrischer Strom von einer zu der anderen fließen kann. Die Verbindung kann eine direkte leitende Verbindung (d.h. ohne ein dazwischenliegendes kapazitives, induktives oder aktives Element), eine induktive Verbindung, eine kapazitive Verbindung und/oder eine beliebige sonstige geeignete elektrische Verbindung enthalten. Es können zwischengeschaltete Komponenten vorhanden sein.
1 zeigt die Hauptkomponenten eines beispielhaften Magnetresonanz(MR)-Bildgebungssystems 10, das Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält. Der Betrieb des Systems wird von einer Bedienerkonsole 12 aus gesteuert, die eine Tastatur oder eine andere Eingabevorrichtung 13, ein Steuerfeld 14 und einen Anzeigebildschirm 16 enthält. Die Eingabevorrichtung 13 kann eine Maus, einen Joystick, eine Tastatur, einen Trackball, einen durch Berührung aktivierbaren Bildschirm, einen Stiftscanner, eine Sprachsteuerung oder eine beliebige ähnliche oder äquivalente Eingabevorrichtung enthalten und kann zur interaktiven Geometrievorschrift verwendet werden. Die Konsole 12 kommuniziert über eine Verbindung 18 mit einem gesonderten Computersystem 20, das einem Bediener ermöglicht, die Erzeugung und Anzeige von Bildern auf dem Anzeigebildschirm 16 zu steuern. Das Computersystem 20 enthält eine Anzahl von Modulen, die über eine Busplatine 20a miteinander kommunizieren.
Die Module des Computersystems 20 enthalten ein Bildprozessormodul 22, ein CPU-Modul 24 und ein Speichermodul 26, das einen Bildzwischenspeicher zur Speicherung von Bilddatenarrays enthalten kann. Das Computersystem 20 ist mit Archivierungsmedienvorrichtungen, dauerhaften oder Sicherungsspeichern oder einem Netzwerk zur Speicherung von Bilddaten und Programmen verbunden und kommuniziert mit einer gesonderten MR-Bildgebungssystemsteuerung 32 über eine Hochgeschwindigkeitssignalverbindung 34. Das Computersystem 20 und die MR-Bildgebungssystemsteuerung 32 bilden gemeinsam eine „MR-Bildgebungssteuerung“ 33.
Die MR-Bildgebungssystemsteuerung 32 enthält einen Satz von Modulen, die durch eine Rückplatine 32a miteinander verbunden sind. Diese enthalten ein CPU-Modul 36 sowie ein Pulsgeneratormodul 38. Das CPU-Modul 36 ist mit der Bedienerkonsole 12 über eine Datenverbindung 40 verbunden. Gerade über diese Verbindung 40 empfängt die MR-Bildgebungssystemsteuerung 32 Befehle von dem Bediener, um die Scansequenz anzuzeigen, die durchgeführt werden soll. Das CPU-Modul 36 betreibt die Systemkomponenten, um die gewünschte Scansequenz auszuführen, und erzeugt Daten, die die Zeitfolge, Stärke und Form der erzeugten HF-Impulse sowie die Zeitsteuerung und Länge des Datenakquisitionsfensters kennzeichnen. Das CPU-Modul 36 ist mit verschiedenen Komponenten verbunden, die durch die MR-Bildgebungssteuerung 33 betrieben werden, zu denen das Pulsgeneratormodul 38 (das einen Gradientenverstärker 42 steuert, wie nachstehend weiter erläutert), eine physiologische Akquisitionssteuerung („PAC“) 44 und eine Scanraumschnittstellenschaltung 46 gehören.
Das CPU-Modul 36 empfängt Patientendaten von der physiologischen Akquisitionssteuerung 44, die Signale von einer Anzahl verschiedener Sensoren, die an den Patienten angeschlossen sind, wie beispielsweise EKG-Signale von Elektroden, die an dem Patienten angebracht sind, empfängt. Und schließlich empfängt das CPU-Modul 36 von der Scanraumschnittstellenschaltung 46 Signale von verschiedenen Sensoren, die dem Zustand des Patienten und des Magnetsystems zugeordnet sind. Es ist auch die Scanraumschnittstellenschaltung 46, über die die MR-Bildgebungssteuerung 33 ein Patientenpositionierungssystem 48 anweist, den Patienten oder Kunden C in eine gewünschte Position für den Scan zu überführen.
Das Pulsgeneratormodul 38 betreibt die Gradientenverstärker 42, um eine gewünschte Zeitfolge und Gestalt der Gradientenimpulse zu erreichen, die während des Scans erzeugt werden. Die Gradientensignalformen, die durch das Pulsgeneratormodul 38 erzeugt werden, werden an das Gradientenverstärkersystem 42 angelegt, das Verstärker Gx, Gy und Gz aufweist. Jeder Gradientenverstärker regt eine entsprechende physikalische Gradientenspule in einer Gradientenspulenanordnung, die allgemein mit 50 bezeichnet ist, an, um die Magnetfeldgradienten zu erzeugen, die zur räumlichen Codierung akquirierter Signale verwendet werden. Die Gradientenspulenanordnung 50 bildet einen Teil einer Magnetanordnung 52, die ferner einen Polarisationsmagneten 54 (der im Betrieb ein homogenes longitudinales Magnetfeld B0 über ein Zielvolumen 55, das von der Magnetanordnung 52 umgeben ist, hinweg bereitstellt) und eine Ganzkörper-(Sende- und Empfangs-)HF-Spule 56 enthält (die im Betrieb ein transversales Magnetfeld B1, das zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist, über das gesamte Zielvolumen 55 hinweg bereitstellt).
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die HF-Spule 56 eine Mehrkanalspule. Die MR-Bildgebungsvorrichtung 10 enthält ferner eine Oberflächen(empfangs)spule 57, die eine Einkanal- oder eine Mehrkanalspule sein kann. Ein Sende-/Empfangsmodul (Transceivermodul) 58 in der MR-Bildgebungssystemsteuerung 32 erzeugt Impulse, die durch einen HF-Verstärker 60 verstärkt und über einen Sende-/Empfangsschalter 62 in die HF-Spule 56 eingekoppelt werden. Die resultierenden Signale, die durch die angeregten Kerne in dem Patienten emittiert werden, können durch dieselbe HF-Spule 56 wie auch durch die dedizierte Empfangsspule 57 erfasst und über den Sende-/Empfangsschalter 62 an einen Vorverstärker 64 angekoppelt werden. Die verstärkten MR-Signale werden in dem Empfängerabschnitt des Senders/Empfängers 58 demoduliert, gefiltert und digitalisiert. Der Sende-/Empfangsschalter 62 wird durch ein Signal von dem Pulsgeneratormodul 38 gesteuert, um den HF-Verstärker 60 während des Sendemodus mit der Spule 56 elektrisch zu verbinden und den Vorverstärker 64 während des Empfangsmodus mit der Spule 56 zu verbinden. Der Sende-/Empfangsschalter 62 kann auch der HF-Oberflächenspule 57 ermöglichen, entweder im Sendemodus oder im Empfangsmodus verwendet zu werden.
Herkömmlicherweise würde die Oberflächenspule 57 in ihrem Empfangsmodus mit der (bei derselben Frequenz resonanten) Körperspule 56 verbunden sein, um so Echos der während des Sendemodus ausgesandten HF-Impulse am besten zu empfangen. Jedoch würde es in dem Fall, dass die HF-Oberflächenspule 57 nicht zum Senden verwendet wird, erforderlich sein, die Oberflächenspule 57 von der Körperspule 56 zu entkoppeln, während die Körperspule 56 den HF-Impuls sendet. In herkömmlicher Weise würde eine Entkopplung unter Verwendung von Dioden bewerkstelligt werden, um eine Verstimmungsschaltung zu aktivieren, die mit der Oberflächenspule 57 funktionsmäßig verbunden ist. In der Technik sind auch andere Verfahren zur Entkopplung, wie beispielsweise diejenigen, die in der US-Patentschrift Nr. 8,207,736 beschrieben sind, die hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen ist, bekannt.
Nachdem die Mehrkanal-HF-Spule 56 und/oder die Oberflächenspule 57 die aus der Anregung des Ziels hervorgehenden HF-Signale erfasst, digitalisiert das Sende-/Empfangsmodul 58 diese Signale. Die MR-Bildgebungssteuerung 33 verarbeitet anschließend die digitalisierten Signale anhand einer Fourier-Transformation, um k-Raum-Daten zu erzeugen, die dann zu einem Speichermodul 66 oder einem anderen computerlesbaren Medium über die MR-Bildgebungssystemsteuerung 32 übermittelt werden. „Computerlesbare Medien“ können zum Beispiel Strukturen enthalten, die derart eingerichtet sind, dass elektrische, optische oder magnetische Zustände in einer Weise fixiert werden können, die durch einen herkömmlichen Computer wahrnehmbar und reproduzierbar ist: z.B. Text oder Bilder, die auf Papier ausgedruckt oder auf einem Bildschirm angezeigt werden, optische Scheiben oder andere optische Speichermedien; „Flash“-Speicher, EEPROM, SDRAM oder andere elektrische Speichermedien; Floppy-Disketten oder andere magnetische Scheiben, Magnetband oder andere magnetische Speichermedien.
Ein Scan ist abgeschlossen, wenn ein Array roher k-Raum-Daten in dem computerlesbaren Medium 66 akquiriert worden ist. Diese k-Raum-Rohdaten werden in gesonderte k-Raum-Datenarrays für jedes zu rekonstruierende Bild umgeordnet, und jedes von diesen wird einem Arrayprozessor 68 zugeführt, der funktioniert, um die Daten durch Fourier-Transformation in ein Array von Bilddaten umzuwandeln. Diese Bilddaten werden über die Datenverbindung 34 zu dem Computersystem 20 übermittelt, wo sie in einem Speicher gespeichert werden. Als Reaktion auf Befehle, die von der Bedienerkonsole 12 empfangen werden, können diese Bilddaten in einem Langzeitspeicher archiviert werden, oder sie können durch den Bildprozessor 22 weiter verarbeitet und zu der Bedienerkonsole 12 übermittelt und auf der Anzeige 16 präsentiert werden.
Um die gesamte parallele Bildgebungsleistung zu verbessern und insbesondere die Beschleunigungen bei der parallelen Bildgebung zu verbessern, ohne das Basis-SNR des Spulenarrays zu reduzieren, sieht die vorliegende Erfindung die Verwendung der Empfangskanäle der Körperspule 56 zusätzlich zu den Empfangskanälen der Oberflächenspule 57 in dem Empfangsmodus vor. Insbesondere verwendet das MR-Bildgebungssystem 10 in einer Ausführungsform die Signale von den Körperspulenkanälen, die mit den Oberflächenspulenarrays gleichzeitig akquiriert werden, um die parallele Bildgebungsleistung der MR-Bildgebung weiter zu verbessern.
Zum Beispiel weist die Oberflächenspule 57 in einer Ausführungsform mehrere Empfangskanäle, wie beispielsweise eine Anzahl N von Empfangskanälen auf, die eingerichtet sind, um die HF-Signale zu erfassen, die ausgehend von einer Anregung des Ziels erzeugt werden, wobei N eine beliebige ganze Zahl größer als 0 ist. Zusätzlich zu den N-Empfangskanälen der Oberflächenspule 57 werden die ausgehend von einer Anregung des Ziels erzeugten HF-Signale auch durch zwei Empfangskanäle der Körperspule 56 akquiriert. In einer Ausführungsform ist die Körperspule 56 eine Vogelkäfig(„birdcage“)-Körperspule. Die Aufnahme von zwei Kanälen der Vogelkäfig-Körperspule 56 zu einem N-Kanal-Oberflächenarray erhöht die Kanalanzahl des gesamten Empfangsspulenanordnungsarrays von einem N-Kanal-Oberflächenspulenarray zu einem N + 2-Kanal-Array. Diese höhere Empfangskanalanzahl innerhalb des Sichtfeldes (FOV) hat einen kleineren g-Faktor und somit eine höhere Beschleunigung zur Folge.
Wie oben erwähnt, schließen sich Körperspulen und Empfangsspulen gewöhnlich gegenseitig aus. In einem Sendemodus würden die Körperspulen 56 gewöhnlich aktiviert sein, um HF-Impulse auszusenden, und die Empfangsspulen (gewöhnlich die Oberflächenspule 57) würden deaktiviert oder entkoppelt sein. In ähnlicher Weise würden in dem Empfangsmodus die Empfangsspulen (d.h. das (die) Oberflächenspulenarray(s) 57) aufgrund ihres hohen SNR für die MR-Signalempfangsvorgänge aktiviert sein, während die Körperspulen 56 deaktiviert sein würden. In der Tat können gegenseitige Kopplungen zwischen den Körperspulen 56 und den Oberflächenspulen 57 die Bildqualität beeinträchtigen.
In Verbindung mit dem Vorstehenden kann, um die beiden Empfangskanäle der Vogelkäfig-Körperspule 56 gleichzeitig mit den Empfangskanälen der Oberflächenspule 57 zu nutzen, ohne die Gesamtleistung des Systems 10 zu beeinträchtigen, nämlich ohne höhere Bildgebungsbeschleunigungen auf Kosten der Bildqualität zu erreichen, ein spezielles Körperspeiseschema verwendet werden, um die gegenseitigen Kopplungen zwischen den HF-Spulen zu reduzieren.
Unter Bezugnahme auf die 2–7 wird ein Vorverstärkerschnittstellenschema auf die Körperspule 56 angewandt, um gegenseitige Kopplungen zwischen der Körperspule 56 und den Oberflächenspulenarrays 57 zu reduzieren. Insbesondere verwendet die Vorverstärkerentkopplungstechnik Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz, um eine hohe Sperrimpedanz hervorzubringen, um einen HF-Strom in den Körperspulenschleifen zu reduzieren, während MR-Signale von der angeschlossenen Spulenschleife empfangen werden. Eine Reduktion des HF-Stroms in jedem Spulenelement der Spulenarrays hat eine Reduktion der gegenseitigen Kopplungen zwischen Spulenelementen der HF-Arrays zur Folge. Insbesondere hat eine Reduktion des Stroms in der Körperspule 56 eine Reduktion der induktiven Kopplung zwischen den Empfangsoberflächenspulenarrays 57 und der Körperspule 56 zur Folge. Infolgedessen können die beiden Empfangskanäle der Körperspule 56 gleichzeitig mit den Empfangskanälen des Oberflächenspulenarrays 57 eingesetzt werden, um höhere Bildgebungsbeschleunigungen zu erreichen, ohne das Basis-SNR des Arrays wesentlich zu reduzieren und folglich ohne die Gesamtleistung zu beeinträchtigen.
Unter besonderer Bezugnahme auf 2 kann eine Halbwellensendeleitung 100, 102 ähnlich der Empfangsoberflächenspulenkonstruktion verwendet werden, um die Vorverstärker 104, 106 mit niedriger Eingangsimpedanz und jede Körperspulenspeiseschleife 108, 110 miteinander zu verbinden. Die niedrige Eingangsimpedanz der Vorverstärker wird auf die Speise- oder Anpasspunkte übertragen. Die Anpassschaltung, z.B. ein paralleler LC-Schwingkreis 112, 114, erzeugt eine hohe Sperrimpedanz.
Die resultierende hohe Impedanz reduziert oder sperrt den fließenden Strom in jeder Speiseschleife der Körperspulen 56. Infolgedessen werden die gegenseitigen induktiven Kopplungen zwischen den Oberflächenempfangsspulen 57 und den Körperspulen 56 in den Empfangsmodus reduziert. Wie ohne weiteres erkannt wird, zerstört jedoch die einfache Erzeugung einer hohen Impedanz an willkürlichen Einspeiseschleifen oder -punkten, die Symmetrie der Vogelkäfig-Körperspule 56, die benötigt wird, um eine symmetrische und gleichförmige B1-Feld-Empfangskarte zu erzeugen. Um die Symmetrie der Vogelkäfig-Körperspule 56 zu bewahren, während einige Punkte hoher Impedanz erzeugt werden, werden vier Punkte verwendet, um die Signale einzuspeisen oder zu empfangen. In einer Ausführungsform sind die vier Anschlüsse um jeweils 90° an den Vogelkäfigendringen verteilt. 3 und 4 zeigen eine vier Anschlüsse zur Einnspeisung aufweisende Vogelkäfig-Körperspule 56 in einem Empfangsmodus.
Aufgrund der weichen Entkopplung der Vorverstärker teilt sich jeder Ring der Vogelkäfig-Körperspule 56 nicht die gleiche Impedanz. Die erzeugten Punkte hoher Impedanz sind von rechts nach links und in der Anteriorposition symmetrisch verteilt. 5 veranschaulicht Simulationsergebnisse einer B1-Karte des Vogelkäfigs 56 mit vier Einspeiseanschlüssen, mit einer Vorverstärkerentkopplung (wie bei 120 veranschaulicht), die der herkömmlichen Vogelkäfigkonstruktion mit zwei Einspeiseanschlüssen (wie bei 130 veranschaulicht) entspricht. Wie ohne weiteres erkannt wird, beeinflussen die vier Maschen hoher Impedanz die B1-Gleichförmigkeit überhaupt nicht.
Wie ohne weiteres erkannt wird, ermöglicht diese Technik sowohl dem Oberflächenspulenarray als auch der Körperspule, in einem Empfangsmodus bei einer geringeren gegenseitigen Kopplung zu arbeiten, um ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen. Insbesondere ermöglicht dies, zwei Empfangskanäle der Körperspule 56 gleichzeitig mit den Empfangskanälen der Oberflächenspule 57 zu verwenden, um eine höhere Kanalanzahl innerhalb des Sichtfeldes zu erreichen, was wiederum einen kleineren g-Faktor und ein höheres SNR bei der parallelen Bildgebung zur Folge hat. Da die weiche Vorverstärkerentkopplung von der Körperspule 56 eine zusätzliche Entkopplung in dem Empfangsmodus ergibt, reduziert die Technik den Bedarf an aktiven Entkopplungsschaltungen an dem Oberflächenspulenarray 57. Eine derartige Reduktion der aktiven Entkopplungsschaltungen ergibt ein hohes intrinsisches SNR der Körperspule 56, da Entkopplungsschaltungen als ein Nebeneffekt Rauschen erzeugen.
Allgemein verbessert die Nutzung von zwei Empfangskanälen der Vogelkäfig-Körperspule 56 des MR-Bildgebungssystems 10 zur Akquisition von MR-Signalen gleichzeitig mit den Empfangskanälen des Oberflächenspulenarrays 57 die gesamte parallele Bildgebungsleistung, wozu eine Verbesserung des SNR und Scanzeitreduktionen gehören, indem sowohl das Basis-SNR als auch die g-Faktoren verbessert werden. In einer Ausführungsform kann das System 10 zur Abbildung von Oberkörper und Bauch verwendet werden, wobei die Aufnahme der beiden Kanalempfänger von der Vogelkäfig-Körperspule 56 das Basis-SNR in tiefen Geweben verbessern und den g-Faktor reduzieren kann, obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Anwendung beschränkt werden soll. Unabhängig von der Anwendung verwendet die vorliegende Erfindung Volumenspulen, wie beispielsweise Vogelkäfig-Körperspulen, zusätzlich zu lokalen Oberflächenspulen, um die parallele Bildgebungsleistung sowohl mit einem verbesserten g-Faktor als auch mit einem verbesserten Basis-SNR zu verbessern.
In einer Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung eine neue parallele Bildgebungsanwendung vor, wie sie eine beschleunigte parallele Bildgebung in der AP-Richtung ermöglicht, ohne auf den Einsatz von Anterior-Oberflächenspulen zurückzugreifen.
In noch weiteren Ausführungsformen kann der g-Faktor reduziert und das Basis-SNR für eine Anordnung aus Oberflächenspulenarrays und einer Vogelkäfig-Körperspule verbessert werden, indem die Empfindlichkeit der Vogelkäfig-Körperspulen, einschließlich B1-Phaseninformationen, für Oberflächenspulenarrays erhöht wird. In Verbindung damit sind Vogelkäfig-Körperspulen für ihre räumliche Homogenität bekannt, und sie werden hauptsächlich zur Übertragung von HF-Impulsen verwendet, wie hierin erläutert. Es ist bisher gedacht worden, dass die Hinzunahme von zwei Kanälen aus einer Körperspule zur Veränderung eines g-Faktors wenig Nutzen bringt, weil g-Faktoren stark von räumlichen Informationen des Magnetfeldes B1 abhängig sind. In der Tat wird ein räumlich gleichförmiges B1 überhaupt nicht zu dem g-Faktor beitragen.
Jedoch liegt eine relativ homogene B1-Verteilung einer Vogelkäfig-Spule nur in einem Vakuum oder einem nicht leitenden Medium, wie beispielsweise in Silikonölphantomen, vor. Das B1 einer Vogelkäfig-Spule im Innern von menschlichen Geweben wird bei steigender Magnetfeldstärke aufgrund von Wellenlängeneffekten zunehmend inhomogener. Wie häufig beobachtet wird, sind die Bilder, die von Silikonölphantomen akquiriert werden, viel gleichförmiger, als diejenigen, die von einer In-Vivo-Bildgebung bei 3T akquiriert werden, weil sowohl die Amplituden als auch die Phase von B1 aus I- und Q-Kanälen einer Vogelkäfig-Körperspule verzerrt werden.
Außerdem greifen g-Faktor-Berechnungen nicht nur auf die Amplitude, sondern auch auf die räumliche Phasenverteilung von B1-Spulenempfindlichkeiten zurück. Selbst wenn die Amplitude einer Vogelkäfig-Körperspule in einem Vakuum relativ gleichmäßig ist, ist es festgestellt worden, dass die B1-Phase einer Vogelkäfig-Körperspule deutliche räumliche Schwankungen in einem Vakuum zeigt. Demgemäß können in einer Ausführungsform sowohl intrinsische räumliche Phasenschwankungen als auch induzierte B1-Schwankungen der Amplitude und Phase von B1 der Vogelkäfig-Körperspulenempfindlichkeit verwendet werden, um den gesamten g-Faktor des gesamten Anordnungsarrays, wie beispielsweise des N-Kanal-Oberflächenspulenarrays zuzüglich einer 2-Kanal-Vogelkäfig-Körperspule, wie vorstehend beschrieben, weiter zu verbessern.
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben sind, die Verwendung der Empfangskanäle einer Vogelkäfig-Körperspule zur gleichzeitigen Akquisition von MR-Bildgebungsdaten mit den Empfangskanälen einer Oberflächenspulenanordnung offenbaren, ist die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass andere Arten von Körperspulen oder Körperspulenarrays in ähnlicher Weise verwendet werden können, um gleichzeitig MR-Bildgebungsdaten zu akquirieren. Zum Beispiel kann die Körperspule eine transversale elektromagnetische(TEM-)Volumenspule mit gewöhnlich 8 bis 32 Kanälen sein. In Verbindung damit können aufgrund der zahlreichen Kanäle mehrere Vorverstärker verwendet werden, um ein Entkopplung von den Oberflächenspulen und eine verbesserte parallele Bildgebungsleistung ähnlich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu erreichen.
In einer Ausführungsform ist ein Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung bei einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung geschaffen. Das Verfahren enthält die Schritte: Erzeugen eines longitudinalen Magnetfeldes B0 über ein gesamtes Zielvolumen, Erzeugen eines transversalen Magnetfeldes B1, das im Wesentlichen senkrecht zu B0 verläuft, über das ganze Zielvolumen, Senden mehrerer HF-Impulse zu dem Zielvolumen mit einer Oberflächenspule, Akquirieren erster MR-Bildgebungsdaten von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse und Akquirieren, mit einer Körperspule, zweiter MR-Bildgebungsdaten von dem Ziel innerhalb des Zielvolumens als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse. Die Akquisition der ersten MR-Bildgebungsdaten und der zweiten MR-Bildgebungsdaten erfolgt im Wesentlichen gleichzeitig. Das Verfahren kann ferner den Schritt der Reduktion gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule während der MR-Bildgebungsdatenakquisition enthalten. In einer Ausführungsform enthält der Schritt der Reduktion der gegenseitigen Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule ein Erzeugen einer hohen Sperrimpedanz, um einen HF-Strom in der Körperspule zu reduzieren, während die zweiten MR-Bildgebungsdaten empfangen werden. In einer Ausführungsform ist die Körperspule eine Vogelkäfig-Körperspule. In einer Ausführungsform wird die hohe Sperrimpedanz an vier Punkten an der Vogelkäfig-Körperspule erzeugt, wobei die vier Punkte um jeweils 90° entlang von Endringen der Vogelkäfig-Körperspule verteilt sind. In einer Ausführungsform ist die Oberflächenspule eine Einkanalspule, die einen einzigen Empfangskanal zum Empfang von ersten Signalen, die die ersten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, aufweist. In einer anderen Ausführungsform kann die Oberflächenspule eine Mehrkanalspule sein, die mehrere Empfangskanäle zum Empfang der ersten Signale, die die ersten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, aufweist. In einer Ausführungsform enthält die Vogelkäfig-Körperspule wenigstens zwei Empfangskanäle für den Empfang von zweiten Signalen, die die zweiten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren. In einer Ausführungsform kann das Ziel einen Oberkörper eines Patienten enthalten.
In einer Ausführungsform ist ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem geschaffen. Das System enthält eine Körperspulenanordnung, die ein Zielvolumen umgibt, wobei die Körperspulenanordnung eingerichtet ist, um mehrere HF-Impulse zu dem Zielvolumen in einem Sendemodus zu senden, und eine Oberflächenspulenanordnung, die in der Nähe des Zielvolumens angeordnet ist, wobei die Oberflächenspulenanordnung mit mehreren ersten Empfangskanälen elektrisch verbunden ist, die eingerichtet sind, um erste HF-Signale von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens zu empfangen. Die Körperspulenanordnung ist mit mehreren zweiten Empfangskanälen elektrisch verbunden, die eingerichtet sind, um in einem Empfangsmodus zweite HF-Signale von dem Ziel zu empfangen. Die zweiten HF-Signale werden durch die Volumenspule akquiriert, und die ersten HF-Signale werden durch die Oberflächenspulenanordnung gleichzeitig akquiriert. In einer Ausführungsform kann das Magnetresonanz-Bildgebungssystem wenigstens einen Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz enthalten, der mit der Körperspulenanordnung elektrisch verbunden ist. Der Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz ist eingerichtet, um eine hohe Sperrimpedanz zu erzeugen, um einen HF-Strom in Spulenelementen der Körperspulenanordnung in dem Empfangsmodus zu reduzieren. In einer Ausführungsform wird die hohe Sperrimpedanz durch einen parallelen LC-Schwingkreis erzeugt. In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz durch vier Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz gebildet, die mit der Körperspulenanordnung an vier Punkten an der Körperspulenanordnung elektrisch verbunden sind. In einer Ausführungsform ist die Körperspulenanordnung eine Vogelkäfig-Körperspule. In einer Ausführungsform sind die vier Punkte um jeweils 90° entlang von Endringen der Vogelkäfig-Körperspule verteilt. In einer Ausführungsform sind die mehreren zweiten Empfangskanäle zwei zweite Empfangskanäle. In einer Ausführungsform kann das System ferner einen Polarisationsmagneten enthalten, der eingerichtet ist, um ein longitudinales Magnetfeld B0 über das ganze Zielvolumen zu erzeugen. In einer Ausführungsform ist die Körperspule eingerichtet, um ein transversales Magnetfeld B1, das zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist, über das ganze Zielvolumen zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist ein Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung mit einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung geschaffen. Das Verfahren enthält die Schritte: Senden mehrerer HF-Impulse zu einem Zielvolumen mit einer Körperspule, die in einem Körperspulensendemodus arbeitet, Akquirieren erster Magnetresonanzsignale von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens mit einer Oberflächenspule, die in einem Oberflächenspulenempfangsmodus arbeitet, Reduzieren gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule, wenn die Körperspule in einem Körperspulenempfangsmodus arbeitet, und Akquirieren zweiter Magnetresonanzsignale von dem Ziel innerhalb des Zielvolumens mit der Körperspule, die in dem Körperspulenempfangsmodus arbeitet, wobei die Akquisition der ersten Magnetresonanzsignale und der zweiten Magnetresonanzsignale im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt. In einer Ausführungsform enthält der Schritt der Reduktion gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule und der Oberflächenspule ein Erzeugen einer hohen Sperrimpedanz in der Körperspule, um einen HF-Strom in der Körperspule zu reduzieren, während die zweiten Magnetresonanzsignale akquiriert werden. In einer Ausführungsform ist die Körperspule eine Vogelkäfig-Körperspule. In einer Ausführungsform weist die Oberflächenspule mehrere Kanäle zum Empfang der ersten Magnetresonanzsignale auf, und die Vogelkäfig-Körperspule weis wenigstens zwei Kanäle zum Empfang der zweiten Magnetresonanzsignale auf.
Es sollte verstanden werden, dass die vorstehende Beschreibung dazu vorgesehen ist, veranschaulichend und nicht beschränkend zu sein. Zum Beispiel können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (und/oder deren Aspekte) in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem Umfang abzuweichen.
Während die Dimensionen und Arten von Materialien, wie sie hierin beschrieben sind, dazu gedacht sind, die Parameter der Erfindung zu definieren, sind sie keinesfalls beschränkend und sie stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. Viele weitere Ausführungsformen werden sich Fachleute auf dem Gebiet bei einer Durchsicht der vorstehenden Beschreibung erschließen. Der Schutzumfang der Erfindung sollte folglich unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche gemeinsam mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu denen derartige Ansprüche berechtigt sind, bestimmt werden. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „enthalten“ und „in dem/der/denen“ als die sprachlichen Äquivalente zu den jeweiligen Begriffen „aufweisen“ und „worin“ verwendet. Außerdem werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe, wie beispielsweise „erste“, „zweite“, „dritte“, „obere“, „untere“, „oberseitige“, „unterseitige“, etc. lediglich als Bezeichnungen verwendet, und sie sollen ihren Objekten keine numerischen oder positionsbezogenen Anforderungen auferlegen. Ferner sind die Merkmale der folgenden Ansprüche nicht in dem Format Mittel-plus-Funktion geschrieben, und sie sind nicht dazu gedacht, auf der Basis von 35 U.S.C., §122, 6. Absatz, interpretiert zu werden, sofern und bis derartige Anspruchsmerkmale nicht ausdrücklich den Ausdruck „Mittel zur“, gefolgt von einer Angabe der Funktion ohne eine weitere Struktur, verwenden.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und auch um einen Fachmann auf dem Gebiet zu befähigen, die Ausführungsformen der Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleute auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.
In dem hierin verwendeten Sinne sollte ein Element oder Schritt, das bzw. der in der Einzahl angegeben und dem das Wort „ein“ oder „eine“ vorangestellt ist, derart verstanden werden, dass es mehrere derartige Elemente oder Schritte nicht ausschließt, sofern ein derartiger Aufschluss nicht explizit angegeben ist. Außerdem sollen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung nicht derart interpretiert werden, als würden sie die Existenz weiterer Ausführungsformen, die die angegebenen Merkmale ebenfalls enthalten, ausschließen. Außerdem können Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer bestimmten Eigenschaft „aufweisen“, „enthalten“ oder „haben“, sofern nicht das Gegenteilige ausdrücklich angegeben ist, zusätzlich derartige Elemente enthalten, die diese Eigenschaft nicht haben.
Da bestimmte Veränderungen an der vorstehend beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass von dem Rahmen und Umfang der hierin umfassten Erfindung abgewichen wird, besteht die Absicht, dass der gesamte Gegenstand der vorstehenden Beschreibung, oder wie er in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, lediglich als Beispiele, die das erfindungsgemäße Konzept hierin veranschaulichen, interpretiert werden sollte und nicht in einem die Erfindung beschränkenden Sinne aufgefasst werden sollte.
Ein Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung mit einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung 10 enthält ein Erzeugen eines longitudinalen Magnetfeldes B0 über ein Zielvolumen 55 hinweg, Erzeugen eines transversalen Magnetfeldes B1, das zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist, über das Zielvolumen 55 hinweg, Senden mehrerer HF-Impulse zu dem Zielvolumen 55 mit einer Oberflächenspule 57, Akquirieren erster MR-Bildgebungsdaten von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens 55 als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse und Akquirieren zweiter MR-Bildgebungsdaten von dem Ziel innerhalb des Zielvolumens 55 mit einer Körperspule 56 als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse, wobei die Akquisition der ersten MR-Bildgebungsdaten und der zweiten MR-Bildgebungsdaten im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8207736 [0042]

Claims

Verfahren zur parallelen Bildgebung zur Verwendung mit einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung (10), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erzeugen eines longitudinalen Magnetfeldes B0, über ein ganzes Zielvolumen (55); Erzeugen eines transversalen Magnetfeldes B1, das zu B0 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist, über das ganze Zielvolumen (55); Senden mehrerer HF-Impulse zu dem Zielvolumen (55); Akquirieren erster MR-Bildgebungsdaten von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens (55) mit einer Oberflächenspule (57), als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse; und Akquirieren zweiter MR-Bildgebungsdaten von dem Ziel innerhalb des Zielvolumens (55) mit einer Körperspule (56), als Reaktion auf das Senden der HF-Impulse; wobei die Akquisition der ersten MR-Bildgebungsdaten und der zweiten MR-Bildgebungsdaten im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt aufweist: Reduktion gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule (56) und der Oberflächenspule (57) während einer MR-Bildgebungsdatenakquisition; wobei der Schritt der Reduktion gegenseitiger Kopplungen zwischen der Körperspule (56) und der Oberflächenspule (57) vorzugsweise ein Hervorrufen einer hohen Sperrimpedanz enthält, um einen HF-Strom in der Körperspule (56) zu reduzieren, während die zweiten MR-Bildgebungsdaten empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Körperspule (56) eine Vogelkäfig-Körperspule ist; und wobei die hohe Sperrimpedanz vorzugsweise an vier Punkten an der Vogelkäfig-Körperspule hervorgerufen wird, wobei die vier Punkte um jeweils 90 Grad an Endringen der Vogelkäfig-Körperspule verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei: die Oberflächenspule (57) eine Einkanalspule mit einem einzigen Empfangskanal zum Empfang von ersten Signalen, die die ersten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Oberflächenspule (57) eine Mehrkanalspule mit mehreren Empfangskanälen zum Empfang erster Signale, die die ersten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, ist; und wobei die Vogelkäfig-Körperspule (56) vorzugsweise wenigstens zwei Empfangskanäle zum Empfang von zweiten Signalen, die die zweiten MR-Bildgebungsdaten repräsentieren, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Ziel einen Oberkörper eines Patienten enthält.
Magnetresonanz-Bildgebungssystem (10), das aufweist: eine Körperspulenanordnung (56), die ein Zielvolumen (55) umgibt, wobei die Körperspulenanordnung (56) eingerichtet ist, um in einem Sendemodus mehrere HF-Impulse zu dem Zielvolumen (55) zu senden; und eine Oberflächenspulenanordnung (57), die in der Nähe des Zielvolumens (55) angeordnet ist, wobei die Oberflächenspulenanordnung (57) mit mehreren ersten Empfangskanälen elektrisch verbunden ist, die eingerichtet sind, um erste HF-Signale von einem Ziel innerhalb des Zielvolumens (55) zu empfangen; wobei die Körperspulenanordnung (56) mit mehreren zweiten Empfangskanälen elektrisch verbunden ist, die eingerichtet sind, um in einem Empfangsmodus zweite HF-Signale von dem Ziel zu empfangen; und wobei die zweiten HF-Signale durch die Körperspulenanordnung (56) akquiriert werden und die ersten HF-Signale durch die Oberflächenspulenanordnung (57) gleichzeitig akquiriert werden.
Magnetresonanz-Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 7, das ferner aufweist: wenigstens einen Vorverstärker (104) mit niedriger Eingangsimpedanz, der mit der Körperspulenanordnung (56) elektrisch verbunden ist, wobei der Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz eingerichtet ist, um eine hohe Sperrimpedanz hervorzurufen, um einen HF-Strom in Spulenelementen der Körperspulenanordnung (56) in dem Empfangsmodus zu reduzieren.
Magnetresonanz-Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 8, wobei die hohe Spannimpedanz durch einen parallelen LC-Schwingkreis (112) hervorgerufen wird; und/oder wobei der wenigstens eine Vorverstärker (104) mit niedriger Eingangsimpedanz durch vier Vorverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz gebildet ist, die mit der Körperspulenanordnung (56) an vier Punkten an der Körperspulenanordnung (56) elektrisch verbunden sind.
Magnetresonanz-Bildgebungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei die Körperspulenanordnung (56) eine Vogelkäfig-Körperspule ist; und wobei die vier Punkte vorzugsweise um jeweils 90 Grad an Endringen der Vogelkäfig-Körperspule verteilt sind.