DE102016214088A1 - Verbessertes MR-Schichtmultiplexing-Verfahren - Google Patents

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Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur schichtspezifischen Anpassung von RF-Pulsen bei Aufnahmen von MR-Signalen eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von einem Schichtmultiplexing-Verfahren, bei dem MR-Signale aus mindestens zwei unterschiedlichen Schichten des Untersuchungsobjekts gleichzeitig bei der Aufnahme der MR-Signale detektiert werden, umfasst die Schritte: – Bestimmen der jeweiligen Position der gleichzeitig zu detektierenden Schichten in dem Untersuchungsobjekt, – für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Bestimmen von Einzelschicht-RF-Puls-Parametern auf Basis der bestimmten Position, – Korrigieren der Einzelschicht-RF-Puls-Parameter auf Basis von zumindest einer untersuchungsobjektspezifischen Parameterkarte, die jeweils die räumliche Verteilung eines Systemparameters in dem Untersuchungsobjekt abbildet, und der bestimmten Position, – Erstellen eines Multi-Band-RF-Pulses zur Manipulation der gleichzeitig zu detektierenden Schichten auf Basis der korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter. Durch die erfindungsgemäße Erstellung von Multi-Band-RF-Pulsen auf Basis der bereits korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter sind resultierende Multi-Band-RF-Pulse selbst schichtspezifisch an die aktuellen Umgebungsbedingungen angepasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein verbessertes MR-Schichtmultiplexing-Verfahren, das eine schichtspezifische Anpassung von RF-Pulsen an aktuelle Umgebungsbedingungen erlaubt.
  • Die Magnetresonanz-Technik (im Folgenden steht die Abkürzung MR für Magnetresonanz) ist eine bekannte Technik, mit der Bilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden können. Vereinfacht ausgedrückt wird hierzu das Untersuchungsobjekt in einem Magnetresonanzgerät in einem vergleichsweise starken statischen, homogenen Grundmagnetfeld, auch B0-Feld genannt, mit Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla und mehr positioniert, so dass sich dessen Kernspins entlang des Grundmagnetfeldes orientieren. Zum Auslösen von Kernspinresonanzen werden hochfrequente Anregungspulse (RF-Pulse) in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, die ausgelösten Kernspinresonanzen als sogenannte k-Raumdaten gemessen und auf deren Basis MR-Bilder rekonstruiert oder Spektroskopiedaten ermittelt. Zur Ortskodierung der Messdaten werden dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder überlagert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist z.B. mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
  • Der Wunsch nach immer schnelleren MR-Aufnahmen im klinischen Umfeld führt momentan zu einer Renaissance von Verfahren, bei denen mehrere Bilder simultan aufgenommen werden. Allgemein lassen sich diese Verfahren dadurch charakterisieren, dass zumindest während eines Teils der Messung gezielt Transversalmagnetisierung von zumindest zwei Schichten gleichzeitig für den Bildgebungsprozess genutzt wird („Multi-Schicht-Bildgebung“, „Schicht-Multiplexing“). Im Gegensatz dazu wird bei der etablierten „Mehrschicht-Bildgebung“ das Signal von zumindest zwei Schichten alternierend, d. h. vollständig unabhängig voneinander mit entsprechender längerer Messzeit aufgenommen.
  • Bekannte Verfahren hierzu sind beispielsweise die sogenannte Hadamard-Kodierung, Verfahren mit simultaner Echo-Refokussierung, Verfahren mit Breitband-Datenaufnahme oder auch Verfahren, die eine parallele Bildgebung in Schicht-Richtung einsetzten. Zu den letztgenannten Verfahren gehört beispielsweise auch die blipped CAIPI-Technik, wie sie von Setsompop et al. In „Blipped-Controlled Aliasing in Parallel Imaging for Simultaneous Multislice Echo Planar Imaging With Reduced g-Factor Penalty", Magnetic Resonance in Medicine 67, 2012, S. 1210–1224, beschrieben wird.
  • Bei derartigen Schichtmultiplexing-Verfahren wird ein sogenannter Multi-Band-RF-Puls verwendet, um zwei oder mehr Schichten gleichzeitig anzuregen oder anderweitig zu manipulieren (z.B. zu refokussieren oder zu sättigen. Ein solcher Multi-Band-RF-Puls ist dabei z.B. ein Multiplex von individuellen RF-Pulsen, die zur Manipulation der einzelnen gleichzeitig zu manipulierenden Schichten verwendet werden würden. Um die resultierenden Signale der verschiedenen Schichten trennen zu können, wird beispielsweise den individuellen RF-Pulsen vor dem Multiplexing, z.B. durch Addieren eines linearen Phasenanstiegs, je eine unterschiedliche Phase aufgeprägt, wodurch die Schichten im Ortsraum gegeneinander verschoben werden. Durch das Multiplexing erhält man z.B. einen Grundband modulierten Multi-Band-RF-Puls durch Summieren der Pulsformen der individuellen RF-Pulse.
  • Wie z.B. im oben bereits genannten Artikel von Setsompop et al. beschrieben, können g-Faktor-Nachteile durch Verschiebungen zwischen den Schichten reduziert werden, indem etwa Gradienten-Blips verwendet werden oder die Phasen der individuellen RF-Pulse entsprechend moduliert werden. Wie ebenfalls in dem genannten Artikel von Setsompop et al. beschrieben, können die Signale der gleichzeitig angeregten oder sonst manipulierten Schichten zunächst wie Signale von nur einer Schicht zusammengefasst werden, um dann in der Nachverarbeitung durch ein Schicht-GRAPPA-Verfahren (GRAPPA: „GeneRalized Autocalibrating Partial Parallel Acquisition“) getrennt zu werden.
  • Auf der anderen Seite benötigen Verfahren auf Grundlage der Magnetresonanz, hierbei insbesondere sowohl die tomographische Bildgebung (MRT, Magnetresonanztomographie) als auch die Spektroskopie (MRS, Magnetresonanzspektroskopie) grundsätzlich „gutartige" physikalische Umgebungsbedingungen, um eine möglichst optimale Qualität der aufgenommenen Daten zu gewährleisten. Beispielsweise betrifft dies mindestens eines der Kriterien umfassend die räumliche Homogenität, die zeitliche Stabilität und die absolute Genauigkeit der für MR-Verfahren relevanten magnetischen Felder (B0, das stationäre Hauptmagnetfeld und B1, das magnetische Hochfrequenz-Wechselfeld).
  • Zu bereits bekannten Maßnahmen, mit denen Abweichungen von idealen Umgebungsbedingungen zumindest teilweise kompensiert werden können, zählen sowohl systemspezifische Einstellungen, die die Gegebenheiten des verwendeten MR-Systems zu korrigieren suchen, wie z.B. wirbelstrominduzierte dynamische Feldstörungen oder auch Gradientensensitivitäten, als auch untersuchungsobjekt-spezifische Einstellungen, die die durch das in das Messvolumen des MR-Systems eingebrachte Untersuchungsobjekt, z.B. einen Patienten, verursachte Veränderungen wie z.B. suszeptibilitätsbedingte statische Feldstörungen oder räumliche Variationen des Hochfrequenzfeldes auszugleichen versuchen. Zum Ausgleich von nicht-idealen Umgebungsbedingungen können betroffene Parameter der Messsequenzen angepasst werden. Insbesondere können hierbei als Parameter die jeweilige Zentralfrequenz (z.B. für eine Verbesserte Fettunterdrückung und/oder eine reduzierte EPI-Bild-Verschiebung), ein Shimming des B0-Feldes in erster Ordnung(z.B. für eine homogenere Fettunterdrückung und/oder ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)), eine jeweilige Spannung der RF-Sende-Einheiten (z.B. für ein verbessertes SNR) oder auch ein B1-Shimming (z.B. für ein homogeneres SNR) in Betracht kommen. Derartige untersuchungsobjektspezifische Parameter können beispielsweise von, z.B. vorab erstellten, B0-Feld-Karten bzw. B1-Feld-Karten abgeleitet werden.
  • Eine Anpassung dieser Parameter ist bisher allerdings nur für zusammenhängende Volumen möglich und nicht z.B. für disjunkte Schichten, wie sie beim Schichtmultiplexing gleichzeitig angeregt oder manipuliert werden. Da bei Schichtmultiplexing-Verfahren die gleichzeitig zu manipulierenden Schichten normalerweise so weit wie möglich voneinander entfernt angeordnet sind, um eine spätere Trennung der Signale zu erleichtern, umfasst daher ein Optimierungsvolumen, in dem Abweichungen der Umgebungsbedingungen korrigiert werden können, mit den bisherigen Methoden entweder den gesamten zu messenden Schichtstapel oder zumindest die Einhüllende der gleichzeitig zu manipulierenden Schichten. Die hierbei erhaltenen Parameter sind daher nur im Mittel für das Optimierungsvolumen angepasst und können für die tatsächlich betroffenen Schichten auch beliebig schlecht sein. Insbesondere bei Messungen an Regionen des Untersuchungsobjekts mit räumlich schnell variierenden Umgebungsbedingungen, wie etwa im Kopfbereich von Patienten, können derartige über größere Volumen gemittelte Anpassungen von Parametern sogar zu einer Verschlechterung des Ergebnisses führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schichtspezifischen Anpassung von RF-Pulsen bei Aufnahmen von MR-Signalen eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von einem Schichtmultiplexing-Verfahren zu ermöglichen, derart, dass schichtspezifische Anpassungen von Parametern zum Ausgleich von von idealen Umgebungsbedingungen abweichenden Umgebungsbedingungen erfolgen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur schichtspezifischen Anpassung von RF-Pulsen bei Aufnahmen von MR-Signalen eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von einem Schichtmultiplexing-Verfahren gemäß Anspruch 1, sowie eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 12, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 13 und einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß Anspruch 14.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur schichtspezifischen Anpassung von RF-Pulsen bei Aufnahmen von MR-Signalen eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von einem Schichtmultiplexing-Verfahren, bei dem MR-Signale aus mindestens zwei unterschiedlichen Schichten des Untersuchungsobjekts gleichzeitig bei der Aufnahme der MR-Signale detektiert werden, umfasst die Schritte:
    • – Bestimmen der jeweiligen Position der gleichzeitig zu detektierenden Schichten in dem Untersuchungsobjekt,
    • – für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Bestimmen von Einzelschicht-RF-Puls-Parametern auf Basis der bestimmten Position,
    • – Korrigieren der Einzelschicht-RF-Puls-Parameter auf Basis von zumindest einer untersuchungsobjektspezifischen Parameterkarte, die jeweils die räumliche Verteilung eines Systemparameters in dem Untersuchungsobjekt abbildet, und der bestimmten Position,
    • – Erstellen eines Multi-Band-RF-Pulses zur Manipulation der gleichzeitig zu detektierenden Schichten auf Basis der korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter.
  • Durch die erfindungsgemäße Korrektur der Einzelschicht-RF-Puls-Parameter auf Basis zumindest einer untersuchungsobjektspezifischen Parameterkarte können die Einzelschicht-RF-Puls-Parameter an aktuell vorliegende Umgebungsbedingungen angepasst werden. Durch die erfindungsgemäße Erstellung von Multi-Band-RF-Pulsen auf Basis der bereits korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter sind resultierende Multi-Band-RF-Pulse selbst schichtspezifisch an die aktuellen Umgebungsbedingungen angepasst. Es können somit bereits schichtspezifisch angepasste Einzelschicht-RF-Pulse durch Multiplexing zu dann ebenfalls schichtspezifisch angepassten Multi-Band-RF-Pulsen kombiniert werden, wodurch jeweils schichtgenau z.B. das SNR sowie die Homogenität des SNR in allen Schichten und ggf. auch eine Fettunterdrückung verbessert werden können.
  • Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage umfasst eine Magneteinheit, eine Gradienteneinheit, eine Hochfrequenzeinheit und eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung mit einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung mit einer Multi-Band-RF-Pulseinheit.
  • Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert ein erfindungsgemäßes Verfahren auf einer Steuereinrichtung, wenn es auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
  • Das Computerprogramm kann hierbei auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, welches direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Rechensystems ausgeführt wird.
  • Ein erfindungsgemäßer elektronisch lesbarer Datenträger umfasst darauf gespeicherte elektronisch lesbare Steuerinformationen, welche zumindest ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen.
  • Die in Bezug auf das Verfahren angegebenen Vorteile und Ausführungen gelten analog auch für die Magnetresonanzanlage, das Computerprogrammprodukt und den elektronisch lesbaren Datenträger.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die aufgeführten Beispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage,
  • 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 stellt schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 1 dar. Diese umfasst eine Magneteinheit 3 zur Erzeugung des Grundmagnetfeldes, eine Gradienteneinheit 5 zur Erzeugung der Gradientenfelder, eine Hochfrequenzeinheit 7 zur Einstrahlung und zum Empfang von Hochfrequenzsignalen und eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung 9. In der 1 sind diese Teileinheiten der Magnetresonanzanlage 1 nur grob schematisch dargestellt. Insbesondere kann die Hochfrequenzeinheit 7 aus mehreren Untereinheiten, beispielsweise aus mehreren Spulen wie den schematisch gezeigten Spulen 7.1 und 7.2 oder mehr Spulen bestehen, die entweder nur zum Senden von Hochfrequenzsignalen oder nur zum Empfangen der ausgelösten Hochfrequenzsignale oder für beides ausgestaltet sein können.
  • Zur Untersuchung eines Untersuchungsobjektes U, beispielsweise eines Patienten oder auch eines Phantoms, kann dieses auf einer Liege L in die Magnetresonanzanlage 1 in deren Messvolumen eingebracht werden. Die Schichten S1 und S2 stellen exemplarisch zwei unterschiedlichen Schichten S1 und S2 des Untersuchungsobjekts dar, die bei einer Aufnahme von MR-Signalen gleichzeitig detektiert werden können.
  • Die Steuereinrichtung 9 dient der Steuerung der Magnetresonanzanlage und kann insbesondere die Gradienteneinheit 5 mittels einer Gradientensteuerung 5‘ und die Hochfrequenzeinheit 7 mittels einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7‘ steuern. Die Hochfrequenzeinheit 7 kann hierbei mehrere Kanäle umfassen, auf denen Signale gesendet oder empfangen werden können.
  • Die Hochfrequenzeinheit 7 ist zusammen mit ihrer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7‘ für die Erzeugung und das Einstrahlen (Senden) eines Hochfrequenz-Wechselfeldes zur Manipulation der Spins in einem zu manipulierenden Bereich (beispielsweise in verschiedenen Schichten S1 und S2) des Untersuchungsobjekt U zuständig. Dabei muss die Mittenfrequenz des auch als B1-Feld bezeichneten Hochfrequenz-Wechselfeldes nahe der Resonanzfrequenz der zu manipulierenden Spins liegen. Zur Erzeugung des B1-Feldes werden in der Hochfrequenzeinheit 7 mittels der Hochfrequenz-sende/empfangs-Steuerung 7’ gesteuerte Ströme an den HF-Spulen angelegt. Eine erfindungsgemäße Multi-Band-RF-Pulseinheit 7a, die beispielsweise von der Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7‘ umfasst sein kann, berechnet Multi-Band-RF-Pulse zur gleichzeitigen Manipulation von verschiedenen Schichten S1, S2 in dem Untersuchungsobjekt U.
  • Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 9 eine Korrektureinheit 15 und ist dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur schichtspezifischen Anpassung von RF-Pulsen bei Aufnahmen von MR-Signalen eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von einem Schichtmultiplexing-Verfahren, bei dem MR-Signale aus mindestens zwei unterschiedlichen Schichten des Untersuchungsobjekts gleichzeitig bei der Aufnahme der MR-Signale detektiert werden, durchzuführen.
  • Eine von der Steuereinrichtung 9 umfasste Recheneinheit 13 ist dazu ausgebildet alle für die nötigen Messungen und Bestimmungen nötigen Rechenoperationen auszuführen. Hierzu benötigte oder hierbei ermittelte Zwischenergebnisse und Ergebnisse können in einer Speichereinheit S der Steuereinrichtung 9 gespeichert werden. Die dargestellten Einheiten sind hierbei nicht unbedingt als physikalisch getrennte Einheiten zu verstehen, sondern stellen lediglich eine Untergliederung in Sinneinheiten dar, die aber auch z.B. in weniger oder auch in nur einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein können.
  • Über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung E/A der Magnetresonanzanlage 1 können, z.B. durch einen Nutzer, Steuerbefehle an die Magnetresonanzanlage geleitet werden und/oder Ergebnisse der Steuereinrichtung 9 wie z.B. Bilddaten angezeigt werden.
  • Ein hierin beschriebenes Verfahren kann auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, welches ein Programm umfasst und das beschriebene Verfahren auf einer Steuereinrichtung 9 implementiert, wenn es auf der Steuereinrichtung 9 ausgeführt wird. Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Datenträger 26 mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumindest ein solches eben beschriebenes Computerprogrammprodukt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers 26 in einer Steuereinrichtung 9 einer Magnetresonanzanlage 1 das beschriebene Verfahren durchführen.
  • In 2 ist schematisch ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei werden für einen Satz j aus i = 1, ..., N Sätzen an n unterschiedlichen Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn deren Spins gleichzeitig mit einem RF-Puls manipuliert werden sollen und aus denen MR-Signale bei der Aufnahme gleichzeitig detektiert werden sollen, in einem Schritt 201 die jeweiligen Positionen der gleichzeitig zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn in dem Untersuchungsobjekt bestimmt, wobei sowohl N als auch n je eine natürliche Zahl größer gleich 2 ist.
  • Das Bestimmen der Positionen der gleichzeitig zu detektierenden Schichten (Schritt 201) kann hierbei ein Auswählen einer der gleichzeitig zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn als Ausgangsschicht und ein Bestimmen je eines Abstands jeder weiteren der gleichzeitig zu detektierenden Schichten von der Ausgangsschicht umfassen.
  • Auf Basis der jeweils bestimmten Position werden in einem weiteren Schritt 203 für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn Einzelschicht-RF-Puls-Parameter PSj1, PSj2, ..., PSjn bestimmt.
  • Ein zu bestimmender Einzelschicht-RF-Puls-Parameter kann hier beispielsweise jeweils eine Zentral-Anregungsfrequenz f0 der gleichzeitig zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn sein.
  • Zusätzlich oder alternativ kann ein zu bestimmender Einzelschicht-RF-Puls-Parameter jeweils ein Amplituden-Skalierungsfaktor der gleichzeitig zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn sein, der die über eine Transmitterspannung regulierte Amplitude eines Einzelschicht-RF-Pulses anpasst.
  • Ebenfalls zusätzlich oder alternativ kann ein zu bestimmender Einzelschicht-RF-Puls-Parameter jeweils ein B1-Shimparameter der gleichzeitig zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn sein. Hierbei kann ein B1-Shimparameter einer gleichzeitig zu detektierenden Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn insbesondere die Einstellungen (z.B. Phase und Amplitude) von mehreren verwendeten, z.B. zumindest zwei, Kanälen einer verwendeten Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung festlegen.
  • Die bestimmten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter werden in einem weiteren Schritt 205 auf Basis von zumindest einer untersuchungsobjektspezifischen Parameterkarte PK1, ..., PKn, die jeweils die räumliche Verteilung eines Systemparameters in dem Untersuchungsobjekt und damit herrschende Umgebungsbedingungen abbildet, und auf Basis der jeweils für die entsprechende Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn bestimmten Position zu korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parametern KPSj1, KPSj2, ..., KPSjn korrigiert.
  • Als untersuchungsobjektspezifische Parameterkarten PK1, ..., PKn kommen insbesondere eine B0-Feld-Karte und/oder eine B1-Feld-Karte in Betracht. Die untersuchungsobjektspezifischen Parameterkarten PK1, ..., PKn können hierbei bereits vor Beginn der Schichtmultiplexing-Messung mit einem gängigen Verfahren aufgenommen worden sein oder auch, z.B. mit dieser verschachtelt ermittelt werden.
  • Auf Basis einer B0-Feld-Karte als untersuchungsobjektspezifische Parameterkarte PK1, ..., PKn kann für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn eine korrigierte Zentral-Anregungsfrequenz f0 für einen Einzelschicht-RF-Puls zur Manipulation der jeweiligen Schicht bestimmt werden.
  • Durch eine korrigierte Zentral-Anregungsfrequenz f0 kann beispielsweise eine Fettunterdrückung verbessert werden oder es kann, im Falle der Verwendung einer EPI-Technik, eine Bildverschiebung reduziert werden.
  • Entsprechend der jeweils korrigierten Zentral-Anregungsfrequenz f0 kann für jede gleichzeitig zu detektierenden Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn ein Einzelschicht-RF-Puls-Phasenverlauf eines Einzelschicht-RF-Pulses der entsprechenden gleichzeitig zu detektierenden Schicht angepasst werden. Insbesondere wird hierbei ein, z.B. linearer, Phasenanstieg, zwischen benachbarten gleichzeitig zu detektierenden Schichten entsprechend einer Differenz in ihren jeweils korrigierten Zentral-Anregungsfrequenzen auf die Phasen der Einzelschicht-RF-Pulse der entsprechenden Schichten aufgeprägt.
  • Auf Basis einer B1-Feld-Karte als untersuchungsobjektspezifische Parameterkarte PK1, ..., PKn kann für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn ein korrigierter Amplituden-Skalierungsfaktor für einen Einzelschicht-RF-Puls zur Manipulation der jeweiligen Schicht bestimmt werden. Durch die Korrektur des Amplituden-Skalierungsfaktors kann das SNR verbessert werden.
  • Ebenfalls kann auf Basis einer B1-Feld-Karte als untersuchungsobjektspezifische Parameterkarte PK1, ..., PKn für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Sj1, Sj2, ..., Sjn ein korrigierter B1-Shimparameter für einen Einzelschicht-RF-Puls zur Manipulation der jeweiligen Schicht bestimmt werden. Die Korrektur der B1-Shimparameter für einen Einzelschicht-RF-Pulse ermöglicht ein homogeneres SNR.
  • Auf Basis der korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter KPSj1, KPSj1, ..., KPSjn wird in einem weiteren Schritt 207 ein Multi-Band-RF-Puls MBPj zur Manipulation der gleichzeitig zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn des Satzes j erstellt. Das Erstellen des Multi-Band-RF-Pulses MBPj kann insbesondere ein Summieren von, insbesondere komplexwertigen Werten von, den korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parametern KPSj1, KPSj1, ..., KPSjn genügenden Einzelschicht-RF-Pulsen umfassen.
  • Dadurch, dass zunächst die Einzelschicht-RF-Puls-Parameter PSj1, PSj1, ..., PSjn zu korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parametern KPSj1, KPSj1, ..., KPSjn korrigiert werden, bevor auf Basis dieser korrigierten, und damit an herrschende Umgebungsbedingungen angepasste, Einzelschicht-RF-Puls-Parameter KPSj1, KPSj1, ..., KPSjn der Multi-Band-RF-Puls MBPj erstellt wird, kann sichergestellt werden, dass der Multi-Band-RF-Puls MBPj selbst ebenfalls genau für die von ihm gleichzeitig zu manipulierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn angepasst ist. Ein Kompromiss in der Anpassung über die gleichzeitig zu manipulierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn ist nicht mehr nötig.
  • Die Schritte 201 bis 207 können für alle in einer Messung gewünschten Sätze j an gleichzeitig zu manipulierenden und zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn wiederholt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann das Erstellen des Multi-Band-RF-Pulses ein gradientenmomentbasiertes Maxwell-Term-Korrektur-Verfahren umfassen, wie es beispielsweise in der DE102012205587 beschrieben ist.
  • Es ist auch möglich, dass das Erstellen des Multi-Band-RF-Pulses weiterhin ein B0-Shimmverfahren, insbesondere erster Ordnung, umfasst, um z.B. eine homogenere Fettunterdrückung und/oder ein verbessertes SNR zu ermöglichen. Ein derartiges B0-Shimmverfahren kann beispielsweise auf Basis von über das gesamte von den zu messenden Schichten gefüllte Volumen im Untersuchungsobjekt oder zumindest die Einhüllende des Satzes j an gleichzeitig zu manipulierenden und zu detektierenden Schichten Sj1, Sj2, ..., Sjn gemittelten Gradientenoffsets durchgeführt werden.
  • Mit den so erhaltenen Multi-Band-RF-Pulsen kann eine Schichtmultiplexing-Messung durchgeführt werden, bei der MR-Signale aus mindestens zwei unterschiedlichen Schichten des Untersuchungsobjekts gleichzeitig bei der Aufnahme der MR-Signale detektiert werden. Die gleichzeitig detektierten MR-Signale können dann, z.B. mit der eingangs erwähnten GRAPPA-Methode wieder getrennt werden, um Bilder der jeweiligen Schichten getrennt zu rekonstruieren und anzeigen zu können. Die erfindungsgemäß erstellten Multi-Band-RF-Pulse sind schichtspezifisch an aktuelle Umgebungsbedingungen angepasst.
  • Eine derartige auch dynamisch mögliche Anpassung der Multi-Band-RF-Pulse verbessert die erreichbare Qualität gemessenen Daten und damit der rekonstruierten Bilddaten.
  • Es wird erwartet, dass EPI-Messtechniken mit erfindungsgemäß erstellten Multi-Band-RF-Pulsen in besonderem Maße von der erreichten schichtspezifischen Anpassung für die einzelnen gleichzeitig zu manipulierenden Schichten profitieren werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch im Rahmen aller Schichtmultiplexing-Techniken eingesetzt werden, um die Qualität der erhaltenen Daten zu verbessern.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012205587 [0046]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Setsompop et al. In „Blipped-Controlled Aliasing in Parallel Imaging for Simultaneous Multislice Echo Planar Imaging With Reduced g-Factor Penalty“, Magnetic Resonance in Medicine 67, 2012, S. 1210–1224 [0004]
    • Artikel von Setsompop et al. [0006]

Claims (14)

  1. Verfahren zur schichtspezifischen Anpassung von RF-Pulsen bei Aufnahmen von MR-Signalen eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe von einem Schichtmultiplexing-Verfahren, bei dem MR-Signale aus mindestens zwei unterschiedlichen Schichten des Untersuchungsobjekts gleichzeitig bei der Aufnahme der MR-Signale detektiert werden, umfassend die folgenden Schritte: – Bestimmen der jeweiligen Position der gleichzeitig zu detektierenden Schichten in dem Untersuchungsobjekt, – für jede gleichzeitig zu detektierende Schicht Bestimmen von Einzelschicht-RF-Puls-Parametern auf Basis der bestimmten Position, – Korrigieren der Einzelschicht-RF-Puls-Parameter auf Basis von zumindest einer untersuchungsobjektspezifischen Parameterkarte, die jeweils die räumliche Verteilung eines Systemparameters in dem Untersuchungsobjekt abbildet, und der bestimmten Position, – Erstellen eines Multi-Band-RF-Pulses zur Manipulation der gleichzeitig zu detektierenden Schichten auf Basis der korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parameter.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Positionen der gleichzeitig zu detektierenden Schichten ein Auswählen einer der gleichzeitig zu detektierenden Schichten als Ausgangsschicht und ein Bestimmen je eines Abstands jeder weiteren der gleichzeitig zu detektierenden Schichten von der Ausgangsschicht umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zu bestimmender Einzelschicht-RF-Puls-Parameter eine Zentral-Anregungsfrequenz jeder gleichzeitig zu detektierender Schicht ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Einzelschicht-RF-Puls-Phasenverlauf eines Einzelschicht-RF-Pulses einer gleichzeitig zu detektierenden Schicht entsprechend der korrigierten Zentral-Anregungsfrequenz der gleichzeitig zu detektierenden Schicht angepasst wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zu bestimmender Einzelschicht-RF-Puls-Parameter ein Amplituden-Skalierungsfaktor jeder gleichzeitig zu detektierender Schicht ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zu bestimmender Einzelschicht-RF-Puls-Parameter ein B1-Shimparameter jeder gleichzeitig zu detektierender Schicht ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein B1-Shimparameter einer gleichzeitig zu detektierenden Schicht Einstellungen von zumindest zwei Kanälen einer verwendeten Sende-(/Empfangs)-Einrichtung festlegt
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine untersuchungsobjektspezifische Parameterkarte eine B0-Feld-Karte und/oder eine B1-Feld-Karte ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erstellen des Multi-Band-RF-Pulses ein Summieren von den korrigierten Einzelschicht-RF-Puls-Parametern genügenden Einzelschicht-RF-Pulsen umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erstellen des Multi-Band-RF-Pulses ein gradientenmomentbasiertes Maxwell-Term-Korrektur-Verfahren umfasst.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erstellen des Multi-Band-RF-Pulses ein B0-Shimmverfahren umfasst.
  12. Magnetresonanzanlage (1) umfassend, eine Magneteinheit (3), eine Gradienteneinheit (5), eine Hochfrequenzeinheit (7) und eine Steuereinrichtung (9) mit einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung (7‘) mit einer Multi-Band-RF-Pulseinheit (7a), wobei die Steuereinrichtung (9) dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auf der Magnetresonanzanlage (1) auszuführen.
  13. Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung (9) einer Magnetresonanzanlage (1) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (9) der Magnetresonanzanlage (1) ausgeführt wird.
  14. Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche zumindest ein Computerprogramm nach Anspruch 13 umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung (9) einer Magnetresonanzanlage (1) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführen.
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