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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Shimeinrichtung für ein Grundfeld in einer Magnetresonanzeinrichtung im Rahmen einer Bildgebung eines innerhalb eines insgesamt aufzunehmenden Aufnahmebereichs liegenden Interessebereichs, wobei die Shimeinrichtung wenigstens eine globale, auf das gesamte Bildgebungsvolumen der Magnetresonanzeinrichtung wirkende Shimeinheit mit wenigstens einer globalen Shimspule und wenigstens eine lokale, auf ein den Interessebereich umfassendes Subvolumen wirkende Shimeinheit mit wenigstens einer lokalen Shimspule aufweist. Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzeinrichtung, ein Computerprogramm und einen elektronisch lesbaren Datenträger.
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Bei der Magnetresonanzbildgebung wird ein Grundfeld (B0-Feld) genutzt, in dem sich Kernspins ausrichten. Um Magnetresonanzsignale zu erzeugen, wird eine Anregung dieser Kernspins bei der Larmorfrequenz (Magnetresonanzfrequenz) ausgestrahlt, wonach der Zerfall der Anregung (Relaxation) vermessen werden kann. Dabei ist es wichtig, dass die Larmorfrequenzen in unterschiedlichen räumlichen Bereichen möglichst gleich sind, um eine gleichartige Anregung erzeugen zu können, weswegen das Grundfeld möglichst homogen sein sollte. Abweichungen im Grundfeld der Magnetresonanzeinrichtung bringen eine Verschiebung von Larmorfrequenzen mit sich.
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In einer Magnetresonanzeinrichtung ist üblicherweise ein Bildgebungsvolumen, das oft auch als Homogenitätsvolumen bezeichnet wird, definiert, in dem die Homogenität des Grundfeldes gut genug ist, dass in den unterschiedlichen Aufnahmebereichen des Bildgebungsvolumens eine qualitativ hinreichend hochwertige Bildgebung möglich ist.
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Um die Homogenität des Grundfeldes weiter zu verbessern, wurde vorgeschlagen, Shimeinrichtungen an der Magnetresonanzeinrichtung vorzusehen. Dabei wird unterschieden zwischen passiven Shimeinrichtungen, beispielsweise eingebrachten Metallstücken, um konstruktiv vorhandene Inhomogenitäten auszugleichen, und aktiven Shimeinrichtungen, welche mit unterschiedlichen Shimströmen bestrombare Shimspulen aufweisen, bei denen die Homogenität beispielsweise gezielt für bestimmte Aufnahmebereiche und Patienten optimiert werden kann. Bei globalen Shimeinrichtungen ist häufig eine globale Shimeinheit mit globalen Shimspulen vorgesehen, die beispielsweise als Teil der Gradientenspulenanordnung der Magnetresonanzeinrichtung, die beispielsweise die zylindrische Patientenaufnahme umgebend angeordnet ist, realisiert sind. Globale Shimspulen beziehen sich dabei meist auf die Beseitigung von Störfeldern, also Inhomogenitäten, erster Ordnung und teils zweiter Ordnung (bezogen auf Kugelflächenfunktionen), wobei auch bereits, insbesondere für Ultrahochfeld-Systeme, globale Shimspulen dritter Ordnung vorgeschlagen wurden. Nichtsdestotrotz wurde festgestellt, dass diese globalen Shimspulen bei bestimmten Anwendungen, insbesondere in bestimmten aufzunehmenden Körperregionen eines Patienten, nicht ausreichend sind, um eine hinreichende Homogenisierung des Grundfelds zu ermöglichen. Eine solche Körperregion stellt beispielsweise der Nacken (C-spine) oder die Brust dar.
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Um dieses Problem zu beseitigen, mithin in kritischen Körperregionen das Grundfeld besser homogenisieren zu können, wurde vorgeschlagen, auch lokale Shimspulen („coil shims“) einzusetzen. Derartige lokale, patientennah zu platzierende und nur kleine Wirkbereiche beeinflussende Shimspulen können beispielsweise in Lokalspulen angeordnet werden, die bei solchen Bildgebungsaufgaben ohnehin zum Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenzpulsen/Magnetresonanzsignalen eingesetzt werden. Diese Lokalspulenanordnungen werden sehr nah am Körper des Patienten, beispielsweise in wenigen Zentimetern Abstand, platziert. Lokale Shimspulen können beispielsweise eine Ausdehnung von wenigen zehn Zentimetern aufweisen. Im Gegensatz dazu haben globale Shimspulen einen größeren Abstand vom Patienten bzw. Untersuchungsobjekt im Allgemeinen und eine größere Ausdehnung in der Größenordnung eines Meters.
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Mithin ist die räumliche Ausdehnung der Shimfelder lokaler Shimspulen, also die räumliche Ausdehnung des Wirkbereichs der lokalen Shimspulen, stark begrenzt, so dass sie auch als „kleinvolumige“ oder „teilvolumige“ Shimspulen bezeichnet werden können. Dabei ist der Wirkbereich geeignet so definiert, dass darin technisch sinnvolle Einflussnahme zur Homogenisierung möglich ist.
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Zur Ermittlung der Shimströme für eine bestimmte Bildgebungsaufgabe, die üblicherweise durch einen Interessebereich (ROI - region of interest) in einem Aufnahmebereich gekennzeichnet ist, wird üblicherweise zunächst ein Justagevolumen definiert, in dem die Optimierung wirksam sein soll. Das Justagevolumen kann dabei insbesondere so definiert werden, dass der Aufnahmebereich enthalten ist. Dann wird wenigstens für das Justagevolumen eine Grundfeldkarte (B0-Karte) bestimmt, wozu im Stand der Technik bereits eine Vielzahl von Verfahren bekannt ist. Üblicherweise wird dabei die Phasenverschiebung vermessen, die aufgrund unterschiedlicher Larmorfrequenzen in unterschiedlichen räumlichen Bereichen entsteht. Die Abweichung der Larmorfrequenzen voneinander ist ein Maß für den Grundfeldunterschied zwischen den räumlichen Bereichen. Nachdem die Shimströme während der Messung der Grundfeldkarte bekannt waren, lässt sich nun aufgrund der bekannten erzeugten Shimfelder für die Shimspulen, insbesondere in einem Optimierungsverfahren, eine Kombination von Shimfeldern derart ermitteln, dass eine möglichst optimale Homogenität im Justagevolumen gegeben ist, wobei beispielsweise auf die Lösung eines Gleichungssystems abgezielt werden kann und/oder eine Simulation durchgeführt werden kann.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei der Ermittlung der Shimströme Probleme auftreten, wenn Shimeinrichtungen verwendet werden, die sowohl eine globale Shimeinheit als auch eine lokale Shimeinheit aufweisen, nachdem die unterschiedliche räumliche Ausdehnung der Wirkbereiche der globalen Shimspulen und der lokalen Shimspulen zu Instabilitätsproblemen bei der Berechnung führen, wenn ein großes Justagevolumen verwendet wird. Während die globalen Shimspulen einen großen Wirkbereich aufweisen, der üblicherweise das gesamte Bildgebungsvolumen umfasst, wirken die lokalen Shimspulen nur in einem begrenzten Wirkbereich. Eine gemeinsame Berechnung der Shimströme auf einem Justagevolumen kann somit zu falschen bzw. suboptimalen Ergebnissen führen. Insbesondere kann dann, wenn das Justagevolumen deutlich größer als der Wirkbereich der lokalen Shimspulen ist, der Vorteil der lokalen Shimspulen nicht mehr vollständig ausgenutzt werden.
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Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, das Justagevolumen auf kleine Ausdehnungen zu beschränken, typischerweise auf den Wirkbereich der lokalen Shimspulen, welcher den Interessebereich umfasst, nicht aber den gesamten Aufnahmebereich, für den Magnetresonanzdaten aufgenommen werden. Dabei tritt mithin das Problem auf, dass außerhalb des Justagevolumens die Bildqualität stark leiden kann, da im Justagevolumen auf Kosten der Homogenität außerhalb des Justagevolumens optimiert wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur verbesserten Ausnutzung der Möglichkeiten von lokalen Shimspulen bei dennoch hinreichender Homogenisierung im Aufnahmebereich anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems umfasst ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die folgenden Schritte:
- - Festlegen eines ersten Justagevolumens, das wenigstens den Aufnahmebereich umfasst,
- - Festlegen eines kleineren zweiten Justagevolumens, das wenigstens den Interessebereich und maximal das Subvolumen umfasst,
- - Messen einer wenigstens das erste Justagevolumen abdeckenden ersten Grundfeldkarte mit der Magnetresonanzeinrichtung,
- - Unter Berücksichtigung der Grundfeldkarte Ermitteln von ersten Shimströmen für die globalen Shimspulen zur Homogenisierung des ersten Justagevolumens und von zweiten Shimströmen für die lokalen Shimspulen zur Homogenisierung des zweiten Justagevolumens unter Berücksichtigung der Wirkung der ersten Shimströme auf das zweite Justagevolumen,
- - Anwenden der ermittelten Shimströme bei der Bildgebung.
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Erfindungsgemäß wird mithin ein mehrstufiges Vorgehen vorgeschlagen, bei dem zwei unterschiedliche Justagevolumina definiert werden, nämlich ein erstes Justagevolumen, das groß gewählt wird und den Aufnahmebereich insgesamt umfasst, und ein zweites Justagevolumen, das lokal ist und sich auf den Interessebereich und den Wirkbereich der lokalen Shimspulen, also das Subvolumen, bezieht. Im Beispiel einer Bildgebung am Nacken einer Person kann das erste Justagevolumen beispielsweise den Kopf, den Hals und die Schultern umfassend festgelegt werden, das zweite Justagevolumen jedoch auf den Nacken selbst beschränkt werden. Dabei werden die ersten Shimströme für die globalen Shimspulen zur Homogenisierung des ersten Justagevolumens, also insbesondere umfassend den gesamten Aufnahmebereich, berechnet, die zweiten Shimströme für die lokalen Shimspulen werden in einer beschränkten Betrachtung auf das zweite Justagevolumen ermittelt und berücksichtigen dabei den Effekt der ersten Shimströme. Damit ist ein stabiles, die Wirkbereiche der Shimspulen berücksichtigendes Berechnungsverfahren für Shimströme bei der kombinierten Nutzung von lokalen und globalen Shimspulen geschaffen, welches zu einer Verbesserung bzw. Erhaltung der globalen Bildqualität bei einer Optimierung der lokalen Grundfeldhomogenität im Interessebereich führt. Zusätzliche Justagemessungen werden vermieden.
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In einer ersten konkreten Ausbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass zunächst im Rahmen eines ersten Optimierungsverfahrens hinsichtlich der Homogenität des Grundfeldes im ersten Justagevolumen die ersten Shimströme ermittelt werden, wonach eine die ersten Shimströme berücksichtigende zweite Grundfeldkarte für das zweite Justagevolumen aus der ersten Grundfeldkarte berechnet und als Grundlage zur Bestimmung der zweiten Shimströme im Rahmen eines zweiten Optimierungsverfahrens im Hinblick auf die Homogenität des Grundfeldes im zweiten Justagevolumen verwendet wird. In diesem Fall erfolgt die Homogenisierung letztlich also schrittweise, wobei zunächst eine Homogenisierung im größeren ersten Justagevolumen vorgenommen wird, deren Effekte auf die Grundfeldverteilung im zweiten Justagevolumen durch Ermittlung einer aktualisierten, zweiten Grundfeldkarte berechnet werden und sodann eine Optimierung für das zweite Justagevolumen stattfindet. Dabei ist ein äußerst robustes Vorgehen gegeben, nachdem immer nur für ein bestimmtes der Justagevolumina optimiert wird. Die Zielfunktion der jeweiligen Optimierung bezieht sich dann auf eine maximale Homogenität im entsprechenden Justagevolumen, wobei als Optimierungssparameter die Shimströme betrachtet werden. Dabei wird darauf hingewiesen, dass es auch in einer derartigen Ausgestaltung durchaus denkbar ist, eine nachträgliche Anpassung von ersten Shimströmen für die globalen Shimspulen vorzunehmen, nachdem die Ermittlung der zweiten Shimströme abgeschlossen ist, indem ein iteratives Vorgehen angestrebt wird, mithin das stufenweise Vorgehen mehrfach durchlaufen wird.
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Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die ersten und die zweiten Shimströme in einem gemeinsamen Optimierungsverfahren bestimmt werden, wobei die Optimierung im Hinblick auf die Homogenität des Grundfeldes im ersten Justagevolumen und die Optimierung im Hinblick auf die Homogenität des Grundfeldes im zweiten Justagevolumen als Optimierungsziele durch insbesondere benutzerseitig wählbare Gewichtungswerte gewichtet werden. Ein vergleichbares Ergebnis wie beim zuvor geschilderten mehrstufigen Vorgehen kann auch erzielt werden, indem ein Optimierungsalgorithmus beide Justagevolumina als Eingaben erhält und das entsprechende Optimierungsverfahren zur Optimierung der Grundfeldhomogenität auf dem große Justagevolumen nur die Shimströme für die globalen Shimspulen verwendet, für die Optimierung im kleinen Justagevolumen nur die Shimströme für die lokalen Shimspulen. Es kann dann eine Zielfunktion formuliert werden, in der über Gewichtungsfaktoren festgelegt werden kann, auf welches der Justagevolumina die Homogenisierung hauptsächlich fokussieren soll. Anders gesagt ist es also möglich, den Einfluss der beiden Justagevolumina auf das Endergebnis mit den Gewichtungsfaktoren zu steuern, wobei die Gewichtungsfaktoren insbesondere benutzerdefiniert veränderbar sein können, um eine flexible Gewichtung auf die Justagevolumina zu ermöglichen. So kann beispielsweise bei Bildgebungsaufgaben, in denen die den Interessebereich umgebende Anatomie eher irrelevant ist, eine größere Gewichtung auf den Interessebereich gelegt werden als in Fällen, in denen die Anatomie im Interessebereich im Kontext zur Anatomie außerhalb des Interessebereichs, die auch hinreichend qualitativ dargestellt werden muss, betrachtet werden soll. Durch die gleichzeitige Betrachtung/Optimierung entsteht auch eine Art Wechselwirkung zwischen den Optimierungsvorgängen, bei denen die jeweiligen Shimströme zum Erreichen des gewünschten Gesamtergebnisses, welches insbesondere durch die Gewichtungsfaktoren bestimmt wird, gegenseitig nachanpassbar sind. Nichtsdestotrotz ist auch bei dieser Ausgestaltung wesentlich, dass strikt zwischen den Justagevolumina und den jeweils relevanten Optimierungsparametern unterschieden werden soll.
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Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass in weiteren denkbaren Ausgestaltungen auch vorgesehen sein kann, Randbedingungen zu formulieren, beispielsweise, dass die Homogenität in einem bestimmten der Justagevolumina nicht unter einen bestimmten Wert absinken soll und dergleichen.
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Eine allgemeine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das erste Justagevolumen benutzerunabhängig, insbesondere als das gesamte Bildgebungsvolumen der Magnetresonanzeinrichtung, festgelegt wird. Es ist mithin möglich, dass das erste Justagevolumen nicht zwangsweise aufgrund von Benutzereingaben bestimmt werden muss, sondern auch ein standardisiertes großes Justagevolumen verwendet werden kann, das praktisch alle Anwendungen oder zumindest viele Anwendungen abdeckt. Dann ist diesbezüglich keine Information vom Benutzer einzufordern. Denkbar ist es selbstverständlich aber auch, beispielsweise eine Einhüllende für den aufgrund von Benutzereingaben, beispielsweise einer Protokollwahl, bekannten Aufnahmebereich oder dergleichen heranzuzuziehen.
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Zweckmäßig ist es hingegen, wenn wenigstens das zweite Justagevolumen in Abhängigkeit einer insbesondere den Interessebereich beschreibenden Benutzereingabe festgelegt wird. Dabei ist es durchaus denkbar, dass das zweite Justagevolumen innerhalb der oben beschriebenen vorgegebenen Grenzen anhand einer grafischen Darstellung, beispielsweise anhand eines Übersichtsbildes, durch einen Benutzer explizit gewählt wird; möglich und bevorzugt ist es jedoch auch, andere Benutzereingaben auszuwerten, beispielsweise solche, die in einem Radiologieinformationssystem und/oder einem Krankenhausinformationssystem bereitstehen und die Bildgebungsaufgabe genauer beschreiben, insbesondere auch die diagnostische Fragestellung und somit den Interessebereich, oder solche, die den Interessebereich durch die Protokollwahl oder dergleichen näher beschreiben. Werden beispielsweise in Lokalspulenanordnungen vorgesehene lokale Shimspulen verwendet, können in die Festlegung des zweiten Justagevolumens auch Positionierungsinformationen hinsichtlich der lokalen Shimspulen eingehen. Beispielsweise sind Nackenspulen als Lokalspulenanordnungen bekannt, die unterhalb des Patienten auf der Patientenliege positioniert werden können. Ziel ist es, möglichst keine weitere Benutzereingabe über die ohnehin notwendigen hinaus anfordern zu müssen, so dass ein Ablauf des Verfahrens „im Hintergrund“ begünstigt wird. Daher werden bevorzugt ohnehin getätigte, vorhandene Benutzereingaben und ggf. zusätzlich magneteinrichtungsseitig vorliegende Informationen genutzt.
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Konkret kann vorgesehen sein, dass die globale Shimeinheit zur Kompensation von Grundfeldinhomogenitäten wenigstens erster und zweiter Ordnung ausgebildet und/oder in einer Gradientenspulenanordnung der Magnetresonanzeinrichtung verbaut ist und/oder die lokale Shimeinheit als Teil einer Lokalspulenanordnung ausgebildet ist. Dabei bieten sich höhere Ordnungen als erste und zweite Ordnung bezüglich Kugelflächenfunktionen insbesondere bei Magnetresonanzeinrichtungen mit besonders hohem Grundfeld, beispielsweise von 7 T oder höher, an. Die globalen Shimspulen können in einer Gradientenspulenanordnung verbaut sein, die insbesondere die zylindrische Patientenaufnahme umgebend angeordnet ist. Was die lokalen Shimspulen angeht, können diese in eine Lokalspulenanordnung integriert sein. Es wurden bereits auch Ansätze vorgeschlagen, in denen wenigstens ein Lokalspulenelement der Lokalspule als wenigstens eine der lokalen Shimspulen verwendet wird, wobei es aber auch genauso möglich ist, die lokalen Shimspulen zusätzlich zu den Lokalspulelementen, die zum Senden und/oder Empfangen verwendet werden, vorzusehen.
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Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, die neben der bereits beschriebenen Shimeinrichtung auch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung aufweist. Die Steuereinrichtung kann dabei beispielsweise eine Festlegungseinheit zur Festlegung der Justagevolumina, eine Messeinheit zur Vermessung der ersten Grundfeldkarte und eine Ermittlungseinheit zur Ermittlung der ersten und zweiten Shimströme aufweisen. Über eine Steuereinheit für die Shimeinrichtung können die ermittelten Shimströme entsprechend bei der Bildgebung angewendet werden. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich auf die erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung übertragen, welche mithin die bereits genannten Vorteile aufweist.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ist beispielsweise direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung ladbar und weist Programmmittel auf, um die Schritte eines hierin beschriebenen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Steuereinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung ausgeführt wird. Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann aus einem erfindungsgemäßen elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein, der mithin darauf gespeicherte elektronisch lesbare Steuerinformationen umfasst, welche zumindest ein genanntes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung ein hierin beschriebenes Verfahren durchführen. Der Datenträger kann ein nichttransienter Datenträger sein, beispielsweise eine CD-ROM.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Skizze zur Erläuterung einer Bildgebungsaufgabe in einer Magnetresonanzeinrichtung,
- 2 einen Ablaufplan eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 3 einen Ablaufplan eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
- 4 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung.
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1 zeigt eine Skizze zu einer Bildgebungsaufgabe an einem Patienten 1 in einer hier nur teilweise angedeuteten Magnetresonanzeinrichtung 2, wobei der Patient 1 ersichtlich mittels einer Patientenliege 3 in eine Patientenaufnahme 4 der Magnetresonanzeinrichtung 2 eingefahren worden ist. Ziel der Bildgebung ist vorliegend der Nacken 5 des Patienten 1, der durch einen entsprechenden gestrichelt angedeuteten Interessebereich 6 markiert ist. Die vorzunehmende Bildgebung erstreckt sich jedoch auf einen Aufnahmebereich 7, der auch Teile des Kopfes 8 und der Schultern des Patienten 1 umfasst.
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Zur Verbesserung der Bildqualität der entstehenden Magnetresonanzdaten weist die Magnetresonanzeinrichtung 2 eine Shimeinrichtung auf, die zwei Shimeinheiten umfasst. Eine globale Shimeinheit nutzt hier nur angedeutete globale Shimspulen 9, die auf das gesamte Bildgebungsvolumen, also Homogenitätsvolumen, der Magnetresonanzeinrichtung 2 wirken können und die in einer Gradientenspulenanordnung 10, welche sich um die Patientenaufnahme 4 erstreckt, verbaut sind, wobei die entsprechenden Gradientenspulenelemente der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
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Die Shimeinrichtung umfasst jedoch auch eine zweite, lokale Shimeinheit, die vorliegend in einer Lokalspulenanordnung 11, vorliegend einer Nackenspule, verbaut ist, auf die der Patient 1 aufgelegt wurde. Neben hier der Übersichtlichkeit halber nicht näher gezeigten Lokalspulenelementen umfasst die Lokalspulenanordnung 11 mithin angedeutete lokale Shimspulen 12, die deutlich kleiner ausgeführt sind als die globalen Shimspulen 9 und entsprechend jeweils einen kleineren Wirkbereich betreffen, wobei die Gesamtheit der Wirkbereiche als von den lokalen Shimspulen 12 abgedecktes Subvolumen bezeichnet wird. Das Subvolumen entspricht vorliegend der Einfachheit halber den Interessebereich 6 (ROI). Ersichtlich sind der Interessebereich 6 wie auch das Subvolumen mithin kleiner als der Aufnahmebereich 7.
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Mittels der im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Shimströme für die globalen Shimspulen 9 und die lokalen Shimspulen 12, wobei beispielsweise acht globale Shimspulen 9 bzw. Shimkanäle und zwei lokale Shimspulen 12 bzw. Shimkanäle vorgesehen sein können, derart ermitteln, dass eine benötigte hohe Bildqualität aufgrund hoher Grundfeldhomogenität im Interessebereich 6 besteht und dennoch die Qualität der Magnetresonanzdaten außerhalb des Interessebereichs 6 im Aufnahmebereich 7 hoch genug ist, um relevante anatomische Strukturen zu identifizieren und zu beurteilen, mithin auch dort eine hinreichende Homogenität zu erreichen.
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In einem Schritt S1 des gemäß 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst zwei Justagevolumina festgelegt. Ein erstes, großes Justagevolumen umfasst dabei wenigstens den Aufnahmebereich 7 und kann vorab festgelegt sein, beispielsweise als das Bildgebungsvolumen (Homogenitätsvolumen) der Magnetresonanzeinrichtung 2 insgesamt oder aber zumindest als ein Bereich, der möglichst viele mögliche Anwendungen und somit Aufnahmebereiche 7 abdeckt. Das zweite Justagevolumen wird vorliegend als der Interessebereich 6 und somit auch das Subvolumen gewählt, umfasst also die Wirkbereiche der lokalen Shimspulen 12 und ist deutlich kleiner als das erste Justagevolumen. Das zweite Justagevolumen kann dabei zweckmäßigerweise auf Grundlage einer wenigstens den Interessebereich 6 beschreibenden Benutzereingabe gewählt werden.
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In einem Schritt S2 wird in einem wenigstens das erste Justagevolumen umfassenden Messbereich eine erste Grundfeldkarte mit einem gängigen Messverfahren für derartige Grundfeldkarten (B0-Karten) ermittelt. Dies erfolgt selbstverständlich unter definierten, bekannten Shimbedingungen, also bei bekannten Messshimströmen, die auch Null betragen können.
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Auf Grundlage dieser ersten Grundfeldkarte werden in einem Schritt S3 nun in einem auf das erste Justagevolumen bezogenen Optimierungsverfahren erste Shimströme für die globalen Shimspulen 9 ermittelt, die zur möglichst guten Homogenisierung des Grundfelds im ersten Justagebereich führen. Mit den als Ergebnis erhaltenen ersten Shimströmen wird im Schritt S4 eine zweite Grundfeldkarte ermittelt, die diese ersten Shimströme bzw. den entsprechenden Effekt der globalen Shimspulen 9 zumindest im zweiten Justagevolumen beschreibt.
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Auf dieser Grundlage ist es dann im Schritt S5 in einem zweiten Optimierungsverfahren möglich, beschränkt auf das zweite Justagevolumen zweite Shimströme (hier nur für die lokalen Shimspulen 12) zu ermitteln, die für eine möglichst gute Homogenisierung in dem zweiten Justagevolumen sorgen.
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Soll eine darauf basierende erneute Anpassung der ersten Shimströme erfolgen, ist es denkbar, eine iterative Vorgehensweise zu wählen, wie durch den gestrichelten Pfeil 13 angedeutet ist. Dabei ist selbstverständlich von einer mit den ersten und zweiten Shimströmen aktualisierten ersten Grundfeldkarte auszugehen, so dass sich bei der Optimierung in folgenden Iterationsschritten Korrekturströme zu den bereits ermittelten ersten und zweiten Shimströmen ergeben.
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In einem Schritt S6 werden dann bei der Bildgebung die schließlich ermittelten ersten und zweiten Shimströme angewendet, um für eine Homogenisierung im Aufnahmebereich 7 und im Interessebereich 6 zu sorgen.
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3 erläutert eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei entsprechen die Schritte S1 und S2 denen des Ausführungsbeispiels gemäß 2, allerdings wird in einem dann folgenden Schritt S7 eine gemeinsame Ermittlung optimierter erster und zweiter Shimströme in einem gemeinsamen Optimierungsverfahren, also unter Nutzung eines gemeinsamen Optimierungsalgorithmus, vorgenommen. Hierzu erfolgt weiterhin eine Anpassung der ersten Shimströme für die globalen Shimspulen als Optimierungsparameter nur für das erste Justagevolumen, eine Anpassung von zweiten Shimströmen für die lokalen Shimspulen 12 nur hinsichtlich des zweiten Justagevolumens, wobei als Zielfunktion über Gewichtungsfaktoren gewichtet sowohl die Homogenität des Grundfelds im ersten Justagevolumen als auch die Homogenität des Grundfeldes im zweiten Justagevolumen berücksichtigt werden. Die Gewichtungsfaktoren können vorgegeben sein, sind aber bevorzugt benutzerseitig wählbar. Auf diese Weise erfolgt innerhalb der gemeinsamen Optimierung eine gegenseitige Abstimmung von ersten und zweiten Shimströmen zum Erreichen eines hinsichtlich der Gewichtungsfaktoren optimalen Ergebnisses, obwohl weiterhin zur Optimierung auf dem ersten Justagevolumen nur die ersten Shimströme für die globalen Shimspulen und zur Optimierung auf dem kleineren zweiten Justagevoumen nur die zweiten Shimströme für die lokalen Shimspulen 12 verwendet werden.
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Der folgende Schritt entspricht dann wieder dem Schritt S6, in dem die ermittelten ersten und zweiten Shimströme angewendet werden.
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4 zeigt schließlich in Form einer stark vereinfachten Prinzipskizze die relevanten Komponenten der erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 2 genauer. Diese weist, wie bereits erwähnt, die Shimeinrichtung 14 auf, welche wiederum die erste Shimeinheit 15 mit den globalen Shimspulen 9 und die zweite Shimeinheit 16 mit den lokalen Shimspulen 12 umfasst. Der Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung 2, insbesondere also auch der Shimeinrichtung 14, wird von einer Steuereinrichtung 17 der Magnetresonanzeinrichtung 2 gesteuert, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
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Hierzu kann die Steuereinrichtung 17 insbesondere neben üblichen Komponenten, beispielsweise einer Se-quenzeinheit zum Ausspielen von Magnetresonanzsequenzen und einer Ausleseeinheit zur Entgegennahme von Magnetresonanzsignalen, auch eine Festlegungseinheit zur Festlegung des ersten und des zweiten Justagevolumens, eine Messeinheit zur Bestimmung der ersten Grundfeldkarte, eine Ermittlungseinheit zur Ermittlung der Shimströme und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Shimeinrichtung 14 aufweisen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
