DE102018216774A1

DE102018216774A1 - Korrekturverfahren für Schicht-Multiplexing-EPI-Verfahren

Info

Publication number: DE102018216774A1
Application number: DE102018216774.5A
Authority: DE
Inventors: Mario Zeller
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US11280870B2; US20200103484A1

Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur simultanen Erzeugung von Messdaten von mindestens zwei Subvolumen eines Untersuchungsobjektes mittels einem Schicht-Multiplexing-EPI-Verfahren werden nach einem RF-Anregungspuls mindestens drei Navigatorsignale, jedoch insgesamt mindestens ein Navigatorsignal pro möglicher Polarität und pro gleichzeitig aufzunehmendem Subvolumen unter Abwesenheit von Phasenkodiergradienten aufgenommen. Aus den aufgenommenen Navigatorsignalen werden subvolumenspezifische Korrekturdaten bestimmt, welche bei einer Rekonstruktion von Bilddaten aus erfassten Rohdaten zur Korrektur von durch Phasenfehler in den MR-Rohdaten verursachten Verschiebungen verwendet werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Korrekturverfahren für Schicht-Multiplexing-EPI-Verfahren mit welchem eine Phasenkorrektur zur Korrektur von Verschiebungen in Bilddaten durchgeführt werden kann.
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.
Um bei MR-Messungen das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR, engl. „signal to noise ratio“) zu verbessern oder eine Bewegungs- und/oder Flusssensitivität der Messung zu verringern, ist es bei vielen Aufnahmen üblich, Messdaten mehrfach aufzunehmen, um Mittelungen an den Messdaten oder z.B. an den rekonstruierten Bilddaten vornehmen zu können (engl. „averaging“).
Eine der schnellsten bekannten MR-Aufnahmetechniken ist das sogenannte Echo-Planar-Imaging (EPI), bei welchem nach einem RF-Anregungspuls ein oszillierender, also bipolarer Auslesegradient eingesetzt wird, der bei jeder Änderung der Polarisationsrichtung des Gradienten die transversale Magnetisierung so weit refokussiert, wie es der T2*-Zerfall erlaubt, und damit je ein Gradientenecho erzeugt. Mit anderen Worten wird durch die Schaltung des bipolaren Auslesegradienten nach einem RF-Anregungspuls innerhalb des freien Induktionsabfalls nach der Anregung (FID), oder wenn zusätzlich ein RF-Refokussierungspuls nach dem RF-Anregungspuls eingestrahlt wird, innerhalb des so erzeugten Spinechos, ein Echozug von ansteigenden und abfallenden Gradientenechos mit wechselnden Vorzeichen erzeugt. EPI-Pulssequenzen können als sogenannte „Single-Shot“-Verfahren eingesetzt werden, bei welchen alle Messdaten zur Erzeugung eines Bildes eines Subvolumens, z.B. einer Schicht, des untersuchten Untersuchungsobjektes nach nur einem RF-Anregungspuls aufgenommen werden.
Wegen der wechselnden Polarität des Auslesegradienten müssen die aus den Gradientenechosignalen gewonnenen Messdaten in eine Rohdaten-k-Raummatrix derart einsortiert werden, dass die Einsortierrichtung von Zeile zu Zeile der Rohdaten-k-Raummatrix wechselt. Wenn sich hierbei von Zeile zu Zeile, z.B. durch Verzögerungen in der Gradientenschaltung oder Wirbelströme, auch nur geringfügige Abweichungen ergeben, führt dies zu sogenannten N/2-Geistern, d. h. bei einer Bildmatrix von NxN-Punkten wird das eigentliche Bild um N/2 verschoben in positiver und negativer Richtung bezüglich der Bildmatrixmitte nochmals abgebildet, und zwar im allgemeinen mit verschiedener Intensität. Zur Korrektur derartiger N/2-Geister ist es beispielsweise aus der US6043651 bekannt, drei Navigatorsignale unter Schalten eines bipolaren Auslesegradienten aufzunehmen mit welchen eine Korrektur von Phasenverschiebungen nullter und erster Ordnung zwischen mit unterschiedlicher Polarität aufgenommenen Gradientenechos in Ausleserichtung durchgeführt werden kann, welche derartige Verschiebungen korrigieren kann. Dazu wird eine Korrelation der aufgenommenen Navigatorsignale im Bildraum genutzt, um Korrekturfakturen zu bestimmen, welche bei einer Rekonstruktion von Bilddaten aus den als Messdaten in einer Rohdaten-k-Raummatrix aufgenommenen Gradientenechos genutzt werden, um die genannten Verschiebungen in der Rohdaten-k-Raummatrix zu korrigieren.
Ein weiteres, DORK genanntes, Phasenkorrekturverfahren zur Korrektur von durch zeitliche Variationen eines während einer EPI-Messung anliegenden Grundmagnetfeldes, z.B. einen Drift, verursachte Verschiebungen, bei welchem ein Navigatorsignal aufgenommen wird, ist z.B. aus der US9329254B2 bekannt. Dabei wird eine Evolution der Gradientenechos, welche mit einer Polarität aufgenommen wurden, mit einer Evolution der Gradientenechos, welche mit der anderen Polarität aufgenommen wurden, über nacheinanderfolgende Aufnahmen von Rohdaten-k-Raummatrizen verglichen. Üblicherweise wird bei einer solchen DORK-Korrektur über ein gesamtes Bildvolumen gemittelt.
In 1 ist ein schematisches Pulssequenzdiagramm gezeigt, dass die zeitliche Abfolge von RF-Pulsen und erzeugten Echos (RF) in Relation zu den zu schaltenden Gradienten in Ausleserichtung (GR) und Phasenkodierrichtung (GP) einer EPI-Pulssequenz mit Erzeugung und Aufnahme von Navigatorsignalen veranschaulicht, welches für die oben beschriebenen Korrekturverfahren eingesetzt werden kann. Auf eine Darstellung der in Schichtrichtung zu schaltenden Gradienten wurde verzichtet. In dem gezeigten Beispiel werden nach einem RF-Anregungspuls RF-A in einem Navigatorblock NB durch Schalten von bipolaren Auslesegradienten (GR) drei Navigatorsignale N1, N2, N3 als Gradientenechos nach einem RF-Anregungspuls RF-A erzeugt. In Phasenkodierrichtung (GP) werden in dem Navigatorblock NB, d.h. während der Erzeugung und des Auslesens der Navigatorsignale N1, N2, N3, keine Gradienten geschaltet. Erst nach der Aufnahme der Navigatorsignale N1, N2, N3 beginnt die Erzeugung und Aufnahme von Messsignalen E1, E2, E3, E4,... für die Bildgebung gemäß einer EPI-Technik (EPI). In dem dargestellten Beispiel ist nur ein RF-Anregungspuls RF-A in dem Anregungsblock A gezeigt. Es können jedoch auch mehrere RF-Pulse in dem Anregungsblock A eingestrahlt werden, beispielsweise auch mindestens ein RF-Refokussierungspuls.
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 entsprechend 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 SchichtRichtung einsetzten. Zu den letztgenannten Verfahren gehören beispielsweise auch die CAIPIRINHA-Technik, wie sie von Breuer et al. in „Controlled Aliasing in Parallel Imaging Results in Higher Acceleration (CAIPIRINHA) for Multi-Slice Imaging", Magnetic Resonance in Medicine 53, 2005, S. 684-691 beschrieben ist, und die blipped CAIPIRINHA-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.
Insbesondere bei den letztgenannten 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. Durch das Multiplexing erhält man z.B. einen grundbandmodulierten Multi-Band-RF-Puls aus einer Addition der Pulsformen der individuellen RF-Pulse. Die Ortskodierung der aufgenommenen Signale wird dabei im Wesentlichen durch eine gängige Gradientenschaltung in zwei Richtungen (zweidimensionale Gradientenkodierung) erreicht.
Die entstehenden Signale werden aus allen angeregten Schichten kollabiert in einem Datensatz mittels mehreren Empfangsantennen aufgenommen und dann mit Hilfe von parallelen Akquisitionstechniken nach den einzelnen Schichten getrennt.
Zu den genannten parallelen Akquisitionstechniken (ppa-Techniken), mit deren Hilfe sich bereits generell zur Aufnahme der gewünschten Daten benötigte Akquisitionszeiten durch eine gemäß Nyquist nicht vollständige, d.h. eine Unterabtastung des k-Raums verkürzen lassen, zählen z.B. GRAPPA („Gene-Ralized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition“) und SENSE („SENSitivity Encoding“). Die im Rahmen der Unterabtastung nicht-gemessenen Messpunkte im k-Raum sind bei parallelen Akquisitionstechniken in der Regel gleichmäßig über den gemäß Nyquist zu messenden k-Raum verteilt, sodass z.B. jede zweite k-Raumzeile gemessen wird. Darüber hinaus werden die „fehlenden“ k-Raumdaten bei parallelen Akquisitionstechniken mit Hilfe von Spulensensitivitätsdaten rekonstruiert. Diese Spulensensitivitätsdaten der bei der Aufnahme der Messdaten verwendeten Empfangsspulen werden aus Referenzmessdaten ermittelt, die zumindest einen Bereich des zu messenden k-Raums, meist den zentralen Bereich, vollständig gemäß der Nyquist-Bedingung abtasten.
Bei Schichtmultiplexing-Verfahren werden parallele Akquisitionstechniken verwendet, um die gleichzeitig für verschiedene Schichten aufgenommenen Messdaten wieder zu trennen. Dabei müssen Referenzmessdaten für alle betroffenen Schichten aufgenommen werden. Dies geschieht in der Regel im Rahmen einer zusätzlich durchzuführenden Referenzmessung, die Referenzmessdaten einzeln für jede gewünschte Schicht misst.
Um die resultierenden Signale der verschiedenen Schichten trennen zu können, wird beispielsweise den individuellen RF-Pulsen vor dem Multiplexing, z.B. durch Addieren einer Phase, die linear (z.B. mit der k-Raumkoordinate in die Phasenkodierrichtung (k_y )) steigt, je eine unterschiedliche Phase aufgeprägt. Damit kann jeder Schicht ein unterschiedlicher Phasenanstieg aufgeprägt werden, wodurch die Schichten im Bildraum gegeneinander verschoben werden. Diese Verschiebung wird durch den sogenannten Bildbereich-Verschiebungsfaktor („FOV (field of view) shift factor“) kontrolliert. Wie ein optimaler FOV shift factor bestimmt werden kann, wird beispielsweise in der nachveröffentlichten DE102016218955 beschrieben.
In den genannten Artikeln von Breuer et al. und Setsompop et al. beschriebenen CAIPIRINHA-Verfahren werden durch Schalten von zusätzlichen Gradientenblips oder durch zusätzliches Modulieren der Phasen der RF-Pulse der Multi-Band-RF-Pulse zwischen den gleichzeitig angeregten Schichten wechselnde weitere Phasenverschiebungen aufgeprägt, die in Schichtrichtung Verschiebungen im Bildraum („interslice FoV shifts“) erzeugen. Diese zusätzlichen Verschiebungen im Bildraum verbessern die Qualität der Trennung der Signale der Schichten, insbesondere, wenn die Spulensensitivitäten derartig geringe Unterschiede in den Sensitivitätsprofilen der einzelnen verwendeten Spulen aufweisen, dass diese nicht für eine zuverlässige Trennung der Schichten ausreichen. Somit werden Artefakte in den letztendlich aus den gemessenen Messdaten rekonstruierten Bilddaten verringert.
Die Wirkung der zusätzlichen Phasenverschiebungen auf das Abtastschema einer zweidimensionalen (2D) Schicht-Multiplexing-Messung kann so beschrieben werden: Durch die zusätzlichen Phasen, die in Schicht-Multiplexing CAIPIRNHA-Verfahren aufgeprägt werden, werden die mit der zusätzlichen Phase beaufschlagten Messpunkte durch eine Verschiebung im k-Raum in kz-Richtung verschoben. Wie groß diese Verschiebung in kz-Richtung ausfällt, hängt von der aufgeprägten Phase ab. Dies ist beispielsweise auch in dem Artikel von Zahneisen et al.: „Three-Dimensional Fourier Encoding of Simultaneously Excited Slices: Generalized Acquisition and Reconstruction Framework", Magn. Reson. Med. 71, S. 2071-2081 (2014), beschrieben.
Die Referenzmessdaten, aus denen Sensitivitätsdaten zur Trennung der gleichzeitig aufgenommenen Schichten und/oder zur Ergänzung fehlender Messdaten gewonnen werden, müssen bisher für jede SMS-Messung zusätzlich gemessen werden. Die zusätzliche Aufnahme der Referenzmessdaten erhöht die insgesamt benötigte Aufnahmezeit und die SAR-Belastung (SAR: „Spezifische AbsorptionsRate“) bei Verwendung eines Schicht-Multiplexing-Verfahrens und reduziert somit die eigentlich bei diesen Verfahren angestrebten Vorteile einer gegenüber Einzelschicht-Verfahren reduzierten Messzeit und SAR-Belastung.
In dem Artikel von Setsompop et al., „Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging", NeuroImage 63:569-580, 2012, wird ein simultanes Mehrschicht-EPI-Verfahren beschrieben, bei welchem schichtspezifische Referenzdaten für jede Schicht separat aufgenommen werden, um die für mehrere Schichten kollabierten Messdaten in Messdaten der einzelnen Schichten trennen zu können. Weiterhin wird hier bereits beschrieben, dass grundsätzlich auch Navigatormessungen für mehrere Schichten simultan durchgeführt werden können, wodurch diese jedoch ebenfalls für die betroffenen Schichten kollabiert vorliegen. Da Navigatorsignale zur Korrektur von N/2-Geistern jedoch ohne Phasenkodiergradienten aufgenommen werden müssen, und keine Möglichkeit bekannt ist, kollabiert aufgenommene nicht-phasenkodierten Messdaten zu separieren, sind derartige, simultan für mehrere Schichten aufgenommene Navigatordaten nicht für eine oben beschriebene Korrektur von N/2-Geistern geeignet, können aber für eine über das Bildgebungsvolumen gemittelte, nicht schichtspezifische, Korrektur gemäß einem DORK-Verfahren verwendet werden. Für eine Korrektur von N/2-Geistern müssen Navigatordaten für jede Schicht erfasst werden. Schichtspezifische Navigatordaten könnten beispielsweise aus einer separat aufgenommenen schichtspezifischen Messung von Referenzdaten gewonnen werden. Allerdings kann dies zu starken Artefakten führen, wenn sich die Messbedingungen der für eine Bildgebung aufgenommenen Messdaten gegenüber den Messbedingungen bei der Aufnahme der Referenzdaten, z.B. durch Wirbelstromvariationen oder durch Bewegungen des Untersuchungsobjektes, ändern.
Aus der US20170089999A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem zwei Sets an phasenkodierten Navigatorsignalen mit entgegengesetzter Polarität und gleicher Stärke in aufeinanderfolgenden Messungen aufgenommen werden, um daraus mit Hilfe von aufgenommenen Referenzdaten nicht-phasenkodierte (der zentralen k-Raumlinie in Phasenkodierrichtung zugeordnete) Navigatorsignale zu bestimmen, die geeignet sind, N/2-Geister zu korrigieren. Die erreichbare zeitliche Auflösung ist hier jedoch durch die notwendige wiederholte Aufnahme an phasenkodierten Navigatorsignalen reduziert. Darüber hinaus entspricht die benötigte Anzahl an Navigatorsignalen mindestens der in Phasenkodierrichtung aufgenommenen Referenzdaten. Die Messzeit für die Navigatorsignale sollte aber möglichst kurz gehalten werden, um die Gesamtmesszeit niedrig zu halten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Korrektur von Phasenfehler in mittels Schicht-Multiplexing-Verfahren beschleunigte EPI-Aufnahmen von MR-Daten, beispielsweise zur Korrektur von N/2-Geistern, effizient, subvolumenspezifisch und mit hoher zeitlicher Auflösung zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung von Messdaten eines Untersuchungsobjektes mittels Magnetresonanztechnik gemäß Anspruch 1, eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 13, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 14, sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß Anspruch 15.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung von Messdaten eines Untersuchungsobjektes mittels einer Magnetresonanztechnik wird nach einem RF-Anregungspuls ein Zug von mehreren Echosignalen in einer Anzahl N, wobei N mindestens zwei ist, verschiedenen Subvolumen des Untersuchungsobjektes erzeugt und unter Schalten von Gradienten mit wechselnder Polarität für aufeinanderfolgende Echosignale aufgenommen, wobei aufeinanderfolgenden Echosignalen je eine von ebenfalls N verschiedenen Phasen aufgeprägt wird, und wobei aufgenommene Echosignale der mindestens zwei Subvolumen als MR-Rohdaten in einem Rohdatensatz (RDS) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass
nach einem RF-Anregungspuls mindestens drei Navigatorsignale, jedoch insgesamt mindestens ein Navigatorsignal pro möglicher Polarität und pro verschiedener aufzuprägender Phase unter Abwesenheit von Phasenkodiergradienten aufgenommen werden, aus welchen subvolumenspezifische Korrekturdaten bestimmt werden, welche bei einer Rekonstruktion von Bilddaten aus erfassten Rohdaten zur Korrektur von durch Phasenfehler in den MR-Rohdaten verursachten Verschiebungen verwendet werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Form eines Schicht-Multiplexing-EPI-Verfahrens ausgebildet sein, und erlaubt es subvolumenspezifische Korrekturdaten zur Korrektur von durch Phasenfehler in den MR-Rohdaten verursachten Verschiebungen zu erhalten, ohne dass Referenzdaten aufgenommen werden müssen, welche für eine Trennung von kollabiert aufgenommenen Messdaten verschiedener Subvolumen, z.B. mittels eines slice-GRAPPA-Verfahrens wie es beispielsweise in den bereits genannten Artikeln von Setsompop et al. beschrieben ist, benötigt werden.
Die Anzahl der erfindungsgemäß aufzunehmenden Navigatorsignale ist unabhängig von einer Größe eines für die Multi-Slice-Rekonstruktion verwendeten Referenzdatensatzes in Phasenkodierrichtung.
Dabei können die Navigatorsignale unter Schalten von Gradienten mit wechselnder Polarität für aufeinanderfolgende Echosignale aufgenommen werden, und jedem Navigatorsignal die Polarität zugeordnet werden, die der zugehörige Auslesegradient aufweist. Insbesondere kann für die Navigatorsignale ein einem für die Echosignale verwendeten bipolaren Auslesegradienten gleichartiger Auslesegradient verwendet werden. Dies ist z.B. auch in dem in 1 gezeigten Beispiel der Fall, in dem die Auslesegradienten im Navigatorblock NB dieselbe Stärke aufweisen wie die Auslesegradienten des EPI-Zuges.
Die Navigatorsignale können vorteilhaft direkt nach einem RF-Anregungspuls und vor erzeugten Echosignalen erzeugt und aufgenommen werden. Dies ist möglich, ohne dadurch Geister-Artefakte zu erzeugen.
Den Navigatorsignalen kann je eine der den Echosignalen aufgeprägten Phasen aufgeprägt werden. Auf diese Weise können die kollabiert für alle gleichzeitig angeregten Subvolumen aufgenommenen Navigatorsignale genau wie die als MR-Rohdaten gespeicherten aufgenommenen Echosignale in jeweils subvolumenspezifische Daten getrennt werden.
Dabei kann insbesondere jeder der den Echosignalen aufgeprägten Phasen mindestens einem Navigatorsignal aufgeprägt werden, sodass jeder der durch die aufgeprägten Phasen erreichte interslice FoV shift zumindest auch bei einem der Navigatorsignale erreicht wird.
Nach einem RF-Anregungspuls kann eine ungerade Anzahl an Navigatorsignalen aufgenommen werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Auswirkungen von Off-Resonanzeffekten, die sich durch die verschiedenen Echozeiten der Navigatorsignale unterschiedlich auf die jeweiligen Navigatorsignale auswirken, auszugleichen.
Es können alle Navigatorsignale und auch alle Echosignale nach einem Anregungspuls aufgenommen werden. Dadurch wird eine hohe zeitliche Auflösung sowohl von Echosignalen als auch von Navigatorsignalen erreicht und die Messzeit insgesamt kurz gehalten. Die aus den Navigatorsignalen bestimmten subvolumenspezifischen Korrekturdaten sind so, da die Navigatorsignale quasi unter denselben Bedingungen aufgenommen werden wie die Echosignale, immer besonders gut auf die zu korrigierenden MR-Rohdaten abgestimmt.
Wie weiter unten ausgeführt werden wird, ist es bereits ausreichend, wenn die Anzahl n der insgesamt für die Bestimmung der subvolumenspezifischen Korrekturdaten aufgenommenen Navigatorsignale der doppelten Anzahl der gleichzeitig aufgenommenen Subvolumen N plus Eins (n=2*N+1) entspricht, um N/2-Geister mit den Korrekturdaten entfernen zu können. Die Erzeugung und Aufnahme von 2*N+1 Navigatorsignalen bringt nur eine geringe Verlängerung der reinen SMS-EPI-Sequenz mit sich, die im Vergleich zu den oben genannten Verfahren der US20170089999A1 kaum ins Gewicht fällt.
Es ist auch möglich, das Einstrahlen eines RF-Anregungspulses und das Schalten von Gradienten zur Erzeugung und zum Auslesen von Navigatorsignalen und Echosignalen zu wiederholen. Dabei können die den jeweiligen Navigatorsignalen aufgeprägten Phasen einer Wiederholung sich von in einer vorhergehenden Wiederholung den jeweiligen Navigatorsignalen entsprechenden Navigatorsignalen aufgeprägten Phasen unterscheiden. So kann, insbesondere wenn das Einstrahlen eines RF-Anregungspulses und das Schalten von Gradienten zur Erzeugung und zum Auslesen von Navigatorsignalen und Echosignalen N-mal wiederholt wird, wobei den Navigatorsignalen insbesondere in jeder Wiederholung eine andere der Phasen aufgeprägt wird, erreicht werden, dass insgesamt zu jeder möglichen aufgeprägten Phase mindestens drei Navigatorsignale aufgenommen werden. Bei Einsatz derartiger Wiederholungen sinkt die zeitliche Auflösung mit der Anzahl der Wiederholungen. Dennoch wird noch eine gute zeitliche Auflösung, von einem Satz an Korrekturdaten pro N-facher Wiederholzeit der Pulssequenz erreicht. Bei einer Ausführungsform mit einer solchen Wiederholung ist es ausreichend drei Navigatorsignale nach jedem RF-Anregungspuls aufzunehmen. Damit ist es möglich, einen Navigatorblock zu verwenden, in welchem die Navigatorsignale aufgenommen werden, der gegenüber bekannten Navigatorblöcken, welche bereits drei Navigatorsignale aufnehmen, nicht verlängert ist.
Die Bestimmung der Korrekturdaten kann eine Bestimmung eines interpolierten Navigatorsignals, durch Interpolation, insbesondere durch Mittelung, zweier aufgenommener Navigatorsignale, welche unter Schaltung je eines Auslesegradienten gleicher Polarität aufgenommen wurden, umfassen, wobei dem interpolierten Navigatorsignal weiter dieselbe Polarität zugeordnet wird. Die Möglichkeiten und Vorteile eines derartigen Vorgehens sind z.B. in der bereits genannten US6043651 beschrieben.
Die Bestimmung der Korrekturdaten kann jeweils eine Trennung von einer gleichen Polarität zugeordneten Navigatorsignalen in subvolumenspezifische Navigatordaten umfassen. Eine derartige Trennung der kollabiert aufgenommenen Navigatorsignale kann z.B. wie in dem Artikel von Zahneisen et al. beschrieben, durch eine Fouriertransformation in der Richtung, in welche die Subvolumen getrennt sind, erfolgen. Z.B. wenn die Subvolumen Schichten in dem Untersuchungsobjekt sind, einer Fouriertransformation in Schichtrichtung. Somit kann auf Referenzdaten für die Trennung kollabiert gemessener Daten in den einzelnen Subvolumen zuzuordnenden Daten verzichtet werden.
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 ein schematisches EPI-artiges Pulssequenzdiagramm mit Aufnahme von Navigatorsignalen,
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein schematisches Pulssequenzdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens für eine simultane Aufnahme von Messdaten aus zwei Schichten bei einer wiederholten Aufnahme von Navigatorsignalen und Echosignalen,
4 ein schematisches Pulssequenzdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufnahme von Navigatorsignalen bei einer simultanen Aufnahme von Messdaten aus zwei Schichten in nur einer Wiederholung,
5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage.

2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung von Messdaten eines Untersuchungsobjektes mittels Magnetresonanztechnik.
Dabei wird ein RF-Anregungspuls, insbesondere in Multi-Band-RF-Anregungspuls in ein Untersuchungsobjekt eingestrahlt, um Spins in N, N≥2, Subvolumen S1, S2, ..., SN anzuregen (Block 201) .
Weiterhin werden Gradienten mit wechselnder Polarität geschaltet (Block 203) um zusammen mit dem RF-Anregungspuls einen Zug von mehreren Echosignalen zu erzeugen und bei deren Aufnahme räumlich zu kodieren, wobei aufeinanderfolgenden Echosignalen je eine von ebenfalls N verschiedenen Phasen aufgeprägt wird (siehe später auch mit Bezug auf die 3 und 4), und wobei aufgenommene Echosignale der N Subvolumen als MR-Rohdaten in einem Rohdatensatz RDS erfasst werden. Die geschalteten Gradienten erzeugen weiterhin mindestens drei Navigatorsignale NS nach dem zuvor eingestrahlten RF-Anregungspuls, welche unter Abwesenheit von Phasenkodiergradienten aufgenommen werden (Block 203).
Aus den aufgenommenen Navigatorsignalen NS werden subvolumenspezifische Korrekturdaten K_s bestimmt (Block 205).
Aus den in dem Rohdatensatz RDS erfassten MR-Rohdaten werden Bilddaten BDS s rekonstruiert(Block 207), wobei die bestimmten subvolumenspezifischen Korrekturdaten K_s bei der Rekonstruktion der Bilddaten BDS s zur Korrektur von durch Phasenfehler in den MR-Rohdaten verursachten Verschiebungen verwendet werden. Bei der Rekonstruktion der Bilddaten BDS_s aus einem Rohdatensatz RDS kann eine Trennung der in dem Rohdatensatz RDS kollabiert enthaltenen MR-Rohdaten der N Subvolumen in subvolumenspezifische Rohdatensätze RDS_s umfasst sein (Block 209). Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines slice-GRAPPA-Verfahrens erfolgen, oder über eine Fouriertransformation in einer k-Raumrichtung wie sie in dem oben genannten Artikel von Zahneisen et al. beschrieben ist.
Die Bestimmung 205 der Korrekturdaten K_s kann eine Bestimmung eines interpolierten Navigatorsignals (Block 205.1), durch Interpolation, insbesondere durch Mittelung, zweier aufgenommener Navigatorsignale, welche unter Schaltung je eines Auslesegradienten gleicher Polarität aufgenommen wurden, umfassen, wobei dem interpolierten Navigatorsignal weiter dieselbe Polarität zugeordnet wird. Näheres hierzu wird weiter unten mit Bezug auf die 3 und 4 ausgeführt.
Weiter kann die Bestimmung 205 der Korrekturdaten K_s jeweils eine Trennung von einer gleichen Polarität zugeordneten Navigatorsignalen in subvolumenspezifische Navigatordaten NS_s umfassen (Block 205.2). Insbesondere ist es möglich, die durch die Aufprägung verschiedener Phasen erzeugten interslice FoV shifts zu nutzen, um die kollabiert aufgenommenen Daten mit Hilfe einer Fouriertransformation in der den interslice FoV shifts entsprechenden Richtung in subvolumenspezifische Messdaten zu trennen, ohne dass hierzu Referenzdaten vonnöten wären. Auch hierzu wird weiter unten mit Bezug auf die 3 und 4 Genaueres ausgeführt.
3 zeigt ein schematisches Pulssequenzdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens für eine simultane Aufnahme von Messdaten aus zwei Subvolumen in Form von zwei Schichten bei einer wiederholten Aufnahme von Navigatorsignalen und Echosignalen in einer Wiederholung Wh1 und einer Wiederholung Wh2.
Jede der dargestellten Wiederholungen entspricht bis auf die Schaltung von Gradientenblips in Schichtkodierrichtung GS zur Aufprägung einer Phase dem Pulssequenzschema von 1. Daher wurden dieselben Bezugszeichen für grundsätzlich gleiche Elemente der Pulssequenzen verwendet.
Die Navigatorsignale N1, N2, N3 werden unter Schalten von Gradienten in Ausleserichtung GR mit wechselnder Polarität für aufeinanderfolgende Echosignale aufgenommen, womit jedem Navigatorsignal N1, N2, N3 diejenige Polarität zugeordnet wird, die der zugehörige Auslesegradient aufweist. Die Auslesegradienten können insbesondere dieselbe Stärke haben wie die während der auszulesenden Echosignale E1, E2, E3, ... verwendeten Auslesegradienten.
Somit erhält man aus der ersten Wiederholung Wh1 zwei mit einem Auslesegradienten negativer Polarität aufgenommene und durch gleichartige kurze Gradientenblips in Schichtkodierrichtung mit einer ersten Phase beaufschlagte Navigatorsignale N1 und N2, sowie ein mit einem Auslesegradienten positiver Polarität aufgenommenes und durch einen von den bei den Navigatorsignalen N1 und N3 angewandten Gradientenblips verschiedenen kurzen Gradientenblip in Schichtkodierrichtung mit einer zweiten Phase beaufschlagtes Navigatorsignal N2.
Den Navigatorsignalen N1, N2, N3 wird hierbei vorteilhaft je eine der auch den Echosignalen E1, E2, E3, E4, ... aufgeprägten Phasen aufgeprägt. Somit können die Echosignale und auch die Navigatorsignale auf dieselbe Art und Weise in subvolumenspezifische Messdaten getrennt werden.
Aus der zweiten Wiederholung Wh2 erhält man hingegen durch die umgekehrt angewandten Gradientenblips in Schichtkodierrichtung zwei mit einem Auslesegradienten negativer Polarität aufgenommene und durch gleichartige kurze Gradientenblips in Schichtkodierrichtung mit der zweiten Phase beaufschlagte Navigatorsignale N1* und N2*, sowie ein mit einem Auslesegradienten positiver Polarität aufgenommenes und durch einen angewandten kurzen Gradientenblip in Schichtkodierrichtung mit der ersten Phase beaufschlagtes Navigatorsignal N2*. Will man, wie dargestellt, die Verteilung der aufgeprägten Phasen für die Echosignale E1, E2,... bei den verschiedenen Wiederholungen gleich halten, kann man nach der Aufnahme des letzten Navigatorsignals in einem Navigatorblock NB, beispielsweise nach dem Navigatorsignal N3*, einen weiteren Gradientenblip in Schichtkodierrichtung einfügen, um das nullte Moment der Gradientenblips in Schichtkodierrichtung insgesamt auf null zu halten.
Jede der den Echosignalen aufgeprägten Phasen wird so mindestens einem Navigatorsignal aufgeprägt. Kombiniert man die im Rahmen der Wiederholungen Wh1 und Wh2 aufgenommenen Navigatorsignale N1, N2, N3, N1*, N2* und N3*, erhält man für jede aufgeprägte Phase je drei Navigatorsignale. In dem dargestellten Beispiel sind dies für die erste aufgeprägte Phase die Navigatorsignale N1, N2* und N3, und für die zweite aufgeprägte Phase die Navigatorsignale N1*, N2, N3*. Die für beide gleichzeitig aufgenommenen Schichten kollabiert vorliegenden Navigatorsignale N1, N2, N3, N1*, N2* und N3* können nun z.B. mittels einer Fouriertransformation in kz-Richtung in je drei schichtspezifische Navigatordaten für jede Schicht getrennt werden. Diese schichtspezifischen Navigatorsignale können nun für jede Schicht getrennt genutzt werden, um z.B. mittels mindestens einem der bereits oben genannten Verfahren zur Korrektur von N/2-Geistern und einem DORK-Verfahren, schichtspezifische Korrekturdaten zu bestimmen.
Das Einstrahlen eines RF-Anregungspulses und das Schalten von Gradienten zur Erzeugung und zum Auslesen von Navigatorsignalen und Echosignalen kann somit wiederholt werden. Unterscheiden sich hierbei die den jeweiligen Navigatorsignalen aufgeprägten Phasen einer Wiederholung von in einer vorhergehenden Wiederholung den jeweiligen Navigatorsignalen entsprechenden Navigatorsignalen aufgeprägten Phasen, kann schnell ein Satz an Navigatorsignalen erzeugt werden, der zumindest ein Navigatorsignal für jede Polarität und für jede aufzuprägende Phase umfasst. Um dies besonders zielgerichtet zu erreichen, kann das Einstrahlen eines RF-Anregungspulses und das Schalten von Gradienten zur Erzeugung und zum Auslesen von Navigatorsignalen und Echosignalen N-mal derart wiederholt werden, dass den Navigatorsignalen in jeder der N Wiederholungen eine andere der Phasen aufgeprägt wird.
Analog kann bei einer simultanen Aufnahme von mehr als zwei Subvolumen vorgegangen werden, indem die Anzahl der Wiederholungen der Anzahl der simultan aufgenommenen Subvolumen entspricht, und jedes der drei in jeder Wiederholung aufgenommenen Navigatorsignale bei jeder Wiederholung eine andere der ebenfalls der Anzahl der simultan aufgenommenen Subvolumen entsprechenden Anzahl an verschiedenen Phasen aufgeprägt bekommt. Beispielsweise können bei einer simultanen Aufnahme von Messdaten aus drei Schichten in einer ersten Wiederholung einem ersten Navigatorsignal eine erste Phase, einem zweiten Navigatorsignale eine zweite Phase und einem dritten Navigatorsignal eine dritte Phase aufgeprägt werden. In der zweiten Wiederholung könnte nun dem ersten Navigatorsignal die zweite Phase, dem zweiten Navigatorsignale die dritte Phase und dem dritten Navigatorsignal die erste Phase aufgeprägt werden. In der dritten Wiederholung könnte nun dem ersten Navigatorsignal die dritte Phase, dem zweiten Navigatorsignale die erste Phase und dem dritten Navigatorsignal die zweite Phase aufgeprägt werden. Somit wären wiederum alle drei Navigatorsignale je einmal mit einer der möglichen Phasen beaufschlagt worden, wodurch eine Kombination der insgesamt aufgenommenen Navigatorsignale wiederum mittels Fouriertransformation in kz-Richtung in schichtspezifische Navigatordaten getrennt werden können.
In 4 ist ein Beispiel eines schematischen Pulssequenzdiagramms gezeigt, wie es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, insbesondere, wenn alle Navigatorsignale nach nur einem RF-Anregungspuls aufgenommen werden sollen, also beispielsweise für ein Single-Shot-Verfahren.
Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen wieder gleiche Elemente der Pulssequenz wie auch in den 1 und 3. Der Übersichtlichkeit halber wird daher vorwiegend auf die Unterschiede der in 4 gezeigten Ausführungsform zu der in 3 gezeigten Ausführungsform eingegangen.
Wie bereits erwähnt, kommt die in 4 gezeigte Pulssequenz mit nur einer Wiederholung aus, um alle Navigatorsignale für eine Bestimmung von schichtspezifischen Korrekturdaten aufnehmen zu können. Dafür werden jedoch nicht mehr nur drei, sondern pro Polarität und simultan vermessenen Subvolumen je ein Navigatorsignal plus ein weiteres Navigatorsignal, also eine ungerade Anzahl an Navigatorsignalen durch einen entsprechend der erhöhten Anzahl an aufzunehmenden Navigatorsignalen verlängerten, aber ansonsten den Auslesegradienten in den Navigatorblöcken NB der 3 entsprechenden bipolaren Auslesegradienten erzeugt und aufgenommen. Im dargestellten Fall von zwei gleichzeitig aufzunehmenden Schichten (N=2) somit: 2*N+1=2*2+1=5 Navigatorsignale N1, N2, N3, N4 und N5.
Die Navigatorsignale N1, N2, N3, N4 und N5 werden durch Gradientenblips in Schichtselektionsrichtung derart mit den hier zwei verschiedenen Phasen beaufschlagt, welche auch auf die in der nachfolgenden EPI-Sequenz erzeugten Echosignale aufgeprägt werden, dass zumindest zwei Navigatorsignale mit der gleichen Phase beaufschlagt werden. In dem gezeigten „Blip-Schema“ in Schichtkodierrichtung werden das erste Navigatorsignal N1, das zweite Navigatorsignal N2 und das fünfte Navigatorsignal N5 mit einer ersten Phase beaufschlagt, und die übrigen Navigatorsignale N3 und N4 mit einer zweiten Phase beaufschlagt. Es sind auch andere „Blip-Schemata“ denkbar. Die Navigatorsignale mit einer ungeraden Nummer, also N1, N3 und N5 haben jeweils dieselbe Polarität, hier die negative. Die Navigatorsignale mit einer geraden Nummer, also hier N2 und N4, haben ebenfalls dieselbe Polarität und zwar die entgegengesetzte Polarität zu den Navigatorsignalen mit einer ungeraden Nummer.
Von den aufgenommenen Navigatorsignalen N1, N2, N3, N4 und N5 können zwei gewählt werden, welche unter Schaltung je eines Auslesegradienten gleicher Polarität aufgenommen wurden, um ein interpoliertes Navigatorsignal zu berechnen. Es bietet sich an, jeweils aus dem ersten und dem letzten aufgenommenen Navigatorsignal ein interpoliertes Navigatorsignal zu bestimmen, weil so inhärent eine hohe Symmetrie der aufgenommenen und interpolierten Navigatorsignale erzeugt wird, wodurch die Stabilität der aus den Navigatorsignalen bestimmbaren Korrekturdaten vorteilhaft beeinflusst wird, da diese jeweils als zu einer gleichen Echozeit aufgenommen betrachtet werden können. Dabei kann wie in der bereits zitierten US6043651 beschrieben vorgegangen werden.
In dem dargestellten Beispiel kann auf diese Weise z.B. aus den Navigatorsignalen N1 und N5 ein interpoliertes Navigatorsignal N3' bestimmt werden, dass der Echozeit des aufgenommenen Navigatorsignals N3 entspricht. Weil die Navigatorsignale N1 und N5 mit der ersten Phase beaufschlagt wurden ist auch das aus diesen interpolierte Navigatorsignal N3' der ersten Phase zuzuordnen, wohingegen das aufgenommene Navigatorsignal N3 mit der zweiten Phase beaufschlagt wurde.
Somit erhält man für jede aufzuprägende Phase je ein Paar symmetrisch angeordneter Navigatorsignale mit einer ungeraden Nummer, hier N3 und N3', und je ein Paar symmetrisch angeordneter Navigatorsignale mit einer geraden Nummer, hier N2 und N4. Durch jeweils eine Fouriertransformation dieser so gebildeten Paare in kz-Richtung können diese Paare in schichtspezifische Paare von Navigatorsignalen getrennt werden, aus welchen Korrekturdaten bestimmt werden können, beispielsweise kann wie in der genannten US6043651 aus den dort mit S2^- und S2⁺ bezeichneten Signalen der lineare Phasengang für jede Schicht aus den so erhaltenen Paaren an schichtspezifischen Navigatorsignalen bestimmt werden. Eine volumenspezifische DORK-Drift-Korrektur ist hier bereits mit den noch kollabierten Navigatorsignalen möglich. Soll auch eine DORK-Korrektur subvolumenspezifisch erfolgen kann entweder wie oben mit Bezug auf 3 beschrieben die Pulssequenz mit unterschiedlichen „Blip-Schemata“ in Schichtkodierrichtung wiederholt werden, um eine Evolution der Navigatorsignale, welche mit einer ersten Polarität aufgenommen wurden, mit einer Evolution der Navigatorsignale, welche mit der anderen Polarität aufgenommen wurden, über nacheinander folgende Aufnahmen von Navigatorsignalen vergleichen zu können.
Auch diese Vorgehensweise kann analog auf Messtechniken zur simulatenen Messung von mehr als zwei Schichten angewendet werden. Beispielsweise im Falle von aus drei Schichten simultan aufgenommenen Messdaten und somit drei unterschiedlichen aufzuprägenden Phasen, können wiederum 2*N+1=2*3+1=7 Navigatorsignale aufgenommen werden, wobei jeweils mindestens zwei der Navigatorsignale dieselbe Phase aufgeprägt wird, und die Polarität der Auslesegradienten wie gehabt von Navigatorsignale zu nachfolgendem Navigatorsignal wechselt.
Auch hier können aus den aufgenommenen Navigatorsignalen zwei gewählt werden, welche unter Schaltung je eines Auslesegradienten gleicher Polarität aufgenommen wurden, um ein interpoliertes Navigatorsignal zu berechnen. Wird ein interpoliertes Navigatorsignal N4' aus den aufgenommenen Navigatorsignalen N1 und N7 bestimmt, können für jede aufzuprägende Phase je ein Triplet symmetrisch angeordneter Navigatorsignale mit einer ungeraden Nummer, z.B. N1 (bzw. N4'), N3 und N5, und je ein Paar symmetrisch angeordneter Navigatorsignale mit einer geraden Nummer, z.b. N2, N4 und N6, gebildet werden. Durch jeweils eine Fouriertransformation dieser so gebildeten Triplets in kz-Richtung können diese Triplets in schichtspezifische Triplets von Navigatorsignalen getrennt werden, aus welchen z.B. wiederum analog zu dem in US6043651 beschriebenen Verfahren Korrekturdaten bestimmt werden können.
Auch bei Aufnahme aller Navigatorsignale nach nur einem RF-Anregungspuls kann eine subvolumenspezifische DORK-Korrektur ermöglicht werden, indem ein weiteres Navigatorsignal, also insgesamt 3*N Navigatorsignale, in einem Navigatorblock NB aufgenommen wird. Wird beispielsweise vor dem Navigatorsignal N1 in 4 ein weiteres Navigatorsignal N0 (nicht dargestellt) unter aufprägen der zweiten Phase erzeugt und aufgenommen, so können auch aus den Navigatorsignalen N0 und N1 sowie aus den Navigatorsignalen N4 und N5 wie oben beschrieben Paare gebildet werden, die jeweils aus einem Navigatorsignal der ersten Polarität, dem die erste Phase aufgeprägt wurde, und einem Navigatorsignal der zweiten Polarität, dem die zweiten Phase aufgeprägt wurde, bestehen. Nach einer Fouriertransformation in kz-Richtung dieser Paare erhält man somit schichtspezifische Navigatordaten wie sie für das DORK-Verfahren verwendet werden können.
5 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 5 sind diese Teileinheiten der Magnetresonanzanlage 1 nur grob schematisch dargestellt. Insbesondere besteht die Hochfrequenzeinheit 7 aus mehreren Untereinheiten, insbesondere aus mindestens zwei Spulen wie den schematisch gezeigten Spulen 7.1 und 7.2, 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 gemessen 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 (insbesondere in verschiedene Schichten S1 und S2) des Untersuchungsobjekt U zuständig. Dabei sollte 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.
Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 9 eine Phasenbestimmungseinheit 15 insbesondere zum Bestimmen von erfindungsgemäß zusätzlich aufzuprägenden Phasen.
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.
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

US 6043651 [0005, 0033, 0061, 0063, 0065]
US 9329254 B2 [0006]
DE 102016218955 [0014]
US 20170089999 A1 [0019, 0031]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Breuer et al. in „Controlled Aliasing in Parallel Imaging Results in Higher Acceleration (CAIPIRINHA) for Multi-Slice Imaging“, Magnetic Resonance in Medicine 53, 2005, S. 684-691 [0009]
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 [0009]
Zahneisen et al.: „Three-Dimensional Fourier Encoding of Simultaneously Excited Slices: Generalized Acquisition and Reconstruction Framework“, Magn. Reson. Med. 71, S. 2071-2081 (2014) [0016]
Setsompop et al., „Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging“, NeuroImage 63:569-580, 2012 [0018]

Claims

Verfahren zur Erzeugung von Messdaten eines Untersuchungsobjektes mittels einer Magnetresonanztechnik, bei welcher nach einem RF-Anregungspuls ein Zug von mehreren Echosignalen in einer Anzahl N, wobei N mindestens zwei ist, verschiedenen Subvolumen des Untersuchungsobjektes erzeugt und unter Schalten von Gradienten mit wechselnder Polarität für aufeinanderfolgende Echosignale aufgenommen werden, wobei aufeinanderfolgenden Echosignalen je eine von ebenfalls N verschiedenen Phasen aufgeprägt wird, und wobei aufgenommene Echosignale der mindestens zwei Subvolumen als MR-Rohdaten in einem Rohdatensatz (RDS) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem RF-Anregungspuls mindestens drei Navigatorsignale, jedoch insgesamt mindestens ein Navigatorsignal pro möglicher Polarität und pro verschiedener aufzuprägender Phase unter Abwesenheit von Phasenkodiergradienten aufgenommen werden, aus welchen subvolumenspezifische Korrekturdaten bestimmt werden, welche bei einer Rekonstruktion von Bilddaten aus erfassten Rohdaten zur Korrektur von durch Phasenfehler in den MR-Rohdaten verursachten Verschiebungen verwendet werden können.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Navigatorsignale unter Schalten von Gradienten mit wechselnder Polarität für aufeinanderfolgende Echosignale aufgenommen werden, und jedem Navigatorsignal die Polarität zugeordnet wird, die der zugehörige Auslesegradient aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Navigatorsignale nach einem RF-Anregungspuls und vor erzeugten Echosignalen erzeugt und aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei den Navigatorsignalen je eine der den Echosignalen aufgeprägten Phasen aufgeprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei jede der den Echosignalen aufgeprägten Phasen mindestens einem Navigatorsignal aufgeprägt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach einem RF-Anregungspuls eine ungerade Anzahl an Navigatorsignalen aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Navigatorsignale nach einem Anregungspuls aufgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Anzahl n der aufgenommenen Navigatorsignale der doppelten Anzahl der gleichzeitig aufgenommenen Subvolumen N plus Eins (n=2*N+1) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstrahlen eines RF-Anregungspulses und das Schalten von Gradienten zur Erzeugung und zum Auslesen von Navigatorsignalen und Echosignalen wiederholt wird, wobei die den jeweiligen Navigatorsignalen aufgeprägten Phasen einer Wiederholung sich von in einer vorhergehenden Wiederholung den jeweiligen Navigatorsignalen entsprechenden Navigatorsignalen aufgeprägten Phasen unterscheiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 9, wobei das Einstrahlen eines RF-Anregungspulses und das Schalten von Gradienten zur Erzeugung und zum Auslesen von Navigatorsignalen und Echosignalen N-mal wiederholt wird, wobei den Navigatorsignalen insbesondere in jeder Wiederholung eine andere der Phasen aufgeprägt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmung der Korrekturdaten eine Bestimmung eines interpolierten Navigatorsignals, durch Interpolation, insbesondere durch Mittelung, zweier aufgenommener Navigatorsignale, welche unter Schaltung je eines Auslesegradienten gleicher Polarität aufgenommen wurden, umfasst, wobei dem interpolierten Navigatorsignal weiter dieselbe Polarität zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestimmung der Korrekturdaten jeweils eine Trennung von einer gleichen Polarität zugeordneten Navigatorsignalen in subvolumenspezifische Navigatordaten umfasst.
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 12 auf der Magnetresonanzanlage (1) auszuführen.
Computerprogramm, welches 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 12 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (9) der Magnetresonanzanlage (1) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche zumindest ein Computerprogramm nach Anspruch 14 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 12 durchführen.