DE102019209079A1

DE102019209079A1 - Verfahren zur Vermessung von Wirbelstromfeldern in einer Magnetresonanzeinrichtung, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger

Info

Publication number: DE102019209079A1
Application number: DE102019209079.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Köhler
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2019-06-24
Filing date: 2019-06-24
Publication date: 2020-12-24
Also published as: US20200400770A1; US11275143B2

Abstract

Verfahren zur Vermessung von durch Gradientenpulse einer Magnetresonanzsequenz zu einem Zeitpunkt während der Magnetresonanzsequenz bezüglich zumindest einer Pulswirkungsrichtung auftretenden Wirbelstromfeldern, wobei zumindest die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogene Gradientenpulse umfassenden Anteile der Magnetresonanzsequenz bis zu dem Zeitpunkt als eine Präparationssequenz (1) ausgespielt werden, an die unmittelbar eine Messsequenz (2) anschließt, in der erste Vermessungsdaten (4) aufgenommen werden, woraufhin, insbesondere nach einer Wartezeit, die Präparationssequenz (1) ohne die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulse oder mit in ihren Vorzeichen umgekehrten, auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulsen erneut mit derselben, unmittelbar folgenden Messsequenz (2) ausgespielt wird, wobei zweite Vermessungsdaten (5) aufgenommen werden, wobei durch gemeinsame Auswertung der ersten und der zweiten Vermessungsdaten (4, 6) wenigstens eine das durch die Wirbelströme der Gradientenpulse in der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung erzeugte Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung von durch Gradientenpulse einer Magnetresonanzsequenz zu einem Zeitpunkt während der Magnetresonanzsequenz bezüglich zumindest einer Pulswirkungsrichtung auftretenden Wirbelstromfeldern. Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzeinrichtung, ein Computerprogramm und einen elektronisch lesbaren Datenträger.
Die Magnetresonanzbildgebung ist eine inzwischen etablierte Modalität, insbesondere in der Medizintechnik. In einem Grundmagnetfeld ausgerichtete Kernspins, beispielsweise in einem Patienten, werden durch Hochfrequenzpulse angeregt und der Zerfall der Anregung wird vermessen. Die heutige Forschung hinsichtlich von Magnetresonanzeinrichtungen zielt insbesondere auf die Verbesserung der Bildqualität.
Ein diesbezügliches Problem stellen Wirbelstrom-induzierte Magnetfelder, im Folgenden Wirbelstromfelder, dar, die während einer Magnetresonanzsequenz auftreten können. Nachdem diese Wirbelstromfelder die Funktionsweise der Magnetresonanzsequenz negativ beeinflussen können, beispielsweise durch schlechte Fettsättigung, räumliche Verzeichnungen oder destruktive Interferenzen zwischen verschiedenen Echo-Konfigurationen, ist es hilfreich, diese unerwünschten Störungen des statischen Grundmagnetfeldes zu vermessen.
Wirbelströme können in Magnetresonanzeinrichtungen durch zeitliche Änderungen von Magnetfeldern, mithin vor allem durch das Schalten von Gradientenpulsen, erzeugt werden. Dies ist im Stand der Technik bereits allgemein bekannt. Durch die zeitliche Änderung des Magnetfeldes kann jede Rampe eines Gradientenpulses Wirbelströme in leitfähigen Strukturen der Magnetresonanzeinrichtung erzeugen. Wirbelströme wiederum verursachen zeitabhängige Wirbelstromfelder, die prinzipiell verschiedene Geometrien aufweisen können. Nach der Rampe eines Gradientenpulses, die einen Wirbelstrom erzeugt, wird häufig der Einfachheit halber von einem exponentiellen Abklingen des dadurch erzeugten Magnetfeldes ausgegangen: $B_{E C} (t) \sim exp (- t / τ) .$
Dabei bezeichnet B_EC(t) das durch den Wirbelstrom (englisch eddy current) erzeugte Magnetfeld (Wirbelstromfeld), t die Zeit und τ die Zeitkonstante des Wirbelstroms. Die durch Gradientenpulse erzeugten Wirbelstromfelder, mithin Feldfehler, können auch oszillierende Komponenten aufweisen, denen jedoch der oben dargestellte exponentielle Abfall überlagert ist. Oszillationen können hierbei beispielsweise durch mechanische Vibration erzeugt werden. Betrachtet man einen Referenz-Gradientenpuls, so wird festgestellt, dass das dadurch erzeugte Wirbelstrom-induzierte Magnetfeld, also das Wirbelstromfeld, in seiner Magnitude, der räumlichen Verteilung und der Zeitkonstante zwischen verschiedenen Magnetresonanzeinrichtungen stark variieren kann. Ebenso werden üblicherweise Abhängigkeiten der Wirbelströme von der Gradientenachse, also beispielsweise X, Y, Z, festgestellt. Die Variationen treten sowohl zwischen verschiedenen Magnetresonanzeinrichtungstypen auf als auch zwischen verschiedenen Exemplaren eines Typs, wobei einen signifikanten Beitrag zu diesen Variationen Fertigungstoleranzen leisten.
Übliche Magnetresonanzsequenzen enthalten eine Vielzahl von Gradientenpulsen, wobei diese unterschiedlichen Gradientenpulse im Verlauf der Magnetresonanzsequenz eine dynamische Störung des Grundmagnetfeldes erzeugen können. Diese Störung hängt im Allgemeinen von der Parametrisierung der gewählten Magnetresonanzsequenz ab, nachdem stärkere Gradienten beziehungsweise größere mittlere Gradientenamplituden im Allgemeinen zu größeren Wirbelstromfeldern, also Feldstörungen, führen. Zu bestimmten Zeitpunkten innerhalb einer Magnetresonanzsequenz reagiert die Bildqualität des entstehenden Magnetresonanzbildes besonders sensitiv auf Störungen des Magnetfeldes.
Ein Beispiel für einen solchen Zeitpunkt ist der Ausgabezeitpunkt eines zur Fettsättigung verwendeten Hochfrequenzpulses. Nachdem viele Fettsättigungstechniken die chemische Verschiebung zwischen Fett und Wasser ausnutzen, reagiert die Fettsättigung im Allgemeinen besonders sensitiv auf Störungen des Magnetfeldes. Diese Störung kann beispielsweise dazu führen, dass das Magnetresonanzsignal von in Fett gebundenen Protonen unzulänglich unterdrückt wird, oder dass das Signal von in Wasser gebundenen Protonen in unerwünschter Weise unterdrückt wird.
Ein anderes Beispiel sind EPI-Sequenzen (EPI: echo planar imaging) mit Diffusionskodierung. Da die Diffusionsgradienten in der Regel hohe Amplituden beziehungsweise große Gradientenmomente besitzen, können diese auch beträchtliche Wirbelströme erzeugen. EPI-Messungen reagieren besonders sensitiv auf Störungen des Magnetfeldes, was sich insbesondere in räumlichen Verzeichnungen äußern kann. Für die Verzeichnungen sind die Feldstörungen während des Auslesezuges beziehungsweise Auslesemoduls relevant, vor allem während der Aufnahme des k-Raumzentrums, also des Echos.
Im Stand der Technik wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, um von Gradientenpulsen verursachte Wirbelströme beziehungsweise die entsprechenden Wirbelstromfelder auszumessen. Diese Verfahren messen typischerweise den Phasenfehler, der von den Wirbelströmen respektive den Wirbelstromfeldern erzeugt wird, die von einer gewissen Rampe eines Referenz-Testgradientenpulses verursacht werden. Die gesamte Sequenz wird dabei zwei Mal ausgeführt, wobei die Amplitude des Testgradientenpulses in der zweiten Ausführung relativ zur ersten invertiert wird, das bedeutet, ein Vorzeichenwechsel vorgenommen wird. Als Messgröße wird dann die Phasendifferenz dieser beiden Akquisitionen verwendet. Da bis auf den Testgradientenpuls alle anderen Bestandteile der Magnetresonanzsequenz identisch sind, heben sich deren Beiträge zu einer Phasenvariation auf. Die gemessene Differenzphase ist lediglich durch die Effekte des Testgradientenpulses, mithin die Wirbelströme, verursacht.
US 4 698 591 A offenbart ein Verfahren zur Kompensation von Wirbelstromeffekten aufgrund von magnetischen Feldgradienten. Dabei wird ein Testgradientenpuls auf eine Probe angewandt, woraufhin ein 90°-Hochfrequenzpuls angewendet wird. Die Phase des resultierenden FID-Signals (FID: free induction decay) wird als Funktion der Gesamtzeit seit dem Ende des Gradientenpulses überwacht. Die Daten werden zu der Gradientenimpulsantwort in Zusammenhang gesetzt.
US 5 770 943 A betrifft ein Verfahren zum Messen und Kompensieren räumlich und zeitlich veränderlicher Magnetfelder, die durch Wirbelströme erzeugt sind. Dabei wird, wie oben beschrieben, ein bestimmter Testgradientenpuls einmal mit positivem, einmal mit negativem Vorzeichen ausgegeben und es werden Phasenbilder vermessen, die voneinander subtrahiert werden, um Wirbelstromamplituden und Zeitkonstanten zu berechnen.
US 2012/0098535 A1 betrifft eine Magnetresonanzeinrichtung und ein Verfahren zur Wirbelstrom-Kompensation. Dort wird sich die Aufgabe gestellt, ein Wirbelstromfeld nicht nur in der Anwendungsrichtung des Gradientenfeldes zu korrigieren, sondern auch in einer davon unterschiedlichen Richtung. Dabei wird vorgeschlagen, einen Testgradientenpuls zu verwenden und Wirbelstörme in unterschiedlichen Richtungen zu vermessen.
Mit diesen und ähnlichen Verfahren ist es möglich, die räumliche Verteilung der durch die Wirbelströme verursachten Feldbeeinflussungen auszumessen. Zudem ist es bei einigen Verfahren möglich, die Zeitkonstante der erzeugten Wirbelströme zu ermitteln. Diese Kenntnisse können dann beispielsweise verwendet werden, um Korrekturgradientenpulse auszuspielen, die zur Kompensierung der Wirbelstromfelder dienen. Diese Art der Wirbelstromkompensation ist im Stand der Technik bereits bekannt, wobei allerdings in handelsüblichen Magnetresonanzeinrichtungen lediglich Wirbelstromfelder kompensiert werden können, die durch Linearkombinationen, mithin Kombinationen von verschiedenen Gradienten, angenähert werden können. Höhere räumliche Beiträge, beispielsweise zweiter oder dritter Ordnung als Funktion einer oder mehrerer räumlicher Koordinaten, können in handelsüblichen Magnetresonanzeinrichtungen nicht dynamisch korrigiert werden.
Die Vermessung von Amplitude, Zeitkonstante und räumlicher Verteilung der Wirbelstromfelder als Folge eines Referenz-Testgradientenpulses ermöglicht im Prinzip die Berechnung der Feldstörungen für eine gewählte Magnetresonanzsequenz mit einer gewählten Parametrisierung. Diese Berechnungen sind jedoch in hohem Maße aufwendig sowie fehleranfällig und erfordern ebenso eine exakte Charakterisierung basierend auf umfassenden Eich-Messungen der jeweiligen Magnetresonanzeinrichtung, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur unmittelbaren Vermessung von durch Wirbelströme entstandenen Feldstörungen in ausgewählten Magnetresonanzsequenzen in überschaubarer Zeit zu erlauben.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Magnetresonanzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13, ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein elektronisch lesbarer Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgesehen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermessung von durch Gradientenpulse in einer Magnetresonanzsequenz zu einem Zeitpunkt während der Magnetresonanzsequenz bezüglich zumindest einer Pulswirkungsrichtung auftretenden Wirbelstromfeldern ist vorgesehen, dass zumindest die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogene Gradientenpulse umfassenden Anteile der Magnetresonanzsequenz bis zu dem Zeitpunkt als eine Präparationssequenz ausgespielt werden, an die unmittelbar eine Messsequenz anschließt, in der erste Vermessungsdaten aufgenommen werden, woraufhin, insbesondere nach einer Wartezeit, die Präparationssequenz ohne die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulse oder mit in ihren Vorzeichen umgekehrten, auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulsen erneut mit derselben, unmittelbar folgenden Messsequenz ausgespielt wird, wobei zweite Vermessungsdaten aufgenommen werden, wobei durch gemeinsame Auswertung der ersten und der zweiten Vermessungsdaten wenigstens eine das durch die Wirbelströme der Gradientenpulse in der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung erzeugte Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe ermittelt wird.
Insbesondere wird ein Verfahren zur Vermessung von Wirbelstromfeldern vorgeschlagen, welche Wirbelstromfelder durch Gradientenpulse einer Magnetresonanzsequenz zu einem Zeitpunkt während der Magnetresonanzsequenz bezüglich zumindest einer Pulswirkungsrichtung auftreten, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Anteile der Magnetresonanzsequenz, die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogene Gradientenpulse umfassen, bis zu dem Zeitpunkt als eine Präparationssequenz ausgespielt werden, wobei an die Präparationssequenz unmittelbar eine Messsequenz anschließt, in der erste Vermessungsdaten aufgenommen werden, woraufhin, insbesondere nach einer Wartezeit, die Präparationssequenz ohne die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulse oder mit Gradientenpulsen, die gegenüber den auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulsen ein umgekehrtes Vorzeichen aufweisen, ausgespielt wird, wobei unmittelbar daran anschließend nochmals dieselbe Messsequenz ausgespielt wird, in der zweite Vermessungsdaten aufgenommen werden, wobei durch gemeinsame Auswertung der ersten und der zweiten Vermessungsdaten wenigstens eine Größe ermittelt wird, die das Wirbelstromfeld kennzeichnet, das durch die Wirbelströme der Gradientenpulse in der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung erzeugt wird.
Bevorzugt werden alle Pulswirkungsrichtungen als die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung betrachtet, mithin alle Gradientenpulse der Magnetresonanzsequenz bis zu dem Zeitpunkt zunächst ausgegeben und dann weggelassen oder invertiert. Eine Einschränkung ist nur dann zweckmäßig, wenn explizit Informationen nur für einen Teil der Pulswirkungsrichtungen oder eine einzige Pulswirkungsrichtung gewünscht ist. Dabei sind Pulswirkungsrichtungen auf Patientenpulse bezogen zu verstehen, also als logische und/oder physikalische Gradientenrichtungen zu verstehen. Als logische Gradientenrichtungen werden dabei insbesondere funktionale Gradientenrichtungen verstanden, beispielsweise wenigstens eine Phasenkodierrichtung, wenigstens eine Schichtselektionsrichtung und/oder wenigstens eine Ausleserichtung (Readout-Richtung). Die X-, Y- und Z-Richtungen sind bei einer zylindrischen Patientenaufnahme meist so definiert, dass die Z-Richtung der Richtung des Grundmagnetfeldes entspricht und der axialen Richtung der Patientenaufnahme. Die Y-Richtung ist die dazu senkrechte, vertikale Richtung, während die X-Richtung die dazu senkrechte, horizontale Richtung ist. Das Wirbelstromfeld wird unabhängig davon zweckmäßig in allen Raumrichtungen vermessen.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt es, die durch Wirbelströme verursachten Störungen des Magnetfeldes zu relevanten Zeitpunkten in (vor allem für diagnostische Fragestellungen genutzten) Magnetresonanzsequenzen zu vermessen. Das Verfahren ist hilfreich zur Charakterisierung und Problemanalyse, da hiermit beispielsweise Bildartefakte genauer untersucht werden können. Die Quantifizierung der Wirbelstromfelder kann bei der Analyse helfen, ob gewisse Artefakte auf Wirbelströme zurückzuführen sein können, oder ob andere Ursachen in Betracht gezogen werden müssen. Zudem kann das Messverfahren helfen, Parameter der Magnetresonanzsequenz so zu wählen, dass die Wirbelstrom-induzierten Feldstörungen unterhalb gewisser Grenzen bleiben. Auch zur Parametrisierung sonstiger, im Stand der Technik grundsätzlich bekannter Kompensationsmaßnahmen kann die vorliegende Erfindung beziehungsweise deren Ergebnis, die das Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe, verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist darauf ausgelegt, die in einer Magnetresonanzsequenz entstehenden Wirbelströme zu messen. Dazu wird die Magnetresonanzsequenz beziehungsweise Anteile der Magnetresonanzsequenz, als Präparationssequenz bezeichnet, ausgespielt und von Elementen einer weiteren Magnetresonanzsequenz, nämlich der Messsequenz, gefolgt. Dabei fungiert die Präparationssequenz als eine Art Präparation, um einen Wirbelstromzustand zu erzeugen, dessen resultierende Feldstörung, also das Wirbelstromfeld, dann von den Elementen der Messsequenz ausgemessen wird.
Dabei kann das vorgeschlagene Verfahren vorteilhaft, wie bereits dargelegt, zur Analyse von Bildqualitätsproblemen genutzt werden, um heraus zu finden, ob und inwieweit diese durch Wirbelströme verursacht werden. Auch im Hinblick auf Kompensationsmaßnahmen kann das vorgeschlagene Verfahren eingesetzt werden. Dabei liegen einige deutliche Vorteile vor.
Zum einen erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine direkte Messung der Wirbelstrom-induzierten Feldstörungen in realistischen klinischen Magnetresonanzsequenzen, abhängig von den für die zugrunde liegenden Magnetresonanzsequenzen verwendeten Parametrisierungen. Im Vergleich zu Verfahren des Standes der Technik sind keine „Umwege“ über Messungen mit Test-Gradientenpulsen und (evtl. fehleranfälligen) Umrechnungen notwendig. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet Möglichkeiten zur Analyse von Bildqualitätsproblemen, sowohl während der Entwicklung als auch im Einsatz bei bereits installierten und/oder sich im klinischen Betrieb befindlichen Magnetresonanzeinrichtungen. Es ermöglicht die Analyse, ob und inwieweit Wirbelstromeffekte zur Entstehung von Bildqualitätsproblemen beitragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner die Trennung verschiedener Effekte, indem es für eine gegebene Sequenz mit einstellbaren Parametrisierungen lediglich die Wirbelstromeffekte quantifiziert. Andere Effekte, beispielsweise statische Grundfeldinhomogenitäten, beeinflussen die Quantifizierung nicht. Es wird ferner ermöglicht, durch Messungen mit verschiedenen Parametern der Magnetresonanzsequenz den Parametersatz zu bestimmen, der Wirbelstrom-induzierte Effekte minimiert.
Dabei kann das erfindungsgemäße Vorgehen auf verschiedene Magnetresonanzsequenzen angewendet werden, um die sich während dieser ergebenden Wirbelstrom-induzierten Feldstörungen zu vermessen.
Dazu basiert das erfindungsgemäße Verfahren auf einer Messung, die eine Kombination von zwei Einzelsequenzen darstellt. Die Präparationssequenz ist eine realistische, klinisch/diagnostische Magnetresonanzsequenz beziehungsweise ein Anteil hiervon, mit der ein bestimmter Wirbelstromzustand präpariert wird, während die Messsequenz zur Messung dieses Wirbelstrom-Zustandes genutzt wird. Dabei werden diese Grundelemente in geeigneter Weise wiederholt, um die gewünschten Effekte zu vermessen.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Vorgehens umfassen, dass ein frühzeitiges Erkennen von Wirbelstrom-Problematiken in der Entwicklung von neuen Magnetresonanzeinrichtungen und neuen Magnetresonanzsequenzen beziehungsweise Magnetresonanzsequenzprotokollen ermöglicht wird, wodurch eventuell verkürzte Entwicklungszeiten resultieren. Ferner besteht Möglichkeit zur vereinfachten Analyse von Bildqualitätsproblemen bei im Einsatz befindlichen Magnetresonanzeinrichtungen, wodurch Abhilfemaßnahmen ebenso schneller identifiziert werden können.
In konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Zeitpunkt als ein Zeitpunkt der Ausgabe eines Hochfrequenzpulses der Magnetresonanzsequenz, insbesondere eines gegebenenfalls frequenzselektiven Präparationspulses, oder als ein Zeitpunkt der Vermessung des k-Raumzentrums gewählt wird. Ferner ist es grundsätzlich auch möglich, die gesamte Magnetresonanzsequenz als Präparationssequenz zu betrachten beziehungsweise als Zeitpunkt den Endpunkt der Magnetresonanzsequenz. Der Zeitpunkt, bis zu dem wenigstens Gradientenpulse der Magnetresonanzsequenz als Präparationssequenz ausgespielt werden, kann im Allgemeinen frei gewählt werden oder fest vorgegeben sein. Er entspricht dem Zeitpunkt innerhalb der Magnetresonanzsequenz, zu dem die Wirbelstrom-induzierten Feldstörungen quantifiziert werden sollen. Dieser Zeitpunkt kann beispielsweise dem Zeitpunkt des Ausspielens eines Fettsättigungspulses oder dem Zeitpunkt der Aufnahme des k-Raumzentrums entsprechen.
Das Verfahren beginnt also im Allgemeinen mit dem Ausspielen der Präparationssequenz. Dabei kann es zweckmäßiger sein, in der Präparationssequenz Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenz nicht auszuspielen, nachdem jene wenn, dann nur geringen Einfluss auf Wirbelstromeffekte haben, mithin Aufwand reduziert werden kann, indem Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenz in der Präparationssequenz nicht erzeugt werden. Ferner ist es auch nicht zwangsläufig notwendig, alle Gradientenpulse auszuspielen, wenn es nur um die Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung geht. Mithin können alle nicht in der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung wirkenden Gradientenpulse in einer Ausgestaltung auch weggelassen werden. Es ist mithin mit anderen Worten denkbar, nur die Gradientenpulse in den Pulswirkungsrichtungen auszuspielen, deren Wirbelströme charakterisiert werden sollen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass vor jeder Messsequenz die Präparationssequenz oder Elemente davon mehrfach wiederholt ausgespielt wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen eingeschwungenen Zustand („Steady State“) der Wirbelströme zu präparieren, wie er sich auch im Laufe der eigentlichen Magnetresonanzsequenz ergeben würde, da diese auch bzw. grundlegende Elemente davon üblicherweise wiederholt eingesetzt wird/werden. Dies ermöglicht eine verlässliche Messung des hauptsächlich relevanten Zustands.
Auf die Präparationssequenz folgt die Messsequenz, welche bevorzugt nicht identisch mit der Magnetresonanzsequenz oder Anteilen davon ist, deren Wirbelströme charakterisiert werden sollen. Auf diese Weise wird das Magnetresonanzsignal in Form von Vermessungsdaten aufgenommen. Im Allgemeinen umfasst die Messsequenz wenigstens einen Hochfrequenzpuls und wenigstens ein Auslesemodul (Datenaufnahmefenster), das bedeutet, ein Datennahme-Fenster.
Mit besonderem Vorteil ist die Messsequenz eine Gradientenechosequenz (GRE-Sequenz). Gradientenecho-basierte Sequenzen sind als Messsequenzen bevorzugt, nachdem eine kürzere Messzeit benötigt wird als bei Spinecho-basierten Sequenzen. Zudem führen Störungen des Grundmagnetfeldes in Gradientenechosequenzen unmittelbar zu einer messbaren Beeinflussung der Phase des Magnetresonanzsignals. Würden Spinechosequenzen (SE-Sequenzen) verwendet werden, wird bei diesen üblicherweise die Echozeit (TE) sowie die Zeit zwischen den Mitten der Anregungs- und Refokussierungspulse (T_PulseDelta) als TE=2 ·T_PulseDelta gewählt, womit statische Feldstörungen sowie Feldstörungen, die mit einer vergleichsweise langen Zeitkonstante abklingen, keinen messbaren Einfluss auf die Phase nehmen. Um diese, wie vorliegend ja gewünscht ist, dennoch zu messen, müsste von der genannten Bedingung abgewichen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Messsequenz in wenigstens einer Raumrichtung ortsaufgelöst misst. Das bedeutet, die Messsequenz kann eine Ortsauflösung (Segmentierung) in wenigstens einer Raumrichtung erlauben. Dann beinhaltet die Messsequenz Gradientenpulse auf den Achsen, bezüglich derer eine Ortsauflösung erzielt werden soll. Besonders bevorzugt ist eine Ortsauflösung in drei Raumrichtungen. Auf diese Weise werden ortsaufgelöste Informationen zu den Wirbelstromfeldern erhalten.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem vorgesehen sein, dass die Messsequenz nur einen Teil des abzutastenden k-Raums abtastet und in mehreren Aufnahmeabschnitten erste und zweite Vermessungsdaten für alle Teile des abzutastenden k-Raums aufgenommen werden. Beispielsweise können als Teil des abzutastenden k-Raums eine oder mehrere k-Raumzeilen aufgenommen werden, wobei die Messung einer einzigen k-Raumzeile pro Messsequenz bevorzugt ist, insbesondere dann, wenn eine Ortsauflösung verwendet werden soll. Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die Verschachtelung hinsichtlich der ersten und der zweiten Vermessungsdaten sowie abzutastender Teile des k-Raums im Rahmen der vorliegenden Erfindung beliebig vorgenommen werden kann. Insbesondere ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein und grundsätzlich sinnvoll, zwischen zwei Gesamtsequenzen, mithin Abfolgen wenigstens einer Präparationssequenz und einer Messsequenz zur Aufnahme von Vermessungsdaten, grundsätzlich eine Wartezeit vorzusehen, damit die durch Wirbelströme induzierten Feldstörungen jeweils wieder verschwinden können, bevor eine erneute Präparation eines Wirbelstrom-Zustands und danach Vermessung erfolgt.
Allgemein gesprochen werden im erfindungsgemäßen Verfahren erste und zweite Vermessungsdaten aufgenommen, die sich hinsichtlich der Präparation unterscheiden, insbesondere der Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung. Mit anderen Worten wird bei den ersten und zweiten Vermessungsdaten dieselbe Messsequenz verwendet, jedoch die Präparationssequenz hinsichtlich der Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung verändert. Dabei kann die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung (im Normalfall) alle Pulswirkungsrichtungen umfassen, denkbar ist es jedoch auch, wenn eine Einschränkung vorgenommen werden soll, dass die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung (wenigstens eine logische und/oder physikalische Achse) der Pulswirkungsrichtung beziehungsweise Kombination von Pulswirkungsrichtungen entspricht, deren Wirbelstromfelder quantifiziert werden sollen. Dabei existieren im Rahmen der Erfindung im Wesentlichen zwei Möglichkeiten. Zum einen ist es in einer bevorzugten Variante denkbar, dass die Gradientenpulse, die einen Gradienten in der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung bewirken, bei der Aufnahme der zweiten Vermessungsdaten im Vergleich zur Aufnahme der ersten Vermessungsdaten invertiert werden, also ihr Vorzeichen wechselt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die messbaren Effekte gering sind und das Verhältnis aus gemessenem Effekt und Rauschen maximiert werden soll. In einer anderen, weniger bevorzugten Variante ist es auch denkbar, die Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung bei der Aufnahme der zweiten Vermessungsdaten wegzulassen, während sie bei der Aufnahme der ersten Vermessungsdaten ausgespielt wurden.
Insgesamt werden also zwei (zunächst komplexe) Vermessungsdatensätze S1 und S2 gemessen, welche sich durch die geänderte Ausspielung der Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung in der Präparationssequenz unterscheiden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt zur Ermittlung der Größe eine Auswertung der Phase und/oder der Amplitude der Vermessungsdaten, insbesondere als Differenz sich entsprechender erster und zweiter Vermessungsdaten. Zur quantitativen Erfassung der Wirbelstromfelder kann also die gemessene Phase und/oder die gemessene Magnitude des Ma-gnetresonanzsignals ausgewertet werden. Dabei ist die Quantifizierung auf Grundlage der gemessenen Phasen bevorzugt, wobei die ersten und die zweiten vermessungsdaten dann Phasenbilder sein bzw. umfassen können. Die konkrete Ausgestaltung der Auswertung hierbei kann wie bei den eingangs genannten Verfahren des Standes der Technik erfolgen, bei denen das Wirbelstromfeld von Test-Gradientenpulsen vermessen wird.
Bei der Quantifizierung über die Auswertung der Magnitude wird ausgenutzt, dass Wirbelstrom-induzierten Feldstörungen zu räumlichen Verzerrungen des gemessenen Magnetresonanzbildes führen können. Durch die unterschiedlichen räumlichen Verzerrungen in den ersten Vermessungsdaten und den zweiten Vermessungsdaten kann daher auf die zugrundeliegenden Wirbelstromfelder geschlossen werden.
In der bevorzugten Auswertung basierend auf den Phasendifferenzen der Vermessungsdatensätze S1 und S2 wird ausgenutzt, dass das ungestörte Signal S durch Wirbelstromfelder B_EC beeinflusst wird, wobei unterschiedliche räumliche Verzerrungen in den beiden Datensätzen hierbei vernachlässigt werden. Das bedeutet, $S \to S exp (i γ \int B_{E C} (t) d t) .$
Darin bezeichnet y das gyromagnetische Verhältnis, i ist die imaginäre Einheit. Die Integration erstreckt sich über den Zeitraum, in dem während der Messsequenz die Phase durch Feldstörungen akkumuliert wird. Im bevorzugten Fall einer Gradientenechosequenz als Messsequenz ist dies die Echozeit (TE). Für die weitere Betrachtung werden lediglich die Wirbelstromfelder der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung betrachtet, für die die Gradientenpulse bei der Aufnahme der Vermessungsdatensätze S1 und S2 unterschiedlich ausgespielt wurden. Für die Phasendifferenz von ersten und zweiten Vermessungsdaten S1 und S2 gilt dann: $Δ_{φ} = k γ \int B_{E C} (t) d t \approx k γ B_{E C} T .$
Diese Näherung gilt für den (vereinfachten) Fall, dass die Wirbelströme mit einer Zeitkonstante abfallen, die deutlich länger als die Zeit T ist, während der in der jeweils verwendeten Messsequenz Phasenakkumulationen auftreten. Wie oben bereits erwähnt, entspricht T für Gradientenechosequenzen der Echozeit. Für die in Formel (3) eingeführte Variable k gilt, dass k=2, falls bei der Messung der zweiten Vermessungsdaten S2 die Gradientenpulse auf der zu charakterisierenden Achse beziehungsweise Achsenkombination (also der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung) invertiert werden, und dass k=1, falls bei der Messung der zweiten Vermessungsdaten S2 die Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung nicht ausgespielt werden, während sie bei der Messung der ersten Vermessungsdaten S1 ausgespielt wurden.
Das Vorzeichen der gemessenen Phasendifferenz hängt von der Reihenfolge der Bildung der Phasendifferenz sowie der Polarität der Gradientenpulse in der Messung des ersten und zweiten Vermessungsdatensatzes S1 und S2 ab.
Zusammenfassend kann durch die Gleichung (3) also das Wirbelstromfeld B_EC berechnet werden, dass am Ende der Ausspielung der Präparationssequenz vorliegt.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Verwendung objektorientiert programmierter Sequenzen die Kombination aus Präparationssequenz und Messsequenz als Gesamtsequenz aus einer die Präparationssequenz und/oder die gesamte Magnetresonanzsequenz beschreibenden Basisklasse erzeugt wird. Für die softwaretechnische Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ausgenutzt werden, dass heutige Magnetresonanzsequenzen üblicherweise objektorientiert programmiert sind. Es wird vorgeschlagen, die gesamte Messung von Vermessungsdaten, also die Kombination der Präparationssequenz und der Messsequenz mit den Wiederholungen der einzelnen Elemente, wie oben beschrieben, als objektorientiert programmierte Gesamtsequenz umzusetzen, die sich von der als Basisklasse fungierenden Präparationssequenz ableitet. Diese wird dann um die Komponenten ergänzt, die für die Ausführung der Messsequenz notwendig sind. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass die Implementierung der Präparationssequenz mit der Vielzahl von Parametrisierungsmöglichkeiten deutlich aufwendiger ist als die Implementierung der Komponenten der Messsequenz, wobei diese Implementierung ggf. bereits in Form der Magnetresonanzsequenz, die ja die Grundlage bildet, vorliegt. In einer Weiterbildung dieses Ansatzes kann vorgesehen sein, dass auch für die Messsequenz eine Basisklasse verwendet wird, wobei die Gesamtsequenz durch Mehrfachvererbung aus beiden Basisklassen erzeugt wird.
Die auf Vererbung basierende Implementierung bietet den Vorteil, dass mit geringem Aufwand verschiedene Versionen der Gesamtsequenz erstellt werden können, die auf verschiedenen Varianten der Präparationssequenz basieren, beispielsweise für Turbospinecho-Sequenzen (TSE-Sequenzen), EPI-Diffusions-Sequenzen, etc. So können leicht Gesamtsequenzen implementiert werden, die das Wirbelstromverhalten für verschiedene klinische Magnetresonanzsequenzen messen. Durch die Vererbung bietet nun die neue, abgeleitete Klasse alle (beziehungsweise die wichtigsten und Sinn ergebenden) Funktionalitäten der ursprünglichen Basisklasse. Dies ist besonders vorteilhaft für den Fokus der vorliegenden Erfindung stehenden Zweck, dass die Effekte der Wirbelströme gemessen werden sollen, die während des Ausspielens klinisch beziehungsweise diagnostisch relevanter Magnetresonanzsequenzen mit verschiedenen Parametrisierungen, entsprechend verschiedenen Werten der Protokollparameter, auftreten. Es ist daher vorteilhaft, wenn auf die zugrundeliegende Magnetresonanzsequenz direkt aufgebaut werden kann und nicht erst das Verhalten dieser Sequenz nachprogrammiert werden muss. Eine Nachprogrammierung würde größeren Aufwand bedeuten und es bestünde die Gefahr der nicht vollkommenen Übereinstimmung.
Vorteilhafterweise kann die Größe sukzessive für mehrere unterschiedliche Zeitpunkte und/oder Pulswirkungsrichtungen und/oder Parametrisierungen der Magnetresonanzsequenz erzeugt werden. Auf diese Weise sind mithin Analysen möglich, um beispielsweise die Ursachen von Bildqualitätsproblemen aufzufinden. Gleichermaßen ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass die das Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe zur Parametrisierung wenigstens einer Kompensationsmaßnahme für das Wirbelstromfeld ausgewertet wird. Eine Kompensationsmaßnahme kann beispielsweise die Verwendung von Kompensations-Gradientenpulsen sein. Durch das Ergebnis der Vermessung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können jedoch auch Parameter der Magnetresonanzsequenz so bestimmt werden, dass die Wirbelstromeffekte, beispielsweise zu bestimmten Zeitpunkten, minimiert werden.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die Vermessung beispielsweise durch Einsatz von Phantomen in der Patientenaufnahme durchgeführt werden kann, da die Wirbelstromfelder nicht vom untersuchten Patienten abhängen.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, welche eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung aufweist. Die Steuereinrichtung kann dabei wenigstens einen Prozessor und wenigstens ein Speichermittel aufweisen. Ferner kann die Steuereinrichtung diverse Funktionseinheiten zur Durchführung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzen. Beispielsweise kann eine Auswahleinheit vorgesehen sein, um den Zeitpunkt und/oder die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung und/oder Parameter der Magnetresonanzsequenz (und somit der Präparationssequenz) zu bestimmen. In jedem Fall weist die Steuereinrichtung eine Sequenzeinheit auf, wie sie im Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist, die vorliegend auch ausgebildet ist, die entsprechend benötigten Abfolgen von Präparationssequenz und Messsequenz auszugeben. Schließlich kann die Steuereinrichtung auch eine Auswertungseinheit besitzen, um aus den ersten und zweiten Vermessungsdaten die das Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe zu ermitteln. Weitere Funktionseinheiten können selbstverständlich bezüglich der möglichen weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen werden.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm weist Programmmittel auf, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem erfindungsgemäßen elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein, auf welchem mithin Steuerinformationen abgelegt sind, die ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden. Bei dem Datenträger handelt es sich bevorzugt um einen nichttransienten Datenträger, beispielsweise eine CD-ROM.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 ein Zusammenhangsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Sequenzdiagramm zur Aufnahme von Vermessungsdaten,
3 einen vergrößerten Teilausschnitt des Sequenzdiagramms der 2,
4 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung, und
5 den funktionalen Aufbau der Steuereinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung gemäß 4.

1 zeigt eine Funktionsskizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung von durch Gradientenpulse einer Magnetresonanzsequenz zu einem Zeitpunkt während der Magnetresonanzsequenz bezüglich zumindest einer Pulswirkungsrichtung auftretenden Wirbelstromfeldern in einer Magnetresonanzeinrichtung.
Dabei wird vorliegend davon ausgegangen, dass Parameter der Magnetresonanzsequenz, der Zeitpunkt und die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung, insbesondere als alle Pulswirkungsrichtungen eines kartesischen Koordinatensystems, insbesondere die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung, für die in der Magnetresonanzeinrichtung auch Gradientenspulen vorgesehen sind, bereits vorgegeben sind. Der Zeitpunkt ist dabei zweckmäßigerweise als der Endpunkt der Magnetresonanzsequenz zu wählen oder aber bevorzugt als ein Zeitpunkt während des Ablaufs der Magnetresonanzsequenz, an dem die Magnetresonanzsequenz besonders sensitiv auf Wirbelstromfelder reagiert, die aufgrund von Wirbelströmen durch Gradientenpulse der Magnetresonanzsequenz als Feldstörungen entstehen. Beispielsweise kann der Zeitpunkt die Ausgabe eines Präparationspulses, beispielsweise eines Fettsättigungspulses, während der Magnetresonanzsequenz und/oder die Aufnahme des k-Raumzentrums sein.
1 illustriert nun zunächst im oberen Teil als Abfolge von aus wenigstens einer Präparationssequenz 1 und einer Messsequenz 2 gebildeten Gesamtsequenzen 3 zur Aufnahme von ersten und zweiten Vermessungsdaten 4, 5 gebildeten Messvorgang 6. Die Präparationssequenzen 1 entsprechen zumindest bezüglich der Gradientenpulse dem Ablauf der Magnetresonanzsequenz bis zu dem Zeitpunkt. Das bedeutet, die Präparationssequenzen enthalten alle Gradientenpulse in X-, Y- und Z-Richtung, die bis zu dem Zeitpunkt auch in der Magnetresonanzsequenz enthalten waren, in genau derselben zeitlichen Abfolge. Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenz sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht Bestandteil der Präparationssequenz.
Die mehrfache Wiederholung der Präparationssequenz, beispielsweise vier Mal, dient der Herstellung eines Gleichgewichtszustands bezüglich der Wirbelströme und somit der Wirbelstromfelder, wie er sich auch bei mehrfachen Wiederholungen der Magnetresonanzsequenz oder Teile dieser selbst ergeben würde. Insbesondere entsteht also durch wenigstens eine Ausgabe der Präparationssequenz 1 ein Wirbelstrom-Zustand, der durch die Messsequenz 2 dann vermessen wird.
Es sei angemerkt, dass sich das vorliegende Ausführungsbeispiel auf eine Vermessung der durch die Wirbelströme entstehenden Wirbelstromfelder als Wirbelstrom-induzierte Feldstörungen hinsichtlich aller physikalischen Gradientenrichtungen, also X-, Y- und Z-Richtung bezieht; es ist jedoch auch denkbar, nur einzelne dieser Pulswirkungsrichtungen beziehungsweise Kombinationen dieser Pulswirkungsrichtungen zu betrachten, wobei auch einzelne oder Kombinationen von logischen Pulswirkungsrichtungen wie Phasenkodierungsrichtung, Ausleserichtung und Schichtselektionsrichtung möglich sind. Dabei bezieht sich eine Gesamtsequenz zur Aufnahme von ersten Vermessungsdaten 4 grundsätzlich auf die Polarität der Gradientenpulse, wie sie auch in der Magnetresonanzsequenz vorliegt, während bei der Aufnahme von zweiten Vermessungsdaten 5 die Gradientenpulse invertiert ausgegeben werden. Sollen nicht alle Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems, wie im Ausführungsbeispiel, abgedeckt werden, sondern nur einzelne Pulswirkungsrichtungen, werden zur Aufnahme von zweiten Vermessungsdaten nur die Gradienten in dieser Pulswirkungsrichtung erzeugenden Gradientenpulse invertiert. In einer weniger bevorzugten, anderen Variante der vorliegenden Erfindung können zur Aufnahme der zweiten Vermessungsdaten die Gradientenpulse der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung auch weggelassen werden, wobei dann vorliegend keine Gradientenpulse ausgegeben würden. Ggf. kann dann die zweite Ausgabe der Präparationssequenz 1 als Wartezeit wirken, wenn, wie bevorzugt, auch keine Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenz ausgegeben werden.
Die Messsequenz unterscheidet sich von der Magnetresonanzsequenz und ist vorliegend als eine Gradientenechosequenz gewählt. Wie für den Messvorgang 6 angedeutet ist, folgen weitere Gesamtsequenzen 3 im zeitlichen Ablauf, nachdem sich die ortsauflösende Messsequenz immer auf eine k-Raumzeile bezieht. Das bedeutet, es werden durch sukzessive aufeinanderfolgende Gesamtsequenzen 3 für verschiedene k-Raumzeilen jeweils erste und zweite Vermessungsdaten 4, 5 aufgenommen. Dabei ist die Verschachtelung beziehungsweise Abfolge der Gesamtsequenzen letztlich beliebig.
Es sei ferner noch angemerkt, dass zwischen zwei Gesamtsequenzen 3 immer eine Wartezeit 7 verwendet wird, in der die Wirbelströme wieder abklingen und somit die Wirbelstromfelder im Wesentlichen verschwinden.
2 zeigt ein Sequenzdiagramm für zwei aufeinanderfolgende Gesamtsequenzen 3. Dabei zeigt der oberste Graph 8 die ADC-Aktivität, mithin Auslesezeiträume, der zweite Graph 9 Hochfrequenzpulse, der dritte Graph 10 Gradientenpulse der X-Richtung, der vierte Graph 11 Gradientenpulse der Y-Richtung und der fünfte Graph 12 Gradientenpulse der Z-Richtung. Wie durch Vergleich der Gradientenpulsfolge der ersten Präparationssequenz 1 mit den Gradientenpulsfolgen der zweiten Präparationssequenz 1 leicht zu erkennen ist, ist die Polarität der Gradientenpulse jeweils gerade umgekehrt, das bedeutet, die Gradientenpulse sind invertiert bzw. ihr Vorzeichen hat gewechselt.
3 zeigt ein Detail des Endabschnitts der Präparationssequenz 1 und der Messsequenz 2. Ersichtlich wird in der Messsequenz 2 ein Hochfrequenzpuls 13 ausgegeben, woraufhin in einem Auslesezeitfenster 14 eine k-Raumzeile entlang der X-Richtung ausgelesen wird. Die Messsequenz ist also in X-Richtung ortsaufgelöst und die Verwendung der Messsequenz für eine Vielzahl von k-Raumzeilen, jeweils nach der entsprechenden Präparationssequenz 1 beziehungsweise der Präparationssequenz 1 mit invertierten Gradientenpulsen, liefert mithin erste Vermessungsdaten 4 und zweite Vermessungsdaten 5 für die Vielzahl von k-Raumzeilen, so dass ein Schichtbild, das in X- und Y-Richtung aufgelöst ist, entsteht. Wird zudem ein Schichtselektionsgradient eingesetzt, vgl. in 3 die Z-Richtung, entsteht auch eine Auflösung in Z-Richtung, so dass auch mehrere Schichtbilder als Vermessungsdaten 4, 5 aufgenommen werden können.
Bei den Vermessungsdaten 4, 5 handelt es sich um Phasenbilder, so dass die durch Differenzbildung 15, vgl. 1, entstehende Differenzphase mit den durch die Gradientenpulse in der Präparationssequenz entstehenden Wirbelstromfeldern assoziiert werden kann, denn diese stellen den einzigen Unterschied zwischen der Aufnahme der ersten Vermessungsdaten 4 und der zweiten Vermessungsdaten 5 dar. Wie in der allgemeinen Beschreibung bereits erläutert, kann mithin in einem Schritt 16 durch Auswertung die die Wirbelstromfelder kennzeichnende Größe ermittelt werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann auch eine Auswertung der Amplitude erfolgen. Insbesondere bei zeitaufgelösten Messungen ist es auch möglich, beispielsweise Zeitkonstanten der Wirbelstromfelder zu bestimmen.
Es sei noch angemerkt, dass die hier beschriebene Messung selbstverständlich auch für unterschiedliche Zeitpunkte innerhalb der Magnetresonanzsequenz, unterschiedliche Parametrisierungen der Magnetresonanzsequenz und/oder unterschiedliche wenigstens eine Pulswirkungsrichtungen durchgeführt werden kann, um genauere Analysen vorzunehmen, insbesondere geeignete Parametrierungen der Magnetresonanzsequenz zur Minimierung der Wirbelstromeffekte bei kritischen Zeitpunkten aufzufinden.
4 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 17. Diese weist, wie grundsätzlich bekannt, eine Hauptmagneteinheit 18 auf, in der eine Patientenaufnahme 19 ausgebildet ist, in die über eine hier nicht näher gezeigte Patientenliege ein Patient eingefahren werden kann. Die Patientenaufnahme 19 umgebend ist neben einer nicht näher gezeigten Hochfrequenzspulenanordnung eine Gradientenspulenanordnung 20 vorgesehen, welche Gradientenspulen jeweils für die X-, die Y- und die Z-Richtung aufweist. Die für die Bildgebung genutzten Komponenten der Magnetresonanzeinrichtung 17 werden von einer Steuereinrichtung 21 angesteuert, die auch zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
5 zeigt den funktionalen Aufbau der Steuereinrichtung 21 genauer. Diese weist eine Auswahleinheit 22 auf, die der Einstellung der Vermessung der Wirbelstromfelder dient. Beispielsweise können Benutzereingaben entgegengenommen werden, die die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung, die Auswahl der Magnetresonanzsequenz, die Parametrisierung der Magnetresonanzsequenz, den Zeitpunkt und/oder auch die Messsequenz, beispielsweise was den abzutastenden k-Raum und die Ortsauflösung angeht, betreffen können. In einer Sequenzeinheit 23 erfolgt dann die Aufnahme des ersten Vermessungsdatensatzes 4 und des zweiten Vermessungsdatensatzes 5, wie bezüglich der 1, Messvorgang 6, beschrieben. In einer Auswertungseinheit 24 erfolgt dann die Auswertung gemäß dem Schritt 16.
Sequenzen in der Steuereinrichtung 21 sind objektorientiert programmiert. Daher liegen in einem Speichermittel 25 der Steuereinrichtung 21 im vorliegenden Ausführungsbeispiel Basisklassen 26, 27 einmal für die Magnetresonanzsequenz (und somit auch für die Präparationssequenz) sowie für die Messsequenz vor. Nachdem nämlich die Präparationssequenz 1 einen Anteil der Magnetresonanzsequenz darstellt, lässt sie sich aus einer entsprechenden Basisklasse ableiten. Es sind auch Ausführungsbeispiele denkbar, in denen eine Basisklasse 26 gezielt für die Präparationssequenz 1 geschaffen wird. Durch Mehrfachvererbung können Gesamtsequenzen 3 oder auch der Gesamtablauf des Messvorgangs 6 aus den Basisklassen 26, 27 gebildet werden, indem die entsprechenden Elemente aneinander gereiht werden.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4698591 A [0010]
US 5770943 A [0011]
US 2012/0098535 A1 [0012]

Claims

Verfahren zur Vermessung von durch Gradientenpulse einer Magnetresonanzsequenz zu einem Zeitpunkt während der Magnetresonanzsequenz bezüglich zumindest einer Pulswirkungsrichtung auftretenden Wirbelstromfeldern, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogene Gradientenpulse umfassenden Anteile der Magnetresonanzsequenz bis zu dem Zeitpunkt als eine Präparationssequenz (1) ausgespielt werden, an die unmittelbar eine Messsequenz (2) anschließt, in der erste Vermessungsdaten (4) aufgenommen werden, woraufhin, insbesondere nach einer Wartezeit, die Präparationssequenz (1) ohne die auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulse oder mit in ihren Vorzeichen umgekehrten, auf die wenigstens eine Pulswirkungsrichtung bezogenen Gradientenpulsen erneut mit derselben, unmittelbar folgenden Messsequenz (2) ausgespielt wird, wobei zweite Vermessungsdaten (5) aufgenommen werden, wobei durch gemeinsame Auswertung der ersten und der zweiten Vermessungsdaten (4, 6) wenigstens eine das durch die Wirbelströme der Gradientenpulse in der wenigstens einen Pulswirkungsrichtung erzeugte Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt als ein Zeitpunkt der Ausgabe eines Hochfrequenzpulses der Magnetresonanzsequenz, insbesondere eines Präparationspulses, oder als ein Zeitpunkt der Vermessung des k-Raumzentrums gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Präparationssequenz (1) Hochfrequenzpulse der Magnetresonanzsequenz nicht ausgespielt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor jeder Messsequenz (2) die Präparationssequenz (1) oder Elemente davon mehrfach wiederholt ausgespielt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsequenz (2) eine Gradientenechosequenz ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsequenz (2) in wenigstens einer Raumrichtung ortsaufgelöst misst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsequenz (2) nur einen Teil des abzutastenden k-Raums abtastet und in mehreren Aufnahmeabschnitten erste und zweite Vermessungsdaten (4, 5) für alle Teile des abzutastenden k-Raums aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Größe eine Auswertung der Phase und/oder der Amplitude der Vermessungsdaten (4, 5) erfolgt, insbesondere als Differenz sich entsprechender erster und zweiter Vermessungsdaten (4, 5).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung objektorientiert programmierter Sequenzen die Kombination aus Präparationssequenz (1) und Messsequenz (2) als Gesamtsequenz (3) aus einer die Magnetresonanzsequenz beschreibenden Basisklasse (26) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auch für die Messsequenz (2) eine Basisklasse (27) verwendet wird, wobei die Gesamtsequenz (3) durch Mehrfachvererbung aus beiden Basisklassen (26, 27) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe sukzessive für mehrere unterschiedliche Zeitpunkte und/oder Pulswirkungsrichtungen und/oder Parametrisierungen der Magnetresonanzsequenz erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Wirbelstromfeld kennzeichnende Größe zur Parametrisierung wenigstens einer Kompensationsmaßnahme für das Wirbelstromfeld ausgewertet wird.
Magnetresonanzeinrichtung (17), aufweisend eine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildete Steuereinrichtung (21).
Computerprogramm, welches die Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchführt, wenn es auf einer Steuereinrichtung (21) einer Magnetresonanzeinrichtung (17) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.