DE102020132072A1

DE102020132072A1 - Verfahren zur Erzeugung einer MRT-Sequenz, MRT-Verfahren und MRT-Gerät

Info

Publication number: DE102020132072A1
Application number: DE102020132072.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Röll; Christoph Dinh
Original assignee: Neoscan Solutions GmbH
Current assignee: Neoscan Solutions GmbH
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US11714149B2; US20220171005A1

Abstract

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer MRT-Sequenz (1), das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erster Zeitsegmenttyp und ein sich hiervon unterscheidender zweiter Zeitsegmenttyp vorgegeben werden und dass die MRT-Sequenz (1) aufgebaut wird, indem Zeitsegmente (5, 6) des ersten Zeitsegments und Zeitsegmente (5, 6) des zweiten Zeitsegments alternierend aneinandergereiht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Magnetresonanztomographiesequenz, wobei die Magnetresonanztomographiesequenz zumindest ein Hochfrequenz-Sendesignal für eine Hochfrequenz-Sendespule und ein Gradientensignal für eine Gradientenspule umfasst, wobei die Magnetresonanztomographiesequenz aus einer Abfolge von Zeitsegmenten aufgebaut wird, die jeweils Zeitabschnitte eines Hochfrequenz-Sendesignals und einer Gradientenstärke des Gradientensignals umfassen.
Im Rahmen dieser Erfindung werden die Begriffe „Magnetresonanztomographie“ durch „MRT“ und der Begriff „Hochfrequenz“ durch „HF“ abgekürzt.
Soweit nicht explizit etwas anderes offenbart ist, ist das Wort „ein“, soweit es eine Anzahl angeben kann, im Sinne von „mindestens ein“ zu verstehen. So kann das zuvor genannte Verfahren beispielsweise auch mehr als ein Gradientensignal für eine Gradientenspule umfassen. Da ein MRT-Gerät typischerweise drei Gradientenspulen hat, wird die MRT-Sequenz typischerweise auch drei Gradientensignale, jeweils eines für eine der drei Spulen umfassen.
Die Erfindung betrifft ferner ein MRT-Verfahren, bei dem eine erzeugte MRT-Sequenz ausgeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein MRT-Gerät mit einem HF-System, einem Gradientensystem und einer Datenverarbeitungsanlage, die mit dem HF-System und dem Gradientensystem signalverbunden ist, wobei Mittel ausgebildet sind, mit denen ein zuvor beschriebenes MRT-Verfahren ausführbar ist.
Die zuvor genannten Verfahren und Vorrichtungen sind in der Praxis üblich und werden bei der Sequenzentwicklung und der Ausführung der entwickelten Sequenzen eingesetzt. Hierbei ist der Sequenzentwickler in der Regel sehr frei in der Gestaltung der Sequenz. Er kann hierbei prinzipiell zu jedem Zeitpunkt detailliert vorgeben, welche Amplitude und Phase das HF-Sendesignal haben soll, welche Gradientenstärke die X-, Y- und Z-Gradienten haben sollen und wann das von einem Messobjekt erzeugte MRT-Signal von der HF-Spule aufgenommen werden soll.
Die hohe Freiheit, die der Entwickler bei der Sequenzentwicklung hat, hat zur Folge, dass Entwickler erfahren sein muss mit der Sequenzentwicklung, da eine Vielzahl von Abhängigkeiten bestehen und die erzeugten MRT-Sequenzen häufig nicht ausführbar sind. Der Entwickler verbringt daher sehr viel Zeit mit der Anpassung der von ihm entwickelten Sequenz, damit diese letztlich ausgeführt werden kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Entwicklung von MRT-Sequenzen zu vereinfachen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 vor. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Erzeugung einer MRT-Sequenz der eingangs beschriebenen Art zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass ein erster Zeitsegmenttyp und ein sich hiervon unterscheidender zweiter Zeitsegmenttyp vorgegeben werden und dass die MRT-Sequenz aufgebaut wird, indem Zeitsegmente des ersten Zeitsegmenttyps und Zeitsegmente des zweiten Zeitsegmenttyps alternierend aneinandergereiht werden.
Die Abfolge von Zeitsegmenten setzt sich daher aus zwei unterschiedlichen Typen von Zeitsegmenten zusammen, die sich alternierend abwechseln.
Durch die Einführung unterschiedlicher, sich alternierend abwechselnder Zeitsegmenttypen erhält die entwickelte Sequenz eine Struktur, die es erlaubt, den Sequenzentwickler erheblich zu entlasten, da Funktionsbedingungen der Sequenz den Zeitsegmenttypen zugeordnet werden können und somit die Ausführbarkeit einer Sequenz einfacher erreicht, besser gesteuert und einfacher überprüft werden kann.
Ein Zeitsegmenttyp kann bevorzugt dadurch charakterisiert sein, dass Zeitsegmenten eine Eigenschaft zugeordnet wird, die alle Zeitsegmente des betreffenden Zeitsegmenttyps aufweisen. Zeitsegmente unterschiedlicher Zeitsegmenttypen unterscheiden sich dann in mindestens einer der ihnen zugeordneten Eigenschaften.
Es kann vorgesehen sein, dass numerische Werte, die die Gradientenstärke und das HF-Sendesignal der MRT-Sequenz repräsentieren, in einem Datenspeicher hinterlegt werden, insbesondere zu Zeitpunkten eines Zeitrasters. Hierbei wird die MRT-Sequenz bereits aufgebaut sein oder die Abspeicherung erfolgt während deren Aufbau. Es kann vorgesehen sein, dass die entsprechenden Werte durch eine numerische Simulation ermittelt werden, bei der die aufgebaut MRT-Sequenz computergestützt ausgeführt wird. Ferner können numerische Werte zu einem Zeitfenster für die Signalakquisition abgespeichert werden. Dies kann beispielsweise abschnittsweise, vollständig, in einem flüchtigen Zwischenspeicher oder in einem nicht-flüchtigen Speicher erfolgen. Die Abspeicherung erfolgt bevorzugt in einem von einem MRT-Gerät lesbaren Format. Die Abspeicherung der numerischen Werte für die Gradientenstärke und die HF-Ansteuerung vereinfacht die Ausführung der erzeugten MRT-Sequenz auf einem MRT-Gerät.
Es kann vorgesehen sein, dass die aufgebaute oder erzeugte Sequenz zunächst in einem kompakten Format abgespeichert wird, welches noch keine numerischen Werte für die Gradientenstärke und das HF-Sendesignal aufweist. Bevorzugt werden die numerischen Werte aus diesem Format mittels eines Interpreters, der auch auf dem MRT-Gerät ausgeführt werden kann, ermittelt. Die ermittelten Werte werden sodann bevorzugt zur weiteren Verwendung zumindest temporär und/oder abschnittsweise zwischengespeichert. Als Format kommt beispielsweise ein JavaScript-Format in Betracht. Der Interpreter ist dann sinnvollerweise ein solcher, der JavaScript interpretieren kann.
Das Verfahren ermöglicht auf diese Weise eine kompakte, in der Regel nur wenige kByte große Beschreibung der Sequenz, die trotz der geringen Größe vollständig ist. Beispielsweise kann das Format der vorzugsweise von einem MRT-Gerät unmittelbar ausführbaren Sequenz weniger als 50 kByte, bevorzugt weniger als 10 kByte, besonders bevorzugt weniger als 5 kByte groß sein.
Es kann daher zweckmäßig sein, dass die Abspeicherung der MRT-Sequenz, insbesondere eine Abspeicherung der zuvor genannten numerischen Werte, als ein Bildattribut mit einem mit der erzeugten MRT-Sequenz aufgenommenen Bild abgespeichert wird. Dies kann den Vorteil haben, dass hierdurch ein solches Bild beispielsweise später erneut mit der gleichen Sequenz erzeugt werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass für die erzeugte MRT-Sequenz und/oder für Objekte der erzeugte MRT-Sequenz wie insbesondere für die Zeitsegmente und/oder für die Iteratoren und/oder für die Parameter und/oder für die Operatoren und/oder für die HF- und Gradientenelemente eine Datenstruktur vorgegeben ist oder sind. Es kann daher insbesondere vorgesehen sein, dass sich die Datenstrukturen der Zeitsegmente des ersten und des zweiten Zeitsegmenttyps voneinander unterscheiden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei dem ersten Zeitsegmenttyp die Gradientenstärke an einem Anfang und an einem Ende des Zeitabschnitts eines Zeitsegments frei wählbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei dem zweiten Zeitsegmenttyp die Gradientenstärke an einem Anfang des Zeitabschnitts eines Zeitsegments vorgegeben ist durch die Gradientenstärke an einem Ende des Zeitabschnitts eines unmittelbar zeitlich vorangehenden Zeitsegments. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei dem zweiten Zeitsegmenttyp die Gradientenstärke an einem Ende des Zeitabschnitts eines Zeitsegments vorgegeben ist durch die Gradientenstärke an einem Anfang des Zeitabschnitts eines unmittelbar zeitlich nachfolgenden Zeitsegments.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Merkmale der zuvor genannten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zugleich verwirklicht sind. Dies hat zur Folge, dass den beiden Zeitsegmenttypen eine unterschiedliche Rolle bei der Sequenzentwicklung zukommt. Dadurch, dass Anschlussbedingungen für die Gradientenstärken der Zeitsegmente des zweiten Zeitsegmenttyps vorgegeben werden, bestehen bezüglich dieser nur eingeschränkte Möglichkeiten der Gestaltung der Gradienten im Vergleich zu den Zeitsegmenten des ersten Zeitsegmenttyp.
Die Zeitsegmente des ersten Zeitsegmenttyps dienen häufig der Kodierung der Magnetisierung während des Ausstrahlens von HF-Pulsen oder während des Auslesens der Magnetisierung. Um diese Kodierung ausreichend genau durchzuführen, ist es häufig notwendig, die Amplituden der Gradienten innerhalb des ersten Zeitsegmentstyps und damit auch an seinem Anfangs- und Endpunkt lokal zu definieren. Die Zeitsegmente des ersten Typs können auch ohne HF-Pulse oder Auslesefenster hilfreich sein, beispielsweise wenn aus anderen Gründen die Gradientenamplituden festgelegt werden sollen, wie etwa auf den Wert Null.
Die Zeitsegmente des zweiten Zeitsegmenttyps dienen zwar nicht in jedem Fall, jedoch häufig der Kodierung der Magnetisierung in Zeitsegmenten, bei denen die HF-Kanäle leer sind, bei denen also kein HF-Puls ausgestrahlt und auch keine Magnetsierung ausgelesen wird. Diese Kodierungsaufgabe ist häufig so fomulierbar, dass wenige Zielgrößen erreicht werden. Beispielsweise ist es für in Ruhe befindliche Bildgebungsobjekte häufig bereits ausreichend, nur das Gradientenmoment erster Ordnung, also die Fläche unter der Gradientenform über die Zeit, vorzugeben. Für sich bewegende Bildgebungsobjekte zum Beispiel fließendes Blut kann es weiter sinnvoll sein, auch die Gradientenmomente zweiter Ordnung vorzugeben, um eine bestimmte Flusskodierung zu erreichen. Weitere Randbedingungen betreffend die Stetigkeit des Gradientenverläufe können dazukommen. Der Amplitudenverlauf von Gradientenpulsen von Zeitsegmenten des zweiten Zeitsegmenttyps sind regelmäßig nicht per se vorgegeben; dieser kann als Optimierungsaufgabe mit einer oder mehreren Zielgrößen formuliert sein und lässt sich deshalb regelmäßig als Randwertaufgabe formulieren, bei der berücksichtigt wird, dass die Amplituden der angrenzenden Zeitsegmente des ersten Zeitsegmenttyps stetig angeschlossen werden. Die Optimierung eines solchen Gradientenverlaufs kann analytisch vorberechnet sein oder numerisch bestimmt werden.
Zeitsegmente des zweiten Zeitsegmenttyps können auch sinnvoll einsetzbar sein, wenn der HF-Kanal nicht leer ist, insbesondere wenn die Magnetisierung ausgelesen wird. Auch wenn bei solchen Zeitsegmenten der Amplitudenverlauf vorgesehen sein kann, dass dieser durch eine Optimierung bestimmt wird, kann - sobald die Berechnung abgeschlossen ist - eine Berechnung des Verlaufs der Gradientenstärken bzw. der k-Raum-Traverse analog zur Berechnung bei den Zeitsegmenten des ersten Typs erfolgen. In der Praxis ist eine häufige Anwendung von Zeitsegmenten des zweiten Typs mit HF-Auslesung das „Ramp-Sampling“, bei dem schon während des Hochfahrens eines Gradientenpulses MR-Signale aufgenommen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Iterator vorgegeben wird, der eine Teilabfolge von Zeitsegmenten umfasst, dass eine Anzahl von Iterationen vorgegeben oder berechnet wird und dass die Teilabfolge gemäß der Anzahl von Iterationen iteriert wird. Die Verwendung von Iteratoren vereinfacht die Sequenzentwicklung, da es bei MRT-Sequenzen häufig vorkommt, dass ein gleiches Schema wiederholt wird.
Bevorzugt umfasst der Iterator zumindest ein Zeitsegment jedes der beiden Zeitsegmenttypen. Weiter umfasst der Iterator bevorzugt einen Sub-Iterator, der selbst eine Teilabfolge von Zeitsegmenten umfassen kann. Weitere Verschachtelungsebenen sind ebenfalls möglich.
Die Anzahl von Iterationen ist bevorzugt größer als eins. In bestimmten Fällen kann allerdings auch die Verwendung eines 1-Iterators zweckmäßig sein, also eines Iterators, der nur einmal ausgeführt wird, wenn also die Anzahl von Iterationen lediglich den Wert 1 hat.
Einem Iterator kommt daher die Aufgabe zu, die von ihm beinhalteten Zeitsegmente oder weitere Iteratoren mindestens einmal oder mehrfach auszuführen, wie es bei MRT-Sequenzen häufig vorkommt. Dabei kann die Gesamtausführungszeit der zur Ausführung kommenden Zeitsegmente auf einen Wert festgelegt sein, der dem Iterator selbst zugeordnet wird und als Randbedingung wirkt. Falls diese Randbedingung nicht vorgegeben ist, bestimmen alle vom Iterator umfassten Elemente ihre Zeitdauern selbst. Falls die Randbedingung vorgegeben ist, ist zur Vermeidung von Zeitkonflikten bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens eines der beinhalteten Zeitsegmente eine variable Dauer vorsieht. Dieses Zeitsegment kann dann die Restdauer aufnehmen, sodass die zeitliche Randbedingung erfüllt wird.
Ein typischer Fall für einen Iterator mit mehr als einer Iteration und einer zeitlichen Randbedingung ist die Realisierung der sogenannten Repetitionszeit, bei der häufig die zeitliche Abfolge von Iterationen fest vorgegeben ist, um in einem eingeschwungenen Zustand des Spinsystems ein konstantes Kontrastmuster zu erzeugen. In dem Fall nimmt eine Zeitscheibe, zum Beispiel ein Zeitsegment vom zweiten Zeitsegmenttyp mit leeren Gradientenpulsen von Amplitude Null die TR-Randbedingung des Iterators auf, und stellt so sicher, dass die beinhalteten Zeitsegmente exakt mit den Abständen TR wiederholt werden, auch wenn andere beinhaltete Zeitsegmente in Abhängigkeit von anderen Iteratoren womöglich in ihren Dauern variieren.
Eine weitere typische Anwendung des Iterators ist eine einzelne Ausführung bei vorgegebener zeitlicher Randbedingung. In dieser Anwendung wirkt der Iterator als Zeitklammer. So lässt sich die Abfolge von zwei den Iterator umfassten Zeitsegmenten auch bei einfacher Ausführung festlegen, und zwar auch für den Fall, dass einzelne beinhaltete Zeitsegmente in der Berechnung ihrer eigenen Dauer variabel sind. Wiederum ist bevorzugt vorgesehen, dass mindestens ein Zeitsegment die Restdauer der Randbedingung aufnimmt. Ein typischer Anwendungsfall für einen solchen 1-Iterator mit zeitlicher Randbedingung ist die Realisierung einer Echozeit. Hierbei soll die Zeit zwischen einem Anregungs-HF-Puls und einem Auslesefenster über den zeitlichen Ablauf der Sequenz konstant gehalten werden, um wiederum im eingeschwungenen Zustand des Spinsystems ein bestimmtes Kontrastmuster zu erzeugen. In vielen Fällen wird die genaue Zeit zwischen der Mitte des HF-Pulses und der Mitte des Auslesefensters bestimmt.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Laufvariable bereitgestellt wird, die bei einer Ausführung der MRT-Sequenz mitzählt, in welcher Iterationsschleife sich der Iterator zum jeweiligen Zeitpunkt findet. Der Zähler kann sodann einen Parameter bilden, der beispielsweise als Eingangsparameter für einen Operator verwendbar sein kann.
Der Iterator umfasst bevorzugt einen Zeitparameter, der eine Zeitdauer spezifiziert. Die Zeitdauer bildet bevorzugt eine zeitliche Randbedingung für eine Zeitdauer einer Ausführung der Teilabfolge von Zeitsegmenten. Hierbei definiert die Randbedingung bevorzugt eine zeitliche Obergrenze oder eine fixe Zeitdauer. Die Iteratoren, insbesondere die 1-Iteratoren, können daher Funktionen des Zeitmanagements der MRT-Sequenz übernehmen. Beispielsweise kann ein TE-Wert als Zeitparameter verwendet werden. Bevorzugt und unabhängig hiervon kann die Dauer der Zeitsegmente vom Nutzer vorgebbar sein oder von einem Operator berechnet werden. So kann der Zeitparameter beispielsweise als Eingangsparameter für einen derartigen Operator verwendet werden, der sodann computergestützt sicherstellt, dass eine vorgegebene Abfolge von Zeitsegmenten und/oder sämtliche Iterationen innerhalb der von dem Zeitparameter vorgegebenen Zeitdauer ausgeführt werden. In diesem Zusammenhang zeigt sich ein Vorteil von 1-Iteratoren; so kann durch den Zeitparameter und einen geeigneten Operator sichergestellt werden, dass die von dem 1-Iterator umfassten Zeitsegmente innerhalb der von dem Zeitparameter vorgegebenen Zeitdauer ausgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Zeitparameter einem der Zeitsegmente, das von dem Iterator umfasst ist, zugeordnet wird. Es kann vorgesehen sein, dass die zeitliche Bedingung zum Zeitpunkt der Ausführung des zugeordneten Zeitsegments, insbesondere an dessen Beginn, in der Mitte oder am Ende des zugeordneten Zeitsegments, erfüllt ist.
Der Berechnung von Dauern von Zeitsegmenten können unterschiedliche Verfahren zu Grunde liegen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Dauern von Zeitsegmenten mit einem HF-Puls oder einem Auslesefenster aus einer Minimierungsaufgabe, die innerhalb des Zeitsegments zu lösen ist, bestimmt werden. Beispielsweise kann die Minimierungsaufgabe darin bestehen, ein kürzestes Zeitsegment zu erzeugen, das einen Anregungswinkel von 90° mit einer vorgegebenen schichtselektiven HF-Pulsform erreicht. Ein weiteres Beispiel einer Minimierungsaufgabe kann darin bestehen, ein kürzestes Auslesefenster zu erzeugen, das eine bestimmte Auflösung einer Ortskodierung erreicht. Auch die Dauern von Zeitsegmenttypen des zweiten Typs können als Minimierungsaufgabe formuliert werden. Beispielsweise kann eine Minimierungsaufgabe darin bestehen, unter Einhaltung von Anschlussrandbedingungen die kürzeste Dauer zu finden, die benötigt wird, um entlang einer Gradientenachse ein vorgegebenes Gradientenmoment erster Ordnung zu erreichen. Sollten Dauern von Zeitsegmenten nicht durch eine Minimierungsaufgabe bestimmt oder sonst durch Eigenschaften der Hardware eingeschränkt sein, wird häufig vorgesehen sein, dass diese frei wählbar sind.
Häufig kommen jedoch weitere zeitliche Limitationen ins Spiel, die als Zeitparameter, die eine zeitliche Randbedingung bilden können, von Iteratoren vorgegeben werden können. Es kann vorgesehen sein, dass prinzipiell allen Zeitsegmenten solche Zeitparameter zugeordnet werden. weil in der Regel nur ihre minimalen Dauern durch Lösung von lokalen Randwertaufgaben begrenzt sind, sie aber für längere Dauern gestreckt werden können. In der praktischen Anwendung eignen sich unterschiedliche Zeitsegmente unterschiedlich gut für die Aufnahme von längeren zeitlichen Randbedingungen. Segmente mit RF-Sendepulsen sind häufig nur begrenzt geeignet, weil die HF-Hardware häufig nur zum Ausspielen von kurzen HF-Pulsen geeignet ist. Segmente mit nur Gradientenpulsen sind besser geeignet, weil die dazugehörige Hardware auch das Ausspielen längerer Pulse vorsieht. Eine besondere Bedeutung als Füllsegment kommt leeren Zeitsegmenten zu, die ohne Hardwarelimitationen auf beliebige Dauern einstellbar sind.
Es sollte Berücksichtigung finden, dass der Lösungsraum für das Berechnen eines Gradienten-Moments bei gegebenen Randbedingungen in der Regel nicht konvex ist. Dies kann zur Folge haben, dass es für bestimmte Randbedingungen und Gradientenmomente zwar Sonderlösungen mit minimalen Zeitanforderungen gibt, dass es dann aber auch längere Zeitfenster gibt, für die es keine Lösung gibt. Es kann auch einen konvexen Teillösungsraum mit längerer Zeitfenstern geben. Es kann daher bevorzugt vorgesehen sein, dass für die Berechnung von Zeitdauern ein nicht-konvexer Teil des Lösungsraums ausgeschlossen wird. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn eine gemeinsame mögliche Zeitdauer für drei Gradientenachsen gesucht werden.
Es kann vorgesehen sein, dass Zeitpunkte in einem Zeitsegment von einem Zentrierparameter bestimmt werden, der beispielsweise durch den Wert 0.5 die genauen Zeitpunkte im Zeitsegment mittig ansetzt. Möglich sind auch andere Ausgestaltungen, bei denen der Zentrierparameter einen Wert im Wertebereich 0 bis 1 annimmt. Hierdurch können beispielsweise asymmetrische HF-Pulse oder asymmetrische Auslesefenster zugelassen werden.
Eine weitere Besonderheit von 1-Iteratoren ist ihrer Zuordnung von Zeitsegmenten geschuldet. So ist bevorzugt vorgesehen, dass nur ein vollständiges Zeitsegment einem Iterator zuordenbar ist. Bei einem mittigen Zentrierparameter gehört aber die letzte Hälfte des letzten Segments nicht mehr zu dem aufnehmenden Iterator. Das ist beispielsweise zu berücksichtigen, wenn auf einen 1-Iterator unmittelbar ein weiterer 1-Iterator folgt. In solchen Fällen wird bewerkstelligt, dass der nachfolgende 1-Iterator die nichtberücksichtigte Zeitdauer des letzten Zeitsegments des vorangehenden Iterators aufnimmt, um ein Sequenztiming mittels aufeinanderfolgenden 1-Iteratoren vollständig abbilden zu können. Ein solche Anordnung ist beispielsweise hilfreich bei einer Spin-Echo Sequenz, bei der die gesamte Echozeit aufgeteilt wird in ein erstes Intervall zwischen einem Anregungs-HF-Puls und einem Refokussierungs-HF-Puls, und einem zweiten Intervall zwischen dem Refokussierpuls und dem Auslesefenster. Viele Refokussierungspulse sind zeitlich symmetrisch aufgebaut und wirken daher mittig zentriert. Insofern ist eine zweckmäßige Darstellung dieser Sequenz eine, bei der zum Beispiel eine Randbedingung von TE/2 an einen ersten 1-Iterator gebunden wird, der die Zeitsegmente inklusive des Anregungs-HF-Pulses und des Refokussierungspulses umfasst, und bei der ein zweites TE/2 an einen unmittelbar nachfolgenden 1-Iterator bindet, der bevorzugt nur das auf den Refokussierungspuls folgende Zeitsegment des zweiten Typs bis zum Auslesefenster beinhaltet. Hierbei kann vorgesehen sein, dass auch die scheinbar fehlende zweite Hälfte des Refokussierungspulses zur Berechnung des Füllwertes für das Einhalten der Randbedingung hinzugezählt wird.
Es kann ein Zentrierparameter vorgegeben sein, der beispielsweise einen Wert zwischen 0 und 1, vorzugsweise einen Wert von 0.5, hat. Vorzugsweise im Zusammenhang mit einem 1-Iterator kann vorgesehen sein, dass das erste und/oder das letzte Zeitsegment des 1-Iterators oder auch eines mehrfach ausgeführten Iterators nur zu einem Anteil beitragen, der von dem Zentrierparameter definiert ist. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass für den Fall, dass zwei 1-Iteratoren unmittelbar aufeinander folgen und beide eine Beschränkung umfassen, ein infolge des Zentrierparameters nicht berücksichtigter Teil eines letzten Zeitsegments des ersten Iterators bei dem unmittelbar nachfolgenden Iterator berücksichtigt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die MRT-Sequenz mindestens ein Zeitfenster für eine Signalakquisition umfasst. Das Zeitfenster gibt hierbei vor, zu welchen Zeitpunkten ein von einem Messobjekt erzeugtes MRT-Signal von einer HF-Spule aufgenommen und verarbeitet wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass HF-Elemente vorgegeben werden, darunter ein erstes HF-Element mit einer Informationen über das HF-Sendesignal und ein zweites HF-Element mit einer Information über ein Zeitfenster für eine Signalakquisition, und dass zu jedem Zeitsegment mindestens ein HF-Kanal existiert, dem zumindest eines der HF-Elemente zugeordnet wird. Der HF-Kanal kann allerdings auch frei bleiben, sodass bei Ausführung der MRT-Sequenz weder ein HF-Signal gesendet wird noch ein HF-Signal akquiriert wird. Bevorzugt weist jedes Zeitsegment genau einen HF-Kanal auf. Bevorzugt wird einem HF-Kanal höchstens eines der HF-Elemente zugeordnet. In bevorzugter Ausführung wird dem HF-Kanal entweder das erste HF-Element oder das zweite HF-Element zugeordnet oder der HF-Kanal bleibt frei.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Gradientenelemente vorgegeben werden, darunter ein erstes Gradientenelement für den ersten Zeitsegmenttyp mit einer Information über das Gradientensignal und ein zweites Gradientenelement für den zweiten Zeitsegmenttyp mit einer Information über das Gradientensignal. Ferner existiert hierbei zu jedem Zeitsegment mindestens ein Gradientenkanal, dem mindestens eines der Gradientenelemente, vorzugsweise genau eines der Gradientenelemente, zugeordnet wird oder der frei bleibt, sodass bei Ausführung der MRT-Sequenz kein Gradientenfeld erzeugt wird. Bevorzugt wird dem mindestens einen Gradientenkanal entweder das erste oder das zweite Gradientenelement zugeordnet oder der Gradientenkanal bleibt frei. Weiter existiert bevorzugt für jeden Gradienten eines MRT-Geräts ein Gradientenkanal, regelmäßig daher drei Gradientenkanäle für die X-, Y- und Z-Gradienten.
Beispielsweise kann die Information über das HF-Sendesignal eine Pulsform sein, wie etwa ein selektiver Puls, ein unspezifischer, harter Puls, ein spektralselektiver Puls oder auch ein beliebig anders geformter Sendepuls.
Die Information über das Zeitfenster kann insbesondere darin bestehen, ob bei Ausführung der MRT-Sequenz ein Signal aufgenommen wird oder nicht. Dies kann insbesondere durch eine numerische Variable erfolgen, die auf 1 gesetzt ist, wenn eine Aufnahme erfolgen soll und auf 0 gesetzt ist, wenn eine Aufnahme unterbleiben soll.
Die Information über das Gradientensignal, insbesondere zum ersten Zeitsegmenttyp, kann beispielsweise eine Gradientenform sein, wie beispielsweise ein konstanter Gradient oder ein Gradient zu einer spiralförmigen oder radialförmigen k-Raum-Trajektorie. Die Information über das Gradientensignal, insbesondere zum zweiten Zeitsegmenttyp, kann beispielsweise auch eine Vorgabe sein, dass der Gradient eine Form einnehmen soll, mit der vorzugsweise in minimaler Zeit ein vorgegebenes oder berechnetes Gradientenmoment erzeugt wird. Hierbei oder alternativ hierzu können Vorgaben gemacht werden wie beispielsweise zur Gradientenform, z.B. dass der Gradient eine trapezoidale Form einnehmen soll.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass numerische Parameter vorgegeben oder berechnet werden. Bei den numerischen Parametern handelt es sich bevorzugt um Skalare. Beispielsweise kann ein Parameter eine zeitliche Dauer der Zeitsegmente beeinflussen oder vorgeben, ein Parameter kann einen Grenzwert für eine Bedingung definieren, ein Parameter kann einen Einfluss auf das HF-Sendesignal und/oder das Gradientensignal haben wie beispielsweise die Vorgabe eines maximalen Gradienten oder einer Slew Rate. Ein Parameter kann hierbei insbesondere eine Eingangsgröße für einen Operator sein. Unter den Parametern können neben statisch vorgegebenen Größen auch sich dynamisch ändernde Größen sein wie zum Beispiel Monitorsignale, die die Atmung oder den Herzschlag des Patienten anzeigen. Bei der Nutzung von dynamischen Eingangsparametern kann sich das Verfahren dynamisch in Echtzeit an den Zustand des Untersuchungsobjekts, das ein Patient sein kann, anpassen. Ein Parameter kann auch durch eine Laufvariable eines Iterators gegeben sein.
Auf die Parameter kann vorzugsweise über eine graphische Benutzeroberfläche zugegriffen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Operatoren vorgegeben werden, mit denen aus einem oder mehreren Parametern ein neuer Parameter berechnet wird. Die Berechnung kann hierbei statisch erfolgen, also bereits vor Ausführung der MRT-Sequenz. Die Berechnung kann auch dynamisch erfolgen während der Ausführung der MRT-Sequenz. Ein Operator kann hierbei auch von einem gleichen oder von einem anderen Operator abhängen. Allerdings müssen Zirkelschlüsse vermieden werden, die insbesondere dann auftreten können, wenn ein Operator von sich selbst abhängt.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zur Erzeugung der MRT-Sequenz lediglich begrenzte Vorgaben zur Verfügung stehen. So kann vorgesehen sein, dass höchstens oder genau die folgenden Vorgaben zur Verfügung stehen. Vorgabe der Abfolge des ersten Zeitsegmenttyps und des zweiten Zeitsegmenttyps, Vorgabe von HF-Elementen und Gradientenelementen und deren Zuordnung zu Zeitsegmenten, Vorgabe von Parametern und Vorgabe von Operatoren. Die Vorgabe der Abfolge der Zeitsegmente des ersten und zweiten Zeitsegmenttyps kann bevorzugt auch unter Verwendung von Iteratoren erfolgen. Eine derartige Ausgestaltung mit einer erheblichen Begrenzung der möglichen Vorgaben hat den besonderen Vorteil, dass Sequenzentwickler lediglich wenige Objekte vorgeben müssen. Hierdurch wird die Sequenzentwicklung erheblich vereinfacht. Zugleich sind die zuvor genannten Vorgaben ausreichend, um eine beliebige MRT-Sequenz erzeugen zu können, sodass trotz Vereinfachung der Eingabemöglichkeiten die Gestaltungsfreiheit nicht begrenzt wird.
Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die MRT-Sequenz mittels einer graphischen Benutzeroberfläche erzeugt wird, die graphische Elemente für Iteratoren und/oder für die Zeitsegmente des ersten und des zweiten Zeitsegmenttyps und/oder für HF-Elemente und Gradientenelemente umfasst. Ferner kann die grafische Oberfläche auch Felder für vorgegebene Parameter und/oder für vorzugsweise abänderbare Operatoren umfassen. Derartige Ausgestaltungen erleichtern die Erzeugung einer MRT-Sequenz erheblich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nach einem Aufbau der MRT-Sequenz computergestützt geprüft wird, ob diese auf einem MRT-Gerät ausführbar ist. Vorzugsweise sind hierfür technische Grenzen des MRT-Geräts und/oder Grenzwerte für erzeugte Magnetfelder und/oder sonstige Sicherheitsgrenzen als Parameter für das Verfahren definiert. Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich zwar hervorragend, um von vornherein sicherzustellen, dass eine erzeugte MRT-Sequenz auch auf einem MRT-Gerät ausgeführt werden kann. Allerdings kann es in Ausnahmefällen auch zu einer mangelnden Ausführbarkeit führen, wenn beispielsweise bestimmte vorgegebene Gradientenmomente aufgrund von technischen oder sicherheitsrelevanten Vorgaben nicht erzielt werden können. Eine solche Sequenz kann zwar in einer Computersimulation ausgeführt werden, wird allerdings in einer realen Messsituation nicht ausführbar sein. Allerdings kann auch diese reale Messsituation durch Vorgabe der entsprechenden Grenzwerte als Parameter nachgestellt werden. Es ist daher auch dann möglich, computergestützt die Ausführbarkeit der MRT-Sequenz für eine konkrete Anwendung zu prüfen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass während oder nach einem Aufbau der MRT-Sequenz eine computergestützte Optimierung der MRT-Sequenz durchgeführt wird. Während bereits eine Vielzahl von automatischen Anpassungen der betroffenen MRT-Sequenz durch verwendete Operatoren und Parameter vorgenommen werden können während die MRT-Sequenz entworfen wird, wie beispielsweise die Erzeugung eines Gradientenmoments in minimaler Zeit, kann es sinnvoll sein, bestimmte Optimierungen durch separate Routinen vorzunehmen, wie etwa die Korrektur für Eddy-Current-Effekte oder das Einfließen von Messergebnissen aus einem Shimming.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass aus der aufgebauten oder erzeugten MRT-Sequenz Rekonstruktionsdaten computergestützt berechnet werden, wobei die Rekonstruktionsdaten für eine Bildrekonstruktion aus einem aus der erzeugten MRT-Sequenz generierten MRT-Signal verwendbar sind. Bevorzugt umfassen die Rekonstruktionsdaten eine k-Raum-Trajektorie, die aus Gradientenstärken der aufgebauten oder erzeugten MRT-Sequenz berechnet wird. Dem Fachmann ist bekannt, wie eine derartige Berechnung erfolgen kann. Hierzu kann beispielsweise eine numerische Integration verwendet werden. Bevorzugt werden die berechneten Rekonstruktionsdaten in einem Datenspeicher gespeichert. Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass zu den Rekonstruktionsdaten ein oder mehrere weitere für die Bildrekonstruktion verwendbare Rekonstruktionsparameter abgespeichert werden. Ein Paramater kann beispielsweise eine nominelle Bildauflösung sein. Die nominelle Bildauflösung gibt die Pixelgröße eines rekonstruierten Bildes an. Das MRT-Signal kann insbesondere generiert werden durch Ausführung der erzeugten MRT-Sequenz auf einem Magnetresonanzgerät. Die zuvor genannten Ausgestaltungen sind besonders vorteilhaft, da für eine diagnostische Begutachtung eines Signals eine Bildrekonstruktion erforderlich ist und das zuvor beschriebene Verfahren bereits wesentliche für die Bildrekonstruktion benötigte Informationen zur Verfügung stellen kann. Hierbei wird Bildrekonstruktion weit verstanden und umfasst sämtliche Darstellungen im Objektraum des Messobjekts, also 2D-Bilder, 3D-Volumenbilder, sowie auch 1D-Frequenzspektren.
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass die berechneten Rekonstruktionsdaten und/oder die Rekonstruktionsparameter eine Bildrekonstruktion hinreichend bestimmen. In diesem Fall sind sämtliche für die Bildrekonstruktion benötigten Informationen bereits bereitgestellt.
Es kann vorgesehen sein, dass die berechneten Rekonstruktionsdaten und/oder die Rekonstruktionsparameter zusammen mit der erzeugten MRT-Sequenz abgespeichert werden. Bevorzugt werden die MRT-Sequenz und die Rekonstruktionsdaten und/oder die Rekonstruktionsparameter in einem gemeinsamen Datenformat abgespeichert.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass aus der aufgebauten oder erzeugten MRT-Sequenz durch Vorwärtssimulation ein MRT-Signal simuliert wird. Es kann vorgesehen sein, dass aus dem simulierten MRT-Signal sodann mittels der Rekonstruktionsdaten ein Bild rekonstruiert wird. Die Vorwärtssimulation und/oder die Bildrekonstruktion können beispielsweise zur Sequenzüberprüfung oder -entwicklung verwendet werden.
Zur Lösung der Aufgabe sind ferner erfindungsgemäß die Merkmale des auf ein MRT-Verfahren gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem MRT-Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine MRT-Sequenz mittels eines Verfahrens erzeugt wird, das erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf ein Verfahren zu Erzeugung einer MRT-Sequenz gerichteten Schutzansprüche, ausgebildet ist, und dass die erzeugte MRT-Sequenz auf einem MRT-Gerät ausgeführt wird.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sind ferner erfindungsgemäß die Merkmale des auf ein MRT-Gerät gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem ein MRT-Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das MRT-Gerät eingerichtet ist, ein MRT-Verfahren auszuführen, das erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf ein MRT-Verfahren gerichteten Schutzansprüche, ausgebildet ist.
Das HF-System des MRT-Geräts umfasst bevorzugt eine HF-Sendespule und eine HF-Empfangsspule, wobei die HF-Sendespule und die HF-Empfangsspule auch als eine gemeinsame Sende- und Empfangsspule ausgebildet sein können. Das Gradientensystem umfasst mindestens eine Gradientenspule, bevorzugt die X-, Y- und Z- Gradientenspule. Die Datenverarbeitungsanlage umfasst bevorzugt eine Recheneinheit und/oder einen Datenspeicher und/oder Ein- und/oder Ausgabemittel.
Die Erfindung wird nun anhand einiger weniger Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese wenigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Varianten und Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen Ausgangsbeispiel und/oder vorgeschriebenen Variantenvorrichtung und Verfahren.
Es zeigt

1 eine graphische Benutzeroberfläche mit einer entwickelten MRT-Sequenz,
2 ein Sequenzdiagramm einer Spin-Echo-Sequenz,
3 eine gemäß des erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens erzeugte MRT-Sequenz zu dem Sequenzdiagramm aus 2,
4 ein MRT-Gerät, auf dem die in 1 oder 3 erzeugte MRT-Sequenz ausführbar ist.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch abweichende Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
1 zeigt eine graphische Benutzeroberfläche 100 für die Entwicklung einer MRT-Sequenz 1. Im oberen Bereich der Oberfläche 100 sind grafische Objekte 37 angeordnet, die Iteratoren 7, Zeitsegmente 5, 6, HF-Elemente 9, 10 Gradientenelemente 12, 15 und Parameter 24, 25 repräsentieren.
Im unteren Bereich der grafischen Benutzeroberfläche 100 ist aus den grafischen Objekten 37 eine MRT-Sequenz 1 erzeugt worden. Die MRT-Sequenz 1 hat einen Sequenzanfang 26 und ein Sequenzende 27. Zwischen dem Sequenzanfang 26 und dem Sequenzende 27 ist ein Iterator 7 angeordnet, der in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein Zeitsegment 5 eines zweiten Zeitsegmenttyps und ein unmittelbar angrenzendes Zeitsegment 6 eines ersten Zeitsegmenttyps umfasst.
Die Zeitsegmente 5 und 6 haben insgesamt vier Kanäle, darunter ein HF-Kanal 10, 11 und insgesamt drei Gradientenkanäle 18, 21, einen für den Auslesegradienten („Gr“), einen für den Phasenkodiergradienten („Gp“) und einen für den Schichtselektionsgradienten („Gs“). Diese drei Gradienten werden bei üblichen Gradientensystemen von den X-, Y- und Z-Gradientenspulen erzeugt.
Die grafische Benutzeroberfläche 100 erlaubt es, die einzelnen grafischen Objekte 37 in beliebiger Weise zwischen dem Sequenzanfang 26 und dem Sequenzende 27 anzuordnen. Es ist möglich, Iteratoren 7 ineinander zu schachteln, wie dies beispielsweise in 3 gezeigt ist. Allerdings müssen sich Zeitsegmente 5, 6 des ersten und des zweiten Zeitsegmenttyps alternierend abwechseln. Hierzu sind zur grafischen Verdeutlichung bei Iteratoren 7 und den Zeitsegmenten 5, 6 entsprechende Rücknehmungen 38 und Vorsprünge 39 ausgebildet, die bei der Konstruktion der MRT-Sequenz 1 ineinandergreifen müssen.
Ferner ist es möglich, jedem Kanal 10, 11 resp. 18, 21 der Zeitsegmente 5, 6 ein HF-Element 8, 9 resp. ein Gradientenelement 12, 15 zuzuordnen, indem mittels eines Eingabemittels, wie beispielsweise einer Computermaus, die entsprechenden grafischen Objekte 37 beispielsweise per Dragand-Drop an den entsprechenden Ort gezogen und abgelegt werden.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl unterschiedlicher grafischer Objekte 37 bereits in der oberen Hälfte der angezeigten graphischen Benutzeroberfläche 100 angeordnet sind, denen jeweils eine konkrete Funktion zugewiesen ist, wie beispielsweise ein trapezförmiges Gradientenelement 12, 15 oder wie ein HF-Element 8, 9, das einen schichtselektiven Puls repräsentiert.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass über ein mit einem grafischen Objekt 37 verbundenes Optionsmenü eine der Eigenschaften des entsprechenden Elements dem graphischen Objekt 37 zugeordnet wird. Beispielsweise können mittels eines Drop-Down-Menü die unterschiedlichen Elementarten aufgelistet werden.
Entsprechendes gilt für die Parameter 24, 25, die bereits vollständig oder teilweise als graphische Elemente 37 dargestellt sein können und möglicherweise auch über ein Menü ausgewählt werden können.
Ein konkretes Beispiel einer mittels der graphischen Benutzeroberfläche 100 konstruierten MRT-Sequenz 1 ist in 3 gezeigt. Das zugehörige Sequenzdiagramm ist in 2 gezeigt. Es handelt sich um eine Spin-Echo-Sequenz wie der Fachmann unschwer erkennen mag. Das Sequenzdiagramm umfasst eine Zeile für das HF-Sendekanal („RF tx“), je eine Zeile für die Gradientenstärken des Schichtselektionsgradienten („Gs“), des Phasenkodiergradienten („Gp“) und des Auslesegradienten („Gr“) und eine Zeile für die Signalaufnahme („ADC“).
Zur Erzeugung der MRT-Sequenz 1 werden zwischen dem Sequenzanfang 26 und dem Sequenzende 27 zunächst ein Zeitsegment 5 eines zweiten Zeitsegmenttyps und unmittelbar daneben ein äußerer Iterator 7 angeordnet. Innerhalb des äußeren Iterators 7 werden sequentiell zwei als 1-Iteratoren ausgebildete Sub-Iteratoren 7 angeordnet. Innerhalb des ersten Sub-Iterators 7 werden insgesamt drei Zeitsegmente 5, 6 angeordnet, deren Zeitsegmenttypen sich abwechseln. In dem zweiten Sub-Iterator 7 sind zwei Zeitsegmente 5, 6 unterschiedlichen Zeitsegmenttyps angeordnet. Nach dem äußeren Iterator 7 wird ein weiteres Zeitsegment 5 eines zweiten Zeitsegmenttyps angeordnet.
Zur Erzeugung der MRT-Sequenz 1 wird das Sequenzdiagramm gemäß 2 umgesetzt, indem die HF-Kanäle 10, 11 und die Gradientenkanäle 18, 21 mit entsprechenden HF-Elementen 8, 9 und Gradientenelementen 12, 15 befüllt werden. Diese sind in 3 bezeichnet als „prep“, „RF90“, „slice“, „P im Kreis“, „rephase“, „RF180“, „prephase“, „encode“, „ADC“, „readout“ „term“ und „term'“, wobei jedes dieser Elemente die Funktion erfüllt, die ihr gemäß des Sequenzdiagramms aus 2 zukommen soll. Beispielsweise wird dem HF-Kanal 11 des ersten Zeitsegments 6 des ersten Zeitsegmenttyps ein 90°-Schichtselektionspuls-HF-Element 9 zugeordnet („RF90“) und dem Schichtselektionsgradientenkanal 21 für den Schichtselektiongradienten („Gs“) wird ein Gradientenelement 15 mit konstanter Gradientenstärke zugeordnet. Um die Übersicht nicht zu beeinträchtigen, sind in 3 nur ausgewählte Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Zu beachten ist, dass das Gradientenelement 12 „encode“ und infolgedessen auch das Gradientenelement 12 „term'“ von der Laufvariable „It“, die einen dem äußeren Iterator 7 zugeordneten Parameter 24 bildet, abhängen, da für jede k-Raum-Zeile eine andere Gradientenstärke des Phasenkodiergradienten („Gp“) erforderlich ist.
Die in 3 gezeigte MRT-Sequenz 1 weist hierbei die wie folgt beschriebenen Eigenschaften auf. Zeitsegmente 5 des ersten Zeitsegmenttyps haben die Eigenschaft, dass die Gradientenstärken am Anfang und Ende des Zeitsegments 5 frei wählbar sind. Dies ist bei den Zeitsegmenten 6 des zweiten Zeitsegmenttyps anders. Hier sind die Gradientenstärke am Anfang des Zeitsegments 6 durch die Gradientenstärke am Ende des vorherigen Zeitsegments 5 und die Gradientenstärke am Ende des Zeitsegments 6 durch den Wert der Gradientenstärke am Anfang des nachfolgenden Zeitsegments 5 vorgegeben.
Die Anzahl der Iterationen, die der äußere Iterator 7 durchläuft, entspricht der Anzahl der aufgenommenen K-Raum-Zeilen.
Den Zeitsegmenten 5, 6 ist jeweils ein Zeitparameter 24 „dur“ zugeordnet, der die Zeitdauer des jeweiligen Zeitsegments 5, 6 beschreibt. Dem äußeren Iterator 7 ist der Zeitparameter 24 „TR“ zugeordnet, der der gewählten Repetitionszeit TR der Spin-Echo-Sequenz entspricht und die von dem Anwender vorgegeben wird. Der Zeitparameter 24 bewirkt eine zeitliche Randbedingung für den äußeren Iterator 7. Es wird sichergestellt, dass die Zeitsegmente 5, 6, die von dem äußeren Iterator 7 eingefasst sind, in genau der von dem Zeitparameter 24 vorgegebenen Zeit ausgeführt werden. Hierbei wird dieser Parameter 24 dem letzten Zeitsegment 5 zugeordnet. Diese Zuordnung bewirkt, dass die Zeitdauer „dur“ dieses Zeitsegments 5 automatisch so angepasst wird, dass die zeitliche Randbedingung eingehalten wird.
Den Sub-Iteratoren 7 ist ebenfalls jeweils ein Zeitparameter 24 zu geordnet, die in 3 in beiden Fällen als „TE/2“ bezeichnet sind. Diese Parameter 24 entsprechen jeweils der halben Echozeit TE/2, wobei die Echozeit von dem Anwender vorgegeben wird. Der Zeitparameter 24 des zeitlich ersten Sub-Iterators 7 ist dem mittleren Zeitsegment 5 zugeordnet, sodass dessen Zeitdauer so angepasst wird, dass der 180°-Puls des nachfolgenden Zeitsegments 6 genau eine halbe Echozeit TE/2 nach dem 90°-Puls des vorherigen Zeitsegments 6 erfolgt. Der Zeitparameter 24 des zweiten Sub-Iterators ist dem Zeitsegment 5 des zweiten Zeitsegmenttyps zugeordnet, sodass durch geeignetes Anpassen von dessen Zeitdauer sichergestellt ist, dass die Mitte des nachfolgenden Zeitsegments 6, in dem das refokussierte MR-Signal ausgelesen wird, genau zum Zeitpunkt TE erfolgt.
Der MRT-Sequenz 1 sind neben den bereits zuvor genannten Parametern noch weitere Parameter 24, 25 hinterlegt, wie etwa für die von dem MRT-Gerät 30, auf dem die MRT-Sequenz 1 ausgeführt werden soll, erreichbare maximale Gradientenstärke und für die Slew Rate der Gradienten. Hieraus kann sodann der Gradientenverlauf des ersten Zeitsegments 5 computergestützt berechnet werden. Diesem Zeitsegment 5 ist dem Gradientenkanal 18 zum Schichtselektionsgradienten („Gs“) ein Gradientenelement 12 zugeordnet, mit dem in minimaler Zeit die Anschlussbedingungen am Anfang und am Ende des ersten Zeitsegments 5 erreicht werden sollen. Hierzu wird der Parameter der Slew Rate benötigt, da dann das System weiß, dass der Gradient mit der Slew Rate von null auf den konstanten Wert des nachfolgenden Zeitsegments 6 hochgefahren werden soll. Die Dauer des ersten Zeitsegments 5 berechnet sich daher nach der Slew Rate und dem Endwert der Gradientenstärke.
Die Berechnung erfolgt hierbei computergestützt. Zur Bestimmung der Stärke des nachfolgenden Zeitsegments 6 kann ein Operator hinterlegt sein, wenn von dem Nutzer lediglich Werte vorgegeben werden, aus denen sich sodann die Gradientenstärke berechnen lässt.
Der MRT-Sequenz 1 können noch weitere Parameter 24, 25 hinterlegt sein. Insbesondere können Parameter 24, 25 hinterlegt sein, die für eine Bildrekonstruktion aus aufgenommen MRT-Signalen verwendet werden können. Beispielsweise ist bei der MRT-Sequenz 1 der Parameter 25 „res“ hinterlegt, der der nominellen Bildauflösung des später rekonstruierten Bildes entspricht.
Bei der Erzeugung der MRT-Sequenz 1 ist der Nutzer auf die folgenden Objekte beschränkt.
Er kann Iteratoren 7 vorgeben. Er kann die Abfolge der Zeitsegmente 5, 6 des ersten und des zweiten Zeitsegmenttyps vorgeben. Er kann den Zeitsegmenten 5, 6 bestimmte HF- und Gradientenelemente 8, 9, 12, 15 zuordnen. Er kann ferner Parameter 24, 25 vorgeben. Außerdem werden zu der Erzeugung der MRT-Sequenz 1 Operatoren verwendet. Weitere Objekte 37 existieren nicht.
Die MRT-Sequenz 1 kann hierbei vollständig mittels der grafischen Benutzeroberfläche 100 konstruiert werden. Nachdem die MRT-Sequenz 1 aufgebaut ist, kann der Nutzer eine computergestützte Prüfung und Optimierung der MRT-Sequenz 1 veranlassen, so dass geprüft wird, ob die erzeugte MRT-Sequenz 1 alle technischen und sicherheitsrelevanten Bedingungen des MRT-Geräts 30 und der mit diesem generierten Magnetfelder erfüllt. Die Optimierung der MRT-Sequenz 1 kann beispielsweise zur Korrektur von Eddy-Current-Effekten erfolgen.
Das vorgenannte Verfahren kann beispielsweise mittels der in 4 gezeigten Datenverarbeitungsanlage 33 ausgeführt werden unter Verwendung der Ressourcen der Datenverarbeitungsanlage 33. Diese umfasst insbesondere einen Datenspeicher, einen Prozessor und Ein -und Ausgabemittel. So kann die grafische Benutzeroberfläche 100 insbesondere auf einem Computerbildschirm dargestellt werden und es kann beispielsweise mittels einer Computermaus mit dieser interagiert werden.
In 4 ist ein im MRT-Gerät 30 gezeigt, dass ein HF-System 31 umfassend eine HF-Sendespule 2 und eine HF-Empfangsspule 4 aufweist. Außerdem weist das MRT-Gerät 30 ein Gradientensystem 32 mit drei Gradientenspulen 3 auf, wobei die Gradientenspulen durch die X-, Y- und Z-Gradienten gegeben sind. Es handelt sich bei dem MRT-Gerät 30 um einen Humanscanner, der einen Patiententisch 34 hat, auf dem die HF-Empfangsspule 4 angeordnet ist und der das Messobjekt, bei dem es sich insbesondere um einen Patienten handeln kann, bei der Messung gelagert ist. Patiententisch 34 und HF-Empfangsspule 4 befinden sich hierbei innerhalb einer Röhre 35 im MRT-Gerät 30.
Die Datenverarbeitungsanlage 33 ist mittels Datenverbindungen 36, die drahtgebunden oder drahtlos sein können, mit dem Gradientensystem 32 und dem HF-System 31 verbunden.
Die mit dem zuvor beschriebenen Verfahren erzeugte MRT-Sequenz 1 kann hierbei in einer Form abgespeichert sein, dass die MRT-Sequenz 1 ohne weitere Verarbeitungsschritte auf dem MRT-Gerät 30 ausgeführt werden kann. Hierzu können insbesondere die Werte für die Gradientenstärke und die Ansteuerung der HF-Sendespule 2 und das Zeitfenster für die Signalakquisition in einem von dem MRT-Gerät 30 lesbaren Format abgespeichert sein.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Format, in dem die erzeugte MRT-Sequenz 1 zunächst gespeichert ist, zunächst von einem Interpreter interpretiert wird, um so die Gradientenstärken und die Ansteuerungssignale für die HF-Sendespule zu generieren. Beispielsweise kann es sich bei dem Format um ein JavaScript-Format handeln und der Interpreter kann beispielsweise auf der Datenverarbeitungsanlage 33 eingerichtet sein.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer MRT-Sequenz 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erster Zeitsegmenttyp und ein sich hiervon unterscheidender zweiter Zeitsegmenttyp vorgegeben werden und dass die MRT-Sequenz 1 aufgebaut wird, indem Zeitsegmente 5, 6 des ersten Zeitsegments und Zeitsegmente 5, 6 des zweiten Zeitsegments alternierend aneinandergereiht werden.
Bezugszeichenliste

1: MRT-Sequenz
2: HF-Sendespule
3: Gradientenspule
4: HF-Empfangsspule
5: Zeitsegment
6: weiteres Zeitsegment
7: Iterator
8: HF-Element
9: weiteres HF-Element
10: HF-Kanal von 5
11: HF-Kanal von 6
12: Gradientenelement
15: weiteres Gradientenelement
18: Gradientenkanal von 5
21: Gradientenkanal von 6
24: Parameter
25: weiterer Parameter
26: Sequenzanfang
27: Sequenzende
30: MRT-Gerät
31: HF-System
32: Gradientensystem
33: Datenverarbeitungsanlage
34: Patiententisch
35: Röhre
36: Datenverbindung
37: graphisches Objekt
38: Rücknehmung
39: Vorsprung
100: graphische Benutzeroberfläche

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer MRT-Sequenz (1), wobei die MRT-Sequenz (1) zumindest ein HF-Sendesignal für eine HF-Sendespule (2) und ein Gradientensignal für eine Gradientenspule (3) umfasst, wobei die MRT-Sequenz (1) aus einer Abfolge von Zeitsegmenten (5, 6) aufgebaut wird, die jeweils Zeitabschnitte eines HF-Sendesignals und einer Gradientenstärke des Gradientensignals umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Zeitsegmenttyp und ein sich hiervon unterscheidender zweiter Zeitsegmenttyp vorgegeben werden und dass die MRT-Sequenz (1) aufgebaut wird, indem Zeitsegmente (5, 6) des ersten Zeitsegmenttyps und Zeitsegmente (5, 6) des zweiten Zeitsegmenttyps alternierend aneinandergereiht werden.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Zeitsegmenttyp die Gradientenstärke an einem Anfang und an einem Ende des Zeitabschnitts eines Zeitsegments (5, 6) frei wählbar ist und/oder dass bei dem zweiten Zeitsegmenttyp die Gradientenstärke an einem Anfang des Zeitabschnitts eines Zeitsegments (5, 6) vorgegeben ist durch die Gradientenstärke an einem Ende des Zeitabschnitts eines unmittelbar zeitlich vorangehenden Zeitsegments (5, 6) und/oder dass bei dem zweiten Zeitsegmenttyp die Gradientenstärke an einem Ende des Zeitabschnitts eines Zeitsegments (5, 6) vorgegeben ist durch die Gradientenstärke an einem Anfang des Zeitabschnitts eines unmittelbar zeitlich nachfolgenden Zeitsegments (5, 6).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Iterator (7) vorgegeben wird, der eine Teilabfolge von Zeitsegmenten (5, 6) umfasst, dass eine Anzahl von Iterationen vorgegeben oder berechnet wird und dass die Teilabfolge gemäß der Anzahl von Iterationen iteriert wird, insbesondere wobei der Iterator (7) einen Zeitparameter umfasst, der eine zeitliche Randbedingung für eine Zeitdauer einer Ausführung der Teilabfolge von Zeitsegmenten (5, 6) bildet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass HF-Elemente (8, 9) vorgegeben werden, darunter - ein erstes HF-Element (8, 9) mit einer Information über das HF-Sendesignal, - ein zweites HF-Element (8, 9) mit einer Information über ein Zeitfenster für eine Signalakquisition, und zu jedem Zeitsegment (5, 6) mindestens ein, vorzugsweise genau ein, HF-Kanal (10, 11) existiert, dem zumindest eines, vorzugsweise genau eines, der HF-Elemente (8, 9) zugeordnet wird oder der frei bleibt, sodass weder ein HF-Signal gesendet wird noch ein HF-Signal akquiriert wird, insbesondere wobei dem HF-Kanal (10, 11) entweder das erste HF-Element (8, 9) oder das zweite HF-Element (8, 9) zugeordnet wird oder der HF-Kanal (10, 11) freibleibt, und/oder dass Gradientenelemente (12, 15) vorgegeben werden, darunter - ein erstes Gradientenelement (12, 15) für den ersten Zeitsegmenttyp mit einer Information über das Gradientensignal, - ein zweites Gradientenelement (12, 15) für den zweiten Zeitsegmenttyp mit einer Information über das Gradientensignal, und zu jedem Zeitsegment (5, 6) mindestens ein Gradientenkanal (18, 21) existiert, dem vorzugsweise genau eines der Gradientenelemente (12, 15) zugeordnet wird oder der frei bleibt, sodass kein Gradient erzeugt wird, insbesondere wobei dem mindestens einen Gradientenkanal (18, 21) entweder das erste oder das zweite Gradientenelement (12, 15) zugeordnet wird oder der Gradientenkanal (18, 21) frei bleibt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass numerische Parameter (24, 25), vorzugsweise Skalare, vorgegeben oder berechnet werden, insbesondere wobei die Parameter (24, 25) eine zeitliche Dauer der Zeitsegmente (5, 6) beeinflussen können und/oder wobei die Parameter (24, 25) Grenzwerte für Bedingungen sein können und/oder wobei die Parameter (24, 25) das HF-Sendesignal und/oder das Gradientensignal beeinflussen können und/oder wobei die Parameter (24, 25) Eingangsgrößen für Operatoren sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Operatoren vorgegeben werden, mit denen aus einem oder mehreren Parametern (24, 25) ein neuer Parameter (24, 25) berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der MRT-Sequenz (1) höchstens die folgenden Vorgaben gemacht werden: - Vorgabe der Abfolge der Zeitsegmente (5, 6) des ersten und des zweiten Zeitsegmenttyps, vorzugsweise auch unter Verwendung von Iteratoren (7), - Vorgabe von HF- und Gradientenelementen (8, 9, 12, 15) und deren Zuordnung zu Zeitsegmenten (5, 6), - Vorgabe von Parametern (24, 25) und - Vorgabe von Operatoren.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MRT-Sequenz (1) mittels einer graphischen Benutzeroberfläche (100) erzeugt wird, die graphische Elemente (5 bis 27) für Iteratoren (7) und/oder für die Zeitsegmente (5, 6) des ersten und des zweiten Zeitsegmenttyps und/oder für HF-Elemente (8, 9) und Gradientenelemente (12, 15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Aufbau der MRT-Sequenz (1) computergestützt geprüft wird, ob diese auf einem MRT-Gerät (30) ausführbar ist, insbesondere wobei technische Grenzen des Magnetresonanzgeräts und/oder Grenzwerte für erzeugte Magnetfelder als Parameter für das Verfahren definiert sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach eines Aufbaus der MRT-Sequenz eine computergestützte Optimierung der MRT-Sequenz durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der aufgebauten oder erzeugten MRT-Sequenz Rekonstruktionsdaten berechnet, insbesondere abgespeichert werden, wobei die Rekonstruktionsdaten für eine Bildrekonstruktion aus einem aus der erzeugten MRT-Sequenz generierten MRT-Signal verwendbar sind, insbesondere wobei die Rekonstruktionsdaten eine k-Raum-Trajektorie umfassen, die aus Gradientenstärken der aufgebauten oder erzeugten MRT-Sequenz berechnet wird und/oder wobei zu den Rekonstruktionsdaten weitere für die Bildrekonstruktion verwendbare Rekonstruktionsparameter abgespeichert werden.
Magnetresonanztomographieverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine MRT-Sequenz (1) mittels eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche erzeugt wird und dass die erzeugte MRT-Sequenz (1) auf einem Magnetresonanzgerät (30) ausgeführt wird.
MRT-Gerät (30) mit einem HF-System (31), einem Gradientenystem (32) und einer Datenverarbeitungsanlage (33), die mit dem HF-System (31) und dem Gradientensystem (33) signalverbunden ist, wobei das MRT-Gerät (30) eingerichtet ist, das Magnetresonanzverfahren gemäß des vorangehenden Anspruchs auszuführen.