DE102020214448A1

DE102020214448A1 - Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten

Info

Publication number: DE102020214448A1
Application number: DE102020214448.6A
Authority: DE
Inventors: Dominik Paul; Flavio Carinci; Mario Zeller
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-05-19
Also published as: US20220155397A1; US11650276B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten von einem Untersuchungsobjekt umfassend erste MR-Daten und zweite MR-Daten unter Verwendung einer MR-Steuerungssequenz und eines Magnetresonanzgerätes aufweisend eine Verstärkereinheit und einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC), gemäß den folgenden Verfahrensschritten:- Bereitstellen der MR-Steuerungssequenz ausgebildet zu einer Erzeugung der ersten MR-Daten gekennzeichnet durch eine erste Phasenkodierung mit einem ersten Phasenkodiergradienten und der zweiten MR-Daten gekennzeichnet durch eine zweite Phasenkodierung mit einem zweiten Phasenkodiergradienten,- Bereitstellen einer Kalibrierungssequenz,- Erzeugung erster Kalibrierungsdaten vom Untersuchungsobjekt durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz,- Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten unter Anwendung eines ersten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit,- Erzeugung eines Prüfungsergebnisses durch Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC,- Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit des Prüfungsergebnisses,- Ausspielen der MR-Steuerungssequenz und Aufnahme der MR-Daten des Untersuchungsobjekts unter Anwendung des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Magnetresonanzgerät, ein Computerprogrammprodukt sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger zu einer Aufnahme von MR-Daten.
In einem Magnetresonanzgerät wird üblicherweise der zu untersuchende Körper eines Untersuchungsobjektes, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse, beispielsweise Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenz-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale (MR-Signale), abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.
Für eine bestimmte Messung ist daher eine bestimmte Magnetresonanz-Steuerungssequenz (MR-Steuerungssequenz), auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, beispielsweise Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenpulsen in verschiedenen Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden.
Das Erfassen der MR-Signale erfolgt typischerweise mittels einer Hochfrequenzantenne, von welcher die erfassten MR-Signale an eine Verstärkereinheit und anschließend an einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) weitergeleitet werden. Die Verstärkereinheit weist typischerweise zwei Verstärkerstufen für zwei verschiedene Verstärkungsfaktoren auf, ermöglicht also eine Verstärkung des erfassten MR-Signals mit zwei verschiedenen Verstärkungsfaktoren. Die Verwendung eines niedrigen Verstärkungsfaktors kann eine Übersteuerung bei hohen MR-Signalen im ADC vermeiden. Die Verwendung eines hohen Verstärkungsfaktors kann das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis, insbesondere bei niedrigen MR-Signalen, verbessern. Herkömmlich wird die Verstärkerstufe, also der Verstärkungsfaktor, abhängig von einer Schichtdicke einer zweidimensionalen Schicht des dreidimensionalen Untersuchungsbereiches gewählt. Dabei wird unterhalb eines Schwellwertes für die Schichtdicke der große Verstärkungsfaktor gewählt, um ein hohes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis zu erzielen, und oberhalb des Schwellwertes für die Schichtdicke der kleine Verstärkungsfaktor gewählt, um eine Übersteuerung zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders ausgewogenes Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten von einem Untersuchungsobjekt umfassend erste MR-Daten und zweite MR-Daten unter Verwendung einer MR-Steuerungssequenz und eines Magnetresonanzgerätes aufweisend eine Verstärkereinheit und einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) sieht die folgenden Verfahrensschritte vor:

- Bereitstellen der MR-Steuerungssequenz ausgebildet zu einer Erzeugung der ersten MR-Daten gekennzeichnet durch eine erste Phasenkodierung mit einem ersten Phasenkodiergradienten und der zweiten MR-Daten gekennzeichnet durch eine zweite Phasenkodierung mit einem zweiten Phasenkodiergradienten,
- Bereitstellen einer Kalibrierungssequenz,
- Erzeugung erster Kalibrierungsdaten vom Untersuchungsobjekt durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz,
- Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten unter Anwendung eines ersten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit,
- Erzeugung eines Prüfungsergebnisses durch Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC,
- Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit des Prüfungsergebnisses umfassend eine Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten, oder eine Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten, oder eine Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten,
- Ausspielen der MR-Steuerungssequenz und Aufnahme der MR-Daten des Untersuchungsobjekts unter Anwendung des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit.

Die Bereitstellung der MR-Steuerungssequenz und/oder der Kalibrierungssequenz kann einen Zugriff auf eine Speichereinheit umfassen, auf welcher Speichereinheit die MR-Steuerungssequenz und/oder die Kalibrierungssequenz hinterlegt ist. Die Bereitstellung der MR-Steuerungssequenz kann eine Adaption zumindest eines Parameters der MR-Steuerungssequenz umfassen. Die Bereitstellung der MR-Steuerungssequenz und/oder der Kalibrierungssequenz kann eine Auswahl der MR-Steuerungssequenz und/oder einer Kalibrierungssequenz aus einer Vielzahl von MR-Steuerungssequenzen und/oder und/oder der Kalibrierungssequenzen umfassen.
Das Ausspielen der MR-Steuerungssequenz umfasst typischerweise die Erzeugung von MR-Signalen, insbesondere von Rohdaten, höchst insbesondere von MR-Daten, welche im Rohdatenraum, insbesondere im k-Raum, vorliegen. MR-Daten sind demnach typischerweise als mit der MR-Steuerungssequenz erzeugte Rohdaten ausgebildet. Die MR-Steuerungssequenz sieht typischerweise Phasenkodierung in eine erste Raumrichtung, insbesondere in die Phasenkodierrichtung, vor welche Phasenkodierung eine Ortskodierung und somit eine räumliche Auflösung in die erste Raumrichtung bei Rekonstruktion der MR-Daten in den Bildraum ermöglicht.
Die MR-Daten umfassen erste MR-Daten und zweite MR-Daten. Die ersten MR-Daten sind vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die ersten MR-Daten unter Verwendung eines ersten Phasenkodiergradienten erzeugt werden. Der erste Phasenkodiergradient kann dadurch gekennzeichnet sein, dass er größer oder kleiner als ein definierter Schwellwert ist. Insbesondere können die ersten MR-Daten unter Verwendung verschiedener erster Phasenkodiergradienten erzeugt werden, wobei die verschiedenen ersten Phasenkodiergradienten größer oder kleiner als der definierte Schwellwert sind. Die ersten MR-Daten umfassen typischerweise MR-Daten von zumindest einer Zeile des Rohdatenraumes. Die MR-Daten umfassen typischerweise MR-Daten von einem Teilbereich des Rohdatenraumes, welcher Teilbereich vorzugsweise durch den ersten Phasenkodiergradienten definiert ist. Die zweiten MR-Daten sind vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten MR-Daten unter Verwendung eines zweiten Phasenkodiergradienten erzeugt werden. Der zweite Phasenkodiergradient kann dadurch gekennzeichnet sein, dass er größer oder kleiner als ein definierter Schwellwert ist. Insbesondere können die zweiten MR-Daten unter Verwendung verschiedener zweiter Phasenkodiergradienten erzeugt werden, wobei die verschiedenen zweiten Phasenkodiergradienten größer oder kleiner als der definierte Schwellwert sind. Die zweiten MR-Daten umfassen typischerweise MR-Daten von zumindest einer Zeile des Rohdatenraumes. Die MR-Daten umfassen typischerweise MR-Daten von einem Teilbereich des Rohdatenraumes, welcher Teilbereich vorzugsweise durch den zweiten Phasenkodiergradienten definiert ist.
Der erste Phasenkodiergradient und der zweite Phasenkodiergradient sind vorzugsweise durch den Schwellwert voneinander separiert.
Die ersten Kalibrierungsdaten sind typischerweise als mit der Kalibrierungssequenz erzeugte Rohdaten ausgebildet. Die Kalibrierungssequenz ist typischerweise zu einer Erzeugung von Rohdaten, welche Rohdaten nicht zu Bilddaten, insbesondere zu diagnostischen Bilddaten rekonstruierbar sind, ausgebildet. Die Dauer der Kalibrierungssequenz beträgt typischerweise weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, besonders bevorzugt weniger als 5% der Dauer der MR-Steuerungssequenz. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Verstärkung der erzeugten ersten Kalibrierungsdaten mit dem ersten Verstärkungsfaktor. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Digitalisierung der ersten Kalibrierungsdaten mit dem ADC.
Der Sensitivitätsbereich des ADC gibt typischerweise einen Wertebereich für das Erfassen von MR-Daten und/oder ersten Kalibrierungsdaten und/oder zweiten Kalibrierungsdaten an. MR-Daten und/oder erste Kalibrierungsdaten und/oder zweite Kalibrierungsdaten, welche außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen, werden typischerweise nicht und/oder verfälscht, wie beispielsweise durch Übersteuerung, erfasst.
Die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC umfasst typischerweise eine Konsistenzprüfung der ersten Kalibrierungsdaten. Die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten kann eine Bereitstellung modellierter Kalibrierungsdaten umfassen. Die modellierten Kalibrierungsdaten können unter Berücksichtigung der Kalibrierungssequenz und/oder des ersten Verstärkungsfaktors und/oder des Sensitivitätsbereich des ADC ermittelt werden. Die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC kann einen Vergleich der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten mit den modellierten Kalibrierungsdaten umfassen. Das Prüfungsergebnis umfasst vorzugsweise eine Aussage, ob die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten innerhalb und/oder außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADCs liegen.
Unter Berücksichtigung des Prüfungsergebnisses erfolgt eine Selektion eines Verstärkungsfaktors zur Verwendung zur Aufnahme der MR-Daten, insbesondere der ersten MR-Daten und/oder der zweiten MR-Daten. Insbesondere kann der erste Verstärkungsfaktor zur Aufnahme der ersten MR-Daten gewählt werden. Die Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors kann die Bereitstellung des zweiten Verstärkungsfaktors umfassen. Der erste Verstärkungsfaktor unterscheidet sich typischerweise vom zweiten Verstärkungsfaktor. Die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors kann eine Berücksichtigung der MR- Steuerungssequenz und/oder eine Berücksichtigung eines Verhältnisses zwischen der MR-Steuerungssequenz und der Kalibrierungssequenz umfassen.
Die ersten Kalibrierungsdaten und/oder die zweiten Kalibrierungsdaten und/oder die MR-Daten werden typischerweise von einem Untersuchungsobjekt erzeugt und/oder aufgenommen. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten und/oder der MR-Daten erfolgt typischerweise im Rahmen einer Untersuchung eines Untersuchungsobjektes mittels des Magnetresonanzgerätes.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass abhängig von ersten Kalibrierungsdaten spezifisch für das Untersuchungsobjekt und/oder den Untersuchungsbereich und/oder den Sensitivitätsbereich des ADC und/oder der Intensität der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der Stärke der Phasenkodierung ein Verstärkungsfaktor zur folgenden Aufnahme der MR-Daten gewählt wird. Dies ermöglicht eine individuell auf die Untersuchung abgestimmte und ausgewogene Verstärkung der MR-Daten. So kann insbesondere eine Übersteuerung des Signals vermieden werden. Ebenso wird das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis vergrößert. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Wahl eines Verstärkungsfaktors abhängig von dem Phasenkodiergradienten und/oder eine auf den Phasenkodiergradienten abgestimmte Wahl des Verstärkungsfaktors. Die Aufnahme der ersten MR-Daten von einem ersten Teilbereich des Rohdatenraumes gekennzeichnet durch den ersten Phasenkodiergradienten kann bei entsprechender Wahl mit dem ersten Verstärkungsfaktor erfolgen. Die Aufnahme der zweiten MR-Daten von einem zweiten Teilbereich des Rohdatenraumes gekennzeichnet durch den zweiten Phasenkodiergradienten kann bei entsprechender Wahl mit dem zweiten Verstärkungsfaktor erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demnach einen für einen Phasenkodiergradienten spezifischen Verstärkungsfaktor. So kann in Bereichen des Rohdatenraumes mit niedrigem MR-Signal, welches typischerweise in einem niedrigen Signal-zu-Rauschen-Verhältnis resultiert, beispielsweise ein größerer Verstärkungsfaktor gewählt werden als in Bereichen des Rohdatenraumes mit hohem MR-Signal, welches typischerweise in einer Übersteuerung des ADC resultiert. Die Erzeugung des Prüfungsergebnisses und die Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors verlängern die Untersuchungsdauer des Untersuchungsobjektes typischerweise nicht.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist und der erste Phasenkodiergradient größer als der zweite Phasenkodiergradient ist. Im Zentrum des Rohdatenraumes liegt typischerweise hohes Signal vor, welches leicht zur Übersteuerung im ADC führen kann, was die Qualität der zu Bilddaten rekonstruierten MR-Daten negativ beeinflusst. In der Peripherie des Rohdatenraumes liegt typischerweise niedriges Signal vor, welches in niedrigem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis resultiert, was die Qualität der zu Bilddaten rekonstruierten MR-Daten negativ beeinflusst. Je größer der Phasenkodiergradient, desto größer ist die Entfernung der MR-Daten zum Zentrum des Rohdatenraumes. Diese Ausführungsform ermöglicht demnach die Verwendung eines größeren ersten Verstärkungsfaktors für MR-Daten der Peripherie des Rohdatenraumes und die Verwendung eines geringeren zweiten Verstärkungsfaktors für MR-Daten in Zentrumsnähe des Rohdatenraumes. So können effizient MR-Daten mit geringem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis verstärkt werden und zugleich eine Übersteuerung von MR-Daten mit hohem MR-Signal im ADC vermieden werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die MR-Steuerungssequenz und die Kalibrierungssequenz als Multiechosequenzen ausgebildet sind und die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten MR-Signale von zumindest zwei Echos mit unterschiedlicher Zeitdauer relativ zum Anregungszeitpunkt umfassen. Die Intensität der MR-Signale sinkt typischerweise mit steigender Zeitdauer zwischen dem Anregungszeitpunkt und dem Echo verursachend das MR-Signal, was typischerweise auf die MR-Steuerungssequenz und die Kalibrierungssequenz zutrifft. Die MR-Daten umfassen vorzugsweise MR-Signale von zumindest zwei Echos mit unterschiedlicher Zeitdauer relativ zum Anregungszeitpunkt. Die MR-Daten und die ersten Kalibrierungsdaten umfassen typischerweise MR-Signale von Echos, welche eine gleiche Zeitdauer relativ zum entsprechenden Anregungszeitpunkt der MR-Steuerungssequenz und der Kalibrierungssequenz aufweisen. Die MR-Daten und die ersten Kalibrierungsdaten weisen vorzugsweise die gleiche Zeitdifferenz zwischen Anregungspuls und erstem Echo auf. Der Anregungszeitpunkt ist typischerweise durch den hochfrequenten Anregungspuls gekennzeichnet. Die Multiechosequenz kann beispielsweise als Echoplanare Gradientenecho (EPI) MR-Steuerungssequenz oder Turbo-Spin-Echo (TSE) MR-Steuerungssequenz ausgebildet sein.
Diese Ausführungsform ermöglicht eine Korrelation der ersten Kalibrierungsdaten mit den MR-Daten. Insbesondere kann eine Zeitdauer zwischen Anregungszeitpunkt und einem Echo erzeugend die ersten Kalibrierungsdaten und/oder MR-Daten bei der Wahl des zumindest eine selektierten Verstärkungsfaktors berücksichtigt werden. Multiechosequenzen erfordern typischerweise ohnehin Kalibrierungsdaten aufgenommen mittels einer Kalibrierungssequenz zur Verwendung einer Korrektur der MR-Daten. Die Erzeugung und Aufnahme erster Kalibrierungsdaten ist demnach ohne zeitlichen Mehraufwand gemäß dieser Ausführungsform möglich.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten eine Analyse des zeitlichen Verlaufes der Intensität der Signale der zumindest zwei Echos hinsichtlich einer kontinuierlichen Reduktion, insbesondere hinsichtlich einer exponentiellen Reduktion, umfasst. Der zeitliche Verlauf der Intensität der Signale der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten weist typischerweise einen exponentiellen Zerfall auf, sofern die mit dem ersten Verstärkungsfaktor verstärkten ersten Kalibrierungsdaten vollständig vom Sensitivitätsbereich des ADC umfasst werden. Weist der zeitliche Verlauf der Intensität der Signale der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten zumindest teilweise einen Anstieg auf, so ist dies ein Indiz, dass die mit dem ersten Verstärkungsfaktor verstärkten ersten Kalibrierungsdaten nur teilweise vom Sensitivitätsbereich des ADC umfasst werden. Dann kann beispielsweise die Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten umfassen. Alternativ kann die Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten umfassen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders effiziente Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Kalibrierungssequenz zumindest teilweise der MR-Steuerungssequenz unter Weglassung der Phasenkodierung entspricht. Die ersten Kalibrierungsdaten entsprechen vorzugsweise einer Projektion der MR-Daten, würden sie unter Anwendung des ersten Verstärkungsfaktors aufgenommen werden. Insbesondere können Parameter bestimmend den Untersuchungsbereich und/oder den Kontrast der MR-Daten in der Kalibrierungssequenz und der MR-Steuerungssequenz übereinstimmen. Diese Ausführungsform ermöglicht, dass die ersten Kalibrierungsdaten die in den MR-Daten zu erwartende Signalintensität aufweisen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders gute Vorhersage des Signalverlaufes der MR-Daten beim Ausspielen der MR-Steuerungssequenz.
Umfasst der Untersuchungsbereich ein Gelenk und wird eine protonendichte-gewichtete MR-Steuerungssequenz zur Aufnahme der MR-Daten gewählt, so weisen die ersten Kalibrierungsdaten eine, beispielsweise im Vergleich zu einem Untersuchungsbereich umfassend einen Kopf, relativ hohe Signalintensität auf, wie sie auch in den entsprechenden mit der MR-Steuerungssequenz aufzunehmenden MR-Daten unter Verwendung des ersten Verstärkungsfaktors zu erwarten wäre. Würde eine MR-Steuerungssequenz mit Fettsättigung gewählt werden, so wäre im Gelenk im Vergleich zu einem Kopf eine relativ niedrige Signalintensität zu erwarten. Diese Ausführungsform ermöglicht eine individuelle Berücksichtigung derartiger Aufnahmeparameter und damit eine besonders gutes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis.
Eine Ausführungsform des Verfahrens umfasst zusätzlich eine Erzeugung zweiter Kalibrierungsdaten durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz und eine Aufnahme der zweiten Kalibrierungsdaten unter Anwendung des zweiten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit. Diese Ausführungsform umfasst optional eine Erzeugung eines Prüfungsergebnisses durch Prüfung der aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit dem Sensitivitätsbereich des ADC. Diese Ausführungsform stellt vorzugsweise sicher, dass bei Selektion des zweiten Verstärkungsfaktors eine Übersteuerung des ADC bei Aufnahme der MR-Daten und/oder der zweiten MR-Daten vermieden wird. Die zweiten Kalibrierungsdaten umfassen vorzugsweise Informationen über eine Eignung des zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten. Die zweiten Kalibrierungsdaten werden vorzugsweise bei der Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors verwendet.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten einen Vergleich der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten und der aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten, insbesondere eine Ermittlung eines Skalierungsfaktors zwischen den aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten und den aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten, umfasst. Verhalten sich die ersten Kalibrierungsdaten und die zweiten Kalibrierungsdaten nicht linear zueinander, so ist dies typischerweise ein Indiz dafür, dass zumindest die mit dem ersten Verstärkungsfaktor verstärkten ersten Kalibrierungsdaten vom Sensitivitätsbereich des ADC nicht umfasst werden. Eine Übersteuerung des ADC ist dann typischerweise bei Selektion des ersten Verstärkungsfaktors zu erwarten. Diese Ausführungsform ermöglicht eine verlässliche und genaue Prüfung der Kompatibilität des ersten Verstärkungsfaktors mit einem Sensitivitätsbereich des ADC.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten vorsieht, sofern die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten innerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen. Der erste Verstärkungsfaktor ist vorzugsweise größer als der zweite Verstärkungsfaktor. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders hohes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis der MR-Daten bei gleichzeitiger Vermeidung einer Übersteuerung des ADC.
Eine Ausführungsform des Verfahrens umfasst zusätzlich eine Phasenkorrektur der MR-Daten unter Verwendung der ersten Kalibrierungsdaten. Sofern die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten innerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen, umfassen die ersten Kalibrierungsdaten die für eine Phasenkorrektur erforderliche Information. Diese Ausführungsform ermöglicht eine effiziente Nutzung der ersten Kalibrierungsdaten für zwei verschiedene Zwecke und somit eine besonders gute Qualität von MR-Daten in kurzer Untersuchungsdauer.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten vorsieht, sofern die ersten Kalibrierungsdaten außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen. Diese Ausführungsform umfasst typischerweise eine Erzeugung zweiter Kalibrierungsdaten durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz und eine Aufnahme der zweiten Kalibrierungsdaten unter Anwendung des zweiten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit. Der erste Verstärkungsfaktor ist vorzugsweise größer als der zweite Verstärkungsfaktor. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Vermeidung einer Übersteuerung des ADC.
Eine Ausführungsform des Verfahrens umfasst zusätzlich eine Phasenkorrektur der MR-Daten unter Verwendung der zweiten Kalibrierungsdaten. Sofern die aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen, umfassen die zweiten Kalibrierungsdaten die für eine Phasenkorrektur erforderliche Information. Diese Ausführungsform ermöglicht eine effiziente Nutzung der zweiten Kalibrierungsdaten für zwei verschiedene Zwecke und somit eine besonders gute Qualität von MR-Daten in kurzer Untersuchungsdauer.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten vorsieht, sofern die ersten Kalibrierungsdaten teilweise außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen. Liegen die ersten Kalibrierungsdaten teilweise außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC, so ist dies typischerweise ein Indiz, dass nur der Teil der ersten Kalibrierungsdaten mit besonders hoher Signalintensität, wie sie typischerweise im Zentrum des Rohdatenraumes auftritt, nicht vom Sensitivitätsbereich des ADC umfasst wird. Die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors erfolgt gemäß dieser Ausführungsform typischerweise abhängig von der Position im Rohdatenraum der aufzunehmenden MR-Daten, insbesondere der ersten MR-Daten und der zweiten MR-Daten. So können effizient MR-Daten mit geringem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis verstärkt werden und zugleich eine Übersteuerung von MR-Daten mit hohem MR-Signal im ADC vermieden werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens umfasst eine Bereitstellung eines Schwellwertes für Phasenkodiergradienten, wobei die Wahl des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors einen Vergleich des ersten Phasenkodiergradienten und/oder des zweiten Phasenkodiergradienten mit dem Schwellwert umfasst. Die Bereitstellung des Schwellwertes für Phasenkodiergradienten kann eine Ermittlung des Schwellwertes basierend auf innerhalb und/oder außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegenden ersten Kalibrierungsdaten umfassen.
Ist der erste Phasenkodiergradient und/oder der zweite Phasenkodiergradient größer als der Schwellwert, so wird typischerweise der erste Verstärkungsfaktor zur Aufnahme der ersten MR-Daten und/oder der zweiten MR-Daten verwendet. Ist der erste Phasenkodiergradient und/oder der zweite Phasenkodiergradient geringer als der Schwellwert, so wird typischerweise der zweite Verstärkungsfaktor zur Aufnahme der ersten MR-Daten und/oder der zweiten MR-Daten verwendet. Der zweite Verstärkungsfaktor ist typischerweise geringer als der erste Verstärkungsfaktor. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Verwendung eines größeren ersten Verstärkungsfaktors für MR-Daten der Peripherie des Rohdatenraumes und die Verwendung eines geringeren zweiten Verstärkungsfaktors für MR-Daten in Zentrumsnähe des Rohdatenraumes. Dies ermöglicht eine effiziente Verstärkung der MR-Daten mit geringem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis und zugleich eine Vermeidung einer Übersteuerung von MR-Daten mit hohem MR-Signal.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Magnetresonanzgerät mit einer Verstärkereinheit, einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) und einer Steuerungseinheit umfassend eine Empfangssteuerungseinheit. Die Steuerungseinheit ist dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten auszuführen.
Dafür weist das Magnetresonanzgerät, insbesondere die Steuerungseinheit und/oder die Empfangssteuerungseinheit, typischerweise einen Eingang, eine Prozessoreinheit und einen Ausgang auf. Über den Eingang können der Steuerungseinheit eine MR-Steuerungssequenz, eine Kalibrierungssequenz, erste Kalibrierungsdaten ein erster Verstärkungsfaktor und/oder ein zweiter Verstärkungsfaktor, bereitgestellt werden. Weitere, im Verfahren benötigte Funktionen, Algorithmen oder Parameter können der Steuerungseinheit über den Eingang bereitgestellt werden. Das Prüfungsergebnis, der selektierte Verstärkungsfaktor und/oder weitere Ergebnisse einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können über den Ausgang bereitgestellt werden. Die Steuerungseinheit kann in das Magnetresonanzgerät integriert sein. Die Steuerungseinheit kann auch separat von dem Magnetresonanzgerät installiert sein. Die Steuerungseinheit kann mit dem Magnetresonanzgerät verbunden sein.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerätes sind analog zu den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Das Magnetresonanzgerät kann weitere Steuerungskomponenten aufweisen, welche zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens nötig und/oder vorteilhaft sind. Auch kann das Magnetresonanzgerät dazu ausgebildet sein, Steuerungssignale zu senden und/oder Steuerungssignale zu empfangen und/oder zu verarbeiten, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Vorzugsweise ist die Empfangssteuerungseinheit Teil der Steuerungseinheit des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts. Auf einer Speichereinheit der Steuerungseinheit können Computerprogramme und weitere Software gespeichert sein, mittels derer die Prozessoreinheit der Steuerungseinheit einen Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch steuert und/oder ausführt.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt ist direkt in einer Speichereinheit einer programmierbaren Steuerungseinheit ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerungseinheit ausgeführt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Steuerungseinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Steuerungseinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem elektronisch lesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Steuerungseinheit geladen werden kann, der mit dem Magnetresonanzgerät direkt verbunden oder als Teil des Magnetresonanzgeräts ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuerungseinheit eines Magnetresonanzgeräts ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerungseinheit und/oder Empfangssteuerungseinheit eines Magnetresonanzgeräts gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem elektronisch lesbaren Datenträger, auf dem ein Programm hinterlegt ist, das zu einer Ausführung eines Verfahrens zu einer Aufnahme von MR-Daten, vorgesehen ist.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts, des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts und des erfindungsgemäßen elektronisch lesbaren Datenträgers entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Aufnahme von MR-Daten, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
5 eine Kalibrierungssequenz und resultierende Kalibrierungsdaten in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt ein Magnetresonanzgerät 11 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Patiententisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 11 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Hochfrequenz-Pulse in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein.
Das Magnetresonanzgeräts 11 umfasst eine Empfangsspuleneinheit 12, welche typischerweise als Hochfrequenzantenne ausgebildet ist und/oder derart angeordnet ist, dass diese einen zu untersuchenden Bereich des Patienten 15 umgibt. Die Empfangsspuleneinheit 12 ist dazu ausgebildet, im Patienten 15 aufgrund der Hochfrequenz-Pulse entstehende Hochfrequenz-Signale, also die abgestrahlten Magnetresonanz-Signale zu empfangen und/oder zu erfassen. Die Empfangsspuleneinheit 12 ist dazu ausgebildet, die erzeugten MR-Daten und/oder die erzeugten ersten Kalibrierungsdaten und/oder die erzeugten zweiten Kalibrierungsdaten zu erfassen und/oder an die Verstärkereinheit 34 weiterzuleiten. Die Empfangsspuleneinheit 12 kann wie im dargestellten Fall als lokale Hochfrequenzantenne ausgebildet sein. Ebenso kann die Hochfrequenzantenneneinheit 20 als Empfangsspuleneinheit 12 verwendet werden und/oder die Empfangsspuleneinheit 12 kann in die Hochfrequenzantenneneinheit 20 integriert sein.
Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst zusätzlich eine Verstärkereinheit 34, ausgebildet zur Verstärkung der mit der Empfangsspuleneinheit 12 empfangenen Magnetresonanz-Signalen unter Verwendung eines Verstärkungsfaktors. Die Verstärkereinheit 34 ist zu einer Verstärkung und/oder zu einer Aufnahme der erzeugten MR-Daten und/oder der erzeugten ersten Kalibrierungsdaten und/oder der erzeugten zweiten Kalibrierungsdaten ausgebildet. Die Aufnahme der erzeugten MR-Daten und/oder der erzeugten ersten Kalibrierungsdaten und/oder der erzeugten zweiten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Verstärkung. Die Verstärkereinheit 34 ist typischerweise mit der Empfangsspuleneinheit 12 und/oder dem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 35 verbunden. Die Verstärkereinheit 34 ist vorzugsweise zu einer Weiterleitung der verstärkten Magnetresonanz-Signale an einen vom Magnetresonanzgerät 11 umfassten Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 35 ausgebildet. Der ADC 35 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die verstärkten Magnetresonanz-Signale zu digitalisieren.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuerungseinheit 24 auf. Die Steuerungseinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen von MR-Steuerungssequenzen. Insbesondere ist die Steuerungseinheit 24 dazu ausgebildet, ein Ausspielen der Kalibrierungssequenz und/oder der MR-Steuerungssequenz zu initiieren, also eine Ansteuerung des Magnetresonanzgerätes 11 gemäß der Kalibrierungssequenz und/oder der MR-Steuerungssequenz zu veranlassen.
Zudem umfasst die Steuerungseinheit 24 eine nicht näher dargestellte Rekonstruktionseinheit zu einer Rekonstruktion von medizinischen Bilddaten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Das Magnetresonanzgerät 11 weist eine Anzeigeeinheit 25 auf. Steuerinformationen wie beispielsweise Steuerungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten können auf der Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Steuerungsparameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuerungseinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
Die Steuerungseinheit 24 umfasst weiterhin eine Empfangssteuerungseinheit 33. Die Empfangssteuerungseinheit 33 ist typischerweise mit der Verstärkereinheit 34 verbunden. Die Empfangssteuerungseinheit 33 umfasst vorzugsweise eine Prüfungseinheit 36 und eine Selektionseinheit 37. Die Prüfungseinheit 36 ist zu einer Erzeugung eines Prüfungsergebnisses durch Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC 35 ausgebildet. Die Selektionseinheit 37 ist zu einer Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit des Prüfungsergebnisses ausgebildet. Die Steuerungseinheit 24, insbesondere die Empfangssteuerungseinheit 33, ist dazu ausgebildet, der Verstärkereinheit 34 den selektierten Verstärkungsfaktor bereitzustellen und/oder die Verstärkereinheit 34 gemäß dem selektierten Verstärkungsfaktor anzusteuern. Die Steuerungseinheit 24 ist insbesondere dazu ausgebildet, das Ausspielen der MR-Steuerungssequenz und damit die Erzeugung der MR-Daten zu kontrollieren. Die Steuerungseinheit 24 ist typischerweise dazu ausgebildet, das Ausspielen der Kalibrierungssequenz und damit die Erzeugung der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten zu kontrollieren. Die Empfangssteuerungseinheit 33 ist typischerweise dazu ausgebildet, die Aufnahme der MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten zu kontrollieren. Die Empfangssteuerungseinheit 33 und/oder die Steuerungseinheit 24 kann eine nicht näher dargestellte Phasenkorrektureinheit umfassen, welche zu einer Phasenkorrektur der MR-Daten unter Verwendung der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten ausgebildet ist.
Die Steuerungseinheit 24 ist zudem zu einer Ausführung eines Verfahrens zu einer Aufnahme von MR-Daten ausgelegt. Hierzu weist die Empfangssteuerungseinheit 33 Computerprogramme und/oder Software auf, die direkt in einem nicht näher dargestellten Speichereinheit der Empfangssteuerungseinheit 33 ladbar sind, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten auszuführen, wenn die Computerprogramme und/oder Software in der Empfangssteuerungseinheit 33 ausgeführt werden. Die Empfangssteuerungseinheit 33 weist hierzu einen nicht näher dargestellten Prozessor auf, der zu einer Ausführung der Computerprogramme und/oder Software ausgelegt ist. Alternativ hierzu können die Computerprogramme und/oder Software auch auf einem getrennt von der Steuerungseinheit 24 und/oder Empfangssteuerungseinheit 33 ausgebildeten elektronisch lesbaren Datenträger 21 gespeichert sein, wobei ein Datenzugriff von der Empfangssteuerungseinheit 33 auf den elektronisch lesbaren Datenträger 21 über ein Datennetz erfolgen kann.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird. Das Magnetresonanzgerät 11 ist somit zusammen mit der Steuerungseinheit 24 und/oder Empfangssteuerungseinheit 33 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Ein Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten kann auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, das das Verfahren auf die Steuerungseinheit 24 implementiert, wenn es auf der Steuerungseinheit 24 ausgeführt wird. Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Datenträger 21 mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumindest ein solches eben beschriebenes Computerprogrammprodukt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des elektronisch lesbaren Datenträgers 21 in einer Steuerungseinheit 24 eines Magnetresonanzgeräts 11 das beschriebene Verfahren durchführen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Aufnahme von MR-Daten umfassend erste MR-Daten und zweite MR-Daten unter Verwendung einer MR-Steuerungssequenz und eines Magnetresonanzgerätes 11.
Zu Beginn des Verfahrens erfolgt in Verfahrensschritt 110 die Bereitstellung der MR-Steuerungssequenz, welche zu einer Erzeugung der ersten MR-Daten und der zweiten MR-Daten ausgebildet ist. Verfahrensschritt 120 umfasst die Bereitstellung einer Kalibrierungssequenz. Die Verfahrensschritte 110 und 120 können zumindest teilweise simultan und/oder konsekutiv erfolgen. Verfahrensschritt 130 umfasst die Erzeugung erster Kalibrierungsdaten durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz. Verfahrensschritt 140 umfasst die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten unter Anwendung eines ersten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit 34. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten, insbesondere Verfahrensschritt 140, kann auch ein Erfassen der ersten Kalibrierungsdaten mittels der Empfangsspuleneinheit 12 umfassen. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten, insbesondere Verfahrensschritt 140, umfasst typischerweise eine Weiterleitung der ersten Kalibrierungsdaten von der Empfangsspuleneinheit 12 an die Verstärkereinheit 34.
Verfahrensschritt 150 umfasst die Erzeugung eines Prüfungsergebnisses durch Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC 35. Verfahrensschritt 160 umfasst eine Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit des Prüfungsergebnisses aus einer der folgenden drei Optionen. Option 161 umfasst eine Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten. Option 162 umfasst eine Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und eine Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten. Option 163 umfasst eine Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten. Verfahrensschritt 170 sieht ein Ausspielen der MR-Steuerungssequenz vor. Der folgende Verfahrensschritt 180 umfasst die Aufnahme der MR-Daten unter Anwendung des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit 34.
Die Aufnahme der MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise ein Erfassen der erzeugten MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten mittels der Empfangsspuleneinheit 12. Die Aufnahme der MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Weiterleitung der erfassten MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten von der Empfangsspuleneinheit 12 an die Verstärkereinheit 34. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Verstärkung der ersten Kalibrierungsdaten unter Verwendung des ersten Verstärkungsfaktors. Die Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Verstärkung der zweiten Kalibrierungsdaten unter Verwendung des zweiten Verstärkungsfaktors. Die Aufnahme der MR-Daten umfasst typischerweise eine Verstärkung der MR-Daten unter Verwendung des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors. Die Aufnahme der MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten umfasst typischerweise eine Umwandlung der verstärkten MR-Daten und/oder der ersten Kalibrierungsdaten und/oder der zweiten Kalibrierungsdaten von einem analogen Signal in ein digitales Signal anhand eines ADC 35.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die folgenden optionalen Verfahrensschritte, welche auch nur einzeln der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden können.
Verfahrensschritt 131 umfasst die Erzeugung zweiter Kalibrierungsdaten durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz. Verfahrensschritt 141 umfasst die Aufnahme der zweiten Kalibrierungsdaten unter Anwendung des zweiten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit 34.
Die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten gemäß Verfahrensschritt 150 kann mit Verfahrensschritt 151 einen Vergleich der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten und der aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten, insbesondere eine Ermittlung eines Skalierungsfaktors zwischen den aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten und den aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten, umfassen.
In Verfahrensschritt 160, bei der Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors kann Verfahrensschritt 161, also die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten vorgesehen sein, sofern die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten innerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35 liegen. Vorzugsweise erfolgt dann mit Verfahrensschritt 191 eine Phasenkorrektur der aufgenommenen MR-Daten unter Verwendung der ersten Kalibrierungsdaten.
In Verfahrensschritt 160, bei der Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors kann Verfahrensschritt 163, also die Selektion des zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten vorgesehen sein, sofern die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35 liegen. Vorzugsweise erfolgt dann mit Verfahrensschritt 193 eine Phasenkorrektur der aufgenommenen MR-Daten unter Verwendung der zweiten Kalibrierungsdaten.
In Verfahrensschritt 160, bei der Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors kann Verfahrensschritt 162, also die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten vorsieht, sofern die ersten Kalibrierungsdaten teilweise außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35 liegen.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die folgenden optionalen Verfahrensschritte, welche auch nur einzeln der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden können. Verfahrensschritt 150, die Erzeugung eines Prüfungsergebnisses, umfasst optional mit Verfahrensschritt 152 die Bereitstellung eines Schwellwertes für Phasenkodiergradienten. Verfahrensschritt 160 umfasst dann mit Verfahrensschritt 165 einen Vergleich des ersten Phasenkodiergradienten und/oder des zweiten Phasenkodiergradienten mit dem Schwellwert.
5 zeigt eine Kalibrierungssequenz und resultierende Kalibrierungsdaten in einer schematischen Darstellung.
Die Kalibrierungssequenz ist im zeitlichen Verlauf dargestellt umfassend von der Hochfrequenzantenneneinheit 20 ausgespielte Hochfrequenzpulse (HF), aufweisend einen Anregungspuls 41 und eine Vielzahl von Refokusierungspulsen 42. Der Anregungspuls 41 charakterisiert den Anregungszeitpunkt. Die Kalibrierungssequenz sieht zwischen den Refokusierungspulsen Auslesegradienten 52 vor, welche von der Gradientenspuleneinheit 19 in Ausleserichtung G RO ausgegeben werden. Zwischen dem Anregungspuls 41 und dem ersten der Vielzahl der Refokusierungspulse 42 ist ein Rewindinggradient 51 vorgesehen. Die Refokusierungspulse 42 erzeugen jeweils ein Echo, also ein MR-Sinal.
Die Kalibrierungssequenz sieht simultan zum Anregungspuls 41 und zu den Refokusierungspulsen 42 Schichtselektionsgradienten 61, 62 vor, welche von der Gradientenspuleneinheit 19 in Schichtselektionsrichtung G SS ausgegeben werden. Die Kalibrierungssequenz sieht keine Phasenkodierung vor, wodurch in Phasenkodierrichtung G PE von der Gradientenspuleneinheit 19 kein Magnetfeldgradient erzeugt wird. Simultan zu den Auslesegradienten 52 werden MR-Signale mittels Empfangsspuleneinheit 12 und/oder der Verstärkereinheit 34 und/oder dem ADC 35 erfasst. Die MR-Signale treten jeweils bei Bildung von Echos auf, wodurch die dargestellte Kalibrierungssequenz als Multiechosequenz ausgebildet.
Die MR-Steuerungssequenz unterscheidet sich von der dargestellten Kalibrierungssequenz vorzugsweise nur durch eine Phasenkodierung, also Magnetfeldgradienten in Phasenkodierrichtung G PE.
5 stellt auch die ersten Kalibrierungsdaten 71 aufgenommen unter Anwendung des ersten Verstärkungsfaktors und die zweiten Kalibrierungsdaten 72 aufgenommen unter Anwendung des zweiten Verstärkungsfaktors dar, wobei der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist. Die ersten Kalibrierungsdaten 71 umfassen im dargestellten Fall jeweils MR-Signale aufgenommen bei sieben Echos mit je unterschiedlicher Zeitdauer zum Anregungszeitpunkt. Der zeitliche Verlauf der Intensität der MR-Signale verändert sich typischerweise im zeitlichen Verlauf. Die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten 71 in Verfahrensschritt 150 umfasst vorzugsweise eine Analyse des zeitlichen Verlaufes der Intensität der MR-Signale der zumindest zwei Echos hinsichtlich einer kontinuierlichen Reduktion, insbesondere hinsichtlich einer exponentiellen Reduktion. Die ersten Kalibrierungsdaten 71 weisen im dargestellten Fall keine kontinuierlich reduzierte Intensität der MR-Signale auf. Die Intensität der MR-Signale der beiden ersten Echos nach dem Anregungszeitpunkt ist geringer als die der folgenden Echos. Dies ist typischerweise ein Indiz dafür, dass diese MR-Signale, insbesondere durch Anwendung des ersten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit 34, außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35 liegen. Die ersten Kalibrierungsdaten 71 liegen im dargestellten Fall demnach teilweise außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35.
Die zweiten Kalibrierungsdaten 72 umfassen im dargestellten Fall jeweils MR-Signale aufgenommen bei sieben Echos mit je unterschiedlicher Zeitdauer relativ zum Anregungszeitpunkt. Die zweiten Kalibrierungsdaten 72 weisen im dargestellten Fall eine kontinuierlich reduzierte Intensität der MR-Signale auf. Dies ist typischerweise ein Indiz dafür, dass die zweiten Kalibrierungsdaten 72, insbesondere durch Anwendung des zweiten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit 34, innerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35 liegen. Die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten 71 in Verfahrensschritt 150 kann einen mit Verfahrensschritt 151 einen Vergleich der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten 71 mit den aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten 72, insbesondere eine Ermittlung eines Skalierungsfaktors zwischen den aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten 71 und den aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten 72, umfassen. Die ersten Kalibrierungsdaten 71 können nicht alleinig durch einen Skalierungsfaktor auf die zweiten Kalibrierungsdaten 72 abgebildet werden. Dies ist typischerweise ein Indiz dafür, dass die ersten Kalibrierungsdaten 71, insbesondere durch Anwendung des ersten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit 34, zumindest teilweise außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC 35 liegen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele 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.

Claims

Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten von einem Untersuchungsobjekt umfassend erste MR-Daten und zweite MR-Daten unter Verwendung einer MR-Steuerungssequenz und eines Magnetresonanzgerätes aufweisend eine Verstärkereinheit und einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC), gemäß den folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen der MR-Steuerungssequenz ausgebildet zu einer Erzeugung der ersten MR-Daten gekennzeichnet durch eine erste Phasenkodierung mit einem ersten Phasenkodiergradienten und der zweiten MR-Daten gekennzeichnet durch eine zweite Phasenkodierung mit einem zweiten Phasenkodiergradienten, - Bereitstellen einer Kalibrierungssequenz, - Erzeugung erster Kalibrierungsdaten vom Untersuchungsobjekt durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz, - Aufnahme der ersten Kalibrierungsdaten unter Anwendung eines ersten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit, - Erzeugung eines Prüfungsergebnisses durch Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten hinsichtlich einer Kompatibilität mit einem Sensitivitätsbereich des ADC, - Wahl zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit des Prüfungsergebnisses umfassend eine Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten, oder eine Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten, oder eine Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten, - Ausspielen der MR-Steuerungssequenz und Aufnahme der MR-Daten des Untersuchungsobjekts unter Anwendung des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist und der erste Phasenkodiergradient größer als der zweite Phasenkodiergradient ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die MR-Steuerungssequenz und die Kalibrierungssequenz als Multiechosequenzen ausgebildet sind und die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten Signale von zumindest zwei Echos mit unterschiedlicher Zeitdauer zum Anregungszeitpunkt umfassen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten eine Analyse des zeitlichen Verlaufes der Intensität der Signale der zumindest zwei Echos hinsichtlich einer kontinuierlichen Reduktion, insbesondere hinsichtlich einer exponentiellen Reduktion, umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kalibrierungssequenz zumindest teilweise der MR-Steuerungssequenz unter Weglassung der Phasenkodierung entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend eine Erzeugung zweiter Kalibrierungsdaten durch Ausspielen der Kalibrierungssequenz und eine Aufnahme der zweiten Kalibrierungsdaten unter Anwendung des zweiten Verstärkungsfaktors in der Verstärkereinheit.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Prüfung der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten einen Vergleich der aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten und der aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten, insbesondere eine Ermittlung eines Skalierungsfaktors zwischen den aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten und den aufgenommenen zweiten Kalibrierungsdaten, umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten vorsieht, sofern die aufgenommenen ersten Kalibrierungsdaten innerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen.
Verfahren nach Anspruch 8, zusätzlich umfassend eine Phasenkorrektur der MR-Daten unter Verwendung der ersten Kalibrierungsdaten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der MR-Daten vorsieht, sofern die ersten Kalibrierungsdaten außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen.
Verfahren nach Anspruch 10, zusätzlich umfassend eine Phasenkorrektur der MR-Daten unter Verwendung der zweiten Kalibrierungsdaten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wahl des zumindest eines selektierten Verstärkungsfaktors die Selektion des ersten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der ersten MR-Daten und Selektion eines zweiten Verstärkungsfaktors für eine Aufnahme der zweiten MR-Daten vorsieht, sofern die ersten Kalibrierungsdaten teilweise außerhalb des Sensitivitätsbereiches des ADC liegen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Bereitstellung eines Schwellwertes für Phasenkodiergradienten, wobei die Wahl des zumindest einen selektierten Verstärkungsfaktors einen Vergleich des ersten Phasenkodiergradienten und/oder des zweiten Phasenkodiergradienten mit dem Schwellwert umfasst.
Magnetresonanzgerät mit einer Verstärkereinheit, einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) und einer Steuerungseinheit umfassend eine Empfangssteuerungseinheit, welches Magnetresonanzgerät zu einer Ausführung eines Verfahrens zu einer Aufnahme von MR-Daten nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgelegt ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuerungseinheit ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn das Programm in der Steuerungseinheit ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger, auf dem ein Programm hinterlegt ist, das derart ausgestaltet ist, dass das Programm bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuerungseinheit das Verfahren zu einer Aufnahme von MR-Daten nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchführt.