DE102020215490A1

DE102020215490A1 - Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten

Info

Publication number: DE102020215490A1
Application number: DE102020215490.2A
Authority: DE
Inventors: Mario Zeller; Dominik Paul
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2022-06-09
Also published as: US20220179029A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten, eine Magnetresonanzvorrichtung und ein Computerprogrammprodukt.Laut dem Verfahren werden erste MR-Referenz-Daten und erste MR-Bildgebungs-Daten aufgekommen. Nach dem Aufnehmen der ersten MR-Bildgebungs-Daten werden weitere MR-Bildgebungs-Daten aufgenommen. Das Aufnehmen der MR-Daten, also insbesondere der ersten MR-Referenz-Daten, der ersten MR-Bildgebungs-Daten und der weiteren MR-Bildgebungs-Daten, umfasst jeweils:• Erzeugen zumindest eines Anregungspulses mit einer Sendespule der Magnetresonanzvorrichtung und Einstrahlen des zumindest einen Anregungspulses in einen Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzvorrichtung,• Erzeugen von MR-Signalen in einem, insbesondere räumlichen, Erzeugungsbereich innerhalb des Patientenaufnahmebereichs durch den zumindest einen Anregungspuls,• Empfangen der MR-Signale als MR-Daten mit einer Empfangsspule der Magnetresonanzvorrichtung.Zudem wird ein Differenzmaß bestimmt, das eine Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten beschreibt. In Abhängigkeit des Differenzmaßes werden weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellt. Anhand der aufgenommenen weiteren MR-Bildgebungs-Daten und der bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten wird zumindest eine MR-Abbildung rekonstruiert.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten, eine Magnetresonanzvorrichtung und ein Computerprogrammprodukt.
In der Medizintechnik zeichnet sich die Bildgebung mittels Magnetresonanz (MR), auch Magnetresonanztomographie (MRT, engl. Magnetic Resonance Imaging, MRI) genannt, durch hohe Weichteilkontraste aus. Hierbei werden mit Hilfe einer Magnetresonanzvorrichtung Anregungspulse in einem menschlichen oder tierischen Patienten eingestrahlt. Dadurch werden im Patienten MR-Signale ausgelöst. Die MR-Signale werden als MR-Daten, insbesondere MR-Messdaten, von der Magnetresonanzvorrichtung empfangen und zur Rekonstruktion von MR-Abbildungen verwendet.
Parallele Bildgebungstechniken wie beispielsweise GRAPPA (GeneRalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition), SENSE (SENSitivity Encoding) oder slice-GRAPPA haben in den letzten Jahren zu einer Beschleunigung der MR-Bildgebung geführt. Grundgedanken hinter diesen Techniken ist es, durch eine Reduktion der aufgenommen k-Raum-Linien mittels Nyquist-Unterabtastung (für GRAPPA und SENSE) bzw. durch die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Schichten in ein Bild (bei slice-GRAPPA) eine Messzeitreduktion zu erzielen. Dadurch entstehende Bildeinfaltungen können durch die Aufnahme der MR-Signale mit Mehrkanalspulen, bei denen einzelne Spulenelemente unterschiedliche Bereiche des FOV (Field Of View) abdecken (wodurch die Sensitivitäten der Spulenelemente variieren) in einem Rekonstruktionsschritt korrigiert werden. Zur Ermittlung der Sensitivitäten sind üblicherweise MR-Referenz-Daten mit voller Nyquist-Abtastung erforderlich. Diese werden je nach Bildgebungssequenz und paralleler Bildgebungstechnik entweder durch volle Abtastung der k-Raum-Mitte (z.B. bei GRAPPA) oder durch eine separaten Referenz-Aufnahme gewonnen, die der eigentlichen bildgebenden Messung vorausgeht.
Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann angesehen werden, die Aufnahmezeit bei der Anwendung paralleler Bildgebungstechniken zu reduzieren.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Demnach wird ein Verfahren zum Aufnehmen von, insbesondere medizinischen, MR-Daten mittels einer Magnetresonanzvorrichtung vorgeschlagen. Dabei werden erste MR-Referenz-Daten und erste MR-Bildgebungs-Daten aufgekommen. Nach dem Aufnehmen der ersten MR-Bildgebungs-Daten werden weitere MR-Bildgebungs-Daten aufgenommen. Das Aufnehmen der MR-Daten, also insbesondere der ersten MR-Referenz-Daten, der ersten MR-Bildgebungs-Daten und der weiteren MR-Bildgebungs-Daten, umfasst jeweils:

• Erzeugen zumindest eines Anregungspulses mit einer Sendespule der Magnetresonanzvorrichtung und Einstrahlen des zumindest einen Anregungspulses in einen Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzvorrichtung,
• Erzeugen von MR-Signalen in einem, insbesondere räumlichen, Erzeugungsbereich innerhalb des Patientenaufnahmebereichs durch den zumindest einen Anregungspuls,
• Empfangen der MR-Signale als MR-Daten mit einer Empfangsspule der Magnetresonanzvorrichtung.

Zudem wird ein Differenzmaß bestimmt, das eine Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten beschreibt. In Abhängigkeit des Differenzmaßes werden weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellt. Anhand der aufgenommenen weiteren MR-Bildgebungs-Daten und der bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten wird zumindest eine MR-Abbildung rekonstruiert.
Gemäß dem Stand der Technik werden vor jeder Aufnahme von MR-Bildgebungs-Daten jeweils zugehörige MR-Referenz-Daten aufgenommen und für die Rekonstruktion der MR-Bildgebungs-Daten bereitgestellt.
Erfindungsgemäß werden die MR-Referenz-Daten, die zur Rekonstruktion der MR-Abbildung bereitgestellt werden, nicht pauschal für jeden Teil der aufzunehmenden MR-Bildgebungs-Daten wieder neu aufgenommen, sondern die Bereitstellung erfolgt in Abhängigkeit des Differenzmaßes, das eine Differenz zwischen den Erzeugungsbereichen beschreibt. Vorteilhafterweise wird vor einer Aufnahme von MR-Bildgebungs-Daten ermittelt, ob der aufzunehmende Bildinhalt bzw. der Erzeugungsbereich im Vergleich zur Aufnahme der aktuellen gültigen MR-Referenz-Daten im Wesentlichen unverändert ist; abhängig vom Resultat können die aktuell gültigen MR-Referenz-Daten weiterverwendet oder neu aufgezeichnet werden. Dadurch können beispielsweise ein unnötiges wiederholtes Aufnehmen von MR-Referenz-Daten vermieden werden und stattdessen bereits aufgenommene MR-Referenz-Daten nochmals bereitgestellt und/oder zur Rekonstruktion der zumindest einen MR-Abbildung verwendet werden. Insbesondere können negative Auswirkungen von starker Patientenbewegung, insbesondere zwischen zwei Messungen, auf die Qualität der zumindest einen MR-Abbildung minimiert werden.
Die MR-Referenz-Daten können insbesondere Kalibrationsdaten umfassen. Die MR-Referenz-Daten können in Form eines Datensatzes, insbesondere eines Kalibrationsdatensatzes, ausgebildet sein. Die MR-Bildgebungs-Daten können insbesondere Rohdaten umfassen. Die MR-Bildgebungs-Daten können in Form eines Datensatzes, insbesondere eines Rohdatensatzes, ausgebildet sein.
MR-Referenz-Daten sind vorzugsweise zur Ermittlung von Spulensensitivitäten geeignet. Eine Spulensensitivität beschreibt üblicherweise eine Empfangscharakteristik der Empfangsspule. Die Stärke des empfangenen MR-Signals eines Voxels ist üblicherweise abhängig vom Voxelort relativ zur Empfangsspule. Im Allgemeinen ist das Signal in Spulennähe am höchsten. Es wird üblicherweise umso schwächer, je weiter das Voxel von der Empfangsspule entfernt ist.
Vorzugsweise werden die MR-Daten, insbesondere die MR-Referenz-Daten und/oder die MR-Bildgebungs-Daten, gemäß einer parallele Bildgebungstechnik, wie z.B. GRAPPA, SENSE oder slice-GRAPPA, aufgenommen. Insbesondere umfasst das Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten ein Aufnehmen eines GRAPPA-Kernel. Vorzugsweise die MR-Referenz-Daten geeignet, um daraus Sensitivitäten von Spulenelementen der Empfangsspule zu bestimmen. Vorzugsweise tasten die MR-Referenz-Daten den k-Raum vorständig ab, d.h. sie erfüllen das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem. Vorzugsweise tasten die MR-Bildgebungs-Daten den k-Raum nicht vollständig ab, d.h. sie erfüllen das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem nicht. Durch eine solche Unterabtastung kann das Aufnehmen von MR-Daten insgesamt beschleunigt werden. Unter MR-Daten sind hier alle MR-Referenz-Daten und MR-Bildgebungs-Daten zu verstehen.
Die Aufnahme der MR-Bildgebungs-Daten ist vorzugsweise in zumindest zwei Teilabschnitte, den ersten MR-Bildgebungs-Daten und den zweiten MR-Bildgebungs-Daten, gegliedert. Vorzugsweise wird mit den ersten MR-Bildgebungs-Daten ein anderer Bereich des Patienten gemessen als mit den zweiten MR-Bildgebungs-Daten. Beispielsweise wird anhand der ersten MR-Bildgebungs-Daten eine erste Schicht gemessen und anhand der zweiten MR-Bildgebungs-Daten wird eine zweite Schicht gemessen.
Ein Erzeugungsbereich ist insbesondere ein signalgebender Bereich. Vorzugsweise ist ein Erzeugungsbereich ein räumlicher Bereich, z.B. ein Volumen oder eine Fläche, in dem die MR-Signale auf Basis einer Magnetresonanz erzeugt werden. Die erzeugten MR-Signale werden vorzugsweise aus dem Erzeugungsbereich in die Empfangsspule eingestrahlt, in denen die MR-Signale als MR-Daten empfangen werden können. Mit anderen Worten stammen die MR-Signale aus dem Erzeugungsbereich, d.h. sie haben dort ihren Ursprung bzw. sie entstehen dort.
Beispielsweise deckt sich der Erzeugungsbereich der MR-Signale mit dem räumlichen Bereich im Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzvorrichtung, in dem sich ein Patient befindet. Der Patient umfasst insbesondere viele Wassermoleküle, deren Protonen, insbesondere deren Spins, durch den zumindest einen Anregungspulses angeregt werden können, wodurch es zu einer Magnetresonanz kommen kann. Eine Änderung des Erzeugungsbereichs kann also beispielsweise durch eine Bewegung des Patienten verursacht werden, da dadurch der räumliche Bereich, in dem es zu einer Magnetresonanz kommen kann, verändert werden kann.
Der Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten ist beispielsweise der Erzeugungsbereich (unmittelbar) vor und/oder (unmittelbar) nach und/oder während dem Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten. Der Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ist vorzugsweise der Erzeugungsbereich (unmittelbar) vor und/oder (unmittelbar) nach und/oder während dem Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass neue MR-Referenz-Daten aufgenommen werden und die neuen MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden. Dies erfolgt insbesondere dann, falls das Differenzmaß einen ersten Schwellwert überschreitet. Eine Aufnahme neuer MR-Referenz-Daten und deren Bereitstellung als die weiteren MR-Referenz-Daten kann vorteilhafterweise dafür sorgen, dass insbesondere die Qualität der neu aufgenommenen MR-Referenz-Daten ausreichend ist, um damit die zumindest eine MR-Abbildung mit ausreichend hoher Qualität rekonstruieren zu können.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die ersten MR-Referenz-Daten modifiziert werden und die modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden. Dies erfolgt insbesondere dann, falls das Differenzmaß einen zweiten Schwellwert überschreitet. Vorteilhafterweise ist eine Aufnahme neuer MR-Referenz-Daten nicht notwendig, wenn sich der Erzeugungsbereich nur in einem gewissen Maße zwischen dem Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Beginn des Aufnehmens der weiteren MR-Bildgebungs-Daten geändert hat. Eine Modifikation der ersten MR-Referenz-Daten und deren Bereitstellung als die weiteren MR-Referenz-Daten kann vorteilhafterweise dafür sorgen, dass insbesondere die Qualität der modifizierten ersten MR-Referenz-Daten ausreichend ist, um damit die zumindest eine MR-Abbildung mit ausreichend hoher Qualität rekonstruieren zu können.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die ersten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten, insbesondere unverändert, bereitgestellt werden. Dies erfolgt insbesondere dann, falls das Differenzmaß einen dritten Schwellwert unterschreitet. Vorteilhafterweise ist eine Aufnahme neuer MR-Referenz-Daten und/oder eine Modifikation der (aktuellen) ersten MR-Referenz-Daten nicht notwendig, wenn sich der Erzeugungsbereich nicht oder nur wenig zwischen dem Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Beginn des Aufnehmens der weiteren MR-Bildgebungs-Daten geändert hat. Dann kann insbesondere die Qualität der (aktuellen) ersten MR-Referenz-Daten ausreichend sein, um damit die zumindest eine MR-Abbildung mit ausreichend hoher Qualität rekonstruieren zu können.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass erste Ortsdaten des Erzeugungsbereichs beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten - insbesondere (unmittelbar) vor und/oder (unmittelbar) nach und/oder während dem Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten - aufgenommen werden, dass weitere Ortsdaten beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten - insbesondere (unmittelbar) vor und/oder (unmittelbar) nach und/oder während dem Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten - aufgenommen werden, und dass das Differenzmaß anhand der ersten Ortsdaten und der weiteren Ortsdaten bestimmt wird.
Ortsdaten sind vorzugsweise Daten, die den räumlichen Ort der Erzeugungsbereichs beschreiben. Die Ortsdaten beschreiben beispielsweise ein Volumen und/oder eine Fläche, die der Erzeugungsbereich einnimmt. Die Ortsdaten umfassen beispielsweise zwei- und/oder dreidimensionale Koordinaten. Aus den Ortsdaten lässt sich vorteilhafterweise besonders einfach das Differenzmaß bestimmen. Beispielsweise wird der Überlapp der Volumina und/oder Flächen bestimmt, die den Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten einnimmt. Vorzugsweise ist das Differenzmaß klein, falls der Überlapp groß ist und umgekehrt.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von MR-Daten mittels der Magnetresonanzvorrichtung umfasst.
Vorzugsweise werden dabei die ersten Ortsdaten und/oder die weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von MR-Navigator-Daten mittels der Magnetresonanzvorrichtung umfasst, die insbesondere mittels einer 3-Schuss-Navigator-Sequenz aufgenommen werden. Eine Navigator-Sequenz umfasst beispielsweise ein oder mehrere (zusätzliche) Spin- oder Gradientenechos zur Detektion von Positionsänderungen des Patienten im Patientenaufnahmebereich
Die Ortsdaten, insbesondere 3-Schuss-Navigator-Daten, können beispielsweise im Rahmen einer Sequenzjustage aufgenommen werden. Hierbei kann insbesondere durch drei Aufnahmen des k-Raum-Zentrums in jeweils drei, insbesondere orthogonale, Raumrichtungen eine Projektion des Patienten in drei Raumrichtungen ermittelt werden. Die Ortsdaten, insbesondere die 3-Schuss-Navigator-Daten, können beispielsweise sowohl nach der Aufnahme der ersten MR-Referenz-Daten als auch vor jeder nachfolgenden Aufnahme von MR-Daten, insbesondere von MR-Bildgebungs-Daten, aufgenommen werden.
Vorteilhafterweise werden die Navigator-Daten, insbesondere die 3-Schuss-Navigator-Daten, für das Bereitstellen der weiteren MR-Referenz-Daten verwendet. Beispielsweise werden die Navigator-Daten, insbesondere Teile der Navigator-Daten, mit aufgenommenen neuen MR-Referenzdaten kombiniert, um insbesondere Messzeit zu sparen. Ferner ist denkbar, die Navigator-Daten, insbesondere Teile der Navigator-Daten, mit aufgenommenen neuen MR-Referenzdaten zu mitteln, um das Ergebnis zu verbessern.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von optischen Signalen, Radar-Signalen und/oder reflektierten hochfrequenten (HF-)Signalen und/oder Pilotton-Signalen umfasst.
Die optischen Signale können beispielsweise mit einer Kamera, insbesondere einer 3D-Kamera, aufgenommen werden. Die Radar-Signale können beispielsweise mit einem Radar-Messgerät aufgenommen werden.
Die reflektierten HF-Signale können beispielsweise mit einer HF-Antenne aufgenommen werden. Die reflektierten HF-Signale können beispielsweise Signale sein, die durch eine Sendeantenne der Magnetresonanzvorrichtung, insbesondere zur Erzeugung von Magnetresonanzsignalen, erzeugt werden und vom Patienten reflektiert werden, insbesondere ohne, dass hierbei eine Magnetresonanz erfolgt.
Die Pilotton-Signale können beispielsweise durch eine HF-Antenne aufgenommen werden, die auch ausgebildet ist, Magnetresonanzsignale aufzunehmen. Beispielsweise erzeugt ein Pilotton-Sender ein Signal mit einer Frequenz ungleich einer Lamorfrequenz der Magnetresonanzvorrichtung, wobei dieses Signal mit dem Patienten wechselwirkt und dann die daraus resultierenden Pilotton-Signale von einer HF-Antenne, die insbesondere auch zum Empfang von Magnetresonanzsignalen ausgebildet sein kann, aufgenommen wird.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Bestimmen des Differenzmaßes mit Hilfe eines Histogrammvergleichs der ersten und der weiteren Ortsdaten und/oder einer Transinformation (engl. mutual information) der ersten und der weiteren Ortsdaten erfolgt. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Veränderung der Position des Patienten detektiert werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass anhand der ersten Referenz-Daten und der weiteren MR-Bildgebungs-Daten eine MR-Abbildung, insbesondere zumindest eine weitere MR-Abbildung, rekonstruiert wird, wobei das Bestimmen des Differenzmaßes mit Hilfe der MR-Abbildung, insbesondere mit Hilfe der zumindest einen weiteren MR-Abbildung, erfolgt. Vorzugsweise wird die MR-Abbildung zur Bestimmung des Differenzmaßes analysiert, insbesondere mit Hilfe eines neuronalen Netzwerks.
Insbesondere kann anhand der ersten Referenz-Daten und der ersten MR-Bildgebungs-Daten eine MR-Abbildung rekonstruiert werden, die mit der anhand der ersten Referenz-Daten und der weiteren MR-Bildgebungs-Daten rekonstruierten MR-Abbildung verglichen wird.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass überprüft wird, ob die Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ganz oder teilweise durch eine Translation der Erzeugungsbereiche in einer Ebene, die durch eine Ausleserichtung und eine Phasenkodierrichtung aufgespannt wird, verursacht wird, wobei bejahendenfalls den ersten MR-Referenz-Daten eine lineare Phasenrampe in die jeweilige k-Raum-Richtung gemäß des Fourier-Shift-Theorems entsprechend der Translation aufmultipliziert wird und als weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Aufnahme der MR-Daten die Aufnahme mehrerer Schichten entlang einer Schichtrichtung umfasst, wobei zumindest einem Teil der mehreren Schichten ein Teil der ersten MR-Referenz-Daten zugeordnet wird.
Insbesondere wird dabei überprüft, ob die Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ganz oder teilweise durch eine Translation der Erzeugungsbereiche entlang einer Schichtrichtung verursacht wird, wobei bejahendenfalls für zumindest eine Schicht die ersten MR-Referenz-Daten modifiziert werden und die modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden, wobei das Modifizieren der ersten MR-Referenz-Daten

• eine Änderung der Zuordnung zumindest eines Teils der ersten MR-Referenz-Daten und/oder
• eine Interpolation zumindest zweier Teile der MR-Referenz-Daten, die zumindest zwei verschiedenen Schichten zugeordnet sind,

Die Schichtrichtung ist insbesondere eine Richtung, entlang der eine Abfolge aufzunehmender Schichten angeordnet ist. Die Schichtrichtung entspricht vorzugsweise einer Frequenzkodierrichtung. Erfolgt eine Translation des Erzeugungsbereichs entlang der Schichtrichtung kann insbesondere je nach Umfang der ersten MR-Referenz-Daten eine Neuzuordnung eines kalibrierten GRAPPA-Kernels zu einer anderen Schicht erfolgen. Liegt der Endpunkt der Translation zwischen zwei Schichten, kann eine Interpolation der jeweiligen Schicht-Kernel zu einem neuen Kernel erfolgen. Gegebenenfalls kann eine Neukalibration der Randschichten erfolgen. Insbesondere kann sich eine das Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten auf Daten beschränken, die in den ersten MR-Referenz-Daten nicht enthalten sind.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass überprüft wird, ob die Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ganz oder teilweise durch eine Rotation der Erzeugungsbereiche verursacht wird, wobei bejahendenfalls für zumindest eine Schicht die ersten MR-Referenz-Daten in Abhängigkeit von der Rotation modifiziert werden und die modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden, wobei das Modifizieren der ersten MR-Referenz-Daten eine Interpolation der ersten MR-Referenz-Daten umfasst.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten für MR-Bildgebungs-Daten, die nach den weiteren MR-Bildgebungs-Daten aufgenommen werden, als erste MR-Referenz-Daten übernommen werden. Falls nicht nur erste MR-Bildgebungs-Daten und weitere MR-Bildgebungs-Daten, sondern darüber hinaus noch zusätzliche MR-Bildgebungs-Daten aufgenommen werden sollen, so kann der hier beschriebene technische Lehre auch auf diese zusätzlichen MR-Bildgebungsdaten analog angewendet werden.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren bei der Aufnahme von MR-Daten, die mehrere Aufnahmeabschnitte, insbesondere Sequenzabschnitte, umfasst, auf alle Aufnahmeabschnitte angewendet. Dabei wird vorzugsweise bei jedem Aufnahmeabschnitt immer wieder auf vorher bereits bereitgestellte weitere MR-Referenz-Daten zurückgegriffen, welche im Folgenden wiederum als erste MR-Referenz-Daten als Grundlage dienen, daraus wieder neue weitere MR-Referenz-Daten abzuleiten.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass überprüft wird, ob das Differenzmaß einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei bejahendenfalls das Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten und das Bereitstellen der neuen MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten erfolgt. Der vorgegebene Schwellwert ist vorzugsweise so ausgelegt, dass erst bei Überschreitung dieses Schwellwerts die Qualität der rekonstruierten zumindest einen MR-Abbildung nicht mehr ausreichend ist.
Vorteilhafterweise kann dadurch erreicht werden, dass neue MR-Referenz-Daten nur dann aufgenommen werden, wenn dies wirklich notwendig ist. Dadurch kann die Aufnahme der MR-Daten insgesamt beschleunigt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass während dem Aufnehmen der ersten MR-Bildgebungs-Daten eine Änderung des Erzeugungsbereichs erfasst wird, wobei neue MR-Referenz-Daten aufgenommen werden und die neuen MR-Referenz-Daten als weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden, wobei ein Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem die Änderung des Erzeugungsbereichs einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dabei werden dem Teil der ersten MR-Bildgebungs-Daten, die vor diesem Zeitpunkt aufgenommen wurden, andere MR-Referenz-Daten zugeordnet als dem Teil der ersten MR-Bildgebungs-Daten, die nach diesem Zeitpunkt aufgenommen wurden.
Vorteilhafterweise kann dadurch erreicht werden, dass beispielsweise bei einer Bewegung des Patienten während dem Aufnehmen ersten MR-Bildgebungs-Daten, der Teil der ersten MR-Bildgebungs-Daten, die vor bzw. nach der Bewegung aufgenommen wurden, jeweils anhand von MR-Referenz-Daten rekonstruiert werden, die den Zustand des Patienten vor bzw. nach der Bewegung am besten beschreiben. Etwaige Artefakte in den resultierenden MR-Abbildungen können somit reduziert werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass bei einer kontinuierlichen Änderung des Erzeugungsbereichs, die insbesondere durch eine Bewegung des Patienten verursacht wird, eine dem Grad dieser Änderung angepasste, insbesondere aus den ersten MR-Referenz-Daten und den neuen MR-Referenz-Daten gemittelte und/oder interpolierte, MR-Referenz-Daten den ersten MR-Bildgebungs-Daten zugeordnet werden. Auch dies kann vorteilhafterweise zu einer Reduktion etwaige Artefakte in den resultierenden MR-Abbildungen beitragen.
Beispielsweise können die ersten MR-Referenz-Daten und die neuen MR-Referenz-Daten für einen Bewegungszustand gleichgewichtet gemittelt werden, wenn der Bewegungszustand eine Mittellage zwischen einem Bewegungszustand vor der Bewegung und einem Bewegungszustand nach der Bewegung beschreibt.
Ferner wird eine Magnetresonanzvorrichtung vorgeschlagen, die ausgebildet ist, eines der vorab beschriebenen Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten auszuführen.
Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst insbesondere eine Einheit zum Aufnehmen von MR-Daten, etwa eine Magneteinheit mit einem Hauptmagneten zur Erzeugung eines Hauptmagnetfelds und einer Gradientenspuleneinheit zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten sowie eine Hochfrequenzantenneneinheit mit einer Sendespule zur Erzeugung von Anregungspulsen und einer Empfangsspule zum Empfangen von MR-Signalen. Die Erzeugung der Anregungspulsen und das Empfangen der MR-Signale kann auch durch dieselbe Spule, insbesondere durch eine Sende-EmpfangsSpule, erfolgen.
Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst ferner insbesondere eine Systemsteuereinheit mit einem oder mehreren Prozessoren und elektronischen Speichern, die ausgebildet ist, Rechenoperationen, wie beispielsweise ein Bestimmen eines Differenzmaßes, das eine Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten beschreibt, ein Bereitstellen weiterer MR-Referenz-Daten in Abhängigkeit des Differenzmaßes und/oder eine Rekonstruktion zumindest einer MR-Abbildung anhand der aufgenommenen weiteren MR-Bildgebungs-Daten und der bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten durchzuführen.
Die Vorteile der vorgeschlagenen Magnetresonanzvorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten mittels einer Magnetresonanzvorrichtung, 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.
Ferner wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Systemsteuereinheit einer Magnetresonanzvorrichtung ladbar ist und Programmmittel, z.B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, aufweist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Systemsteuereinheit der Magnetresonanzvorrichtung ausgeführt wird. Das Computerprogrammprogrammprodukt kann dabei eine Software mit einen Quellcode, der noch kompiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in die Systemsteuereinheit zu laden ist.
Durch das Computerprogrammprodukt können erfindungsgemäße Verfahrensschritte zum Aufnehmen von MR-Daten schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Systemsteuereinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Systemsteuereinheit 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 computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Systemsteuereinheit geladen werden kann, der mit der Magnetresonanzvorrichtung direkt verbunden oder als Teil der Magnetresonanzvorrichtung 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 Systemsteuereinheit einer Magnetresonanzvorrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Systemsteuereinheit der Magnetresonanzvorrichtung gespeichert werden, können alle Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. So kann die Erfindung auch von dem besagten computerlesbaren Medium und/oder dem besagten elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 eine Magnetresonanzvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
2 ein Diagramm eines Verfahrens zum Aufnehmen von MR-Daten mittels der Magnetresonanzvorrichtung,
3 ein Diagramm wiederkehrender Unterabschnitte des Verfahrens,
4 eine Schichtorientierung und aufgenommene k-Raum-Linien eines 3-Schuss-Navigators,
5 eine Veränderung eines Erzeugungsbereichs durch Translation in y-Richtung,
6 eine Veränderung eines Erzeugungsbereichs durch Translation in z-Richtung,
7 eine Veränderung eines Erzeugungsbereichs durch Rotation.

In 1 ist eine Magnetresonanzvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11, die einen Hauptmagneten 12 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere zeitlich konstanten Hauptmagnetfelds 13 aufweist. Zudem umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15. Der Patientenaufnahmebereich 14 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 11 zylinderförmig umgeben. Grundsätzlich ist jedoch eine davon abweichende Ausbildung des Patientenaufnahmebereichs 14 jederzeit denkbar. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 17 auf.
Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 18 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Aufnahme von MR-Daten verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert. Die Magneteinheit 11 umfasst weiterhin eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als fest in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von einer Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert und strahlt als Sendespule (hochfrequente) Anregungspulse in einem Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 ein. Dadurch stellt sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 in einem Erzeugungsbereich innerhalb des Patientenaufnahmebereichs eine Anregung von Atomkernen ein.
Der Erzeugungsbereich ist also der räumliche Bereich, der Atomkerne enthält, welche durch die Anregungspulse mittels Magnetresonanz angeregt werden können. (Beispielsweise ist der Bereich, in welchem sich nur Luft befindet, kein Erzeugungsbereich im Sinne dieser Beschreibung, da die Anregungspulse zur Aufnahme vom medizinischen MR-Daten keine Luftmoleküle anregen.) In 5 bis 7 sind beispielhaft Erzeugungsbereiche A1, A2 in Form des Kopfes des Patienten 15 dargestellt.
Durch Relaxation der angeregten Atomkerne werden MR-Signale erzeugt. Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst eine MR-Lokalspule 26 (engl. local coils), die nahe am Patienten 15 angebracht ist. Die MR-Lokalspule 26 ist ausgebildet die MR-Signale zu empfangen. Die MR-Lokalspule 26 ist mithin eine Empfangsspule. Die MR-Lokalspule 26 umfasst vorzugsweise mehrere Spulenelemente, die jeweils mit einer bestimmten Sensitivität das MR-Signal empfangen. Eine Spulensensitivität der MR-Lokalspule 26 beschreibt insbesondere die Sensitivitäten der Spulenelemente. Die Sensitivitäten der Spulenelemente sind beispielsweise abhängig von ihrer Lage relativ zum Erzeugungsbereich.
Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 kann auch zum Empfang der MR-Signale ausgebildet sein und mithin eine Empfangsspule darstellen, d.h. es kann dabei um eine Sende-Empfangsspule handeln. Es ist also auch denkbar, dass die MR-Signale mit derselben Spule empfangen werden, mit der die Anregungspulse erzeugt und eingestrahlt werden.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Systemsteuereinheit 22 auf. Die Systemsteuereinheit 22 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 10, wie beispielsweise das Durchführen einer GRAPPA-Sequenz. Die empfangenen MR-Signale werden hier als MR-Daten von der Hochfrequenzantenneneinheit 20 als Empfangsspule an die Systemsteuereinheit übertragen. Je nach Funktion der MR-Daten, insbesondere bei einer späteren Rekonstruktion, kann es sich dabei beispielsweise um MR-Referenz-Daten oder MR-Bildgebungs-Daten handeln. Die Systemsteuereinheit 22 umfasst eine nicht näher dargestellte Rekonstruktionseinheit zu einer Rekonstruktion der MR-Daten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst ferner einen mit der Systemsteuereinheit 22 verbundenen externen Sensor 27, der ausgebildet ist eine Bewegung des Patienten 15 zu detektieren.
Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 23, die mit der Systemsteuereinheit 22 verbunden ist. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte MR-Abbildungen können auf einer Anzeigeeinheit 24, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 23 für ein medizinisches Bedienpersonal angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 23 eine Eingabeeinheit 25 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von dem medizinischen Bedienpersonal eingegeben werden können.
In 2 ist ein Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten mittels einer Magnetresonanzvorrichtung 10 dargestellt. In S1 werden erste MR-Referenz-Daten aufgenommen. In S2 werden erste MR-Bildgebungs-Daten aufgenommen. In S3 werden nach dem Aufnehmen der ersten MR-Bildgebungs-Daten weitere MR-Bildgebungs-Daten aufgenommen.
Die Aufnahme der MR-Daten, welche jeweils in S1, S2 und S3 erfolgt, wird genauer anhand von 3 illustriert. In S0.1 wird zumindest ein Anregungspulses mit einer Sendespule der Magnetresonanzvorrichtung 10, etwa der Hochfrequenzantenneneinheit 20, erzeugt und in den Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 eingestrahlt.
In S0.2 werden durch den zumindest einen Anregungspuls MR-Signale in einem Erzeugungsbereich innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 erzeugt. In S0.3 werden MR-Signale als MR-Daten mit einer Empfangsspule, etwa der MR-Lokalspule 26, empfangen.
Ferner wird gemäß 2 in S4 ein Differenzmaß bestimmt, das eine Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten beschreibt.
In 5 bis 7 ist jeweils ein Erzeugungsbereich A1 beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und ein Erzeugungsbereich A2 beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten dargestellt. Eine Änderung der Erzeugungsbereiche A1, A2 kann beispielsweise durch Translation, siehe 5 und 6, und/oder Rotation, siehe 7, verursacht werden.
In S5 werden weitere MR-Referenz-Daten in Abhängigkeit des Referenzmaßes bereitgestellt.
In S6 wird zumindest eine MR-Abbildung anhand der aufgenommenen weiteren MR-Bildgebungs-Daten und der bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten rekonstruiert.
Im Folgenden sollen verschiede Möglichkeiten dargestellt werden, wie in S4 ein Differenzmaß bestimmt wird, das eine Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten beschreibt.
Insbesondere kann S4 ein Aufnehmen erster Ortsdaten des Erzeugungsbereichs beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten, und ein Aufnehmen weiterer Ortsdaten des Erzeugungsbereichs beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten umfassen, wobei das Bestimmen des Differenzmaßes anhand der ersten Ortsdaten und der weiteren Ortsdaten erfolgt.
Das Aufnehmen der Ortsdaten bzw. die Ermittlung der Erzeugungsbereiche kann dabei beispielsweise anhand von MR-Daten erfolgen. Beispielsweise umfasst das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von MR-Navigator-Daten mittels der Magnetresonanzvorrichtung 10.
So ist z.B. ein schneller 3-Schuss-Navigator im Rahmen einer Sequenzjustagen denkbar. Hierbei kann durch drei Aufnahmen des k-Raum-Zentrums in jeweils drei Raumrichtungen eine Projektion des Patienten 15 in drei Raumrichtungen x, y, z ermittelt werden. Dies ist in 4 dargestellt, in der verschiedene Schichtorientierungen senkrecht zur x-Achse, y-Achse und z-Achse und aufgenommene k-Raum-Linien k_x, k_y, k_z eines 3-Schuss-Navigators dargestellt sind.
Solche MR-Navigator-Daten können sowohl nach der Aufnahme der ersten MR-Referenz-Daten Referenzscan als auch vor jeder nachfolgenden Daten-Aufnahme aufgenommen werden. Durch Vergleich der Intensitätsprofile z.B. durch einen Histogrammvergleich oder ein Transinformationsverfahren kann eine Veränderung der Erzeugungsbereiche, insbesondere der Position des Patienten 15, detektiert werden.
Eine Bestimmung des Differenzmaßes in S4 kann auch ohne Zuhilfenahme von MR-Daten erfolgen. Beispielsweise können Ortsdaten anhand von externen Sensoren 27 wie z.B. Kameras, Radar oder Detektoren, die auf HF-Reflexion beruhen (wie z.B. der Respiratory Sensor) sowie Pilot Tone-Sensoren aufgenommen werden. Das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten kann also das Aufnehmen von optischen Signalen, Radar-Signalen und/oder reflektierten HF-Signalen und/oder Pilotton-Signalen umfassen.
Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung des Differenzmaßes, insbesondere zur Entscheidung, ob ein neue MR-Referenz-Daten benötigt werden, sieht vor, den die MR-Bildgebungs-Daten zunächst mit dem bisherigen MR-Referenz-Daten zu rekonstruieren und dann den Bildinhalt zu analysieren. Dabei kann beispielsweise ein neuronales Netzwerk, insbesondere ein Deep Learning-Verfahren, zur Bildqualitätsbewertung zum Einsatz kommen oder es kann ein Vergleich mit Bildinhalten aus zuvor aufgenommenen Messungen bzw. Datensätzen von MR-Referenzdaten erfolgen. Falls starke Abweichungen auftreten, kann die Aufnahme neuer MR-Referenz-Daten mit anschließender Neurekonstruktion erfolgen.
Im Folgenden sollen verschiedene Möglichkeiten dargestellt werden, wie in S5 die weiteren MR-Referenz-Daten in Abhängigkeit des Referenzmaßes bereitgestellt werden. Dies kann beispielsweise ein Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten und Bereitstellen der neuen MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten oder ein Modifizieren der ersten MR-Referenz-Daten und Bereitstellen der modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten oder ein Bereitstellen der ersten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten umfassen.
Beispielsweise wird überprüft, ob das Differenzmaß einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei bejahendenfalls das Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten und das Bereitstellen der neuen MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten erfolgt.
Findet beispielsweise eine zu starke Bewegung des Patienten 15 statt (z.B. Translation und Rotation über einen Schwellwert hinaus, z.B. 1 cm oder 20°) oder verändert sich der Bildinhalt auf andere Weise, z.B. durch Veränderung der Lage eines Arms des Patienten 15, so kann eine Neuaufnahme der Referenz-Daten und eine Bereitstellung dieser neuen MR-Referenz-Daten als weitere MR-Referenz-Daten erfolgen. Die als weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellten Daten können insbesondere für gerade erfolgte und/oder für zukünftige Messungen verwendet werden.
5 zeigt einen Fall, wonach der Erzeugungsbereich A1 beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten durch Translation in y-Richtung in den Erzeugungsbereich A2 beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten übergeht. Dies kann etwa dadurch geschehen, dass der Patient 15 seinen Kopf nach oben bewegt. In diesem Beispiel entsprechen die y-Richtung der Phasenkodierrichtung (korrespondierend mit der k_y-Richtung im k-Raum), die x-Richtung der Ausleserichtung (korrespondierend mit der k_x-Richtung im k-Raum), und die z-Richtung der Frequenzkodierrichtung (korrespondierend mit der k_z-Richtung im k-Raum).
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Translation im Bildraum gemäß dem Fourier-Shift-Theorem eine lineare Phasenrampe im k-Raum erzeugt. Vorzugsweise werden in S5 den ersten MR-Referenz-Daten eine lineare Phasenrampe in die jeweilige k-Raum-Richtung aufmultipliziert und als weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellt.
6 zeigt einen Fall, wonach der Erzeugungsbereich A1 beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten durch Translation in z-Richtung in den Erzeugungsbereich A2 beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten übergeht. Die z-Richtung ist hier auch die Schichtrichtung, d.h. aufzunehmende Schichten L1 und L2 sind in z-Richtung versetzt. Erfolgt eine Translation entlang der Schichtrichtung kann je nach Umfang der aufgenommenen MR-Referenz-Daten eine Neuzuordnung der kalibrierten GRAPPA-Kernel zu einer anderen Schicht erfolgen.
Im dargestellten Beispiel entspricht die Länge der Translation Δz_A dem Abstand der Schichten Δz_L, so dass der Teil der ersten MR-Referenz-Daten, der zunächst der Schicht L2 zuzuordnen war, nun in S5 als weitere MR-Referenz-Daten für die Schicht L1 bereitgestellt werden können. Sofern also die Aufnahme der MR-Daten die Aufnahme mehrerer Schichten entlang einer Schichtrichtung umfasst, können vorteilhafterweise zumindest einem Teil der mehreren Schichten L1, L2 ein Teil der ersten MR-Referenz-Daten zugeordnet werden.
Liegt der Endpunkt der Translation zwischen zwei Schichten, kann eine Interpolation der jeweiligen Schicht-Kernel zu einem neuen Kernel erfolgen. Gegebenenfalls muss eine Neukalibration der Randschichten erfolgen.
7 zeigt einen Fall, wonach der Erzeugungsbereich A1 beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten durch eine Rotation in den Erzeugungsbereich A2 beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten übergeht. Erfolgt eine Drehung, so kann vorteilhafterweise eine Neukalibration mittels Interpolation von Referenzlinien auf den bereits aufgenommenen MR-Referenz-Daten erfolgen. Insbesondere können aus dem zuvor aufgenommenen MR-Referenz-Daten neue rotierte Referenzlinien, d.h. ein neuer Datenbereich, durch Interpolation gewonnen werden.
Ist der Zeitpunkt einer starken Änderung des Erzeugungsbereichs (z.B. durch eine Bewegung des Patienten 15) bekannt (z.B. durch eine Bewegungsdetektion durch externe Sensoren), kann der Teil der MR-Bildgebungs-Daten vor der Änderung des Erzeugungsbereichs mittels bisheriger MR-Referenz-Daten, der Teil der MR-Bildgebungs-Daten nach der Änderung mittels neu aufgenommener MR-Referenz-Daten erfolgen. Denkbar ist bei kontinuierlicher Änderung des Erzeugungsbereichs (z.B. durch eine kontinuierliche Bewegung des Patienten 15) auch eine dem Grad der Änderung angepasste Mittelung verschiedener Datensätze von MR-Referenz-Daten bzw. der daraus errechneten GRAPPA-Kernel.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei der dargestellten Magnetresonanzvorrichtung lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Verfahren zum Aufnehmen von MR-Daten mittels einer Magnetresonanzvorrichtung (10), umfassend: Aufnehmen erster MR-Referenz-Daten (S1), Aufnehmen erster MR-Bildgebungs-Daten (S2), Aufnehmen weiterer MR-Bildgebungs-Daten nach dem Aufnehmen der ersten MR-Bildgebungs-Daten (S3), wobei das Aufnehmen der MR-Daten jeweils umfasst: • Erzeugen zumindest eines Anregungspulses mit einer Sendespule der Magnetresonanzvorrichtung und Einstrahlen des zumindest einen Anregungspulses in einen Patientenaufnahmebereich (14) der Magnetresonanzvorrichtung (10) (S0.1), • Erzeugen von MR-Signalen in einem (räumlichen) Erzeugungsbereich (A1, A2) innerhalb des Patientenaufnahmebereichs (14) durch den zumindest einen Anregungspuls (S0.2), • Empfangen der MR-Signale als MR-Daten mit einer Empfangsspule der Magnetresonanzvorrichtung (10) (S0.3), wobei das Verfahren ferner umfasst: Bestimmen eines Differenzmaßes, das eine Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich (A1) beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich (A2) beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten beschreibt (S4), Bereitstellen weiterer MR-Referenz-Daten in Abhängigkeit des Differenzmaßes (S5), Rekonstruktion zumindest einer MR-Abbildung anhand der aufgenommenen weiteren MR-Bildgebungs-Daten und der bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten (S6).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten und Bereitstellen der neuen MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten oder Modifizieren der ersten MR-Referenz-Daten und Bereitstellen der modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten oder Bereitstellen der ersten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: Aufnehmen erster Ortsdaten des Erzeugungsbereichs (A1) beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten, Aufnehmen weiterer Ortsdaten des Erzeugungsbereichs (A2) beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten, wobei das Bestimmen des Differenzmaßes anhand der ersten Ortsdaten und der weiteren Ortsdaten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von MR-Daten mittels der Magnetresonanzvorrichtung (10) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von MR-Navigator-Daten mittels der Magnetresonanzvorrichtung (10) umfasst, die insbesondere mittels einer 3-Schuss-Navigator-Sequenz aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Aufnehmen der ersten Ortsdaten und/oder der weiteren Ortsdaten das Aufnehmen von optischen Signalen, Radar-Signalen und/oder reflektierten HF-Signalen und/oder Pilotton-Signalen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Bestimmen des Differenzmaßes mit Hilfe eines Histogrammvergleichs der ersten und der weiteren Ortsdaten und/oder einer Transinformation der ersten und der weiteren Ortsdaten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei anhand der ersten Referenz-Daten und der weiteren MR-Bildgebungs-Daten eine MR-Abbildung rekonstruiert wird, wobei das Bestimmen des Differenzmaßes mit Hilfe der MR-Abbildung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei zur Bestimmung des Differenzmaßes die MR-Abbildung mit Hilfe eines neuronalen Netzwerks analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei anhand der ersten Referenz-Daten und der ersten MR-Bildgebungs-Daten eine MR-Abbildung rekonstruiert wird, die mit der anhand der ersten Referenz-Daten und der weiteren MR-Bildgebungs-Daten rekonstruierten MR-Abbildung verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten ein Aufnehmen eines GRAPPA-Kernels umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei überprüft wird, ob die Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich (A1) beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich (A2) beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ganz oder teilweise durch eine Translation der Erzeugungsbereiche in einer Ebene, die durch eine Ausleserichtung und eine Phasenkodierrichtung aufgespannt wird, verursacht wird, wobei bejahendenfalls den ersten MR-Referenz-Daten eine lineare Phasenrampe in die jeweilige k-Raum-Richtung aufmultipliziert wird und als weitere MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahme der MR-Daten die Aufnahme mehrerer Schichten entlang einer Schichtrichtung umfasst, wobei zumindest einem Teil der mehreren Schichten (L1, L2) ein Teil der ersten MR-Referenz-Daten zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei überprüft wird, ob die Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich (A1) beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich (A2) beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ganz oder teilweise durch eine Translation der Erzeugungsbereiche entlang einer Schichtrichtung verursacht wird, wobei bejahendenfalls für zumindest eine Schicht die ersten MR-Referenz-Daten modifiziert werden und die modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden, wobei das Modifizieren der ersten MR-Referenz-Daten • eine Änderung der Zuordnung zumindest eines Teils der ersten MR-Referenz-Daten und/oder • eine Interpolation zumindest zweier Teile der MR-Referenz-Daten, die zumindest zwei verschiedenen Schichten (L1, L2) zugeordnet sind, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei überprüft wird, ob die Differenz zwischen dem Erzeugungsbereich (A1) beim Aufnehmen der ersten MR-Referenz-Daten und dem Erzeugungsbereich (A2) beim Aufnehmen der weiteren MR-Bildgebungs-Daten ganz oder teilweise durch eine Rotation der Erzeugungsbereiche (A1, A2) verursacht wird, wobei bejahendenfalls für zumindest eine Schicht die ersten MR-Referenz-Daten in Abhängigkeit von der Rotation modifiziert werden und die modifizierten MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten bereitgestellt werden, das Modifizieren der ersten MR-Referenz-Daten eine Interpolation der ersten MR-Referenz-Daten umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei überprüft wird, ob das Differenzmaß einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, wobei bejahendenfalls ein Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten und ein Bereitstellen der neuen MR-Referenz-Daten als die weiteren MR-Referenz-Daten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die bereitgestellten weiteren MR-Referenz-Daten für MR-Bildgebungs-Daten, die nach den weiteren MR-Bildgebungsdaten aufgenommen werden, als erste MR-Referenz-Daten übernommen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während dem Aufnehmen der ersten MR-Bildgebungs-Daten (S2) eine Erfassung einer Änderung des Erzeugungsbereichs (A1, A2) erfolgt, wobei ein Aufnehmen neuer MR-Referenz-Daten und Bereitstellen der neuen MR-Referenz-Daten als weitere MR-Referenz-Daten erfolgt, wobei ein Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem die Änderung des Erzeugungsbereichs einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei dem Teil der ersten MR-Bildgebungs-Daten, die vor diesem Zeitpunkt aufgenommen wurden, andere MR-Referenz-Daten zugeordnet werden als dem Teil der ersten MR-Bildgebungs-Daten, die nach diesem Zeitpunkt aufgenommen wurden.
Verfahren nach Anspruche 18, wobei bei einer kontinuierlichen Änderung des Erzeugungsbereichs (A1, A2) eine dem Grad dieser Änderung angepasste, insbesondere aus den ersten MR-Referenz-Daten und den neuen MR-Referenz-Daten gemittelte und/oder interpolierte, MR-Referenz-Daten den ersten MR-Bildgebungs-Daten zugeordnet werden.
Magnetresonanzvorrichtung, die ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 auszuführen.
Computerprogrammprodukt, das ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Systemsteuereinheit einer Magnetresonanzvorrichtung ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 auszuführen, wenn das Programm in der Systemsteuereinheit der Magnetresonanzvorrichtung ausgeführt wird.