DE102022202591A1

DE102022202591A1 - Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule

Info

Publication number: DE102022202591A1
Application number: DE102022202591.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Wullenweber
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-09-21
Also published as: US20230293040A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung, umfassend die folgenden Schritte:
- Ausspielen einer Magnetresonanzsequenz mittels einer Hochfrequenzantenne, die fest innerhalb einer Scannereinheit der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet ist,
- Erfassen von ersten Magnetresonanzdaten mittels der Hochfrequenzantenne und Erfassen von zweiten Magnetresonanzdaten mittels des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule, Ermitteln von ersten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und ein Ermitteln von zweiten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und den zweiten Magnetresonanzdaten,
- Bestimmen eines Ähnlichkeitsmaß aus den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern, und
- Bestimmen eines Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule aus den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern, wobei der Wirksamkeitsbereich eine Position des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Magnetresonanzvorrichtung umfassend eine Scannereinheit mit einer Hochfrequenzantenne, einen Patientenaufnahmebereich, eine in dem Patientenaufnahmebereich einbringbare lokale Hochfrequenzspule und eine Auswerteeinheit, wobei die Magnetresonanzvorrichtung zu einem Ausführen des Verfahrens zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements der in dem Patientenaufnahmebereich einbringbaren Hochfrequenzspule ausgebildet ist. Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuerungseinheit ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule zu steuern, wenn das Programm in der Steuerungseinheit ausgeführt wird und einem elektronisch lesbaren Datenträger, auf dem ein entsprechendes Computerprogramm gespeichert ist.
Für verschiedene Magnetresonanzuntersuchungen ist es hilfreich und/oder eine Voraussetzung, eine Position von lokalen Hochfrequenzspulen und/oder von einzelnen Spulenelementen der lokalen Hochfrequenzspulen zu kennen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn mehrere lokale Hochfrequenzspulen und/oder eine lokale Hochfrequenzspule mit mehreren Spulenelementen auf dem Patienten positioniert sind und diese mehreren lokalen Hochfrequenzspulen und/oder diese mehreren Spulenelemente für unterschiedliche Messungen und/oder unterschiedliche Untersuchungsbereiche verwendet werden sollen. Werden während einer Magnetresonanzuntersuchung an einem Patienten beispielsweise MR-Aufnahmen von verschiedenen Organen gemacht, so ist es von Vorteil, jeweils nur diejenigen lokalen Hochfrequenzspulen und/oder nur diejenigen Spulenelemente zu aktivieren, die sich räumlich besonders nah an dem jeweiligen zu untersuchenden Organ befinden. Jedoch ist bei der Positionierung des Patienten und/oder der lokalen Hochfrequenzspulen nicht direkt ersichtlich, welche lokale Hochfrequenzspule, insbesondere welche Spulenelemente besonders nah an welchem Organ positioniert sind.
Zudem sind Verfahren bekannt, die die Position einer lokalen Hochfrequenzspule bestimmen. Jedoch wird hierbei ein Mittelpunkt der lokalen Hochfrequenzspule meist nur in z-Richtung bestimmt. Eine Information bezüglich einer Orientierung und/oder einer Ausdehnung in y-Richtung und/oder in x-Richtung umfasst dagegen eine derartige Positionsbestimmung nicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte automatische Bestimmung und/oder Auswahl eines Spulenelements und/oder einer lokalen Hochfrequenzspule bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereichs einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung, umfassend die folgenden Schritte:

- Ausspielen einer Magnetresonanzsequenz mittels einer Hochfrequenzantenne, die fest innerhalb einer Scannereinheit der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet ist, und
- Erfassen von ersten Magnetresonanzdaten mittels der Hochfrequenzantenne und Erfassen von zweiten Magnetresonanzdaten mittels des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule,

- Ermitteln von ersten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und ein Ermitteln von zweiten Magnetresonanzdaten aus den ersten Magnetresonanzdaten und den zweiten Magnetresonanzdaten,
- Bestimmen eines Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule aus den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern, wobei der Wirksamkeitsbereich eine Position des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule umfasst.

Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst bevorzugt eine medizinische und/oder diagnostische Magnetresonanzvorrichtung, die zu einem Erfassen von medizinischen und/oder diagnostischen Bilddaten, insbesondere medizinischen und/oder diagnostischen Magnetresonanzbilddaten, eines Patienten ausgelegt und/oder ausgebildet ist. Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst die Scannereinheit. Die Scannereinheit der Magnetresonanzvorrichtung umfasst bevorzugt eine Detektoreinheit, insbesondere eine Magneteinheit, zur Erfassung der medizinischen und/oder diagnostischen Bilddaten. Hierbei umfasst die Scannereinheit, insbesondere die Magneteinheit, einen Grundmagneten, eine Gradientenspuleneinheit und eine Hochfrequenzantenne. Die Hochfrequenzantenne ist hierbei fest innerhalb der Scannereinheit angeordnet.
Der Grundmagnet ist zur Erzeugung eines homogenen Grundmagnetfelds mit einer definierten Magnetfeldstärke, wie beispielsweise mit einer Magnetfeldstärke von 3 T oder 1,5 T usw., ausgebildet. Insbesondere ist der Grundmagnet zur Erzeugung eines starken, homogenen und konstanten Grundmagnetfelds ausgebildet. Das homogene Grundmagnetfeld ist bevorzugt innerhalb eines Patientenaufnahmebereichs der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet und/oder vorzufinden. Die Gradientenspuleneinheit ist zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden, ausgebildet.
Der Patientenaufnahmebereich ist zu einer Aufnahme des Patienten, insbesondere des zu untersuchenden Bereichs des Patienten, für eine medizinische Magnetresonanzuntersuchung ausgelegt und/oder ausgebildet. Beispielsweise ist hierzu der Patientenaufnahmebereich zylinderförmig ausgebildet und/oder zylinderförmig von der Scannereinheit umgeben.
Innerhalb des Patientenaufnahmebereichs ist bevorzugt ein Field of View (FOV) und/oder ein Isozentrum der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet. Das FOV umfasst bevorzugt einen Erfassungsbereich der Magnetresonanzvorrichtung, innerhalb dessen die Bedingungen für eine Erfassung von medizinischen Bilddaten, insbesondere Magnetresonanzbilddaten, vorliegen, wie beispielsweise ein homogenes Grundmagnetfeld. Das Isozentrum der Magnetresonanzvorrichtung umfasst bevorzugt den Bereich und/oder Punkt innerhalb der Magnetresonanzvorrichtung, der die optimalen und/oder idealen Bedingungen für die Erfassung von medizinischen Bilddaten, insbesondere Magnetresonanzbilddaten, aufweist. Insbesondere umfasst das Isozentrum den homogensten Magnetfeldbereich innerhalb der Magnetresonanzvorrichtung.
Des Weitern weist die Magnetresonanzvorrichtung eine Patientenlagerungsvorrichtung auf, die zu einer Positionierung und/oder Lagerung des Patienten für eine Magnetresonanzuntersuchung ausgebildet ist. Die Patientenlagerungsvorrichtung kann dabei einen Patiententisch umfassen, der in den Patientenaufnahmebereich einfahrbar ausgebildet ist. Für eine Magnetresonanzuntersuchung wird der Patient derart auf dem Patiententisch positioniert, dass der zu untersuchende Bereich nach einem Positionieren des Patiententischs innerhalb des Patientenaufnahmebereichs innerhalb des Isozentrums des Patientenaufnahmebereichs angeordnet und/oder positioniert ist.
Für eine Magnetresonanzuntersuchung werden an dem Patienten, insbesondere um den zu untersuchenden Bereich des Patienten, lokale Hochfrequenzspulen positioniert. Diese lokalen Hochfrequenzspulen weisen häufig mehrere Spulenelemente auf, die bezüglich ihrer Position zu dem zu untersuchenden Körperbereich für die Erfassung von Magnetresonanzdaten ausgewählt werden können. Insbesondere sollen hierbei diejenigen Spulenelemente einer lokalen Hochfrequenzspulen und/oder diejenige lokale Hochfrequenzspule für die Erfassung von Magnetresonanzdaten ausgewählt werden, die den geringsten Abstand zu dem zu untersuchenden Bereich aufweisen. Ein Beispiel für eine lokale Hochfrequenzspule mit mehreren Spulenelementen ist eine lokale Körperspule. Die am Patienten angeordneten lokalen Hochfrequenzspulen werden zusammen mit dem Patienten für die Magnetresonanzuntersuchung in den Patientenaufnahmebereich, insbesondere ins Isozentrum, eingebracht.
Das Verfahren zum Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in dem Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule wird bevorzugt vor der geplanten Magnetresonanzuntersuchung durchgeführt, so dass die Position des zumindest einen Spulenelements für die geplante und/oder anstehende Magnetresonanzuntersuchung bestimmt werden kann. Hierzu befindet sich der Patient zusammen mit der lokalen Hochfrequenzspule bereits innerhalb des Patientenaufnahmebereichs, insbesondere innerhalb des Isozentrums der Magnetresonanzvorrichtung.
Die für die Bestimmung der Position des zumindest einen Spulenelements verwendete Magnetresonanzsequenz kann dabei eine beliebige Magnetresonanzsequenz sein, wie beispielsweise eine GRE-Sequenz. Die ersten Magnetresonanzdaten werden hierbei ausschließlich mittels der fest innerhalb der Scannereinheit angeordneten Hochfrequenzantenne erfasst. Die zweiten Magnetresonanzdaten werden ausschließlich mit dem zumindest einen Spulenelement der Hochfrequenzspule, insbesondere der lokalen Hochfrequenzspule, erfasst. Weist die Hochfrequenzspule, insbesondere die lokale Hochfrequenzspule, zwei oder mehr Spulenelemente auf, können für jedes der zwei oder mehr Spulenelemente zweite Magnetresonanzdaten erfasst werden, die dem jeweiligen Spulenelement zugeordnet werden können.
Die ersten Magnetresonanzbilder werden ausschließlich aus den ersten Magnetresonanzdaten ermittelt und/oder bestimmt. Die zweiten Magnetresonanzbilder werden sowohl aus den ersten Magnetresonanzdaten als auch aus den zweiten Magnetresonanzdaten ermittelt und/oder bestimmt. Weist die Hochfrequenzspule mehrere Spulenelemente auf, werden für die unterschiedlichen Spulenelemente auch unterschiedliche zweite Magnetresonanzdaten ermittelt und für jedes der Spulenelemente die Positionsbestimmung separat durchgeführt.
Für das Ermitteln und/oder Bestimmen der ersten Magnetresonanzbilder aus den ersten Magnetresonanzdaten und das Ermitteln und/oder Bestimmen der zweiten Magnetresonanzbilder aus den zweiten Magnetresonanzdaten weist die Magnetresonanzvorrichtung eine Auswerteeinheit, die zu einer Auswertung der erfassten Magnetresonanzdaten, insbesondere der ersten Magnetresonanzdaten und der zweiten Magnetresonanzdaten, ausgebildet ist. Bevorzugt erfolgt auch das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule aus den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern mittels der Auswerteeinheit.
Das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule erfolgt insbesondere ortsabhängig in zumindest eine Raumrichtung, besonders vorteilhaft ortsabhängig in alle drei Raumrichtungen. Zur das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule werden die ersten Magnetresonanzbilder mit den zweiten Magnetresonanzbildern verglichen, um einen Einfluss des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule in den Magnetresonanzdaten zu ermitteln. Ein Vergleich der ersten Magnetresonanzdaten mit den zweiten Magnetresonanzdaten erfolgt bevorzugt in zumindest eine Raumrichtung ortabhängig. Anschließend wird von der Auswerteeinheit der Wirksamkeitsbereich, insbesondere ein ortsabhängiger Wirksamkeitsbereich, des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule bestimmt. Beispielsweise umfasst das Vergleichen der ersten Magnetresonanzbilder und der zweiten Magnetresonanzbilder eine Differenz zwischen den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern, um eine Übereinstimmung und/oder eine Ähnlichkeit zwischen den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern zu bestimmen.
Der Wirksamkeitsbereich gibt dabei an, an welchen Positionen ein Spulenelement der lokalen Hochfrequenzspule in Bezug zur Hochfrequenzantenne der Scannereinheit und/oder in Bezug zu einer Anatomie des Patienten Magnetresonanzdaten erfasst. Ein Wirksamkeitsbereich an einer Position in die zumindest eine Raumrichtung für das zumindest eine Spulenelement liegt nur dann vor, wenn sich die ersten Magnetresonanzbilder von den zweiten Magnetresonanzbildern an dieser Position in die zumindest eine Raumrichtung unterscheiden. Werden für eine Position in die zumindest eine Raumrichtung von dem zumindest einen Spulenelement der lokalen Hochfrequenzspule keine Magnetresonanzdaten erfasst, entsprechen die zweiten Magnetresonanzbilder im Wesentlichen gleich den ersten Magnetresonanzbildern an dieser Position in die zumindest eine Raumrichtung, so dass sich bei einem ortsabhängigen Vergleich der ersten Magnetresonanzbilder und der zweiten Magnetresonanzbilder keine signifikante Differenz ergibt.
Die Auswerteeinheit umfasst zumindest ein Rechenmodul und/oder einen Prozessor. So ist insbesondere die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, computerlesbare Instruktionen auszuführen für eine Auswertung der erfassten Magnetresonanzdaten und einem Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs. Insbesondere umfasst die Auswerteeinheit eine Speichereinheit, wobei auf der Speichereinheit computerlesbare Informationen gespeichert sind, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, die computerlesbaren Informationen von der Speichereinheit zu laden und die computerlesbaren Informationen auszuführen, um eine Auswertung der erfassten Magnetresonanzdaten und ein Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs auszuführen.
Die Komponenten der Auswerteeinheit können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützten Hardwarekomponenten, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass mehrere der genannten Komponenten in Form einer einzelnen Softwarekomponente bzw. softwareunterstützter Hardwarekomponente zusammengefasst realisiert sind.
Durch die Erfindung kann vorteilhaft eine verbesserte automatische Bestimmung und/oder Auswahl eines Spulenelements und/oder einer lokalen Hochfrequenzspule erreicht werden. Insbesondere kann derart eine besonders exakte Position für das zumindest eine Spulenelement, insbesondere für jedes Spulenelement, der lokalen, in den Patientenaufnahmebereich einbringbaren Hochfrequenzspule bestimmt werden. Dies ermöglicht, dass für eine Magnetresonanzuntersuchung Positionsinformationen für das zumindest ein Spulenelement der lokalen Hochfrequenzspule zur Verfügung gestellt werden können, die über eine Positionsinformation eines Mittelpunkts der lokalen Hochfrequenzspule hinausgehen. Zudem kann hierbei auch ein Benutzer, insbesondere ein medizinisches Bedienpersonal, vorteilhaft bei der Auswahl der lokalen Hochfrequenzspulen und/oder der einzelnen Spulenelemente für eine anstehende Magnetresonanzuntersuchung unterstützt werden. Beispielsweise kann derart aufgrund einer bereitgestellten Positionsinformation für die Spulenelemente und/oder die Hochfrequenzspulen besonders einfach dasjenige Spulenelement und/oder diejenigen Spulenelemente ausgewählt werden, die den kürzesten Abstand zu dem zu untersuchenden Bereich des Patienten aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule ortsabhängig in zumindest eine Raumrichtung erfolgt. Bevorzugt erfolgt das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule ortsabhängig in alle drei Raumrichtungen. Hierbei umfasst das Erfassen der ersten Magnetresonanzdaten und das Erfassen der zweiten Magnetresonanzdaten ein Erfassen von Magnetresonanzdaten für mehrere, bevorzugt aufeinanderfolgende, Schichtbilder in die zumindest eine Raumrichtung, bevorzugt in alle drei Raumrichtungen. Hierbei werden N Schichtbilder ausschließlich aus den ersten Magnetresonanzdaten der Hochfrequenzantenne in zumindest eine Raumrichtung ermittelt und/oder bestimmt. Vorzugsweise werden in jede der drei Raumrichtungen N Schichtbilder ausschließlich aus den ersten Magnetresonanzdaten der Hochfrequenzantenne ermittelt und/oder bestimmt. Die ersten Magnetresonanzbilder umfassen dabei N Schichtbilder SliceBC_Z_n mit 1 ≤ n ≤ N in z-Richtung, N Schichtbilder SliceBC_X_n mit 1 ≤ n ≤ N die N in x-Richtung und N Schichtbilder SliceBC_Y_n mit 1 ≤ n ≤ N in y-Richtung.
Weiterhin werden N Schichtbilder aus den ersten Magnetresonanzdaten der Hochfrequenzantenne und den zweiten Magnetresonanzdaten des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule in zumindest eine Raumrichtung ermittelt und/oder bestimmt. Vorzugsweise werden in jede der drei Raumrichtungen N Schichtbilder aus den ersten Magnetresonanzdaten der Hochfrequenzantenne und den zweiten Magnetresonanzdaten des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule ermittelt und/oder bestimmt. Die zweiten Magnetresonanzdaten umfassen dabei N Schichtbilder SliceLC_Z_n mit 1 ≤ n ≤ N in z-Richtung, N Schichtbilder SliceLC_X_n mit 1 ≤ n ≤ N in x-Richtung und N Schichtbilder SliceBC _Y_n mit 1 ≤ n ≤ N in y-Richtung, wobei jedes der N Schichtbilder SliceLC_Z_n erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten an der Position z_n umfasst, jedes der N Schichtbilder SliceLC_X_n erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten an der Position x_n umfasst und jedes der N Schichtbilder SliceLC Y_n erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten an der Position y_n umfasst.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders exakte Bestimmung einer Position des zumindest einen Spulenelement der Hochfrequenzspule in zumindest eine Raumrichtung, bevorzugt in alle drei Raumrichtungen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass zur Bestimmung des Wirksamkeitsbereichs ein Ähnlichkeitsmaß berechnet wird, wobei das Ähnlichkeitsmaß eine mittlere Differenz zwischen allen Pixeln eines ersten Magnetresonanzbildes und allen Pixeln eines zweiten Magnetresonanzbildes an einer Position der zumindest einen Raumrichtung umfasst. Das Ähnlichkeitsmaß LCI bestimmt sich dabei aus einer mittleren quadratischen Differenz zwischen allen Pixeln eines ersten Magnetresonanzbildes und allen Pixeln eines zweiten Magnetresonanzbildes wie folgt: $L C I = \sqrt{\sum_{r = 1}^{R} \sum_{c = 1}^{C} {(S l i c e B C_{r, c} - S l i c e L C_{r, c})}^{2}}$
Hierbei weisen die ersten Magnetresonanzbilder und auch die zweiten Magnetresonanzbilder jeweils R Reihen und C Spalten auf. Je kleiner hierbei das Ähnlichkeitsmaß, insbesondere der LCI-Wert, ist, desto ähnlicher sind die ersten und die zweiten Magnetresonanzbilder. Je ähnlicher hierbei sich die ersten Magnetresonanzbilder und die zweiten Magnetresonanzbilder sind, desto geringer ist der Einfluss des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule bei der Erfassung von Magnetresonanzdaten.
Derart kann vorteilhaft ein Maß für eine Abweichung und/oder für eine Ähnlichkeit bestimmt werden und damit auch ein Maß für die Bestimmung des Wirksamkeitsbereichs, insbesondere eine Ausdehnung und/oder eine Position des Wirksamkeitsbereichs, des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule, insbesondere der lokalen Hochfrequenzspule, bestimmt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass in zumindest eine Raumrichtung ein Minimalwert in dem Ähnlichkeitsmaß und ein Maximalwert in dem Ähnlichkeitsmaß bestimmt wird und sofern eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellwert ist, der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule auf den Wert Null gesetzt wird.
Hierbei wird bevorzugt zunächst aus allen ersten und zweiten Magnetresonanzbildern in die eine Raumrichtung ein Ähnlichkeitsmaß LCI bestimmt. Anschließend wird aus den gesamten Ähnlichkeitsmaßen LCI der Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß für die eine Raumrichtung bestimmt, wobei der Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß dabei den kleinsten Wert für das Ähnlichkeitsmaß LCI aus den gesamten Ähnlichkeitsmaßen LCI in die eine Raumrichtung umfasst. Zudem wird aus den gesamten Ähnlichkeitsma-ßen LCI auch der Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß für die eine Raumrichtung bestimmt, wobei der Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß dabei den größten Wert für das Ähnlichkeitsmaß LCI aus den gesamten Ähnlichkeitsmaßen LCI in die eine Raumrichtung umfasst. Bevorzugt erfolgt die Bestimmung eines Minimalwerts im Ähnlichkeitsmaß und eines Maximalwerts im Ähnlichkeitsmaß für alle drei Raumrichtungen. Der vorgegebene erste Schwellwert kann beispielsweise den halben Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß umfassen oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende erste Schwellwerte umfassen.
Hierdurch kann vorteilhaft auf einfache Art und Weise ermittelt werden, ob das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule einer Anatomie des Patienten überlagert ist und ob damit auch die erfassten zweiten Magnetresonanzdaten aus der Anatomie des Patienten resultieren oder nur das Rauschverhalten des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule umfassen. Liegt den zweiten Magnetresonanzdaten keine Anatomie des Patienten zugrunde, insbesondere überlagert das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule nicht die Anatomie des Patienten, resultieren die Minimalwerte im Ähnlichkeitsmaß und die Maximalwerte im Ähnlichkeitsmaß ausschließlich aufgrund von Rauschen des Spulenelements. In einem derartigen Fall wäre die Differenz zwischen dem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß und dem Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß kleiner als der vorgegebener erste Schwellwert. Damit läge auch kein Wirksamkeitsbereich für das zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule für die anstehende Magnetresonanzuntersuchung vor, so dass der Wirksamkeitsbereich für das zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule auf den Wert Null gesetzt werden kann. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn eine Hochfrequenzspule fehlpositioniert ist und/oder neben dem Patienten angeordnet ist. Enthalten die zweiten Magnetresonanzdaten dagegen Magnetresonanzdaten, die aus der Anatomie des Patienten resultieren, ist die Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß größer als der vorgegebene erste Schwellwert und ein Wirksamkeitsbereich für das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule kann bestimmt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass nur für diejenigen Positionen in zumindest einer Raumrichtung ein Wirksamkeitsbereich für das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule vorliegt, wenn das Ähnlichkeitsmaß für diese Positionen in der zumindest einen Raumrichtung größer ist als ein zweiter Schwellwert. Hierdurch kann bevorzugt nur für diejenigen Positionen in der zumindest einen Raumrichtung ein Wirksamkeitsbereich bestimmt werden, bei denen das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule ein signifikantes Signal erfasst. Dieser zweite Schwellwert stellt sicher, dass nur für die Positionen der zumindest einen Raumrichtung, bei denen das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule aktiv ist und/oder angeordnet ist, also auch Magnetresonanzdaten erfassen kann, ein Wirksamkeitsbereich vorliegt. In Bereichen und/oder Positionen in der zumindest einen Raumrichtung, in denen das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule nicht mehr aktiv ist und/oder das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule nicht mehr angeordnet und/oder positioniert ist, ist auch ein ermittelts Ähnlichkeitsmaß an dieser Position sehr klein und bleibt unterhalb des zweiten Schwellwerts.
Dieser zweite Schwellwert kann dabei relativ zu einem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß bestimmt werden. Beispielsweise kann der zweite Schwellwert dem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß multipliziert mit einem Ähnlichkeitsfaktor bestimmt werden. Beispielsweise kann der zweite Schwellwert in z-Richtung durch die Formel: $SWz = LCI_Zmax - LCI_Faktor$
beschrieben werden. Der LCI _Faktor kann dabei beispielsweise 0,05 sein. In analoger Weise kann dabei auch der Schwellwert für die x-Richtung und die y-Richtung bestimmt werden. Ist das Ähnlichkeitsmaß an einer Position in zumindest einer Raumrichtung, besonders vorteilhaft in alle drei Raumrichtungen, kleiner als der zweite Schwellwert, wird der Wirksamkeitsbereich für diese Position auf den Wert Null gesetzt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass eine kleinste Position in die zumindest eine Raumrichtung bestimmt wird, bei der das Ähnlichkeitsmaß größer als der zweite Schwellwert ist, und eine größte Position in die zumindest eine Raumrichtung bestimmt wird, bei der das Ähnlichkeitsmaß größer als der zweite Schwellwert ist, wobei die kleinste Position und die größte Position den Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements in die zumindest eine Raumrichtung begrenzen. Dabei umfassen die kleinste Position und die größte Position in die zumindest eine Raumrichtung eine räumliche Begrenzung und/oder Ausdehnung des Wirksamkeitsbereichs und damit eine räumliche Begrenzung und/oder Ausdehnung für das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule. Vorzugsweise wird hierbei für alle drei Raumrichtungen eine kleinste Position für das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule mit einem Ähnlichkeitsmaß größer als der zweite Schwellwert bestimmt und für alle drei Raumrichtungen eine größte Position für das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule mit einem Ähnlichkeitsmaß größer als der zweite Schwellwert bestimmt, so dass für alle drei Raumrichtungen eine räumliche Ausdehnung und/oder Begrenzung des zumindest eine Spulenelements der Hochfrequenzspule vorliegt und/oder ermittelt werden kann.
Diese Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass in die zumindest eine Raumrichtung, besonders vorteilhaft in alle drei Raumrichtungen, eine exakte Positionsinformation, insbesondere eine räumliche Ausdehnung, für das das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule für die anstehende Magnetresonanzuntersuchung bereitgestellt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule bereitgestellt wird. Das Bereitstellen des Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule erfolgt bevorzugt automatisch durch die Auswerteeinheit. Dabei kann der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule einem Benutzer für eine manuelle Auswahl eines Spulenelements für die anstehende Magnetresonanzuntersuchung über eine Benutzerschnittstelle bereitgestellt werden. Alternativ kann der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule auch für eine automatische Auswahl eines Spulenelements bereitgestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass für eine Magnetresonanzuntersuchung eine räumliche Ausdehnung des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements mit einem Field of View und/oder einem zu untersuchenden Bereich des Patienten überlagert wird. Das Überlagern kann dabei von einem medizinischen Bedienpersonal durchgeführt werden, wie beispielsweise an einer Benutzerschnittstelle der Magnetresonanzvorrichtung. Zudem kann das Überlagern auch zumindest teilweise automatisch mittels der Auswerteeinheit erfolgen. Dabei kann anhand des Wirksamkeitsbereichs für die einzelnen Spulenelemente eine Position der Spulenelemente bezüglich des Field of Views und/oder des zu untersuchenden Bereichs bestimmt werden und bei einer Auswahl zumindest eines Spulenelements berücksichtigt werden. Damit kann auch eine einfache Auswahl eines Spulenelements für eine Magnetresonanzmessung erfolgen.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Magnetresonanzvorrichtung umfassend eine Scannereinheit mit einer Hochfrequenzantenne, einen Patientenaufnahmebereich, eine in den Patientenaufnahmebereich einbringbare lokale Hochfrequenzspule und eine Auswerteeinheit, wobei die Magnetresonanzvorrichtung zu einem Ausführen des Verfahrens zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements der in den Patientenaufnahmebereich einbringbaren Hochfrequenzspule ausgebildet ist.
Hierdurch kann vorteilhaft eine verbesserte automatische Bestimmung und/oder Auswahl eines Spulenelements und/oder einer lokalen Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzuntersuchung erreicht werden. Insbesondere kann derart eine besonders exakte Position für das zumindest eine Spulenelement, insbesondere für jedes Spulenelement, der lokalen, in den Patientenaufnahmebereich einbringbaren Hochfrequenzspule bestimmt werden. Dies ermöglicht für eine Magnetresonanzuntersuchung Positionsinformationen für das zumindest ein Spulenelement der lokalen Hochfrequenzspule zur Verfügung zu stellen, die über eine Positionsinformation eines Mittelpunkts der lokalen Hochfrequenzspule hinausgehen. Dies ermöglicht auch, einen Benutzer bei der Auswahl der Spulenelemente für die anstehende Magnetresonanzuntersuchung vorteilhaft zu unterstützen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen medizinischen Magnetresonanzvorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einem Speicher einer programmierbaren Steuerungseinheit ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung zu steuern, wenn das Programm in der Steuerungseinheit ausgeführt wird. Dabei benötigt das Computerprogramm eventuell Programmmittel, z.B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisieren. Das Computerprogramm kann dabei eine Software mit einen Quellcode, der noch compiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder einen ausführbaren Softwarecode umfassen, der zur Ausführung nur noch in eine entsprechende Recheneinheit zu laden ist.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann ein Computerprogramm sein oder ein Computerprogramm umfassen. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist derart konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit 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 Recheneinheit geladen werden kann, der mit der Magnetresonanzvorrichtung direkt verbunden oder als Teil 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 Recheneinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen. So kann das Computerprogrammprodukt auch den elektronisch lesbaren Datenträger darstellen. Beispiele für elektronisch lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband, eine Festplatte oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen 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.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem computerlesbaren Datenträger, welcher ein Programm umfasst, das zu einer Ausführung eines Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung vorgesehen ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
2 ein erfindungsgemäßes Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich der Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung,
3 eine schematische Darstellung eine Anordnung einer Hochfrequenzantenne mit einem Spulenelement einer Hochfrequenzspule für eine Erfassung von Magnetresonanzdaten,
4 Schichtbilder aus ersten Magnetresonanzdaten und zweiten Magnetresonanzdaten im Wirksamkeitsbereich des Spulenelements, und
5 Schichtbilder aus ersten Magnetresonanzdaten und zweiten Magnetresonanzdaten außerhalb des Wirksamkeitsbereich des Spulenelements.

In der 1 ist eine Magnetresonanzvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine von einer Magneteinheit gebildeten Scannereinheit 11. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 12 auf zu einer Aufnahme eines Patienten 13. Der Patientenaufnahmebereich 12 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung von der Scannereinheit 11, insbesondere von der Magneteinheit, zylinderförmig umgeben. Grundsätzlich ist jedoch eine davon abweichende Ausbildung des Patientenaufnahmebereichs 12 jederzeit denkbar. Der Patient 13 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in den Patientenaufnahmebereich 12 geschoben und/oder gefahren werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 14 weist hierzu einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 12 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 15 auf. Insbesondere ist hierbei der Patiententisch 15 in Richtung einer Längserstreckung des Patientenaufnahmebereichs 12 und/oder in z-Richtung bewegbar gelagert.
Die Scannereinheit 11, insbesondere die Magneteinheit, umfasst einen supraleitenden Grundmagneten 16 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Grundmagnetfelds 17. Weiterhin weist die Scannereinheit 11, insbesondere die Magneteinheit, eine Gradientenspuleneinheit 18 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert. Die Scannereinheit 11, insbesondere die Magneteinheit, umfasst weiterhin eine Hochfrequenzantenne 20 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Grundmagneten 16 erzeugten Grundmagnetfeld 17 einstellt. Die Hochfrequenzantenne 20 wird von einer Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanzsequenzen in den Patientenaufnahmebereich 12 der Magnetresonanzvorrichtung 10 ein. Die Hochfrequenzantenne 20 ist hierbei fest innerhalb der Scannereinheit 11 angeordnet.
Die Magnetresonanzvorrichtung 10 weist des Weiteren eine lokale Hochfrequenzspule 22 auf, die zumindest ein Spulenelement 23 umfasst. Die lokale Hochfrequenzspule 22 ist für eine Magnetresonanzuntersuchung an dem Patienten 13 in den Patientenaufnahmebereich 12 anbringbar. Die lokale Hochfrequenzspule 22 kann dabei nur ein einziges Spulenelement 23 oder auch zwei oder mehr Spulenelemente 23 umfassen. Mittels der lokalen Hochfrequenzspule 22 werden während einer Magnetresonanzuntersuchung Magnetresonanzdaten erfasst. Hierzu ist die lokale Hochfrequenzspule 22 um den zu untersuchenden Bereich des Patienten 13 angeordnet und/oder positioniert. Dabei kann die lokale Hochfrequenzspule 22 auch an den zu untersuchenden Bereich von Patienten 13 angepasst sein, wie beispielsweise bei einer lokalen Kopf-Hochfrequenzspule und/oder eine lokalen Knie-Hochfrequenzspule.
Zu einer Steuerung des Grundmagneten 16, der Gradientensteuereinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Systemsteuereinheit 24 auf. Die Systemsteuereinheit 24 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 10, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Zudem umfasst die Systemsteuereinheit 24 eine nicht näher dargestellte Auswertesoftware zu einer Auswertung von medizinischen Bilddaten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden.
Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 25, die mit der Systemsteuereinheit 24 verbunden ist. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzbilder können auf einer Anzeigeeinheit 26, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 25 für ein medizinisches Bedienpersonal angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 25 eine Eingabeeinheit 27 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von dem medizinischen Bedienpersonal eingegeben werden können.
Die dargestellte Magnetresonanzvorrichtung 10 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzvorrichtungen 10 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanzvorrichtung 10 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
In 2 ist ein Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements 23 einer in dem Patientenaufnahmebereich 12 der Magnetresonanzvorrichtung 10 einbringbaren Hochfrequenzspule 22 für eine Magnetresonanzmessung schematisch dargestellt. Zur Ausführung des Verfahrens befindet sich der Patient 13 bereits auf der Patientenlagerungsvorrichtung 14, insbesondere auf dem Patiententisch 15 der Patientenlagerungsvorrichtung 14, positioniert. Weiterhin sind auch bereits alle für die anstehende Magnetresonanzuntersuchung erforderlichen lokalen Hochfrequenzspulen 22 am Patienten 13, insbesondere um den zu untersuchenden Bereich und/oder die zu untersuchenden Bereiche des Patienten 13, positioniert. Zudem befindet sich der Patient 13 zusammen mit den lokalen Hochfrequenzspulen 22 bereits innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 12. Bevorzugt ist hierbei bereits der zu untersuchende Bereich des Patienten 13 innerhalb des FOVs des Patientenaufnahmebereichs 12 angeordnet.
Für die Ausführung des Verfahrens weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 zudem eine Auswerteeinheit 28 auf. Die Auswerteeinheit 28 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel getrennt zur Systemsteuereinheit 24 ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltung der Magnetresonanzvorrichtung 10 kann die Auswerteeinheit 28 auch von der Systemsteuereinheit 24 umfasst sein. Die Auswerteeinheit 28 weist zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens eine Auswertesoftware und Steuersoftware auf, die in einer nicht näher dargestellten Speichereinheit der Auswerteeinheit 28 gespeichert ist. Zudem kann die Speichereinheit in einer alternativen Ausgestaltung der Auswerteinheit 28 auch getrennt zur Auswerteeinheit 28 ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines externen elektronisch lesbaren Datenträgers. Für eine Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens weist die Auswerteeinheit 28 zudem einen Prozessor und/oder ein Rechenmodul auf, das die entsprechende Auswertesoftware und Steuersoftware ausführt.
In einem ersten Verfahrensschritt 101 des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Ausspielen einer Magnetresonanzsequenz mittels der Hochfrequenzantenne 20 der Scannereinheit 11. Die verwendete Magnetresonanzsequenz kann dabei eine beliebige Magnetresonanzsequenz sein, wie beispielsweise eine GRE-Sequenz.
In einem zweiten Verfahrensschritt 101, der an den ersten Verfahrensschritt 100 anschließt, erfolgt ein Erfassen von ersten Magnetresonanzdaten mittels der Hochfrequenzantenne 20 der Scannereinheit 11 und ein Erfassen von zweiten Magnetresonanzdaten mittels des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22. Das Erfassen der ersten Magnetresonanzdaten erfolgt dabei ausschließlich mittels der Hochfrequenzantenne 20 der Scannereinheit 11. Das Erfassen der zweiten Magnetresonanzdaten erfolgt dabei ausschließlich mittels des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22. Hierbei umfasst das Erfassen der ersten Magnetresonanzdaten und das Erfassen der zweiten Magnetresonanzdaten ein Erfassen von Magnetresonanzdaten für mehrere, bevorzugt aufeinanderfolgende, Schichtbilder in zumindest eine Raumrichtung x, y, z, bevorzugt in alle drei Raumrichtungen x, y, z.
In einem anschließenden weiteren, dritten Verfahrensschritt 102 erfolgt ein Ermitteln und/oder Bestimmen von ersten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und ein Ermitteln und/oder Bestimmen von zweiten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und den zweiten Magnetresonanzdaten. Die ersten Magnetresonanzbilder werden dabei ausschließlich aus den ersten Magnetresonanzdaten ermittelt. Hierbei werden in jede der drei Raumrichtungen N Schichtbilder ausschließlich aus den ersten Magnetresonanzdaten der Hochfrequenzantenne 20 ermittelt und/oder bestimmt. Die ersten Magnetresonanzbilder umfassen dabei N Schichtbilder SliceBC_Z_n mit 1 ≤ n ≤ N in z-Richtung, N Schichtbilder SliceBC_X_n mit 1 ≤ n ≤ N die N in x-Richtung und N Schichtbilder SliceBC_Y_n mit 1 ≤ n ≤ N in y-Richtung, wobei jedes der N Schichtbilder SliceBC_Z_n erste Magnetresonanzdaten an der Position z_n umfasst, jedes der N Schichtbilder SliceBC_X_n erste Magnetresonanzdaten an der Position x_n umfasst und jedes der N Schichtbilder SliceBC_Y_n erste Magnetresonanzdaten an der Position y_n umfasst.
Weiterhin werden N Schichtbilder aus den ersten Magnetresonanzdaten der Hochfrequenzantenne 20 und den zweiten Magnetresonanzdaten des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 in bevorzugt alle drei Raumrichtungen x, y, z ermittelt und/oder bestimmt. Die zweiten Magnetresonanzbilder umfassen dabei immer erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten. Die zweiten Magnetresonanzdaten umfassen dabei N Schichtbilder SliceLC_Z_n mit 1 ≤ n ≤ N in z-Richtung, N Schichtbilder SliceLC_X_n mit 1 ≤ n ≤ N in x-Richtung und N Schichtbilder SliceBC_Y_n mit 1 ≤ n ≤ N in y-Richtung, wobei jedes der N Schichtbilder SliceLC_Z_n erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten an der Position z_n umfasst, jedes der N Schichtbilder SliceLC_X_n erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten an der Position x_n umfasst und jedes der N Schichtbilder SliceLC_Y_n erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten an der Position y_n umfasst.
In den 3 ist die Hochfrequenzantenne 20 und ein Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 schematisch dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel werden in z-Richtung fünf Schichtbilder an den Positionen z1, z2, z3, z4, z5 mittels der Hochfrequenzantenne 20 der Scannereinheit 11 und fünf Schichtbilder an den Positionen z1, z2, z3, z4, z5 mittels des Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 erfasst. In 4 zeigt für die Positionen z2 und z3 die zweiten Magnetresonanzbilder im Einflussbereich des Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22. In 5 zeigt für die Positionen z1, z4 und z5 die zweiten Magnetresonanzbilder außerhalb des Einflussbereichs des Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22.
In einem anschließenden weiteren, vierten Verfahrensschritt 103 erfolgt ein Bestimmen eines Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 11 aus den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern mittels der Auswerteeinheit 28. Bevorzugt erfolgt das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 ortsabhängig in alle drei Raumrichtungen x, y, z. Zum Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 werden beispielsweise die ersten Magnetresonanzbilder mit den zweiten Magnetresonanzbildern verglichen und/oder eine Differenz zwischen den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern gebildet, um einen Einfluss, insbesondere einen ortsabhängigen Einfluss, des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 in den Magnetresonanzdaten zu ermitteln.
Zur Bestimmung des Wirksamkeitsbereichs wird in diesem vierten Verfahrensschritt 105 ein Ähnlichkeitsmaß LCI berechnet, wobei das Ähnlichkeitsmaß LCI eine mittlere Differenz zwischen allen Pixeln des ersten Magnetresonanzbildes und allen Pixeln des zweiten Magnetresonanzbildes an einer Position in eine Raumrichtung x, y, z umfasst. Bevorzugt wird dabei das Ähnlichkeitsmaß LCI für alle Positionen, für die erste Magnetresonanzdaten und zweite Magnetresonanzdaten erfasst wurden, in alle drei Raumrichtungen x, y, z berechnet und/oder bestimmt.
Das Ähnlichkeitsmaß LCI bestimmt sich dabei wie folgt: $L C I = \sqrt{\sum_{r = 1}^{R} \sum_{c = 1}^{C} {(S l i c e B C_{r, c} - S l i c e L C_{r, c})}^{2}}$
Hierbei weisen die ersten Magnetresonanzbilder und auch die zweiten Magnetresonanzbilder jeweils R Reihen und C Spalten auf. Je kleiner hierbei das Ähnlichkeitsmaß LCI und/oder der LCI-Wert ist, desto ähnlicher sind sich die ersten und die zweiten Magnetresonanzbilder, wie dies auch in 5 veranschaulicht ist. Je ähnlicher sich hierbei die ersten Magnetresonanzbilder und die zweiten Magnetresonanzbilder sind, desto geringer ist der Einfluss der zweiten Magnetresonanzdaten des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 bei der Bestimmung des Ähnlichkeitsmaßes LCI.
Anschließend wird in diesem vierten Verfahrensschritt 103 aus den gesamten Ähnlichkeitsmaßen LCI der Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_min für jede der drei Raumrichtungen x, ,y, z bestimmt, wobei der Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_min dabei den kleinsten Wert für das Ähnlichkeitsmaß LCI aus den gesamten Ähnlichkeitsmaßen LCI für die einzelnen Raumrichtungen x, y, z umfasst. Zudem wird aus den gesamten Ähnlichkeitsmaßen LCI auch der Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max für jede der drei Raumrichtungen x, y, z bestimmt, wobei der Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max dabei den größten Wert für das Ähnlichkeitsmaß LCI aus den gesamten Ähnlichkeitsma-ßen LCI für die einzelnen Raumrichtungen x, y, z umfasst. Des Weiteren wird für jede Raumrichtung x, y, z eine Differenz zwischen dem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max und dem Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_min bestimmt. Sofern die Differenz zwischen dem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max und dem Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_min kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellwert, wird daraufhin der Wirksamkeitsbereich, insbesondere der gesamte Wirksamkeitsbereich, des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 auf den Wert Null gesetzt. Der vorgegebene erste Schwellwert kann beispielsweise den halben Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max umfassen.
Liegt den zweiten Magnetresonanzdaten keine Anatomie des Patienten 13 zugrunde, insbesondere überlagert das zumindest eine Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 nicht die Anatomie des Patienten 13, beispielsweise bei einer Fehlpositionierung der Hochfrequenzspule 22, resultieren die Minimalwerte im Ähnlichkeitsmaß LCI_min und die Maximalwerte im Ähnlichkeitsmaß LCI_max ausschließlich aufgrund von Rauschen. In einem derartigen Fall wäre die Differenz zwischen dem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max und dem Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_min kleiner als der vorgegebener erste Schwellwert und der gesamte Wirksamkeitsbereich für das zumindest einen Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 wird auf den Wert Null gesetzt.
Sofern die Differenz aus Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max und Minimalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_min größer ist als der erste Schwellwert, wird in diesem vierten Verfahrensschritt 103 das Ähnlichkeitsmaß LCI für alle Positionen in jede Raumrichtung x, y, z mit einem zweiten Schwellwert SW verglichen. Nur wenn das Ähnlichkeitsmaß LCI an einer Position größer ist als der zweite Schwellwert SW, liegt für diejenige Position ein Wirksamkeitsbereich für das zumindest eine Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 vor. Der zweite Schwellwert SW wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel relativ zu einem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max bestimmt. Hierbei wird der zweite Schwellwert SW aus dem Maximalwert im Ähnlichkeitsmaß LCI_max multipliziert mit einem Ähnlichkeitsfaktor LCI_Faktor bestimmt, wobei der Ähnlichkeitsfaktor LCI_Faktor den Wert 0,05 umfasst. Beispielsweise bestimmt sich somit der zweite Schwellwert SW in z-Richtung durch: $SWz = {LCI}_{max} - LCI_Faktor$
In analoger Weise kann dabei auch der zweite Schwellwert SW für die x-Richtung und die y-Richtung bestimmt werden. Ist das Ähnlichkeitsmaß LCI an einer Position in einer der drei Raumrichtungen x, y, z kleiner als der zweite Schwellwert SW, wird der Wirksamkeitsbereich für diese Position auf den Wert Null gesetzt. Hierdurch wird bevorzugt nur für diejenigen Positionen in den drei Raumrichtungen x, y, z ein Wirksamkeitsbereich bestimmt, bei denen das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule ein signifikantes Signal erfasst. Dieser zweite Schwellwert SW stellt sicher, dass nur für die Positionen der Raumrichtungen x, y, z, bei denen das zumindest eine Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 aktiv ist, also auch Magnetresonanzdaten erfassen kann, ein Wirksamkeitsbereich vorliegt. Veranschaulicht an den 3 bis 5 wäre somit nur für die Positionen Z2 und z3 das Ähnlichkeitsmaß LCI über den zweiten Schwellwert SW, da das Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 hier ein signifikantes Signal für die Bestimmung des Ähnlichkeitsmaßes LCI beiträgt und somit ein Wirksamkeitsbereich für das Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 vorliegt. Dagegen wäre in diesem Ausführungsbeispiel an den Positionen Z1, z4 und z5 das Ähnlichkeitsmaß LCI unter dem zweiten Schwellwert SW, da das Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 kein signifikantes Signal für die Bestimmung des Ähnlichkeitsmaßes LCI beiträgt und somit kein Wirksamkeitsbereich für das Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 vorliegt.
Anschließend wird in diesem vierten Verfahrensschritt 103 eine kleinste Position _Xmin, y_min, _Zmin für jede der drei Raumrichtungen x, y, z bestimmt, bei der das Ähnlichkeitsmaß LCI größer als der zweite Schwellwert SW ist. Zudem wird auch eine größte Position x_max, y_max, z_max für jede der drei Raumrichtungen x, y, z bestimmt, bei der das Ähnlichkeitsmaß LCI größer als der zweite Schwellwert SW ist. Dabei begrenzen die kleinste Position _Xmin, y_min, _Zmin und die größte Position x_max, y_max, z_max den Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 in jede der drei Raumrichtungen x, y, z. Durch die kleinsten Positionen x_min, y_min, z_min und die größten Positionen x_max, y_max, z_max wird für alle drei Raumrichtungen x, y, z eine räumliche Ausdehnung und/oder Begrenzung des Wirksamkeitsbereichs bestimmt und damit auch eine räumliche Ausdehnung und/oder Begrenzung und/oder eine Position für das zumindest eine Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 bestimmt und/oder ermittelt.
Weist die Hochfrequenzspule 22 mehr als ein Spulenelement 23, wird das Verfahren für jedes der Spulenelemente 23 der Hochfrequenzspule 22 zur Positionsbestimmung durchgeführt. Sind für eine Magnetresonanzmessung mehrere Hochfrequenzspulen 22 an dem Patienten 13 angeordnet, wo wird das Verfahren für jede Hochfrequenzspule 22 und/oder jedes Spulenelement 23 der mehreren Hochfrequenzspulen 22 zur Positionsbestimmung durchgeführt.
In einem weiteren, fünften Verfahrensschritt 104 erfolgt ein Bereitstellen des Wirksamkeitsbereichs für das zumindest eine Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22. Insbesondere wird dabei eine Position und/oder eine Ausdehnung des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 bereitgestellt. Das Bereitstellen des Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 kann dabei beispielsweise automatisch durch die Auswerteeinheit 28 erfolgen. Dabei kann der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 einem Benutzer für eine manuelle Auswahl eines Spulenelements 23 für die anstehende Magnetresonanzuntersuchung über die Benutzerschnittstelle 25 bereitgestellt werden. Alternativ kann der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 auch für eine automatische Auswahl eines Spulenelements 23 bereitgestellt werden.
In einem weiteren, fakultativen sechsten Verfahrensschritt 105 wird für die anstehende Magnetresonanzmessung eine räumliche Ausdehnung des Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 mit einem FOV und/oder dem zu untersuchenden Bereich des Patienten 13 überlagert. Das Überlagern kann dabei von einem medizinischen Bedienpersonal durchgeführt werden, wie beispielsweise an der Benutzerschnittstelle 25 der Magnetresonanzvorrichtung 10. Zudem kann das Überlagern auch zumindest teilweise automatisch mittels der Auswerteeinheit 28 erfolgen. Ergibt die Überlagerung des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements 23 der Hochfrequenzspule 22 mit dem FOV und/oder dem zu untersuchenden Bereich des Patienten 13 eine Übereinstimmung in den Positionen, kann das zumindest eine Spulenelement 23 der Hochfrequenzspule 22 für die anstehende Magnetresonanzmessung ausgewählt werden.
Sowohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule für eine Magnetresonanzmessung, umfassend die folgenden Schritte: - Ausspielen einer Magnetresonanzsequenz mittels einer Hochfrequenzantenne, die fest innerhalb einer Scannereinheit der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet ist, - Erfassen von ersten Magnetresonanzdaten mittels der Hochfrequenzantenne und Erfassen von zweiten Magnetresonanzdaten mittels des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule, - Ermitteln von ersten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und ein Ermitteln von zweiten Magnetresonanzbildern aus den ersten Magnetresonanzdaten und den zweiten Magnetresonanzdaten, - Bestimmen eines Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule aus den ersten Magnetresonanzbildern und den zweiten Magnetresonanzbildern, wobei der Wirksamkeitsbereich eine Position des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Wirksamkeitsbereichs des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule ortsabhängig in zumindest eine Raumrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der ersten Magnetresonanzdaten und das Erfassen der zweiten Magnetresonanzdaten ein Erfassen von Magnetresonanzdaten für mehrere Schichtbilder in die zumindest eine Raumrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Wirksamkeitsbereichs ein Ähnlichkeitsmaß (LCI) berechnet wird, wobei das Ähnlichkeitsmaß (LCI) eine mittlere Differenz zwischen allen Pixeln des ersten Magnetresonanzbildes und allen Pixeln des zweiten Magnetresonanzbildes an einer Position der zumindest einen Raumrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest eine Raumrichtung ein Minimalwert in dem Ähnlichkeitsmaß und ein Maximalwert in dem Ähnlichkeitsmaß bestimmt wird und sofern eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert kleiner als ein vorgegebener erster Schwellwert ist, der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule auf den Wert Null gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur für diejenigen Positionen in zumindest einer Raumrichtung ein Wirksamkeitsbereich für das zumindest eine Spulenelement der Hochfrequenzspule vorliegt, wenn das Ähnlichkeitsmaß für diese Positionen in der zumindest einen Raumrichtung größer ist als ein zweiter Schwellwert.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine kleinste Position in die zumindest eine Raumrichtung bestimmt wird, bei der das Ähnlichkeitsmaß größer als der zweite Schwellwert ist, und eine größte Position in die zumindest eine Raumrichtung bestimmt wird, bei der Ähnlichkeitsmaß größer als der zweite Schwellwert ist, wobei die kleinste Position und die größte Position den Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule in die zumindest eine Raumrichtung begrenzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements der Hochfrequenzspule bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Magnetresonanzmessung eine räumliche Ausdehnung des Wirksamkeitsbereich des zumindest einen Spulenelements mit einem Field of View und/oder einem zu untersuchenden Bereich des Patienten überlagert wird.
Magnetresonanzvorrichtung umfassend eine Scannereinheit mit einer Hochfrequenzantenne, einen Patientenaufnahmebereich, eine in den Patientenaufnahmebereich einbringbare lokale Hochfrequenzspule und eine Auswerteeinheit, wobei die Magnetresonanzvorrichtung zu einem Ausführen des Verfahrens zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements der in den Patientenaufnahmebereich einbringbaren Hochfrequenzspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuerungseinheit ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zu steuern, wenn das Programm in der Steuerungseinheit ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuerungseinheit das Verfahren zu einem Bestimmen einer Position zumindest eines Spulenelements einer in einem Patientenaufnahmebereich einer Magnetresonanzvorrichtung einbringbaren Hochfrequenzspule nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführen.