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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren eines Protokolls zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage.
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Die Magnetresonanz-Technik (im Folgenden steht die Abkürzung MR für Magnetresonanz) ist eine bekannte Technik, mit der Bilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden können. Vereinfacht ausgedrückt wird hierzu das Untersuchungsobjekt in einem Magnetresonanzgerät in einem vergleichsweise starken statischen, homogenen Grundmagnetfeld, auch B0 - Feld genannt, mit Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla und mehr positioniert, so dass sich dessen Kernspins entlang des Grundmagnetfeldes orientieren. Zum Auslösen von als Signale messbaren Kernspinresonanzen werden hochfrequente Anregungspulse (RF-Pulse) in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, die ausgelösten Kernspinresonanzen als sogenannte k-Raumdaten gemessen und auf deren Basis MR-Bilder rekonstruiert oder Spektroskopiedaten ermittelt. Zur Ortskodierung der Messdaten werden dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder, kurz Gradienten genannt, überlagert. Ein verwendetes Schema, das eine zeitliche Abfolge von einzustrahlenden RF-Pulsen und zu schaltenden Gradienten beschreibt, wird als Pulssequenz(schema), oder auch kurz als Sequenz, bezeichnet. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist z.B. mittels einer mehrdimensionalen FourierTransformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
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Je nach Betriebsart einer verwendeten Magnetresonanzanlage werden dabei unterschiedliche Schaltsequenzen und Magnetfeldstärken für zu schaltende Gradienten festgelegt, die mittels einer entsprechenden Gradienteneinheit erzeugt und variiert werden können. Diese Schaltsequenzen sind (unter anderem) in einem MR-Protokoll vorgegeben, das auch die zu verwendende Pulssequenz umfasst, die zeitlich koordiniert ebenfalls die Ansteuerung einer Hochfrequenzeinheit der Magnetresonanzanlage zur Aussendung von RF-Pulsen vorgibt, um die magnetischen Dipole im Untersuchungsbereich aus der Grundausrichtung auszulenken und so Kernspinresonanzen ausgelöst.
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MR-Protokolle umfassen eine Vielzahl an Protokollparametern, die die mit dem MR-Protokoll durchzuführende Aufnahme von Messdaten festlegen. Protokollparameter umfassen Parameter, die einen zu erzeugenden Kontrast, eine gewünschte Auflösung, einen gewünschten Bildgebungsbereich (engl. „field of view“, FOV), sowie gegebenenfalls eine gewünschte Beschleunigung der Aufnahme festlegen. Protokollparameter können somit beispielsweise Parameter wie Echozeiten TE, Wiederholzeiten TR, Flipwinkel, eine Auflösung, eine Anzahl an aufzunehmenden Schichten, die jeweiligen Schichtdicken, Pausenzeiten, Kontrast-Präparationen, sowie bei beschleunigten Aufnahmeverfahren wie z.B. durch eine parallele Akquisition von Messdaten, beispielsweise mittels GRAPPA oder SENSE, oder anderen beschleunigten Verfahren, bei welchen der k-Raum gemäß Nyquist nicht vollständig abgetastet wird, auch entsprechende Beschleunigungsfaktoren umfassen.
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Die Gradienteneinheit zur Erzeugung der Gradienten ist typischerweise ein schnell geschaltetes elektrisch betriebenes Spulensystem mit mehreren Gradientenspulen, die in festgelegter Weise Magnetfelder z. B. in zueinander orthogonaler Raumrichtung x, y und z mit Hilfe von Strömen erzeugen, die in einer Größenordnung von einigen 100 Ampere liegen.
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Aufgrund von Wechselwirkungskräften (Lorentzkräften) dieser Ströme mit dem Grundmagnetfeld der Magnetresonanzanlage und der Wechselwirkung von magnetischen Streufeldern der Gradienteneinheit (Wirbelstromkräfte) mit leitfähigen Bereichen der Magnetresonanzanlage treten starke mechanische Schwingungen der Gradienteneinheit auf, die neben einer hohen Belastung auf die Magnetresonanzanlage in mechanischer Hinsicht auch zu einer nicht unerheblichen, stark wahrnehmbaren Geräuscherzeugung führen.
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Beispielsweise aus den Schriften
DE 10 2012 205 864 B4 ,
DE 10 2013 213 255 B4 ,
DE 10 2013 225 415 B4 ,
DE 10 2013 221 062 B4 ,
DE 10 2014 201 236 B4 ,
DE 10 2013 225 415 B4 sowie
US 9,945,919 B2 sind bereits Optimierungsverfahren bekannt, die für einen bestimmten Untersuchungszweck gewünschte MR-Protokolle, insbesondere in den umfassten Pulssequenzen zu schaltende Gradienten, derart optimieren, dass eine erhebliche Reduzierung der oben genannten Geräuscherzeugung erfolgt. Wie in den oben genannten Schriften ausführlich beschrieben, unterliegt eine derartige Optimierung einigen Bedingungen, die sicherstellen, dass die eigentliche Aufnahme von Messdaten durch die Optimierung des MR-Protokolls nicht beeinflusst wird. Als Ergebnis der Optimierung werden beispielsweise Faktoren F
x für die Anstiegsraten (engl. „slew rates“) der jeweiligen Gradienten x ausgegeben, die die Anstiegsraten maximal reduzieren (mit F
x z.B. zwischen 1% und 100%).
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Eine derartige Optimierung, in Folgenden auch Geräuschoptimierung genannt, erfolgt in aller Regel schrittweise, wobei mehrere, z.B. 60 bis 100, oder mehr, auch Vorbereitungsschritte genannte Schritte erforderlich sein können, bis die gewünschte Optimierung der in dem MR-Protokoll zu schaltenden Gradienten erreicht wird.
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Für den Betrieb einer Hochfrequenzeinheit einer Magnetresonanzanlage umfasst die Magnetresonanzanlage üblicherweise einen oder mehrere Hochfrequenzverstärker, die ein den Sendepuls beschreibendes Signal verstärken. Das durch den Hochfrequenzverstärker verstärkte Signal wird an eine oder mehrere Antennen der Hochfrequenzeinheit übermittelt, so dass diese den gewünschten Sendepuls abstrahlen können. Üblicherweise ist ein solcher Hochfrequenzverstärker ausgebildet, eine bestimmte Menge an elektrischer Ladung, insbesondere in einem oder mehreren Kondensatoren, zu speichern und bei Bedarf, insbesondere bei Ausgabe eines Sendepulses durch die Hochfrequenzeinheit, in kurzer Zeit abzurufen. Der Hochfrequenzverstärker ist jedoch insbesondere hinsichtlich seiner Ausgabeleistung limitiert, d.h. bei Anwendung einer MR-Sequenz stellt die verfügbare Ausgabeleistung eine einzuhaltende Randbedingung dar, die abhängig von der Magnetresonanzanlage, insbesondere von der Beschaffenheit der Hardware der Magnetresonanzanlage, ist.
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Durch Absorption der Sendepulse im Körper eines zu untersuchenden Untersuchungsobjektes, beispielsweise eines Patienten, wird Energie, insbesondere Wärmeenergie, in den Körper des Untersuchungsobjekts eingebracht. Die spezifische Absorptionsrate (SAR) darf vorgegebene Grenzwerte nicht übersteigen, um die Sicherheit des Untersuchungsobjekts nicht zu gefährden. Somit stellt die spezifische Absorptionsrate bei Anwendung eines MR-Protokolls eine einzuhaltende Randbedingung dar, die abhängig vom Untersuchungsobjekt ist.
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Darüber hinaus sind weitere Randbedingungen denkbar, die bei Anwendung eines MR-Protokolls zur Aufnahme von Messdaten eines Untersuchungsobjektes mittels einer Magnetresonanzanlage einzuhalten sind.
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Bekannte Verfahren, die sicherstellen, dass derartige untersuchungsobjektspezifische und/oder hardwarespezifische Randbedingungen eingehalten werden, erfordern oftmals lange Prüfzeiten, die je nach MR-Protokoll, Magnetresonanzanlage und/oder Untersuchungsobjekt mehrere Sekunden andauern können. Dabei werden in der Regel verschiedene Varianten eines ursprünglich gewählten MR-Protokolls geprüft, bis diejenige Variante gefunden wurde, die die Randbedingungen einhält und dabei weiter eine Aufnahme der ursprünglich gewünschten Messdaten ergibt.
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Die langen Prüfzeiten stellen ein gewisses Ärgernis bei dem Betrieb einer Magnetresonanzanlage dar, sind aber nötig, um die Lauffähigkeit des MR-Protokolls auf der Magnetresonanzanlage und/oder die Sicherheit des Untersuchungsobjektes zu gewährleisten.
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In der nachveröffentlichten
DE 10 2022 209 976 A1 wird z.B. ein bereits beschleunigtes derartiges Verfahren zur Prüfung von MR-Protokollen beschrieben.
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Soll zusätzlich zu einer beschriebenen Prüfung eines MR-Protokolls eine Optimierung des MR-Protokoll zur Reduzierung der Geräuschbildung erfolgen, erhöht sich der für die Prüfung und Optimierung benötigte zeitliche Aufwand derart, dass Prüfzeiten von bis zu über einer Minute resultieren können.
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Dies ergibt sich aus der hierfür nötigen Multiplikation des Parameterraums mit der Anzahl der für die Optimierung benötigten Vorbereitungsschritten. Werden beispielsweise 20 Varianten eines MR-Protokolls für die Prüfung dessen benötigt und 75 Vorbereitungsschritte für die Optimierung, müssen insgesamt 20*75 = 1500 Berechnungen für die kombinierte Prüfung und Optimierung durchgeführt werden.
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Derartig lange Prüfzeiten sind, insbesondere im klinischen Alltag, häufig nicht akzeptabel, sodass aus Gründen der Zeitökonomie manchmal auf die Vorteile von Geräuschoptimierungsverfahren verzichtet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Prüfung und Geräuschoptimierung von MR-Protokollen mit akzeptablen Prüfzeiten zu ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nicht alle durch eine Prüfung eines MR-Protokolls erforderlichen Anpassungen von Protokollparametern einen Einfluss auf die als Ergebnisse von Geräuschoptimierungsverfahren bestimmten gradientenspezifische Gradientenfaktoren Fx haben. Werden durch die Prüfung des MR-Protokolls beispielsweise Protokollparameter wie z.B. verwendete Flipwinkel oder Pausenzeiten angepasst, so hat dies keinen Einfluss auf die bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx und es ist nicht nötig diese durch ein erneutes Durchführen der Geräuschoptimierung erneut zu bestimmen. Andere Protokollparameter, wie z.B. eine Anzahl an aufzunehmenden Schichten oder Wiederholzeiten TR haben zwar einen Einfluss auf die mittels eines Geräuschoptimierungsverfahrens bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx. Dieser Einfluss kann aber, insbesondere bei nur geringen Veränderungen der Protokollparameter durch die von der Prüfung des MR-Protokolls ermittelte Anpassung dieser Protokollparameter, derart klein sein, dass Unterschiede in erneut mit den angepassten Protokollparametern durchgeführten Optimierungsverfahren bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx von vor der Anpassung bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx vernachlässigt werden können.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Optimierung von Protokollparametern eines MR-Protokolls zur Aufnahme von gewünschten Messdaten mittels einer Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 1, eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 8, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 9, sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß Anspruch 10.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Optimierung von Protokollparametern eines MR-Protokolls zur Aufnahme von gewünschten Messdaten mittels einer Magnetresonanzanlage umfasst die Schritte:
- - Laden eines zur Aufnahme der gewünschten Messdaten bestimmten zu optimierenden MR-Protokolls mit seinen Protokollparametern,
- - Durchführen einer Optimierung auf Basis der geladenen Protokollparameter zur Reduzierung von durch eine Ausführung des MR-Protokolls auf der Magnetresonanzanlage verursachten Geräuschen, wobei als Ergebnis gradientenspezifische Gradientenfaktoren für im Rahmen des MR-Protokolls zu schaltende Gradienten bestimmt werden,
- - Speichern der bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren des MR-Protokolls,
- - Durchführen einer Prüfung des MR-Protokolls auf ein Einhalten zumindest einer bereitgestellten Randbedingung, wobei, falls die Prüfung ergibt, dass zumindest eine der zumindest einen Randbedingung nicht eingehalten wird, angepasste Protokollparameter auf Basis der geladenen Protokollparameter bestimmt werden, sodass bei Anwendung der angepassten Protokollparameter alle bereitgestellten Randbedingungen eingehalten werden,
- - Erstellen eines angepassten MR-Protokolls unter Verwendung der angepassten Protokollparameter und unter Verwendung der gespeicherten gradientenspezifische Gradientenfaktoren,
- - Senden des angepassten MR-Protokolls zum Ausführen des angepassten MR-Protokolls an die Magnetresonanzanlage.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung von bereits vor dem Durchführen einer Prüfung eines MR-Protokolls mittels einem Geräuschoptimierungsverfahren bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx mit nach der Bestimmung der gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx über eine durchgeführte Prüfung des MR-Protokolls bestimmten angepassten Protokollparametern bei der Erstellung eines angepassten MR-Protokolls, wird wertvolle Rechenzeit für die kombinierte Prüfung und Optimierung eingespart, da eine oben beschriebene Multiplikation des Parameterraums entfallen kann. Ein Verfahren zur kombinierten Prüfung und Geräuschoptimierung wird hiermit durch die Verwendung von vorpräparierten Gradienteninformationen (insbesondere in Form von Gradientenfaktoren) stark beschleunigt.
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Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage umfasst eine Magneteinheit, eine Gradienteneinheit, eine Hochfrequenzeinheit und eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung mit einer Kompensationsgradientenbestimmungseinheit.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert ein erfindungsgemäßes Verfahren auf einer Steuereinrichtung, wenn es auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird. Beispielsweise umfasst das Computerprogramm Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinrichtung, z.B. eine Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage, diese Steuereinrichtung veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die Steuereinrichtung kann in Form eines Computers gestaltet sein.
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Das Computerprogramm kann hierbei auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, welches direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in einer Recheneinheit des Rechensystems ausgeführt wird.
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Ein erfindungsgemäßes computerlesbares Speichermedium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch eine Steuereinrichtung, z.B. eine Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage, diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
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Das computerlesbare Speichermedium kann als elektronisch lesbarer Datenträger ausgestaltet sein, welcher darauf gespeicherte elektronisch lesbare Steuerinformationen umfasst, welche zumindest ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen.
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Die in Bezug auf das Verfahren angegebenen Vorteile und Ausführungen gelten analog auch für die Magnetresonanzanlage, das Computerprogrammprodukt und den elektronisch lesbaren Datenträger.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die aufgeführten Beispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine schematisch dargestellte erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage.
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1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Optimierung von Protokollparametern eines MR-Protokolls zur Aufnahme von gewünschten Messdaten mittels einer Magnetresonanzanlage.
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Dabei wird ein zur Aufnahme der gewünschten Messdaten bestimmtes zu optimierendes MR-Protokoll MP mit seinen Protokollparametern P geladen (Block 101).
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Wie bereits oben beschrieben existieren verschiedene MR-Protokolle MP mit zugehörigen Protokollparametern P, die für verschiedene Untersuchungszwecke angewandt werden können.
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Auf Basis der geladenen Protokollparameter P wird eine Optimierung zur Reduzierung von durch eine Ausführung des MR-Protokolls MP auf der Magnetresonanzanlage verursachten Geräuschen durchgeführt, wobei als Ergebnis gradientenspezifische Gradientenfaktoren Fx für im Rahmen des MR-Protokolls MP zu schaltende Gradienten bestimmt und für das MR-Protokoll MP gespeichert werden (Block 103). Werden die bestimmten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx bei einer Ausführung des MR-Protokolls MP auf die jeweiligen Gradienten angewandt, führt dies zu der gewünschten Geräuschreduzierung. Hierbei kann ein an sich bekanntes Geräuschoptimierungsverfahren eingesetzt werden.
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Es wird eine Prüfung des MR-Protokolls MP auf ein Einhalten zumindest einer bereitgestellten Randbedingung durchgeführt, wobei, falls die Prüfung ergibt, dass zumindest eine der zumindest einen Randbedingung nicht eingehalten wird, angepasste Protokollparameter P' auf Basis der geladenen Protokollpa-rameter P bestimmt werden (Block 105). Die angepassten Protokollparameter P ` werden hierbei derart bestimmt, dass bei Anwendung der angepassten Protokollparameter P` bei einer Durchführung des MR-Protokolls MP alle bereitgestellten Randbedingungen eingehalten werden. Hierbei kann ein, z.B. oben beschriebenes, an sich bekanntes Verfahren zur Prüfung auf Lauffähigkeit und/oder Sicherheit mit den entsprechenden Randbedingungen eingesetzt werden.
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Randbedingungen für die Prüfung können hardwarespezifische Randbedingungen (die also abhängig von der verwendeten Magnetresonanzanlage sind) und/oder untersuchungsobjektspezifische Randbedingungen (die also abhängig von dem Untersuchungsobjekt, von welchem Messdaten aufgenommen werden sollen sind) umfassen. Insbesondere eine maximale spezifische Absorptionsrate (SAR) und/oder eine maximale verfügbare Leistung einer Gradienteneinheit der Magnetresonanzanlage und/oder einer Hochfrequenzeinheit der Magnetresonanzanlage können von den Randbedingungen umfasst sein.
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Die gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx können hierbei einmalig, z.B. nach Erstellung jedes auf einer Magnetresonanzanlage durchzuführenden MR-Protokolls, bestimmt und gespeichert werden. Derartig einmal bestimmte gradientenspezifische Gradientenfaktoren Fx liefern bereits eine gute Geräuschreduzierung auch mit später angepassten Protokollparametern P`, wobei die Geräuschoptimierung zu dem zur kombinierten Prüfung und Optimierung benötigten zeitlichen Aufwand für eine Erstellung des angepassten MR-Protokolls quasi nicht beiträgt, da einfach auf bereits gespeicherte Werte für die gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx des MR-Protokolls zurückgegriffen wird.
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Es ist auch denkbar, die gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx vor einer, insbesondere jeder, Durchführung des MR-Protokolls auf dem Magnetresonanzgerät zu bestimmen. Auf diese Weise trägt die Geräuschoptimierung zwar zu dem zur kombinierten Prüfung und Optimierung benötigten zeitlichen Aufwand für eine Erstellung des angepassten MR-Protokolls durch einmalige Ausführung bei, jedoch trägt die Geräuschoptimierung nicht wie im Stand der Technik zu der für die Prüfung und Anpassung des MR-Protokolls benötigten Dauer bei, da diese unabhängig von der Geräuschoptimierung erfolgt. Weiterhin kann durch eine Optimierung vor einer Durchführung des MR-Protokolls MP auf der Magnetresonanzanlage gegebenenfalls eine Aktualisierung erreicht werden.
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Es ist möglich, dass Schwellwerte SW für erlaubte Abweichungen geladener Protokollparameter P von entsprechenden angepassten Protokollparametern P` festgelegt werden. Dies ist insbesondere für solche Protokollparameter P, P` sinnvoll, welche einen Einfluss auf Ergebnisse einer Geräuschoptimierung in Form von Gradientenfaktoren Fx haben. Hierbei kann z.B. eine maximal erlaubte Abweichung zwischen einem von den geladenen Protokollparametern P umfassten Parameter und dem von den angepassten Protokollparametern P ` umfassten entsprechenden Parameter festgelegt sein. Beispielsweise kann für eine von den Protokollparametern umfasste Wiederholzeit TR als Schwellwert eine maximal erlaubte Abweichung zwischen der von den geladenen Protokollparametern P umfassten Wiederholzeit und der von den angepassten Protokollparametern P ` umfassten Wiederholzeit festgelegt sein. Es ist weiter denkbar, als Schwellwert eine, z.B. eine maximale Zeitdauer darstellende, Triggerbedingung festzulegen, bei deren Überschreiten eine erneute Geräuschoptimierung durchgeführt werden soll. Mit derartigen Schwellwerten als Trigger für eine erneute Geräuschoptimierung kann, sichergestellt werden, dass regelmäßig eine aktuelle Geräuschoptimierung durchgeführt wird.
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Es kann ein Vergleich, zumindest der mit einem zugehörigen Schwellwert versehenen Parameter, der von den geladenen Protokollparametern P umfassten Parameter und den zugehörigen, von den angepassten Protokollparametern P ` umfassten Parametern durchgeführt werden, um festzustellen, ob die festgelegten Schwellwerte eingehalten werden (Abfrage 109).
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Ergibt der Vergleich der geladenen Protokollparameter P mit den angepassten Protokollparametern P', dass alle Schwellwerte eingehalten werden, wird das angepasste MR-Protokoll unter Verwendung der bereits bestimmten angepassten Protokollparameter P` und der gespeicherten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx erstellt und zum Ausführen des angepassten MR-Protokolls MP` auf der Magnetresonanzanlage an die Magnetresonanzanlage gesendet (Abfrage 109, y).
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Ergibt der Vergleich der geladenen Protokollparameter P mit den angepassten Protokollparametern P', dass zumindest ein Schwellwert nicht eingehalten wird (Abfrage 109, n), wird auf Basis der angepassten Protokollparameter P ` eine gezielte Geräuschoptimierung zur Reduzierung von durch eine Ausführung des angepassten MR-Protokolls MP` auf der Magnetresonanzanlage verursachten Geräuschen durchgeführt (Block 103'), wobei als Ergebnis dieser Optimierung gezielt angepasste gradientenspezifische Gradientenfaktoren Fx ` bestimmt werden. Dabei kann die gezielte Optimierung auf diejenigen gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx beschränkt sein, die von einer Schwellwertüberschreitung beeinflusst sind. Die unbeeinflussten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx können einfach von den gespeicherten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx übernommen werden. Das angepasste MR-Protokoll MP wird in diesem Fall unter Verwendung der angepassten Protokollparameter und unter Verwendung der angepassten gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx erstellt. Das erstellte angepasste MR-Protokoll MP` wird zum Ausführen des angepassten MR-Protokolls MP` auf der Magnetresonanzanlage an die Magnetresonanzanlage gesendet.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch für angepasste Protokollparametern P`, die mehr als einen festgelegten Schwellwert von den entsprechenden geladenen Protokollparametern P abweichen, eine gute Geräuschoptimierung erreicht werden kann, wobei der Rechenaufwand gering gehalten werden kann.
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Der Vergleich der geladenen Protokollparameter P mit den angepassten Protokollparametern P ` kann vor dem Erstellen des angepassten MR-Protokolls durchgeführt werden. Auf diese Weise muss nur einmal ein angepasstes MR-Protokoll erstellt werden.
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Die Optimierung zur Bestimmung der gradientenspezifischen Gradientenfaktoren Fx kann hierbei auf einer physikalisch außerhalb der Magnetresonanzanlage, insbesondere physikalisch von einer Gradienteneinheit der Magnetresonanzanlage entfernt, angeordneten Optimierungseinheit der Magnetresonanzanlage durchgeführt werden. Auf diese Weise werden keine Ressourcen der Magnetresonanzanlage für die Optimierung benötigt. Das fertige angepasste MR-Protokoll MP ` braucht dann lediglich noch zum Ausführen an die Magnetresonanzanlage gesendet zu werden.
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Unter Verwendung der angepassten Protokollparameter und unter Verwendung der gespeicherten gradientenspezifische Gradientenfaktoren Fx wird ein angepasstes MR-Protokoll MP` erstellt (Block 107), welches zum Ausführen des angepassten MR-Protokolls MP` an die Magnetresonanzanlage gesendet wird.
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Mit dem hierin beschriebenen Verfahren, das auf gespeicherte Informationen über für eine Geräuschreduzierung anwendbare Gradientenfaktoren Fx für von einem MR-Protokoll umfassten Gradienten zurückgreift, kann für eine kombinierte Geräuschoptimierung und Prüfung auf Lauffähigkeit und/oder Sicherheit eines MR-Protokoll erheblich an aufzuwendendem zeitlichen Aufwand eingespart werden.
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2 stellt schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 1 dar. Diese umfasst eine Magneteinheit 3 zur Erzeugung des Grundmagnetfeldes, eine Gradienteneinheit 5 zur Erzeugung der Gradientenfelder, eine Hochfrequenzeinheit 7 zur Einstrahlung und zum Empfang von Hochfrequenzsignalen und eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung 9.
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In der 2 sind diese Teileinheiten der Magnetresonanzanlage 1 nur grob schematisch dargestellt. Insbesondere kann die Hochfrequenzeinheit 7 aus mehreren Untereinheiten, beispielsweise aus mehreren Spulen wie den schematisch gezeigten Spulen 7.1 und 7.2 oder mehr Spulen bestehen, die entweder nur zum Senden von Hochfrequenzsignalen oder nur zum Empfangen der ausgelösten Hochfrequenzsignale oder für beides ausgestaltet sein können.
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Zur Untersuchung eines Untersuchungsobjektes U, beispielsweise eines Patienten oder auch eines Phantoms, kann dieses auf einer Liege L in die Magnetresonanzanlage 1 in deren Messvolumen eingebracht werden. Die Schicht oder der Slab Si stellt ein exemplarisches Zielvolumen des Untersuchungsobjekts dar, aus dem Echosignale aufgenommen und als Messdaten erfasst werden sollen.
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Die Steuereinrichtung 9 dient der Steuerung der Magnetresonanzanlage 1 und kann insbesondere die Gradienteneinheit 5 mittels einer Gradientensteuerung 5' und die Hochfrequenzeinheit 7 mittels einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7' steuern. Die Hochfrequenzeinheit 7 kann hierbei mehrere Kanäle umfassen, auf denen Signale gesendet oder empfangen werden können.
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Die Hochfrequenzeinheit 7 ist zusammen mit ihrer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7' für die Erzeugung und das Einstrahlen (Senden) eines Hochfrequenz-Wechselfeldes zur Manipulation der Spins in einem zu manipulierenden Bereich (beispielsweise in zu messenden Schichten S) des Untersuchungsobjekts U zuständig. Dabei wird die Mittenfrequenz des, auch als B1-Feld bezeichneten, Hochfrequenz-Wechselfeldes in aller Regel möglichst so eingestellt, dass sie nahe der Resonanzfrequenz der zu manipulierenden Spins liegt. Abweichungen von der Mittenfrequenz von der Resonanzfrequenz werden als Off-Resonanz bezeichnet. Zur Erzeugung des B1-Feldes werden in der Hochfrequenzeinheit 7 mittels der Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7' gesteuerte Ströme an den HF-Spulen angelegt.
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Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 9 kann eine Optimierungseinheit 15, mit welcher MR-Protokolle erfindungsgemäß angepasst werden können. Die Steuereinrichtung 9 ist insgesamt dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Die Optimierungseinheit 15 umfasst oder hat Zugriff auf zumindest eine Recheneinheit und einen Speicher. Die Optimierungseinheit 15 kann in einer Rechenstruktur, z.B. der Steuereinrichtung, ggf. mit verschiedenen Recheneinheiten, Schnittstellen und/oder Speichern integriert sein oder auf vorhandene Recheneinheiten und/oder Speicher zurückgreifen. Die Optimierungseinheit kann als direkt in die Magnetresonanzanlage 1 integrierte Optimierungseinheit 15 ausgestaltet sein, insbesondere in Verbindung mit einer inneren Steuerung, die zur letzten Vorbereitung und Prüfung von mit der Magnetresonanzanlage durchzuführenden Messungen, Aufnahmen und Rekonstruktionen dient. Es ist auch denkbar, dass die Optimierungseinheit 15 physikalisch außerhalb der Magnetresonanzanlage 1 angeordnet ist, beispielsweise in einem Bedienungsraum, von welchem die Magnetresonanzanlage 1 bedient werden kann. Auch in diesem Fall können erfindungsgemäß angepasste MR-Protokolle von der Optimierungseinheit 15 direkt auf der Magnetresonanzanlage 1 ausgeführt werden, insbesondere ohne eine (ansonsten häufig übliche) weitere Prüfung durch eine oben genannte innere Steuerung der Magnetresonanzanlage 1.
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Eine von der Steuereinrichtung 9 umfasste Recheneinheit 13 ist dazu ausgebildet alle für die nötigen Messungen und Bestimmungen nötigen Rechenoperationen auszuführen. Hierzu benötigte oder hierbei ermittelte Zwischenergebnisse und Ergebnisse können in einer Speichereinheit S der Steuereinrichtung 9 gespeichert werden. Die dargestellten Einheiten sind hierbei nicht unbedingt als physikalisch getrennte Einheiten zu verstehen, sondern stellen lediglich eine Untergliederung in Sinneinheiten dar, die aber auch z.B. in weniger oder auch in nur einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein können.
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Über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung E/A der Magnetresonanzanlage 1 können, z.B. durch einen Nutzer, Steuerbefehle an die Magnetresonanzanlage geleitet werden und/oder Ergebnisse der Steuereinrichtung 9 wie z.B. Bilddaten angezeigt werden.
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Ein hierin beschriebenes Verfahren kann auch in Form eines Computerprogramms vorliegen, welches Befehle umfasst, die das beschriebene Verfahren auf einer Steuereinrichtung 9 ausführen. Ebenso kann ein computerlesbares Speichermedium vorliegen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung durch eine Steuereinrichtung 9 einer Magnetresonanzanlage 1 diese veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012205864 B4 [0007]
- DE 102013213255 B4 [0007]
- DE 102013225415 B4 [0007]
- DE 102013221062 B4 [0007]
- DE 102014201236 B4 [0007]
- US 9945919 B2 [0007]
- DE 102022209976 A1 [0014]
