DE10313052B3 - Method and device for acquiring data for magnetic resonance imaging with reduced T1 contrast - Google Patents

Method and device for acquiring data for magnetic resonance imaging with reduced T1 contrast Download PDF

Info

Publication number
DE10313052B3
DE10313052B3 DE2003113052 DE10313052A DE10313052B3 DE 10313052 B3 DE10313052 B3 DE 10313052B3 DE 2003113052 DE2003113052 DE 2003113052 DE 10313052 A DE10313052 A DE 10313052A DE 10313052 B3 DE10313052 B3 DE 10313052B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sequence
magnetization
blocks
flip angle
pulses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2003113052
Other languages
German (de)
Inventor
Mark Griswold
Peter Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Griswold Mark Shaker Heights Us
Griswold Mark Us
Schmitt Peter De
Original Assignee
BAYERISCHE JULIUS MAXIMILIANS
Julius Maximilians Universitaet Wuerzburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAYERISCHE JULIUS MAXIMILIANS, Julius Maximilians Universitaet Wuerzburg filed Critical BAYERISCHE JULIUS MAXIMILIANS
Priority to DE2003113052 priority Critical patent/DE10313052B3/en
Priority to PCT/EP2004/002924 priority patent/WO2004086072A2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10313052B3 publication Critical patent/DE10313052B3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5615Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/50NMR imaging systems based on the determination of relaxation times, e.g. T1 measurement by IR sequences; T2 measurement by multiple-echo sequences
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5615Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE]
    • G01R33/5617Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE] using RF refocusing, e.g. RARE

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

Um unerwünschten T1-Kontrast in den detektierten Signalen einer Magnetresonanz-Bildgebungssequenz zu reduzieren, werden ungleichmäßig beabstandete Invertierungen der longitudinalen Magnetisierung M¶z¶ in einer Weise implementiert, die zur Herstellung eines Zustandes führt, in welchem Magnetresonanz-Signale, die zwischen den Invertierungen oder nach einer Folge solcher Invertierungen erzeugt werden, eine reduzierte T1-Abhängigkeit haben. Die Herstellung dieses Zustandes erfolgt durch Steuerung der Zeitabstände (TP, TA) der M¶z¶-Invertierungen, die im Verlauf der Erzeugung einer Magnetresonanz-Signalfolge als einzelne HF-Zwischeneinwirkungen eingefügt werden und/oder als Folge von Invertierungen vor einer Signalfolge erzeugt werden.To reduce unwanted T1 contrast in the detected signals of a magnetic resonance imaging sequence, non-uniformly spaced inversions of the longitudinal magnetization M¶z¶ are implemented in a manner that leads to the establishment of a state in which magnetic resonance signals that occur between the inversions or generated after a sequence of such inversions have a reduced T1 dependency. This state is established by controlling the time intervals (TP, TA) of the M¶z¶ inversions, which are inserted as individual RF intermediate actions in the course of generating a magnetic resonance signal sequence and / or are generated as a result of inversions before a signal sequence ,

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die ortsaufgelöste Untersuchung von Objekten mittels Magnetresonanz (MR) und betrifft speziell ein Verfahren zur Akquisition von Daten für die Darstellung eines Bildes, welches den räumlichen Kontrast des Magnetresonanzverhaltens eines Objektes innerhalb eines ausgewählten Ortsbereiches zeigt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 26. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to the spatially resolved investigation of objects using magnetic resonance (MR) and specifically affects one Process for acquiring data for displaying an image, which the spatial Contrast of the magnetic resonance behavior of an object within a chosen Local area shows, according to the generic term of claim 1 or 26. The invention further relates a device for performing of the procedure.

In der nachstehenden Beschreibung werden bei der Angabe und Würdigung des Standes Technik entsprechende Fundstellen in der allgemein zugänglichen Literatur genannt:

  • [1] J.Henning et al. "RARE imaging: a fast imaging method for clinical MR", Magn Reson Med, 3:823-833, 1986.
  • [2] D.G.Norris et al. "On the application of ultra-fast RARE experiments", Magn Reson Med 27:142-164, 1992.
  • [3] Haase A. "Snapshot FLASH MRI. Applications to T1, T2, and chemical-shift imaging", Magn Reson Med 13:77-89 1990.
  • [4] J.Henning et al. "Hyperechoes", Magn Reson Med 46:6-12, 2001.
  • [5] Patentschrift DE 100 35 319 C2 (05.12.2002).
  • [6] J.Hennig et al. Optimization of signal behavior in the transition to driven equilibrium in steady-state free precession sequences. Magn Reson Med 48:801-809, 2002
  • [7] Offenlegungsschrift DE 101 12 704 A1 (02.10.2002).
  • [8] A.M.Andrew, P.Styles. "Spin Echo Entrapped Perfusion Image (SEEPAGE). A Nonsubtraction Method for Direct Imaging of Perfusion", Magn Reson Med 43:701-704, 2000.
  • [9] W.T.Dixon et al. "Multiple Inversion Recovery Reduces Static Tissue Signals in Angiograms", Magn Reson Med 18:257-268, 1991.
  • [10] A.Oppelt et al. "FISP – a new fast MRI sequence", Electromedia (Engl.Ed.) 54:15-18, 1986.
  • [11] Offenlegungsschrift DE 44 27 497 A1 (15.02.1996).
  • [12] Teng-Yi Huang et al. "Are TrueFISP Images T2/T1-Weighted?" Magn Reson Med 48:684-688, 2002.
  • [13] K.Scheffler, J.Hennig. "Is TrueFISP a gradient-echo or a spin-echo sequence?" Magn Reson Med 49:395-397, 2003.
  • [14] K.Scheffler et al. "Magnetization Preparation During the Steady State: Fat-Saturated 3D TrueFISP", Magn Res Med 45:1075-1080, 2001.
  • [15] Patentschrift EP 0 191 431 B1 (02.01.1989).
  • [16] P.Mansfield et al. "Biological and Medical Imaging by NMR", J. Magn. Reson. 29:355-373, 1978.
  • [17] V.S.Deshpande et al. "Reduction of transient signal oscillations in true-FISP using a linear flip angle series magnetization preparation", Magn Reson Med 49:151:157, 2003.
In the description below, corresponding references in the generally accessible literature are given when stating and appreciating the prior art:
  • [1] J. Henning et al. "RARE imaging: a fast imaging method for clinical MR", Magn Reson Med, 3: 823-833, 1986.
  • [2] DGNorris et al. "On the application of ultra-fast RARE experiments", Magn Reson Med 27: 142-164, 1992.
  • [3] Haase A. "Snapshot FLASH MRI. Applications to T1, T2, and chemical-shift imaging", Magn Reson Med 13: 77-89 1990.
  • [4] J. Henning et al. "Hyperechoes," Magn Reson Med 46: 6-12, 2001.
  • [5] Patent specification DE 100 35 319 C2 (05.12.2002).
  • [6] J. Hennig et al. Optimization of signal behavior in the transition to driven equilibrium in steady-state free precession sequences. Magn Reson Med 48: 801-809, 2002
  • [7] Disclosure DE 101 12 704 A1 (02.10.2002).
  • [8] AMAndrew, P. Styles. "Spin Echo Entrapped Perfusion Image (SEEPAGE). A Nonsubtraction Method for Direct Imaging of Perfusion," Magn Reson Med 43: 701-704, 2000.
  • [9] WTDixon et al. "Multiple Inversion Recovery Reduces Static Tissue Signals in Angiograms", Magn Reson Med 18: 257-268, 1991.
  • [10] A.Oppelt et al. "FISP - a new fast MRI sequence", Electromedia (Engl.Ed.) 54: 15-18, 1986.
  • [11] Disclosure DE 44 27 497 A1 (15.02.1996).
  • [12] Teng-Yi Huang et al. "Are TrueFISP Images T2 / T1-Weighted?" Magn Reson Med 48: 684-688, 2002.
  • [13] K.Scheffler, J.Hennig. "Is TrueFISP a gradient-echo or a spin-echo sequence?" Magn Reson Med 49: 395-397, 2003.
  • [14] K.Scheffler et al. "Magnetization Preparation During the Steady State: Fat-Saturated 3D TrueFISP", Magn Res Med 45: 1075-1080, 2001.
  • [15] Patent specification EP 0 191 431 B1 (02.01.1989).
  • [16] P. Mansfield et al. "Biological and Medical Imaging by NMR", J. Magn. Reson. 29: 355-373, 1978.
  • [17] VSDeshpande et al. "Reduction of transient signal oscillations in true-FISP using a linear flip angle series magnetization preparation", Magn Reson Med 49: 151: 157, 2003.

Diese Fundstellen sind im Beschreibungstext durch Angabe der vorstehenden Referenznummern in eckigen Klammern [] bezeichnet.This Locations are in the description by specifying the above Reference numbers in square brackets [].

Technischer Hintergrundtechnical background

Bei den gebräuchlichen MR-Bildgebungsverfahren wird der zu untersuchende Objektbereich, also die "Probe", in einem stationären Magnetfeld B0 angeordnet, dessen Richtung üblicher weise als z-Richtung bezeichnet wird, während die beiden anderen orthogonalen Richtungen des dreidimensionalen Raumes als x- und y-Richtung bezeichnet werden. Die Probe wird dann einer Sequenz aus mindestens einem anregenden elektromagnetischen Hochfrequenz-Impuls (HF-Impuls) ausgewählter Frequenz und Impulsen von Magnetfeldgradienten in unterschiedlichen Raumrichtungen ausgesetzt, derart, daß infolge der HF-Anregung ein Magnetresonanzsignal oder eine Folge mehrerer Magnetresonanzsignale erscheinen, die als ortscodierte MR-Signale detektiert werden und Aufschluß über Merkmale der Probe geben.In the usual MR imaging methods, the object area to be examined, ie the "sample", is arranged in a stationary magnetic field B 0 , the direction of which is usually referred to as the z direction, while the other two orthogonal directions of the three-dimensional space are referred to as x and y-direction. The sample is then exposed to a sequence of at least one exciting high-frequency electromagnetic pulse (RF pulse) of selected frequency and pulses from magnetic field gradients in different spatial directions, such that a magnetic resonance signal or a sequence of several magnetic resonance signals appear as a result of the RF excitation and are coded as location-coded MR signals are detected and provide information about the characteristics of the sample.

Das stationäre Magnetfeld richtet die Spins der Probe longitudinal zu den B0-Feldlinien aus, wobei sich eine Richtungsquantelung parallel und antiparallel zur z-Richtung ergibt. Die beiden Zustände "parallel" und "antiparallel" entsprechen unterschiedlichen Energieniveaus, die, wenn sie nicht in gleicher Häufigkeit besetzt sind, zu einem Netto-Unterschied in der Probe führen, der eine makroskopische Magnetisierung parallel oder antiparallel zur z-Richtung ergibt, die als "Gleichgewichtszustand" (equilibrium) bezeichnet wird. Bei der Spinsorte, die üblicherweise in der MR-Bildgebung angesprochen wird (zumeist Protonen-Spins), ist die Gleichgewicht-Magnetisierung M0 parallel zur z-Richtung; es gibt aber auch Spinsorten, bei denen M0 antiparallel zur z-Richtung ist. Der im folgenden verwendete Begriff "B0-parallel" (bzw. "B0-antiparallel") ist daher allgemein zu verstehen als "parallel (bzw. antiparallel) zur Richtung der sich im Gleichgewicht ergebenden Netto-Magnetisierung".The stationary magnetic field aligns the spins of the sample longitudinally to the B 0 field lines, whereby a directional quantization results parallel and antiparallel to the z direction. The two states "parallel" and "antiparallel" correspond to different energy levels, which, if they are not occupied with the same frequency, lead to a net difference in the sample, which results in macroscopic magnetization parallel or antiparallel to the z direction, which is called "Equilibrium" is called. In the case of the type of spin that is usually addressed in MR imaging (mostly proton spins), the equilibrium magnetization M 0 is parallel to the z direction; but there are also spin types in which M 0 is antiparallel to z direction. The term "B 0 -parallel" (or "B 0 -antiparallel") used in the following is therefore to be understood generally as "parallel (or antiparallel) to the direction of the net magnetization that results in equilibrium".

Eine Erregung der Probe durch HF-Energie (mit der für die betreffende Feldstärke H0 des B0-Feldes charakteristischen Larmor-Frequenz f0) mittels einer HF-Spule verändert den Besetzungsunterschied derart, daß sich der positive Betrag des Magnetisierungsvektors Mz vermindert, wobei das Maß dieser Verminderung vom Energiegehalt des an die Spule gelegten HF-Impulses abhängt. Mit wachsendem Energiegehalt des HF-Impul ses sinkt Mz schließlich auf Null ab ("Sättigungszustand", d.h. gleiche Besetzung der Energieniveaus), um dann in Gegenrichtung zuzunehmen, bis Mz = –M0 (Umkehrung des ursprünglichen Besetzungsverhältnisses). Nach Beendigung des HF-Impulses geht Mz allmählich wieder auf seinen ursprünglichen Gleichgewichtszustand Mz = M0 zurück, und zwar gemäß einer Exponentialfunktion mit einer probenspezifischen Zeitkonstante T1, die als "Spin-Gitter-Relaxationszeit" bezeichnet wird.Excitation of the sample by RF energy (with the Larmor frequency f 0 characteristic of the relevant field strength H 0 of the B 0 field) by means of an RF coil changes the population difference in such a way that the positive amount of the magnetization vector M z decreases, the extent of this reduction depends on the energy content of the RF pulse applied to the coil. With increasing energy content of the HF pulse, M z finally drops to zero ("saturation state", ie the same occupation of the energy levels), and then increases in the opposite direction until M z = −M 0 (reversal of the original occupation ratio). After the end of the RF pulse, M z gradually returns to its original equilibrium state M z = M 0 , in accordance with an exponential function with a sample-specific time constant T1, which is referred to as the "spin-lattice relaxation time".

Nach Beendigung des HF-Impulses kann in der HF-Spule eine vorübergehende HF-Abstrahlung aus der Probe gemessen werden. Diese Abstrahlung erscheint so, als wäre ein transversaler Magnetisierungsvektor Mxy in der zur z-Richtung senkrechten xy-Ebene vorhanden, der mit der Larmor-Frequenz f0 um die z-Achse rotiert, Dieser Mxy-Vektor stellt sich so dar, als wäre unter dem Einfluß der HF-Erregung der bis dahin wirksame Mz-Vektor Mz(0) um einen Flipwinkel "α" gekippt worden, dessen Cosinus das Verhältnis des neuen Mz-Vektors Mz(1) zum bisherigen Mz-Vektor Mz(0) ist.After the RF pulse has ended, a temporary RF radiation from the sample can be measured in the RF coil. This radiation appears as if there were a transverse magnetization vector M xy in the xy plane perpendicular to the z direction, which rotates about the z axis with the Larmor frequency f 0. This M xy vector is represented as under the influence of RF excitation, the previously effective M z vector M z (0) would have been tilted by a flip angle "α", the cosine of which is the ratio of the new M z vector M z (1) to the previous M z - Vector M z is (0) .

Ab dem Zeitpunkt der Beendigung des HF-Impulses folgt das weitere Schicksal der longitudinalen Magnetisierung Mz und der transversalen Magnetisierung Mxy unterschiedlichen Gesetzen. Während Mz wie gesagt mit dem Zeitfaktor T1 seiner Gleichgewichtsamplitude Mz = (+)M0 zustrebt, unterliegt Mxy verschiedenen Einflüssen, die das Abklingen des meßbaren HF-Signals bestimmen:
Bei perfekter (rein theoretischer) Homogenität des stationären Magnetfeldes innerhalb der Probe klingt die transversale Magnetisierung Mxy mit einer Zeitkonstanten T2 (Spin-Spin-Relaxationszeit) ab, die von der molekularen Dynamik der Probe abhängt. T2 ist meist kleiner als T1; bei lebendem biologischen Gewebe ("in vivo") kann T2 im Bereich von 40 ms bis deutlich über 1000 ms liegen, während T1 mehr als 2500 ms betragen kann.
From the time of the termination of the RF pulse, the further fate of the longitudinal magnetization M z and the transverse magnetization M xy follows different laws. While M z strives for its equilibrium amplitude M z = (+) M 0 with the time factor T1, M xy is subject to various influences that determine the decay of the measurable RF signal:
With perfect (purely theoretical) homogeneity of the stationary magnetic field within the sample, the transverse magnetization M xy decays with a time constant T2 (spin-spin relaxation time), which depends on the molecular dynamics of the sample. T2 is usually smaller than T1; in the case of living biological tissue ("in vivo"), T2 can be in the range from 40 ms to well over 1000 ms, while T1 can be more than 2500 ms.

Durch das Vorhandensein von Feld-Inhomogenitäten des statischen Magnetfeldes bzw. der Probe wird eine zunehmende Aufspaltung des Mxy-Vektors in Elementarbestandteile bewirkt, deren Phasen von der ursprünglichen Vektorphase immer mehr abweichen. Diese "Defokussierung" läßt den resultierenden Mxy-Vektor und damit die von der HF-Spule fühlbare HF-Abstrahlung (Induktionssignal in der Spule) schneller abklingen, als es T2 entspricht. Für diesen "freien Induktionsabfall" (FID) ergibt sich also eine effektive Relaxationszeit T2* < T2.The presence of field inhomogeneities in the static magnetic field or the sample causes the M xy vector to be increasingly broken down into elementary components, the phases of which increasingly deviate from the original vector phase. This "defocusing" allows the resulting M xy vector and thus the RF radiation that can be felt by the RF coil (induction signal in the coil) to decay faster than T2. For this "free induction drop" (FID) there is an effective relaxation time T2 * <T2.

Ein nach der Erregung folgendes Anlegen eines HF-Impulses mit α = 180 kehrt einerseits die Richtung des aktuellen Mz-Vektors um (–Mz) und bewirkt andrerseits eine Spiegelung der Momentanphasen der defokussierten Mxy-Bestandteile. Da die Richtung der Phasenauswanderung der Einzelbestandteile des Mxy-Vektors nach wie vor die gleiche bleibt, kommt es zu einer vorübergehenden "Refokussierung" dieses Vektors, d.h. die T2*-Defokussierung wird allmählich aufgehoben, um dann wieder erneut zu beginnen. Dies führt zu dem bekannten "Spinecho" in der HF-Spule, dessen Amplitude allein von T2 abhängt.A subsequent application of an RF pulse with α = 180 reverses the direction of the current M z vector (−M z ) and, on the other hand, causes a mirroring of the instantaneous phases of the defocused M xy components. Since the direction of the phase migration of the individual components of the M xy vector remains the same, this vector is temporarily "refocused", ie the T2 * defocus is gradually released and then started again. This leads to the well-known "spin echo" in the RF coil, the amplitude of which depends solely on T2.

Beim Anlegen eines Magnetfeldgradienten nach erfolgter HF-Erregung ergibt sich (wegen der dadurch bewirkten zusätzlichen Inhomogenität des Feldes) eine zusätzliche Defokussierung, so daß das von der HF-Spule fühlbare Signal noch schneller als mit T2* abfällt. Bei Umschaltung des Magnetfeldgradienten kehrt die durch den vorherigen Gradienten bewirkte Phasenauswanderung der Einzelbestandteile des Mxy-Vektors ihre Richtung um, so daß auf diese Weise eine "Refokussierung" der gradientenbedingten Defokussierung erfolgt. Das ursprüngliche Meßsignal kehrt wieder zurück, und zwar mit einer gemäß T2* verminderten Amplitude. Diese Rückkehr wird als "Gradientenecho" bezeichnet, dessen Amplitude somit eine Information über T2* enthält.When a magnetic field gradient is applied after HF excitation has taken place (because of the additional inhomogeneity of the field caused by this), additional defocusing occurs, so that the signal felt by the HF coil drops even faster than with T2 *. When the magnetic field gradient is switched, the phase migration of the individual components of the M xy vector caused by the previous gradient reverses its direction, so that the gradient-related defocusing is "refocused" in this way. The original measurement signal returns, with an amplitude reduced according to T2 *. This return is referred to as "gradient echo", the amplitude of which thus contains information about T2 *.

Die Zeitspanne von der Anregung transversaler Magnetisierung bis zum Erscheinen eines Echos bezeichnet man als "Echozeit" TE. Neben den Spinechos und den Gradientenechos gibt es noch weiter Echoarten wie etwa die sogenannten "stimulierten Echos", die nach einer Folge von mindestens drei HF-Impulsen mit Flipwinkeln ungleich 180° entstehen und deren Amplitude eine Information über das Verhältnis T1/T2 enthält.The Time period from excitation of transverse magnetization to Appearance of an echo is referred to as an "echo time" TE. In addition to the spin echoes and the gradient echoes there are other types of echoes, such as the so-called "stimulated echoes", which follow a Result from at least three RF pulses with flip angles not equal to 180 ° and their amplitude is information about the ratio T1 / T2 contains.

Zur Ortsauflösung der MR-Signale wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Resonanzfrequenz der Spins und somit sowohl die notwendige Frequenz eines anregenden HF-Impulses als auch die Frequenz der meßbaren MR-Signale durch die örtliche Magnetfeldstärke bestimmt wird. Zur Ortsauflösung wird daher bei allen Bildgebungsverfahren während der Signaldetektion ein sogenannter "Lesegradient" (Read Gradient) in einer gewählten Raumrichtung aufgeprägt, um unterschiedlichen Orten längs dieser Richtung jeweils verschiedene Frequenzen im Signal zuzuordnen (Frequenzcodierung). Durch eine Fourier-Transformation lassen sich die verschiedenen Frequenzen und damit die Beiträge verschiedener Orte trennen. Auf diese Weise wird eine Ortsauflösung in der betreffenden Raumrichtung, die auch als "Leserichtung" (abgekürzt: R-Richtung) bezeichnet wird, ermöglicht.For the spatial resolution of the MR signals, the fact is used that the resonance frequency of the Spins and thus both the necessary frequency of a stimulating RF pulse and the frequency of the measurable MR signals is determined by the local magnetic field strength. For spatial resolution, a so-called "read gradient" is therefore impressed in a selected spatial direction in all imaging methods during the signal detection in order to assign different frequencies in the signal to different locations along this direction (frequency coding). The different frequencies and thus the contributions of different locations can be separated by a Fourier transformation. This enables a spatial resolution in the spatial direction in question, which is also referred to as the "reading direction" (abbreviated: R direction).

Zur Ortsauflösung in einer zweiten Raumrichtung, die vorzugsweise orthogonal zur Leserichtung ist, wird üblicherweise vor dem Erscheinen des zu detektierenden Signals vorübergehend ein Gradient in dieser Richtung aufgeprägt, was bewirkt, daß die in der Probe angeregten Schwingungen (Spins) entlang der betreffenden Raumrichtung dephasieren. Durch schrittweises Ändern des Zeitintegrals dieses "Phasencodiergradienten" von Echo zu Echo ändert sich die Phase des von einem Ort stammenden Signalbeitrages von Echo zu Echo. Die Signalbeiträge der verschiedenen Orte entlang dieser Richtung, die auch als "Phasencodierungsrichtung" (abgekürzt: P-Richtung) bezeichnet wird, können durch eine Fourier-Transformation bezüglich der laufenden Nummer des Echos voneinander getrennt werden. Da Frequenz und Phase jeweils getrennt abhängig von der Position entlang zweier Raumkoordinaten (R- und P-Richtung) sind, läßt sich ein zweidimensionales Bild des Objektes rekonstruieren.to spatial resolution in a second spatial direction, which is preferably orthogonal to the reading direction is, is usually temporarily before the appearance of the signal to be detected a gradient is imprinted in this direction, which causes the in of the sample excited vibrations (spins) along the relevant Dephasing spatial direction. By gradually changing the time integral of this "phase coding gradient" from echo to echo changes the phase of the Echo signal contribution from a location to echo. The signal contributions of the various locations along this direction, which is also called the "phase coding direction" (abbreviated: P direction) can be called by a Fourier transformation with respect to the serial number of the echo are separated. Because frequency and phase each separately dependent from the position along two spatial coordinates (R and P direction) are, can reconstruct a two-dimensional image of the object.

Eine Ortsselektion in einer dritten Raumrichtung, die vorzugsweise orthogonal zur Ebene der R- und P-Richtungen ist und auch als "Schichtrichtung" (abgekürzt: S-Richtung) bezeichnet wird, erfolgt durch Anlegen eines Gradienten in dieser Richtung während des anregenden schichtselektiven HF-Impulses. Durch diesen "Schichtgradienten" wird eine Schicht im Objekt für die Anregung selektiert.A Location selection in a third spatial direction, which is preferably orthogonal to the plane of the R and P directions and also as "layer direction" (abbreviated: S direction) is denoted by creating a gradient in it Direction during of the exciting slice-selective RF pulse. This "layer gradient" creates a layer in the object for selected the suggestion.

Die meisten gebräuchlichen MR-Bildgebungsverfahren arbeiten mit der vorstehend beschriebenen kombinierten Frequenz- und Phasencodierung. Für die Darstellung z.B, eines zweidimensionalen N-zeiligen Bildes werden hintereinander N Echos erzeugt, jedes mit einer anderen Phasencodierung, und jedes Echo dieser N-Echofolge wird in der gleichen Weise durch den Lesegradienten frequenzcodiert und als MR-Signal detektiert. Aus den Abtastwerten der detektierten Signale wird eine zweidimensionale Matrix aus Daten gebildet, der sogenannte k-Raum, deren jede Reihe bzw. "Zeile" einem anderen frequenzcodierten Echo zugeordnet ist und Abtastwerte des betreffenden Echos enthält. Die Zeilenrichtung wird auch als Frequenzachse des k-Raumes bezeichnet. Die hierzu orthogonale Achse des k-Raumes ist als Phasenkoordinate skaliert, d.h, die Position einer Reihe längs dieser Achse ist bestimmt durch das Integral des Phasencodiergradienten. Die so organisierte Datenmatrix wird dann einer zweidimensionalen Fourier-Transformation (2D-FT) unterworfen, um die Pixelwerte des Bildes zu erhalten.The most common MR imaging methods work with the combined described above Frequency and phase coding. For the representation e.g. of a two-dimensional N-line image successive N echoes are generated, each with a different phase coding, and each echo of this N-echo sequence is transmitted in the same way frequency-coded the reading gradient and detected as an MR signal. The samples of the detected signals become two-dimensional Matrix formed from data, the so-called k-space, each row or "line" of a different frequency-coded Echo is assigned and contains samples of the relevant echo. The Row direction is also referred to as the frequency axis of k-space. The orthogonal axis of the k-space is the phase coordinate scaled, i.e. the position of a row along this axis is determined by the integral of the phase coding gradient. The so organized The data matrix then becomes a two-dimensional Fourier transform (2D-FT) to get the pixel values of the image.

Auch andere weniger gebräuchliche MR-Bildgebungsverfahren (Projection Reconstruction Imaging, Spiral Imaging) tasten den k-Raum ab, wobei die strenge Trennung zwischen Phasencodier- und Lesegradientenrichtung in diesen Verfahren aufgehoben ist. Im Grunde beinhalten solche Verfahren ein schrittweises Drehen des Lesegradienten, um Projektionen in ver schiedenen Raumrichtungen zu erhalten. Bei manchen dieser Verfahren wird der k-Raum nichtäquidistant und in nichtrechtwinkligen Trajektorien abgetastet. Daher müssen für diese Verfahren auch andere Bildrekonstruktionsmethoden eingesetzt werden. Auch gibt es Sonderformen, in den als MR-Signal das unmittelbar nach der HF-Anregung erscheinende direkte FID-Signal detektiert und zur Bildrekonstruktion ausgelesen wird.Also others less common MR imaging (projection reconstruction imaging, spiral Imaging) scan k-space, with the strict separation between Phase coding and reading gradient direction canceled in these methods is. Basically, such procedures involve step-by-step turning the reading gradient to make projections in different spatial directions to obtain. In some of these methods, the k-space becomes non-equidistant and scanned in non-right-angled trajectories. Therefore, for this Other image reconstruction methods can also be used. There are also special forms in which the MR signal is immediately after the RF excitation appearing direct FID signal detected and for image reconstruction is read out.

Die zur Aufnahme eines N-zeiligen Bildes nötige Gesamtfolge von MR-Signalen wird üblicherweise durch eine Kette von MR-Teilexperimenten erzeugt, im folgenden auch "Teilsequenzen" genannt. Meist setzt sich die Gesamtsequenz aus einer Folge gleichartiger Teilsequenzen zusammen (Teilsequenz-Repetition); es können aber auch verschiedenartige Teilsequenzen aufeinander folgen.The total sequence of MR signals necessary for recording an N-line image is usually through a chain of MR sub-experiments generated, hereinafter also called "partial sequences". Mostly sits down the entire sequence is made up of a sequence of identical partial sequences (Partial sequence repetition); it can but also different sub-sequences follow one another.

Problemstellungproblem

Zu den Merkmalen einer Probe, die sich durch Magnetresonanz analysieren lassen, gehören neben der Dichte der durch die HF-Impulse beeinflußbaren Spins auch die verschiedenen Relaxations-Zeitkonstanten der Spinmagnetisierung, unter anderem die Spin-Gitter-Relaxationszeit T1, die Spin-Spin-Relaxationszeit T2 und die effektive Spin-Spin-Relaxationszeit T2*. Auch makroskopische Fließerscheinungen in der Probe sowie Diffusionsvorgänge sind Merkmale, die durch MR-Bildgebung sichtbar gemacht werden können. Durch gezielte Auswahl der Art der MR-Sequenz sowie der Amplituden- und Zeitbeziehungen von HF- und Gradientenimpulsen innerhalb der Sequenz läßt sich erreichen, daß die Stärke der erzeugten MR-Signale bzw. Echos in besonderem Maße von jeweils bestimmten, ausgewählten Merkmalen der Probe abhängt. Durch eine solche merkmalsbezogene "Gewichtung" läßt sich ein Bild erzeugen, dessen Kontrast die räumliche Verteilung des betreffende Merkmals widerspiegelt.In addition to the density of the spins that can be influenced by the RF pulses, the characteristics of a sample that can be analyzed by magnetic resonance also include the various relaxation time constants of the spin magnetization, including the spin-lattice relaxation time T1 and the spin-spin relaxation time T2 and the effective spin-spin relaxation time T2 *. Macroscopic flow phenomena in the sample as well as diffusion processes are also features that can be made visible by MR imaging. By specifically selecting the type of MR sequence and the amplitude and time relationships of RF and gradient pulses within the sequence, the strength of the generated MR signals or echoes can be achieved depends in particular on certain, selected characteristics of the sample. Such a feature-related "weighting" can produce an image, the contrast of which reflects the spatial distribution of the feature in question.

Ein wichtiger Parameter in der bildgebenden Diagnostik ist die transversale Relaxationszeit T2. T2-Kontrast kann Aufschluß geben über Tumoren, Schlaganfälle, Infarkte und andere krankhafte Veränderungen in biologischem Gewebe und ist deswegen extrem wichtig für die klinische MR-Bildgebung. In vielen Fällen ist die Erzielung eines möglichst reinen T2-Kontrastes ohne störende Überlagerung eines T1-Kontrastes besonders erstrebenswert.On The important parameter in imaging diagnostics is the transverse one Relaxation time T2. T2 contrast can provide information about tumors, strokes, infarcts and other pathological changes in biological tissue and is therefore extremely important for clinical MR imaging. In many cases achieving one if possible pure T2 contrast without annoying overlay a T1 contrast is particularly desirable.

Stand der TechnikState of technology

Ein nahezu reiner T2-Kontrast kann mittels eines Spinecho-Bildgebungsexperimentes gewonnen werden. Dazu ist zum einen eine längere Echozeit TE erforderlich, um eine gewünschte T2-Gewichtung zu erzeugen, zum anderen muß die Repetitionszeit sehr lange gewählt werden (idealerweise TR ≥ 5T1max), um nach der Akquisition einer k-Raum-Zeile die Rückkehr der Magnetisierung in den Gleichgewichtszustand abzuwarten und so einen Einfluß von T1 auf den Bildkontrast zu vermeiden. Somit ist die Aufnahme T2-gewichteter Spinecho-Bilder mit sehr langen Gesamtmeßzeiten verbunden, was ihre klinische Anwendbarkeit einschränkt.An almost pure T2 contrast can be obtained by means of a spin echo imaging experiment. On the one hand, a longer echo time TE is required to generate a desired T2 weighting, on the other hand, the repetition time must be selected to be very long (ideally TR ≥ 5T1 max ) in order to return the magnetization after the acquisition of a k-space line wait for equilibrium and thus avoid an influence of T1 on the image contrast. The recording of T2-weighted spin echo images is therefore associated with very long total measurement times, which limits their clinical applicability.

Eine kürzere Meßzeit ist möglich mit einer Mehrfach-Spinecho-Sequenz, die auch unter dem Akronym RARE (bzw. Turbo-Spinecho, Fast-Spinecho) bekannt ist, vgl. [1]. Hierbei werden nach einem ersten anregenden HF-Impuls nacheinander viele Refokussierungsimpulse in gleichmäßigen Abständen angelegt, um durch periodische Refokussierung der angeregten transversalen Magnetisierung aufeinanderfolgende Echos zu erzeugen. So können nach einer Anregung mehrere Echos bzw. k-Raum-Zeilen akquiriert werden, wodurch sich die Gesamtmeßzeit entsprechend verkürzen läßt.A shorter measuring time is possible with a multiple spin echo sequence, which also under the acronym RARE (or turbo spin echo, fast spin echo) is known, cf. [1]. Here, after a first stimulating RF pulse successively applied many refocusing pulses at regular intervals, to by periodically refocusing the excited transverse Magnetization to generate successive echoes. So after one echo, several echoes or k-space lines can be acquired, as a result of which the total measurement shorten accordingly leaves.

Bei Verwendung eines 90°-Anregungsimpulses und 180°-Refokussierungspulsen folgt der Amplitudenverlauf des Signals Idealerweise der T2-Relaxation. Refokussierungsimpulse mit einem Flipwinkel kleiner als 180° erzeugen immer eine longitudinale Magnetisierung, die erst in einem späteren Stadium der Sequenz in die Transversalebene gebracht wird. Dies führt zu Beiträgen von "Echos höherer Ordnung", welche in Analogie zum stimulierten Echo verstanden werden können, das durch mindestens drei HF-Impulse generiert wird. Folglich wird der Signalverlauf eine komplizierte Funktion der Echozeit TE, des Flipwinkels, von T1 und T2, vgl. [2].at Use a 90 ° excitation pulse and 180 ° refocusing pulses The amplitude curve of the signal ideally follows the T2 relaxation. Generate refocusing pulses with a flip angle of less than 180 ° always a longitudinal magnetization that only occurs at a later stage the sequence is brought into the transverse plane. This leads to contributions from "higher order echoes" which are analogous can be understood to the stimulated echo, which by at least three RF pulses are generated. Consequently, the waveform a complicated function of the echo time TE, the flip angle, of T1 and T2, cf. [2].

In der Praxis ist bei RARE-Experimenten ein T1-Einfluß wegen unvermeidlicher Ungenauigkeiten der 180°-Impulse nie ganz zu vermeiden. Bei "schichtselektiven" 180°-Impulsen ergeben sich solche Ungenauigkeiten daraus, daß das "Impulsprofil", welches die Amplitude und die Phase des Impulses über die Frequenz darstellt, niemals die ideale rechteckige Kontur hat, um bei Anwesenheit des Schichtgradienten alle Spins über die Schichtdicke gleichmäßig zu beeinflussen. Somit erfahren manche Bereiche der Schichtdicke einen anderen als den nominellen Flipwinkel von 180° und tragen so zu der unerwünschten T1-abhängigen Komponente in der transversalen Magnetisierung bei.In in practice there is a T1 influence due to RARE experiments never completely avoid the inevitable inaccuracies of the 180 ° pulses. With "layer-selective" 180 ° pulses Such inaccuracies result from the fact that the "pulse profile", which is the amplitude and the phase of the impulse over represents the frequency, never has the ideal rectangular contour, in order to have all spins over the To influence layer thickness evenly. Thus, some areas of the layer thickness experience a different than the nominal flip angle of 180 ° and so contribute to the unwanted T1-dependent Component in transverse magnetization at.

Mit der schnellen Folge von 180°-Impulsen bei RARE-Sequenzen ist eine hohe Abgabe von Hochfrequenz-Leistung an die Probe verbunden. Dies führt zur Erwärmung der Probe und kann vor allem bei MR-Geräten mit hohen B0-Feldstärken ein limitierender Faktor sein. Durch die Verwendung von RARE-Sequenzen mit Refokussierungsimpulsen kleinen Flipwinkels kann das Problem umgangen werden, wobei dann jedoch kein T2-Bildkontrast erzielt wird.The rapid sequence of 180 ° pulses in RARE sequences is associated with a high output of high-frequency power to the sample. This leads to the heating of the sample and can be a limiting factor, especially for MR devices with high B 0 field strengths. The problem can be avoided by using RARE sequences with refocusing pulses of small flip angles, but then no T2 image contrast is achieved.

Ein weiterer Ansatz zur T2-gewichteten Bildgebung ist die Anwendung einer geeigneten Vorbereitungssequenz, in welcher der T2-Kontrast hervorgekehrt wird, gefolgt von einer andersartigen Sequenz, welche die eigentliche Bildgebung beinhaltet, wobei es sich normalerweise um eine Sequenz handelt, die Gradientenechos erzeugt, vgl. z.B. [3]. Diese Methode eignet sich praktisch nur für Spezialfälle wie Herzaufnahmen, um Bildkontrast zwischen Blutgefäßen und dem Herzgewebe zu erhalten, denn der durch die Vorbereitung eingestellte T2-Kontrast wird mit dem Fortschreiten der Sequenz immer schwächer. Der Einfluß der T1-Relaxation, der vom Typ der eigentlichen Bildgebungssequenz abhängt, bekommt also mit fortschreitender Sequenz ein zunehmendes relatives Gewicht, so daß besagte Methode unbrauchbar ist für viele klinische Anwendungen, bei denen eine reine T2-Gewichtung gefordert ist.On Another approach to T2-weighted imaging is application a suitable preparation sequence in which the T2 contrast is followed, followed by a different sequence, which the actual imaging involves what it is normally is a sequence that generates gradient echoes, cf. e.g. [3]. This method is practically only suitable for special cases such as cardiac images, image contrast between blood vessels and the heart tissue, because the one set by the preparation T2 contrast becomes weaker as the sequence progresses. The Influence of T1 relaxation, which depends on the type of the actual imaging sequence so with increasing sequence an increasing relative weight, so that said Method is useless for many clinical applications where pure T2 weighting is required.

Eine Option für die Erzeugung T2-gewichteter MR-Bilder bietet schließlich noch das in jüngster Zeit vorgestellte "Hyperecho"-Prinzip, vgl. [4] und [5]. Man kann zeigen, daß wenn man ein Muster von HF-Impulsen mit willkürlichen Flipwinkeln und Phasen anwendet, gefolgt von einem 180°-Impuls, und dann das selbe Muster in umgekehrter Reihenfolge wiederholt, unter anderem ein einziges Echo mit T2-Gewichtung erscheint, das sogenannte Hyperecho. Solche Sequenzen können möglicherweise verwendet werden, um nach einer langen Serie von Impulsen die T2-Gewichtung zurückzugewinnen, jedoch haben dann nur die besonderen Hyperechos diese reine Gewichtung, während andere Echos der Folge sowohl T1-gewichtet als auch T2-gewichtet sind, was unerwünscht ist.Finally, an option for the generation of T2-weighted MR images is provided by the "hypecho" principle recently presented, cf. [4] and [5]. It can be shown that if you have a pattern of RF pulse sen with arbitrary flip angles and phases, followed by a 180 ° pulse, and then repeating the same pattern in reverse order, including a single echo with T2 weighting appears, the so-called hypechoic. Such sequences may possibly be used to recover T2 weight after a long series of pulses, but then only the particular hypechoices have this pure weight, while other echoes of the sequence are both T1-weighted and T2-weighted, which is undesirable ,

Eine ebenfalls in jüngster Zeit entwickelte Technik, welche die Möglichkeit bietet, T2-Gewichtung in den Bildkontrast einzubringen, ist der TIDE-Ansatz ("Transition Into Driven Equilibrium"), vgl. [6] und [7]. Durch die Anwendung einer Folge von HF-Pulsen alternierender Phase mit der Flipwinkelserie 90°, 180°, gefolgt von n Pulsen mit schrittweise vermindertem Flipwinkel bis auf einen bestimmten Wert, kann ein oszillationsfreier Übergang in den Steady State erreicht werden. Anschaulich beginnt man mit der Pulsfolge einer RARE-Sequenz, um dann kontinuierlich zu einer "FISP"-Sequenz überzugehen, wie sie aus [10] bekannt ist. Wenn n groß gewählt wird, kann so ein T2-Kontrast erzeugt werden.A also in the youngest Time-developed technique that offers the possibility of T2 weighting The TIDE approach ("Transition Into Driven Equilibrium "), cf. [6] and [7]. By using a sequence of RF pulses alternating Phase with the flip angle series 90 °, 180 ° followed from n pulses with gradually reduced flip angle to one certain value, an oscillation-free transition to steady state can be achieved. Clearly, you start with a pulse train RARE sequence to then continuously transition to a "FISP" sequence as is known from [10]. If n is chosen large, a T2 contrast can be obtained be generated.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für MR-Bildgebung eine vorteilhafte Technik anzugeben zur Minimierung des Einflusses der T1-Relaxation auf den Bildkontrast, so daß der Kontrast eines anderen ausgewählten Merkmals im untersuchenden Objekt, vorzugsweise der T2-Kontrast, möglichst rein zum Ausdruck kommt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 oder das im Patentanspruch 26 angegebene Verfahren gelöst.The The object of the invention is an advantageous one for MR imaging Specify technique to minimize the influence of T1 relaxation on the image contrast, so that the Contrast of another selected Feature in the examining object, preferably the T2 contrast, preferably is expressed purely. This object is achieved according to the invention that specified in claim 1 or that in claim 26 Procedure solved.

Demnach wird die Erfindung realisiert an einem Verfahren zur Akquisition von Daten für die Darstellung eines Bildes, welches den räumlichen Kontrast des Magnetresonanzverhaltens eines Objektes innerhalb eines ausgewählten Ortsbereiches zeigt, wobei das Objekt in einem stationären longitudinalen Magnetfeld B0 angeordnet wird und einer Sequenz aus HF-Impulsen und Impulsen von Magnetfeldgradienten in unterschiedlichen Raumrichtungen ausgesetzt wird, derart daß aus angeregter transversaler Magnetisierung eine Folge von Magnetresonanz-Signalen erzeugt wird, die durch Abtastung unter Einwirkung jeweils eines Magnetfeldgradieneten ausgelesen werden und als Datensatz zum Füllen des k-Raumes verwendet werden.Accordingly, the invention is implemented in a method for acquiring data for the display of an image which shows the spatial contrast of the magnetic resonance behavior of an object within a selected location area, the object being arranged in a stationary longitudinal magnetic field B 0 and a sequence of RF Pulses and pulses of magnetic field gradients are exposed in different spatial directions, so that a sequence of magnetic resonance signals is generated from excited transverse magnetization, which are read out by scanning under the action of one magnetic field gradient and are used as a data set for filling the k-space.

Gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Lösungsweg ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang der Erzeugung der Signalfolge über mindestens einen Teil der gesamten Sequenz in aufeinanderfolgende Blöcke unterteilt wird durch ungleichmäßig beabstandete HF-Zwischeneinwirkungen, welche jeweils die Richtung der momentanen longitudinalen Magnetisierung invertieren. Das Verhältnis zwischen den zeitlichen Längen jeweils zweier unmittelbar benachbarter Blöcke wird über den Verlauf der Sequenz so gesteuert, daß der Einfluß von Spin-Gitter-Relaxationseffekten auf den Verlauf der Signale minimiert wird oder zumindest geringer ist als bei durchgehend gleichmäßigem Abstand der HF-Zwischeneinwir kungen.According to one first approach according to the invention this method is characterized in that the process of generation the signal sequence above at least part of the entire sequence in consecutive blocks is divided by unevenly spaced RF interferences, which in each case the direction of the current invert longitudinal magnetization. The relation between the temporal lengths Two immediately adjacent blocks are shown over the course of the sequence controlled so that the Influence of Spin-lattice relaxation effects on the course of the signals are minimized becomes or at least less than with a uniform distance throughout the HF interactions.

Die HF-Zwischeneinwirkungen werden vorzugsweise so dimensioniert, daß sie die am Ende des vorangegangenen Blockes vorhandene Magnetisierung in einen neuen Startzustand überführen, in welchem die longitudinale Magnetisierung zumindest annähernd den gleichen Betrag und die umgekehrte Richtung wie am Ende des vorangegangen Blockes hat. Deswegen wird die konkrete Ausgestaltung der HF-Zwischeneinwirkungen von der Art der Erzeugung der Magnetresonanz-Signale den Blöcken abhängen.The RF interferences are preferably dimensioned so that they magnetization present at the end of the previous block in convert a new start state into which the longitudinal magnetization at least approximately same amount and the reverse direction as at the end of the previous Block. That is why the specific design of the HF intermediate effects depend on the type of generation of the magnetic resonance signals of the blocks.

Wird die Signalfolge durch Repetition von Teilsequenzen mit Flipwinkeln gleichen Betrages über den Verlauf mehrerer aufeinanderfolgender Blöcke erzeugt, dann werden die HF-Zwischeneinwirkungen vorzugsweise so dimensioniert, daß sie den herrschenden Magnetisierungszustand in einen "äquivalenten" neuen Startzustand überführen, in welchem die longitudinale Magnetisierung entlang der z-Achse in die entgegengesetzte Richtung zeigt und die transversale Magnetisierung den gleichen Betrag wie am Ende des vorangegangenen Blockes hat. Somit kann die Erzeugung der Signalfolge zur Bildgebung fortgesetzt werden, ohne daß ernsthafte Übergangsprobleme durch unpassende Sprünge in den Mz- und Mxy-Beträgen und in der Phase der Magnetisierung auftreten. Der besagte äquivalente neue Startzustandes kann zumindest annähernd über eine einfache Symmetrieoperation wie Punktspiegelung, Achsenspiegelung oder Spiegelung an einer Ebene aus dem vorherigen Zustand gewonnen werden.If the signal sequence is generated by repetition of partial sequences with flip angles of the same amount over the course of several successive blocks, then the RF intermediate effects are preferably dimensioned such that they convert the prevailing magnetization state into an "equivalent" new start state in which the longitudinal magnetization along the z-axis points in the opposite direction and the transverse magnetization has the same amount as at the end of the previous block. Thus, the generation of the signal sequence for imaging can be continued without serious transition problems due to improper jumps in the M z and M xy amounts and in the magnetization phase. Said equivalent new starting state can be obtained from the previous state at least approximately by means of a simple symmetry operation such as point mirroring, axis mirroring or mirroring on a plane.

Das erfindungsgemäße Prinzip bedeutet eine grundsätzliche Abkehr von den bisher angewendeten Konzepten zur Minimierung des T1-Kontrastes. Alle bisherigen Ansätze hatten zum Ziel, nach Anregung der transversalen Magnetisierung Mxy zu verhindern, daß durch aufeinanderfolgende HF-Impulse bei der anschließenden Erzeugung der MR-Signale Anteile von Mxy in die z-Richtung und nach T1-Relaxation wieder zurück in die xy- Ebene geführt werden. Bei der Erfindung hingegen wird eine solche Rückführung bewußt zugelassen. Der entsprechende T1-abhängige "Gewinn" an longitudinaler Magnetisierung durch T1-Relaxation wird jedoch während geeignet bemessener Intervalle kompensiert, in denen aufgrund der B0-antiparallelen Ausrichtung der Magnetisierung eine T1-abhängige Abnahme des Betrages (also des Absolutwertes) von Mz erfolgt.The principle according to the invention means a fundamental departure from the previously used concepts for minimizing the T1 contrast. The aim of all previous approaches, after excitation of the transverse magnetization M xy, was to prevent portions of M xy in the z direction and back after T1 relaxation by successive RF pulses during the subsequent generation of the MR signals be guided into the xy plane. With the invention, however, such a return is deliberately permitted. However, the corresponding T1-dependent "gain" in longitudinal magnetization by T1 relaxation is compensated for during appropriately dimensioned intervals in which, due to the B 0 -antiparallel orientation of the magnetization, there is a T1-dependent decrease in the amount (ie the absolute value) of M z ,

Es ergibt sich somit ein "eingeschwungener Zustand" in dem Sinne, daß jede invertierende HF-Zwischeneinwirkung auf eine longitudinale Magnetisierung Mz trifft, deren Amplitude zwar einen endlichen Wert zwischen null und dem Gleichgewichtszustand hat, dieser Wert jedoch im Mittel, auch für Spins unterschiedlicher T1-Relaxationszeit, einen gleichen Verlauf zeigt.This results in a "steady state" in the sense that every inverting RF intermediate action encounters a longitudinal magnetization M z , the amplitude of which has a finite value between zero and the equilibrium state, but this value on average, even for spins different T1 relaxation time, shows the same course.

Die erfindungsgemäße Maßnahme vermindert also den T1-Kontrast in allen MR-Signalen, die in den Intervallen zwischen den invertierenden HF-Einwirkungen hervorgerufen werden, auch wenn innerhalb der Intervalle jeweils neue transversale Magnetisierung durch HF-Anregungsimpulse erzeugt wird.The measure according to the invention reduced So the T1 contrast in all MR signals in the intervals between the inverting RF effects even if new transverse magnetization occurs within the intervals is generated by RF excitation pulses.

Eine Reduzierung des T1-Kontrastes kann auch erreicht werden, wenn man den erwähnten eingeschwungenen Zustand durch Präparation herstellt, also ohne gleichzeitige Erzeugung und Akquisition von Echos. Ein entsprechendes Verfahren ist ein zweiter Weg zur Lösung der gestellten Aufgabe, es ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erzeugung der Signalfolge und/oder während Unterbrechung der Erzeugung der Signalfolge jeweils eine Folge von Invertierungen des longitudinalen Anteils der Magnetisierung in ungleichmäßigen Zeitabständen implementiert wird, wobei die Zeitabstände über die Folge der Invertierungen so gesteuert werden, daß sich ein eingeschwungener Zustand einstellt, in welchem die Beträge der longitudinalen Magnetisierung für Spins unterschiedlicher Spin-Gitter-Relaxationszeit T1 alle den selben, von null verschiedenen Zwischenwert zwischen den Invertierungen kreuzen.A Reduction in T1 contrast can also be achieved if one the mentioned creates a steady state by preparation, i.e. without simultaneous generation and acquisition of echoes. A corresponding one Procedure is a second way to solve the task, it is according to the invention characterized that before the generation of the signal sequence and / or during interruption of the generation the signal sequence is a series of inversions of the longitudinal Part of the magnetization implemented in uneven time intervals is, the time intervals over the Sequence of inversions can be controlled so that a steady Sets state in which the amounts of longitudinal magnetization for spins different spin lattice relaxation time T1 all the same, non-zero intermediate value between the inversions cross.

Beide Lösungswege beruhen letztlich auf dem gleichen Grundgedanken: Verwendung ungleichmäßig beabstandeter Invertierungen der longitudinalen Magnetisierung Mz in einer Weise, die zur Herstellung eines Zustandes führt, in welchem MR-Signale, die zwischen den Invertierungen oder nach einer Folge solcher Invertierungen erzeugt werden, eine reduzierte T1-Abhängigkeit haben. Jeder der beiden Lösungsansätze kann für sich allein genügen, um eine merkliche Reduzierung des T1-Kontrastes zu erreichen. Es liegt aber auch im Bereich der Erfindung, beide Lösungswege miteinander zu kombinieren.Ultimately, both approaches are based on the same basic idea: using unevenly spaced inversions of the longitudinal magnetization M z in a manner that leads to the creation of a state in which MR signals generated between the inversions or after a sequence of such inversions reduce the number Have T1 dependency. Each of the two approaches on its own can be sufficient to achieve a noticeable reduction in the T1 contrast. However, it is also within the scope of the invention to combine the two approaches.

Aus [8] ist es an sich bekannt, durch aufeinanderfolgende HF-Impulse, die den Mz-Vektor jeweils umkehren, einen eingeschwungenen Zustand in der longitudinalen Magnetisierung herbeizuführen, der im zeitlichen Mittel dem Nullniveau entspricht oder zumindest sehr nahe bei Null liegt. Dies erfolgt mittels gleichmäßig beabstandeter 180°-Impulse in einer Vorbereitungssequenz, ohne daß zwischen den HF-Impulsen eine gewollte transversale Magnetisierung vorliegt und Echos zur Bildgebung gewonnen werden. Die stationäre longitudinale Magnetisierung schwingt sich auf Nullniveau ein, während Magnetisierung, die nach dieser Präparation in den Wirkungsbereichs der 180°-Impulse einfließt, nicht betroffen ist. Erst nach Erreichen dieses Zustandes beginnt die eigentliche Bildgebungssequenz zum Erhalt eines perfusionsgewichteten MR-Bildes.From [8] it is known per se to bring about a steady state in the longitudinal magnetization by successive RF pulses, which in each case reverse the M z vector, which corresponds to the zero level on average or at least very close to zero. This takes place by means of uniformly spaced 180 ° pulses in a preparation sequence, without an intentional transverse magnetization being present between the RF pulses and echoes for imaging being obtained. The stationary longitudinal magnetization settles to zero level, while magnetization, which flows into the 180 ° impulse after this preparation, is not affected. The actual imaging sequence for obtaining a perfusion-weighted MR image only begins after this state has been reached.

Aus [9] ist es an sich bekannt, ungleichmäßig beabstandete HF-(Inversions-)Impulse anzulegen. Diese dienen hier jedoch als reine T1-Präparation, mit der die Nulldurchgänge für verschiedene T1-Zeiten während des anschließenden freien Relaxationsprozesses zeitlich zusammenfallen. Durch eine nachfolgende Bildakquisition an diesem festen Zeitpunkt kann gezielt das Signal von Kompartimenten mit bestimmten T1-Relaxationszeiten unterdrückt werden. Die erforderlichen Abstände zwischen den Pulsen und der Bildakquisition lassen sich ein fach berechnen und liegen in der Größenordnung der T1-Zeiten.Out [9] it is known per se, unevenly spaced HF (inversion) pulses to apply. Here, however, these serve as pure T1 preparation, with the the zero crossings for different T1 times during the subsequent free relaxation process coincide in time. By a subsequent image acquisition at this fixed point in time can be targeted the signal from compartments with certain T1 relaxation times repressed become. The required distances between the pulses and the image acquisition are easy calculate and are in the order of magnitude of the T1 times.

Mit der in den beiden Literaturstellen [8] und [9] beschriebenen Technik wird jeweils das Signal von bestimmtem Gewebe durch Ausnutzung der T1-Relaxation unterdrückt, um somit eine Verstärkung des T1-Kontrastes zu erreichen bzw, um eine T1-Abhängigkeit zu betonen. Dies ist praktisch das Gegenteil dessen, was mit der vorliegenden Erfindung angestrebt und erreicht wird, und kann somit das erfindungsgemäße Vorgehen nicht nahelegen.With the technique described in the two references [8] and [9] is the signal from certain tissue by utilizing the T1 relaxation suppressed, for reinforcement of the T1 contrast or to achieve a T1 dependency to emphasize. This is practically the opposite of what happens with the present invention is sought and achieved, and can thus the procedure according to the invention do not suggest.

Besondere Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Verfahren sind jeweils in Unteransprüchen gekennzeichnet. Eine nach dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeitende Vorrichtung zur MR-Bildgebung ist im Patentanspruch 30 gekennzeichnet.Special Refinements of methods according to the invention are each in dependent claims characterized. A device operating according to the principle of the invention for MR imaging is characterized in claim 30.

Das Konzept der Erfindung und besondere Ausführungsformen werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The Concept of the invention and particular embodiments are as follows based on drawings explained.

1 zeigt, als Ergebnis einer Simulation, den zeitlichen Verlauf der Amplitude und des Betrages der longitudinalen Magnetisierung für Spins unterschiedlicher T1-Relaxationszeit beim Anlegen einer Folge gleichmäßig beabstandeter 180°-Impulse. 1 shows, as a result of a simulation, the time course of the amplitude and the amount of the longitudinal magnetization for spins of different T1 relaxation times when applying a sequence of equally spaced 180 ° pulses.

2 bis 4 zeigen, als Ergebnisse von Simulationen, den zeitlichen Verlauf der Amplitude und des Betrages der longitudinalen Magnetisierung für verschiedene Fälle ungleichen Abstandes der 180°-Impulse. 2 to 4 show, as results of simulations, the temporal course of the amplitude and the amount of longitudinal magnetization for different cases of unequal spacing of the 180 ° pulses.

5 skizziert das Verhalten der longitudinalen Magnetisierung bei einer Folge ungleichmäßig beabstandeter 180°-Impulse. 5 outlines the behavior of longitudinal magnetization in a sequence of unevenly spaced 180 ° pulses.

6 beschreibt das zur Konservierung einer bestimmten longitudinalen Magnetisierung Mm ideale Verhältnis TP/TA. 6 describes the ideal ratio TP / TA for the preservation of a certain longitudinal magnetization M m .

7 zeigt eine nach dem klassischen "TrueFISP"-Verfahren arbeitende Bildgebungssequenz. 7 shows an imaging sequence working according to the classic "TrueFISP" method.

8 zeigt, als Ergebnis einer Simulation, die zeitlichen Verläufe der MR-Signalamplituden für Spins verschiedener T1-Relaxationszeit und verschiedener T2-Relaxationszeit bei der klassischen TrueFISP-Sequenz nach 7. 8th shows, as a result of a simulation, the time courses of the MR signal amplitudes for spins of different T1 relaxation times and different T2 relaxation times in the classic TrueFISP sequence 7 ,

9 zeigt schematisch eine gemäß der Erfindung modifizierte TrueFISP-Bildgebungssequenz. 9 shows schematically a TrueFISP imaging sequence modified according to the invention.

10 zeigt Ausführungsbeispiele für eine HF-Zwischeneinwirkung mittels eines einzigen HF-Impulses. 10 shows embodiments of an RF intermediate action by means of a single RF pulse.

11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine mehrteilige HF-Zwischeneinwirkung, um die Inversion vom Mz zu einem Zeitpunkt verschwindender Transversalmagnetisierung Mxy durchführen zu können. 11 shows an embodiment of a multi-part RF intermediate action in order to be able to carry out the inversion of the M z at a moment of transverse magnetization M xy .

12 zeigt, als Ergebnis einer Simulation, die zeitlichen Verläufe der MR-Signalamplituden für Spins verschiedener T1-Relaxationszeit und verschiedener T2-Relaxationszeit bei der erfindungsgemäßen Sequenz nach 11. 12 shows, as a result of a simulation, the time profiles of the MR signal amplitudes for spins of different T1 relaxation times and different T2 relaxation times in the sequence according to the invention 11 ,

13 zeigt MR-Bilder, die vom selben Objektbereich unter Anwendung (a) einer herkömmlichen TrueFISP-Sequenz, (b) einer erfindungsgemäß ausgestalteten TrueFISP-Sequenz und (c) einer herkömmlichen RARE-Sequenz aufgenommen wurden. 13 shows MR images taken from the same object area using (a) a conventional TrueFISP sequence, (b) a TrueFISP sequence designed according to the invention and (c) a conventional RARE sequence.

14 zeigt in ähnlicher Darstellung wie 8, ebenfalls als Ergebnis einer Simulation, die Amplitudenverläufe der MR-Signale für den Fall, daß das Abstandsverhältnis der HF-Zwischeneinwirkungen im Verlauf der Sequenz geändert wird. 14 shows in a similar representation as 8th , also as a result of a simulation, the amplitude profiles of the MR signals in the event that the distance ratio of the RF intermediate effects is changed in the course of the sequence.

15 zeigt in ähnlicher Darstellung wie 8, ebenfalls als Ergebnis einer Simulation, die Amplitudenverläufe der MR-Signale für den Fall, daß das Abstandsverhältnis der HF-Zwischeneinwirkungen im Verlauf der Sequenz kontinuierlich geändert wird. 15 shows in a similar representation as 8th , also as a result of a simulation, the amplitude profiles of the MR signals in the event that the distance ratio of the RF intermediate effects is continuously changed in the course of the sequence.

16 zeigt in ähnlicher Darstellung wie 8, ebenfalls als Ergebnis einer Simulation, die Amplitudenverläufe der MR-Signale für die Kombination einer klassischen TrueFISP-Sequenz nach 7 mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten TrueFISP-Sequenz nach 11. 16 shows in a similar representation as 8th , also as a result of a simulation, the amplitude curves of the MR signals for the combination of a classic TrueFISP sequence 7 with a TrueFISP sequence designed according to the invention 11 ,

17 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren. 17 shows schematically the structure of a device for performing methods according to the invention.

Konzept der ErfindungConcept of invention

Im folgenden wird zunächst das Konzept der Erfindung anhand von Graphen, die durch Simulation gewonnen wurden, anschaulich erklärt. Als invertierende HF-Einwirkungen werden zunächst einfache 180°-Impulse angenommen, und es wird der zeitliche Verlauf der longitudinalen Magnetisierung Mz während einer Folge solcher 180°-Impulse betrachtet, d.h. ahne Bildgebungsimpulse bzw. Signalakquisition. Die Abstände aufeinanderfolgender Pulse sind abwechselnd TP und TA, wobei TP jeweils das Intervall nach einer Invertierung ist, die Mz in die B0-parallele Richtung überführt, und TA jeweils das Intervall nach einer Invertierung ist, die Mz in die B0-antiparallele Richtung überführt, und wobei TA ≤ TP. Aus Simulationen ergibt sich, daß sich nach einer ausreichend langen solchen Folge ein eingeschwungener Zustand ("Steady State") einstellt.In the following, the concept of the invention is first clearly explained using graphs obtained by simulation. Simple 180 ° pulses are initially assumed to be inverting RF effects, and the temporal course of the longitudinal magnetization M z during a sequence of such 180 ° pulses is considered, ie without imaging pulses or signal acquisition. The intervals of successive pulses are alternating between TP and TA, where TP is the interval after an inversion , which converts M z in the B 0 parallel direction, and TA is in each case the interval after an inversion, which converts M z in the B 0 antiparallel direction, and where TA TP TP. From simulations it follows that after a sufficiently long sequence of this kind, a steady state is established.

Die 1 bis 4 zeigen für verschiedene Verhältnisse TP/TA den zeitlichen Verlauf der longitudinalen Magnetisierung in diesem eingeschwungenen Zustand, also jeweils nach einer langen Folge entsprechend beabstandeter Pulse. Für alle Diagramme gilt TP + TA = 48 ms, d.h. der Abstand eines 180°-Impulses zum übernächsten beträgt 48 ms.The 1 to 4 show the temporal course of the longitudinal magnetization in this steady state for different ratios TP / TA, that is to say after a long sequence of correspondingly spaced pulses. TP + TA = 48 ms applies to all diagrams, ie the distance between a 180 ° pulse and the next but one is 48 ms.

In den oberen Diagrammen der 1 bis 4 ist jeweils der zeitliche Verlauf der Amplitude Mz der longitudinalen Magnetisierung dargestellt, in den unteren der entsprechende Betrag |Mz|. Es ist jeweils das Verhalten für Magnetisierung nur zweier unterschiedlicher T1-Relaxationszeiten eingezeichnet: für eine extrem kurze T1-Zeit von 200 ms und eine extrem lange T1-Zeit von 3000 ms. Für T1-Zeiten zwischen diesen beiden Werten ergeben sich zeitliche Verläufe, die zwischen den beiden dargestellten Graphen liegen.In the diagrams above 1 to 4 the temporal course of the amplitude M z of the longitudinal magnetization is shown in each case, the corresponding amount | M z | The behavior for magnetization of only two different T1 relaxation times is shown: for an extremely short T1 time of 200 ms and an extremely long T1 time of 3000 ms. For T1 times between these two values, there are temporal courses that lie between the two graphs shown.

Die Skalierung der Ordinaten ist normiert auf den Wert 1 für Mz = M0, wobei M0 die Amplitude des sich im Gleichgewichtszustand ergebenden Magnetisierungsvektors unter dem Einfluß des stationären Magnetfeldes B0 ist.The scaling of the ordinates is normalized to the value 1 for M z = M 0 , where M 0 is the amplitude of the magnetization vector resulting in the equilibrium state under the influence of the stationary magnetic field B 0 .

In 1 ist das Verhalten von Mz für TP/TA = 1 (bzw. für TP = TA = 24 ms) dargestellt. Nach einem Inversionsimpuls (Zeitpunkt t = 0) ist Mz antiparallel zum Hauptmagnetfeld B0 und beginnt zu relaxieren. Hierbei steigt der absolute Wert von Mz für Spins, die kleines T1 (hohe Relaxationsgeschwindigkeit) haben, schneller als für Spins, die größeres T1 (niedrige Relaxationsgeschwindigkeit) haben. Der Verlauf von Mz weist für alle T1-Werte einen Nulldurchgang auf, der in guter Näherung (TA, TP jeweils << T1) zeitlich in der Mitte zweier Inversionen liegt. Direkt vor dem nächsten Inversionsimpuls (t = 24 ms) ergibt sich also ein Muster verschiedener positiver Mz-Beträge für verschiedenartige Spins. Es resultiert für alle T1-Werte eine Oszillation von Mz um den Nullwert, die mit kürzerem T1 stärker ausgeprägt ist.In 1 the behavior of M z for TP / TA = 1 (or for TP = TA = 24 ms) is shown. After an inversion pulse (time t = 0), M z is antiparallel to the main magnetic field B 0 and begins to relax. The absolute value of M z rises faster for spins that have a small T1 (high relaxation rate) than for spins that have a larger T1 (low relaxation rate). The course of M z has a zero crossing for all T1 values, which is in good approximation (TA, TP each << T1) in the middle of two inversions. Immediately before the next inversion pulse (t = 24 ms), there is a pattern of different positive M z amounts for different types of spins. For all T1 values, an oscillation of M z around the zero value results, which is more pronounced with a shorter T1.

In 2 ist der nach vielen Pulsen erreichte eingeschwungene Zustand für den Fall TP/TA = 2 dargestellt, d.h. für TP = 32 ms und TA = 16 ms. Auch hier steigt ab t = 0 der absolute Wert von Mz für Spins mit kurzem T1 schneller als für Spins mit langem T1. Durch den folgenden 180°-Impuls bei t = 36 ms wird Mz aus dem Positiven ins Negative invertiert. Die nun folgende Relaxation führt zu einer Verminderung der Mz-Beträge, ebenfalls mit unterschiedlicher Geschwindigkeit für verschiedenartige Spins, insgesamt aber schneller als zuvor, weil die Exponentialfunktion, welche die Spin-Gitter-Relaxation beschreibt, umso steiler verläuft, je weiter Mz/M0 vom Wert 1 entfernt ist. Dementsprechend gilt generell, daß die Zunahme-Geschwindigkeit der Mz-Beträge bei Relaxation aus der positiven (also B0-parallelen) Orientierung stets kleiner ist als die Abnahme-Geschwindigkeit aus der negativen (also B0-antiparallelen) Orientierung. Durch die Relaxation vermindert sich also der Mz-Betrag, allerdings ohne den Nullwert zu überschreiten. Die Magnetisierung ist somit für das Zeitintervall TP parallel zum Hauptmagnetfeld B0 und für das Zeitintervall TA antiparallel. Es wird nach vielen Pulsen ein eingeschwungener Zustand erreicht, in dem die Abnahme des Betrages von Mz während TA genau der Zunahme von Mz während TP entspricht. Der Betrag von Mz oszilliert für alle T1-Werte um einen Wert Mm = 0,33, auch hier mit größerer Amplitude, wenn T1 kürzer ist.In 2 the steady state achieved after many pulses is shown for the case TP / TA = 2, ie for TP = 32 ms and TA = 16 ms. Again, from t = 0, the absolute value of M z for spins with a short T1 increases faster than for spins with a long T1. The following 180 ° pulse at t = 36 ms inverts M z from positive to negative. The relaxation that follows leads to a reduction in the M z amounts, likewise at different speeds for different types of spins, but overall faster than before, because the exponential function which describes the spin-lattice relaxation is steeper the further M z / M 0 is removed from the value 1. Accordingly, the general rule is that the rate of increase of the M z amounts when relaxing from the positive (i.e. B 0 -parallel) orientation is always lower than the rate of decrease from the negative (i.e. B 0 -antiparallel) orientation. As a result of the relaxation, the M z amount is reduced, but without exceeding the zero value. The magnetization is thus parallel to the main magnetic field B 0 for the time interval TP and anti-parallel for the time interval TA. After many pulses, a steady state is reached in which the decrease in the amount of M z during TA corresponds exactly to the increase in M z during TP. The amount of M z oscillates for all T1 values by a value M m = 0.33, here also with a larger amplitude if T1 is shorter.

In 3 und 4 ist der eingeschwungene Zustand für den Fall TP/TA = 3 bzw. den Fall TP/TA = 5 dargestellt. Es ergeben sich analoge zeitliche Verläufe von Mz, mit Oszillation um die Werte Mm = 0,5 für TP/TA = 3 (TP = 36 ms, TA = 12 ms) bzw. Mm = 0,67 für TP/TA = 5 (TP = 40 ms, TA = 8 ms).In 3 and 4 the steady state is shown for the case TP / TA = 3 or the case TP / TA = 5. There are analogous time profiles of M z , with oscillation around the values M m = 0.5 for TP / TA = 3 (TP = 36 ms, TA = 12 ms) or M m = 0.67 for TP / TA = 5 (TP = 40 ms, TA = 8 ms).

Die Simulationen zeigen, daß Mm abhängt von dem Verhältnis TA/TP, jedoch weitgehend unabhängig ist von T1. Der Wert von Mm entspricht näherungsweise dem Betrag von Mz in der Mitte des Intervalls TA (im folgenden als Ma bezeichnet) und kann so analytisch berechnet werden. Die Entwicklung von Mz von der Mitte von TA (Zeitpunkt a) bis zur Mitte des nächsten Intervalls TA (Zeitpunkt f) ist in 5 dargestellt und kann beschrieben werden wie folgt:
a: Ausgangspunkt Ma
a ⇒ b: Relaxation: Mb = 1-(1-Ma)exp(–TA/(2T1))
b ⇒ c: Inversion: Mc = –Mb
c ⇒ d: Relaxation: Md = 1-(1-Mc)exp(–TP/(T1))
d ⇒ e: Inversion: Me = –Md
e ⇒ f : Relaxation: Mf = 1-(1-Me)exp(–TA/(2T1))
The simulations show that Mm depends on the ratio TA / TP, but is largely independent of T1. The value of M m approximately corresponds to the amount of M z in the middle of the interval TA (hereinafter referred to as M a ) and can thus be calculated analytically. The development of M z from the middle of TA (time a) to the middle of the next interval TA (time f) is in 5 represented and can be described as follows:
a: Starting point M a
a ⇒ b: relaxation: M b = 1- (1-M a ) exp (–TA / (2T1))
b ⇒ c: inversion: M c = –M b
c ⇒ d: relaxation: M d = 1- (1-M c ) exp (–TP / (T1))
d ⇒ e: inversion: M e = –M d
e ⇒ f: relaxation: M f = 1- (1-M e ) exp (–TA / (2T1))

Die Bedingung für den eingeschwungenen Zustand ist erfüllt, wenn gilt, daß Mf = Ma = Mm. Die aus sukzessivem Einsetzen resultierende Gleichung für Mm hat die Lösung

Figure 00210001
The condition for the steady state is fulfilled if M f = M a = M m . From successive insertion of the resulting equation for M m has the solution
Figure 00210001

Für TA << T1 und TP << T1 gilt die Näherung exp(–TA/T1) 1-TA/T1, analog für TP. Damit wird Mm zu:

Figure 00210002
For TA << T1 and TP << T1, the approximation exp (–TA / T1) 1-TA / T1 applies, analogously for TP. This turns M m into:
Figure 00210002

Bei weiterer Näherung für TA, TP << T1 folgt:

Figure 00210003
Further approximation for TA, TP << T1 follows:
Figure 00210003

Diese Gleichung stimmt sehr gut mit den vorher aus Simulationen erhaltenen Ergebnissen überein und zeigt, daß Mm in sehr guter Näherung unabhängig ist von T1, d.h. für einen sehr weiten Bereich von T1-Werten oszilliert die longitudinale Magnetisierung im eingeschwungenen Zustand um den selben Endwert.This equation agrees very well with the results previously obtained from simulations and shows that M m is, to a very good approximation, independent of T1, ie for a very wide range of T1 values the longitudinal magnetization oscillates around the same final value in the steady state.

Im Umkehrschluß gilt also: Eine bestimmte longitudinale Magnetisierung Mz kann mittels einer Folge ungleichmäßig beabstandeter Inversionsimpulse sozusagen konserviert werden, unabhängig von T1. Beim Vorliegen eines bestimmten Mz gibt es ein optimales TP/TA, mit dem man den unmittelbaren Einfluß von T1 eliminieren kann. In 6 ist dieses optimale TP/TA in Abhängigkeit von Mz aufgetragen.Conversely, the following applies: a certain longitudinal magnetization M z can be preserved, so to speak, by means of a sequence of unevenly spaced inversion pulses, regardless of T1. If a certain M z is present, there is an optimal TP / TA with which the direct influence of T1 can be eliminated. In 6 this optimal TP / TA is plotted as a function of M z .

Die beschriebene Eigenschaft ungleich beabstandeter HF-Impulse wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um die Magnetisierung im Laufe einer Bildgebungssequenz auf einen zeitlichen Verlauf zu zwingen, der unabhängig ist von T1. Dies erlaubt u.a. die Erzeugung eines Kontrastverhaltens, das nur von anderen Eigenschaften der Probe bestimmt wird, z.B, durch die T2-Relaxationszeit.The described property of unequally spaced RF pulses exploited according to the invention to magnetization in the course of an imaging sequence to a temporal one To force course of independent is from T1. Among other things, this allows the generation of a contrast behavior, which is only determined by other properties of the sample, e.g. through the T2 relaxation time.

Bevorzugte Ausführungsformpreferred embodiment

Als erstes Ausführungsbeispiel wird die Anwendung des Konzeptes der Erfindung an einer schnellen MR-Bildgebungssequenz beschrieben, die aus [10] bekannt ist und mittlerweile mit dem Akronym "TrueFISP" bezeichnet wird. Im Folgenden werden zunächst das Prinzip und Eigenschaften dieser Bildgebungsmethode beschrieben. Dabei wird zur Vereinfachung nicht auf sog. Offresonanz-Effekte eingegangen, die das TrueFISP-Signal-Verhalten stark beeinflussen können.As first embodiment is the application of the concept of the invention to a fast MR imaging sequence described, which is known from [10] and is now referred to with the acronym "TrueFISP". The following are first described the principle and properties of this imaging method. For simplification, there is no so-called off-resonance effects received the TrueFISP signal behavior can strongly influence.

Das Grundschema der bekannten TrueFISP-Sequenz ist in 7 gezeigt und besteht aus N-maliger Durchführung gleichartiger Teilexperimente bzw. "Teilsequenzen". Jede Teilsequenz beginnt, unter Anwesenheit eines Schichtgradienten S, mit einem schichtselektiven HF-Anregungsimpuls für einen Flipwinkel, dessen Betrag |αR| in der Regel kleiner ist als 180°. Nach Anlegen eines Phasengradienten P und Polaritätsumkehr eines angelegten Lesegradienten R erscheint ein Echo, das als MR-Signal detektiert und in eine durch die Amplitude des Phasengradienten bestimmte Zeile des k-Raumes geschrieben wird. Anschließend wird durch erneutes Schalten der Gradienten dafür gesorgt, daß das Zeitintegral aller Gradienten am Ende der Teilsequenz wieder gleich null ist.The basic scheme of the known TrueFISP sequence is in 7 shown and consists of N-time execution of similar partial experiments or "partial sequences". In the presence of a slice gradient S, each partial sequence begins with a slice-selective RF excitation pulse for a flip angle, the magnitude of which | α R | is usually less than 180 °. After applying a phase gradient P and reversing the polarity of an applied reading gradient R, an echo appears, which is detected as an MR signal and written into a line of k-space determined by the amplitude of the phase gradient. Then the gradients are switched again to ensure that the time integral of all gradients at the end of the partial sequence is zero again.

Die nachfolgenden Teilsequenzen laufen in gleicher Weise, mit einer Repetitionszeit TR, wobei jedoch das Vorzeichen (also die Richtung bzw. die Phase) des Flipwinkels αR von Teilexperiment zu Teilexperiment alterniert wird. Nach ausreichend vielen TR-Intervallen ergibt sich ein eingeschwungener "Steady-State"-Zustand, in welchem der resultierende Magnetisierungsvektor mit jeder Anregung im Verlauf der Sequenz zwischen den Winkelpositionen +αR/2 und –αR/2 hin und her flippt. Wegen |αR/2| < 90° bleibt die longitudinale Magnetisierung Mz stets in der B0-parallelen (positiven) Orientierung.The subsequent partial sequences run in the same way, with a repetition time TR, however, the sign (ie the direction or the phase) of the flip angle α R is alternated from partial experiment to partial experiment. After a sufficient number of TR intervals, a steady state results, in which the resulting magnetization vector flips between the angular positions + α R / 2 and −α R / 2 with each excitation in the course of the sequence. Because of | α R / 2 | The longitudinal magnetization Mz always remains in the B 0 parallel (positive) orientation at <90 °.

Der Steady-State-Zustand kann prinzipiell durch Fortsetzen der Sequenz kontinuierlich aufrechterhalten werden. Dies impliziert, daß der über ein TR-Intervall durch T2-Relaxation auftretende "Verlust" an Transversal-Magnetisierung gerade kompensiert wird durch den "Gewinn" an longitudinaler Magnetisierung aufgrund von T1-Relaxation. Das TrueFISP-Steady-State-Signal kann beschrieben werden durch

Figure 00230001
mit E1 = exp(–TR/T1) und E2 = exp(–TR/T2).The steady state can in principle be maintained continuously by continuing the sequence. This implies that the "loss" of Trans Versal magnetization is just compensated for by the "gain" in longitudinal magnetization due to T1 relaxation. The TrueFISP steady state signal can be described by
Figure 00230001
with E1 = exp (–TR / T1) and E2 = exp (–TR / T2).

Für TR << T1, T2 ist das Signal näherungsweise bestimmt durch Verhältnis von T2 zu T1, gemäß folgender Proportionalität:

Figure 00230002
For TR << T1, T2 the signal is approximately determined by the ratio of T2 to T1, according to the following proportionality:
Figure 00230002

Das Erreichen des Steady-State-Zustandes kann viele TR-Intervalle in Anspruch nehmen; der zeitliche Verlauf der Magnetisierung ist dabei durch starke Oszillationen geprägt, wodurch in der Regel eine störungsfreie Bildgebung unmöglich wird. Eine Verbesserung kann erreicht werden durch eine Vorpräparation mit einem HF-Impuls des Flipwinkels αR/2, der der eigentlichen Bildgebungssequenz im Abstand TR/2 vorangestellt wird und den Magnetisierungsvektor in guter Näherung auf den "Kegel" für den zu erreichenden Steady-State-Zustand (vgl. [11]) bringt. Auf diese Weise können starke Oszillationen der Transversalmagnetisierung weitgehend vermieden werden und die Signalakquisition kann direkt nach der Präparation beginnen. Der Signalverlauf vom ersten Echo bis in den Steady State ist vor allem bestimmt durch T1, T2 und durch den verwendeten Flipwinkel αR. Der Kontrast eines MR-Bildes wird hauptsächlich durch die Signalverhältnisse der mittleren k-Raum-Zeilen festgelegt. Werden diese Phasenschritte während des Übergangs in den Steady-State-Zustand akquiriert, so zeigt sich im Bild ein vom Steady-State-Kontrast abweichender Misch-Kontrast, vgl. [12].Reaching steady state can take many TR intervals; The time course of the magnetization is characterized by strong oscillations, which generally makes interference-free imaging impossible. An improvement can be achieved by a preparation with an RF pulse of the flip angle α R / 2, which is placed in front of the actual imaging sequence at a distance of TR / 2 and which approximates the magnetization vector to the "cone" for the steady state to be achieved. Condition (cf. [11]). In this way, strong oscillations of the transverse magnetization can be largely avoided and the signal acquisition can begin immediately after the preparation. The signal curve from the first echo to steady state is primarily determined by T1, T2 and by the flip angle α R used . The contrast of an MR image is mainly determined by the signal relationships of the middle k-space lines. If these phase steps are acquired during the transition to the steady-state state, the picture shows a mixed contrast that deviates from the steady-state contrast, cf. [12].

In 8 ist dies anhand eines Diagramms veranschaulicht, dessen Kurven die Abnahme dieser Amplituden für unterschiedliche T1-Werte (zwischen 500 ms und 2500 ms) und für unterschiedliche T2-Werte (75 ms, 125 ms, 175 ms, 500 ms und 1000 ms) im Verlauf der Sequenz zeigen. Als Meßparameter der Sequenz wurden eine Repetitionszeit von TR = 5 ms und ein Flipwinkel von αR = 110° angenommen.In 8th this is illustrated by means of a diagram whose curves show the decrease of these amplitudes for different T1 values (between 500 ms and 2500 ms) and for different T2 values (75 ms, 125 ms, 175 ms, 500 ms and 1000 ms) in the course show the sequence. A repetition time of TR = 5 ms and a flip angle of α R = 110 ° were assumed as measurement parameters of the sequence.

Die Skala der Ordinate ist auf den maximal möglichen Wert der Echo-Spitzenamplitude normiert, d.h. auf M0. Der T1-Einfluß zeigt sich darin, daß es für jeden T2-Wert nicht eine einzige Kurve sondern eine Kurvenschar gibt, die sich relativ breit auffächert. Die Fächerung spiegelt die unterschiedlichen T1-Werte und somit auch den T1-Einfluß im Kontrast eines MR-Bildes wider, das aus dem k-Raum rekonstruiert wird. Nach ausreichend vielen Pulsen erreicht das MR-Signal den Steady- State-Wert, der mit Gl. 4 bzw. Gl. 5 beschrieben werden kann.The scale of the ordinate is normalized to the maximum possible value of the echo peak amplitude, ie to M 0 . The T1 influence can be seen in the fact that for each T2 value there is not a single curve but a family of curves that is relatively broad. The fanning reflects the different T1 values and thus also the T1 influence in the contrast of an MR image that is reconstructed from k-space. After a sufficient number of pulses, the MR signal reaches the steady state value, which can be seen in Eq. 4 or Eq. 5 can be described.

In 9 ist schematisch eine gemäß der Erfindung modifizierte TrueFISP-Sequenz gezeigt. Sie besteht aus aufeinanderfolgenden "Blöcken" mit unterschiedlicher Anzahl von True-FISP-Teilsequenzen.In 9 a TrueFISP sequence modified according to the invention is shown schematically. It consists of successive "blocks" with a different number of True FISP part-sequences.

Begonnen wird mit einer αR/2-Präparation und einem ersten Block der Länge TP, bestehend aus KP-maliger periodischer Durchführung der in 7 gezeigten TrueFISP-Teilsequenz mit alternierenden HF-Impulsen des Flipwinkels ±αR (wobei KP auch gleich 1 sein kann). Diesem Block folgt eine invertierende HF-Zwischeneinwirkung IA, durch die die longitudinale Magnetisierung in die B0-antiparallele (negative) Orientierung gebracht wird. Damit die Bildgebung im anschließenden Block der Länge TA direkt mit dem regulären Anregungs-Flipwinkel ±αR fortgeführt werden kann (sozusagen im "invertierten Steady State", d.h. ohne daß starke Oszillationen auftreten dies wurde eingangs auch als "äquivalenter Zustand" bezeichnet), muß der Magnetisierungsvektor durch die HF-Zwischeneinwirkung in eine Richtung überführt werden, in der er mit der positiven z-Achse einen Winkel von 180°+αR/2 oder 180°–αR/2 einschließt.It begins with an α R / 2 preparation and a first block of length TP, consisting of K P -periodic execution of the in 7 shown TrueFISP partial sequence with alternating RF pulses of the flip angle ± α R (where K P can also be 1). This block is followed by an inverting HF intermediate action I A , by means of which the longitudinal magnetization is brought into the B 0 -antiparallel (negative) orientation. So that the imaging in the subsequent block of length TA can be continued directly with the regular excitation flip angle ± α R (so to speak in the "inverted steady state", ie without strong oscillations occurring, which was also referred to as the "equivalent state" at the beginning) the magnetization vector is transferred by the HF intermediate action in a direction in which it encloses an angle of 180 ° + α R / 2 or 180 ° −α R / 2 with the positive z-axis.

Die nach diesem erneuerten Startzustand folgenden KA Repetitionen des zweiten Blockes werden wieder mit den regulären Flipwinkeln αR abwechselnden Vorzeichens durchgeführt, derart, daß der resultierende Magnetisierungsvektor mit jeder Anregung im Verlauf der Sequenz zwischen den Winkelpositionen 180°+αR/2 und 180°–αR/2 hin- und hergeklappt wird. Die anschließende HF-Zwischeneinwirkung IP überführt den Magnetisierungsvektor wieder derart in die zu B0 parallele Richtung mit positiver Mz-Komponente, daß er mit der z-Achse einen Winkel von +αR/2 bzw. –αR/2 einschließt. Somit ist der Startzustand wiederum erneuert, und die Bildgebungssequenz kann direkt fortgesetzt werden.The K A repetitions of the second block following this renewed starting state are again carried out with the regular flip angles α R alternating signs, such that the resulting magnetization vector with each excitation in the course of the sequence between the angular positions 180 ° + α R / 2 and 180 ° –Α R / 2 is folded back and forth. The subsequent RF intermediate action I P transfers the magnetization vector again in the direction parallel to B 0 with a positive M z component such that it encloses an angle of + α R / 2 or −α R / 2 with the z axis. The starting state is thus renewed again and the imaging sequence can be continued directly.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel sei der einfache Fall betrachtet, daß KA kleiner ist als KP und daß sich weitere Blöcke mit KP Repetitionen bei positivem Mz und Blöcke mit KA Repetitionen bei negativem Mz abwechseln, bis alle Zeilen des k-Raumes mit den detektierten MR-Echos gefüllt sind und hieraus das MR-Bild rekonstruiert werden kann.In this first exemplary embodiment, consider the simple case that K A is smaller than KP and that further blocks with K P repetitions with positive M z and blocks with K A repetitions with negative M z alternate until all lines of the k-space with the detected MR echoes are filled and from this the MR image can be reconstructed.

Die besagte invertierende HF-Einwirkung zwischen den Blöcken soll dafür sorgen, daß sich als Startzustand für jeden Block ein "äquivalenter Zustand" einstellt, d.h. daß sich der "invertierte Steady-State-Zustand" im folgenden Block nicht erst einschwingen muß, sondern aus der bisherigen Orientierung unmittelbar in die invertierte Orientierung überführt wird.The said inverting RF action between the blocks should ensure, that itself as the starting state for each block an "equivalent State " i.e. that itself the "inverted Steady state "im does not have to settle the following block, but from the previous one Orientation is immediately converted into the inverted orientation.

Einfache Ausführungen geeigneter HF-Zwischeneinwirkungen in Form eines einzigen HF-Impulses (bzw. einer äquivalenten Kombination mehrerer HF-Impulse) sind in 10 dargestellt. Hier ist die direkte Überführung mit einem 180°-HF-Impuls skizziert, mit Phasenlagen des Impulses, die einer Drehung um die x-Achse (10a) bzw. um die y-Achse (10b) des rotierenden Koordinatensystems entspricht.Simple designs of suitable RF interferences in the form of a single RF pulse (or an equivalent combination of several RF pulses) are shown in 10 shown. Here the direct transfer is sketched with a 180 ° HF pulse, with phase positions of the pulse that prevent rotation about the x-axis ( 10a ) or around the y-axis ( 10b ) of the rotating coordinate system.

Um eine Eigenschaft der TrueFISP-Sequenz, die Refokussierung offresonanter Spins (vgl. [13]), aufrechtzuerhalten, ist für den 180°-Impuls ein Zeitpunkt im Abstand von TR nach dem letzten αR-Impuls vorteilhaft. Alternativ ist zu diesem Zeitpunkt auch erst das Anfügen eines zusätzlichen α-Impulses als Nachbehandlung möglich, mit einem 180°-Impuls um das Zeitintervall TR/2 danach, d.h. zum eigentlichen Echozeitpunkt. In diesem Fall wird die Sequenz im nächsten Block bevorzugt nach der Zeit TR/2 fortgeführt. Mit diesem Zeitschema ist auch die Verwendung eines invertierenden HF-Impulses mit dem Flipwinkel (180°–αR) möglich (10c). In allen Fällen muß auf die richtige Phase des ersten αR-Impulses im folgenden Block geachtet werden.In order to maintain a property of the TrueFISP sequence, the refocusing of off-resonant spins (cf. [13]), a time at a distance from TR after the last α R pulse is advantageous for the 180 ° pulse. Alternatively, it is only possible to add an additional α pulse as aftertreatment at this time, with a 180 ° pulse around the time interval TR / 2 afterwards, ie at the actual echo time. In this case, the sequence in the next block is preferably continued after the time TR / 2. With this timing diagram, it is also possible to use an inverting RF pulse with the flip angle (180 ° –α R ) ( 10c ). In all cases, attention must be paid to the correct phase of the first α R pulse in the following block.

Um das Entstehen unerwünschter Spinechos zu vermeiden, kann es in der Praxis vorteilhaft sein, die Inversion der Magnetisierung zu einem Zeitpunkt durchzuführen, an dem keine Transversalmagnetisierung vorliegt. Wie in 11 dargestellt, kann dies dadurch erreicht werden, daß die HF-Zwischeneinwirkung in mehrere aufeinanderfolgende HF-Einwirkungen unterteilt wird: (i) eine erste HF-Einwirkung als Nachbehandlung am Ende des vorhergehenden Blockes, bestehend aus einem vorzugsweise schichtselektiven HF-Impuls mit einem Flipwinkel von ±αR und einem vorzugsweise schichtselektiven HF-Impuls mit einem Flipwinkel von ±αR/2 im Abstand TR/2; (ii) eine zweite HF-Einwirkung in Form eines 180°-Impulses, der die eigentliche Invertierung bewirkt; (iii) eine dritte HF-Einwirkung als Vorbehandlung zu Beginn des nächsten Blockes, bestehend aus einem vorzugsweise schichtselektiven HF-Impuls mit einem Flipwinkel von ±αR/2.In order to avoid the occurrence of undesired spin echoes, it can be advantageous in practice to carry out the inversion of the magnetization at a time when there is no transverse magnetization. As in 11 shown, this can be achieved by dividing the RF intermediate action into several successive RF actions: (i) a first RF action as post-treatment at the end of the previous block, consisting of a preferably slice-selective RF pulse with a flip angle of ± α R and a preferably slice-selective RF pulse with a flip angle of ± α R / 2 at a distance of TR / 2; (ii) a second RF action in the form of a 180 ° pulse that causes the actual inversion; (iii) a third RF exposure as pretreatment at the beginning of the next block, consisting of a preferably slice-selective RF pulse with a flip angle of ± α R / 2.

Hierbei ist bei der ersten HF-Einwirkung, also für die Nachbehandlung des vorangegangenen Blockes, das Muster der Vorzeichen jeweils abhängig vom Vorzeichen des αR-Anregungsimpulses der letzten Teilsequenz des vorangegangenen Blockes zu wählen; es kann also von Block zu Block unterschiedlich sein, was auch davon abhängt, ob die Anzahl KP bzw. KA der Teilexperimente im vorangegangenen Block gerade oder ungerade ist.With the first RF exposure, that is to say for the aftertreatment of the previous block, the pattern of the signs is to be selected depending on the sign of the α R excitation pulse of the last partial sequence of the previous block; it can therefore differ from block to block, which also depends on whether the number K P or K A of the partial experiments in the previous block is even or odd.

Um verbliebene transversale Restmagnetisierung zu dephasieren, kann zusätzlich unmittelbar vor und/oder nach der Mz-Invertierung jeweils ein sogenannter "Spoiler"-Gradient angelegt werden. Dabei bietet sich neben der Schichtrichtung S evtl. noch die Leserichtung R an. Um die Refokussierung von unerwünschten Spinechos durch den 180°-Impuls zu vermeiden, ist eine asymmetrische Gestaltung von Vorteil, d.h. in der gleichen Raumrichtung sollte jeweils vor und nach dem 180°-Impuls nicht der gleiche Spoiler-Gradient geschaltet werden. Eine geeignete Gradientenschaltung ist in 11 für das Beispiel einer erfindungsgemäß modifizierten TrueFISP-Sequenz eingezeichnet.In order to dephasize remaining transverse residual magnetization, a so-called "spoiler" gradient can additionally be applied immediately before and / or after the M z inversion. In addition to the layer direction S, the reading direction R may also be appropriate. In order to avoid the refocusing of unwanted spin echoes by the 180 ° pulse, an asymmetrical design is advantageous, ie the same spoiler gradient should not be switched in the same spatial direction before and after the 180 ° pulse. A suitable gradient circuit is in 11 for the example of a TrueFISP sequence modified according to the invention.

Für die dritte HF-Einwirkung, also die Vorbehandlung für den folgenden Block, ist das Vorzeichen des αR/2-Impulses theoretisch egal, bei Mxy = 0 kann prinzipiell sogar eine beliebige neue Phase gewählt werden; durch diese sind dann jedoch die Phasen der αR-Impulse innerhalb des folgenden Blockes festlegt.For the third RF action, ie the pretreatment for the following block, the sign of the α R / 2 pulse is theoretically irrelevant; with M xy = 0, in principle any new phase can be selected; however, these then determine the phases of the α R pulses within the following block.

Statt der im Ausführungsbeispiel nach 11 verwendeten Aufgliederung der HF-Zwischeneinwirkungen können auch andere Aufgliederungen eingesetzt werden, um einen möglichst glatten zeitlichen Verlauf des MR-Signals zu erreichen. Auch kann es vorteilhaft sein, aufeinanderfolgende Blöcke jeweils mit einem Flipwinkel zu beginnen, der kleiner ist als αR und sich schrittweise auf den Wert αR erhöht. Wenn, allgemein gesprochen, der letzte HF-Impuls des vorangegangenen Blockes den Flipwinkel α1 hat und der erste HF-Impuls des nachfolgenden Blockes der Flipwinkel α2 hat, dann können die HF-Zwischeneinwirkung und ein Spoiler-Gradient z.B. nach einem der nachfolgenden Zeitschemata geschaltet werden:
–α1/2 -- Spoiler -- 180° -- Spoiler -- +α2/2
oder 180°±α1/2 -- Spoiler -- +α2/2
oder –α1/2 -- Spoiler -- 180°±α2/2.
Instead of that in the embodiment 11 breakdown of the intermediate RF effects used, other breakdowns can also be used in order to achieve the smoothest possible time course of the MR signal. It can also be advantageous to start successive blocks with a flip angle that is smaller than α R and gradually increases to the value α R. If, generally speaking, the last RF pulse of the previous block has the flip angle α 1 and the first RF pulse of the subsequent block has the flip angle α 2 , then the RF intermediate action and a spoiler gradient can, for example, according to one of the following time schemes be switched:
1/2 - spoiler - 180 ° - spoiler - + α 2/2
or 180 ° ± α 1/2 - spoiler - + α 2/2
or -α 1/2 - spoiler - 180 ° ± α 2/2.

Die Spoiler-Gradienten treffen also jeweils auf Zustände, in denen der Magnetisierungsvektor im wesentlichen parallel oder antiparallel zur z-Richtung zeigt.The Spoiler gradients therefore meet states in which the magnetization vector shows essentially parallel or antiparallel to the z-direction.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß die Einfügung besonderer HF-Einwirkungen zwischen Blöcken von TrueFISP-Teilsequenzen an sich bekannt ist, wobei diese Zwischeneinwirkungen aus einem rückflippenden αR/2-Impuls, einem Präparationsblock (zur Fett-Sättigung) und einem anschließenden αR/2-Vorbereitungsimpuls bestehen, vgl. [14]. Bei diesem Stand der Technik erfolgen die HF-Zwischeneinwirkungen ausdrücklich "periodisch"; eine Unterteilung in Blöcke unterschiedlicher Länge ist hierdurch nicht nahegelegt. Die in [14] beschriebenen HF- Einwirkungen dienen ausdrücklich der Eliminierung von Fett-Signal; die Inversion der Magnetisierung, um in einzelnen Blöcken Signal bei negativem Mz aufzunehmen, ist nicht nahegelegt.It should be mentioned at this point that the insertion of special HF effects between blocks of TrueFISP part-sequences is known per se, these intermediate effects consisting of a backflipping α R / 2 pulse, a preparation block (for fat saturation) and a subsequent α R / 2 preparation impulse exist, cf. [14]. In this state of the art, the RF interferences are expressly "periodically"; Subdivision into blocks of different lengths is not suggested by this. The HF effects described in [14] serve expressly to eliminate fat signals; the inversion of the magnetization in order to pick up signal in individual blocks with a negative M z is not suggested.

Durch geeignete Wahl des Verhältnisses KP/KA läßt sich die Dauer TP der Intervalle mit B0-paralleler Mz-Magnetisierung im Verhältnis zur Dauer TA der Intervalle mit B0-paralleler Mz-Magnetisierung so einstellen, daß sich der gewünschte Effekt einer Verminderung des T1-Kontrastes ergibt. Das Diagramm der 12 veranschaulicht das Ergebnis einer Simulation für den Fall TP = 60 ms und TA = 30 ms (also für TP/TA = 2). In 12 ist in ähnlicher Darstellung wie in 8 die Abnahme der Echo-Spitzenamplituden für unterschiedliche T1-Werte und für unterschiedliche T2-Werte im Verlauf der Gesamtsequenz einzeichnet, aufgetragen über der Zeit t. Sowohl die Parameter der TrueFISP-Blöcke als auch die angenommenen T1- und T2-Zeiten entsprechen denen aus 8 (TR = 5 ms, αR = 110°, T1 = 500 ms bis 2500 ms, T2 = 75 ms, 125 ms, 175 ms, 500 ms, 1000 ms).By a suitable choice of the ratio K P / K A , the duration TP of the intervals with B 0 parallel M z magnetization in relation to the duration TA of the intervals with B 0 parallel M z magnetization can be set such that the desired effect is achieved results in a decrease in the T1 contrast. The diagram of the 12 illustrates the result of a simulation for the case TP = 60 ms and TA = 30 ms (i.e. for TP / TA = 2). In 12 is in a similar representation as in 8th plots the decrease in the echo peak amplitudes for different T1 values and for different T2 values over the course of the overall sequence, plotted over time t. Both the parameters of the TrueFISP blocks and the assumed T1 and T2 times correspond to those 8th (TR = 5 ms, α R = 110 °, T1 = 500 ms to 2500 ms, T2 = 75 ms, 125 ms, 175 ms, 500 ms, 1000 ms).

Ein Vergleich beider Diagramme (8 und 12) zeigt, daß die gefächerten Kurvenscharen zu Bündeln von Zickzacklinien geworden sind, in denen jeder Umkehrpunkt den Zeitpunkt einer Mz-Invertierung in der Sequenz markiert. Im frühen Stadium der Sequenz, wo die Echos noch relativ stark sind, oszillieren die Zickzacklinien jedes Bündels eng und ohne nennenswerte Auffächerung praktisch um eine gemeinsame Kurvenlinie. Der Signalverlauf wird demnach unabhängig von T1, d.h. der T1-Kontrast wird während dieses Stadiums in der gewünschten Weise minimiert, so daß sich über eine lange Zeitphase der Sequenz praktisch ein reiner T2-Kontrast ergibt.A comparison of both diagrams ( 8th and 12 ) shows that the fanned family of curves has become bundles of zigzag lines in which each reversal point marks the time of an M z inversion in the sequence. In the early stage of the sequence, where the echoes are still relatively strong, the zigzag lines of each bundle oscillate closely and practically without a significant fanning out around a common curve line. The signal curve accordingly becomes independent of T1, ie the T1 contrast is minimized in the desired manner during this stage, so that practically a pure T2 contrast results over a long time phase of the sequence.

Der zeitliche Signalabfall ist bei einem Flipwinkel < 180° langsamer als ein exponentieller Abfall mit der Zeitkonstanten T2, so daß bis zum Erreichen des Endniveaus mehr T2- gewichtete Akquisitionen möglich sind als bei einer RARE-Sequenz und damit eine sehr kurze Gesamtmeßzeit realisiert werden kann.The Signal drop in time is slower at a flip angle <180 ° as an exponential decay with the time constant T2, so that until Reaching the final level more T2-weighted Acquisitions possible than with a RARE sequence and thus a very short total measuring time can be realized.

Im späteren Stadium der Sequenz (d.h. mit abnehmendem Betrag von Mz) erweist sich das gewählte Schema mit TP/TA = 2 als nicht optimal für die Eliminierung von T1-Effekten. Deren Einfluß macht sich als zunehmende Auffächerung der Signalbeiträge mit unterschiedlichen T1-Zeiten bemerkbar, und somit theoretisch als gewisser T1-Einfluß auf den Bildkontrast. Dies ist jedoch für den Bildkontrast weniger kritisch, wenn man die Echos des Stadiums mit T2-Kontrast in den zentralen und damit kontrastbestimmenden Bereich des k-Raumes schreibt.In the later stage of the sequence (ie with a decreasing amount of M z ), the chosen scheme with TP / TA = 2 proves to be not optimal for the elimination of T1 effects. Their influence is noticeable as an increasing diversification of the signal contributions with different T1 times, and thus theoretically as a certain T1 influence on the image contrast. However, this is less critical for the image contrast if the echoes of the stage with T2 contrast are written in the central and thus contrast-determining region of the k-space.

13 zeigt im linken Bild eine mit einer klassischen True-FISP-Sequenz im Steady-State gewonnene MR-Schichtaufnahme des menschlichen Hirns (TR = 6,46 ms, Flipwinkel αR = 50°, Field-of-View (FOV) 23 cm, Matrix 256×256, Akquisitionszeit 1,7s). Der Bildkontrast entspricht dem bekannten TrueFISP-Kontrast, der durch Gl. 4 bzw. Gl. 5 beschrieben werden kann und bei dem Gehirnflüssigkeit (CSF) mit starker Signalintensität erscheint, weiße und graue Gehirnmasse mit nahezu gleicher geringerer Intensität. Im mittleren Bild ist eine Aufnahme desselben Objektbereichs gezeigt, die unter Anwendung einer erfindungsgemäß modifizierten TrueFISP-Sequenz aufgenommen wurde (TR = 6,46 ms, Flipwinkel αR = 50°, FOV 23 cm, Matrix 234×256). Bei einer P-Block-Länge von TP = 91 ms und einer A-Block-Länge von TA = 33 ms (also mit TP/TA ≈ 3) betrug die Gesamt-Akquisitionszeit ebenfalls 1,7 s. Die zentralen Zeilen des k-Raumes wurden etwa 295 ms nach Beginn der Sequenz akquiriert, wodurch sich ein ausgeprägter T2-Kontrast ergibt, bei dem CSF (T2 > 1000 ms) sehr hell erscheint, und graue Masse (T2 ≈ 85 bis 110 ms) eine leicht höhere Intensität zeigt als weiße Masse (T2 ≈ 70 bis 90 ms). Im Vergleich hierzu zeigt das rechte Bild eine mit einer schnellen RARE-Sequenz (Turbo-Spinecho, Fast-Spinecho) gewonnene Aufnahme (mittleres TE = 99 ms, TR = 3000 ms, FOV 23 cm, Matrix 256×256, Akquisitionszeit ≈ 1 min), Das Bild weist weitgehend einen typischen T2-Kontrast auf, wobei jedoch subkutanes Fett wegen seiner extrem kurzen T1-Zeit künstlich zu hell erscheint. 13 shows in the left image an MR slice image of the human brain obtained with a classic true FISP sequence at steady state (TR = 6.46 ms, flip angle α R = 50 °, field-of-view (FOV) 23 cm, Matrix 256 × 256, acquisition time 1.7s). The image contrast corresponds to the well-known TrueFISP contrast, which is given by Eq. 4 or Eq. 5 and where brain fluid (CSF) with strong signal intensity appears, white and gray brain mass with almost the same lower intensity. The middle picture shows a picture of the same object area, which was recorded using a TrueFISP sequence modified according to the invention (TR = 6.46 ms, flip angle α R = 50 °, FOV 23 cm, matrix 234 × 256). With a P-block length of TP = 91 ms and an A-block length of TA = 33 ms (i.e. with TP / TA ≈ 3), the total acquisition time was also 1.7 s. The central lines of k-space were acquired about 295 ms after the start of the sequence, which results in a pronounced T2 contrast in which CSF (T2> 1000 ms) appears very bright, and gray mass (T2 ≈ 85 to 110 ms) shows a slightly higher intensity than white mass (T2 ≈ 70 to 90 ms). In comparison, the image on the right shows a recording obtained with a fast RARE sequence (turbo spin echo, fast spin echo) (mean TE = 99 ms, TR = 3000 ms, FOV 23 cm, matrix 256 × 256, acquisition time ≈ 1 min ), The image largely shows a typical T2 contrast, but subcutaneous fat appears artificially too bright due to its extremely short T1 time.

Im Gegensatz zur klassischen TrueFISP-Aufnahme mit näherungsweise von T2/T1 abhängigem Kontrast ist bei der erfindungsgemäßen Aufnahme ein T2-Kontrast vorhanden. Im Vergleich zur RARE-Aufnahme hat die erfindungsgemäße Aufnahme neben der kürzeren Meßdauer unter Umständen den Vorzug, daß sich das Fettsignal nicht mit künstlich erhöhter Intensität darstellt.In contrast to the classic TrueFISP recording with a con contrast, a T2 contrast is present in the image according to the invention. Compared to the RARE recording, the recording according to the invention, in addition to the shorter measuring time, may have the advantage that the fat signal is not represented with an artificially increased intensity.

Neben dem beschriebenen einfachen Zeitschema mit abwechselnden Perioden der Länge TP und TA sind weitere variablere Schemata möglich und vorteilhaft. Die Unterdrückung des T1-Kontrastes wird noch besser, wenn man Maßnahmen trifft, um die in 8 erkennbare Auffächerung der Zickzacklinien auch im späteren Stadium der Sequenz zu reduzieren. Dies gelingt, indem man das TP/TA-Verhältnis im späteren Stadium vermindert. Die 14 zeigt in ähnlicher Darstellung wie 8 und 12 den als Beispiel gewählten Fall, daß im frühen Stadium der Sequenz für die Dauer von ca. 360 ms das gleiche TP/TA-Verhältnis (TP/TA = 2) wie im Falle der 12 angewendet wird (TP = 60 ms, TA = 30 ms), während für den Rest der Sequenz ein TP/TA-Verhältnis von 1,33 zum Einsatz kommt (TP = 40 ms, TA = 30 ms). Man erkennt in 14 deutlich, daß sich hierdurch die T1-Abhängigkeit der MR-Signale auch für die späteren schwachen Echos verringert.In addition to the described simple time schedule with alternating periods of length TP and TA, other more variable schedules are possible and advantageous. The suppression of the T1 contrast becomes even better if measures are taken to prevent the in 8th to reduce the visible fanning out of the zigzag lines even in the later stage of the sequence. This is achieved by reducing the TP / TA ratio at a later stage. The 14 shows in a similar representation as 8th and 12 the case chosen as an example that in the early stage of the sequence the same TP / TA ratio (TP / TA = 2) for about 360 ms as in the case of 12 is used (TP = 60 ms, TA = 30 ms), while a TP / TA ratio of 1.33 is used for the rest of the sequence (TP = 40 ms, TA = 30 ms). One recognizes in 14 clearly that the T1 dependence of the MR signals is also reduced for the later weak echoes.

Dies läßt sich anhand der weiter oben angestellten Vorbetrachtungen verstehen: Zu einem bestimmten Zeitpunkt der Messung ist ein bestimmtes Verhältnis TP/TA optimal, welches nach Gl. 3 näherungsweise an die zu diesem Zeitpunkt vorliegende Mz-Magnetisierung angepaßt werden kann. Diese ist jedoch unterschiedlich und sollte Idealerweise nur von T2 abhängen, da ja T2-Kontrast erwünscht ist. Somit kann ein TP/TA-Verhältnis eigentlich nur für eine bestimmte T2-Kompo nente optimal sein; die Simulationen zeigen jedoch, daß sich TP/TA-Werte finden lassen, die ausreichend gut sind für einen sehr weiten Bereich von T1- und T2-Werten. Sind in der Praxis vor allem T1- und T2-Werte in einem bestimmten Bereich von Interesse, so kann eine individuelle Optimierung des Zeitschemas auf diese Parameter erfolgen. Optimal wird es dabei sein, das TP/TA-Verhältnis schrittweise über mehrere Stufen im Verlauf der Gesamtsequenz zu vermindern, am besten von Blockpaar zu Blockpaar. Wenn beispielsweise eine Signaltrennung bzw. Kontrasterzeugung aufgrund von geringen T2-Unterschieden bei kurzen T2-Werten gewünscht ist, z.B. zwischen grauer und weißer Gehirnmasse, so sollte das Zeitschema auf den bei diesen kurzen T2-Zeiten zu erwartenden zeitlichen Verlauf der Mz-Werte angepaßt werden.This can be understood from the preliminary considerations given above: At a certain time of the measurement, a certain ratio TP / TA is optimal, which according to Eq. 3 can be approximately adapted to the M z magnetization present at this time. However, this is different and should ideally only depend on T2, since T2 contrast is desired. Thus, a TP / TA ratio can actually only be optimal for a certain T2 component; however, the simulations show that TP / TA values can be found which are sufficiently good for a very wide range of T1 and T2 values. If, in practice, T1 and T2 values in a certain range are of particular interest, the time schedule can be individually optimized for these parameters. It will be optimal to gradually reduce the TP / TA ratio over several stages in the course of the overall sequence, preferably from block pair to block pair. If, for example, a signal separation or contrast generation is desired due to small T2 differences for short T2 values, for example between gray and white brain mass, the time schedule should be adapted to the temporal course of the M z values to be expected for these short T2 times become.

Ein Beispiel hierfür ist in 15 gezeigt: TA bleibt konstant (TA = 30 ms) und TP vermindert sich schrittweise von anfänglich 60 ms auf 30 ms. Hierdurch werden die Kurvenscharen für längere T2-Werte (T2 = 500 ms bzw. T2 = 1000 ms) zwar weniger effektiv auf einen gleichen zeitlichen Verlauf gezwungen, aber Komponenten mit verschiedenen kurzen T2-Werten werden effektiv getrennt und die Zick-Zack-Verläufe sind jeweils weniger stark ausgeprägt.An example of this is in 15 shown: TA remains constant (TA = 30 ms) and TP gradually decreases from the initial 60 ms to 30 ms. As a result, the families of curves for longer T2 values (T2 = 500 ms or T2 = 1000 ms) are forced less effectively onto the same time profile, but components with different short T2 values are effectively separated and the zigzag profiles are each less pronounced.

Unter Umständen läßt sich eine etwas bessere anfängliche Signalstärke und somit eine Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) erzielen, wenn man im ersten Stadium der Sequenz auf die Mz-Invertierungen verzichtet, also z.B. das klassische TrueFISP Verfahren (oder eine andere klassische Sequenz) anwendet, und die erfindungsgemäßen Mz-Invertierungen erst im späteren Stadium einführt. Die 16 zeigt in ähnlicher Darstellung wie 12 den als Beispiel gewählten Fall, daß nach etwa 300 ms einer klassischen TrueFISP-Sequenz eine erfindungsgemäß modifizierte TrueFISP-Sequenz mit TP = 40 ms und TA = 30 ms begonnen wird. Der SNR-Gewinn geht allerdings auf Kosten der T1-Unterdrückung in den frühen Echos. Einer damit verbundenen Erhöhung des T1-Einflusses auf den Bildkontrast kann man begegnen, indem man die Akquisition des zentralen k-Raum-Bereiches auf einen späteren Zeitpunkt legt.Under certain circumstances, a somewhat better initial signal strength and thus an improvement in the signal-to-noise ratio (SNR) can be achieved if one omits the M z inversions in the first stage of the sequence, for example the classic TrueFISP method (or a other classical sequence), and only introduces the M z inversions according to the invention at a later stage. The 16 shows in a similar representation as 12 the case chosen as an example that after about 300 ms of a classic TrueFISP sequence a TrueFISP sequence modified according to the invention is started with TP = 40 ms and TA = 30 ms. However, the SNR gain comes at the expense of T1 suppression in the early echoes. An associated increase in the T1 influence on the image contrast can be countered by postponing the acquisition of the central k-space area.

Der zeitweise zickzackförmige Verlauf des MR-Signals kann bei linearer Phasencodierung Probleme mit Bildartefakten bringen. Dem kann durch eine geeignete segmentiert angeordnete Phasencodier-Reihenfolge entgegengewirkt werden. Simulationsrechnungen zeigen, daß der Zickzack-Verlauf umso weniger ausgeprägt ist, je kürzer TA und TP gewählt werden. In der Praxis hat allerdings die HF-Zwischeneinwirkung eine nicht zu vernachlässigende endliche Länge. TA und TP müssen in einem sinnvollen Verhältnis zu dieser gewählt werden, um eine hohe zeitliche Effizienz der Messung zu erzielen.The at times zigzag-shaped The course of the MR signal can cause problems with linear phase coding Bring image artifacts. That can be segmented by a suitable one arranged phase coding order can be counteracted. simulations show that the Zigzag course is less pronounced, the shorter TA and TP selected become. In practice, however, the RF intermediate action does not have one negligible finite length. TA and TP must in a meaningful relationship chosen to this in order to achieve a high temporal efficiency of the measurement.

Andere AusführungsformenOther embodiments

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehend konkret beschriebenen Beispiele beschränkt. Das erfindungsgemäße Prinzip der Mz-Invertierung in ungleichmäßigen Abständen TP und TA läßt sich auch in Verbindung mit anderen Sequenztypen, also anderen Arten der Echoerzeugung als der TrueFISP-Echoerzeugung anwenden. Der optimale zeitliche Verlauf des TP/TA-Verhältnisses hängt von der Natur der Teilsequenzen zwischen den Mz-Invertierungen und der Art der Echoerzeugung ab, außerdem ist er abhängig von den Anregungs-Flipwinkeln vor oder zwischen den Mz-Invertierungen; er kann theoretisch auf der Basis der Bloch-Gleichungen durch Berechnung oder Simulation vorausbestimmt werden oder experimentell durch gezielte Versuchsreihen ermittelt werden.The invention is of course not limited to the examples specifically described above. The principle of M z inversion at uneven intervals TP and TA according to the invention can also be used in conjunction with other sequence types, that is to say other types of echo generation than TrueFISP echo generation. The optimal time course of the TP / TA ratio depends on the nature of the partial sequences between the M z inversions and the type of echo generation, and is also dependent on the excitation flip angles before or between the M z inversions; it can be predicted theoretically on the basis of the Bloch equations by calculation or simulation or experimentally by targeted ver search series can be determined.

Generell wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein neuer, bisher nicht erkannter Einstellparameter für die Minimierung unerwünschten T1-Kontrastes eingeführt, nämlich der zeitliche Verlauf der Verhältnisse zwischen der Dauer TP der Mz-Relaxation aus der B0-parallelen Orientierung und der Dauer TA der Mz-Relaxation aus der B0-antiparallelen Orientierung. Mit der erfindungsgemäßen Vorgabe ungleichmäßiger Abstände TP und TA und dem gesetzten Ziel der Verminderung des T1-Kontrastes ergibt sich für den Designer von MR-Bildgebungssequenzen eine ausreichende Vorschrift, um im Rahmen seines Könnens den Verhältniswert TP/TA in geeigneter Weise zur Erreichung dieses Ziels zu bemessen. So lassen sich verschiedenste Sequenzen erfindungsgemäß modifizieren, um einen unerwünschten T1-Kontrast zu minimieren und den jeweils verbleibenden Kontrast, der für die betreffende Sequenz typisch ist, möglichst rein zu erhalten. Generell können die oben in Verbindung mit dem TrueFISP-Sequenztyp beschriebenen Grundsätze und Varianten für die Bemessung des TP/TA-Verhältnisses und für die Ausbildung der HF-Zwischeneinwirkungen in gleicher oder ähnlicher Weise bei vielen andere Sequenztypen angewendet werden.In general, the method according to the invention introduces a new, previously unrecognized setting parameter for minimizing undesired T1 contrast, namely the temporal course of the relationships between the duration TP of the M z relaxation from the B 0 parallel orientation and the duration TA of the M z relaxation from the B 0 antiparallel orientation. With the stipulation of non-uniform distances TP and TA according to the invention and the set goal of reducing the T1 contrast, the designer of MR imaging sequences has a sufficient requirement to use the ratio value TP / TA in a suitable manner to achieve this goal within the scope of his ability sized. A wide variety of sequences can thus be modified according to the invention in order to minimize an undesired T1 contrast and to keep the remaining contrast, which is typical of the sequence in question, as pure as possible. In general, the principles and variants described above in connection with the TrueFISP sequence type for the dimensioning of the TP / TA ratio and for the formation of the HF interferences can be applied in the same or similar manner in many other sequence types.

Als Beispiele für weitere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung seien, stellvertretend für viele andere, insbesondere noch folgende Sequenztypen für MR-Bildgebung erwähnt:

  • – schnelle Gradientenecho-Methoden mit kleinen Flipwinkeln (z.B. FLASH, vgl. [15]);
  • – "Single-Shot"-Sequenzen mit vielen Gradientenechos aus jeweils einer HF-Anregung (z.B. EPI, vgl. [16];
  • – schnelle Spinecho-Methoden, auch mit Refokussierungsimpuls-Flipwinkeln < 180°.
As examples of further possible uses of the invention, representative of many other, in particular the following, sequence types for MR imaging are mentioned:
  • - fast gradient echo methods with small flip angles (eg FLASH, cf. [15]);
  • - "Single-shot" sequences with many gradient echoes from one RF excitation each (eg EPI, cf. [16];
  • - Fast spin echo methods, also with refocusing pulse flip angles <180 °.

Anwendbar sind auch Methoden, bei denen die Signalfolge zur Bildgebung unter Abtastung des direkten FID-Signals ohne Echoerzeugung und unter Ortscodierung mit einem sich drehenden Lesegradienten gewonnen wird (Projection Reconstruction Imaging). Auch die Mischung von Sequenztypen (z.B. Sequenz A während TA und Sequenz B während TP) ist möglich, ebenso die Akquisition nach dem sogenannten Half-Fourier-Verfahren, bei welchem detektierte Echosignale nur in eine Hälfte des k-Raumes geschrieben werden. Natürlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch anwendbar in Verbindung mit Sequenzen zur dreidimensionalen Bildgebung.Applicable are also methods in which the signal sequence is used for imaging Sampling of the direct FID signal without echo generation and under Location coding is obtained with a rotating reading gradient (Projection Reconstruction Imaging). Also the mix of sequence types (e.g. sequence A during TA and sequence B during TP) is possible likewise the acquisition according to the so-called Half Fourier method, at which detected echo signals only in one half of the k-space become. Naturally is the inventive method also applicable in connection with sequences for three-dimensional Imaging.

Die Bemessung der Intervalle TP und TA zwischen den HF-Zwischeneinwirkungen kann auch erfolgen durch Einfügung von Wartezeiten nach einzelnen Teilsequenzen oder am Anfang bzw. Ende eines ganzen Blockes. In diesem Fall kann die Anzahl KP und KA der Teilsequenzen pro Block gleich bleiben. Insbesondere bei schnellen Gradientenecho-Sequenzen sowie bei Anwendung der TrueFISP-Sequenz ist es auch möglich, die invertierenden HF-Zwischeneinwirkungen nach jeder einzelnen Teilsequenz einzufügen, jeweils nach unterschiedlicher Wartezeit, um das gewünschte TP/TA-Verhältnis einzustellen.The intervals TP and TA between the RF intermediate effects can also be measured by inserting waiting times after individual partial sequences or at the beginning or end of an entire block. In this case, the number K P and K A of the partial sequences per block can remain the same. Especially with fast gradient echo sequences and when using the TrueFISP sequence, it is also possible to insert the inverting HF intermediate effects after each individual partial sequence, in each case after a different waiting time, in order to set the desired TP / TA ratio.

Zur Optimierung der T1-Reduzierung kann es beitragen, die Anregungs-Flipwinkel während der B0-antiparallelen Blöcke anders zu bemessen als während der B0-parallelen Blöcke, sie im Lauf der Gesamtsequenz zu ändern, und/oder sie innerhalb der einzelnen Blöcke kontinuierlich zu variieren. Durch optimierte Flipwinkelfolgen läßt sich der Zickzack-Verlauf des Signals weiter glätten bzw. die gegenseitige Annäherung des Signalverlaufes für Komponenten mit unterschiedlichem T1 weiter verbessern. Bei manchen Sequenztypen, die aus repetierten Teilsequenzen bestehen, kann es auch vorteilhaft sein, den Betrag des Flipwinkels von Teilsequenz zu Teilsequenz ausgehend einem Anfangswert schrittweise zu erhöhen oder zu vermindern, etwa während der ersten Teilsequenzen der Gesamtsequenz oder jedes Blockes, wie aus [17] an sich bekannt. In solchen Fällen ist bei der Dimensionierung der HF-Zwischeneinwirkung für die Herbeiführung des neuen Startzustandes zu berücksichtigen, daß der erste HF-Impuls des folgenden Blockes einen anderen Flipwinkel hat als der letzte erste HF-Impuls des vorangegangenen Blockes.To optimize the T1 reduction, it can help to dimension the excitation flip angles differently during the B 0 anti-parallel blocks than during the B 0 parallel blocks, to change them in the course of the overall sequence, and / or to change them continuously within the individual blocks to vary. Optimized flip angle sequences can further smooth the zigzag curve of the signal or further improve the mutual approximation of the signal curve for components with different T1. For some sequence types that consist of repeated partial sequences, it may also be advantageous to gradually increase or decrease the amount of flip angle from partial sequence to partial sequence starting from an initial value, for example during the first partial sequences of the entire sequence or each block, as from [17] known per se. In such cases, when dimensioning the RF intermediate action to bring about the new start state, it must be taken into account that the first RF pulse of the following block has a different flip angle than the last first RF pulse of the previous block.

Eine zusätzliche Option ist die Verbindung mit Konzepten wie dem weiter oben angesprochenen TIDE-Konzept [vgl. [6] und [7]), mit dem durch eine Folge von Pulsen mit geeigneten verschiedenen Flipwinkeln ein glatter Übergang in einen Steady-State-Zustand erreicht werden kann. Dieser Ansatz bietet des weiteren die Möglichkeit, dabei T2-gewichtete MR-Signale zu erhalten.A additional Option is the connection with concepts like the one mentioned above TIDE concept [cf. [6] and [7]) with which by a sequence of pulses with suitable different flip angles a smooth transition in a steady state can be achieved. This approach also offers the possibility to obtain T2-weighted MR signals.

Des weiteren stellt es eine erfolgversprechende Möglichkeit dar, das vorliegende Konzept in Verbindung mit einer Vorpräparation zu verwenden, z.B. Inversion, Sättigung, Fettunterdrückung, Erzeugung von Diffusions-Kontrast oder Erzeugung von Magnetisierungs-Transfer-Kontrast (MTC, bietet Information über die Wechslwirkung freier Spins mit Makromolekülen). Insbesondere angeführt sei auch eine T2-Vorbehandlung, z.B. mittels einer CPMG-Pulsfolge (Folge von 180°-Impulsen nach Carr-Purcell-Meiboom-Gill), um anfänglichen T2-Kontrast zu erzeugen und gemäß der Erfindung durch geeignet beabstandete HF-Zwischeneinwirkungen aufrechtzuerhalten. Der Einsatz von Präparationsmodulen ist prinzipiell auch innerhalb der HF-Zwischeneinwirkungen denkbar, wie z.B. eine zusätzliche Fettsättigung in Analogie zu [14].Furthermore, it is a promising possibility to use the present concept in connection with a preparation, for example inversion, saturation, fat suppression, generation of diffusion contrast or generation of magnetization transfer contrast (MTC, provides information about the interaction of free spins with macromolecules). Particular mention should also be made of a T2 pretreatment, for example by means of a CPMG pulse sequence (sequence of 180 ° pulses according to Carr-Purcell-Meiboom-Gill) in order to generate initial T2 contrast and to maintain it according to the invention by suitably spaced HF intermediate effects , In principle, the use of preparation modules is also within the HF-Zwi influences such as additional fat saturation in analogy to [14].

Wie bereits weiter oben erwähnt, kann eine Reduzierung des T1-Kontrastes auch erreicht werden, wenn man das Prinzip der Erfindung im Rahmen einer Präparation anwendet, also ohne gleichzeitige Erzeugung und Akquisition von Echos. Bei einer solchen Präparation, die vor der Erzeugung der Echofolge und/oder während Unterbrechung der Erzeugung der Echofolge implementiert werden kann, werden die Zeitabstände der Mz-Invertierungen so gesteuert, daß sich ein eingeschwungener Zustand einstellt, wie er in den 2 bis 4 gezeigt ist.As already mentioned above, a reduction in the T1 contrast can also be achieved if the principle of the invention is used in the context of a preparation, that is to say without simultaneous generation and acquisition of echoes. With such a preparation, which can be implemented before the generation of the echo sequence and / or during the interruption of the generation of the echo sequence, the time intervals of the M z inversions are controlled in such a way that a steady state occurs, as described in 2 to 4 is shown.

In diesem Zustand kreuzen die Beträge der longitudinalen Magnetisierung für Spins unterschiedlicher Spin-Gitter-Relaxationszeit T1 alle den selben, von null verschiedenen Zwischenwert |Mm| zwischen den Invertierungen, wie es anhand der 2 bis 5 beschrieben wurde. In einer sich anschließenden MR-Bildgebungssequenz kann sich dieser Zustand zwar allmählich verlieren, er macht sich jedoch noch eine gewisse Zeit genügend bemerkbar, um die T1-Abhängigkeit der in dieser Sequenz erzeugten Signalfolge zu vermindern oder gar zu kompensieren, wenn die Sequenz ausreichend kurz ist. Die eigentliche Bildgebunqssequenz nach der Präparation kann von beliebiger Art sein und braucht also nicht unbedingt durch weitere ungleichmäßig beabstandete invertierende HF-Zwischeneinwirkungen in Blöcke aufgeteilt zu werden.In this state, the amounts of longitudinal magnetization for spins of different spin-lattice relaxation times T1 all cross the same nonzero intermediate value | M m | between the inversions, as shown by the 2 to 5 has been described. In a subsequent MR imaging sequence, this state can gradually disappear, but it remains noticeable for a certain amount of time in order to reduce or even compensate for the T1 dependence of the signal sequence generated in this sequence if the sequence is sufficiently short , The actual imaging sequence after the preparation can be of any type and therefore does not necessarily have to be divided into blocks by further, unevenly spaced inverting HF intermediate actions.

Bei der erfindungsgemäßen Präparation sollten die Zeitabstände TP von jeweils einer die longitudinale Magnetisierung in die B0-parallele Richtung überführenden Invertierung bis zur jeweils nachfolgenden Invertierung im Mittel größer sein als die Zeitabstände TA von jeweils einer die longitudinale Magnetisierung in die B0-antiparallele Richtung überführenden Invertierung bis zur jeweils nachfolgenden Invertierung. Vorzugsweise wird das Verhältnis TP/TA über die Folge der Invertierungen gleichbleibend gehalten, wobei vorzugsweise die größeren Zeitabstände TP einander gleich sind und die kleineren Zeitabstände TA einander gleich sind.In the preparation according to the invention, the time intervals TP of an inversion that converts the longitudinal magnetization in the B 0 -parallel direction to the subsequent inversion should be larger on average than the time intervals TA of each one that converts the longitudinal magnetization in the B 0 -antiparallel direction Inversion up to the subsequent inversion. The ratio TP / TA is preferably kept constant over the sequence of the inversions, the larger time intervals TP preferably being equal to one another and the smaller time intervals TA being identical to one another.

Erfindungsgemäße VorrichtungDevice according to the invention

Erfindungsgemäße Verfahren lassen sich mit einem MR-Gerät durchführen, wie es in stark vereinfachter Blockdarstellung in 17 gezeigt ist. Das dargestellte MR-Gerät enthält eine Meßstation 10, einen Stromversorgungsteil 20, einen Steuerteil 30 und einen Computer 40. Die Meßstation 10 enthält einen Magneten 11 zum Erzeugen eines konstanten, homogenen ("longitudinalen") B0-Feldes, ferner drei Spulensätze 12, 13, 14, die derart räumlich angeordnet und gewickelt sind, daß sie Magnetfelder erzeugen können, welche dem B0-Feld drei Gradienten Gx, Gy und Gz aufprägen, von denen gewöhnlich einer (Gz) parallel zum B0-Feld und die anderen beiden (Gx und Gy) senkrecht zum B0-Feld und senkrecht zueinander gerichtet sind. Durch kombinierte gleichzeitige Erregung ausgewählter Exemplare der Spulensätze 12, 13, 14 lassen sich resultierende Magnetfeldgradienten mit jeweils wählbarer Stärke und in beliebigen Raumrichtungen erzeugen.Methods according to the invention can be carried out with an MR device, as is shown in a highly simplified block diagram in FIG 17 is shown. The MR device shown contains a measuring station 10 , a power supply part 20 , a control section 30 and a computer 40 , The measuring station 10 contains a magnet 11 for generating a constant, homogeneous ("longitudinal") B 0 field, furthermore three sets of coils 12 . 13 . 14 Which are arranged spatially and wound such that they can generate magnetic fields corresponding to the B 0 field three gradients G x, G y and G z stamp, of which usually a (G z) parallel to the B 0 field and the other both (G x and G y ) are directed perpendicular to the B 0 field and perpendicular to each other. By combined simultaneous excitation of selected examples of the coil sets 12 . 13 . 14 resulting magnetic field gradients can be generated with selectable strength and in any spatial direction.

In der Meßstation 10 ist außerdem eine Spulenanordnung 15 vorgesehen, der HF-Impulse zugeführt werden können, unter anderem die zur Anregung und zur Refokussierung transversaler Magnetisierung benötigten HF-Impulse. Diese HF-Spule 15 kann auch zum Empfang der vom Objekt abgestrahlten MR-Signale dienen. Der Stromversorgungsteil 20 enthält eine Stromversorgungseinheit 21 für den B0-Magneten 11, eine Stromversorgungseinheit 22 für die Gradientenspulen 12, 13, 14 und einen Hochfrequenzgenerator 23, der die HF-Impulse für die Spule 15 liefert. Der Steuerteil 30 steuert die Dauer und Amplitude der den jeweiligen Gradientenspulen zugeführten Ströme sowie die Dauer, Amplitude, Frequenz, Phase und Hüllkurve der HF-Impulse. Der Steuerteil 30 steuert ferner die Zeitfenster, um die von der HF-Spule 15 empfangenen MR-Signale in ausgewählten Zeitperioden und mit ausgewählter Abtastfrequenz an den Computer 40 auszulesen, wie es mit der gezeigten Torschaltung 50 symbolisiert ist. Die ausgelesenen Abtastwerte werden digitalisiert und in einem den k-Raum bildenden Speicher gespeichert. Der zur Digitalisierung benötigte A/D-Wandler und der Speicher können im Computer 40 integriert sein.In the measuring station 10 is also a coil arrangement 15 provided to which RF pulses can be supplied, including the RF pulses required for excitation and for refocusing transverse magnetization. This RF coil 15 can also be used to receive the MR signals emitted by the object. The power supply part 20 contains a power supply unit 21 for the B 0 magnet 11 , a power supply unit 22 for the gradient coils 12 . 13 . 14 and a high frequency generator 23 which is the RF pulses for the coil 15 supplies. The control section 30 controls the duration and amplitude of the currents supplied to the respective gradient coils as well as the duration, amplitude, frequency, phase and envelope of the RF pulses. The control section 30 also controls the time window to that of the RF coil 15 received MR signals to the computer in selected time periods and with a selected sampling frequency 40 read out how it with the gate circuit shown 50 is symbolized. The read samples are digitized and stored in a memory which forms the k-space. The A / D converter required for digitization and the memory can be in the computer 40 be integrated.

MR-Anlagen dieser Art sind bekannt und im Handel erhältlich, so daß sich eine weitere Erläuterung apparativer Details erübrigt. Zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu untersuchende Objekt in den von den B0- und Gradientenspulen 11, 12, 13, 14 umgebenen Raum gebracht, und die HF-Spule 15 wird so angeordnet, daß der zu untersuchende Objektbereich in ihrem Einflußbereich liegt. Dann werden nach einem ausgewählten Programm, das in den Steuerteil 30 eingespeist worden ist, der HF-Generator 23, die Gradientenspulen-Versorgungseinheit 22 und die Ausleseschaltung 50 gesteuert, um die benötigten HF-Impulse und Gradientenimpulse für ausgewählte Bildgebungs-Sequenzen anzulegen und die erscheinenden Echosignale auszulesen. Der Computer 40 gewinnt aus den dann in den k-Raum-Speicher geschriebenen Daten durch mathematische Transformationen die Pixelmatrix für die Bildwiedergabe.MR systems of this type are known and commercially available, so that a further explanation of apparatus details is unnecessary. In order to carry out a method according to the invention, the object to be examined is placed in the B 0 and gradient coils 11 . 12 . 13 . 14 brought surrounding space, and the RF coil 15 is arranged so that the object area to be examined lies in its area of influence. Then after a selected program that is in the control section 30 has been fed in, the HF generator 23 who have favourited Gradient Coil Supply Unit 22 and the readout circuit 50 controlled to apply the required RF pulses and gradient pulses for selected imaging sequences and to read out the appearing echo signals. The computer 40 extracts the pixel matrix for image reproduction from the data then written into the k-space memory by means of mathematical transformations.

Der Steuerteil 30 zur Bemessung der Zeit-, Frequenz- und Amplitudenparameter für die HF-Impulse, die Gradienten und die Echoauslesung wird jeweils so ausgebildet bzw. program miert, daß die Vorgänge zur Datengewinnung entsprechend der jeweils ausgewählten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ablaufen. Der Steuerteil 30 kann natürlich ebenfalls, ganz oder teilweise, im Computer 40 integriert sein.The control section 30 for dimensioning the time, frequency and amplitude parameters for the RF pulses, the gradients and the echo readout is in each case designed or programmed so that the data acquisition processes take place in accordance with the respectively selected embodiment of a method according to the invention. The control section 30 can of course also, in whole or in part, on the computer 40 be integrated.

Claims (30)

Verfahren zur Akquisition von Daten für die Darstellung eines Bildes, welches den räumlichen Kontrast des Magnetresonanzverhaltens eines Objektes innerhalb eines ausgewählten Ortsbereiches zeigt, wobei das Objekt in einem stationären longitudinalen Magnetfeld B0 angeordnet wird und einer Sequenz aus HF-Impulsen und Impulsen von Magnetfeldgradienten in unterschiedlichen Raumrichtungen ausgesetzt wird, derart daß aus angeregter transversaler Magnetisierung eine Folge von Magnetresonanz-Signalen erzeugt wird, die durch Abtastung unter Einwirkung jeweils eines Magnetfeldgradienten ausgelesen werden und als Datensatz zum Füllen mindestens eines Teils des k-Raumes verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang der Erzeugung der Signalfolge über mindestens einen Teil der gesamten Sequenz in aufeinanderfolgende Blöcke unterteilt wird durch ungleichmäßig beabstandete HF-Zwischeneinwirkungen, welche jeweils die Richtung der momentanen longitudinalen Magnetisierung invertieren, wobei das Verhältnis zwischen den zeitlichen Längen (TP, TA) jeweils zweier unmittelbar benachbarter Blöcke über den Verlauf der Sequenz so gesteuert wird, daß der Einfluß von Spin-Gitter-Relaxationseffekten auf den Verlauf der Signale minimiert wird oder zumindest geringer ist als bei durchgehend gleichmäßigem Abstand der HF-Zwischeneinwirkungen.Method for acquiring data for the display of an image, which shows the spatial contrast of the magnetic resonance behavior of an object within a selected location area, the object being arranged in a stationary longitudinal magnetic field B 0 and a sequence of RF pulses and pulses of magnetic field gradients in different Exposure to spatial directions is such that a sequence of magnetic resonance signals is generated from excited transverse magnetization, which are read out by scanning under the action of one magnetic field gradient at a time and used as a data set for filling at least part of the k-space, characterized in that the process the generation of the signal sequence over at least part of the entire sequence is divided into successive blocks by unevenly spaced HF intermediate actions, which invert the direction of the current longitudinal magnetization The ratio between the temporal lengths (TP, TA) of two immediately adjacent blocks is controlled over the course of the sequence so that the influence of spin-lattice relaxation effects on the course of the signals is minimized or at least less than in consistently uniform distance of the HF intermediate effects. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (TP) derjenigen Blöcke, die jeweils eingeleitet werden durch eine die longitudinale Magnetisierung in die B0-parallele Richtung überführende HF-Zwischeneinwirkung, zumindest in Teilen der Blockfolge größer ist als die Länge (TA) des jeweils unmittelbar vorhergehenden oder nachfolgenden Blockes, der eingeleitet wird durch eine die longitudinale Magnetisierung in die B0-antiparallele Richtung überführende HF-Zwischeneinwirkung.Method according to Claim 1, characterized in that the length (TP) of those blocks which are each introduced by an HF intermediate action which converts the longitudinal magnetization in the B 0 parallel direction is at least in parts of the block sequence greater than the length (TA ) of the immediately preceding or following block, which is initiated by an RF intermediate action which converts the longitudinal magnetization into the B 0 -antiparallel direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (TP/TA) zwischen den zeitlichen Längen (TP, TA) jeweils zweier unmittelbar benachbarter Blöcke im Verlauf der Blockfolge gleichbleibend ist.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that that this relationship (TP / TA) between the temporal lengths (TP, TA) two each immediately adjacent blocks is constant in the course of the block sequence. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den zeitlichen Längen (TP, TA) jeweils zweier unmittelbar benachbarter Blöcke im Verlauf der Blockfolge schrittweise verändert wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that that this relationship between the temporal lengths (TP, TA) each of two immediately adjacent blocks in the course the block sequence changed step by step becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den zeitlichen Längen (TP, TA) jeweils zweier unmittelbar benachbarter Blöcke im Verlauf der Blockfolge periodisch verändert wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that that this relationship between the temporal lengths (TP, TA) each of two immediately adjacent blocks in the course the block sequence changed periodically becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (TA) derjenigen Blöcke, die jeweils eingeleitet werden durch eine die longitudinale Magnetisierung in die B0-parallele Richtung überführende HF-Zwischeneinwirkung, Verlauf der Blockfolge gleichbleibend ist.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the length (TA) of the blocks which are each introduced by an HF intermediate action which converts the longitudinal magnetization into the B 0 parallel direction, the course of the block sequence is constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterteilung des Vorganges der Erzeugung der Signalfolge in unterschiedlich lange Blöcke nur über einen Teil der Gesamtsequenz erfolgt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that a Subdivision of the process of generating the signal sequence in different long blocks only over part of the total sequence takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung oder die Akquisition von Signalen während ausgewählter Blöcke der Blockfolge ausgesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the Generation or acquisition of signals during selected blocks of the Block sequence is suspended. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Zwischeneinwirkungen jeweils die am Ende des vorangegangenen Blockes vorhandene Magnetisierung in einen neuen Startzustand überführen, in welchem die longitudinale Magnetisierung zumindest annähernd den gleichen Betrag und die umgekehrte Richtung wie am Ende des vorangegangen Blockes hat und aus welchem die Erzeugung der Signalfolge zum weiteren Füllen des k-Raumes fortgesetzt werden kann, ohne daß merkliche Übergangsprobleme durch Sprünge in den Beträgen und in der Phase der transversalen Magnetisierung auftreten.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the RF interferences each at the end of the previous one Block existing magnetization in a new start state, in which the longitudinal magnetization at least approximately same amount and the reverse direction as at the end of the previous Blockes and from which the generation of the signal sequence for further To fill of k-space can be continued without noticeable transition problems through jumps in the amounts and occur in the phase of transverse magnetization. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfolge über den Verlauf mehrerer aufeinanderfolgender Blöcke erzeugt wird durch Repetition von Teilsequenzen.A method according to claim 9, characterized in that the signal sequence over the course of several successive blocks is generated by repetition of partial sequences. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zwischen den Blöcken stattfindenden HF-Zwischeneinwirkungen insgesamt einer 180°-Drehung des Magnetisierungszustandes um eine zur B0-Richtung orthogonalen Achse oder einer Spiegelung des Magnetisierungszustandes bezüglich der zur B0-Richtung orthogonalen Ebene entspricht.Method according to Claim 10, characterized in that each of the RF intermediate effects taking place between the blocks corresponds overall to a 180 ° rotation of the magnetization state about an axis orthogonal to the B 0 direction or a reflection of the magnetization state with respect to the plane orthogonal to the B 0 direction , Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Zwischeneinwirkungen jeweils folgendes umfassen: eine sich an das Ende des vorhergehenden Blockes anschließende erste HF-Einwirkung, welche die transversale Magnetisierung auf null bringt, ohne die longitudinale Magnetisierung zu invertieren; eine anschließende zweite HF-Einwirkung für einen Flipwinkel von zumindest annähernd 180°; eine anschließende dritte HF-Einwirkung, welche die transversale Magnetisierung für den neuen Startzustand herbeiführt.A method according to claim 10, characterized in that the Intermediate RF effects each include: one yourself first RF exposure following the end of the previous block, which brings transverse magnetization to zero without the to invert longitudinal magnetization; a subsequent second RF exposure for a flip angle of at least approximately 180 °; a subsequent third RF exposure, which is the transverse magnetization for the new Establishes the initial state. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der in den repetierten Teilsequenzen verwendeten HF-Impulse von Teilsequenz zu Teilsequenz alterniert wird und daß in den HF-Zwischeneinwirkungen die erste HF-Einwirkung aus einem HF-Impuls für einen Flipwinkel des Betrages |α1/2| oder aus einer Kombination eines HF-Impulses für einen Flipwinkel des Betrages |α1| und eines HF-Impulses für einen Flipwinkel des Betrages |α1/2| besteht, wobei α1 der Flipwinkel des letzten HF-Impulses des vorangegangenen Blockes ist, und daß in den HF-Zwischeneinwirkungen die dritte HF-Einwirkung aus einem HF-Impuls für einen Flipwinkel des Betrages |α2/2| besteht, wobei α2 der Flipwinkel des ersten HF-Impulses des nachfolgenden Blockes ist.Method according to Claim 12, characterized in that the phase of the RF pulses used in the repeated partial sequences is alternated from partial sequence to partial sequence and in that in the intermediate RF actions the first RF action from an RF pulse for a flip angle of the amount | α 1/2 | or from a combination of an RF pulse for a flip angle of the amount | α 1 | and an RF pulse for a flip angle of the amount | α 1/2 | is 1, where α the flip angle of the last RF pulse of the previous block, and that in the RF-intermediate actions, the third RF effect of an RF pulse for a flip angle of the amount | α 2/2 | exists, where α 2 is the flip angle of the first RF pulse of the subsequent block. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar zu Beginn der zweiten HF-Einwirkung oder an deren Ende ein Spoiler-Magnetfeldgradient zur Dephasierung transversaler Magnetisierung angelegt wird, derart daß die Entstehung von Spinechos aufgrund der HF-Zwischeneinwirkung verhindert oder reduziert wird.A method according to claim 12 or 13, characterized in that immediately at the beginning of the second RF exposure or at the end of it a spoiler magnetic field gradient is applied for dephasing transverse magnetization, such that the Prevents generation of spin echoes due to the RF interference or is reduced. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl unmittelbar zu Beginn der zweiten HF-Einwirkung als auch an deren Ende ein Spoiler-Magnetfeldgradient zur Dephasierung transversaler Magnetisierung angelegt wird, wobei die beiden Spoiler-Magnetfeldgradienten in verschiedene Raumrichtungen angelegt werden oder ein ungleiches Zeitintegral haben, derart daß die Entstehung von Spinechos aufgrund der HF-Zwischeneinwirkung verhindert oder reduziert wird.A method according to claim 12 or 13, characterized in that both immediately at the beginning of the second RF exposure as well as at the latter End a spoiler magnetic field gradient for dephasing transverse Magnetization is applied, the two spoiler magnetic field gradients be laid out in different spatial directions or an uneven one Have time integral such that the Prevents generation of spin echoes due to the RF interference or is reduced. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Zwischeneinwirkungen jeweils aus zwei aufeinanderfolgenden HF-Einwirkungen bestehen, von denen die erste einen Flipwinkel hat, durch den die transversale Magnetisierung auf zumindest annähernd den Wert Null gebracht wird, und die zweite einen Flipwinkel hat, durch den sich longitudinale und transversale Magnetisierung entsprechend dem neuen Startzustand ergibt, und daß unmittelbar nach der ersten HF-Einwirkung ein Spoiler-Magnetfeldgradient zur Dephasierung restlicher transversaler Magnetisierung angelegt wird,A method according to claim 10, characterized in that the RF interferences consist of two successive RF actions, the first of which has a flip angle through which the transverse Magnetization at least approximately is brought to zero, and the second has a flip angle, due to the longitudinal and transverse magnetization accordingly the new starting state, and that immediately after the first RF exposure a spoiler magnetic field gradient for dephasing remaining transverse magnetization is applied, Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der in den repetierten Teilsequenzen verwendeten HF-Impulse von Teilsequenz zu Teilsequenz alterniert wird und daß in jeder HF-Zwischeneinwirkung der Flipwinkel der ersten HF-Einwirkung gleich 180°±α1/2 ist und der Flipwinkel der zweiten HF-Einwirkung gleich –α2/2 ist, wobei α1 der Flipwinkel des letzten HF-Impulses des vorangegangen Blockes ist und α2 der Flipwinkel des ersten HF-Impulses des nachfolgenden Blockes ist.That the phase which is used in the repetierten partial sequences of RF pulses of sub-sequence to sub-sequence is alternated, and that in each RF intermediate action of the flip angle of the first RF exposure equal to 180 ° ± α 1/2 method according to claim 16, characterized and the flip angle of the second RF exposure is equal to -α 2/2 , where α 1 is the flip angle of the last RF pulse of the previous block and α 2 is the flip angle of the first RF pulse of the subsequent block. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der in den repetierten Teilsequenzen verwendeten HF-Impulse von Teilsequenz zu Teilsequenz alterniert wird und daß in jeder HF-Zwischeneinwirkung der Flipwinkel der ersten HF-Einwirkung gleich –α1/2 ist und der Flipwinkel der zweiten HF-Einwirkung gleich 180°±α2/2 ist, wobei α1 der Flipwinkel des letzten HF-Impulses des vorangegangen Blockes ist und α2 der Flipwinkel des ersten HF-Impulses des nachfolgenden Blockes ist.A method according to claim 16, characterized in that the phase which is used in the repetierten partial sequences of RF pulses from subsequence to subsequence alternates and in that in each RF intermediate action of the flip angle of the first RF exposure equal to -α half and the flip angle the second RF action is equal to 180 ° ± α 2/2 , where α 1 is the flip angle of the last RF pulse of the previous block and α 2 is the flip angle of the first RF pulse of the subsequent block. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetresonanz-Signale in den repetierten Teilsequenzen als Gradientenechos erzeugt werden.Method according to one of claims 10 to 18, characterized in that that the Magnetic resonance signals in the repeated partial sequences as gradient echoes be generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetresonanz-Signale in den repetierten Teilsequenzen als Spinechos erzeugt werden, indem aus jeweils einer angeregten transversalen Magnetisierung mehrere aufeinanderfolgende Spinechos durch repetierende HF- Refokussierungsimpulse hervorgerufen werden.Method according to one of claims 10 to 19, characterized in that that the Magnetic resonance signals in the repeated partial sequences as spin echoes are generated by each excited from a transverse Magnetization of several successive spin echoes through repetitive RF refocusing pulses are caused. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (TP, TA) der Blöcke eingestellt wird durch Wahl der Anzahl (KP, KA) der Teilsequenzen innerhalb der jeweiligen Blöcke.Method according to one of claims 10 to 20, characterized in that the length (TP, TA) of the blocks is set by selecting the number (K P , K A ) of the partial sequences within the respective blocks. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß repetierte Teilsequenzen innerhalb eines oder mehrerer Blöcke und/oder in unterschiedlichen Blöcken verschieden lang sind.Method according to one of claims 10 to 21, characterized in that that repeated Partial sequences within one or more blocks and / or in different blocks are of different lengths. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregung transversaler Magnetisierung in repetierten Teilsequenzen innerhalb eines oder mehrerer Blöcke und/oder in unterschiedlichen Blöcken mit unterschiedlichen Flipwinkeln erfolgt.Method according to one of claims 10 to 22, characterized in that that the Excitation of transverse magnetization in repeated partial sequences within one or more blocks and / or in different blocks done with different flip angles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erzeugung der Signalfolge und/oder zu Beginn ausgewählter Blöcke eine Präparationssequenz eingefügt wird für die Gewichtung der nachfolgenden Signale zur Herbeiführung oder Verstärkung eines gewünschten Kontrastes, der ein anderer als der T1-Kontrast ist.Method according to one of claims 1 to 23, characterized in that that before the generation of the signal sequence and / or at the beginning of selected blocks preparation sequence added is for the weighting of the subsequent signals for induction or reinforcement a desired one Contrast that is different from the T1 contrast. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung von Magnetresonanz-Signalen innerhalb eines Blockes oder in verschiedenen Blöcken durch Teilsequenzen verschiedenen Typs erfolgt.Method according to one of claims 1 to 24, characterized in that that the Generation of magnetic resonance signals within a block or in different blocks by partial sequences of different types. Verfahren zur Akquisition von Daten für die Darstellung eines Bildes, welches den räumlichen Kontrast des Magnetresonanzverhaltens eines Objektes innerhalb eines ausgewählten Ortsbereiches zeigt, wobei das Objekt in einem stationären longitudinalen Magnetfeld B0 angeordnet wird und einer Sequenz aus HF-Impulsen und Impulsen von Magnetfeldgradienten in unterschiedli chen Raumrichtungen ausgesetzt wird, derart daß aus angeregter transversaler Magnetisierung eine Folge von Magnetresonanz-Signalen erzeugt wird, die durch Abtastung unter Einwirkung jeweils eines Magnetfeldgradienten ausgelesen werden und als Datensatz zum Füllen mindestens eines Teils des k-Raumes verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erzeugung der Signalfolge und/oder während Unterbrechung der Erzeugung der Signalfolge jeweils eine Folge von Invertierungen des longitudinalen Anteils der Magnetisierung in ungleichmäßigen Zeitabständen (TP, TA) implementiert wird, wobei die Zeitabstände über die Folge der Invertierungen so gesteuert werden, daß sich ein eingeschwungener Zustand einstellt, in welchem die Beträge (|Mz|) der longitudinalen Magnetisierung für Spins unterschiedlicher Spin-Gitter-Relaxationszeit T1 alle den selben, von null verschiedenen Zwischenwert (|Mm|) zwischen den Invertierungen kreuzen.Method for acquiring data for the display of an image, which shows the spatial contrast of the magnetic resonance behavior of an object within a selected location area, the object being arranged in a stationary longitudinal magnetic field B 0 and a sequence of RF pulses and pulses of magnetic field gradients in different Chen spatial directions is exposed, so that a sequence of magnetic resonance signals is generated from excited transverse magnetization, which are read out by scanning under the action of a magnetic field gradient and used as a data set for filling at least part of the k-space, characterized in that before the generation of the signal sequence and / or during interruption of the generation of the signal sequence, a sequence of inversions of the longitudinal portion of the magnetization is implemented at non-uniform time intervals (TP, TA), the time intervals over the The sequence of the inversions can be controlled in such a way that a steady state arises in which the amounts (| M z |) of the longitudinal magnetization for spins of different spin-lattice relaxation times T1 all have the same non-zero intermediate value (| M m |) cross between the inversions. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitabstände (TP) von jeweils einer die longitudinale Magnetisierung in die B0-parallele Richtung überführenden Invertierung bis zur jeweils nachfolgenden Invertierung im Mittel größer sind als die Zeitabstände (TA) von jeweils einer die longitudinale Magnetisierung in die B0-antiparallele Richtung überführenden Invertierung bis zur jeweils nachfolgenden Invertierung.A method according to claim 26, characterized in that the time intervals (TP) of an inversion which converts the longitudinal magnetization in the B 0 -parallel direction to the subsequent inversion are larger on average than the time intervals (TA) of one each the longitudinal magnetization Inverting in the B 0 -antiparallel direction until the subsequent inversion. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (TP/TA) der größeren Zeitabstände zu den kleineren Zeitabständen über die Folge der Invertierungen gleichbleibend ist.A method according to claim 27, characterized in that this relationship (TP / TA) of the larger time intervals to the smaller intervals over the Consequence of the inversions is constant. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß über die Folge der Invertierungen die größeren Zeitabstände (TP) einander gleich sind und die kleineren Zeitabstände (TA) einander gleich sind.Method according to claim 27 or 28, characterized in that that about the Consequence of the inversions the longer time intervals (TP) are the same and the smaller time intervals (TA) are the same. Vorrichtung zur Akquisition von Daten gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29 mit den folgenden Einrichtungen: einer Einrichtung (11, 21) zum Erzeugen eines stationären longitudinalen Magnetfeldes B0 im zu untersuchenden Objektbereich, einer Einrichtung (15, 23) zum Erzeugen von HF-Impulsen, die auf den Objektbereich einwirken, Einrichtungen (12, 13, 14) zum Erzeugen von Magnetfeldgradienten in unterschiedlichen Raumrichtungen, einer Einrichtung (40, 50) zur Auslesung der vom Objektbereich ausgehenden Magnetresonanz-Signale und deren Einschreibung in den k-Raum, und einer Steuereinrichtung (30) zum Steuern der die HF-impulse erzeugenden Einrichtung und der die Magnetfeldgradienten erzeugenden Einrichtungen und der Ausleseeinrichtung.Device for acquiring data according to the method according to one of Claims 1 to 29 with the following devices: a device ( 11 . 21 ) for generating a stationary longitudinal magnetic field B 0 in the object area to be examined, a device ( 15 . 23 ) for generating RF pulses that act on the object area, devices ( 12 . 13 . 14 ) for generating magnetic field gradients in different spatial directions, a device ( 40 . 50 ) to read out the magnetic resonance signals emanating from the object area and to write them into k-space, and a control device ( 30 ) for controlling the device generating the RF pulses and the devices generating the magnetic field gradient and the readout device.
DE2003113052 2003-03-24 2003-03-24 Method and device for acquiring data for magnetic resonance imaging with reduced T1 contrast Expired - Fee Related DE10313052B3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003113052 DE10313052B3 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method and device for acquiring data for magnetic resonance imaging with reduced T1 contrast
PCT/EP2004/002924 WO2004086072A2 (en) 2003-03-24 2004-03-19 Method and device for the acquisition of data for magnetic resonance imaging having reduced t1 contrast

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003113052 DE10313052B3 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method and device for acquiring data for magnetic resonance imaging with reduced T1 contrast

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10313052B3 true DE10313052B3 (en) 2004-10-14

Family

ID=32980667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003113052 Expired - Fee Related DE10313052B3 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method and device for acquiring data for magnetic resonance imaging with reduced T1 contrast

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10313052B3 (en)
WO (1) WO2004086072A2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931292C2 (en) * 1999-07-07 2001-05-17 Siemens Ag Pulse sequence for an MR tomography device and MR tomography device for performing the pulse sequence
DE10035319C2 (en) * 2000-07-18 2002-12-05 Universitaetsklinikum Freiburg Method for measuring magnetic resonance (= NMR) using spin echoes to form hypechoices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931292C2 (en) * 1999-07-07 2001-05-17 Siemens Ag Pulse sequence for an MR tomography device and MR tomography device for performing the pulse sequence
DE10035319C2 (en) * 2000-07-18 2002-12-05 Universitaetsklinikum Freiburg Method for measuring magnetic resonance (= NMR) using spin echoes to form hypechoices

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004086072A2 (en) 2004-10-07
WO2004086072A3 (en) 2005-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19901171C2 (en) Method and device for obtaining data for magnetic resonance imaging
DE10250922B4 (en) Method for determining the ADC coefficient in diffusion-weighted magnetic resonance imaging using steady-state sequences
DE102008014060B4 (en) Method for determining a phase position of a magnetization and magnetic resonance system
DE3504734C2 (en) Method and device for recording spin resonance data
DE10246406B4 (en) MRI with moving table and a frequency coding in the z-direction
DE2716492C2 (en) Method for determining the density distribution of the nuclear magnetic resonance of a measurement object
DE102008061455B4 (en) Method and device for determining a predetermined signal amplitude in MR measurements
EP1574874B1 (en) Methods of measuring hyperpolarized substances by NMR using Continuously Refocused Multiecho Spectroscopic Imaging
DE102008032155B4 (en) Method for generating an excitation in an examination subject and a magnetic resonance system
DE19901763B4 (en) Pulse sequence for a magnetic resonance tomography device
DE10158531B4 (en) Method for measuring magnetic resonance (NMR) by means of spin echoes
DE3689873T2 (en) Magnetic resonance imaging.
DE10318990B4 (en) Imaging method for magnetic resonance tomography
DE102013201814B4 (en) Method for magnetic resonance imaging with multidimensional, location-selective RF pulses in an outdoor area
DE19524184B4 (en) Pulse sequence for rapid imaging in magnetic resonance imaging
DE102018218471B3 (en) Method for magnetic resonance imaging with additional gradient pulses, magnetic resonance device, computer program and electronically readable data carrier
EP0560168B1 (en) Pulse sequence for a nuclear magnetic resonance apparatus
DE10021496C2 (en) Method and magnetic resonance imaging device for performing this method for generating a magnetic resonance image of an object with different pulse sequences in k-space
EP3435105A1 (en) Method for the recording of a magnetic resonance data set with magnetic resonance signals comprising at least two slices, data carrier and magnetic resonance system
DE69127365T2 (en) IMPROVEMENTS OF OR WITH REGARD TO MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY OR IMAGE GENERATION
DE19511794B4 (en) Method for obtaining image data in a magnetic resonance tomography apparatus and magnetic resonance tomography apparatus for carrying out the method
DE10112704A1 (en) Method for measuring magnetic resonance (NMR) using driven equilibrium
DE60124648T2 (en) Tracking the spin resonance frequency in the magnetic resonance
DE102013227170B3 (en) Method and control device for controlling a magnetic resonance system
EP1107015B1 (en) MR-method for generating navigator pulses

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GRISWOLD, MARK, SHAKER HEIGHTS, US

Free format text: FORMER OWNER: BAYERISCHE JULIUS-MAXIMILIANS-UNIVERSITAET WUERZBURG, 97070 WUERZBURG, DE

Effective date: 20111209

Owner name: SCHMITT, PETER, DE

Free format text: FORMER OWNER: BAYERISCHE JULIUS-MAXIMILIANS-UNIVERSITAET WUERZBURG, 97070 WUERZBURG, DE

Effective date: 20111209

Owner name: GRISWOLD, MARK, US

Free format text: FORMER OWNER: BAYERISCHE JULIUS-MAXIMILIANS-UNIVERSITAET WUERZBURG, 97070 WUERZBURG, DE

Effective date: 20111209

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee