DE112020002098T5

DE112020002098T5 - MRT mit Anpassung von Schwingungszuständen

Info

Publication number: DE112020002098T5
Application number: DE112020002098.3T
Authority: DE
Inventors: Dominik Johannes Weidlich; Stefan Ruschke; Dimitrios Karampinos; Andreas HOCK
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2022-03-10
Also published as: WO2020216668A1; EP3730963A1; US20220196772A1; CN113748354A; EP3959532A1; US11815580B2; JP7371120B2; JP2022530046A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetresonanzsystem (100), das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt (118) erfasst werden. Eine Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen (140), die in einem Speicher (134) gespeichert sind, bewirkt, dass ein Prozessor (130) das Magnetresonanzsystem (100) unter Verwendung eines Satzes Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) steuert, um einen ersten Schwingungszustand (211) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118) vorzubereiten. Das Vorbereiten umfasst ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten (200), der die ersten Schwingungen (210) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118) induziert, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist. Das Magnetresonanzsystem (100) wird ferner derart gesteuert, dass die Magnetresonanzdaten (144, 154) gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden. Das Erfassen umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts (118), während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist. Ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) wird während des ersten Schwingungszustands (211) erzeugt, und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (204) wird während eines zweiten Schwingungszustands (213) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118) erzeugt. Der Schwingungsanpassungsgradient (200) wird verwendet, um den zweiten Schwingungszustand (213) an den ersten Schwingungszustand (211) anzupassen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetresonanzdatenerfassung, insbesondere ein Anpassen von Schwingungszuständen während der Magnetresonanzdatenerfassung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei Kernspintomografen (MR), wie z. B. Magnetresonanz-Bildgebungssystemen (MRT) oder Magnetresonanz-Spektroskopiesystemen (MR), wird ein starkes statisches Magnetfeld verwendet, um im Rahmen eines Verfahrens zum Erfassen von Magnetresonanzdaten aus dem Inneren eines Subjekts einen Nettomagnetisierungsvektor innerhalb eines Subjekts zu erzeugen. Dieses starke statische Magnetfeld wird als B0-Feld oder Hauptmagnetfeld bezeichnet. Zusätzlich können magnetische Gradientenfelder und Hochfrequenzpulswellen verwendet werden, um räumliche und zeitliche Änderungen des Magnetfelds einzubringen und Spinresonanzen anzuregen, was die Messung von Magnetresonanzdaten ermöglicht. Indem die erfassten Magnetresonanzdaten analysiert werden, wird ein nichtinvasives Verfahren zum Gewinnen von Informationen über innere Strukturen und/oder Materialzusammensetzungen des Subjekts bereitgestellt. Somit können unter Verwendung von MR verschiedene Mengen oder Eigenschaften des Subjekts gemessen werden. Es können verschiedene MR-Protokolle implementiert werden, die Wellenform und Pulssequenzen zum Steuern der Erfassung von Magnetresonanzdaten mit einem MR-System definieren. Manche MR-Techniken, z. B. Techniken, die durch Spin-Verschiebung induzierte Phaseneffekte kodieren, erfordern eine Anwendung starker magnetischer Gradienten auf das Subjekt.
Das US-Patent US 6 201 393 befasst sich mit dem Reduzieren von Patientenbewegungen, die darauf zurückzuführen sind, dass der Patient über die plötzlichen Geräusche erschrocken ist. Das bekannte Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren schlägt vor, durch die Anwendung von Gradientenpulsen vor dem Beginn einer MRT-Bildaufnahme zu vermeiden, dass sich der Patient erschreckt. Vor einer neuen MRT-Bildaufnahme werden die Gradientenpulse mit einer niedrigen Amplitude angewendet und mit zunehmenden Amplituden wiederholt, bis das Geräusch im Wesentlichen das gleiche wie das während der Bildaufnahme erzeugte ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem, ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren zum Betreiben des Magnetresonanz-Bildgebungssystem in den unabhängigen Ansprüchen bereit. Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
Unter einem Gesichtspunkt bezieht sich die Erfindung auf ein Magnetresonanzsystem, das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt in einem Datenerfassungsvolumen des Magnetresonanzsystems erfasst werden. Das Magnetresonanzsystem weist einen Speicher auf, der maschinenausführbare Anweisungen und einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle speichert. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle ist derart konfiguriert, dass zum Induzieren erster Schwingungen eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems und/oder des Subjekts ein Schwingungsanpassungsgradient erzeugt wird. Der Schwingungsanpassungsgradient wird erzeugt, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts längs, d. h. parallel oder antiparallel, zu einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist.
Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle ist ferner dafür konfiguriert, dass Magnetresonanzdaten von dem Subjekt gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden. Das Erfassen der Magnetresonanzdaten umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Manipulationsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts. Die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten werden jeweils erzeugt, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds umfasst.
Das Magnetresonanzsystem weist ferner einen Prozessor auf zum Steuern des Magnetresonanzsystems. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor das Magnetresonanzsystem unter Verwendung des Satzes an Wellenform- und Pulssequenzbefehlen steuert, um einen ersten Schwingungszustand des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts vorzubereiten. Das Vorbereiten umfasst ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten zum Induzieren der ersten Schwingungen des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist.
Außerdem werden die Magnetresonanzdaten gemäß dem Magnetresonanzprotokoll erfasst. Das Erfassen umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente in der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist. Ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten wird während des ersten Schwingungszustands erzeugt, und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten wird während eines zweiten Schwingungszustands des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts erzeugt. Der Schwingungsanpassungsgradient wird verwendet, um den zweiten Schwingungszustand an den ersten Schwingungszustand anzupassen.
Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass eine effiziente Kompensation von Schwingungseffekten, die aus während der Datenerfassung angeregten unterschiedlichen Schwingungszuständen resultieren, ermöglicht wird, indem die Schwingungszustände unter Verwendung eines zusätzlichen Schwingungsanpassungsgradienten angepasst werden. Wenn ein Gradient unter Verwendung von Gradientenspulen erzeugt wird, können die Gradientenspulen mechanische Schwingungen verursachen. Die mechanische Schwingung kann zu einem Schwingungszustand führen, während dessen ein nachfolgender Gradient erzeugt wird. Dieser Schwingungszustand kann sich von einem Schwingungszustand unterscheiden, während dessen der vorhergehende Gradient erzeugt wurde, was zu schwingungsinduzierten Phaseneffekten führt, die ein Messsignal verfälschen. Jedes Gradientenpaar mit einer dazwischen vorhandenen transversalen Magnetisierungskomponente kann das Messsignal durch schwingungsinduzierte Phaseneffekte verfälschen.
Der Schwingungsanpassungsgradient (VMG) wird bei geeigneter Zeitsteuerung vor dem ersten Spin-Beeinflussungsgradienten platziert, das Muster der Gewebeverschiebung kann bei beiden Diffusionskodierungsgradienten ähnlich werden. Der VMG wird vor dem HF-Anregungspuls des Diffusionssensibilisierungsmoduls angewendet und stört die transversale Magnetisierung nicht, sondern induziert lediglich einen mechanischen Schwingungszustand. Wenn der zeitliche Abstand zwischen dem VMG und dem ersten Spin-Beeinflussungsgradienten gleich der Diffusionszeit ist, wird die Gewebeverschiebung, die durch Scanner-Tischschwingungen während der beiden Diffusionsgradienten verursacht wird, ähnlich sein. Daher ist die akkumulierte Phase während des Diffusionskodierens ähnlich und der auftretende Signalverlust wird gemindert. Das Muster der mechanischen Schwingungen während der zwei Diffusionsgradienten kann für andere Zeitpunkte des VMG ähnlich werden.
Die vorliegende Offenbarung schlägt eine Kompensation von Schwingungseffekten vor, die nicht auf einer Abschwächung von Schwingungen, sondern auf einem Anpassen von Schwingungszuständen unter Verwendung zusätzlicher Schwingungen basiert. Zum Anpassen eines ersten Schwingungszustands an einen zweiten Schwingungszustand wird ein zusätzlicher Schwingungsanpassungsgradient verwendet. Der einzige Zweck des zusätzlichen Schwingungsanpassungsgradienten kann darin bestehen, Schwingungen zu induzieren, um einen ersten Schwingungszustand vorzubereiten, der den zweiten Schwingungszustand nachahmt. Um zu verhindern, dass der Schwingungsanpassungsgradient die Phasen von Kernspins in dem Subjekt beeinflusst, wird der Schwingungsanpassungsgradient erzeugt, während der Nettomagnetisierungsvektor longitudinal ausgerichtet ist, d. h. während keine transversale Nettomagnetisierung vorhanden ist.
Ein solcher Schwingungsanpassungsgradient kann zum Anpassen von Schwingungszuständen eines beliebigen Paars von Spin-Manipulationsgradienten verwendet werden, die bei Vorhandensein zumindest einer gewissen transversalen Nettomagnetisierung, d. h. während der Nettomagnetisierungsvektor eine nicht verschwindende transversale Komponente aufweist, erzeugt werden. Dadurch können Auswirkungen auf durch Spin-Verschiebung induzierte Phasen, die durch die Spin-Beeifnlussungsgradienten aufgrund von Unterschieden zwischen den Schwingungszuständen akkumuliert werden, vermindert und/oder vermieden werden.
Ein Schwingungsanpassungsgradient, insbesondere ein starker Gradient, wie er für diffusionsgewichtete MR erforderlich ist, kann angewendet werden, um Schwingungszustände des Subjekts und/oder der Hardware-Komponenten, die die Güte der erfassten Magnetresonanzdaten beeinflussen, anzugleichen.
Die vorgenannten Schwingungen können mechanische Schwingungen einer oder mehrerer Hardware-Komponenten des Magnetresonanzsystems sowie des zu untersuchenden Subjekts umfassen. Sowohl Schwingungen des Subjekts als auch Schwingungen von Hardware-Komponenten der MR-Systeme können zu Signalverlusten, Messfehlern und Artefakten führen. Insbesondere bei Verwenden starker Gradienten, wie im Fall von Diffusionsgradienten, können Schwingungen auftreten. Diffusionsgradienten können abhängig von der verwendeten Pulssequenz Schwingungen z. B. in einem Bereich von 20 Hz bis 30 Hz mit Amplituden bis 100 µm hervorrufen. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass unter Verwendung eines Schwingungsanpassungsgradienten, der zeitlich vor einer Pulssequenz erzeugt wird, die ein Paar Spin-Beeinflussungsgradienten umfasst, Vibrationsartefakte gemindert werden.
Ein Subjekt kann z. B. eine Person oder ein Körperteil einer Person, wie eine Gliedmaße, sein, die/der sich in dem Datenerfassungsvolumen befindet. Außerdem kann ein Subjekt jede Art von Körper sein, der sich innerhalb des Datenerfassungsvolumens befindet, wie z. B. ein Probenbehälter mit einer Probe.
Gemäß Ausführungsformen resultiert der zweite Schwingungszustand aus zweiten Schwingungen, die durch den ersten der mindestens zwei Spin-Manipulationsgradienten induziert werden. Somit können unter Verwendung eines Schwingungsanpassungsgradienten, der dem ersten Spin-Beeinsflussungsgradienten ähnlich ist, erste Schwingungen induziert werden, die den zweiten Schwingungen ähnlich sind, was zu einem ersten Schwingungszustand führt, der dem zweiten Schwingungszustand gleichkommt.
Gemäß Ausführungsformen kann das Magnetresonanzprotokoll ein Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll sein, das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanz-Bildgebungsdaten erfasst werden. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass unter Verwendung eines Anpassens von Schwingungszuständen Schwingungsartefakte in Magnetresonanzbildern gemindert werden. Die MRT stellt eine medizinische Bildgebungstechnik bereit, die eine Erzeugung von Bildern oder Parameterkartierungen der Anatomie und/oder der physiologischen Vorgänge eines Körpers eines Subjekts, z. B. einer Person, ermöglicht.
Gemäß Ausführungsformen kann das Magnetresonanzprotokoll ein Magnetresonanz-Spektroskopieprotokoll sein, das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanz-Spektroskopiedaten erfasst werden. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass unter Verwendung eines Anpassens von Schwingungszuständen Schwingungsartefakte in Magnetresonanzspektren gemindert werden. Die MRS, auch als Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) bekannt, stellt eine nichtinvasive, von ionisierender Strahlung freie Analysetechnik bereit, die z. B. zum Untersuchen von Metabolismusveränderungen verwendet werden kann. Die MRS kann dazu verwendet werden, relative Konzentrationen und/oder physikalische Eigenschaften einer Vielfalt von Biochemikalien zu bestimmen, die aufgrund ihrer Rolle im Metabolismus häufig als „Metabolite“ bezeichnet werden. Wie die MRI kann die MRS Signale, d. h. Magnetresonanzdaten, von Wasserstoffprotonen erfassen, es können aber auch andere endogene Kerne, z. B. Phosphor, Kohlenstoff, Stickstoff, Natrium oder Fluor, verwendet werden. Die MRS kann somit ein Erlangen von chemischen Informationen, z. B. biochemischen Informationen über die Gewebe des menschlichen Körpers, ermöglichen, während die MRT eher strukturelle Informationen, wie Informationen über den Aufbau eines menschlichen Körpers, z. B. die Verteilung von Wasser und Fett, bereitstellt.
Gemäß Ausführungsformen ist das Magnetresonanzprotokoll hinsichtlich einer Akkumulation von durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen empfindlich, wobei die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten verwendet werden, um durch Spin-Verschiebung induzierte Phasen zu akkumulieren, und die erfassten Magnetresonanzdaten Effekte der akkumulierten, durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen kodieren.
Jeder Beitrag zu den Spin-Verschiebungen, der auf Unterschiede zwischen den Schwingungszuständen zurückgeht, während denen die Bewegungs-Spin-Beeinflussungsgradienten erzeugt werden, kann die akkumulierenden, durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen verfälschen. Mit einem Schwingungsanpassungsgradienten können solche Unterschiede effizient vermieden werden.
Das Verwenden eines Schwingungsanpassungsgradienten, wie vorstehend beschrieben, kann zum Beispiel im Fall eines diffusionsgewichteten (DW-)Protokolls mit Spin-Beeinflussungsgradienten in Form von Diffusionsgradienten vorteilhaft sein, um Signalverluste, Messfehler und/oder Artefakte zu mindern.
Die DW ermöglicht eine Kartierung der Diffusionsprozesse von Molekülen, wie Wasser, in biologischen Geweben in vivo und nicht-invasiv. Eine solche Molekulardiffusion in Gewebe hängt allgemein von Wechselwirkungen mit Hindernissen wie Makromolekülen, Fasern und Membranen ab. Moleküldiffusionsmuster können daher mikroskopische Details der Gewebearchitektur offenbaren. DW umfasst eine nachfolgende Anwendung starker Spin-Beeinflussungsgradienten in Form von Diffusionsgradienten. Diffundierende Spins können zwischen der Anwendung der Diffusionsgradienten die Position ändern, was zur Folge hat, dass die diffundierenden Spins außer Phase gelangen, was zu einer messbaren Signalabschwächung führt.
Jede Bewegung während der Diffusionssensibilisierungsperioden einer diffusionsgewichteten Magnetresonanzdatenerfassung kann eine zusätzliche akkumulierte Phase induzieren und kann schließlich zu Signalauslöschungen aufgrund von Intravoxel-Dephasierungen führen. Der Betrag der Intravoxel-Dephasierung durch Bewegung liegt in erster Näherung in der Größenordnung des ersten Diffusionsgradientenmoments. Je stärker die Diffusionsgewichtung ist, desto stärker können Dephasierungseffekte bei Vorhandensein von Schwingungen sein. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, diese Dephasierungseffekte, die auf Schwingungen zurückzuführen sind, zu reduzieren. Somit können Artefakte aufgrund unterschiedlicher Schwingungszustände, die durch starke Gradienten wie Diffusionsgradienten angeregt werden, vermieden werden.
Durch Schwingungen verursachte Artefakte können je nach Sequenzparametern und spezifischen Einstellungen, die für die diffusionsgewichtete Magnetresonanz verwendet werden, häufig auftreten. Um die Auswirkung von Schwingungen zu verringern, können Erfassungsparameter geändert werden. Solche Änderungen können jedoch die SNR-Effizienz der Datenerfassung negativ beeinflussen. Außerdem sind Änderungen bei der Ausgestaltung von Hardware-Komponenten, wie z. B. des Gradientensystems oder des Tisches, in Betracht gezogen worden, um den Einfluss von Schwingungen zu verringern. Aber auch bei einem MR-System, das dem Stand der Technik entspricht, sind Schwingungen immer noch ein Problem. Die vorliegende Offenbarung schlägt vor, Artefakte zu mindern, indem ein Schwingungsanpassungsgradient vor z. B. einer Diffusionsvorbereitung gemäß einem Protokoll zur diffusionsgewichteten Magnetresonanz platziert wird. Durch geeignetes Wählen der zeitlichen Positionierung des Schwingungsanpassungsgradienten werden durch den Schwingungsanpassungsgradienten ähnliche Schwingungen wie durch die Diffusionsgradienten induziert, so dass jedes Mal, wennDiffusionen erfolgen, ähnliche Schwingungszustände erzeugt werden.
Die Spannweiten der Diffusionsgradienten können deutlich größer sein als die Spannweiten der meisten bildgebenden Gradienten. Der Grad der Diffusionsgewichtung nimmt mit dem b-Wert zu. Der b-Wert spiegelt die Stärke und den Zeitpunkt der Gradienten wider, die verwendet werden, um diffusionsgewichtete Bilder zu erzeugen. Je höher der b-Wert ist, desto stärker sind die Diffusionseffekte. Zum Erzielen eines großen b-Werts können die Diffusionsgewichtungsgradienten z. B. mehrere zehn Millisekunden lang sein, was zwangsläufig zu einer recht langen TE führt. Eine lange TE kann jedoch das SNR verringern. Um die TE zu minimieren, kann für die DW-MR eine maximale Gradientenamplitude verwendet werden, die in einem MR-System verfügbar ist. Das Erzeugen von Gradienten mit eher größerer Amplitude kann jedoch sowohl in Hardware-Komponenten des MR-Systems als auch in einem Subjekt, von dem MR-Daten erfasst werden sollen, nicht vernachlässigbare Schwingungen induzieren.
Die vorteilhaften Anwendungen eines solchen Schwingungsanpassungsgradienten sind jedoch nicht auf die diffusionsgewichtete Magnetresonanz beschränkt. Gemäß Ausführungsformen kann das Magnetresonanzprotokoll eines der folgenden sein: ein diffusionsgewichtetes Protokoll, ein Protokoll für scheinbare Diffusionskoeffizienten, ein Protokoll für eine Diffusionstensor-Bildgebung, ein Protokoll für eine diffusionsgewichtete Spektroskopie, ein Protokoll für eine diffusionsgewichtete Vorbereitung, ein Protokoll für ein Diffusionsmodell höherer Ordnung, ein Protokoll für eine Phasenkontrast-Geschwindigkeitsmessung, ein Protokoll für eine Verschiebungskodierung und ein Protokoll für eine Magnetresonanz-Elastographie.
Gemäß Ausführungsformen bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor das Magnetresonanzsystem steuert, um eine Darstellung der erfassten Magnetresonanzdaten zu berechnen. Die Darstellung kann eine graphische Darstellung, wie ein Bild, eine Kartierung, ein Spektrum oder ein Diagramm, umfassen. Außerdem kann die Darstellung einen Parameter von Interesse umfassen, wie z. B. einen Skalar, einen Vektor oder eine Matrix. Der Parameter kann z. B. ein modellierter Parameter sein, der sich als Ausgabe eines Rechenmodells ergibt, dem die erfasste Magnetresonanz als Eingabe bereitgestellt wird.
Gemäß Ausführungsformen umfasst das Berechnen der Darstellung, dass unter Verwendung der erfassten Magnetresonanzdaten eine oder mehrere der Folgenden berechnet werden: ein diffusionsgewichtetes Magnetresonanzbild, eine Kartierung der scheinbaren Diffusionskoeffizienten, ein Diffusionstensorbild, eine Kartierung der exponentiellen scheinbaren Diffusionskoeffizienten, ein Bild fraktionaler Anisotropie, eine Kartierung der Hauptdiffusionsrichtungen, eine Kartierung des Fiber Tracking, eine Kartierung der Geschwindigkeit, ein Magnetresonanzspektrum, ein Elastogramm und ein modellierter Parameter, der unter Verwendung eines Signalmodells extrahiert wird, bei dem Diffusionsgewichtung, Geschwindigkeitskodierung und/oder Verschiebungskodierung zusammenwirken.
Zum Beispiel kann eine Schwingungskompensation, wie hierin vorgeschlagen, für ein Fiber Tracking in vivo verwendet werden. Das Fiber Tracking kann umfassen, dass eine oder mehrere Fiber-Tracking-Kartierungen berechnet werden. Zum Beispiel können Seeds im posterioren Teil eines menschlichen Hirns zum Berechnen von Fiber Tracks verwendet werden. Die resultierenden Fiber Tracks können z. B. klinisch für die Operationsplanung verwendet werden. Fiber Tracks, die basierend auf Rohdaten berechnet werden, die mit dem vorgeschlagenen Schwingungsanpassungsgradienten erfasst werden, können mehr Struktur innerhalb des menschlichen Hirns offenbaren als Fiber Tracks, die basierend auf Rohdaten berechnet werden, die ohne den vorgeschlagenen Schwingungsanpassungsgradienten erfasst werden. Fiber Tracks, die unter Verwendung des vorgeschlagenen Schwingungsanpassungsgradienten bestimmt werden, können z. B. länger sein.
Gemäß Ausführungsformen weisen das eine oder die mehreren Hardware-Elemente ein Trägerelement auf zum Tragen des Subjekts in dem Datenerfassungsvolumen des Magnetresonanzsystems. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass sie eine effiziente und effektive Kompensation von Unterschieden in Schwingungszuständen des Subjekts, die auf in einem Trägerelement zum Tragen des Subjekts angeregte Schwingungen zurückzuführen sind, ermöglichen. Schwingungen eines Trägerelements, wie eines Trägertisches, können direkt auf das getragene Subjekt übertragen werden.
Gemäß Ausführungsformen ist ein erster zeitlicher Abstand zwischen dem Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten und dem ersten der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten einem zweiten zeitlichen Abstand zwischen dem Erzeugen des ersten und des zweiten der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten gleich. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass sie ein effizientes und effektives Anpassen eines ersten Schwingungszustands abhängig von dem Schwingungsanpassungsgradienten, während dessen der erste Spin-Beeinflussungsgradient erzeugt wird, und eines zweiten Schwingungszustands abhängig von dem ersten Spin-Beeinflussungsgradienten, während dessen der zweite Spin-Beeinflussungsgradient erzeugt wird, ermöglichen. Es hat sich gezeigt, dass das Anpassen am effektivsten sein kann, wenn der erste und der zweite zeitliche Abstand, während deren eine Dämpfung der ersten bzw. der zweiten Schwingung erfolgt, gleich sind.
Gemäß Ausführungsformen ist eine Amplitude des Schwingungsanpassungsgradienten einer Amplitude des ersten der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten gleich. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass sie ein effizientes und effektives Anpassen des ersten und des zweiten Schwingungszustands ermöglichen, wenn die Amplituden der Gradienten, die die ersten und die zweiten Schwingungen induzieren, welche den ersten und den zweiten Schwingungszustand verursachen, gleich sind. Gemäß Ausführungsformen ist die Amplitude des Schwingungsanpassungsgradienten den Amplituden der beiden Spin-Manipulationsgradienten gleich.
Gemäß Ausführungsformen weist der Schwingungsanpassungsgradient eine erste Wellenform auf, und der erste der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten weist eine zweite Wellenform auf, wobei eine Steigung einer Flanke der ersten Wellenform einer Steigung einer Flanke der zweiten Wellenform gleich ist. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass sie ein effizientes und effektives Anpassen des ersten und des zweiten Schwingungszustands ermöglichen, wenn die Steigungen von Flanken der Gradienten, die die erste und die zweite Schwingung anregen, welche den ersten und den zweiten Schwingungszustand verursachen, gleich sind. Gleiche Flankensteigungen, die gleiche Änderungsgeschwindigkeiten der Magnetfelder bewirken, können dazu führen, dass gleiche Schwingungen induziert werden. Gemäß Ausführungsformen sind die Steigungen aller Flanken der ersten Wellenform einer Steigung einer Flanke der zweiten Wellenform gleich. Der zweite der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten kann eine dritte Wellenform aufweisen. Gemäß Ausführungsformen kann die Steigung der Flanke der ersten Wellenform gleich einer Steigung einer Flanke der zweiten wie auch der dritten Wellenform sein. Gemäß Ausführungsformen sind die Steigungen aller Flanken der ersten Wellenform Steigungen der Flanken der zweiten und der dritten Wellenform gleich.
Gemäß Ausführungsformen können die Wellenformen rechteckige, trapezförmige, sinusförmige oder kompliziertere Wellenformen sein. Die Wellenformen können z. B. aus einer Kombination und/oder Überlagerung einer Vielzahl von einzelnen Wellenformen resultieren. Die einzelnen Wellenformen können Wellenformen von Gradienten mit unterschiedlichen Polaritäten sein, z. B. im Falle einer Beschleunigungskompensation.
Gemäß Ausführungsformen gleicht die erste Wellenform der zweiten Wellenform. Ausführungsformen können den vorteilhaften Effekt haben, dass sie ein effizientes und effektives Anpassen des ersten und des zweiten Schwingungszustands ermöglichen, wenn die Wellenformen der Gradienten, die die erste und die zweite Schwingung induzieren, welche den ersten und den zweiten Schwingungszustand verursachen, gleich sind. Gemäß Ausführungsformen gleicht die erste Wellenform der zweiten und der dritten Wellenform.
Unter einem anderen Gesichtspunkt bezieht sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt, das maschinenausführbare Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor umfasst, der ein Magnetresonanzsystem steuert, das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt in einem Datenerfassungsvolumen des Magnetresonanzsystems erfasst werden. Das Computerprogrammprodukt umfasst ferner einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle ist derart konfiguriert, dass zum Induzieren erster Schwingungen eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems und/oder des Subjekts ein Schwingungsanpassungsgradient erzeugt wird. Der Schwingungsanpassungsgradient wird erzeugt, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts längs, d. h. parallel oder antiparallel, zu einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist.
Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle ist ferner derart konfiguriert, dass Magnetresonanzdaten von dem Subjekt gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden. Das Erfassen der Magnetresonanzdaten umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts. Die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten werden jeweils erzeugt, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist.
Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor das Magnetresonanzsystem unter Verwendung des Satzes Wellenform- und Pulssequenzbefehle steuert, um einen ersten Schwingungszustand des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts vorzubereiten. Das Vorbereiten umfasst ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten zum Induzieren der ersten Schwingungen des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist.
Außerdem werden die Magnetresonanzdaten gemäß dem Magnetresonanzprotokoll erfasst. Das Erfassen umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente in der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist. Ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten wird während des ersten Schwingungszustands erzeugt, und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten wird während eines zweiten Schwingungszustands des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts erzeugt. Der Schwingungsanpassungsgradient wird verwendet, um den zweiten Schwingungszustand an den ersten Schwingungszustand anzupassen.
Gemäß Ausführungsformen umfasst das Computerprogrammprodukt ferner maschinenausführbare Anweisungen, die dafür konfiguriert sind, eine beliebige der hierin beschriebenen Ausführungsformen von Verfahren zu implementieren, die von dem Magnetresonanzsystem auszuführen sind.
Unter einem anderen Gesichtspunkt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetresonanzsystems, das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt in einem Datenerfassungsvolumen des Magnetresonanzsystems erfasst werden. Das Magnetresonanzsystem weist einen Speicher auf, der maschinenausführbare Anweisungen und einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle speichert. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle ist dafür konfiguriert, einen Schwingungsanpassungsgradienten zu erzeugen, um erste Schwingungen eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems und/oder des Subjekts zu induzieren. Der Schwingungsanpassungsgradient wird erzeugt, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts längs, d. h. parallel oder antiparallel, zu einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist.
Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle ist ferner derart konfiguriert, dass Magnetresonanzdaten von dem Subjekt gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden. Das Erfassen der Magnetresonanzdaten umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts. Die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten werden jeweils erzeugt, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds umfasst.
Das Magnetresonanzsystem weist ferner einen Prozessor zum Steuern des Magnetresonanzsystems auf. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor das Magnetresonanzsystem gemäß dem Verfahren unter Verwendung des Satzes Wellenform- und Pulssequenzbefehle steuert. Das Verfahren umfasst ein Vorbereiten eines ersten Schwingungszustands des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts. Das Vorbereiten umfasst ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten zum Induzieren der ersten Schwingungen des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist.
Außerdem umfasst das Verfahren ein Erfassen der Magnetresonanzdaten gemäß dem Magnetresonanzprotokoll. Das Erfassen umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente in der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds umfasst. Ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten wird während des ersten Schwingungszustands erzeugt, und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten wird während eines zweiten Schwingungszustands des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts erzeugt. Der Schwingungsanpassungsgradient wird verwendet, um den zweiten Schwingungszustand an den ersten Schwingungszustand anzupassen.
Gemäß Ausführungsformen kann das Verfahren eine beliebige der hierin beschriebenen Ausführungsformen von Verfahren umfassen, die von dem Magnetresonanzsystem auszuführen sind.
Es versteht sich, dass eine oder mehrere der zuvor genannten Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, solange sich die kombinierten Ausführungsformen nicht gegenseitig ausschließen.
Wie der Fachmann erkennen wird, können Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung als eine Einrichtung, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt ausgeführt sein. Dementsprechend können Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung die Form einer vollständigen Hardware-Ausführungsform, einer vollständigen Software-Ausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder eine Ausführungsform, die Software- und Hardware-Gesichtspunkte kombiniert, annehmen, die alle hierin allgemein als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Des Weiteren können Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medium (Medien) mit einem darauf ausgeführten computerausführbaren Code ausgeführt ist.
Es kann jede Kombination aus einem oder mehreren computerlesbaren Medium (Medien) benutzt werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speicherungsmedium sein. Ein „computerlesbares Speicherungsmedium“, wie hierin verwendet, umfasst jedes gegenständliche Speicherungsmedium, das Anweisungen speichern kann, die durch einen Prozessor einer Rechenvorrichtung ausführbar sind. Das computerlesbare Speicherungsmedium kann als ein computerlesbares nicht-transitorisches Speicherungsmedium bezeichnet werden. Das computerlesbare Speicherungsmedium kann auch als ein gegenständliches computerlesbares Medium bezeichnet werden. In manchen Ausführungsformen kann ein computerlesbares Speicherungsmedium auch in der Lage sein, Daten zu speichern, auf die durch den Prozessor der Rechenvorrichtung zugegriffen werden kann. Beispiele von computerlesbaren Speicherungsmedien schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: eine Diskette, ein magnetisches Festplattenlaufwerk, eine Solid-State-Festplatte, einen Flash-Speicher, einen USB-Stick, einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), eine optische Platte, eine magnetooptische Platte und die Registerdatei des Prozessors. Beispiele von optischen Platten schließen Compact Disks (CD) und Digital Versatile Disks (DVD), zum Beispiel CD-ROM-, CD-RW-, CD-R-, DVD-ROM-, DVD-RW- oder DVD-R-Platten, ein. Der Begriff computerlesbares Speicherungsmedium bezieht sich auch auf verschiedene Arten von Aufzeichnungsmedien, auf die von der Computervorrichtung über ein Netzwerk oder eine Kommunikationsverbindung zugegriffen werden kann. Zum Beispiel können Daten über ein Modem, über das Internet oder über ein lokales Netzwerk abgerufen werden. Ein computerausführbarer Code, der auf einem computerlesbaren Medium ausgebildet ist, kann unter Verwendung jedes geeigneten Mediums übertragen werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, drahtlose, drahtgebundene, optische Faserkabel, HF usw. oder jede geeignete Kombination der Vorstehenden.
Ein computerlesbares Signalmedium kann ein verbreitetes Datensignal mit einem darin ausgeführten computerausführbaren Code einschließen, zum Beispiel im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches verbreitetes Signal kann jede einer Vielfalt von Formen annehmen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, elektromagnetisch, optisch oder jeder geeigneten Kombination davon. Ein computerlesbares Signalmedium kann ein beliebiges computerlesbares Medium sein, das kein computerlesbares Speicherungsmedium ist und das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem System, einer Einrichtung oder einer Vorrichtung zur Anweisungsausführung kommunizieren, verbreiten oder transportieren kann.
„Computerhauptspeicher“ oder „Hauptspeicher“ ist ein Beispiel eines computerlesbaren Speicherungsmediums. Ein Computerhauptspeicher ist ein beliebiger Hauptspeicher, der für einen Prozessor direkt zugänglich ist. „Computerspeicherung“ oder „Speicherung“ ist ein weiteres Beispiel eines computerlesbaren Speicherungsmediums. Eine Computerspeicherung ist ein beliebiges nicht-flüchtiges computerlesbares Speicherungsmedium. In manchen Ausführungsformen kann eine Computerspeicherung auch ein Computerhauptspeicher sein oder umgekehrt.
Ein „Prozessor“, wie hierin verwendet, weist eine elektronische Komponente auf, die in der Lage ist, ein Programm oder eine maschinenausführbare Anweisung oder einen computerausführbaren Code auszuführen. Bezugnahmen auf die Rechenvorrichtung, die „einen Prozessor“ umfasst, sollten so interpretiert werden, dass sie möglicherweise mehr als einen Prozessor oder Verarbeitungskern umfassen. Der Prozessor kann beispielsweise ein Mehrkernprozessor sein. Ein Prozessor kann sich auch auf eine Sammlung von Prozessoren in einem einzelnen Computersystem oder unter mehreren Computersystemen verteilt beziehen. Der Begriff Rechenvorrichtung sollte auch so interpretiert werden, dass er sich möglicherweise auf eine Sammlung oder ein Netzwerk von Rechenvorrichtungen, jeweils einen Prozessor oder Prozessoren umfassend, bezieht. Der computerausführbare Code kann durch mehrere Prozessoren ausgeführt werden, die sich innerhalb derselben Rechenvorrichtung befinden können oder die sogar über mehrere Rechenvorrichtungen verteilt sein können.
Ein computerausführbarer Code kann maschinenausführbare Anweisungen oder ein Programm, das veranlasst, dass ein Prozessor einen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durchführt, umfassen. Ein computerausführbarer Code zum Ausführen von Vorgängen für Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache, wie Java, Smalltalk, C++ oder Ähnliche, und herkömmlicher prozeduraler Programmiersprachen, wie der Programmiersprache „C“ oder ähnlicher Programmiersprachen, geschrieben und in maschinenausführbare Anweisungen kompiliert werden. In manchen Fällen kann der computerausführbare Code in der Form einer High-Level-Sprache oder in einer vorkompilierten Form vorliegen und in Verbindung mit einem Interpreter verwendet werden, der die maschinenausführbaren Anweisungen im laufenden Betrieb erzeugt.
Der computerausführbare Code kann vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In dem letzteren Szenario kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers über jede Art von Netzwerk, einschließlich eines lokalen Netzwerks (LAN) oder eines Weitverkehrsnetzwerks (WAN) verbunden sein, oder die Verbindung kann zu einem externen Computer (z. B. über das Internet unter Verwendung eines Internetdienstanbieters) hergestellt werden.
Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Einrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block oder ein Abschnitt der Blöcke des Flussdiagramms, der Veranschaulichungen und/oder der Blockdiagramme durch Computerprogrammanweisungen in Form eines computerausführbaren Codes, falls zutreffend, implementiert werden kann. Es versteht sich ferner, dass, wenn sie sich nicht gegenseitig ausschließen, Kombinationen von Blöcken in verschiedenen Flussdiagrammen, Veranschaulichungen und/oder Blockdiagrammen kombiniert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung zum Herstellen einer Maschine bereitgestellt werden, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen/Aktionen, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind, erzeugen.
Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung oder andere Vorrichtungen anweisen kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungen, welche die Funktion/Aktion implementieren, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind.
Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung oder andere Vorrichtungen geladen werden, um zu bewirken, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, der anderen programmierbaren Einrichtung oder den anderen Vorrichtungen durchgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Einrichtung ausgeführt werden, Prozesse zum Implementieren der Funktionen/Aktionen bereitstellen, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind.
Eine „Benutzerschnittstelle“, wie hierin verwendet, ist eine Schnittstelle, die es einem Benutzer oder Bediener ermöglicht, mit einem Computer oder Computersystem zu interagieren. Eine „Benutzerschnittstelle“ kann auch als eine „menschliche Schnittstellenvorrichtung“ bezeichnet werden. Eine Benutzerschnittstelle kann dem Bediener Informationen oder Daten bereitstellen und/oder Informationen oder Daten von dem Bediener empfangen. Eine Benutzerschnittstelle kann eine Eingabe von einem Bediener ermöglichen, die durch den Computer empfangen werden soll, und kann dem Benutzer eine Ausgabe von dem Computer bereitstellen. Mit anderen Worten kann es die Benutzerschnittstelle einem Bediener ermöglichen, einen Computer zu steuern oder zu bedienen, und die Schnittstelle kann es dem Computer ermöglichen, die Wirkungen der Steuerung oder Bedienung des Bedieners anzeigen. Die Anzeige von Daten oder Informationen auf einer Anzeige oder einer graphischen Benutzeroberfläche ist ein Beispiel eines Bereitstellens von Informationen an einen Bediener. Das Empfangen von Daten durch eine Tastatur, Maus, Trackball, Touchpad, Zeigestock, Graphik-Tablet, Joystick, Gamepad, Webcam, Headset, Pedale, drahtgebundenen Handschuh, Fernbedienung und Beschleunigungsmesser sind alle Beispiele für Benutzerschnittstellenkomponenten, die das Empfangen von Informationen oder Daten von einem Bediener ermöglichen.
Eine „Hardware-Schnittstelle“, wie hierin verwendet, umfasst eine Schnittstelle, die es dem Prozessor eines Computersystems ermöglicht, mit einer externen Rechenvorrichtung und/oder -einrichtung zu interagieren und/oder diese zu steuern. Eine Hardware-Schnittstelle kann es einem Prozessor erlauben, Steuersignale oder Anweisungen an eine externen Rechenvorrichtung und/oder -einrichtung zu senden. Eine Hardware-Schnittstelle kann es einem Prozessor auch ermöglichen, Daten mit einer externen Rechenvorrichtung und/oder -einrichtung auszutauschen. Beispiele einer Hardwareschnittstelle schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: einen universellen seriellen Bus, einen IEEE-1394-Anschluss, einen parallelen Anschluss, einen IEEE-1284-Anschluss, einen seriellen Anschluss, einen RS-232-Anschluss, einen IEEE-488-Anschluss, eine Bluetooth-Verbindung, eine drahtlose lokale Netzwerkverbindung, eine TCP/IP-Verbindung, eine Ethernet-Verbindung, eine Steuerspannungsschnittstelle, eine MIDI-Schnittstelle, eine analoge Eingabeschnittstelle und eine digitale Eingabeschnittstelle.
Eine „Anzeige“ oder „Anzeigevorrichtung“, wie hierin verwendet, weist eine Ausgabevorrichtung oder eine Benutzerschnitttselle auf, die zum Anzeigen von Bildern oder Daten angepasst ist. Eine Anzeige kann visuelle, Audio- und oder taktile Daten ausgeben. Beispiele einer Anzeige schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: einen Computermonitor, einen Fernsehschirm, einen Touchscreen, eine taktile elektronische Anzeige, einen Braille-Bildschirm,
eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine Speicherröhre, eine bistabile Anzeige, ein elektronisches Papier, eine Vektoranzeige, einen Flachbildschirm, eine Vakuumfluoreszenzanzeige (VF), Anzeigen Licht emittierender Dioden (LED-Anzeigen), eine Elektrolumineszenzanzeige (ELD), Plasmaanzeigefelder (PDP), eine Flüssigkristallanzeige (LCD), Anzeigen organischer Licht emittierender Dioden (OLED), einen Projektor und eine an einem Kopf angebrachte Anzeige.
Magnetresonanzdaten (MR-Daten) sind hierin definiert als die Messungen der von Kernspins ausgesendeten Hochfrequenzsignale, die unter Verwendung der Antenne eines Magnetresonanzsystems während einer Kernspintomografie aufgezeichnet werden. Ein Magnetresonanzbildgebungsbild (MRT-Bild) oder MR-Bild ist hierin definiert als die rekonstruierte zwei- oder dreidimensionale Visualisierung anatomischer Daten, die in den Magnetresonanzbildgebungsdaten enthalten sind. Diese Visualisierung kann unter Verwendung eines Computers durchgeführt werden.
Figurenliste
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 ein Beispiel für ein Magnetresonanzsystems veranschaulicht;
2 ein Beispiel für ein Magnetresonanzsystems veranschaulicht;
3 eine beispielhafte Pulssequenz veranschaulicht;
4 eine beispielhafte Abhängigkeit der Schwingungskompensation von einer T_Schwingung veranschaulicht;
5 beispielhafte Abhängigkeiten der Schwingungskompensation von einem b-Wert veranschaulicht;
6 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zum Betreiben des Magnetresonanzsystems von 1 und 2 veranschaulicht;
7 beispielhafte Abhängigkeiten der Schwingungskompensation von einer T_Schwingung veranschaulicht;
8 eine beispielhafte Schwingungskompensation veranschaulicht;
9 eine beispielhafte Schwingungskompensation veranschaulicht.
10 die Ergebnisse der Phantomuntersuchungen zeigt.
11 den erhaltenen mittleren ADC-Wert in dem Schienbeinknochenmark zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Gleich nummerierte Elemente in diesen Figuren sind entweder äquivalente Elemente oder führen die gleiche Funktion durch. Elemente, die zuvor erörtert wurden, werden in späteren Figuren nicht unbedingt erörtert, wenn die Funktion äquivalent ist.
1 veranschaulicht ein Beispiel für ein Magnetresonanzsystem 100. Das Magnetresonanzsystem 100 umfasst einen Magneten 104. Der Magnet 104 ist ein supraleitender Magnet zylindrischen Typs mit einer Durchgangsbohrung 106. Die Verwendung unterschiedlicher Arten von Magneten ist ebenfalls möglich. Beispielsweise ist es auch möglich, sowohl einen geteilten zylindrischen Magneten als auch einen sogenannten offenen Magneten zu verwenden. Ein geteilter zylindrischer Magnet ist ähnlich einem standardmäßigen zylindrischen Magneten, außer dass der Kryostat in zwei Abschnitte geteilt wurde, um Zugang zu der Isoebene des Magneten zu ermöglichen. Solche Magnete können beispielsweise in Verbindung mit einer Strahlentherapie mit geladenen Teilchen verwendet werden. Ein offener Magnet weist zwei Magnetabschnitte auf, einer über dem anderen mit einem Zwischenraum dazwischen, der groß genug ist, um ein abzubildendes Subjekt 118 aufzunehmen, wobei die Anordnung des Bereichs der zwei Bereiche der einer Helmholtz-Spule ähnlich ist. Offene Magnete sind beliebt, weil das Subjekt weniger eingeschränkt ist. Innerhalb des Kryostaten des zylindrischen Magneten besteht eine Sammlung von supraleitenden Spulen. Innerhalb der Bohrung 106 des zylindrischen Magneten 104 befindet sich ein Datenerfassungsvolumen 108, auch als Bildgebungszone bezeichnet, in dem/der das Magnetfeld stark und gleichmäßig genug ist, um eine Magnetresonanz-Bildgebung durchzuführen. Eine Region von Interesse 109 ist innerhalb der Bildgebungszone 108 gezeigt. Die Magnetresonanzdaten werden üblicherweise für die Region von Interesse erfasst. Ein Subjekt 118 ist so gezeigt, dass es von einem Subjektträgerelement 120 getragen wird, sodass sich zumindest ein Bereich des Subjekts 118 innerhalb der Bildgebungszone 108 und der Region von Interesse 109 befindet. In diesem Beispiel ist das Trägerelement 120 ein Trägertisch. In anderen Beispielen können andere Ausgestaltungen und/oder Kombinationen von Trägerelementen zum Tragen und Positionieren des Subjekts 118 innerhalb der Bildgebungszone 108 und der Region von Interesse 109 verwendet werden.
Innerhalb der Bohrung 106 des Magneten gibt es auch einen Satz Magnetfeldgradientenspulen 110, der zum Erzeugen von Magnetfeldgradienten, z. B. gepulsten Magnetfeldgradienten, verwendet wird. Der Satz Magnetfeldgradientenspulen 110 wird z. B. zur Erfassung von Magnetresonanzdaten verwendet, um magnetische Spins innerhalb der Bildgebungszone 108 des Magneten 104 räumlich zu kodieren. Die Magnetfeldgradientenspulen 110 sind an eine Stromversorgung 112 für eine Magnetfeldgradientenspule angeschlossen. Die Magnetfeldgradientenspulen 110 sollen repräsentativ sein. In der Regel enthalten die Magnetfeldgradientenspulen 110 drei separate Sätze von Spulen zum räumlichen Kodieren in drei orthogonalen Raumrichtungen. Eine Stromversorgung für eine Magnetfeldgradientenspule liefert Strom an die Magnetfeldgradientenspulen. Der Strom, der an die Magnetfeldgradientenspulen 110 geliefert wird, wird in Abhängigkeit von der Zeit gesteuert und kann eine Rampenform aufweisen oder gepulst sein.
Angrenzend an die Bildgebungszone 108 befindet sich eine Hochfrequenzspule 114 zum Manipulieren der Ausrichtungen magnetischer Spins innerhalb der Bildgebungszone 108 und zum Empfangen von Funkübermittlungen von Spins, ebenfalls innerhalb der Bildgebungszone 108. Die Hochfrequenzantenne kann mehrere Spulenelemente enthalten.
Die Hochfrequenzantenne kann auch als ein Kanal oder eine Antenne bezeichnet werden. Die Hochfrequenzspule 114 ist mit einem Hochfrequenz-Transceiver 116 verbunden. Die Hochfrequenzspule 114 und der Hochfrequenz-Transceiver 116 können durch separate Sende- und Empfangsspulen sowie durch einen separaten Sender und Empfänger ersetzt werden. Es versteht sich, dass die Hochfrequenzspule 114 und der Hochfrequenz-Transceiver 116 repräsentativ sind. Die Hochfrequenzspule 114 soll auch für eine dedizierte Sendeantenne und eine dedizierte Empfangsantenne stehen. Gleichermaßen kann der Transceiver 116 auch für einen separaten Sender und separate Empfänger stehen. Die Hochfrequenzspule 114 kann auch mehrere Empfangs-/Sendeelemente aufweisen, und der Hochfrequenz-Transceiver 116 kann mehrere Empfangs-/Sendekanäle aufweisen. Wenn zum Beispiel eine parallele Bildgebungstechnik wie SENSE durchgeführt wird, weist die Hochfrequenzspule 114 mehrere Spulenelemente auf.
In diesem Beispiel ist das Subjekt 118 so positioniert, dass sich der Brustkorbbereich des Subjekts innerhalb der Region von Interesse 109 befindet. In anderen Beispielen können andere Körperteile des Subjekts 118 in der Region von Interesse 109 positioniert sein. In anderen Beispielen kann das Subjekt 118 ein anderes Objekt sein, wie z. B. ein Probenbehälter, der eine Probe 119 umfasst, wie in 2 gezeigt.
Der Transceiver 116 und die Gradientensteuereinheit 112 sind als mit einer Hardware-Schnittstelle 128 eines Computersystems 126 verbunden gezeigt. Das Computersystem umfasst ferner einen Prozessor 130, der mit der Hardware-Schnittstelle 128, einem Speicher 134 und einer Benutzerschnittstelle 132 in Kommunikation steht. Der Speicher 134 kann jede Kombination von Speicher sein, die für den Prozessor 130 zugänglich ist. Dies kann solche Dinge wie einen Hauptspeicher, Cache-Speicher und auch nichtflüchtigen Speicher, wie Flash-RAM, Festplatten oder andere Speicherungsvorrichtungen, einschließen. In manchen Beispielen kann der Speicher 134 als ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium betrachtet werden. Die Benutzerschnittstelle 132 kann dem Prozessor 104 ermöglichen, Bilder und andere Informationen anzuzeigen oder wiederzugeben, die einem Benutzer oder Bediener bereitgestellt werden können. Die Benutzerschnittstelle 132 kann auch verwendet werden, um Steuer- oder Eingabedaten von einem Benutzer oder Bediener zu empfangen. Die Benutzerschnittstelle 132 kann eine Anzeige zum Auswählen und/oder Konfigurieren von Pulssequenzen sowie zum Anzeigen von Ergebnissen der Magnetresonanzdatenerfassung und/oder -verarbeitung, die durch das Magnetresonanzsystem 100 ausgeführt werden, umfassen.
Der Speicher 134 ist als maschinenausführbare Anweisungen 140 enthaltend gezeigt. Die maschinenausführbaren Anweisungen 140 ermöglichen dem Prozessor 130, den Betrieb und die Funktion des Magnetresonanzsystems 100 derart zu steuern, dass es eine Magnetresonanz-Bildgebungsprozedur ausführt. Die maschinenausführbaren Anweisungen 140 können dem Prozessor 130 auch ermöglichen, verschiedene Datenanalyse- und Berechnungsfunktionen durchzuführen, z. B. Datenverarbeitungs- und Bildverarbeitungsaufgaben. Der Speicher 134 ist ferner als einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle 142 enthaltend gezeigt. Die Wellenform- und Pulssequenzbefehle 142 sind entweder Anweisungen oder Daten, die in Anweisungen umgewandelt werden können, die es dem Prozessor 104 ermöglichen, das Magnetresonanzsystem 100 derart zu steuern, dass Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 144 erfasst werden. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle 142 kann derart konfiguriert sein, dass zum Induzieren erster Schwingungen eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems 100 und/oder des Subjekts 118 ein Schwingungsanpassungsgradient erzeugt wird. Der Schwingungsanpassungsgradient, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts 118 längs, d. h. parallel oder antiparallel, zu einer Längsachse des von dem Magnetresonanzsystem 100 erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle 142 kann ferner derart konfiguriert sein, dass Magnetresonanzdaten von dem Subjekt gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden. Das Erfassen der Magnetresonanzdaten 144 umfasst ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts 118 in dem Bildgebungsvolumen 108 gemäß einem Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll. Die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten werden erzeugt, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist. Das Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll kann ein beliebiges des hierin beschriebenen Magnetresonanz-Bildgebungsprotokolls sein. Das Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll kann z. B. hinsichtlich einer Akkumulation von durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen empfindlich sein. Die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten können verwendet werden, um durch Spin-Verschiebung induzierte Phasen zu akkumulieren, und die erfassten Magnetresonanzdaten können Effekte der akkumulierten, durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen umfassen, die darin kodiert sind. Der Speicher 134 ist ferner so gezeigt, dass er die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 144 enthält, die durch Steuern des Magnetresonanzsystems 100 mit den Wellenform- und Pulssequenzbefehlen 142 erfasst wurden. Ferner kann der Speicher 110 eine oder mehrere Darstellungen 146 der erfassten Magnetresonanzdaten 144, z. B. graphische Darstellungen in Form von Magnetresonanzbildern, die unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 144 rekonstruiert wurden, umfassen. Die eine oder die mehreren Darstellungen 146 können jede hierin beschriebene Darstellung umfassen.
2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Magnetresonanzsystems 100 von 1. In dem Datenerfassungsvolumen 108 befindet sich ein Subjekt 118 in Form eines Probenbehälters, der eine Probe 119 bereitstellt. Alternativ kann das Subjekt 118 ein anderes Objekt oder eine Person, wie in 1 gezeigt, sein, wovon sich zumindest ein Abschnitt innerhalb des Datenerfassungsvolumens 108 und der Region von Interesse 109 befindet. Die maschinenausführbaren Anweisungen 140, die in dem Speicher 134 gespeichert sind, können dem Prozessor 130 ermöglichen, den Betrieb und die Funktion des Magnetresonanzsystems 100 zu steuern, um die Magnetresonanzbildgebung/-spektroskopie unter Verwendung der Wellenform- und Pulssequenzbefehle 152 durchzuführen. Die Wellenform- und Pulssequenzbefehle 152 sind entweder Anweisungen oder Daten, die in Anweisungen umgewandelt werden können, die es dem Prozessor 104 ermöglichen, das Magnetresonanzsystem 100 zu steuern, um Magnetresonanz-Bildgebungsdaten/Spektroskopiedaten 154 zu erfassen. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle 152 kann dafür konfiguriert sein, einen Schwingungsanpassungsgradienten zum Induzieren erster Schwingungen zu erzeugen, während die Nettomagnetisierung longitudinal ausgerichtet ist, ohne dass eine transversale Nettomagnetisierung vorhanden ist. Der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle 152 kann ferner derart konfiguriert sein, dass die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten/Spektroskopiedaten 154 von dem Subjekt 118 in dem Datenerfassungsvolumen 108 gemäß einem Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll/Spektroskopieprotokoll erfasst werden. Das Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll/Spektroskopieprotokoll kann jedes hierin beschriebene Magnetresonanz-Bildgebungsprotokoll/Spektroskopieprotokoll sein, gemäß dem die Datenerfassung ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts 118 in dem Datenerfassungsvolumen 108, während mindestens eine gewisse transversale Nettomagnetisierung vorhanden ist, umfasst. Der Speicher 110 ist ferner so gezeigt, dass er die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten/Spektroskopiedaten 154 enthält, die durch Steuern des Magnetresonanzsystems 100 mit den Wellenform- und Pulssequenzbefehlen 152 erfasst worden sind. Außerdem kann der Speicher 110 eine oder mehrere Darstellungen 156 der erfassten Magnetresonanzdaten 154 umfassen, wie ein Magnetresonanzspektrum, ein Magnetresonanzbild oder manche Parameter, die unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Bildgebungsdaten/Spektroskopiedaten 154 berechnet werden.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Pulssequenz 201, die gemäß einem Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle erzeugt wird. Die Pulssequenz 201 wird um einen Schwingungsanpassungsgradienten 200 ergänzt, der erzeugt wird, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts longitudinal ausgerichtet ist, d. h. bevor HF-Pulse angewendet wurden oder nachdem ihre Wirkung auf die Nettomagnetisierung abgebaut worden ist. Die Pulssequenz 201 umfasst ferner ein Paar Spin-Beeinflussungsgradienten 202, 204 zum Beeinflussen der Phasen von Kernspins, die aufgrund der HF-Pulse erzeugt werden, während der Nettomagnetisierungsvektor eine nicht verschwindende transversale Komponente, d. h. eine nicht verschwindende Komponente in einer transversalen Ebene senkrecht zu der Längsachse des Nettomagnetfelds, aufweist. Die Pulssequenz 201 kann z. B. in Form einer schwingungskompensierten DW-Spinechosequenz (diffusionsgewichteten Spinechosequenz), d. h. als DW-Spinechosequenz, die um einen Schwingungskompensationsgradienten in Form eines Schwingungsanpassungsgradienten 200 erweitert ist, implementiert sein. Die DW-Spinechosequenz 201 umfasst einen 90°-HF-Puls und einen 180°-HF-Puls. Symmetrisch um den 180°-HF-Puls verteilt sind die zwei Spin-Beeinflussungsgradienten 202, 204 in Form von Diffusionsgradienten angeordnet, die zeitlich voneinander beabstandet sind, und zwar durch einen zeitlichen Abstand Δ. Der Schwingungsanpassungsgradient 200 kann die gleiche Wellenform, d. h. Form und Amplitude, wie die Diffusionsgradienten 202, 204 aufweisen. Ein zeitlicher Abstand T_Schwingung zwischen dem Schwingungsanpassungsgradienten 200 und dem ersten Diffusionsgradienten 202 kann gleich Δ sein.
Die Gradienten 200, 202, 204 der Sequenz 201 können jeweils Gewebeverschiebungen, d. h. Schwingungen des Subjekts, induzieren. Ohne den Schwingungsanpassungsgradienten 200 kann der erste Diffusionsgradient 202 in einem Schwingungszustand des Subjekts mit vernachlässigbaren Schwingungen erzeugt werden. Der erste Diffusionsgradient 202 kann jedoch mechanische Schwingungen in Hardware-Komponenten des MR-Systems sowie in dem Subjekt induzieren, die zu den Gewebeverschiebungen 212 führen. Die Gewebeverschiebungen 212 können mit der Zeit, d. h. während des zeitlichen Abstands Δ, gedämpft werden, was zu einem Schwingungszustand 213 führt, während dessen der zweite Diffusionsgradient 202 erzeugt wird, der sich signifikant von dem Schwingungszustand unterscheidet, während dessen der erste Diffusionsgradient 202 erzeugt wurde. Jedes Magnetresonanzprotokoll, das hinsichtlich einer Akkumulation von durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen empfindlich ist, wird durch solche Unterschiede zwischen Schwingungszuständen negativ beeinflusst. Wenn der Schwingungsanpassungsgradient 200 hinzugefügt wird, induziert der Schwingungsanpassungsgradient 200 zusätzliche Schwingungen, die zu Gewebeverschiebungen 210 führen, die mit der Zeit, d. h. während des zeitlichen Abstands T_Schwingung, gedämpft werden. Die gedämpften Gewebeverschiebungen 210 führen zu einem Schwingungszustand 211, während dessen der erste Diffusionsgradient 202 erzeugt wird, der an den nachfolgenden Schwingungszustand 213 angepasst ist. Mit anderen Worten sind die Verschiebungen 210, 212 für beide Diffusionsgradienten 202, 204 ähnlich. Somit können negative Einflüsse auf die Akkumulation von durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen aufgrund von Unterschieden zwischen den Schwingungszuständen 211, 213 effizient verhindert werden.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Abhängigkeit der Schwingungskompensation von dem zeitlichen Abstand T_Schwingung zwischen einem Schwingungsanpassungsgradienten und einem ersten Spin-Beeinflussungsgradienten. Für die in 4 gezeigte Analyse wurde zum Messen des ADC von Lipiden in einem Wasser-Fett-Phantom eine DW-TSE-Sequenz mit hohem b-Wert verwendet. Die DW-TSE-Sequenz mit hohem b-Wert umfasst eine simulierte DW-Echo-Vorbereitung mit vier 90°-HF-Pulsen und monopolaren diffusionssensibilisierenden Gradienten, gefolgt von einer 2D-TSE-Auslesung. Vor der Diffusionsvorbereitung wird ein an die diffusionssensibilisierenden Gradienten angepasster Schwingungsanpassungsgradient erzeugt.
Das Wasser-Fett-Phantom ist ein Wasser-Fett-Phantom mit einen Fettanteil von 80 %. Das Wasser-Fett-Phantom umfasst 800 ml Öl, 200 ml Wasser, 4 ml Tween80 und 1 g Natriumbenzoat. Die Emulgierung wird mit einer Kolloidmühle bei 6000 Umdrehungen pro Minute ausgeführt. Das Phantom wird mit einem 3T-MR-System unter Verwendung einer 8-Kanal-Handgelenkspule auf einem Trägertisch des MR-Systems abgetastet.
Der zeitliche Abstand T_Schwingung wird unter starker Diffusionsgewichtung bei einem b-Wert von 50.000 s/mm² in einem Bereich von 40 ms bis 525 ms variiert, um ein optimales T_Schwingung zu bestimmen. Weitere verwendete Parameter sind unter anderem ein Sichtfeld (FOV) von (120 mm)², eine Voxelgröße von 2x2x10 mm³, eine Repetitionszeit (TR) von 2000 ms, eine Echozeit (TE) von 23 ms, eine TM_Prep von 220 ms und eine TE_Prep von 61 ms_.
4 zeigt eine durchschnittliche Signalentwicklung in DWI-Rohbildern des Wasser-Fett-Phantoms bei einer anderen Länge des zeitlichen Abstands T_Schwingung. Das dargestellte Signal ist ein relatives Signal, d. h. das Signal mit Schwingungskompensation über dem Signal ohne Schwingungskompensation. Für den zeitlichen Abstand T_Schwingung, der dem zeitlichen Abstand Δ zwischen dem ersten und einem zweiten Sensibilisierungsgradienten, auch als Diffusionszeit bezeichnet, gleich ist, kann ein einziges globales Maximum der relativen Signalamplitude von 117 % des Signalwerts ohne Schwingungskompensation beobachtet werden. Weitere lokale Maxima sind mit einer relativen Signalamplitude von mehr als 100 %, aber weniger als 117 % gezeigt. Diese lokalen Maxima ähneln den Eigenfrequenzen des zu analysierenden Subjekts. Somit kann alternativ zu T_Schwingung = Δ der zeitliche Abstand T_Schwingung eines der lokalen Maxima bestimmt und für eine Schwingungskompensation verwendet werden. Die effizienteste und damit bevorzugte Wahl kann jedoch T_Schwingung = Δ sein.
5 veranschaulicht beispielhafte Abhängigkeiten der Schwingungskompensation von dem b-Wert. Wie in 4 wird eine DW-TSE-Sequenz mit hohem b-Wert zum Messen des ADC von Lipiden in dem Wasser-Fett-Phantom verwendet. Der ADC wird bei einem b-Wert in einem Bereich von 5.000 s/mm² bis 50.000 s/mm² unter Verwendung von Schritten von 5.000 s/mm² ohne und mit Schwingungsanpassungsgradient gemessen. Weitere Parameter, die verwendet werden, umfassen ein Sichtfeld (FOV) von (120 mm)², eine Voxelgröße von 2×2×10 mm³, eine TR von 2000 ms, eine TE von 23 ms, eine TM_Prep von 220 ms und eine TE_Prep von 61 ms. Die Frequenz der beobachteten Signaloszillation liegt in der Größenordnung von 11 Hz.
In 5A sind ein Protokoll einer gemessenen Signalabklingkurve und ein mittlerer ADC-Wert ohne Verwendung des Schwingungsanpassungsgradienten gezeigt. Die Anpassung des ADC-Werts ergibt 1,1 e^-0,5 mm²/s. In 5B sind ein Protokoll einer gemessenen Signalabklingkurve und ein mittlerer ADC-Wert unter Verwendung des Schwingungsanpassungsgradienten gezeigt. In diesem Fall ergibt die Anpassung des ADC-Werts 7,8 e^-0,6 mm²/s. Für die Messungen, die in 5C und 5D gezeigt sind, wurde ein Standard-Scanner-Tisch, der zu dem MR-System gehört und für die Messungen von 5A und 5B verwendet wurde, durch eine hölzerne Tragkonstruktion ersetzt. Diese hölzerne Tragkonstruktion entkoppelt das darauf befindliche Objekt von Schwingungen, die durch das MR-System z. B. aufgrund vonGradienten, die von dem MR-System erzeugt werden, eingebracht werden. In 5C sind ein Protokoll einer gemessenen Signalabklingkurve und ein mittlerer ADC-Wert für die hölzerne Tragkonstruktion ohne Verwendung des Schwingungsanpassungsgradienten gezeigt. Die Anpassung des ADC-Werts ergibt 6,2 e^-0,6 mm²/s. In 5B sind ein Protokoll einer gemessenen Signalabklingkurve und ein mittlerer ADC-Wert für die hölzerne Tragkonstruktion unter Verwendung des Schwingungsanpassungsgradienten gezeigt. In diesem Fall ergibt die Anpassung des ADC-Werts 6,1 e^-0,6 mm²/s. Somit ist der ADC-Wert 70 % höher, wenn die Messungen, die auf dem Standard-Scanner-Tisch in 5A durchgeführt werden, mit der hölzernen Tragkonstruktion in 5C jeweils ohne Schwingungskompensation unter Verwendung eines Schwingungsanpassungsgradienten verglichen werden. Wenn der Schwingungsanpassungsgradient eingesetzt wird, wird in 5B, verglichen mit 5D, ein 25 % höherer ADC-Wert gemessen. Bei Verwendung der hölzernen Tragkonstruktion sind ohne und mit Schwingungskompensationsgradient, in 5C und 5D, nur geringfügige Unterschiede von etwa 2 % feststellbar. Dies veranschaulicht die Wirksamkeit der Schwingungskompensation unter Verwendung des hierin vorgeschlagenen Verfahrens. Der unter Verwendung des Standard-Scanner-Tisches mit dem vorgeschlagenen Schwingungskompensationsverfahren bestimmte ADC-Wert stimmt mit den unter Verwendung der hölzernen Tragkonstruktion bestimmten ADC-Werten überein, d. h. die ADC-Werte, die für ein Subjekt bestimmt wurden, das von durch das MR-System eingebrachten Schwingungen entkoppelt ist, sind signifikant besser als der ADC-Wert, der unter Verwendung des Standard-Scanner-Tisches ohne das vorgeschlagene Schwingungskompensationsverfahren bestimmt wurde.
6 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des MR-Systems von 1 und 2 veranschaulicht. In Schritt 600 wird ein erster Schwingungszustand des einen oder der mehreren Hardware-Elemente des MR-Systems und/oder des Subjekts in dem Datenerfassungsvolumen des MR-Systems vorbereitet. Hierzu wird ein Schwingungsanpassungsgradient erzeugt. Der Schwingungsanpassungsgradient wird erzeugt, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts parallel oder antiparallel zu einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist. Die Erzeugung des Schwingungsanpassungsgradienten induziert erste Schwingungen eines oder mehrerer Hardware-Elemente und/oder des Subjekts, was zu dem ersten Schwingungszustand führt. In Schritt 602 werden Magnetresonanzdaten von dem Subjekt gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst, z. B. einem Magnetresonanzprotokoll, das hinsichtlich einer Akkumulation von durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen empfindlich ist. Gemäß dem Magnetresonanzprotokoll werden mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts aufeinanderfolgend erzeugt, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist. Der erste Spin-Beeinflussungsgradient wird während des unter Verwendung des Schwingungsanpassungsgradienten vorbereiteten ersten Schwingungszustands erzeugt. Da der erste Spin-Beeinflussungsgradient auch selbst Schwingungen, d. h. zweite Schwingungen, des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts induziert, resultiert aus den zweiten Schwingungen ein zweiter Schwingungszustand, während dessen der zweite Spin-Beeinflussungsgradient erzeugt wird. Der Schwingungsanpassungsgradient von Schritt 600 ist derart konfiguriert, dass mit dem ersten Schwingungszustand der zweiten Schwingungszustand nachgeahmt wird, was zu einer Angleichung beider Zustände führt. Zudem können eine oder mehrere Darstellungen der erfassten Magnetresonanzdaten berechnet werden. Die berechnete Darstellung kann eine graphische Darstellung umfassen, wie ein Bild, eine Kartierung, ein Spektrum oder ein Diagramm, und/oder die berechnete Darstellung kann einen Parameter von Interesse umfassen, wie z. B. einen Skalar, einen Vektor oder eine Matrix.
7 veranschaulichen beispielhafte Abhängigkeiten der Schwingungskompensation von T_Schwingung für den Aufbau von 4. In 7A ist ein DW-Bild des Fett-Wasser-Phantoms gezeigt, wobei eine DW-TSE-Sequenz mit hohem b-Wert verwendet wurde, ohne einen Schwingungsanpassungsgradienten anzuwenden. 7B zeigt ein DW-Bild des Fett-Wasser-Phantoms unter Verwendung einer DW-TSE-Sequenz mit hohem b-Wert mit einem Schwingungsanpassungsgradienten. Der zeitliche Abstand T_Schwingung ist so gewählt, dass T_Schwingung = 205 ms. T_Schwingung =205 ms entspricht einem globalen Minimum der relativen Signalamplitude, in 4 dargestellt, wobei das Signal mit Schwingungskompensation ungefähr die Hälfte des Signals ohne Schwingungskompensation beträgt. 7C zeigt ebenfalls ein DWI-Bild des Fett-Wasser-Phantoms unter Verwendung einer DW-TSE-Sequenz mit hohem b-Wert mit einem Schwingungsanpassungsgradienten. In 7C ist der zeitliche Abstand T_Schwingung so gewählt, dass T_Schwingung = 255 ms. T_Schwingung = 255 ms entspricht Δ, d. h. dem globalen Maximum der relativen Signalamplitude von 117 %, dargestellt in 4.
8 veranschaulicht eine beispielhafte Schwingungskompensation im Falle einer Analyse von Lipid-ADCs in vivo in einem menschlichen Bein. 8A zeigt die Lage einer 2D-Bildgebungsschicht 300 durch einen Unterschenkel. 8B zeigt eine entsprechende Kartierung des Fettanteils, die an dieser Stelle erfasst wurde. 8C und 8D zeigen ADC-Kartierungen, die ohne Anwenden eines Schwingungsanpassungsgradienten (8C) und mit Anwenden eines Schwingungsanpassungsgradienten (8D) erhalten wurden. Die Messungen sind unter Verwendung einer 8-Kanal-Extremitätenspule mit den folgenden Parametern durchgeführt worden: FOV von (140 mm)², Voxelgröße von (2,2 mm)³, TR von 1800 ms, TE von 10 ms, TM_Prep von 220 ms und TE_Prep von 61 ms_. Die b-Werte sind identisch mit dem Wasser-Fett-Phantom-Versuch, der in 4, in den 5 und den 7 gezeigt ist. Die Scan-Dauer beträgt 4:32 min. Ein Vergleich von 8C mit 8D veranschaulicht, dass ohne Schwingungsanpassungsgradient der ADC für subkutanes Fett qualitativ heterogener ist, insbesondere in dem Bereich, der durch die Ellipse 302 angegeben ist. Mit dem Schwingungsanpassungsgradienten wird ein homogenerer ADC-Wert in dem subkutanen Fett beobachtet, insbesondere in dem Bereich 302 von 8D. In 8E sind ein mittlerer ADC-Wert und in 8F eine entsprechende Standardabweichung für verschiedene Teilbereiche des Unterschenkels gezeigt. Auf der linksseitigen Achse von 8E und 8F sind Werte aufgetragen, die ohne Schwingungskompensation bestimmt wurden, während auf der rechtsseitigen Achse von 8E und 8F Werte aufgetragen sind, die mit Schwingungskompensation bestimmt wurden. In dem subkutanen Fett sind bei dem ADC gemäß 8E eine Gesamtabnahme um 5 % und eine lokale Abnahme um 12 % festzustellen. Außerdem sind mit dem Schwingungsanpassungsgradienten gemäß 8F eine Abnahme von insgesamt 16 % und lokal 43 % bei der ADC-Standardabweichung festzustellen. In dem Knochenmark von Schienbein und Wadenbein werden nur geringe Unterschiede beobachtet. Zusammenfassend: In dem subkutanen Fett werden eine globale und eine lokale (vgl. Bereich 302 in 8C und 8D) Abnahme des ADC-Werts und der Standardabweichung beobachtet, während die Werte für den steiferen Bereich des Knochenmarks in dem Schienbein und Wadenbein nahezu konstant bleiben.
9 veranschaulichen eine beispielhafte Schwingungskompensation für eine In-vivo-DWI mit hohem b-Wert in einem menschlichen Hirn. 9A zeigt eine Iso-DWI des Hirns ohne Anwenden eines Schwingungsanpassungsgradienten, während 9B eine Iso-DWI des Hirns bei Anwenden eines Schwingungsanpassungsgradienten zeigt. Die Messungen sind mit einer 32-Kanal-Kopfspule, DW-EPI (Echoplanar-Bildgebung) mit einem FOV von 230x230x114 mm³, einer Voxelgröße von 1,5x1,5x4 mm³, einer TR von 6070 ms, einer TE von 124 ms und einem Half-Scan-Faktor von 0,7 bei einem b-Wert von 10.000 s/mm² durchgeführt worden. Es ist möglich, die gleiche kürzeste TE und TR mit und ohne Schwingungskompensationsgradient zu verwenden, wobei die Zeiteinbuße der Kompensation nicht ins Gewicht fällt, d. h. die Dauer verlängert sich von 3:20 min auf 3:27 min. Die Auswirkung des Anwendens des Schwingungsanpassungsgradienten ist insbesondere in den angegebenen Bereichen 304 sichtbar.
ADC-Messungen in Phantomen
Um die Leistungsfähigkeit des vorgeschlagenen Schemas zu bewerten, wurde der Lipid-ADC-Wert innerhalb der WF-Phantome (6.000 und 11.000 U/min) geschätzt. Bei den Phantommessungen wurden drei verschiedene Phantome benutzt. Für die Messungen des Lipiddiffusionsvermögens wurden zwei WF-Phantome mit 80 % Fettanteil hergestellt (Inhalt: 800 ml Sonnenblumenöl, 200 ml Wasser, 4 ml Tween80 und 1 g Natriumbenzoat). Die Emulgierung erfolgte mit einer Kolloidmühle bei 6.000 und 11.000 Umdrehungen pro Minute (U/min). Die erhaltenen Phantome ergeben unterschiedliche Lipidtröpfchengrößen und demzufolge unterschiedliche Viskositäten. Die Versuche wurden auf dem Scanner-Tisch und auf einem Entkopplungstisch aus Holz durchgeführt, der die Probe und den schwingenden Scanner-Tisch entkoppelte. Die folgenden zwei Interferometerversuche wurden mit dem Interferometeraufbau durchgeführt, um die zu überprüfenden Effekte zu quantifizieren. Das Voxel von Interesse wurde in der Mitte des WF-Phantommaterials platziert. Der Versuch wurde für die gleichen drei verschiedenen Messszenarien wie bei den Interferometermessungen durchgeführt und mit den gleichen Scan-Parametern wiederholt. Die benutzten zusätzlichen Sequenzparameter waren: 16 Mittelwerte je b-Wert (eine Hälfte der Mittelwerte mit positiver und die andere Hälfte mit negativer Polarität), 1 Anlaufzyklus, b-Werte: 10.000 - 20.000 - 40.000 - 60.000 s/mm², 2:48 min Scan-Dauer je Phantom. Die Diffusionsgradienten wurden in allen drei Achsen gleichzeitig angewendet, um TE zu minimieren.
10 zeigt die Ergebnisse der Phantomuntersuchungen. Unter der Annahme, dass die Phantome auf dem Entkopplungstisch nicht von Vibrationsartefakten betroffen sind, entspricht der ADC-Wert auf dem Entkopplungstisch dem realen Lipid-ADC-Wert. Bei dem Phantom mit 6.000 U/min liefert der DW-MRS-Versuch auf dem Scanner-Tisch eine 119,0 %ige Überschätzung des ADC-Werts, während auf dem Scanner-Tisch, mit dem VMG nur ein relativer Fehler von lediglich 5,5 % beobachtet wird. Bei dem Phantom mit 11.000 U/min ist der erhaltene Lipid-ADC-Wert bei den verschiedenen Messszenarien sehr ähnlich, und es werden nur relative Unterschiede von unter 1 % beobachtet.
ADC-Messungen in vivo
Das Knochenmark in dem Schienbein dreier gesunder Probanden (Proband 1: 24 Jahre/85 kg; Proband 2: 29 Jahre/57 kg; Proband 3: 28 Jahre/80 kg) wurde unter Verwendung einer 8-Kanal-Extremitätenspule ohne und mit dem VMG und mit unterschiedlichem Zusatzgewicht auf dem Scanner-Tisch (0/10/20 kg) gescannt. Durch Ändern der Belastung des Scanner-Tisches wurden die mechanischen Schwingungen verändert, und der Einfluss der Schwingungen auf die DW-Messung konnte untersucht werden. Jeder Scan wurde dreimal wiederholt, um die Reproduzierbarkeit der ADC-Messung abzurufen. Das DW-MRS-Voxel wurde etwa 1 cm unterhalb der Wachstumszone in dem Schienbeinknochenmark platziert, und wurde mit den gleichen Parametern wie die Phantomuntersuchungen (einschließlich der gleichen Diffusionsrichtungen und b-Werte) durchgeführt. Anschließend wurde der Lipid-ADC für jede Belastung ohne und mit dem VMG extrahiert.
11 zeigt den erhaltenen mittleren ADC-Wert in dem Schienbeinknochenmark mit der entsprechenden Standardabweichung der drei Wiederholungsmessungen bei unterschiedlicher Belastung des Scanner-Tisches. Ohne VMG wird eine Abhängigkeit des gemessenen ADC-Werts von der zusätzlichen Belastung des Scanner-Tisches beobachtet, und es wird eine größere Standardabweichung der Schätzung des Lipid-ADC beobachtet. Der ADC-Wert, der sich aus den verschiedenen Messung zusammensetzt, ist mit und ohne VMG vergleichbar. Wenn die Messung ohne VMG mit der Messung mit VMG verglichen wird, ist jedoch der Variationskoeffizient bei den drei Probanden um 34,9 % (Proband 1), 18,9 % (Proband 2) bzw. 24,0 % (Proband 3) verringert.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind eine derartige Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Weitere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können von dem Fachmann, der die beanspruchte Erfindung umsetzt, durch ein Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beiliegenden Ansprüche verstanden und bewirkt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt eine Vielzahl nicht aus. Ordnungszahlen, wie z. B. „erste(r)“ und „zweite(r)“ können hierin verwendet sein, um eine relative zeitliche Reihenfolge anzugeben, aber nicht, um eine absolute zeitliche Reihenfolge anzugeben. Ein einzelner Prozessor oder eine andere Einheit kann die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen angegebener Punkte erfüllen. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen angegeben sind, gibt nicht an, dass eine Kombination dieser gemessen nicht vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium, wie einem optischen Speicherungsmedium oder einem Solid-State-Medium, das zusammen mit oder als Teil anderer Hardware geliefert wird, gespeichert/verteilt werden, kann jedoch auch in anderen Formen verteilt werden, wie über das Internet oder andere drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationssysteme. Jegliche Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs auszulegen.
Bezugszeichenliste

100: Magnetresonanzsystem
104: Magnet
106: Bohrung des Magneten
108: Datenerfassungsvolumen
109: Region von Interesse
110: Magnetfeldgradientenspulen
112: Stromversorgung für eine Magnetfeldgradientenspule
114: Hochfrequenzspule
116: Transceiver
118: Subjekt
119: Probe
120: Subjektträger
126: Computersystem
128: Hardware-Schnittstelle
130: Prozessor
132: Benutzerschnittstelle
134: Computerspeicher
140: maschinenausführbare Anweisungen
142: Wellenform- und Pulssequenzbefehle
144: Magnetresonanz-Bildgebungsdaten
146: Magnetresonanzbilder
152: Wellenform- und Pulssequenzbefehle
154: Magnetresonanz-Bildgebungsdaten/Spektroskopiedaten
156: Magnetresonanzbild/-spektrum
200: Schwingungsanpassungsgradient
201: Pulssequenz
203: Pulssequenz
202: Spin-Beeinflussungsgradient
204: Spin-Beeinflussungsgradient
206: Hochfrequenzpuls
208: Hochfrequenzpuls
210: erste Schwingungen
211: erster Schwingungszustand
212: zweite Schwingungen
213: zweiter Schwingungszustand
300: 2D-Bildgebungsschicht
302: angegebener Bereich
304: angegebener Bereich
600: Erzeugen eines Schwingungsanpassungsgradienten
602: Erfassen von Magnetresonanzdaten unter Verwendung von mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6201393 [0003]

Claims

Magnetresonanzsystem (100), das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt (118) in einem Datenerfassungsvolumen (108) des Magnetresonanzsystems (100) erfasst werden, umfassend: - einen Speicher (134), der maschinenausführbare Anweisungen (140) und einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) speichert, wobei der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) dafür konfiguriert ist, einen Schwingungsanpassungsgradienten (200) zum Induzieren erster Schwingungen (210) eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems (100) und/oder des Subjekts (118) zu erzeugen, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem (100) erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist, wobei der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) ferner derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten (144, 154) von dem Subjekt (118) gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden, wobei das Erfassen der Magnetresonanzdaten (144, 154) ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts umfasst, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist, - einen Prozessor (130) zum Steuern des Magnetresonanzsystems (100), wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen (140) bewirkt, dass der Prozessor (130) das Magnetresonanzsystem (100) unter Verwendung des Satzes Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) steuert zum - Vorbereiten eines ersten Schwingungszustands (211) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118), wobei das Vorbereiten ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten (200) umfasst, der die ersten Schwingungen (210) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118) induziert, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist, - Erfassen der Magnetresonanzdaten (144, 154) gemäß dem Magnetresonanzprotokoll, wobei das Erfassen ein aufeinanderfolgendes Erzeugen der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts (118) umfasst, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente in der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist, wobei ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) während des ersten Schwingungszustands (211) erzeugt wird und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (204) während eines zweiten Schwingungszustands (213) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekt (118) erzeugt wird, wobei der Schwingungsanpassungsgradient (200) verwendet wird, um den zweiten Schwingungszustand (213) an den ersten Schwingungszustand (211) anzupassen.
Magnetresonanzsystem (100) nach Anspruch 1, wobei der zweite Schwingungszustand (213) aus zweiten Schwingungen (212) resultiert, die durch den ersten der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) induziert werden.
Magnetresonanzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Magnetresonanzprotokoll hinsichtlich einer Akkumulation von durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen empfindlich ist, wobei die mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) verwendet werden, um durch Spin-Verschiebung induzierte Phasen zu akkumulieren, und die erfassten Magnetresonanzdaten Effekte der akkumulierten, durch Spin-Verschiebung induzierten Phasen kodieren.
Magnetresonanzsystem (100) nach Anspruch 3, wobei das Magnetresonanzprotokoll eines der folgenden ist: ein diffusionsgewichtetes Protokoll, ein Protokoll für scheinbare Diffusionskoeffizienten, ein Protokoll für eine Diffusionstensor-Bildgebung, ein Protokoll für eine diffusionsgewichtete Spektroskopie, ein Protokoll für eine diffusionsgewichtete Vorbereitung, ein Protokoll für ein Diffusionsmodell höherer Ordnung, ein Protokoll für eine Phasenkontrast-Geschwindigkeitsmessung, ein Protokoll für eine Verschiebungskodierung und ein Protokoll für eine Magnetresonanz-Elastographie.
Magnetresonanzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen (140) ferner bewirkt, dass der Prozessor (130) das Magnetresonanzsystem (100) steuert, um eine Darstellung (146, 156) der erfassten Magnetresonanzdaten (144, 154) zu berechnen.
Magnetresonanzsystem (100) nach Anspruch 5, wobei das Berechnen der Darstellung (146, 156) umfasst, dass unter Verwendung der erfassten Magnetresonanzdaten (144, 145) eine oder mehrere der folgenden berechnet werden: ein diffusionsgewichtetes Magnetresonanzbild, eine Kartierung der scheinbaren Diffusionskoeffizienten, ein Diffusionstensorbild, eine Kartierung der exponentiellen scheinbaren Diffusionskoeffizienten, ein Bild der fraktionalen Anisotropie, eine Kartierung der Hauptdiffusionsrichtungen, eine Fiber-Tracking-Kartierung, eine Kartierung der Geschwindigkeit, ein Magnetresonanzspektrum, ein Elastogramm und ein modellierter Parameter, der unter Verwendung eines Signalmodells extrahiert wird, bei dem Diffusionsgewichtung, Geschwindigkeitskodierung und/oder Verschiebungskodierung zusammenwirken.
Magnetresonanzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das eine oder die mehreren Hardware-Elemente ein Trägerelement (120) zum Tragen des Subjekts (118) in dem Datenerfassungsvolumen (108) des Magnetresonanzsystems (100) umfassen.
Magnetresonanzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster zeitlicher Abstand zwischen dem Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten (200) und des ersten der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) einem zweiten zeitlichen Abstand zwischen dem Erzeugen des ersten (202) und des zweiten (204) der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten gleich ist.
Magnetresonanzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Amplitude des Schwingungsanpassungsgradienten (200) einer Amplitude des ersten der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) gleich ist.
Magnetresonanzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwingungsanpassungsgradient (200) eine erste Wellenform umfasst und ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) eine zweite Wellenform umfasst, wobei eine Steigung einer Flanke der ersten Wellenform einer Steigung einer Flanke der zweiten Wellenform gleich ist.
Magnetresonanzsystem (100) nach Anspruch 10, wobei die erste Wellenform der zweiten Wellenform gleich ist.
Computerprogrammprodukt, das maschinenausführbare Anweisungen (140) zur Ausführung durch einen Prozessor (130) umfasst, der ein Magnetresonanzsystem (100) steuert, das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt (118) in einem Datenerfassungsvolumen (108) des Magnetresonanzsystems (100) erfasst werden, wobei das Computerprogrammprodukt ferner einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) umfasst, wobei der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) derart konfiguriert ist, dass zum Induzieren erster Schwingungen (210) eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems (100) und/oder des Subjekts (118) ein Schwingungsanpassungsgradient (200) erzeugt wird, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem (100) erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist, wobei der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) ferner derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten (144, 154) von dem Subjekt (118) gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden, wobei das Erfassen der Magnetresonanzdaten (144, 154) ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts umfasst, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist, und wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen (140) bewirkt, dass der Prozessor (130) das Magnetresonanzsystem (100) unter Verwendung des Satzes Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) steuert zum - Vorbereiten eines ersten Schwingungszustands (211) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118), wobei das Vorbereiten ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten (200) umfasst, der die ersten Schwingungen (210) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118) induziert, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist, - Erfassen der Magnetresonanzdaten (144, 154) gemäß dem Magnetresonanzprotokoll, wobei das Erfassen ein aufeinanderfolgendes Erzeugen der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts (118) umfasst, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente längs der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist, wobei ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) während des ersten Schwingungszustands (211) erzeugt wird und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (204) während eines zweiten Schwingungszustands (213) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekt (118) erzeugt wird, wobei der Schwingungsanpassungsgradient (200) verwendet wird, um den zweiten Schwingungszustand (213) an den ersten Schwingungszustand (211) anzupassen.
Verfahren zum Betreiben eines Magnetresonanzsystems (100), das derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten von einem Subjekt (118) in einem Datenerfassungsvolumen (108) des Magnetresonanzsystems (100) erfasst werden, wobei das Magnetresonanzsystem (100) umfasst: - einen Speicher (134), der maschinenausführbare Anweisungen (140) und einen Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) speichert, wobei der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) dafür konfiguriert ist, einen Schwingungsanpassungsgradienten (200) zum Induzieren erster Schwingungen (210) eines oder mehrerer Hardware-Elemente des Magnetresonanzsystems (100) und/oder des Subjekts (118) zu erzeugen, während ein Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs einer Längsachse eines von dem Magnetresonanzsystem (100) erzeugten Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist, wobei der Satz Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) ferner derart konfiguriert ist, dass Magnetresonanzdaten (144, 154) von dem Subjekt (118) gemäß einem Magnetresonanzprotokoll erfasst werden, wobei das Erfassen der Magnetresonanzdaten (144, 154) ein aufeinanderfolgendes Erzeugen mindestens zweier Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts umfasst, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente der Nettomagnetisierung in einer Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist, und - einen Prozessor (130) zum Steuern des Magnetresonanzsystems (100), wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen (140) bewirkt, dass der Prozessor (130) das Magnetresonanzsystem (100) gemäß dem Verfahren unter Verwendung des Satzes Wellenform- und Pulssequenzbefehle (142, 152) steuert, wobei das Verfahren umfasst: - Vorbereiten eines ersten Schwingungszustands (211) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118), wobei das Vorbereiten ein Erzeugen des Schwingungsanpassungsgradienten (200) umfasst, der die ersten Schwingungen (210) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekts (118) induziert, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) längs der Längsachse des Hauptmagnetfelds ausgerichtet ist, - Erfassen der Magnetresonanzdaten (144, 154) gemäß dem Magnetresonanzprotokoll, wobei das Erfassen ein aufeinanderfolgendes Erzeugen der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202, 204) zum Beeinflussen von Phasen von Kernspins innerhalb des Subjekts (118) umfasst, während der Nettomagnetisierungsvektor des Subjekts (118) eine nicht verschwindende Komponente in der Transversalebene senkrecht zu der Längsachse des Hauptmagnetfelds aufweist, wobei ein erster der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (202) während des ersten Schwingungszustands (211) erzeugt wird und ein zweiter der mindestens zwei Spin-Beeinflussungsgradienten (204) während eines zweiten Schwingungszustands (213) des einen oder der mehreren Hardware-Elemente und/oder des Subjekt (118) erzeugt wird, wobei der Schwingungsanpassungsgradient (200) verwendet wird, um den zweiten Schwingungszustand (213) an den ersten Schwingungszustand (211) anzupassen.