DE4020938A1

DE4020938A1 - Lokalisierte mehrbereichs-magnetresonanz-datenerfassung

Info

Publication number: DE4020938A1
Application number: DE4020938A
Authority: DE
Inventors: Joseph Granot
Original assignee: Elscint Ltd
Current assignee: Elscint Ltd
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1990-06-30
Publication date: 1991-01-31
Also published as: US5117187A; IL90862A0; IL90862A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Magnetresonanzdatenerfas sung und insbesondere auf Verfahren zum räumlichen Begrenzen der interessierenden Volumina während der Magnetresonanzun tersuchungen entweder für die Magnetresonanzspektroskopie (MRS) oder für die Magnetresonanzabbildung (MRI).

Der Stand der Technik ist in zwei Patentanmeldungen der Anmelderin erläutert. Eine dieser Anmeldungen ist in Israel am 2. August 1985 unter der Serial Nr. 76 009 eingereicht worden und hat den Titel "A Method for Acquiring In-Vivo Magnetic Resonance Spectroscopic Data". Die andere Anmeldung ist in Israel am 12. Oktober 1987 unter der Serial Nr. 84 152 angemeldet worden und hat den Titel "Magnetic Resonance Spectroscopic Measurements of Restricted Volumes".

Wenn Magnetresonanzdaten (MR-Daten) erfaßt werden, ist es verhältnismäßig einfach, die Scheibenlage und die Dicke einer jeden Scheibe zu steuern. Wenn ein interessierender Bereich oder ein interessierendes Volumen innerhalb einer ausgewähl ten Scheibe liegt, ist es jedoch schwieriger, Daten aus dem interessierenden Bereich oder Volumen zu erzielen und Daten vom übrigen Teil der Scheibe auszuschließen, d.h., es ist schwierig, in der gleichen Ebene lokalisierte Daten zu erfassen.

Eine der Methoden einer in einer Ebene vorzunehmenden Lokalisierung verwendet Oberflächenspulen. Wenn der interes sierende Bereich eine verhältnismäßig kleine Fläche ist, muß eine kleine Spule verwendet werden, um lokalisierte Daten zu erzielen. Eine kleine Spule beschränkt jedoch die Eindring tiefe und schließt damit aus, daß Vielfachscheiben erhalten werden. Wenn beispielsweise ein Tumor im Kopf festgestellt wird, werden Vielfachscheiben verwendet, um den Tumor zu betrachten. Um eine Scharfeinstellung auf den Tumor zu erzielen und Fremddaten auszuschließen, muß ein interessier ender Bereich in jeder der Scheiben ausgewählt werden. Es ist somit wichtig, Daten aus dem interessierenden Bereich in einer Vielzahl von Schichten erfassen zu können.

Es gibt bekannte Verfahren zum selektiven Erregen des Volumens. Hierzu wird beispielsweise auf einen Aufsatz in Journal of Magnetic Resonance, Band 70, Seiten 488-492 (1986) mit dem Titel "Selected Volume Excitation Using Stimulated Echoes (VEST). Applications to Spatially Localized Spectos copy and Imaging" hingewiesen, der als Verfasser den Erfinder ausweist. Bei dem dort erläuterten Verfahren wird ein interessierendes Volumen unter Verwendung stimulierter Echos mit Gx, Gy und Gz Gradienten erregt.

Die bekannten Verfahren haben u.a. den Nachteil, daß keines der bekannten Verfahren zum Auswählen von interessierenden Volumina (VOI) in dem Gegenstand innerhalb einer ausgewählten Scheibe für die Vielfachscheibenerfassung zugänglich ist. Auch erhöhen viele der bekannten Verfahren die Abhängigkeit von T2 und/oder machen komplizierte Programme oder eine spezielle Hardware zur Ausführung erforderlich.

Ein weiteres Problem bekannter Verfahren, die zur Erzielung einer Lokalisierung von Daten aus einer ausgewählten Scheibe verwendet werden, welche für die MR-Spektroskopie oder die Bilddarstellung erzielt werden, sind die nachteiligen Einflüsse von Wirbelstömen. Bei den bekannten Verfahren werden häufig Sättigungsmethoden verwendet, um zu versuchen, die Wirbelstromprobleme auf einem Minimum zu halten, wobei Spine in Volumina außerhalb des VOI gesättigt werden und das VOI ungesättigt belassen wird. Man hat festgestellt, daß Verfahren, die Volumina außerhalb des VOI sättigen, den Vorteil haben, daß die Wirbelstromprobleme minimal gehalten werden. Sättigungsverfahren sind insbesondere nützlich, wenn keine großen Volumina gesättigt werden müssen. Beispielsweise sind bei der Abbildung des Kopfes oder von Gliedern die Sättigungsverfahren besonders nützlich und vorteilhaft.

Es besteht somit ein Bedarf an verbesserten Magnetresonanz verfahren mit räumlicher Lokalisierung, bei denen Sättigungs effekte zur Erzielung der Magnetresonanzdaten von interessie renden Bereichen in ausgewählten Scheiben in einer Vielfach scheiben-Auswählfolge für die Spektroskopie und für die Bilddarstellung verwendet werden.

Dieses Problem wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen von Daten aus einem begrenzten Abschnitt einer jeden Scheibe in einer Vielfachscheiben-Magnetresonanz-Erfassungsfolge vorgeschla gen, das folgende Schritte umfaßt:

a) Bestimmen eines interessierenden Abschnittes in einem Gegenstand, der einer Magnetresonanzprüfung (MR) unter zogen wird,
b) Sättigen von Abschnitten, die den vorbestimmten interes sierenden Abschnitt umgeben, um den Abschnitt, aus dem Daten erfaßt werden, auf den vorbestimmten interessieren den Abschnitt zu beschränken,
c) Auswählen von Vielfachscheiben aus dem vorbestimmten interessierenden Abschnitt, und
d) Erfassen von Daten aus jeder der ausgewählten Vielfach scheiben.

Nach einem Merkmal vorliegender Erfindung wird ein interes sierender Abschnitt oder ein interessierendes Volumen festgelegt, wobei eine bekannte diagnostische Abbildungsprü fung oder ein MR-Vorabtasten angewendet wird, um die Lage des interessierenden Abschnittes zu bestimmen.

Des weiteren wird mit vorliegender Erfindung vorgeschlagen, Abschnitte des den bestimmten interessierenden Abschnitt umgebenden Abschnittes vorzusättigen, wobei diese Vorsätti gung dadurch erreicht wird, daß
ein erster von zwei 90°-HF-Impulsen während des Anlegens eines ersten Gradientenimpulses aufgegeben wird, um uner wünschte Bereiche in einer ersten Richtung zu sättigen, und
ein zweiter von zwei 90°-HF-Impulse während des Anlegens eines zweiten Gradientenimpulses aufgegeben wird, um andere unerwünschte Abschnitte in einer zweiten Richtung zu sätti gen.

Ferner wird mit vorliegender Erfindung vorgeschlagen, Vielfachscheiben (Tafeln) aus dem interessierenden Bereich auszuwählen, wobei der Auswählschritt umfaßt:
der zu prüfende Patient wird einem hohen statischen Magnet feld ausgesetzt,
es wird eine Grunddatenerfassungsfolge aufgegeben, um Daten aus einer ausgewählten der Vielfachscheiben zu erzielen, wobei die Grundfolge das Anlegen eines HF-Impulses bei Vorhandensein eines Gradientenimpulses einschließt,
die Impulse haben Parameter zur Auswahl eines ersten Berei ches im Patienten,
es wird eine definierte Zeitperiode abgewartet, bevor die Grundfolge erneut aufgegeben wird, und
die Grundfolge wird während der definierten Periode mit Impulsen unterschiedlicher Parameter erneut aufgegeben, um andere Scheiben auszuwählen und Daten aus den anderen Scheiben im Patienten während dieser definierten Periode zu erfassen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die verschiedenen Parameter unterschiedliche Frequenzen für den HF-Impuls besitzen und/oder Gradientenimpulse unterschiedlicher Werte einschließen.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die unterschiedlichen Para meter unterschiedliche Bandbreiten für die HF-Impulse enthalten.

Das Verfahren nach der Erfindung schließt auch die Schritte mit ein, daß Mehrfach-HF-Impulse unterschiedlicher Frequenzen aufgegeben werden, um Vielfachscheiben im Patienten auszu wählen, daß eine Vielzahl von HF-Impulsen gleicher Frequenz aufgegeben werden, um eine Vielzahl von Signalen für jeden der Vielfach-HF-Impulse zu erzielen, und daß die Vielzahl von Signalen gemittelt wird, um auswertbare Signal-Geräusch- Verhältnisse zu erzielen.

Des weiteren wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Sätze von 90°-HF-Impulsen, die für Sättigungszwecke verwendet werden, Sätze von frequenzmodulierten 90°-HF-Impulsen sind.

Schließlich sieht die Erfindung auch Mittel vor, um die Wirbelstromeinflüsse auszuschalten und interessierende Bereiche vorzusehen, die aus Volumina mit effizient und effektiv festgelegten Grenzen sind, die nicht durch die Zeitabhängigkeiten von T2 beeinflußt sind und deshalb zum Sammeln von Daten benutzt werden können, selbst wenn die Zeitperioden T1 besonders kurz sind.

Auch wird mit vorliegender Erfindung vorgeschlagen, Spoiler gradientenimpulse im Anschluß an mindestens einige der HF-Impulse aufzugeben.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich nung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer MR-Datenerfassungseinrich tung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein dreidimensionales Blockschaltbild des Gegenstandes der MR-Erfassungs-Abtastfolge mit einem interessieren den Abschnitt oder Volumen,

Fig. 2a X-, Y- und Z-Koordinaten, die in bezug auf das dreidimensionale Blockschaltbild nach Fig. 2 orien tiert sind,

Fig. 3 Details des interessierenden Volumens aus dem dreidi mensionalen Abschnitt nach Fig. 2,

Fig. 4 eine generelle Vorsättigungs-Abtastfolge,

Fig. 5 eine Abtastfolge zum Erfassen von spektroskopischen Daten aus Vielfachscheiben im interessierenden Abschnitt nach Fig. 3,

Fig. 6 eine Abtastfolge zum Erfassen von Abbildungsdaten aus Vielfachscheiben im interessierenden Abschnitt nach Fig. 3, und

Fig. 7 eine Abtastfolge, mit der auf besonders effiziente Weise Abbildungsdaten aus Vielfachscheiben im in teressierenden Abschnitt erhalten werden, wobei die Abbildungs-Datenerfassung für Mittelungszwecke wiederholt wird.

Fig. 1 zeigt mit 11 eine Magnetresonanzeinrichtung zur Verwendung entweder für die Erfassung von Magnetresonanz- Spektroskopiedaten (MRS) oder Magnetresonanz-Abbildungsdaten (MRI).

Insbesondere weist Fig. 1 einen Magneten 12 auf, der zur Erzeugung eines hohen statischen Magnetfeldes verwendet wird. Der Magnet ist so groß ausgelegt, daß er eine Bohrung 13 enthält, in der ein Patient 14 horizontal liegend innerhalb des Magneten aufgenommen werden kann. Das Magnetfeld wird durch den Magnetfeldgenerator HO mit dem Bezugszeichen 16 erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein supraleitender Magnet verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf supraleitende Magneten beschränkt. Vielmehr können auch Permanentmagneten oder Elektromagneten verwendet werden.

Der Magnet ist in bezug auf ein XYZ-Koordinatensystem 17 orientiert. Die Längsachse der Bohrung des Magneten liegt in der Z-Achse.

Wenn der Patient im Magneten angeordnet ist und ein hohes statisches Magnetfeld an den Patienten angelegt wird, tendieren bestimmte Kerne im Patienten, die "Spine" genannt werden, dazu, sich selbst nach dem hohen statischen Magnet feld auszurichten.

Es sind Mittel vorgesehen, um die ausgerichteten Spine in die querliegende XY-Ebene zu "kippen" (tipping). Insbesondere ist ein HF-Übertrager oder -Sender 18 vorgesehen. Der HF-Übertra ger erhält sein HF-Signal aus einem HF-Generator 19. Der Übertrager gibt HF-Impulse über eine Duplexer-Einrichtung 21 an eine (nicht dargestellte) Spule im Magneten. Der Impuls ist vorzugsweise sinusförmig. Die Form des Impulses wird mit einem Modulator 22 erreicht. Der Modulator nimmt seine Modulationsfrequenz aus dem Modulationsfrequenzgenerator 23 auf. Der sinusförmige HF-Impuls wird der Spule aufgegeben und hat einen ausreichenden Wert, um die Spine um 90° in die XY-Ebene zu kippen. Es ist möglich, die Spine auch nur teilweise gegen die XY-Ebene zu kippen; entscheidend ist, daß mindestens eine Projektion der gekippten Spine in der XY-Ebene vorhanden ist. Die gekippten Spine in der XY-Ebene führen eine Präzessionsbewegung aus, die als Larmor-Frequenz bekannt ist; damit wird ein Signal erzeugt, das als "freies Induktionsabfallsignal (FID)′′ bekannt ist (free-induction decay signal). Das Signal fällt verhältnismäßig rasch aufgrund der Phasenabweichung der Spine in der XY-Ebene und auch aufgrund der Tendenz der Spine, in den ausgerichteten Zustand mit dem hohen statischen Magnetfeld zurückzukehren, ab.

Um die Lage der Quelle der FID-Signale zu bestimmen, werden Gradientenimpulse verwendet. Es ist somit ein GX-Gradienten impulsgenerator 24, ein GY-Gradientenimpulsgenerator 26 und ein GZ-Gradientenimpulsgenerator 27 dargestellt. Die Gradien ten werden während der Erfassungsfolge zur Unterstützung bei der Bestimmung der exakten Lage der FID-Signale aufgegeben. Die Lage wird durch die Beziehung zwischen der Larmor-Fre quenz und der Stärke des Magnetfeldes, das auf die Spine wirkt, festgelegt. Die Beziehung lautet:

f = γ B_o/2 π

wobei
f = Larmorfrequenz in kHz,
γ = gyromagnetisches Verhältnis, das für jedes Element konstant ist,
B_o = Stärke des statischen Magnetfeldes,
π = die konstante Zahl 3,1416+.

Aus der Larmor-Beziehung ergibt sich, daß die Frequenz eine direkte Funktion der Stärke des Magnetfeldes B_o ist. Durch Verwendung der Gradientenimpulse wird die Magnetfeldstärke und damit die Frequenz der empfangenen Signale durch die Lage im Magneten gesteuert. Entsprechend wird die Lage des empfangenen FID-Signales durch die Frequenz des empfangenen Signales bestimmt.

Das FID-Signal wird über die Duplexereinrichtung 21 von dem Empfänger 28 übertragen. Das empfangene Signal wird im Demodulator 29 demoduliert, und das analoge, demodulierte Signal wird in einem A/D-Wandler 31 in digitale Signale umgewandelt. Die digitalen Signale werden im Prozessor 32 verarbeitet, der einen Speicher 33 verwenden kann, um entweder eine graphische oder Bilddarstellung von Daten auf dem Monitor 34 zu erzielen.

Die verschiedenen Betriebsweisen der Einrichtung 11 werden durch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 36 gesteuert. Diese zentrale Verarbeitungseinheit ist aus Vereinfachungs gründen nicht mit den anderen Einheiten verbunden darge stellt. Sie steuert das Zeitverhalten, die Amplituden und die Formen der Steuersignale in der Einrichtung, und damit ist die CPU mit praktisch jedem Block der Einrichtung verbunden. Die CPU dieser Einrichtung unterscheidet sich von der bekannten Einrichtung u.a. dadurch, daß sie Steuerungen sowohl für die Vorsättigung als auch für den Vielfachschei benbetrieb aufweist, wie mit 37 und 38 bezeichnet.

Der dreidimensionale Block 41 in Fig. 2 stellt einen dreidi mensionalen Abschnitt des Patienten 14 dar. Der Block 41 weist einen interessierenden Abschnitt oder ein interessier endes Volumen (VOI) 43 mit einer Vorderseite 42 auf. Ziel der Einrichtung nach der Erfindung ist es, Vielfachscheiben des VOI 43 nach Fig. 3 zu erhalten.

Um Daten zu erfassen, die auf einen Abschnitt 43 beschränkt sind, wird ein Vorsättigungsvorgang durchgeführt, um den ganzen Block 41 mit Ausnahme des VOI 43 zu sättigen. Ins besondere sind die Volumina mit einer Stirnseite 44 und einer Oberseite 46, mit einer Stirnseite 47 und einer Oberseite 48, mit einer Stirnseite 49 und einer Oberseite 50 sowie einer Seite 51, mit einer Stirnseite 52 und einer Seite 53, mit einer Stirnseite 54 und einer Seite 55, mit einer Stirnseite 56, einer Stirnseite 57 und einer Stirnseite 58 gesättigt, um sicherzustellen, daß Signale nur aus dem VOI 43 erhalten werden.

Vorzugsweise sind die aus dem VOI 43 erfaßten Daten Daten aus Vielfachscheiben, wie sie beispielsweise als Scheiben 61, 62, 63 und 64 in Fig. 3 dargestellt sind. Es können für Datener fassungszwecke mehr oder weniger Scheiben verwendet werden. Die Daten können entweder spektroskopische Daten oder Bilddaten sein.

Die Vorsättigung wird unter Verwendung einer Folge erzielt, die in Fig. 4 dargestellt ist. Hierbei wird ein erstes Paar von 90°-HF-Impulsen 66 und 67 sequentiell während des Anlegens eines GX-Gradientenimpulses 68 aufgegeben. Die HF-Impulse sind als Sinusimpulse dargestellt, die zum besseren Definieren des interessierenden Volumens verwendet werden. Die HF-Impulse 66 und 67, die während des Anlegens des GX-Gradientenimpulses 68 aufgegeben werden, ergeben Spine in einem Volumen oder einer Tafel des Blockes 41, das bzw. die gedreht wird, so daß es oder sie parallel zur ZY-Querebe ne liegt. Derartige Tafeln werden als "gesättigt" bezeichnet. Die Bandbreiten der HF-Impulse pro Gradientenamplitude bestimmen die Breite in der X-Richtung der Tafeln, die durch den HF-Impuls gesättigt sind. Die Frequenzen der HF-Impulse pro Gradientenamplitude bestimmen die Lage der gesättigten Tafeln. Es werden zwei 90°-HF-Impulse verwendet, da es erwünscht ist, Volumina zu sättigen, die sich in der ±X-Rich tung auf beiden Seiten des interessierenden Volumens 43 erstrecken.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wid ein zweites Paar von 90°-HF- Impulsen 69 und 71 anschließend sequentiell während des Anlegens eines GY-Gradientenimpulses 72 aufgegeben, um Tafeln an der Oberseite und der Unterseite des interessierenden Volumens 43 zu sättigen, d.h., daß die Volumina sich in der ±Y-Richtung erstrecken. Somit sind die Tafeln XZ-Ebenen mit Breiten in der Y-Richtung. Die Breiten werden durch die Bandbreiten der HF-Impulse bestimmt. Die Lage der Tafeln an der Oberseite und Unterseite des interessierenden Volumens wird durch die Frequenzen der angelegten HF-Impulse und/oder der Amplituden der Gradienten bestimmt.

Um sicherzustellen, daß das VOI 43 nicht gesättigt ist, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform die Quermagnetisierung im Anschluß an jeden Impuls der Sätze von HF-Impulsen 66, 67 und 69, 71 außer Phase gebracht. Dies wird dadurch erreicht, daß das Anlegen eines jeden Auswählgradientenimpulses nach Beendigung der HF-Impulse fortgesetzt wird. Um weiterhin eine Phasenverschiebung der Quermagnetisierung sicherzustellen, werden Spoilergradientenimpulse verwendet. Die Spoilergradi entenimpulse sind beispielsweise als GZ-Spoilerimpuls 73, der nach dem HF-Impuls 66 aufgegeben wird, und GZ-Spoilerimpuls 74, der nach dem HF-Impuls 67 aufgegeben wird, dargestellt. Weitere GZ-Spoilerimpulse 76 und 77 werden nach dem Anlegen von HF-Impulsen 69 und 71 aufgegeben. Rechtwinklige GY-Spoi lerimpulse 78 und 79 werden nach dem Anlegen der HF-Impulse 66 und 67 aufgegeben. Entsprechend werden GY-Spoilerimpulse 81 und 82 nach den HF-Impulsen 69 und 71 aufgegeben.

Nach der Vorsättigungsfolge nach Fig. 4 wird der gesamte Block 41 "gesättigt" (d.h. die Spine werden "gekippt"), mit Ausnahme des VOI 43, das ungesättigt gehalten wird.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Folge zur Erzielung von spektro skopischen Daten aus dem VOI 43. Insbesondere wird, wie in Fig. 5 dargestellt, ein HF-Impuls, vorzugsweise ein 90°- Impuls 86, während des Anlegens eines GZ-Gradientenimpulses 87 aufgegeben, um eine XY-Tafel auszuwählen, die sich in der Z-Richtung erstreckt, z.B. Tafel 61 (nachstehend auch manchmal als Scheibe bezeichnet) des interessierenden Volumens 43. Der HF-Impuls 86 hat eine Frequenz, die in Verbindung mit dem GZ-Gradientenimpuls 87 bewirkt, daß ein FID-Signal 88 aus der Scheibe 61 erfaßt wird. Der Impuls ist nicht als Sinusimpuls dargestellt, um zum Ausdruck zu bringen, daß ein Gauß′scher Impuls oder ein dreieckförmiger Impuls verwendet werden kann. Der Gradientenimpuls 87 ist so dargestellt, daß er einen in entgegengesetzte Richtung gehenden Teil 89 hat, der zu Refokussierzwecken verwendet wird.

Während der spektroskopischen Datenerfassung ist es üblich, den Betrieb mit zwischen 100 und 1000 Abtastfolgen unter Verwendung der gleichen HF- und Gradientenimpulsparameter für Mittelungszwecke zu verwenden. Eine derartige Mittelung ist erforderlich, um auswertbare Signal-Geräusch-Verhältnisse zu erzielen. Bei Vielfachscheibenerfassungen werden zusätzlich zu den Wiederholabtastungen für Mittelungszwecke HF-Impulse z.B. mit unterschiedlichen Frequenzen verwendet, um Daten aus unterschiedlichen Scheiben zu erfassen.

Fig. 6 zeigt eine Grund-Spin-Echo-Abtastfolge, die zur Erzielung von Abbildungsdaten aus einer ausgewählten Tafel oder Scheibe im VOI 43 verwendet wird. Zunächst wird ein vorzugsweise sinusförmiger 90°-HF-Impuls 91 während des Anlegens eines GZ-Gradientenimpulses 92 aufgegeben. Zu Refokussierungszwecken hat der Impuls 92 einen entgegenge setzt verlaufenden Teil 93.

Eine Serie von phasencodierten Impulsen wird, wie mit 94 bezeichnet, aufgegeben. Jeder phasencodierende Impuls ermöglicht das Erfassen von Daten für eine unterschiedliche Reihe von Bildelementen, wobei jedes Bildelement einer ähnlich positionierten Fläche in der Scheibe des Gegenstandes entspricht. Die Position der Reihe hängt von der Amplitude (Phasenlage) des Phasencodierimpulses ab. Infolgedessen wird ein 180°-HF-Impuls 96 aufgegeben, und zwar ebenfalls während des Anlegens eines ebenen Auswähl-GZ-Gradientenimpulses; d.h., Scheibe 61 im interessierenden Volumen 43. Der 180°- Impuls bewirkt, daß die phasenverschobenen Spine in der ausgewählten Querebene wieder in die Phasenlage zurückkehren und ein Echosignal 98 bilden. Ein GX-Gradientenimpuls 99 wird während der Erfassung des Echos aufgegeben, um die Spalten von Bildelementen zu unterscheiden.

Ein nach negativ gehender GX-Impuls 101 wird vor dem Anlegen des 180°-HF-Impulses aufgegeben. Der Impuls 101 ist so beschaffen, daß dann, wenn das Volumen des Impulses gleich dem Volumen des Impulses 99 ist, ein Gradientenecho gebildet wird. Im Idealzustand fallen die Bildung der Gradientenecho signale und der Spinechosignale zusammen und verstärken einander. In der Praxis werden eine Anzahl von Signalen, z.B. das Signal 98, erfaßt und gemittelt, wobei die gleichen HF- und Gradientenimpulsparameter verwendet werden. Für die Erfassung von Daten aus unterschiedlichen Scheiben werden unterschiedliche HF-Impulsparameter und/oder Gradientenim pulsparameter verwendet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Folge zur Erzielung von Daten aus den unterschiedlichen Scheiben nach Fig. 7 durchlaufen. Zu Vereinfachungszwecken zeigt Fig. 7 die Erfassung von FID-Signalen statt von Spin-Echosignalen. Es ist jedoch festzuhalten, daß die Einrichtung nach der Erfindung sich auf die Erfassung von Echosignalen wie auch aller anderen Signalarten bezieht.

In Fig. 7 wird ein erster HF-Impuls HFI,1, der mit Bezugs zeichen 106 gekennzeichnet ist, während des Anlegens des Gradientenimpulses 107 mit einem nach negativ gehenden Teil 108 zu Refokussierzwecken aufgegeben. Auf den Impuls HFI,1 ansprechend wird ein FID-Signal 109 erfaßt. Sobald das FID-Signal erfaßt ist, wird ein neuer Gradientenimpuls 111 mit einem nach negativ gehenden Teil 112 aufgegeben. Während des Anlegens des Gradientenimpulses 111 wird ein HF-Impuls HFII,1, der mit 113 bezeichnet ist, aufgegeben. Der HF-Impuls 113 mit dem Gradienten 111 ist jedoch verschieden von dem HF-Impuls 106 und Gradientenimpuls 107 und der Auswählscheibe 62. Somit stammen beispielsweise die Daten, die auf den HF-Impuls 113 ansprechen, aus der Scheibe 62.

Diese Folge wird so lange wiederholt, bis Daten aus jeder der Scheiben erfaßt worden sind. Dies wird durch HFm,1 mit Bezugszeichen 114 angezeigt. HFm,1 ist der letzte Impuls, der während der Auswahl der unterschiedlichen Scheiben, wie z.B. Scheiben 61, 62, ...m verwendet wird. Anschließend daran wird HF-Impuls HFI,2 mit Bezugszeichen 116 aufgegeben. HF-Impuls 116 hat die gleichen Parameter wie Impuls 106. Der HF-Impuls 116 wird während des Anlegens des GZ-Gradientenimpulses 116 aufgegeben, der die gleichen Parameter wie der Gradienten impuls 107 hat. Somit werden Daten für die Scheibe 61 erhalten.

Der nächste HF-Impuls ist der Impuls HFII,2 mit Bezugszeichen 118, der die gleichen Parameter wie der Impuls 113 hat. Er wird während des Anlegens des GZ-Gradientenimpulses 119 aufgegeben, der die gleichen Parameter wie der Gradienten impuls 111 hat. Diese Folge wird fortgesetzt, bis der Impuls 121 mit den gleichen Parametern wie der Impuls 106 aufgegeben wird. In ähnlicher Weise werden Impulse, z.B. Impuls 122, die die gleichen Parameter wie Impuls 114 haben, aufgegeben. Diese Impulse werden während des Anlegens von GZ-Gradienten impulsen 123 und 124 mit den gleichen Parametern wie die Impulse 111 und 115 aufgegeben.

Das Anlegen der HF-Impulse und der Gradientenimpulse bewirkt, daß FID-Signale aus den unterschiedlichen Scheiben erfaßt werden, die dann zur Abbildung oder für die Spektroskopie verwendet werden, abhängig davon, ob Phasencodierimpulse während der Folge aufgegeben werden oder nicht. Eine Abbil dung erfordert das Anlegen einer bestimmten Art von Phasen codierimpulsen, wie z.B. in Fig. 6 gezeigt, wobei die Phasencodierimpulse 94 verwendet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung werden entweder spektroskopische oder Abbildungs daten aus einer Vielzahl von Scheiben in einem interessieren den Volumen erfaßt. Die Erfassung wird durch Verwendung einer Vorsättigungsfolge erzielt, wobei die nicht interessierenden Volumina gesättigt werden und ein interessierendes Volumen ungesättigt bleibt. Nach der Sättigung wird eine Datenerfas sungsfolge aufgegeben, die eine Vielzahl von Signalen aus einer Vielzahl von Scheiben oder Tafeln in dem interessier enden Volumen erzeugt.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung tritt die Erfassung von Daten aus einer Vielzahl von Scheiben praktisch in der Zeit auf, die erforderlich ist, um Daten aus einer einzigen Scheibe zu erfassen. Das Verfahren ermöglicht die Erfassung entweder spektroskopischer Daten oder Abbildungsdaten, die in Scheiben in bestimmten interessierenden Volumina lokalisiert sind, und zwar ohne nachteilige Wirbelstromeinflüsse und mit einer Feindefinition des Volumens. Der Leistungsbedarf ist gering, weil selbst dann, wenn die HF-Impulse verhältnismäßig große Bandbreiten haben, weniger solche HF-Impulse verwendet werden. Der Leistungsbedarf bei dieser Einrichtung stellt im Vergleich zu dem Leistungsbedarf in anderen Systemen eine außerordentlich effiziente Einrichtung sicher.

Die beschriebene Einrichtung kann mit kurzen Folgen arbeiten. Deshalb wird die T1-Abhängigkeit der Einrichtung entscheidend reduziert. Die Zeitdauer zwischen der Sättigungsfolge und der Datenerfassungsfolge wird variiert, wie dies erforderlich ist, um Wirbelstromeffekte zu verringern. Auch können Größe und Lage der Scheiben, von denen Daten in dem interessieren den Volumen erfaßt werden, dadurch verändert werden, daß die Bandbreite und/oder die HF-Frequenz der Impulse und/oder die Stärke der Auswählgradienten verändert wird.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen von Vielfachscheiben in einem interessierenden Volumen (VOI) während einer Magnetreso nanzprüfung (MR), dadurch gekennzeichnet, daß
ein VOI in einem Patienten bestimmt wird, das Gegenstand einer MR-Prüfung ist,
der Patient einem hohen statischen Magnetfeld ausgesetzt wird,
Volumina, die das VOI umgeben, vorgesättigt werden, wobei nur das VOI ungesättigt verbleibt,
Vielfachscheiben aus dem VOI ausgewählt werden,
HF-Impulse aufgegeben werden, um Signale mit freiem Induktionsabfall (FID) in den ausgewählten Vielfachschei ben zu erzeugen,
Gradientenimpulse aufgegeben werden, um die Quelle der FID-Signale zu positionieren, und
die FID-Signale verarbeitet werden, um nutzbare Daten aus der MR-Prüfung zu erzielen.

2. Verfahren zum Erfassen von Daten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsättigen des das interessieren de Volumen umgebende Volumen umfaßt:
das Aufgeben eines Paares von HF-Impulsen während des Anlegens eines ersten Gradientenimpulses, um Volumina zu sättigen, die in unmittelbarer Nähe beider Seiten des VOI angeordnet sind, und
das Aufgeben eines zweiten Paares von HF-Impulsen während des Anlegens eines zweiten Gradientenimpulses, um Volumina zu sättigen, die in unmittelbarer Nähe der Deckseite und der Bodenseite des VOI angeordnet sind.

3. Verfahren zum Vorsättigen von Volumina, die das VOI nach Anspruch 2 umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß Spoiler gradientenimpulse zwischen den HF-Impulsen der ersten und der zweiten Paare von HF-Impulsen aufgegeben werden, um sicherzustellen, daß das VOI ungesättigt bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spoilergradientenimpulse nach dem Anlegen eines jeden Paares von HF-Impulsen aufgegeben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswählen von Vielfachscheiben umfaßt:
das Aufgeben einer Grunddatenerfassungsabtastfolge, um Daten aus einer ausgewählten der Vielfachscheiben zu erhalten, wobei die Grunddatenerfassungsabtastfolge das Anlegen eines HF-Impulses bei Vorhandensein eines Scheibenauswähl-Gradientenimpulses einschließt,
der Scheibenauswählgradientenimpuls in Verbindung mit dem HF-Impuls Parameter zum Auswählen und Erfassen von Daten aus einer ersten Tafel (slab) im Patienten aufweist,
das Abwarten einer definierten Zeitperiode, bevor die Basisfolge erneut aufgegeben wird, und
das erneute Aufgeben der Grundabtastfolge während der definierten Periode mit Impulsen unterschiedlicher Parameter zum Auswählen und Erfassen von Daten aus anderen Tafeln im Patienten während dieser definierten Periode.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Parameter unterschiedliche Frequenzen für die HF-Impulse aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Parameter Gradientenimpulse unterschied licher Amplituden aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Parameter unterschiedliche Bandbreiten für den HF-Impuls aufweisen.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Vielfach-HF-Impulse unterschiedlicher Frequenzen bei Vorhandensein unterschiedlicher Gradientenimpulse zur Auswahl von Vielfachscheiben im Patienten aufgegeben werden,
eine Vielzahl von HF-Impulsen der gleichen Frequenz während des Aufgebens von Gradientenimpulsen der gleichen Amplituden aufgegeben werden, um eine Vielzahl von Signalen aus jeder der Tafeln, die durch die Vielfach- HF-Impulse ausgewählt werden, zu erzielen, und
die Vielzahl von Signalen gemittelt wird, um ein auswert bares Signal-Geräusch-Verhältnis zu erhalten.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Impulse, die zu Sättigungszwecken verwendet werden, Sätze von frequenzmodulierten 90°-HF-Impulsen sind.

11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufgeben einer Grundabtastfolge die Verwendung einer Spinechofolge einschließt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten spektroskopische Daten sind.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufgeben von Phasencodier-Gradientenimpulsen nach dem Anlegen der Tafelauswählimpulse aufgegeben werden.

14. Einrichtung zum Erfassen von Vielfachscheiben in einem interessierenden Volumen (VOI) während einer Magnetreso nanzprüfung (MR), gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zur Bestimmung eines VOI in einem Patienten, das einer MR-Prüfung unterzogen wird,
eine Vorrichtung, die den Patienten einem hohen stati schen Magnetfeld aussetzt,
eine Vorrichtung, die das VOI umgebende Volumen vorsät tigt und nur das VOI ungesättigt läßt,
eine Vorrichtung zum Auswählen von Vielfachscheiben aus den VOI,
eine Vorrichtung zum Aufgeben von HF-Impulsen, um Signale mit freiem Induktionsabfall (FID) in den ausgewählten Vielfachscheiben zu erzeugen,
eine Vorrichtung zum Aufgeben von Gradientenimpulsen, um die Quelle der FID-Signale festzustellen, und
eine Vorrichtung zum Verarbeiten der FID-Signale, um auswertbare Daten aus der MR-Prüfung zu erzielen.

15. Einrichtung zum Erfassen von Daten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Vorsätti gen des Volumens, das das interessierende Volumen ergibt, aufweist:
eine Vorrichtung zum Aufgeben eines Paares von HF-Impul sen während des Anlegens eines ersten Gradientenimpulses, um Volumina zu sättigen, die in unmittelbarer Nähe beider Seiten des VOI angeordnet sind, und
eine Vorrichtung zum Aufgeben eines zweiten Paares von HF-Impulsen während des Anlegens eines zweiten Gradien tenimpulses, um Volumina zu sättigen, die in unmittel barer Nähe der Oberseite und der Unterseite des VOI angeordnet sind.

16. Einrichtung zum Vorsättigen von Volumina, die den VOI des Anspruchs 15 umgeben, gekennzeichnet durch eine Vorrich tung zum Aufgeben von Spoilergradientenimpulsen zwischen den HF-Impulsen des ersten und des zweiten Paares von HF-Impulsen, um sicherzustellen, daß der VOI ungesättigt bleibt.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufgeben von Spoilergradientenim pulsen nach dem Anlegen eines jeden Paares von HF-Impul sen.

18. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Auswählen von Vielfachscheiben aufweist:
eine Vorrichtung zum Aufgeben einer Grunddatenerfassungs abtastfolge, um Daten aus einer ausgewählten Scheibe der Vielfachscheiben zu erzielen, wobei diese Vorrichtung eine Vorrichtung zum Aufgeben eines HF-Impulses bei Vorhandensein eines Scheibenauswählgradientenimpulses enthält,
der Scheibenauswählgradientenimpuls in Verbindung mit dem HF-Impuls Parameter zum Auswählen und Erfassen von Daten aus einer ersten Tafel im Patienten hat,
eine Vorrichtung, die eine Verzögerung über eine vorbe stimmte Zeitperiode einführt, bevor die Grundfolge erneut aufgegeben wird, und
eine Vorrichtung zum erneuten Aufgeben der Grundabtast folge während der definierten Periode mit Impulsen unterschiedlicher Parameter zum Auswählen und Erfassen von Daten aus anderen Tafeln im Patienten während dieser definierten Periode.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Parameter unterschiedliche Frequen zen für die HF-Impulse haben.

20. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Parameter Gradientenimpulse unterschiedlicher Amplituden haben.

21. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Parameter unterschiedliche Band breiten für die HF-Impulse haben.

22. Einrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufgeben von Mehrfach-HF-Impulsen unterschiedlicher Frequenzen bei Vorhandensein unter schiedlicher Gradientenimpulse, um Vielfachscheiben im Patienten auszuwählen,
eine Vorrichtung zum Aufgeben einer Vielzahl von HF- Impulsen der gleichen Frequenz während des Anlegens von Gradientenimpulsen der gleichen Amplituden, um eine Vielzahl von Signalen aus jeder der Tafeln zu erzielen, die durch die Vielfach-HF-Impulse ausgewählt werden, und
eine Vorrichtung zum Mitteln der Vielzahl von Signalen zur Erzielung eines auswertbaren Signal-Geräusch-Verhält nisses.

23. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Impulse, die zu Sättigungszwecken verwendet werden, Sätze von frequenzmodulierten 90°-HF-Impulsen sind.

24. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Aufgeben einer Grundabtastfolge eine Vorrichtung zum Aufgeben einer Spinechofolge aufweist.

25. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten spektroskopische Daten sind.

26. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufgeben von phasencodierten Gradienten impulsen nach dem Anlegen der Tafelauswählimpulse zum Erfassen von Bilddaten.