DE60023774T2

DE60023774T2 - Magnetresonanzgerät

Info

Publication number: DE60023774T2
Application number: DE60023774T
Authority: DE
Inventors: Joseph Vilmos Hajnal
Original assignee: Philips Medical Systems Cleveland Inc; Philips Medical Systems Inc
Current assignee: Philips North America LLC; Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1999-03-13
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP2000262492A; ATE309550T1; EP1037068B1; GB2348005A; EP1037068A3; GB9905727D0; EP1037068A2; DE60023774D1; JP4447104B2; US6492810B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Magnetresonanzgeräte (MR).
Die Erfindung betrifft insbesondere die Reduzierung von Artefakten, die durch so genanntes „Aliasing" in Magnetresonanzbildern in Magnetresonanzbildgebungsgeräten verursacht werden, und die Reduzierung von Artefakten, die durch Aliasing in Magnetresonanzspektroskopiegeräten verursacht werden.
Das Magnetresonanzgerät umfasst einen Magneten zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes, um die magnetresonanzaktiven Nuklei wie zum Beispiel Wasserstoff im Gewebe eines Patienten auszurichten, und HF-Anregungsmittel wie zum Beispiel eine HF-Spule, um diese Nuklei zur Resonanz anzuregen. Die durch die Nuklei erzeugten resultierenden Relaxationssignale werden von einer Empfangsspule oder von Empfangsspulen erfasst, die von der Sendespule getrennt sein kann/können oder bei der/denen es sich um ein und dieselbe(n) Spule(n) handeln kann. Die Signale liefern Informationen über die Verteilung der Nuklei und damit Informationen über das Gewebe selbst. Räumliche Informationen über die Verteilung der Nuklei erhält man bei der Magnetresonanzbildgebung durch räumliches Codieren des MR-Signals mittels Mitteln zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten.
In jedem Magnetresonanzbildgebungsgerät liegt die für die Bildgebung ausgewählte Region innerhalb der durch das Magnetsystem erzeugten Region des geeigneten Feldes. Die Anforderungen für die Region des geeigneten Feldes bestehen darin, dass das Feld des Hauptmagneten in sehr hohem Maße homogen sein muss und die dem Hauptfeld auferlegten Magnetfeldgradienten in sehr hohem Maße gleichmäßig sein müssen.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 nimmt der Magnet 1 bei einem Entwurf des Magnetresonanzbildgebungsgeräts (MRI-Gerät) auf einer Liege 2 befindliche Patienten in einer zylindrischen Röhre 3 auf und die Region des geeigneten Feldes erstreckt sich zwischen den radialen Ebenen A und B.
Im Fall der Abbildung einer radialen Schicht wird die bestimmte Schicht, die ausgewählt wird, durch die Frequenz des HF-Anregungsimpulses bestimmt, der mit einer bestimmten Frequenz präzedierende Nuklei anregt. Die Frequenz, mit der die Nuklei präzedieren, hängt von der Magnetfeldstärke ab. In 1 führt der axiale Gradient zum Beispiel zu einem Anstieg der Magnetfeldstärke (auf lineare Weise) in einer axialen Richtung von A nach B. Wo die Stärke des Gradientenfeldes und des Hauptmagnetfelds abfallen, durchläuft das resultierende Magnetfeld unglücklicherweise die gleichen Werte wie über die lineare Region. Die Region D unterliegt daher der gleichen Magnetfeldstärke wie die Schicht B. Wenn Schicht B angeregt wird, wird auch Region D angeregt, und eine gewisse Menge des in Region D erzeugten MR-Signals wird von der HF-Spule 4 erfasst und verarbeitet, als ob dieses MR-Signal durch die ausgewählte Schicht B erzeugt worden wäre.
Dieses Problem wird als Aliasing bezeichnet und ist für die Entstehung von Artefakten in dem durch das MRI-Gerät erzeugten Bild verantwortlich. Dieses Problem stellt sich insbesondere bei kürzeren Magneten, die vorgeschlagen wurden, um Probleme der Klaustrophobie zu reduzieren, weil hier der Abfall näher an der Region des geeigneten Feldes auftritt als bisher. Es ist daher schwieriger dafür zu sorgen, dass sich kein Teil des Patienten während der Bildgebung in der Alias-Region befindet.
Zur Milderung dieses Aliasing-Problems wurden verschiedene Vorschläge gemacht. So wurde vorgeschlagen, Alias-Regionen wie D in 2 von dem durch die HF-Spule 4 erzeugten Anregungsimpuls abzuschirmen, jedoch erfordert dies die Verwendung einer separaten Abschirmung. Es wurde vorgeschlagen (GB-A-2.337.819, veröffentlicht am 1.12.99), eine Anordnung von Sendespulen zu verwenden, um einen HF-Anregungsimpuls zu erzeugen, der in der Region D kollabiert.
Spulenanordnungen wurden schon vorher als Sende- oder Empfangsspulen verwendet und es wurde vorgeschlagen (EP-A-1.014.102, veröffentlicht am 28.06.00), eine Anordnung aus Empfangsspulen in der Region des geeigneten Feldes (von A nach B) zu verwenden, um die Anzahl der Schichtcodierschritte zu verringern, die sonst erforderlich wären, um zwischen verschiedenen gleichzeitig angeregten radialen Schichten zu unterscheiden.
In dem Dokument US-A-5.451.875 wird das Problem des Aliasing gelöst, indem eine Region außerhalb einer einsetzbaren Gradientenspule so gesättigt wird, dass Aliasing von dem in der gesättigten Region befindlichen Material außerhalb der Gradientenspule verhindert wird.
In dem Dokument US-A.5.386.190 wird das Problem des Aliasing gelöst, indem ein erstes und ein zweites Gradientenmagnetfeld in einer vorgegebenen Richtung angelegt und eine erste bzw. eine zweite Schichtauswahlregion angeregt wird, wobei sich die zweite Schichtauswahlregion zumindest teilweise mit der ersten Schichtauswahlregion überlappt, so dass es möglich wird, ein Bild aus nur dem überlappenden Bereich der Schichtauswahlregionen zu rekonstruieren und Signale, die dem Aliasing außerhalb dieses Bereichs unterliegen, zu unterdrücken.
Die Erfindung schafft ein Magnetresonanzgerät mit Mitteln zum Erzeugen eines Hauptmagnetfelds und eines Magnetfeldgradienten in einer gewünschten Signalregion, HF-Mitteln zum Anregen von Magnetresonanz in einem Volumen der gewünschten Signalregion, und einer primären HF-Empfangsspule zum Empfangen von MR-Signalen aus der gewünschten Signalregion, gekennzeichnet durch eine zusätzliche HF-Empfangsspule zum Empfangen von MR-Signalen aus einer Alias-Region außerhalb des gewünschten angeregten Volumens, wobei das Magnetfeld in dieser Alias-Region einen Wert hat, der dem Wert in dem gewünschten angeregten Volumen entspricht, und durch Verarbeitungsmittel, die vorgesehen sind, um Daten von dem gewünschten angeregten Volumen anhand von Signalen von der zusätzlichen HF-Empfangsspule sowie von der primären HF-Empfangsspule zu erzeugen, um Artefakte zu reduzieren, die durch Aliasing in den von dem gewünschten angeregten Volumen erzeugten Daten verursacht werden.
Die Erfindung wählt einen anderen Ansatz als den der Abschirmung oder Nichtigmachung des HF-Signals, indem eine HF-Spule vorgesehen wird, um das Alias-Signal aufzufangen, und das Signal anschließend benutzt wird, um die Auswirkung des Aliasing auf die gewünschten Daten zu reduzieren.
Ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät wird im Folgenden anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ausführlich beschrieben.
Es zeigen:
1 die Schwankung der Magnetfeldstärke in einem bekannten Magnetresonanzbildgebungsgerät;
2 eine schematische Querschnittansicht des bekannten Magnetresonanzbildgungsgeräts;
3 eine schematische Querschnittansicht des erfindungsgemäßen Magnetresonanzbildgebungsgeräts;
4 ein Blockschaltbild der Verarbeitungsmittel aus 3;
5 eine Darstellung einer Anordnung von Werten einer mathematischen Größe, die in den Verarbeitungsmitteln verwendet wird; und
6 eine graphische Darstellung der Schwankung dieser mathematischen Größe entlang einer Linie der Anordnung.
Bezug nehmend auf 3 umfasst das Magnetresonanzbildgebungsgerät einen Magneten 1, der ein Hauptfeld in einer Richtung entlang der Achse einer Röhre 3 erzeugt, in die ein Patient auf einer Liege 2 geschoben wird. Zur Einrichtung von Magnetfeldgradienten in x-, y- und z-Richtung sind Gradientenspulen (nicht abgebildet) vorgesehen. Es wird davon ausgegangen, dass die z-Richtung entlang der Achse der Röhre verläuft. Die Sende-/Empfangsspule 4 ist dafür verantwortlich, HF-Anregungsimpulse zur Anregung von Magnetresonanz in einer gewünschten Schicht zu liefern.
In Verarbeitungsmitteln 6 werden die durch die Bildgebungs-(primär-)Spule 4 erzeugten Signale in Koordinaten in der Ebene der Schicht B aufgelöst. Das Bild könnte eine radiale Schicht an irgendeiner Stelle von A nach B zeigen, die durch die geeignete Wahl der Frequenz des HF-Anregungsimpulses ausgewählt wurde. Außerdem könnte mehr als eine Schicht dargestellt werden, es könnte durch die Erzeugung aneinander angrenzender Schichten ein Volumen dargestellt werden, und die Schichten brauchen nicht senkrecht zu der Achse der Röhre zu verlaufen, sondern könnten in der Tat senkrecht zu einer beliebigen Richtung verlaufen. Ein Bild der gewählten Schicht oder Bilder der gewählten Schichten werden an die Anzeigevorrichtung 7 weitergeleitet.
Wie bisher beschrieben, entspricht das Magnetresonanzbildgebungsgerät aus 3 dem bekannten Gerät aus 2 und hat die gleiche Schwankung der Magnetfeldstärke in Abhängigkeit vom Abstand, d.h. diejenige aus 1. Das Gerät aus 3 ist also typischerweise eines der Geräte mit kurzen Magneten.
Bezug nehmend auf 3 bezeichnen die gestrichelten und mit A, B und D gekennzeichneten Linien die gleichen Magnetfeldstärken wie bei dem bekannten Magnetresonanzgerät, das unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde. Erfindungsgemäß wird eine zusätzliche Empfangsspule 5 in der Alias-Region angeordnet. Die Ausgabe dieser Spule 5 sowie der primären Sende-/Empfangsspule 4 wird an das Verarbeitungsmittel 6 weitergeleitet, das mit der Anzeigevorrichtung 7 zur Anzeige des durch das Magnetresonanzbildgebungsgerät erzeugten Bildes verbunden ist.
Auf die gleiche Weise, in der die Bildgebungsspule 4 MR-Signale aus der Alias-Region sowie aus der gewählten Schicht erfasst, erfasst die Alias-Spule 5 MR-Signale aus der gewünschten Schicht ebenso wie aus der Alias-Region, und die Auswirkung der Alias-Region auf die gewünschte Schicht wird berechnet und reduziert oder eli miniert. Allgemeiner gesagt werden Artefakte erzeugt, sobald zwei Regionen des Raums die gleiche Feldstärke haben, was auf ungünstige Randzonenkombinationen der Gradienten- und Hauptmagnetfelder zurückzuführen ist. Die Erfindung zielt darauf ab, diese Artefakte zu reduzieren oder zu eliminieren.
Bezug nehmend auf 4 werden die von der Bildgebungsspule 4 empfangenen Signale in dem Empfänger 8 digitalisiert und verarbeitet. Im Fall der Darstellung einer einzelnen Schicht (der gewünschten Schicht) erzeugen die angewendeten Impulssequenzen und die nachfolgende Verarbeitung der erfassten Rohdaten eine zweidimensionale Matrix der Bildintensität entsprechend der abgebildeten Schicht, obwohl die Daten im Gegensatz zu den durch bekannte Geräte erzeugten Bilddatenmatrizen komplex sind. Wie üblich bestimmen Amplitude, Frequenz und Phase der Rohdaten die Bilddatenmatrix. Die Pixelanordnung der Bilddatenmatrix entspricht einer Anordnung von physikalischen räumlichen Orten in der gewünschten Schicht.
Die gleiche Verarbeitung erfolgt in dem Empfänger 9 für digitalisierte Signale, die von der Alias-Spule 5 empfangen wurden. Wieder wird eine Pixelanordnung erzeugt, die eine Bilddatenmatrix bildet. Dieses Mal werden jedoch die physikalischen räumlichen Orte wahrscheinlich nichtlinear auf die Pixelanordnung abgebildet. Obwohl der einfachen Erläuterung halber die Alias-Spule so gezeigt wurde, dass sie eine Schicht in der radialen Ebene D darstellt, wird die Alias-Region in der Tat mit großer Sicherheit keine wohldefinierte Schicht sein.
Der Grund hierfür besteht darin, dass die resultierende Magnetfeldstärke, die eine Kombination aus dem Hauptfeld und dem Gradientenfeld ist, in der Region der Schicht 2 auf unkontrollierte Weise abfällt. Das resultierende Magnetfeld wird nur in der Bildgebungsregion von A nach B sorgfältig gesteuert.
Ein Pixel könnte also einem sehr großen physikalischen Raumvolumen entsprechen, während ein anderes einem Raumvolumen gleich Null entsprechen könnte. Jedes Pixel in der Bilddatenmatrix entspricht einem Pixel mit den gleichen Reihen- und Spaltenkoordinaten in der Alias-Bilddatenmatrix. Die von der Bildgebungsspule 4 und der Alias-Spule 5 erfassten Daten werden unter Verwendung der gleichen Erfassungssequenz erzielt und ergeben entsprechende Bildmatrizen. Daten von der Bildgebungsspule ergeben jedoch eine treue Darstellung der räumlichen Verteilung der Spins innerhalb der gewünschten Schicht, während die Daten von der Alias-Spule wahrscheinlich eine stark verzerrte Darstellung der Verteilung der Spins in der Artefaktregion erzeugen. Dies ist darauf zurückzu führen, dass unkontrollierte Randzoneneffekte in den Alias-Regionen erzeugt werden, wenn der erforderliche Bildgebungsgradient in der gewünschten Schichtregion angewendet wird. Die Daten von der Bildgebungsspule und der Alias-Spule werden jeweils in genau gleicher Weise durch Fourier-Transformation verarbeitet.
Im Gegensatz zu einer konventionellen Bilddatenmatrix, bei der jedes Pixel ein Modul einer komplexen Zahl darstellt, ist jedes Pixel in der Bilddatenmatrix und der Alias-Bilddatenmatrix der Erfindung eine komplexe Größe.
Jedes Pixel in der Bilddatenmatrix und jedes Pixel in der Alias-Datenmatrix kann einen signifikanten Beitrag von entweder der gewünschten Region oder der Alias-Region oder von beiden Regionen enthalten.
Die Kenntnis der Empfindlichkeit jeder Spule, für jedes einzelne Pixel, für ihr eigenes und das andere angeregte Volumen wird benutzt, um jedes Pixel der Bilddatenmatrix hinsichtlich des Alias-Effekts zu kompensieren. Dies erfolgt in Prozessor 10.
Die für die Korrektur verwendeten Gleichungen sind wie folgt, wobei die nachstehenden Definitionen gelten und für jedes spezielle Pixel alle Ausdrücke komplex sind:

Ii: stellt die Intensität eines Pixels in der Bilddatenmatrix dar, wie sie durch die Bildgebungsspule 4 erfasst wird,
Ia: stellt die Intensität des gleichen Pixels in der Alias-Datenmatrix dar, wie sie von der Alias-Spule 5 erfasst wird,
I₁: ist die korrigierte Intensität dieses Pixels in der Bilddatenmatrix, d.h. die Intensität, die nur auf die Anregung in der gewünschten Schicht zurückzuführen ist,
I₂: ist die Intensität dieses Pixels in der Alias-Datenmatrix, die nur auf die Anregung in der Alias-Region zurückzuführen ist,
Si₁: ist die Empfindlichkeit der Bildgebungsspule 4 für in der gewünschten Schicht erzeugte MR-Signale,
Si₂: ist die Empfindlichkeit der Bildgebungsspule 4 für in der Alias-Region erzeugte MR-Signale,
Sa₁: ist die Empfindlichkeit der Alias-Spule 5 für durch die gewünschte Schicht erzeugte MR-Signale,
Sa₂: ist die Empfindlichkeit der Alias-Spule für in der Alias-Region erzeugte MR-Signale,
S: ist eine Matrix aus verschiedenen Termen,
: ist der Kehrwert der Matrix S.

Die erkannte Intensität eines Pixels in der Bilddatenmatrix kann also durch die folgende Gleichung dargestellt werden: Ii = Si1I1 + Si2I2
Die erkannte Intensität des gleichen Pixels in der Alias-Bilddatenmatrix kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden: Ia = Sa1I1 + Sa2I2
Diese beiden Terme können als eine Matrix dargestellt werden (wobei jetzt der Term in seinem mathematischen Sinn verwendet wird):
Diese Matrixgleichung kann wie folgt zusammengefasst werden: ISpule = SISchicht
Die simultanen Gleichungen können gelöst werden, um die Berechnung der tatsächlich durch jede Schicht erzeugten Intensität zu ermöglichen, und die Lösung kann auf die folgende allgemeine Weise dargestellt werden:
Die Kenntnis von
macht es daher möglich, die korrigierte Intensität zu erlangen, ohne dass sie mit MR-Beiträgen aus der Alias-Region kombiniert wird. Die obige Berechnung zur Erzeugung von I₁ muss daher für jedes Pixel der Bilddatenmatrix der abgebildeten Schicht durchgeführt werden.
Es werden normale Bildgebungssequenzen benutzt. Es wird zum Beispiel ein Schichtauswahlgradient in der z-Richtung angewendet, wenn der HF-Impuls zugeführt wird. Während des Auslesens wird ein Frequenzcodiergradient angewendet, um das MR-Signal in einer Richtung der Schicht zu decodieren. Vor dem Auslesen werden Phasencodiergradienten unterschiedlicher Größen ein- und ausgeschaltet, um das MR-Signal in orthogonaler Richtung zu decodieren. Für jeden Anregungsimpuls werden zwei Signale gemessen, d.h. das Signal von der Bildgebungsspule und das Signal von der Alias-Spule.
Um die obigen Gleichungen zu lösen, muss man natürlich die Empfindlichkeitsterme in der Matrix kennen. Diese Empfindlichkeitstrme gelten natürlich für jedes Pixel des Bildes und werden wahrscheinlich für jedes Pixel des Bildes unterschiedlich sein. Diese Empfindlichkeitswerte für jedes Pixel können ermittelt werden, indem man ein gleichmäßige Phantom zuerst an dem Ort der gewünschten Schicht und anschließend in der Aliasing-Region anordnet. Durch Anordnen des Phantoms am Ort der Schicht lassen sich die Terme Si₁ und Sa₁ erzielen und durch Anordnen des Phantoms in der Aliasing-Region lassen sich die Terme Si₂ und Sa₂ erzielen, wieder für jedes Pixel der radialen Ebene.
Obwohl sich die Erörterung auf Schichtauswahlartefakte bezogen hat, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Eine besonders wichtige Anwendung der Erfindung ist die Bildgebung, wenn die Phasencodierrichtung in Richtung Kopf-Fuß verläuft. Hier kann die Korrektur in ähnlicher Weise erfolgen wie bei dem Beispiel der Schichtauswahl.
In dem oben beschriebenen Beispiel wurden sowohl die Empfindlichkeitsdaten als auch die experimentellen Daten unter Verwendung der gleichen Sequenz erfasst. Die Korrektur würde für eine andere Sequenz nicht funktionieren. Dies ist jedoch keine allgemeine Einschränkung. Eine allgemeine Formulierung würde Karten ("maps") für jede willkürliche Sequenz erfordern, und dies kann durch Feldkarten von B₀ und der Gradientenfelder sowie das Empfindlichkeitsprofil der verwendeten Empfangsspule erreicht werden. Als Alternative zur Verwendung von Phantomen zur Bestimmung der Empfindlichkeitsterme können die Empfindlichkeitsterme daher direkt anhand der Kenntnis der Kartierung der räumlichen Verteilung der Gradientenfelder und des Hauptfeldes sowohl in der Alias-Region als auch in der Bildgebungsregion berechnet werden. Diese sequenzabhängigen Informationen würden dann mit dem Spulenempfindlichkeitsprofil kombiniert, um eine Gesamtsystemempfindlichkeit für jede Spule für jedes Pixel in den endgültigen Bilddaten zu ergeben.
In der Praxis werden die Pixel in den endgültigen Bildern durch Rauschen beeinträchtigt, wenn das Gleichungspaar, dessen Koeffizienten durch S dargestellt sind, falschen Bedingungen unterliegt. Es können sich Probleme ergeben, wenn die Alias-Region auf stark verzerrte nichtlineare Weise auf den Bildbereich abgebildet wird. Hier gibt es zwei Fälle zu betrachten:

(i) Regionen der Bilder, die sowohl Schichtdaten als auch Artefaktsignale enthalten. In diesen Regionen sind (Si₁, Si₂, Sa₂) alle groß und unter der Voraussetzung, dass die Spulen unterschiedliche Empfindlichkeiten für das schichtinterne Signal (d.h. Si₁/Si₂ ≠ Sa₁/Sa₂) haben, wird das Modul der Determinante von S groß sein und bei den extrahierten Daten wird der Artefakt beseitigt, ohne dass viel Rauschen hinzugefügt wird.
(ii) Regionen des Bildes, die Schichtdaten, aber keine Artefaktsignale von signifikanter Größe enthalten. In diesen Regionen sind sowohl Si₂ als auch Sa₂ klein, das Modul der Determinante von S ist wahrscheinlich klein und die Multiplikation mit
wird wahrscheinlich das Rauschen von der Korrekturspule verstärken und es zu den Signaldaten hinzufügen, ohne einen signifikanten Artefaktinhalt zu beseitigen. Dies stellt eine Beschädigung ohne Gewinn dar.

Eine Lösung für die Rauschverstärkung bei Regionen vom Typ (ii) besteht darin, sie zu identifizieren, indem man das Modul der det[S] auf kleine Werte prüft, d.h. |det[S]| < Hälfte des Maximalwerts von |det[S]| und indem man für diese Pixel eine entsprechend skalierte Kopie der Originalbilddaten nur von der Primärspule 4 behält.
Bezug nehmend auf die 5 und 6 stellt 5 eine Datenmatrix dar, die der Bilddatenmatrix entspricht, aber bei der jedes Pixel den Wert von |det[S]| enthält. Das Modul der det[S] hat für jedes Pixel einen bestimmten Wert. Es wird eine Pixellinie eingezeichnet, und 6 zeigt einen Graphen, der die Variation von |det[S]| entlang der Linie angibt.
In einem Beispiel wurde ein Schwellenwert bei der Hälfte des Maximalwerts von |det[S]| über die gesamte Anordnung erstellt. Es wurden skalierte Originaldaten für die Pixel unterhalb des Schwellenwerts verwendet, während auf die Pixel oberhalb des Schwellenwertes die durch die beschriebenen Gleichungen angegebene Korrektur angewendet wurde. Die Schwellenwert kann beliebig zwischen einem Viertel und drei Vierteln des Maximalwerts von |det[S]| vorgegeben werden und in der Tat hätte es einigen Vorteil, einen Schwellenwert an irgendeiner Stelle zwischen 20% und 90% des Maximalwerts von |det [S]| zu verwenden.
BEISPIEL
Die oben beschriebenen Verfahren wurden unter Verwendung eines 1,0 T Picker Prototyps eines Neonatal-Scanners getestet, der über eine 38 cm lange Röhre verfügt und bei einer herkömmlichen Spinechosequenz außerhalb der Schicht liegende Artefakte etwa 10 cm von dem Isozentrum entfernt erzeugt. Bei der Spule 4 handelte es sich um eine Birdcage-Körperspule, die im magnetischen Isozentrum zentriert ist. Bei der Alias-Spule 5 handelte es sich um eine 7-cm-Schleifenoberflächenspule, die 10 cm von dem Isozentrum entfernt an einer Stelle angeordnet wurde, von der bekannt war, dass das Signal in das Hauptbild gefaltet wurde. Empfindlichkeitskarten der beiden Spulen 4 und 5 wurden erzielt, indem ein gleichmäßiges Kupfersulfat-Phantom mit 19 cm Durchmessser abgebildet wurde. Das Phantom wurde zuerst im Isozentrum platziert, dann zu der Stelle der Quelle des Artefakts gebracht und in jedem Fall mit beiden HF-Spulen abgebildet. Die zu korrigierenden Bilddaten wurden erfasst, indem man ein 20 cm langes strukturiertes Phantom mit 6 cm Durchmesser so in der Röhre platzierte, dass sich das Phantom über die das Isozentrum und die Faltungsstelle (Alias) enthaltende Region erstreckte. Es wurden mit beiden HF-Spulen Bilder erzeugt. Anatomische Daten wurden erfasst, indem man anstelle des langen strukturierten Phantoms den Unterarm eines Erwachsenen nahm. Die Spinecho-Bildgebungsparameter waren TE 20 ms, TR 200 ms, FOV (Sichtfeld) 20 cm, Schichtdicke 5 mm, Erfassung 25 s. In allen Fällen wurden komplexe Bilddaten erfasst. Das Streufeldartefakt wurde zufriedenstellend wie oben beschrieben aus den Datenbildern entfernt.
Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Bei der Bildgebungsspule 4 braucht es sich also nicht um eine Birdcage-Spule zu handeln. Es sind auch andere Spulentypen möglich. Als ein Beispiel könnte die Bildgebungsspule aus einer Anordnung von Spulen bestehen. In diesem Fall könnte die Alias-Spule aus einer anderen Spule am Ende der Anordnung bestehen.
Die Alias-Sule braucht keine Oberflächenspule zu sein, sondern könnte eine andere Körperspule sein. Es kann mehr als eine Alias-Spule vorgesehen werden, wenn dies gewünscht wird.
Obwohl die Erfindung in Zusammenhang mit einem kurzen Magneten beschrieben wurde, lässt sich die Erfindung auch auf lange Magneten anwenden, bei denen Artefakte ein Problem darstellen könnten. Zwei Beispiele sind ein langer Magnet kombiniert mit einer kleinen Gradientenspule und/oder wo die Phasencodierrichtung in Richtung Kopf-Fuß verläuft.
Es gibt keine Beschränkungen für die Abbildung einer Schicht, da die Erfindung auf dreidimensionale Volumenbildgebung anwendbar ist. In diesem Fall würde eine Alias-Region von Voxeln definiert, und zwar auf einer Eins-zu-Eins-Basis mit Voxeln des gewünschten angeregten Volumens.
Es können verschiedene Arten von Impulssequenz benutzt werden, ebenso wie verschiedene Verfahren zur Erzeugung der zu korrigierenden Bilddatenmatrix.
Die Erfindung ist nicht auf einen Magneten mit einer Röhrenöffnung beschränkt, sondern gilt für einen offenen Magnet.
Schließlich ist die Erfindung nicht auf die Bildgebung beschränkt und ist auf Magnetresonanzspektroskopie anwendbar, zum Beispiel auf medizinische Spektroskopie, die für chemische Analysen eingesetzt wird. Text in der Zeichnung Figur 1

Resultant magnetic field strength Resultierende Magnetfeldstärke

Distance Entfernung

Figur 3

Desired slice Gewünschte Schicht

Alias region Alias-Region

Figur 4

Prom coil 4 von Spule 4

From coil 5 von Spule 5

Receiver Empfänger

Processor Prozessor

To display Zur Anzeigevorrichtung

Figur 5

Array of |det[S]| Anordnung der |det[S]

Claims

Magnetresonanzgerät mit Mitteln zum Erzeugen eines Hauptmagnetfelds und eines Magnetfeldgradienten in einer gewünschten Signalregion, HF-Mitteln zum Anregen von Magnetresonanz in einem Volumen der gewünschten Signalregion, und einer primären HF-Empfangsspule zum Empfangen von MR-Signalen aus der gewünschten Signalregion, gekennzeichnet durch eine zusätzliche HF-Empfangsspule zum Empfangen von MR-Signalen aus einer Alias-Region außerhalb des gewünschten angeregten Volumens, wobei das Magnetfeld in dieser Alias-Region einen Wert hat, der dem Wert in dem gewünschten angeregten Volumen entspricht, und durch Verarbeitungsmittel, die vorgesehen sind, um Daten von dem gewünschten angeregten Volumen anhand von Signalen von der zusätzlichen HF-Empfangsspule sowie von der primären HF-Empfangsspule zu erzeugen, um Artefakte zu reduzieren, die durch Aliasing in den von dem gewünschten angeregten Volumen erzeugten Daten verursacht werden.
Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, wobei das Verarbeitungsmittel vorgesehen ist, um die Daten des angeregten Volumens Pixel für Pixel zu verarbeiten, wobei Empfindlichkeitswerte jeder Spule für die Anregung durch das gewünschte angeregte Volumen und die Alias-Region für jedes betreffende Pixel verwendet werden.
Magnetresonanzgerät nach Anspruch 2, wobei das Verarbeitungsmittel vorgesehen ist, um die Daten des angeregten Volumens Pixel für Pixel zu verarbeiten, wobei eine Matrix von Empfindlichkeitswerten jeder Spule für die Anregung durch das gewünschte Volumen und die Alias-Region verwendet wird.
Magnetresonanzgerät nach Anspruch 3, wobei das Verarbeitungsmittel vorgesehen ist, um die Daten des angeregten Volumens Pixel für Pixel zu verarbeiten, wobei Daten von der zusätzlichen Spule für diejenigen Pixel ausgeschlossen werden, für die das Modul der Determinante der Matrix unterhalb eines Schwellenwertes liegt.
Magnetresonanzgerät nach Anspruch 4, wobei der Schwellenwert innerhalb des Bereichs von 20% bis 90% des Maximalwertes des Moduls der Determinante der Matrix über alle Pixel liegt.
Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gerät ein Magnetresonanzbildgebungsgerät ist.
Magnetresonanzgerät nach Anspruch 6, wobei die zusätzliche HF-Spule eine Oberflächenspule ist.
Verfahren des Erzielens von Magnetresonanz, das Folgendes umfasst: Erzeugen eines Hauptmagnetfelds und von Magnetfeldgradienten in einer gewünschten Signalregion, Anregen von Magnetresonanz in einem Volumen der gewünschten Signalregion, Empfangen von MR-Signalen von dem gewünschten angeregten Volumen der gewünschten Signalregion unter Verwendung einer primären Empfangsspule, Empfangen von MR-Signalen von einer Alias-Region außerhalb des gewünschten angeregten Volumens unter Verwendung einer zusätzlichen HF-Empfangsspule, wobei das Magnetfeld in der Alias-Region dem Wert des Magnetfelds in dem gewünschten angeregten Volumen entspricht, und Verarbeiten der Signale von der primären Spule und der Empfangsspule, um Daten zu erhalten, in denen die durch Aliasing verursachten Artefakte reduziert sind.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem Phantome bei der gewünschten Signalregion und der Alias-Region angeordnet werden, um die Empfindlichkeit der primären Spule und der Alias-Spule für sowohl das gewünschte Signals als auch die Alias-Regionen zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verfahren ein Magnetresonanzbildgebungsverfahren ist.