DE60124211T2 - Verfahren und Gerät zur Verwendung von freier Präzession im Gleichgewichtszustand nach Kontrastverstärkung in der bildgebenden magnetischen Resonanz - Google Patents

Verfahren und Gerät zur Verwendung von freier Präzession im Gleichgewichtszustand nach Kontrastverstärkung in der bildgebenden magnetischen Resonanz Download PDF

Info

Publication number
DE60124211T2
DE60124211T2 DE60124211T DE60124211T DE60124211T2 DE 60124211 T2 DE60124211 T2 DE 60124211T2 DE 60124211 T DE60124211 T DE 60124211T DE 60124211 T DE60124211 T DE 60124211T DE 60124211 T2 DE60124211 T2 DE 60124211T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ssfp
image
acquisition
gradient
images
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60124211T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60124211D1 (de
Inventor
Thomas Kwok-Fah Rockville Foo
Vincent B. North Bethesda Ho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Uniformed Services University of Health Sciences
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Uniformed Services University of Health Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC, Uniformed Services University of Health Sciences filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Publication of DE60124211D1 publication Critical patent/DE60124211D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60124211T2 publication Critical patent/DE60124211T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/5601Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution involving use of a contrast agent for contrast manipulation, e.g. a paramagnetic, super-paramagnetic, ferromagnetic or hyperpolarised contrast agent
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5613Generating steady state signals, e.g. low flip angle sequences [FLASH]

Landscapes

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

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung, um nachkontrastierte Bilder zur Visualisierung von arteriellen und venösen Strukturen zu akquirieren, wobei die Visualisierung bezüglich der Akquirierung der Bilder während der arteriellen Periode oder direkt nach der Injektionsperiode eines Kontrastbolus nicht zeitabhängig ist und Steady-State-Precession(SSPF)-Impulssequenzen verwendet.
  • Wenn eine Substanz, wie menschliches Gewebe, einem gleichmäßigen Magnetfeld (polarisierendes Magnetfeld B0) ausgesetzt wird, versuchen die einzelnen magnetischen Momente der Spins im Gewebe sich entlang des polarisierenden Feldes auszurichten, aber präzedieren in zufälliger Anordnung mit ihrer charakteristischen Larmorfrequenz um dieses. Wenn die Substanz oder das Gewebe einem magnetischen Feld (anregendes Feld B1) ausgesetzt wird, das in der x-y-Ebene liegt und das nahe der Larmorfrequenz ist, kann das resultierende ausgerichtete Moment oder die „longitudinale Magnetisierung" Mz gedreht oder in die x-y-Ebene gekippt werden, um ein resultierendes transversales magnetisches Moment Mt zu erzeugen. Nachdem die Anregung durch das Feld B1 beendet ist, wird durch die angeregten Spins ein Signal emittiert und dieses Signal kann empfangen und verarbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.
  • Wenn diese Signale zur Erzeugung von Bildern verwendet werden, werden Magnetfeldgradienten (Gx, Gy und Gz) verwendet. Typischerweise wird der bildgebend darzustellende Bereich durch eine Sequenz von Messzyklen gescannt, in denen diese Gradienten gemäß dem verwendeten spezifischen Lokalisierungs verfahren variieren. Der resultierende Satz von empfangenen NMR-Signalen wird digitalisiert und weiterverarbeitet, um das Bild unter Verwendung von einer der vielen bekannten Rekonstruktionstechniken zu rekonstruieren.
  • Magnetresonanzangiographie (MRA) ist eine junge, sich entwickelnde Technologie zur Nicht-Invasiven Erfassung von arteriellen und venösen Strukturen. In der kontrastverbesserten MRA steigern intravenös verabreichte Kontrastmittel die Visualisierung dieser Strukturen, insbesondere wenn diese im zu untersuchenden Gefäß während ihres Erstdurchgangs (bekannt als First-Pass oder arterielle Phase) appliziert werden. Die Bildgebung von kleinen Gefäßen durch die kontrastmittelverbesserte MRA-Technik verlangt jedoch einen Kompromiss zwischen Bildortsauflösung und Bildgebungszeit. Im Allgemeinen verlangt eine höhere Ortsauflösung eine verlängerte Bildgebungszeit. Die verlängerte Bildgebungszeit verringert jedoch die Fähigkeit, ein höheres arterielles Signal-zu-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) zu erreichen, da die Bolusverweildauer ausgedehnt werden muss, um an die verlängerte Bildgebungszeit angepasst zu werden. Dies ist problematisch, da eine langsamere Bolusgabe zu niedrigeren erzielten Konzentrationen des Kontrastmittels führt. Zusätzlich wird durch die Verlängerung des Akquisitionszeitraums die Signalintensität der venösen Strukturen auf Grund der venösen Rezirkulation erhöht. Deshalb wird die Ausdehnung oder Verlängerung der Datenakquisition nach dem Anfangsdurchgang des Kontrastmittels nicht nur zur Verringerung der arteriellen Signalsintensität führen sondern ebenfalls die venöse Signalintensität steigern, wodurch im Ergebnis die Fähigkeit beeinträchtigt wird, die kranken Gefäße darzustellen.
  • Um die Gefäßdarstellung zu verbessern, wird gewöhnlich eine Untergrundunterdrückung verwendet. Für die MRA wird die Untergrundunterdrückung erreicht, indem entweder während der First-Pass-Akquisition Fettunterdrückungsimpulse verwendet oder die Untergrundsignale subtrahiert werden, indem vor Applizierung des Kontrastmittels (Vor-Kontrast-Maske) eine Leeraufnahme (Maske) verwendet wird.
  • Das Bild der Vor-Kontrast-Maske hat identische Akquisitionsparameter wie das der First-Pass-Akquisition. Die Signalintensität ist für alle Strukturen des Vor-Kontrast-Maskenbildes identisch mit der der First-Pass-Akquisition, mit Ausnahme der Gefäßstrukturen. Subtrahieren der Vor-Kontrast-Maske von dem Bild des First-Pass erzielt dann lediglich ein Signal der Gefäßstrukturen. Dies ist insbesondere bei der Bildgebung von kleinen Gefäßen, wie sie in dem Bereich der Wade eines Patienten auftreten können, auf Grund der Höhe des Fett- und Gewebehintergrunds bedeutend, der oft eine hinreichende Visualisierung der schmalen Gefäße verdeckt. Es gibt jedoch mit beiden Techniken Probleme. Beispielsweise ist die Applizierung eines Fettunterdrückungsimpulses von einer guten Magnetfeldhomogenität abhängig und tendiert dazu, die gesamte Scan-Zeit zu erhöhen. Diese erhöhte Scan-Zeit steigert ebenso die Möglichkeit einer venösen Signalkontamination und eines suboptimalen arteriellen Signals. Die Technik der Verwendung einer Maskensubtraktion setzt voraus, dass sich der Patient zwischen der Masken-Akquisition und der kontrastverbesserten Akquisition nicht signifikant bewegt. Ein Fehlverhalten wird fälschlich registrierte Artefakte in dem rekonstruierten Bild hervorrufen, was zu einer unzureichenden Untergrundunterdrückung und zu, durch die Subtraktion der fälschlich registrierten Objekte hervorgerufenen, Artefakten führt.
  • Kohärente Steady-State-Free-Precession (SSFP) ist eine Technik, bei der das Signal des freien Induktionsabfalls (FID) (beispielsweise S+-Signal) und das Spinechosignal (S--Signal) von einer HF-Impulsfolge innerhalb jedes Intervalls der Wiederholungszeit (TR) refokussiert werden. Die nullten Gradientenmomente addieren sich am Ende jedes TR-Intervalls zu Null. Dies resultiert in demselben Betrag der longitudinalen und transversalen Magnetisierung, die nach jedem Hochfrequenzimpuls (HF-Impuls) erzeugt werden, und erhöht das vorhandene Signal/Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) des Bildes. Die Verwendung dieser Kontrastakquisitionstechnik führt zu hohen Signalintensitäten von Fett, die bei steigenden Flip-Winkeln nicht signifikant sinken. Da der Gewebekontrast eine Funktion des Verhältnisses der Spin-Spin-Relaxationszeit (T2) und der Spin-Gitter-Relaxationszeit (T1) ist, wird darüber hinaus auch von der Flüssigkeit eine hohe Signalintensität zurückgesendet. Folglich wird von den inneren Unterleibsorganen eine hohe Signalintensität erhalten. Dieser signifikante Nachteil hat verhindert, dass die kohärente SSFP-Akquisition mit der First-Pass MRA verwendet wird, da es nicht möglich ist ein gutes Bild zu akquirieren. Des Weiteren führt die kohärente SSFP-Akquisition ebenfalls zu hohen Signalintensitäten von Wasser. Deshalb verbleibt das Signal von Dickdarm, Blase, usw. sowohl nach dem Kontrast als auch vor dem Kontrast in dem SSFP-Bild hoch, wodurch seine Anwendung zur Bildgebung von Gefäßen im Unterleib und im Becken beeinträchtigt wird. Da die Bewegung von diesen Strukturen nicht vorhergesagt werden kann und eher zufällig ist, kann die Subtraktion Signale von diesen Strukturen nicht effektiv unterdrücken.
  • Andererseits haben SSFP-Bilder ein höheres S/N-Verhältnis als konventionelle Gradientenechobilder, wie sie für konventionelle kontrastverbesserte MRA verwendet werden. Diese S/N- Verbesserungen der SSFP können auch die Visualisierung von Gefäßen verstärken, die einen langsamen oder unterbrochenen Fluss haben, Umständen wie sie auf dem Gebiet der Stenose oder intemalen Pathologie auftreten, was oft zu einer Überbestimmung von Krankheiten bei der Verwendung der konventionellen kontrastverbesserten MRA Verfahren führen.
  • Beispiele bekannter Bildgebungstechniken sind in Lossef, S.V. et al, Gadolinium-enhanced Magnitude Contrast MR Angiography of Poptireal and Tibial Arteries, Radiaology, Vol. 184, pp 349–255 (1982), US 5,189,369 und US 5,391,989 offenbart.
  • Die US 5,189,369 beschreibt ein NMR-Bildgebungsverfahren mit einer Flüssigkeit mit niedriger Flussrate.
  • Die US 5,391,898 beschreibt ein Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren und eine Vorrichtung zum bildgebenden Darstellen eines Flüssigkeitbereiches in einem Körper.
  • Es ist deshalb wünschenswert eine Technik oder eine Reihe von Techniken zu haben, um die Verwendung von SSFP für MRA-Anwendungen zu optimieren, die nicht die Verwendung einer Vor-Kontrast-Maske verlangt und deshalb weder empfindlich auf die Zeit relativ zur Applikation des Kontrastbolus ist noch räumlich durch dieselben zeitlichen Überlegungen der Boluskinetik begrenzt wird.
  • Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein wie in Anspruch 1 definiertes MR-Bildgebungssystem und ein wie in Anspruch 2 definiertes Computerprogramm, um Bilder mit hoher Untergrundun terdrückung und deutlichem Kontrast, wie zum Beispiel zwischen Gefäßen und umgebenden weichen Gewebe wie Fett, Muskeln, Knochenmark, Flüssigkeit und ähnlichem, zu erzeugen, das die vorhergenannten Probleme löst.
  • Da es bekannt ist, dass die kohärente SSFP-Technik zu einer Akquisition mit hoher Signalintensität für Blut, Wasser und Fett führt, greift die vorliegende Erfindung den Vorteil dieses Ergebnisses auf, indem eine derartige Akquisition mit einer zusätzlichen S-SSPF Akquisition, in der die Strukturen mit bewegtem Blut eine relativ niedrige Signalintensität aufweisen, wiederholt wird. Die S-SSFP Akquisition ist eine kohärente Steady-State-Technik, die nur ein Signal des FID akquiriert, das durch nachfolgende HF-Impulse refokussiert ist. Deshalb ist der Gewebekontrast eine Funktion von T2 und hat eine ähnliche Signalintensitätscharakteristik wie das kohärente SSFP-Signal. Die Ausnahme besteht darin, dass durch die Zerstörung des FID das refokussierte Echo sehr sensitiv auf die durch den Fluss beeinflusste Dephasierung ist, was zu dunklen Signalen in den Gefäßstrukturen führt. Durch Subtrahieren des S-SSFP-Bildes von dem SSFP-Bild, kann ein hohes S/N-Verhältnis des Bildes vorzugsweise der arteriellen und venösen Strukturen erreicht werden. Dies ist auch möglich, wenn beide Bilder eine beträchtliche Zeitdauer nach dem First-Pass des Kontrastmittels akquiriert werden. Zusätzlich ist das S/N-Verhältnis des arteriellen und venösen Signals viel größer als dasjenige, das bei der Verwendung der konventionellen Gradientenechotechnik mit derselben verzögerten Zeit nach der Applizierung des Kontrastmittels aufgenommen wird.
  • Ferner kann eine bessere Untergrundunterdrückung realisiert werden, wenn ein Skalierungsfaktor oder eine Wichtung auf das S-SSFP-Bild angewendet wird, da das Signal von Gefäßstrukturen relativ niedrig bezüglich Blackblood Bildkontrast in den S-SSFP-Bildern ist. Diese Technik ist insbesondere zum Screening einer vaskulären Pathologie nützlich, insbesondere bei venösen Gefäßkrankheiten wie tiefen venösen Thrombosen in den unteren Extremitäten, die über einen ausgedehnten Bereich der Anatomie auftreten können, der von der Wade durch die untere Hohlvene, die rechte Ventrikel und bis in die Lungenarterie reicht.
  • Bei der Verwendung solche einer solchen Technik gibt es eine Anzahl von Vorteilen. Zum einen ist das S/N-Verhältnis des Bildes höher als das der konventionellen Gradientenechobilder. Ein anderer ist, dass, da die Maske und das SSFP-Bild direkt hintereinander akquiriert werden kann, sich der Patient nur für eine sehr kurze Zeit ruhig verhalten muss, was das Auftreten von örtlichen fälschlich registrierten Artefakten deutlich reduziert. Ferner erlaubt die Fähigkeit, MR-Bilder kurz nach dem First-Pass des Kontrastmittels aufzunehmen, eine verbesserte Visualisierung der arteriellen und venösen Strukturen mit höherer Ortsauflösung. Eine derartige verzögerte Bildgebung stellt auch eine zuverlässige Ersatzsequenz bereit für den Fall dar, dass die erste Angiographiesequenz versagt.
  • Das MR-Bildgebungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einer MR-Bildgebungstechnik verwendet werden, die die Injektion eines Kontrastbolus in einen Patienten und außerdem die Applizierung einer Impulssequenz mit refokusierenden S--Signalen aus einer Pulsfolge von HF-Impulsen auf ein gewünschtes FOV in dem Patienten zu einer Zeit, die unabhängig davon ist, wann der Kontrastbolus injiziert wurde, enthält. Die Technik enthält die Akquisition sowohl eines S- SSFP-Maskenbildes als auch eines SSFP-Bildes und außerdem die Subtraktion des S--Maskenbildes von dem SFFP-Bild. Das Maskenbild kann entweder vor oder nachdem das erste SSFP-Bild akquiriert ist aufgenommen werden, oder alternativ um die Effekte der Patientenbewegung zu minimieren. In letzterem Fall kann entweder das System oder ein Bediener das bessere Maskenbild auswählen, um dies in dem Subtraktionsabschnitt des Bildgebungsprozesses zu verwenden. Ein optionaler Skalierungsfaktor kann auf das Maskenbild appliziert werden, um die Unterdrückung des Gewebeuntergrundes zusätzlich zu verbessern. Es wird ebenfalls ein Hybridansatz offenbart, in dem eine Gradientenechoimpulssequenz gemäß konventionell bekann ten First-Pass MR-Bildgebungstechniken angewendet wird, um die größeren arteriellen Gefäße zu visualisieren, und außerdem eine SSFP-Sequenz angewendet wird, um kleinere Gefäße zu visualisieren.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine MR-Bildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen, worin ein Rechner programmiert ist, um die SSFP- und die S-SSFP-Maskenbilder zu akquirieren. Es ist bekannt, dass jedes der Bilder zuerst akquiriert werden kann, und bevorzugt werden die Bilder mit minimaler Zeittrennung zwischen ihnen akquiriert, um die örtlichen fälschlich registrierten Artefakte auf Grund von Patientenbewegung zu reduzieren. Der Rechner subtrahiert außerdem das S-SSFP-Maskenbild von dem SSFP-Bild und rekonstruiert ein Bild von den subtrahierten Bildern, die einen hohen Kontrast und signifikante Untergrundunterdrückung haben. Diese Technik ist gleichermaßen auf die Akquisition von 2D-Bildern wie 3D-Volumenbildern anwendbar.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung enthält ein wie in Anspruch 2 definiertes Rechenprogramm.
  • Die Erfindung erlaubt die Bildgebung von arteriellen und venösen Strukturen in einer verzögerten Periode oder dem „quasi Steady-State" nachfolgend der Gabe eines Kontrastmittels. Im Unterschied zu konventionellen MR-Techniken, kann das Maskenbild zu jeder Zeit akquiriert werden und ist nicht abhängig von der Zeit der Gabe des Kontrastmittels. Die Erfindung kann ebenfalls mit der konventionellen First-Pass MRA, die eine Gradientenechoimpulssequenz verwendet, kombiniert werden, um große Gefäße zu visualisieren, während die SSFP-Sequenz verwendet wird, um die kleineren oder mehr distalen Gefäße zu visualisieren.
  • Verschiedene andere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der Zeichnung deutlich.
  • Die Zeichnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, die gegenwärtig bekannt ist, um die Erfindung auszuführen. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm einer NMR-Bildgebungsvorrichtung zur Verwendung der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Zeitablaufdiagramm einer MRA Akquisition nach dem Stand der Technik;
  • 3 ein Zeitablaufdiagramm einer MR-Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Zeitablaufdiagramm einer MR-Bildgebungsimpulssequenz, die in der MRA-Akquisition von 3 verwendet wird;
  • 5 ein Zeitablaufdiagramm einer weiteren MR-Bildgebungsimpulssequenz, die in der MRA-Akquisition von 3 verwendet wird;
  • 6 ein Ablaufdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform einer Technik unter Verwendung des MR-Bildgebungssystems der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 711 Bilder von Objekten unter Verwendung verschiedener Bildgebungsakquisitionstechniken.
  • Bezugnehmend auf 1, sind die Hauptkomponenten einer be vorzugten MR-Bildgebungsvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Bedienung der Vorrichtung wird von einer Bedienkonsole 12 gesteuert, die eine Tastatur oder eine andere Eingabeeinrichtung 13, eine Steuereinheit 14 und eine Bildschirm- oder Anzeigeeinheit 16 enthält. Die Konsole 12 kommuniziert mittels einer Verbindung 18 mit einer separaten Rechnereinheit 20, die es einem Bediener ermöglicht, die Bilderzeugung zu steuern und die Bilder auf dem Bildschirm 16 darzustellen. Die Rechnereinrichtung 20 enthält eine Anzahl von Modulen, die miteinander über eine Backplane 20a kommunizieren. Diese enthält ein Bildprozessormodul 22, ein CPU-Modul 24 und ein Speichermodul 26, das als Framebuffer zur Speicherung von Bilddatenarrays bekannt ist. Die Rechnereinrichtung 20 ist mit einer Speicherplatte 28 und einem Bandlaufwerk 30 verbunden, um die Bilddaten und Programme zu speichern, und sie kommuniziert mittels einer seriellen Hochgeschwindigkeitsverbindung 34 mit einer separaten Systemkonsole 32. Die Eingabeeinheit 13 kann eine Maus, ein Joystick, eine Tastatur, ein Trackball, eine Touchscreen, eine Lichtwand, eine Stimmeingabeeinheit oder eine ähnliche Einheit sein und kann zur interaktiven Geometrieeingabe verwendet werden.
  • Die Systemsteuerung 32 enthält einen Satz von Modulen, die miteinander mittels der Backplane 32a verbunden sind. Diese beinhalteten ein CPU-Modul 36 und ein Pulsgeneratormodul 38 das mit der Bedienkonsole 12 mittels einer seriellen Verbindung 40 verbunden ist. Durch die Verbindung 40 empfängt die Systemsteuerung 32 Befehle von dem Bediener, die die auszuführende Scan-Sequenz vorgeben. Das Pulsgeneratormodul 38 steuert die Vorrichtungskomponenten, um die gewünschte Scan-Sequenz auszuführen und Daten zu erzeugen, die das Timing, die Stärke und die Gestalt der erzeugten HF-Impulse und das Timing und die Länge des Datenakquisitionsfensters betreffen. Das Pulsgeneratormodul 38 ist mit einem Satz von Gradientenverstärkern 42 verbunden, um das Timing und die Gestalt der Gradientenimpulse, die während des Scans erzeugt werden, vorzugeben. Das Pulsgeneratormodul 38 empfängt ebenfalls Patientendaten von einem physiologischen Akquisitionscontroller 44, der Signale von einer Anzahl von verschiedenen mit dem Patienten verbundenen Sensoren, wie ECG-Signale von an dem Patienten angebrachten Elektroden, empfängt. Und letztendlich ist das Pulsgeneratormodul 38 mit einer Scanraum-Interfaceschaltung 46 verbunden, die Signale von verschiedenen, den Zustand des Patienten und des Magnetsystems betreffenden Sensoren empfängt. Ein Patientenpositioniersystem 48 empfängt ebenfalls durch die Scanraum-Interfaceschaltung 46 Befehle, den Patienten in die gewünschte Position zum Scannen zu bringen.
  • Die durch das Pulsgeneratormodul 38 erzeugten Gradientenwellenformen werden an das Gradientenverstärkersystem 42 mit Gx, Gy und Gz Verstärkern angelegt. Jeder Gradientenverstärker regt eine ihm zugeordnete physikalische Gradientenspule in einer allgemein mit 50 bezeichneten Anordnung an, um die Magnetfeldgradientert für die räumliche Kodierung der akquirierten Signale zu erzeugen. Die Gradientenspulenanordnung 50 bildet einen Teil einer Magnetanordnung 53 die einen polarisierenden Magneten 54 und eine Ganzkörper HF-Spule 56 enthält. Ein Sende/Empfangs-Modul 58 erzeugt Impulse, die in einem HF-Verstärker 60 verstärkt und mittels eines Sende/Empfangs-Schalters 62 mit einer HF-Spule 56 gekoppelt werden. Die resultierenden Signale, die durch die angeregten Kerne im Patienten emittiert werden, können durch dieselbe HF-Spule 56 detektiert und gemessen werden und mittels des Sende/Empfangs-Schalters 62 in den Vorverstärker 64 eingekopgelt werden. Die verstärkten MR-Signale werden in der Empfangseinheit des Sender/Empfänger-Moduls 58 demoduliert, gefiltert und digitalisiert. Der Sende/Empfangs-Schalter 62 wird von einem Signal des Pulsgenerators 38 gesteuert, um während des Sendemodus den HF-Verstärker 60 mit der Spule 56 und während des Empfangsmodus den Vorverstärkter 64 elektrisch mit der Spule 56 zu verbinden.
  • Die durch die HF-Spule 56 aufgenommenen MR-Signale werden mittels des Sende/Empfangs-Moduls 58 digitalisiert und in ein Speichermodul 66 der Systemsteuerung 32 übertragen. Wenn ein Scan vollständig ist, ist ein Array von Rohdaten im k-Raum im Speichermodul 66 akquiriert worden. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, werden die Rohdaten im k-Raum für jedes zu rekonstruierende Bild in separate k-Raum-Datenarrays umorganisiert und jedes davon dient als Eingabe für einen Arrayprozessor 68 der betrieben wird, um die Daten mittels Fouriertransformation in ein Array von Bilddaten umzuwandeln. Diese Bilddaten werden mittels der seriellen Verbindung 34 in das Rechnersystem 20 übertragen wo sie in dem Plattenspeicher 28 gespeichert werden. Als Antwort auf Befehle, die von der Bedienkonsole 12 empfangen werden, können diese Bilddaten auf einem Bandgerät 30 archiviert werden oder sie können in dem Bildprozessor 22 weiterverarbeitet und zu der Bedienkonsole 12 weitergeleitet und auf dem Bildschirm 16 dargestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung enthält jedes ähnliche oder gleichwertige System zum Erhalten von MR-Bildern. Die Erfindung macht sich die kohärente Steady-State-Free-Precession (SSFP) MR-Datenakquisition auf eine Art und Weise zunutze, die das Signal/Rausch-Verhältnis (S/N) ansteigen lässt, was insbesondere nützlich für die Angiographie (MRA) ist. Es ist den Fachleuten gewöhnlich bekannt, dass SSFP Akquisition eine kohärente SSFP Akquisition impliziert, bei der alle Signale (FID, refokussiertes Echos) refokussiert werden oder in jedem TR-Interevall die Kohärenz aufrechterhalten wird. Dies steht im Gegensatz zu inkohärenten SSFP-Techniken, wie Gradientenabrufechos, die das FID- oder S+-Signal refokussieren während das refokussierte FID- oder S--Signal dephasiert oder vernichtet wird. Als Konsequenz verlangt die Erzeugung des S--Signals, dass das erste S+-Signal vernichtet oder dephasiert wird. Auf Grund der Tatsache der Vernichtung oder der Garantie, dass eine Komponente des Steady-State-Free-Precession (SSFP)-Signals inkohärent ist, wird die S+- und S--Signalerzeugung als Unterklasse der SSFP-Techniken betrachtet und gewöhnlich als inkohärente SSFP-Techniken bezeichnet.
  • Nachfolgend bezugnehmend auf 2, enthält eine konventionelle MRA-Akquisitionstechnik 70 die Akquisition eines Maskenbildes 72 vor dem Kontrast zum Zeitpunkt t1, gefolgt von der Abgabe eines Kontrastbolus 74 zum Zeitpunkt t2. Zum Zeitpunkt t3, was ein Zeitpunkt ist zu dem der Boluskontrast die Arterien des Patienten bereits passiert hat oder gerade pas siert, aber noch nicht die venösen Gefäße erreicht hat, werden nur arterielle Daten 76 aufgenommen. Wie bekannt, erhöht die Gabe eines Kontrastmittels das S/N-Verhältnis des Bildes der arteriellen Gefäße während des ersten Durchgangs des Kontrastmittels zur Verbesserung der MRA-Screening-Techniken. Entsprechend ist die Zeitdauer zwischen der arteriellen Akquisition 76 und der Injektion des Kontrastmittels 74 (beispielsweise t3–t2) in der konventionellen MRA-Akquisition kritisch. Daten für ein drittes MRA-Bild 78, das die gesamte arterielle und venöse Struktur enthält, werden dann zum Zeitpunkt t4 akquiriert nachdem sich das Kontrastmittel gleichmäßig auf die Gefäßstruktur verteilt hat. Die arterielle Akquisition 76 kann dann von der arteriellen und venösen Akquisition 78 subtrahiert werden, um lediglich ein rein venöses Bild zu akquirieren. Gleichermaßen kann ein Maskenbild, das aus einer Maskenakquisition 72 vor dem Kontrast resultiert, von sowohl dem arteriellen Bild als auch dem arteriellen und venösen Bild subtrahiert werden, um die Untergrundstruktur zu entfernen. Obwohl diese MRA-Technik gut arbeitet, treten einige Nachteile auf. Beispielsweise ist zur Vermeidung von fälschlich registrierten Bildern sehr wenig Bewegung tolerierbar. Das bedeutet, dass der Patient vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 ruhig liegen muss und jede Bewegung zwischen den Akquisitionen 72, 76 und/oder 78 dazu führen kann, dass die gesamte Prozedur wiederholt werden muss. Da die Prozedur jedoch ein Kontrastmittel verlangt, geht wertvolle Zeit verloren bis das Kontrastmittel aus dem Patientenblutkreislauf entfernt ist. Diese Prozedur wird ferner durch die Tatsache kompliziert, dass einige Kontrastmittel nicht wiederholt über ausgedehnte Zeiträume verabreicht werden können.
  • 3 zeigt eine MRA-Akquisition 80, die das Screening von arteriellen und venösen Gefäßkrankheiten verbessert, indem ein Bild des arteriellen und venösen Signals mit einem viel höheren S/N-Verhältnis als das unter Verwendung der konventionellen Gradientenechotechnik, wie sie bezüglich 2 beschrieben ist, erhalten wird. Die Technik von 3 enthält die Akquisition eines Maskenbildes 82 vor Kontrast (Vor-Kontrast-Maskenbild 82), das nur zur arteriellen Bildrekonstruktion verwendet wird, zum Zeitpunkt t1, gefolgt von der Gabe eines Kontrastmittelbolus 84 zum Zeitpunkt t2. Entsprechend der arteriellen Akquisition 76 in der konventionellen MRA-Akquisition 70 von 2, werden zum Zeitpunkt t3 Daten akquiriert 86, um die arterielle Struktur während des First-Pass des Kontrastmittels 84 sichtbar zu machen. Die Akquisition der arteriellen und venösen Daten 88 kann zu jedem Zeitpunkt nach der Akquisition der rein arteriellen Akquisition 86 auftreten. In anderen Worten, die arterielle und venöse Akquisition 88 ist nicht zeitlich oder räumlich abhängig von der vorherigen Akquisition, da ein separates Maskenbild akquiriert wird.
  • Wie ferner in Bezug auf 4 und 5 beschrieben wird, verwendet die vorliegende Erfindung eine Technik, die als inkohärente Steady-State-Free-Precession (SSFP) bekannt ist, in der das Spinecho oder das S--Signal aus einer Folge von HF-Impulsen refokussiert wird. Diese S--Impulssequenz wird verwendet, um eine S--Maske 90 zu einem Zeitpunkt t4 zu erzeugen, gefolgt von einer Standardakquisition 92 zum Zeitpunkt t5. Obwohl die Akquisitionen 90 und 92 ausreichend sind um ein arterielles und venöses Bild in dieser speziellen Ausführungsform zu rekonstruieren, wird eine zweite S--Maske zum Zeitpunkt t6 akquiriert. Wenn mehr als ein S--Maskenbild akquiriert wird, wird dasjenige das fälschlich registrierte Artefakte am zuverlässigsten und besten minimiert ausgewählt, um von der SSFP-Akquisition 92 subtrahiert zu werden. Es wird betont, dass die SSFP-Akquisition 92 vor der ersten S-Maskenakquisition 90 auftreten kann. Deshalb kann die arterielle und die venöse Akquisition 88 die S- Maske 90 und die SSFP-Akquisition 92 enthalten, oder die SSFP-Akquisition 92 und die S--Masken Akquisition 94, oder die S--Masken Akquisition 90, die SSFP Akquisition 92 und die S--Masken Akquisition 94. Wie dem Fachmann bekannt ist, treten die Akquisitionen 90, 92 und 94 bevorzugt mit minimaler Zeittrennung zwischen t4, t5 und/oder t6 auf, wodurch die Zeit minimiert wird, die der Patient ruhig liegen muss. Zusätzlich können die Akquisitionen 90, 92 und/oder 94 in jeder Permutation und Kombination auftreten, solange diese mit einer minimalen Zeittrennung untereinander auftreten. Ferner kann die arterielle und die venöse Akquisition 88 zu jedem Zeitpunkt des rein arteriellen Bildes 86 zum Zeitpunkt t3 auftreten und ist deshalb nicht zeitabhängig von den Zeitpunkten t1, t2 und/oder t3.
  • 4 zeigt eine Impulssequenz 100 zur Verwendung für die SSFP Akquisition, um das SSFP-Bild zu erzeugen. Die Impulssequenz 100 hat eine Repetitionszeit TR von einem HF-Impuls 102 zum nächsten 104. In dieser SSFP-Bildakquisitionstechnik werden die MR-Daten während der MR-Datenakquisition 106, die koinzident mit dem positiven Auslesegradienten 108 ist, akquiriert. Negative Auslesegradienten 110, 112 werden auf jede Seite des positiven Auslesegradienten 108 derart positioniert, dass der freie Induktionsabfall (FID) oder das S+-Signal und das Spinecho oder das S--Signal aus der Pulsfolge der HF-Impulse 102, 104 refokussiert werden. Es ist bekannt, dass in der Akquisition von SSFP-Bildern die Summe der Flächen unter dem positiven und dem negativen Auslesegradienten gleich null ist, was eine notwendige Bedingung zur Erzeugung eines kohärenten SSFP-Signals und für alle Achsen gültig ist. Die HF-Impulse 102, 104 sind jeweils mit einem Schichtselek tionsgradienten 114, 116 koinzident. Ein Schichterzeugungsgradient 122 folgt jedem Schichtselektionsgradienten 114, 116 und ein Rephasierungskodierungsgradient 124 geht jedem Impulskodierungsgradienten 114, 116 voraus. Es ist zu beachten, dass der Schichtkodierungsgradient 122 und der Rephasierungsgradient 124 jeweils die notwendige Gradientenfläche enthält, um die Flächen der Schichtselektionsgradienten 114 und 116 derart zu kompensieren, dass die Nettofläche (nulltes Gradientenmoment) in jedem TR-Intervall gleich null ist. Dasselbe ist für den Phasenkodierungsgradient 118 und den Rephasierungsphasenkodierungsgradient 120 gültig. Die Nettogradientenfläche entlang der Phasenkodierungsachse ist ebenfalls in jedem TR-Intervall gleich null. Das Bild, das mit dieser SSFP-Datenakquisition rekonstruiert ist, zeigt weiches Gewebe, wie Blut, Wasser und Fett mit hoher Signalintensität.
  • Während 4 die Impulssequenz zur Datenakquirierung für das SSFP-Bild zeigt, zeigt 5 eine Impulssequenz 130 zur Akquirierung von Daten für ein S-SSFP-Maskenbild. In der Repetitionszeit TR, die durch die Position der HF-Impulse 132 und 134 definiert ist, werden MR-Daten während der MR-Akquisitionsperiode 136 akquiriert, die, da das Signal durch eine positive Gradientenkeule 148 von der FID vernichtet oder dephasiert wird, nur S--Signale enthält, im Gegensatz zu der Impulssequenz 100 von 4. Während die Schichtselektionsgradienten 136, 138 zusammen mit den Schichtkodierungsgradienten 140, 142 und den Phasenkodierungsgradienten 144, 146 ähnlich denen von 4 positioniert sind, sind die Auslesegradienten merklich verschieden. Das heißt, um S--Signale zu akquirieren wird ein erster, positiver Auslesegradient 148 angelegt, um das FID oder das von dem HF-Impuls 132 kommende S+-Signal zu dephasieren. Ein Echo von dem S--Signal (das normalerweise unmittelbar vor dem HF-Impuls 134 entsteht) wird durch eine negative Gradientenkeule 152 dephasiert, was zu dem während des Auslesegradienten 150 neu gebildeten Echo 136 führt. Der HF-Impuls 134 wirkt als ein refokussierender HF-Impuls, der ein S--Signal aus dem vernichteten FID des HF-Impulses 132 im nächsten TR-Intervall bildet. Vorzugsweise weist der negative Auslesegradient 152 die gleiche Fläche wie der erste positive Auslesegradient 148 auf, wobei beider Fläche die Hälfte der des Auslesegradienten 150 ist. Da es zwei positive Auslesegradienten und einen negativen Auslesegradienten gibt und in Summe die Flächen sich nicht aufheben, bleibt das S--Signal erhalten und kann akquiriert werden. Das S--Signal oder das Spinecho wird durch den Bogen 154 am Ende deiner HF-Periode repräsentiert. Es ist zu beachten, dass dies da geschieht, wo sich ein S--Signal normalerweise in Abwesenheit von jedem extern angelegten Gradienten bilden würde. Die Gradientenkeule 152 bewegt dann das S--Signalecho, um dieses innerhalb des TR-Intervalls, eher als am Ende des TR-Intervalls, zu bilden. Aus der S--SSFP Akquisition ergibt sich auf Grund der flussbezogenen Dephasierung ein Bild mit Strukturen des bewegenden Blutes, das eine niedrige Signalintensität aufweist. Da die SSFP-Akquisition eine hohe Signalintensität für Blut, Wasser und Fett ergibt, indem das S-SSFP-Bild von dem SSFP-Bild subtrahiert wird, wird ein Bild mit einem hohen S/N-Verhältnis der arteriellen und venösen Strukturen erhalten. Das S/N-Verhältnis des Bildes des venösen Signals ist viel höher als das, welches unter Verwendung der konventionellen Gradientenechotechniken erreicht wird. Diese Bilder haben ein enormes Potential zum Screenen von venösen Gefäßkrankheiten, wie etwa eine tiefe venöse Thrombose.
  • Da das Signal von den Gefäßstrukturen mit Blackblood-Bildkontrast in dem S-SSFP-Bild niedrig ist, kann eine bessere Untergrundunterdrückung realisiert werden, wenn ein Skalie rungsfaktor auf das S-SSFP-Bild angewendet wird. Ferner liefert die Rekonstruktion eines MIP-Bildes (maximum intensity projection image: = MIP-Bild) aus einer 3D-Volumenakquisition ein Bild, bei dem eine viel größere venöse Visualisierung als vorher erreicht wurde. Die Subtraktion erfolgt vorzugsweise gebildet gemäß: Subtrahiertes MRA = SSFP – α(S-SSFP), (Gleichung 1)
  • Wobei α ein Skalierungs- oder Wichtungsfaktor ist, um die Aufhebung des stationären Untergrundgewebes besser zu berücksichtigen. Der Wichtungsfaktor wird durch trial and error bestimmt. Jedoch führt eine hohe Zahl für α auch zu ansteigendem Rauschen in den Maskenbildern. Die Spanne der Wichtungsfaktoren, von denen angenommen wird, dass sie die am ehesten verwendbaren Bilder erzeugen, reicht von 1.0 bis 1.5.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine bevorzugte Technik unter Verwendung des MR-Bildgebungssystems gemäß der Erfindung darstellt. Zu Beginn eines derartigen Scans 160, wird eine Impulssequenz mit refokussierenden S--Signalen aus einer Folge von HF-Impulsen an ein gewünschtes Betrachtungsfenster (FOV) in einem Patienten angelegt, nachdem ein Kontrastbolus in dem Patienten injeziert worden ist. Ein S-SSFP Maskenbild wird in dem FOV 162 akquiriert und ist als ein erstes Maskenbild angegeben. Der nächste Prozess enthält das Akquirieren eines kohärenten SSFP 3D-Datensatzes, um ein SSFP-Bild 164 zu rekonstruieren. Nach der Akquisition des Datensatzes für das SSFP-Bild kann optional eine zweite Maske akquiriert werden 166. Das heißt, ein zweiter S--SSFP 3D-Datensatz kann akquiriert werden und die Technik kann dann auswählen, welches der S--Maskenbilder am besten die fälschlich registrierten Artefakte 168 minimieren würde. Nach dem Auswählen der Wichtung für die ausgewählte Maske 170, wird der gewichtete Maskendatensatz von dem SSFP-Datensatz 172 subtrahiert. Ein MIP-Bild (maximum intensity projection image:= MIP-Bild) kann dann aus dem subtrahierten Datensatz 174 erzeugt werden, um die MRA-Akquisition bei 176 zu vervollständigen.
  • Mit Rückbezug auf 3, enthält die Technik zu Beginn das Akquirieren eines Maskenbildes für eine reine arterielle Bildrekonstruktion, bevor der Kontrastbolus injiziert wird, und dann das Akquirieren eines reinen arteriellen Bildes während des First-Pass des Kontrastbolus. Das rein arterielle Maskenbild kann dann von dem rein arteriellen Bild subtrahiert werden. Auf diese Weise kann das subtrahierte arterielle Bild verwendet werden, um die arterielle Struktur zu visualisieren, und das subtrahierte SSFP-Bild kann verwendet werden, um die venöse Struktur am besten zu visualisieren. Diesbezüglich kombiniert dieser Hybridansatz die First-Pass MRA unter Verwendung einer konventionellen Gradientenechoimpulssequenz, zur Visualisierung des Aorto-iliac Bereichs, mit der SSFP-Sequenz, zur Visualisierung der mehr distalen Gefäße. Jedoch ist diese Technik anwendbar, um Bilder mit hoher Ortsauflösung von jedem anatomischen Bereich zu erzeugen. Die beschriebene Technik ist eine Universalakquisitionstechnik, die die Visualisierung sowohl der arteriellen als auch der venösen Strukturen mit hoher örtlicher Auslösung erlaubt. Dies kann für eine spätere Untersuchung eines Bereiches mit verdächtigen arteriellen Stenosen verwendet werden oder, um Bereiche mit venösen Thrombosen zu screenen und zu loaklisieren, insbesondere in dem mehr distalen peripheren Gefäßsystem.
  • Bezugnehmend auf 711 ist eine Anzahl von Bildern gezeigt, die dasselbe Objekt mit den verschiedenen beschriebe nen Bildgebungstechniken zeigen. 7 zeigt ein SSFP-Bild, wobei die Muskeln nachgedunkelt erscheinen und Fett und Knochen mit hoher Intensität erscheinen, jedoch die Blutgefäße und insbesondere die Gefäßstruktur, obwohl hell, auf Grund der darunterliegenden hohen Signalintensität des subkutanen Fetts und Knochenmarks nicht gut definiert sind. 8 zeigt ein S-SSFP-Bild in dem die Gefäßsignale merklich reduziert sind, während Fett und Knochenmark immer noch relativ hell bleiben. 9 zeigt ein Bild nach der gewichteten Subtraktion, mit einem Wichtungsfaktor α = 1.2. Wie gezeigt, ist das Fett merklich reduziert und es weist einen merklich verbesserten Kontrast zwischen den Gefäßen gegen den dunklen Untergrund auf. Während 9 ein Bild einer Schicht von einer 3D-Volumenakquisition ist, zeigen die 10 und 11 eine Reihe von SSFP-Bildern, nachdem diese unter Verwendung der maximalen Intensitätsprojektion (MIP) mit den 3D-Volumenakquisitionen bearbeitet wurden. 10 zeigt ein MIP-Bild von genau dem SSFP 3D-Datensatz. Das weiche Gewebe erscheint zu hell und beeinträchtigt die adäquate Visualisierung der arteriellen und venösen Strukturen. 11 zeigt ein MIP-Bild, das nach einer ersten Subtraktion des S-SSFP-Datensatzes von dem SSFP 3D-Datensatz rekonstruiert wurde. 11 zeigt eine deutliche Verbesserung der Visualisierung sowohl der arteriellen als auch der venösen Struktur.
  • Dementsprechend kann das MR-Bildgebungssystem gemäß der Erfindung in einer MR-Bildgebungstechnik verwendet werden, die die Injektion eines Kontrastmittelbolus in einen Patienten und dann einige Zeit später das Anlegen einer Impulssequenz mit refokussierenden S--Signalen aus einer Folge von HF-Impulsen auf die gewünschte FOV in dem Patienten enthält. Die Technik enthält das Akquirieren eines S-SSFP-Maskenbildes und eines SSFP-Bildes des gewünschten FOV. Jedes kann zuerst ak quiriert werden, und indem eines nach dem anderen akquiriert wird, können Bild-Fehlregistrierungen vermieden werden. Die Technik enthält das Subtrahieren des S--Maskebildes von dem SSFP-Bild.
  • Bevorzugt enthält die Technik das Anwenden eines Skalierungsfaktors auf das S--Maskenbild, vor der Subtraktion des S--Maskenbildes von dem SSFP-Bild. Wenn das Bild rekonstruiert wird, ist bevorzugt ein MIP-Bild (maximal intensity projection image:= MIP-Bild) zur besten Visualisierung der venösen Strukturen zu erzeugen. Die Erfindung ist insbesondere nützlich in der MR-Angiographie, wo das gewünschte FOV einen Bereich mit einer Anzahl von zu screenenden kleinen Gefäßen enthält, bei venösen Gefäßkrankheiten, wie tiefliegende venöse Thrombosen, die im Bereich der Wade des Patienten besonders schwer zu diagnostizieren sind. Die Geschwindigkeit der Datenakquisition ermöglicht ebenfalls das Screening von tiefen venösen Thrombosen oberhalb des Knies durch die superfiskale femorale Vene, die Vene iliaca, Vene interior cava, die rechte Ventrikel und die Lungenarterie. Die Ausdehnung einer Thrombose in die Lungenarterie, allgemein bekannt als Lungenembolie ist bei einer tiefen venösen Thrombose eine ernstzunehmende klinische Komplikation, die lebensbedrohlich sein kann. Eine andere Anwendung liegt in der Akquisition von Bildern mit hoher Ortsauflösung nachfolgend an die konventionelle MRA-Akquisition 72 und 76 von 3. Wenn der Originalscreen die Aufmerksamkeit auf einen Bereich mit vermuteten arteriellen Stenosen lenkt, kann die verzögerte Akquisition mit hoher Ortsauflösung unter Verwendung der vorstehend erwähnten Technik durchgeführt werden. Der Grad der Stenose kann aus den Bildern mit hoher Ortsauflösung bestimmt werden, um die Spezifizierung der Diagnose zu verbessern. Diese Technik könnte die konventionelle kontrastverbesserte MRA ergän zen, beispielsweise als ein Zusatzverfahren, um das diagnostische Vertrauen in die Detektion von potentiellen Lesionen (beispielsweise Stenose oder intimale Pathologie) zu erhöhen, oder, um als eine zusätzliche Option nachfolgend an eine nichtdiagnostizierende oder fehlgeschlagene kontrastverbesserte MRA, die in ungefähr 10% der klinischen Fälle auftritt, zu dienen.
  • Wie vorher gezeigt, kann die Akquisition des S--Maskenbildes entweder vor oder nach der Akquisition des SSFP-Bildes durchgeführt werden und ist nicht abhängig von der Zeit die seit der Injektion des Kontrastbolus vergangen ist. Die Technik kann ebenfalls das Akquirieren eines zweiten S--Maskenbildes des gewünschten FOV enthalten und die darauf folgende Selektion, welches der zwei oder mehr S--Maskenbilder die fälschlich registrierten Artefakte am besten minimiert und dann Subtrahieren des ausgewählten S--Maskenbildes von dem SSFP-Bild.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit einer First-pass MRA verwendet werden, um einen neuen Hybridansatz zu schaffen. Das heißt, die vorhergenannte Technik kann die Akquirierung eines rein arteriellen Maskenbildes vor der Injektion des Kontrastbolus und die anschließende Akquirierung eines arteriellen Bildes eine gewünschte Zeit nach der Injektion des Kontrastbolus während des First-Pass des Kontrastbolus, aber vor der Akquirierung des SSFP und des S--Maskenbilder, enthalten. Das rein arterielle Maskenbild kann dann von dem arteriellen Bild subtrahiert werden, um ein MR-Bild nur von der arteriellen Struktur zu erzeugen.
  • Diese Technik kann in eine MR-Bildgebung derart implementiert werden, wie dies in Bezug auf 1 beschrieben ist. Der Rechner des Systems ist dann programmiert, um ein SSFP-Bild und ein S--SSFP-Bild, wie in Anspruch 1 definiert, eins nach dem anderen oder in jeder Reihenfolge zu akquirieren. Der Rechner ist programmiert, um das S--Bild von dem SSFP-Bild zu subtrahieren und dann ein Bild mit hohem Kontrast aus den subtrahierten Bildern zu rekonstruieren. Der Rechner ist ebenfalls programmiert, um die S- und die SSFP-Bilder mit minimaler Zeitseparation zwischen diesen zu akquirieren, um fälschlich registrierte Artefakte zu minimieren. Der Rechner kann im besten Fall programmiert sein, jeden Skalierungsfaktor anzuwenden oder eine Bedienerintervention zum Ausprobieren unterschiedlicher Skalierungsfaktoren zuzulassen.
  • Die Erfindung ist ebenfalls in einem Rechnerprogramm, wie dies in Anspruch 2 definiert ist, verkörpert, das den Rechner veranlasst eine SSFP-Impulssequenz anzulegen und ein SSFP-Bild zu akquirieren und eine S-SSFP-Impulssequenz anzulegen und ein S-SSFP-Bild zu akquirieren. Das Programm veranlasst den Rechner dann die Bilder voneinander zu subtrahieren und ein Bild mit einer hohen Untergrundunterdrückung und einem signifikaten Kontrast zwischen Blutgefäßen und anderen weichen Geweben, wie Fett, Muskeln und Knochenmark, zu rekonstruieren. Für den Fachmann ist es leicht erkennbar, dass das Rechenprogramm auch die anderen Schritte und/oder vorher beschrieben Handlungen durchführen kann.

Claims (2)

  1. MRI-System zur Aufnahme von MRA-Bildern, aufweisend: – eine Anzahl von in der Apertur eines Magneten (54) angeordneten Gradientenspulen (56), einen HF-Sendeempfängersystem (58), einen von einem Pulsmodul (38) gesteuerten und/oder geregelten HF-Schalter (62) zum Übermitteln von HF-Signalen an eine HF-Spulen-Anordnung zum Aufnehmen von MR-Bilder von einem Objekt, wobei die MR-Bilder durch Sampeln von MR-Signalen erzeugt werden, die von dem Objekt erhalten werden, – einen Rechner, der derart programmiert ist, dass die folgenden Schritte ausgeführt werden: – Anwenden einer kohärenten SSFP-Pulssequenz zur Aufnahme eines SSFP-Bildes (164) von einem gewünschten Sichtfeld (FOV) des Objektes, wobei die Summengradientenfläche aller Gradientenachsen innerhalb jeder Wiederholungszeit Null ist; – Anwenden einer inkohärenten S-SSFP-Pulssequenz (130) um ein erstes S-SSFP-Maskenbild des gewünschten Sichtfeldes (FOV) des Objektes aufzunehmen, wobei nur S--Signale gesampelt und die S+-Signale mittels einer ersten positiven Auslesegradientenkurve (148) phasenverschoben werden, wobei die Polarität der ersten Auslesegradientenkurve (148) der inkohärenten S-SSFP-Pulssequenz entgegengesetzt zu der Polarität des ersten Auslesegradientenkurve (110) der kohärenten SSFP-Pulssequenz (130) ist, während die verbleibenden Auslesegradientenkurven (150, 152), die Schichtselektionsgradienten (136, 138), die Schichtkodierungsgradienten (140, 142) und die Phasenkodierungskurven (144, 146) der inkohärenten S-SSFP-Pulssequenzen bezüglich der Gradienten (108, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124) der kohärenten SSFP-Pulssequenzen (130) ähnlich angeordnet sind; – Subtrahieren des ersten S-SSFP-Maskenbildes von dem SSFP-Bild (164).
  2. Rechnerprogramm, das betreibbar ist, um ein MRI-System derart zu betreiben, dass die in Anspruch 1 definierten Schritte ausgeführt werden.
DE60124211T 2000-12-30 2001-12-20 Verfahren und Gerät zur Verwendung von freier Präzession im Gleichgewichtszustand nach Kontrastverstärkung in der bildgebenden magnetischen Resonanz Expired - Lifetime DE60124211T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US681090 2000-12-30
US09/681,090 US6493569B2 (en) 2000-12-30 2000-12-30 Method and apparatus using post contrast-enhanced steady-state free precession in MR imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60124211D1 DE60124211D1 (de) 2006-12-14
DE60124211T2 true DE60124211T2 (de) 2007-09-06

Family

ID=24733777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60124211T Expired - Lifetime DE60124211T2 (de) 2000-12-30 2001-12-20 Verfahren und Gerät zur Verwendung von freier Präzession im Gleichgewichtszustand nach Kontrastverstärkung in der bildgebenden magnetischen Resonanz

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6493569B2 (de)
EP (1) EP1223433B1 (de)
JP (1) JP3964202B2 (de)
DE (1) DE60124211T2 (de)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6980845B1 (en) * 1998-04-13 2005-12-27 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Multi-slice cerebral blood flow imaging with continuous arterial spin labeling MRI
JP4632535B2 (ja) * 2000-12-27 2011-02-16 株式会社東芝 Mri装置
US7310437B2 (en) * 2000-03-08 2007-12-18 Fujifilm Corporation Image processing method and system, and storage medium
DE60132687T2 (de) * 2000-03-27 2009-01-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Kernspin-verfahren zur bilderzeugung eines zeitabhängigen kontrastes
US6653834B2 (en) * 2000-11-14 2003-11-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging method
US6549798B2 (en) * 2001-02-07 2003-04-15 Epix Medical, Inc. Magnetic resonance angiography data
JP3814157B2 (ja) * 2001-04-17 2006-08-23 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mri装置
JP3891799B2 (ja) * 2001-06-21 2007-03-14 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mri装置
US6934421B2 (en) * 2002-03-20 2005-08-23 Eastman Kodak Company Calculating noise from multiple digital images having a common noise source
WO2003086191A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-23 Robarts Research Institute System and method for generating t1 and t2 maps
US6750651B2 (en) * 2002-07-03 2004-06-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fat suppression in MRI using oscillating steady-state free precession
US7545967B1 (en) * 2002-09-18 2009-06-09 Cornell Research Foundation Inc. System and method for generating composite subtraction images for magnetic resonance imaging
US7627359B2 (en) * 2002-12-19 2009-12-01 University Of Washington Quantitative contrast enhanced black-blood imaging using quadruple-inversion recovery
US7715900B2 (en) * 2002-12-19 2010-05-11 University Of Washington Quadruple inversion recovery for quantitative contrast-enhanced black blood imaging
AR047692A1 (es) * 2003-07-10 2006-02-08 Epix Medical Inc Imagenes de blancos estacionarios
US7432924B2 (en) * 2003-08-28 2008-10-07 Kabushiki Kaisha Toshiba 3D digital subtraction angiography image processing apparatus
US7587231B2 (en) * 2004-01-09 2009-09-08 Toshiba America Mri, Inc. Water fat separated magnetic resonance imaging method and system using steady-state free-precession
US7941204B1 (en) 2004-11-16 2011-05-10 Yi Wang Magnetic resonance imaging concepts
WO2006096499A2 (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Washington University Mr coronary angiography with a fluorinated nanoparticle contrast agent at 1.5 t
US20070103155A1 (en) * 2005-11-10 2007-05-10 Tsekos Nikolaos V Method and apparatus for magnetic resonance imaging using directional selective K-space acquisition
JP5037075B2 (ja) * 2005-12-22 2012-09-26 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 磁気共鳴イメージング装置
DE102006045174A1 (de) * 2006-09-25 2008-04-03 Siemens Ag Verfahren sowie Bildverarbeitungseinheit und medizinisches Bildaufnahmegerät zum Herstellen eines kontrastverbesserten Bilddatensatzes eines Untersuchungsbereichs eines Patienten
JP4262737B2 (ja) * 2006-10-06 2009-05-13 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 磁気共鳴イメージング装置、スキャン装置、プログラムおよび記憶媒体
US9538936B2 (en) 2006-11-22 2017-01-10 Toshiba Medical Systems Corporation MRI apparatus acquires first and second MR data and generates therefrom third image data having higher contrast between blood and background tissues
US10098563B2 (en) 2006-11-22 2018-10-16 Toshiba Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging apparatus
US8369599B2 (en) * 2007-05-17 2013-02-05 University Of Washington Fast two-point mapping of the bound pool fraction and cross-relaxation rate constant for MRI
US7965879B2 (en) * 2007-07-26 2011-06-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for detecting stripe artifacts in MIP rendered images
US7995829B2 (en) * 2007-08-01 2011-08-09 General Electric Company Method and apparatus for inspecting components
JP5483308B2 (ja) * 2007-11-21 2014-05-07 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
JP5624273B2 (ja) * 2007-11-22 2014-11-12 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
JP5133711B2 (ja) * 2008-01-10 2013-01-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴画像生成方法
WO2009117211A2 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 University Of Washington Improved motion-sensitized driven equilibrium blood-suppression sequence for vessel wall imaging
US10245098B2 (en) 2008-04-29 2019-04-02 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Acute blood-brain barrier disruption using electrical energy based therapy
DE102008062853B4 (de) * 2008-12-23 2011-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur kontrastmittelfreien angiographischen Bildgebung in der Magnetresonanztomographie
JP5361439B2 (ja) * 2009-02-23 2013-12-04 株式会社東芝 医用画像処理装置及び医用画像処理方法
US8903488B2 (en) 2009-05-28 2014-12-02 Angiodynamics, Inc. System and method for synchronizing energy delivery to the cardiac rhythm
US9895189B2 (en) 2009-06-19 2018-02-20 Angiodynamics, Inc. Methods of sterilization and treating infection using irreversible electroporation
US8482281B2 (en) * 2010-04-01 2013-07-09 General Electric Company Apparatus and method for parallel transmission of RF pulses in a spin echo sequence
US8970217B1 (en) 2010-04-14 2015-03-03 Hypres, Inc. System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging
WO2012051433A2 (en) 2010-10-13 2012-04-19 Angiodynamics, Inc. System and method for electrically ablating tissue of a patient
US9078665B2 (en) 2011-09-28 2015-07-14 Angiodynamics, Inc. Multiple treatment zone ablation probe
US9414881B2 (en) 2012-02-08 2016-08-16 Angiodynamics, Inc. System and method for increasing a target zone for electrical ablation
US8848996B2 (en) * 2012-02-17 2014-09-30 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for suppressing vascular structure in medical images
US12114911B2 (en) 2014-08-28 2024-10-15 Angiodynamics, Inc. System and method for ablating a tissue site by electroporation with real-time pulse monitoring
US10905492B2 (en) 2016-11-17 2021-02-02 Angiodynamics, Inc. Techniques for irreversible electroporation using a single-pole tine-style internal device communicating with an external surface electrode
US11129673B2 (en) 2017-05-05 2021-09-28 Uptake Medical Technology Inc. Extra-airway vapor ablation for treating airway constriction in patients with asthma and COPD
US11199602B2 (en) * 2019-08-29 2021-12-14 Shanghai United Imaging Intelligence Co., Ltd. Methods and devices for generating sampling masks related to imaging
NL2026047B1 (en) * 2020-07-10 2022-03-15 Mriguidance B V Method for generating a magnetic resonance contrast image

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4004185C2 (de) * 1989-02-24 1997-08-07 Siemens Ag Verfahren zur Gewinnung von flußkompensierten, T¶2¶- gewichteten Bildern mittels der kernmagnetischen Resonanz
US4973906A (en) * 1989-08-17 1990-11-27 General Electric Company Flow compensated NMR fast pulse sequence
JPH03268742A (ja) * 1990-03-19 1991-11-29 Hitachi Ltd イメージング装置
JPH05184555A (ja) * 1991-03-20 1993-07-27 Hitachi Ltd 磁気共鳴イメージング方法及び装置
US5170122A (en) * 1991-07-25 1992-12-08 General Electric NMR imaging using flow compensated SSFP pulse sequences
JPH0584230A (ja) * 1991-09-25 1993-04-06 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置
US5256967A (en) * 1992-10-01 1993-10-26 General Electric Company Fast NMR image acquisition with spectrally selective inversion pulses
US5437216A (en) * 1994-05-03 1995-08-01 Leonard Studio Equipment, Inc. Universal hydraulic valve
DE19860488C1 (de) * 1998-12-28 2000-10-26 Siemens Ag Impulssequenz für ein Kernspintomographiegerät

Also Published As

Publication number Publication date
EP1223433A3 (de) 2004-08-25
JP3964202B2 (ja) 2007-08-22
DE60124211D1 (de) 2006-12-14
US6493569B2 (en) 2002-12-10
US20020087070A1 (en) 2002-07-04
JP2002263082A (ja) 2002-09-17
EP1223433A2 (de) 2002-07-17
EP1223433B1 (de) 2006-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60124211T2 (de) Verfahren und Gerät zur Verwendung von freier Präzession im Gleichgewichtszustand nach Kontrastverstärkung in der bildgebenden magnetischen Resonanz
DE60203896T2 (de) Vorrichtung zur erfassung von mri-daten aus einem grossen gesichtsfeld mit kontinuierlicher tischbewegung
DE69735138T2 (de) Getriggerte, zeitlich aufgelöste 3d-angiographie mit erhöhtem kontrast
DE69709425T2 (de) Dreidimensionale digitale Subtraktions-Angiographie mittels magnetischer Resonanz
DE4432570B4 (de) Verfahren und Vorrichtung für die Kernresonanzabbildung physiologischer Funktionsinformation
DE69936149T2 (de) Kontrastgeführte rekonstruktion in der kontrast-verstärkten magnetresonanzangiographie
DE102009055961B4 (de) Verfahren zur Erfassung von einer Atembewegung eines Untersuchungsobjektes entsprechender Signaldaten mittels Magnetresonanz
DE69928900T2 (de) Verfahren und System für die Aufnahme von arteriellen und venösen Bildern für die Magnetresonanzangiographie
DE60131337T2 (de) Diagnostische Bilderzeugung
DE3686670T2 (de) Apparat und verfahren zur messung und abbildung eines fluessigkeitsflusses.
DE69524839T2 (de) Abbildung der synchronisierten Spinbewegung und der Dehnungswellen mittels magnetischer Resonanz
DE69735748T2 (de) Digitale subtrahierungs-angiographie mittels magnetische resonanz mit unterdrückung von bildartefakten
JP3512482B2 (ja) 磁気共鳴映像装置
DE102009019596B4 (de) Magnetresonanzangiographie mit flusskompensierter und flusssensitiver Bildgebung
DE3750046T2 (de) Angiographisches Verfahren mittels magnetischer Kernresonanz und Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens.
DE60028889T2 (de) Verfahren und Gerät zur Aufnahme von Daten mittels magnetischer Resonanz unter Verwendung eines eingekerbten RF-Sättigungspulses
DE4428503A1 (de) Diffusionsgewichtete Bildgebung mit magnetischer Resonanz
DE19630758A1 (de) Schnelle Herz-gesteuerte kernmagnetische Resonanz-Erfassung mit verbessertem T¶1¶-Kontrast
DE19903626A1 (de) Arterien-Magnetresonanzabbildung mit chemischem Verschiebungsabgleich
DE102006044761A1 (de) MR-Bildgebende Einrichtung
DE102007055580A1 (de) System und Verfahren zur raschen MR-Bildgebung von Metaboliten bei selektiven Anregungsfrequenzen
DE10191807B3 (de) MRI-Verfahren und -Vorrichtung zur schnellen Bewertung eines Stenoseausmaßes
DE102007011807B3 (de) Sequenz für die Magnet-Resonanz-Bildgebung und Magnet-Resonanz-Gerät hierzu
DE102004046490B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gradient-Echo-Bildgebung mit während des Durchlaufs stattfindender Optimierung der Gewebeunterdrückung
DE19653212B4 (de) Verfahren zur Erhöhung der zeitlichen Auflösung bei Magnet-Resonanz-Durchleuchtungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition