DE69932370T2 - Lokalisierte Shimspule zur Verwendung in einer Vorrichtung für die Magnetresonanzbildgebung - Google Patents

Lokalisierte Shimspule zur Verwendung in einer Vorrichtung für die Magnetresonanzbildgebung Download PDF

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    • G01R33/387Compensation of inhomogeneities
    • G01R33/3875Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Magnetresonanz. Sie findet insbesondere Anwendung in Verbindung mit der medizinischen diagnostischen Magnetresonanzbildgebung und wird unter besonderer Bezugnahme darauf beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung auch Anwendung in der Magnetresonanzspektroskopie und in der Magnetresonanzbildgebung für andere Anwendungen findet.
  • Im Allgemeinen nutzen die Verfahren der Kernmagnetresonanz (NMR) und der Magnetresonanzbildgebung (MRI) ein räumlich gleichmäßiges und zeitlich konstantes Hauptmagnetfeld B0, das in einer Untersuchungsregion erzeugt wird. Dem B0-Magnetfeld überlagert ist ein B1-Hochfrequenzmagnetfeld (HF-Magnetfeld) mit der NMR-Resonanzfrequenz. Bei MRI-Anwendungen wird auch eine Gruppe von Gradientenmagnetfeldern verwendet, um die Resonanzspins räumlich zu codieren. Einige MRI-Vefahren wie Fettunterdrückung sind extrem empfindlich hinsichtlich der Homogenität des Magnetfelds, auf dem Niveau von einem Teil pro Million. Die geometrische Form und/oder die magnetische Suszeptibilität eines abgetasteten Objekts kann lokale Ungleichmäßigkeiten von 1 bis 3 ppm in die Magnetfelder einführen. Ungleichmäßigkeiten dieser Größe sind groß genug, um zu Problemen bezüglich der lokalen Bildgebung und Fettunterdrückung zu führen.
  • Die Fettunterdrückung ist im Allgemeinen ein bekanntes Bildgebungsverfahren, bei dem die relative Helligkeit von Fett und Wasser in einem Bild verändert wird, um diagnostische Informationen besser aufzudecken. Die Resonanzfrequenz von Fett liegt etwa 3,5 ppm unter der von Wasser. Demzufolge kann man selektiv auf der Basis der Resonanzfrequenzdifferenz entweder Wasser, oder was üblicher ist, Fett unterdrücken. Dies geschieht typischerweise, indem man Fett mit einem schmalbandigen HF-Impuls anregt, der Frequenzen nahe der Eigenresonanzfrequenz von Fett enthält. Im Prinzip bleibt hierdurch das Wasser unberührt. Idealerweise wird der Hochfrequenzimpuls bei einem maximal gleichmäßigen Magnetfeld B0 zugeführt. Die Magnetisierung, die nicht ordnungsgemäß ausgerichtet ist, wird dann mit dem Anlegen eines Magnetgradienten im Anschluss an den HF-Impuls gestört. Die Magnetisierung von Fett erhält keine Zeit, um sich zu erholen, bevor die Bildgebungssequenz durchgeführt wird; auf diese Weise wird der Beitrag des Fettsignals zum Bild unterdrückt. Wenn jedoch das Magnetfeld B0 nicht räumlich konstant ist, wird das Fett eventuell nicht gleichmäßig unterdrückt oder Regionen von Wasser werden eventuell unterdrückt. Aufgrund der Form der eingesetzten HF-Impulse und der Stärke des Fettsignals sind Magnetfeldänderungen von weniger als 1 ppm als ungleichmäßige Fettunterdrückung zu sehen.
  • Wegen der geometrischen Form und der magnetischen Suszeptibilität gibt es einige Objekte und/oder Teile der Anatomie, bei denen eine Fettunterdrückung besonders problematisch ist. Die Anatomie des Gesichts und des Fußgelenks zum Beispiel sind zwei Regionen, in denen diese Faktoren die Homogenität des lokalen Magnetfelds beeinträchtigen. Eine weitere problematische Region für die Abtastung mit dem Fettunterdrückungsverfahren ist die Halswirbelsäule. Aufgrund der geometrischen Form und der Suszeptibilität kann das Fett in dem Übergangsbereich zwischen Schulter und Hals ein Magnetfeld aufweisen, das 2 bis 3 ppm höher ist als das Magnetfeld an der gleichen Position ohne vorhandenes Objekt.
  • Frühere Verfahren zur Steuerung der Homogenität des Magnetfelds umfas sen sowohl passive als auch aktive Shimverfahren. Bei dem passiven Verfahren wird typischerweise eine Shimplatte angebracht, um statische Magnetfeldinhomogenitäten basierend auf NMR-Feldplot-Messungen zu minimieren. Im Allgemeinen werden diese Shimplatten in einer relativ großen Entfernung von der interessierenden Region angeordnet. In einem MRI-Gerät vom Zylindertyp werden die Shimplatten üblicherweise bei Durchmessern positioniert, die mit den Gradientenspulen und/oder Ganzkörper-HF-Spulen vergleichbar sind. Die NMR-Feldplot-Messungen werden ohne ein Objekt in der Untersuchungsregion durchgeführt. Im Allgemeinen können die Shimparameter nicht bei jeder Abtastung aufs neue justiert werden. Das passive Shimverfahren wird hauptsächlich eingesetzt, um die Effekte von magneteigenen Toleranzen und umgebungsbezogene (Neben-)Effekte zu kompensieren. Aus diesem Grund eignet sich dieses Verfahren nicht zur Handhabung lokaler Ungleichmäßigkeiten innerhalb des Magnetfelds, die durch die Objektgeometrie und/oder Suszeptibilität verursacht werden.
  • Bei dem aktiven Shimmen werden im Allgemeinen mehrere orthogonale Shimspulen- und/oder Gradientenspulen-Versätze genutzt. Shim- und/oder Gradientenversätze wurden zu Beginn jeder Abtastung justiert, vor allem vor der Fettunterdrückung, um die B0-Gleichmäßigkeit bei vorhandenem Objekt zu optimieren und die Suszeptibilitätsef fekte zu berücksichtigen, siehe z.B. D. Spielman, „Dynamic Shimming for Multislice Spectroscopy and Imaging", Proceedings of the Society of Magnetic Resonance, 1995, Band 1, Seite 652. Bei dem Verfahren war man im Allgemeinen darauf aus, das Wassersignal zu maximieren und gleichzeitig seine Spektrallinienbreite zu minimieren. In manchen Fällen wurden anfängliche optimale Shimströme an die Shimspulen angelegt, um anfangs gleichmäßige Magnetfelder unter Verwendung der gleichen Art von NMR-Feldplot-Messungen aufzubauen, wie sie oben unter Bezugnahme auf das passive Verfahren beschrieben wurden. Üblicherweise wurden Korrekturen erster Ordnung und gelegentlich zweiter oder dritter Ordnung implementiert, um Ungleichmäßigkeiten im Magnetfeld zu kompensieren. Obwohl mit den aktiven Shimverfahren eine bessere Gleichmäßigkeit erreicht wurde, blieb das Leistungsvermögen für bestimmte Anwendungen unzureichend. Das heißt, es treten einige auf der Suszeptibilität beruhende Probleme mit der Gleichmäßigkeit des Magnetfelds über kurze Bereiche und/oder kleine lokale Regionen von Interesse auf, die bisher mit Korrekturen niedrigerer Ordnung zu schwierig zu kompensieren waren.
  • Bilder mit Wasser- und/oder Fettunterdrückung können auf mehrere Weisen erreicht werden. Bei einem Verfahren wird ein räumlicher/spektraler HF-Impuls für einen 90°-Bildgebungsimpuls eingesetzt. Dieser Lösungsansatz verändert die Impulssequenz nicht so, dass sie am Anfang einen Fettsättigungsimpuls enthält. Vielmehr wird von Anfang an ein wasserselektiver 90°-Impuls in die Sequenz eingebaut. Dieses Verfahren unterliegt jedoch den gleichen Problemen bezüglich der Magnetfeld-Homogenität wie das Fettunterdrückungsverfahren.
  • Eine weitere Alternative zur Fettunterdrückung ist eine Inversionserholungssequenz. Fett hat eine kürzere T2-Vektor-Abklingdauer als Wasser. Bei einer Inversionserholungssequenz wird ein 180°-HF-Impuls zugeführt und sowohl die Wasser- als auch die Fettmagnetisierung wird invertiert. Bei einem 1,5-T-System ist das Fettsignal nach 140 ms verschwunden, jedoch bleibt Wasser zur Anregung in der Transversalebene für ein MRI-Signal. Dieses Wassersignal kann zur Erzeugung der Bilder verwendet werden; eventuell sind dies jedoch nicht die schnellen Bilder, die sich ein Arzt wünschen würde.
  • Außerdem gibt es Wasser-und-Fett-Trennungsbilder. Diese machen mehrere Erfassungsläufe erforderlich und benötigen mehr Zeit- und Verarbeitungsaufwand. Üblicherweise basieren sie auf dem Unterschied der Resonanzfrequenz von Fett und Wasser, die dazu führt, dass sich das Bildgebungssignal von jedem Voxel über die Zeit in Phase und außerhalb der Phase bewegt. Für jedes Bildelement werden anhand der Daten zwei Bilder berechnet, und das schneller abklingende Signal wird dem Fettbild zugeordnet. Ein Nachteil besteht in der mangelnden Flexibilität der Sequenz und dem effektiven Zeitintervall TE vom HF-Impuls bis zur Messung des MRI-Signals.
  • In der Patentschrift US-A-5.173.661 wird ein NMR-Spektrometer, insbesondere ein Kernspintomograph zur Untersuchung von biologischen Proben, beschrieben, der eine Magnetspule zur Erzeugung eines im Wesentlichen homogenen Magnetfelds in einem untersuchten Volumen enthält. Es ist ein lokaler Shimspulensatz zur Anordnung in direkter Nähe der Probe vorgesehen. Der Shimspulensatz besteht aus einer Vielzahl von Leiterschleifen auf einem gemeinsamen Träger. Die Ströme in den Leitern werden so justiert, dass inhomogene Magnetfelder erzeugt werden, die zumindest teilweise und in einem ausgewählten Bereich der Probe lokale Feldinhomogenitäten eliminieren, die durch Suszeptibilitätsschwankungen innerhalb der Probe entstehen. Aus der Patentschrift US-A-5.111.146 ist weiterhin eine lokale Korrekturspule für die volumenselektive Magnetresonanzspektroskopie bekannt. Die Korrekturspule befindet sich in einer räumlich definierten Position in Bezug auf die lokale HF-Spule.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine lokalisierte Magnetfeld-Shimspule zur Korrektur lokalisierter Ungleichmäßigkeiten in einem lokalen Bereich eines Hauptmagnetfelds in einem Magnetresonanzbildgebungssystem eine Vielzahl von leitenden Elementen, die mit einer Stromquelle verbunden sind. Die Vielzahl von leitenden Elementen ist angrenzend an eine lokalisierte Region eines abzubildenden Objekts angeordnet, so dass durch die leitenden Elemente fließender Strom ein lokalisiertes Magnetfeld erzeugt. Mit jedem leitenden Element ist ein in Reihe geschaltetes Paar aus Drosselspule und Widerstand oder ein in Reihe geschaltetes Paar aus Widerstand und Kondensator-Spulen-Schwingkreis verbunden. Die Drosselspulen unterdrücken Ströme mit Frequenzen, die im Wesentlichen der Resonanzfrequenz des Magnetresonanzbildgebungssystems entsprechen. Die Widerstände sorgen für die Symmetrie des durch jedes leitende Element fließenden Stroms. Das lokalisierte Magnetfeld ist im Wesentlichen gleich groß und entgegengesetzt zu lokalisierten Ungleichmäßigkeiten, die im Hauptmagnetfeld des Magnetresonanzsystems aufgrund der geometrischen Form des Objekts und der magnetischen Suszeptibilität in der abzubildenden lokalisierten Region entstehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum lokalisierten Shimmen eines Hauptmagnetfelds in der Magnetresonanzbildgebung geschaffen, wie es in Anspruch 6 definiert ist. Das Verfahren umfasst die Erzeugung eines lokalisierten Magnetfelds, das im Wesentlichen gleich groß und entgegengesetzt zu lokalisierten Ungleichmäßigkeiten in einem Hauptmagnetfeld eines Magnetresonanzbildgebungsgeräts ist. Die Ungleichmäßigkeiten sind auf die geometrische Form und die Suszeptibilität einer lokalisierten Region eines abzubildenden Objekts innerhalb des Hauptmagnetfelds zurückzuführen.
  • Anhand von Beispielen werden nun ausführlich Wege zur Ausführung der Erfindung beschrieben, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Magnetresonanzbildgebungsgeräts mit Oberflächenspulen mit integrierten Shims gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung der lokalisierten Shimspule gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung der lokalisierten Shimspule gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 eine Darstellung der Impulssequenzen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung.
  • Bezug nehmend auf 1 steuert eine Hauptmagnetfeldsteuerung 10 supraleitende oder widerstandsbehaftete Magneten 12 auf derartige Weise, dass ein im Wesentlichen gleichmäßiges, zeitlich konstantes Hauptmagnetfeld B0 entlang einer z-Achse durch eine Untersuchungsregion 14 erzeugt wird. Ein Magnetresonanzechomittel führt eine Reihe von Hochfrequenz-(HF) und Magnetfeldgradientenimpulsen zu, um Magnetspins zu invertieren oder anzuregen, Magnetresonanz zu induzieren, Magnetresonanz zu refokussieren, Magnetresonanz zu manipulieren, die Magnetresonanz räumlich oder auf andere Weise zu codieren, Spins zu sättigen und dergleichen, um Magnetresonanzbildgebungs- und Spektroskopiesequenzen zu erzeugen. Genauer gesagt führen Gradientenimpulsverstärker 20 ausgewählten oder Paaren von Ganzkörpergradientenspulen 22 Stromimpulse zu, um Magnetfeldgradienten entlang der x-, y- und z-Achse der Untersuchungsregion 14 zu erzeugen. Ein digitaler Hochfrequenzsender 24 sendet Hochfrequenzimpulse oder Impulspakete an eine Ganzkörper-HF-Spule 26, um HF-Impulse in die Untersuchungsregion 14 zu senden. Ein typischer Hochfrequenzimpuls besteht aus einem Paket von unmittelbar aneinander angrenzenden Impulssegmenten von kurzer Dauer, die mit einander und mit zugeführten Gradien ten eine ausgewählte Magnetresonanzmanipulation bewirken. Die HF-Impulse werden benutzt, um in ausgewählten Bereichen der Untersuchungsregion zu sättigen, Resonanz anzuregen, Magnetisierung zu invertieren, Resonanz zu refokussiren oder Resonanz zu manipulieren. Bei Ganzkörperanwendungen werden die Resonanzsignale üblicherweise von der Ganzkörper-HF-Spule 26 aufgenommen.
  • Zum Erzeugen von Bildern lokaler Regionen des Objekts werden spezialisierte Hochfrequenzspulen angrenzend an die ausgewählte Region angeordnet. Zum Beispiel wird eine Oberflächenspule 30 angrenzend an eine lokalisierte ausgewählte Region, wie zum Beispiel den Übergangsbereich zwischen Schulter und Hals, eingeführt. Die einführbare Oberflächenspule 30 enthält eine Hochfrequenzspule 32 und eine integrierte lokalisierte Shimspule 34. Der Hochfrequenzspulenabschnitt 32 der Oberflächenspule 30 wird verwendet, um Magnetresonanz anzuregen und Magnetresonanzsignale zu empfangen, die aus dem Patienten in der abzubildenden Region austreten. Alternativ kann der Hochfrequenzspulenabschnitt 32 der Oberflächenspule 30 nur zum Empfangen von Resonanzsignalen verwendet werden, die durch Ganzkörperspulen-HF-Übertragungen eingeführt wurden. In beiden Fällen werden die resultierenden Hochfrequenzsignale durch die Ganzkörper-HF-Spule 26 oder die Oberflächen-HF-Spule 32 aufgenommen und durch einen Empfänger 38, vorzugsweise einen digitalen Empfänger, demoduliert.
  • Eine Sequenzsteuerschaltung 40 steuert die Gradientenimpulsverstäker 20 und den Sender 24 so, dass eine beliebige aus einer Vielzahl von Mehrfachechosequenzen erzeugt wird, zum Beispiel Echoplanarbildgebung, Echovolumenbildgebung, Gradienten- und Spinechobildgebung, Fast-Spin-Echobildgebung und dergleichen. Für die ausgewählten Sequenzen empfängt der Empfänger 38 im Anschluss an jeden HF-Anregungsimpuls eine Vielzahl von Datenlinien in schneller Folge. Ein Analog-Digital-Umsetzer 42 wandelt jede Datenlinie in ein digitales Format um. Bei digitalen Empfängern ist der Analog-Digital-Umsetzer zwischen der Hochfrequenz-Empfangsspule und dem Empfänger angeordnet und bei analogen Empfängern ist er stromabwärts vom Empfänger angeordnet (wie abgebildet). Abschließend werden die Hochfrequenzsignale demoduliert und durch einen Rekonstruktionsprozessor 50, der eine zweidimensionale Fourier-Transformation oder einen anderen geeigneten Rekonstruktionsalgorithmus anwendet, zu einer Bilddarstellung rekonstruiert. Das Bild kann eine planare Schicht durch den Patienten, eine Anordnung von parallelen planaren Schichten, ein dreidimensionales Volumen oder dergleichen darstellen. Das Bild wird dann in einem Bildspeicher 52 gespeichert, von wo es durch eine Anzeige vorrichtung, zum Beispiel einen Videomonitor 54, abgerufen werden kann, die eine von Menschen lesbare Anzeige des resultierenden Bildes liefert.
  • Bezug nehmend auf 2 und weiterhin Bezug nehmend auf 1 enthält die integrierte lokalisierte Shimspule 34 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von leitenden Elementen 62a-d. Die leitenden Elemente 62a-d sind parallel zu einer Stromquelle 64 geschaltet. Mit jedem Element ist ein in Reihe geschaltetes Paar aus Drosselspule und Widerstand, die Paare 66a-d bzw. 68a-d, verbunden. Im aktivierten Zustand fließt der durch die Stromquelle 64 erzeugte Strom durch die leitenden Elemente 62a-d und erzeugt dadurch ein lokalisiertes Magnetfeld in der Region der Shimspule 34. Die Shimspule ist so dimensioniert und geformt, dass das durch die integrierte Shimspule 34 erzeugte lokalisierte Magnetfeld im Wesentlichen gleich groß und entgegengesetzt zu den Inhomogenitäten und Ungleichmäßigkeiten ist, die im Magnetfeld aufgrund der geometrischen Form und Suszeptibilität der ausgewählten Region des abzubildenden Objekts entstehen. Das erzeugte lokalisierte Magnetfeld kann zum Beispiel eine 2 bis 3 ppm oder höhere Magnetfeldungleichmäßigkeit, die im Schulter-Hals-Übergangsbereich vorhanden ist, wenn dieser Bereich abgebildet wird, im Wesentlichen aufheben oder zunichte machen. Aufgrund der Nähe der lokalisierten Shimspule zu der interessierenden Region und dem Bereich der Ungleichmäßigkeit im Magnetfeld kann sie sehr lokalisierte Magnetfeldstörungen genau korrigieren. Darüber hinaus ist der Strom einstellbar, um je nach Bedarf von Objekt zu Objekt oder von Abtastung zu Abtastung für eine mehr oder weniger weitreichende Korrektur zu sorgen.
  • Die Drosselspulen 66a-d ermöglichen eine Funktion der lokalisierten Shimspule 60 ohne Beeinträchtigung der HF-Felder. Das bedeutet, dass die Drosselspulen 66a-d eine hohe Impedanz für Ströme mit Frequenzen nahe der Resonanzfrequenz des Systems darstellen. Die Widerstände 68a-d dienen zum Ausgleichen der durch jedes der leitenden Elemente 62a-d fließenden Strommenge, um dem Shimfeld eine Form und Kontur zu verleihen. Die Widerstände können ebenso wie die Stromquelle veränderbar sein.
  • Bei alternativen Ausführungsformen werden die Drosselspulen 66a-d durch Konsensator-Spulen-Schwingkreise ersetzt. Im Gegensatz zu den Drosselspulen 66a-d würden die Schwingkreise eine hohe Impedanz für Ströme mit Frequenzen nahe der Resonanzfrequenz des Systems darstellen. Auf diese Weise verhindern die Schwingkreise, dass Ströme mit Resonanzfrequenz in den leitenden Elementen 62a-d fließen.
  • Bezug nehmend auf 3 ist eine alternative Ausführungsform der lokali sierten Shimspule abgebildet, bei der die leitenden Elemente 62a-d nicht parallel, sondern in Reihe geschaltet sind. In der Theorie und im Betrieb entspricht diese alternative Ausführungsform der lokalisierten Shimspule 60 der obigen Beschreibung. In jedem Fall sind beide Ausführungsformen vorzugsweise auf einem dielektrischen Spulenkörper angeordnet und in eine lokale HF-Oberflächenspule 32 integriert. Alternativ kann die lokalisierte Shimspule 60 getrennt von der Oberflächenspule bleiben und direkt auf dem untersuchten Objekt in der betreffenden interessierenden Region platziert werden.
  • Bezug nehmend auf 4 können die durch die Stromquelle 64 erzeugten Korrekturströme entweder Gleichströme sein, die für die gesamte Dauer der MRI-Abtastung zugeführt werden, wie durch die Impulssequenz 70 dargestellt, oder einzelne Stromimpulse, die während ausgewählter Teile der Bildgebungssequenz zugeführt werden, zum Beispiel Vorbehandlungsimpulse oder dergleichen. Die lokalisierte Shimspule kann zum Beispiel nur während des Teils der Abtastsequenz mit dem Fettunterdrückungs-HF-Impuls aktiviert werden, wie durch die Impulssequenz 72 dargestellt. Außerdem kann die lokalisierte Shimspule 60 optional durch ihre eigene Stromquelle 64 angesteuert werden oder sie kann in Reihe mit einem aktiven Entkopplungsstrom der lokalisierten, nur für den Empfang vorgesehenen Oberflächen-HF-Spule 32 geschaltet werden, in die sie integriert werden kann.
  • Obwohl die lokalisierte Shimspule unter Bezugnahme auf den Übergangsbereich zwischen Hals und Schultern dargestellt wurde, ist anzumerken, dass die lokalisierte Shimspule für die Bildgebung von vielen Regionen der Anatomie eingesetzt werden kann, zum Beispiel der Schultern, Knie, Fußgelenke, Brust, Gesicht und ähnlichen Regionen. Das bedeutet, dass jede lokalisierte interessierende Region, wo Form und/oder magnetische Suszeptibilität zu Ungleichmäßigkeiten und Inhomogenitäten im Magnetfeld führen, eine geeignete Region für den Einsatz der lokalisierten Shimspule darstellt. Auf ähnliche Weise ist ebenfalls anzumerken, dass die hier dargelegte Erfindung nicht nur auf Fettunterdrückungsverfahren anwendbar ist, sondern auch auf diejenigen Verfahren, die hochempfindlich hinsichtlich Ungleichmäßigkeiten und/oder Inhomogenitäten auf 1- bis 3-ppm-Niveau sind. Bei bestimmten Anwendungen ist es zum Beispiel wünschenswert, andere Gewebe und/oder Spezies zu unterdrücken. Darüber hinaus können Verfahren der räumlichen Sättigung angewendet werden. Außerdem ist zu beachten, dass obwohl nur vier leitende Elemente dargestellt wurden, jede beliebige Anzahl je nach Größe und Beschaffenheit der untersuchten lokalisierten Region und/oder der Größe und Lage der Inhomogenität im Mag netfeld eingesetzt werden kann.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Magnetresonanzbildgebungssystems besteht in seiner Fähigkeit zur genauen Kompensation von lokalisierten Ungleichmäßigkeiten, die infolge von Objektgeometrie und/oder Suszeptibilität in den Magnetfeldern erzeugt wurden. Ein weiterer Vorteil besteht in seiner Fähigkeit, hochwertige Fettunterdrückungsbilder zu liefern, die Merkmale zeigen und Diagnoseinformationen enthalten, welche man auf andere Weise nicht erhalten kann. Ein weiterer Vorteil besteht in seiner Fähigkeit, ein sehr lokales Shimming auf ppm-Niveau zu erreichen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Shimspule in Oberflächen-HF-Spulen integriert werden kann.
  • Text in der Zeichnung
  • 1
    • Magnetic field control – Magnetfeldsteuerung
    • Gradient amplifiers – Gradientenverstärker
    • transmitter – Sender
    • receiver – Empfänger
    • Sequenz control – Sequenzsteuerung
    • A/D – Analog-Digital-Umsetzer
    • 2 DFT – 2D-Fourier-Transformation
    • Image memory – Bildspeicher
  • 4
    • Fat saturation rf – Fettsättigungs-HF-Impuls
    • Spoil gradient – Störgradient
    • MR experiment – MR-Experiment
    • Local shim – lokales Shimmen

Claims (8)

  1. Lokalisierte Magnetfeld-Shimspule (34) zur Korrektur Lokalisierter Ungleichmäßigkeiten in einem lokalen Bereich eines Hauptmagnetfelds in einem Magnetresonanzbildgebungssystem, die Folgendes umfasst: eine Vielzahl von leitenden Elementen (62a-d), die mit einer Stromquelle (64) verbunden sind, wobei die Vielzahl von leitenden Elementen (62a-d) vorgesehen ist, um angrenzend an eine lokalisierte Region eines abzubildenden Objekts angeordnet zu werden, so dass durch die leitenden Elemente (62a-d) fließender Strom ein lokalisiertes Magnetfeld erzeugt; wobei das lokalisierte Magnetfeld im Wesentlichen gleich groß und entgegengesetzt zu lokalisierten Ungleichmäßigkeiten ist, die im Hauptmagnetfeld des Magnetresonanzbildgebungssystems aufgrund der geometrischen Form des Objekts und der magnetischen Suszeptibilität in der abzubildenden lokalisierten Region entstehen, wobei mit jedem leitenden Element (62a-d) ein in Reihe geschaltetes Paar aus Drosselspule (66a-d) und Widerstand (68a-d) bzw. ein in Reihe geschaltetes Paar aus Widerstand und Kondensator-Spulen-Schwingkreis verbunden ist, wobei die Drosselspulen (66a-d) bzw. Kondensator-Spulen-Schwingkreise so bemessen sind, dass sie Ströme mit Frequenzen, die im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz des Magnetresonanzsystems entsprechen, unterdrücken, und wobei die Widerstände (68a-d) so bemessen sind, dass sie für die Symmetrie des durch jedes leitende Element (62a-d) fließenden Stroms sorgen.
  2. Lokalisierte Shimspule (34) nach Anspruch 1, integriert in eine Hochfrequenzspule (32), um eine einführbare Oberflächenspule (30) zu bilden.
  3. Lokalisierte Shimspule (34) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die leitenden Elemente (62a-d) parallel geschaltet sind.
  4. Lokalisierte Shimspule (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Mittel vorgesehen sind, um die lokalisierte Shimspule (34) nur dann mit Energie zu versorgen, wenn das Magnetresonanzsystem eine Fettsättigungs-Impulssequenz sendet.
  5. Lokalisierte Shimspule (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Mittel vorgesehen sind, um die lokalisierte Shimspule (34) während eines gesamten Bildgebungs-Abtastungsdurchlaufs des Magnetresonanzbildgebungssystems mit Energie zu versorgen.
  6. Verfahren des lokalisierten Shimmens eines Hauptmagnetfelds bei der Magnetresonanzbildgebung, das Folgendes umfasst: Anordnen einer Vielzahl von leitenden Elementen (62a-d) angrenzend an eine lokalisierte Region eines abzubildenden Objekts; Erzeugen eines elektrischen Stroms; und Zuführen des elektrischen Stroms zu der Vielzahl von leitenden Elementen (62a-d), um ein lokalisiertes Magnetfeld zu erzeugen, das im Wesentlichen gleich groß und entgegengesetzt zu lokalisierten Ungleichmäßigkeiten in einem Hauptmagnetfeld des Magnetresonanzbildgebungssystems ist, wobei die genannten Ungleichmäßigkeiten aus der geometrischen Form und der Suszeptibilität der genannten lokalisierten Region eines abzubildenden Objekts innerhalb des Hauptmagnetfelds resultieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin Folgendes umfasst: Begrenzen des Flusses von elektrischen Strömen mit Frequenzen, die im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz des Magnetresonanzsystems entsprechen, durch die Vielzahl von leitenden Elementen (62a-d) mit Hilfe eines in Reihe geschalteten Paares aus Drosselspule (66a-d) und Widerstand (68a-d) bzw. eines in Reihe geschalteten Paares aus Widerstand (68a-d) und Kondensator-Spulen-Schwingkreis, das mit jedem leitenden Element (62a-d) verbunden ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Anordnens das Verbinden der Vielzahl von leitenden Elementen miteinander entweder in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der elektrische Strom der Vielzahl von leitenden Elementen (62a-d) nur für die Dauer von entweder dem Ausführen eines Fettsättigungssequenzdurchlaufs durch das Magnetresonanzbildgebungsgerät oder eines ganzen Bildgebungsabtastungsdurchlaufs durch das Magnetresonanzbildgebungsgerät zugeführt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011079577A1 (de) * 2011-07-21 2013-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Oralspule für ein Magnetresonanztomographiesystem
DE102014213857A1 (de) 2014-07-16 2016-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Gerät mit MR-Spule

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6873156B2 (en) * 1998-05-06 2005-03-29 Insight Neuroimaging Systems, Llc Method and apparatus for performing neuroimaging
US6201987B1 (en) * 1998-05-26 2001-03-13 General Electric Company Error compensation for device tracking systems employing electromagnetic fields
DE10030142C1 (de) * 2000-06-20 2002-01-17 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts mit einem aktiven Shim-System
US6294972B1 (en) * 2000-08-03 2001-09-25 The Mcw Research Foundation, Inc. Method for shimming a static magnetic field in a local MRI coil
US6724190B2 (en) * 2002-05-15 2004-04-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Retrospective selection and various types of image alignment to improve DTI SNR
US7034530B2 (en) * 2002-06-28 2006-04-25 General Electric Company Technique for simultaneous acquisition of multiple independent MR imaging volumes with optimization of magnetic field homogeneity for spin preparation
US7199585B2 (en) * 2003-06-19 2007-04-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for shimming a main magnetic field in magnetic resonance
CN1910468B (zh) * 2004-01-14 2010-04-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 通过选择性插入导电调谐元件进行调谐的射频陷波器
JP4912304B2 (ja) * 2004-08-09 2012-04-11 ザ ジョンズ ホプキンス ユニヴァーシティ 埋め込み可能なmri適合刺激リード及びアンテナ並びに関連するシステム
CN101297211A (zh) * 2005-10-28 2008-10-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于进行mri的非圆柱形rf线圈
US8035387B2 (en) * 2006-01-13 2011-10-11 Yale University Methods and apparatus for compensating field inhomogeneities in magnetic resonance studies
WO2007122527A2 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Koninklijke Philips Electronics N.V., Determination of susceptibility- induced magnetic field gradients by magnetic resonance
CN101583882A (zh) * 2007-01-18 2009-11-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 通过磁共振确定磁化率诱发的磁场梯度
DE102007004812B4 (de) * 2007-01-31 2012-04-26 Siemens Ag Anordnung zur Einstrahlung eines Hochfrequenzfelds
CN102640010B (zh) * 2009-12-02 2015-11-25 纳纳利塞斯公司 用于产生均匀磁场的方法和装置
DE102011077724A1 (de) 2011-06-17 2012-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Lokale Shim- Spule innerhalb einer Lokalspule, als lokale BO -Homogenisierung in einem MRT
DE102011080275B4 (de) 2011-08-02 2018-10-25 Siemens Healthcare Gmbh Lokalspule, insbesondere Halsspule, mit mehreren separat schaltbaren Lokalspulen- Shimspulen
DE102011081039A1 (de) * 2011-08-16 2013-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Lokalspulenanordnung mit integriertem Shimleiter
DE102012206300B3 (de) * 2012-04-17 2013-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Shimspulenanordnung für eine Extremität eines Patienten
CN104471421B (zh) 2012-06-28 2018-11-06 杜克大学 用于集成并行接收、激励和匀场的磁谐振成像系统以及相关方法和设备
CN103202695B (zh) * 2013-03-20 2015-02-18 江苏麦格思频仪器有限公司 核磁共振成像系统及其方法
DE102014219682B4 (de) 2014-09-29 2019-06-06 Siemens Healthcare Gmbh Shimspulenvorrichtung sowie ein Magnetresonanzspulensystem mit einer Shimspulenvorrichtung
DE112015006439T5 (de) 2015-04-10 2017-12-28 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Shimspulen für Magnetresonanztomogrpahie
CN108369261B (zh) * 2015-11-06 2021-07-16 西达-赛奈医疗中心 用于下一代磁共振线圈的联合线圈(unic)系统和方法
EP3511727A1 (de) 2018-01-11 2019-07-17 Koninklijke Philips N.V. Aktives b1+-shimmen von sendespulen

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3515979A (en) * 1957-11-04 1970-06-02 Perkin Elmer Corp Magnetic field control apparatus
US4680551A (en) * 1985-10-07 1987-07-14 General Electric Company Method for homogenizing a static magnetic field over an arbitrary volume
US4740753A (en) * 1986-01-03 1988-04-26 General Electric Company Magnet shimming using information derived from chemical shift imaging
EP0236789A1 (de) * 1986-02-28 1987-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Nichtorthogonales Shim-Spulensystem zur Korrektur von Magnetfeldinhomogenitäten in Kernspinresonanzgeräten
DE3917619A1 (de) * 1989-05-31 1990-12-06 Philips Patentverwaltung Spulenanordnung fuer die volumenselektive kernresonanz-spektroskopie
DE3937150A1 (de) * 1989-11-08 1991-05-23 Bruker Analytische Messtechnik Kernresonanzspektrometer
DE4113120A1 (de) * 1991-04-22 1992-11-05 Siemens Ag Kernspintomograph
JPH05176910A (ja) * 1991-12-30 1993-07-20 Shimadzu Corp Mr装置
US5351006A (en) * 1992-02-07 1994-09-27 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for correcting spatial distortion in magnetic resonance images due to magnetic field inhomogeneity including inhomogeneity due to susceptibility variations
US5365173A (en) * 1992-07-24 1994-11-15 Picker International, Inc. Technique for driving quadrature dual frequency RF resonators for magnetic resonance spectroscopy/imaging by four-inductive loop over coupling
DE4227162C2 (de) * 1992-08-17 1994-07-14 Siemens Ag Iterative Shim-Verfahren für einen Grundfeldmagneten eines Kernspintomographiegerätes
JPH0779942A (ja) * 1993-09-13 1995-03-28 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置
US5532597A (en) * 1994-11-04 1996-07-02 Picker International, Inc. Passive shimming technique for MRI magnets
US5635839A (en) * 1994-11-04 1997-06-03 Picker International, Inc. High order passive shimming assembly for MRI magnets
US5550472A (en) * 1995-04-13 1996-08-27 Picker International, Inc. Combined radio frequency coil with integral magnetic field shim set
DE19741748A1 (de) * 1997-09-22 1998-12-03 Siemens Ag Kernspinresonanzgerät

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011079577A1 (de) * 2011-07-21 2013-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Oralspule für ein Magnetresonanztomographiesystem
DE102014213857A1 (de) 2014-07-16 2016-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Gerät mit MR-Spule

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DE69932370D1 (de) 2006-08-31
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US6100695A (en) 2000-08-08
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US6023167A (en) 2000-02-08
EP0932048B1 (de) 2006-07-19

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