NL1026544C2 - Systemen en werkwijzen voor fasecoderingsplaatsing - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Systemen en werkwijzen voor fasecoderingsplaat- sing.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op medische beeldvormingssystemen en meer in het bijzonder op systemen en werkwijzen voor polaire fasecodering voor magnetische-resonantiebeeldvor-ming (MRI).

5 Wanneer een substantie, zoals menselijk weefsel, aan een uni form magnetisch veld (polariserend veld B0) wordt onderworpen, trachten de individuele magnetische momenten van de spinnen in het weefsel zich uit te lijnen met dit polariserende veld, doch voeren deze spinnen een precessiebeweging om het polariserende veld uit in willekeuri-10 ge rangorde bij hun karakteristieke Larmor-frequentie. Indien de substantie, of het weefsel, wordt onderworpen aan een magnetisch veld (excitatieveld Bi), dat in het x-y-vlak en nabij de Larmor-frequentie ligt, kan het netto uitgelijnde moment, Mz, worden geroteerd, of "gekanteld", in het x-y-vlak om een netto magnetisch dwarsmoment Mt te 15 produceren. Nadat het excitatiesignaal Bi is beëindigd wordt door de aangeslagen spinnen een signaal uitgezonden en dit signaal kan worden ontvangen en bewerkt om een beeld te vormen.

Bij gebruik van deze signalen voor het produceren van beelden, worden magnetisch-veldgradiënten (Gx, Gy en Gz) toegepast. Het af te 20 beelden gebied wordt typisch afgetast door middel van een reeks van meetcycli, waarin deze gradiënten variëren volgens de gebruikte bijzondere lokaliseringswerkwijze. De resulterende reeks van ontvangen kernmagnetische-resonantie(NMR)signalen wordt gedigitaliseerd en bewerkt om het beeld te reconstrueren onder gebruikmaking van één van 25 vele algemeen bekende reconstructietechnieken.

Een variant van de algemeen bekende Fourier-transformatie(FT)-beeldvormingstechniek wordt dikwijls aangeduid met "spin-warp". De spin-warptechniek wordt toegelicht in een artikel, getiteld "Spin-warp NMR Imaging and Applications tot Human Whole-Body Imaging" van 30 W.A. Edelstein et al., Physics in Medicine and Biology, vol. 25, blz. 751-756 (1980). Deze techniek gebruikt een variabele-amplitude-fasecodering-magnetisch-veldgradiëntpuls voorafgaande aan de verwerving van NMR-spinechosignalen om ruimtelijke informatie in de richting van deze gradiënt fase te coderen. In bijvoorbeeld een 2-dimen- 1026544- - 2 - sionele implementatie (2DFT) wordt ruimtelijke informatie gecodeerd in één richting door middel van het aanleggen van een fasecoderingsgra-diënt (Gx) langs deze richting, en vervolgens wordt een spinechosig-naal verworven in aanwezigheid van een magnetisch-velduitleesgradiënt 5 (Gs) in een richting loodrecht op de fasecoderingsrichting. De tijdens de spinechoverwerving aanwezige uitleesgradiënt codeert ruimtelijke informatie in de loodrechte richting. In een typische 2DFT-pulsreeks wordt de sterkte van de fasecoderende gradiëntpuls Gx geïncrementeerd (AGX) in de reeks van aanzichten, die tijdens de aftasting worden ver-10 worven, om een reeks van NMR-gegevens te produceren, waaruit een totaalbeeld kan worden gereconstrueerd.

In een 3-dimensionele implementatie van de spin-warpwerkwijze wordt fasecodering van de spinechosignalen uitgevoerd langs twee loodrecht op elkaar staande assen. Zoals beschreven in U.S. octrooi nr.

15 4,431,968, getiteld "Method of 3-dimensional NMR Imaging üsing Selec- tive Excitation", wordt een dikke plak van spinnen geactiveerd door middel van het aanleggen van een plak-selectiegradiënt (Gy) in aanwezigheid van een selectieve RF-activeringspuls en vervolgens worden een eerste fasecoderingsgradiënt (Gy) langs dezelfde as en een tweede fa-20 secoderingsgradiënt (Gx) aangelegd voorafgaande aan de NMR-signaalverwerving in aanwezigheid van een uitleesgradiënt (Gx). Voor elke waarde van de Gx-fasecoderingsgradiënt wordt de Gy-fasecodering stapsgewijs door al zijn waarden heen geleid om een 3-dimensioneel gebied van een k-ruimte te bemonsteren. Door middel van het selectief activeren van 25 een plak, worden NMR-signalen verworven uit een bestuurd 3-dimensioneel volume.

Volgens één aspect is een werkwijze voor een medisch onderzoek beschreven. De werkwijze bevat polaire fasecodering om een aantal signalen, die voor een voorwerp representatieve gegevensreeksen vormen, 30 te genereren, waarbij de gegevensreeksen een rooster in polaire coördinaten in een k-ruimte vormen.

Volgens een ander aspect is een magnetische-resonantie(MR)werkwijze voor medische onderzoeken beschreven. De MR-werkwijze bevat het injecteren van een patiënt met een contrastmiddel, dat in bloedvaten 35 van de patiënt stroomt, het van een MR-beeldvormingssysteem verwerven van door spinnen in de bloedvaten geproduceerde MR-signalen, en het uitvoeren van polaire fasecodering om de MR-signalen, die voor de patiënt representatieve gegevensreeksen vormen, te genereren, waarbij de 1 0265443 - 3 .- gegevensreeksen een rooster in polaire coördinaten in een k-ruimte vormen.

Volgens nog een ander aspect is een werkwijze voor een medisch onderzoek beschreven; De werkwijze bevat het bemonsteren van gegevens-5 reeksen naar een rooster van polaire coördinaten in een k-ruimte om voor een voorwerp van belang, dat medisch wordt onderzocht, representatieve signalen te genereren.

Volgens nog een ander aspect is een magnetische-resonantie-beeldvorming(MRI)systeem beschreven. Het MRI-systeem bevat een hoofd-10 magneet om een uniform magnetisch veld te genereren, een radiofrequen-tiepulsgenerator voor het activeren van het magnetisch veld, een gra-diëntveldgenerator voor het genereren van gradiënten, die zich in verschillende richtingen in het magnetisch veld uitstrekken, een ontvanger voor het ontvangen van voor een voorwerp representatieve magneti-15 sche-resonantiesignalen, en een besturing voor polaire fasecodering om de MR-signalen, die voor het voorwerp representatieve gegevensreeksen vormen, te genereren, waarbij de gegevensreeksen een rooster in polaire coördinaten in een k-ruimte vormen.

Volgens een ander aspect is een besturing beschreven. De bestu-20 ring is geprogrammeerd om polaire fasecodering uit te voeren teneinde een aantal MR-signalen, die voor een voorwerp representatieve gegevensreeksen vormen, te genereren, waarbij de gegevensreeksen een rooster in polaire coördinaten in een k-ruimte vormen.

Fig. 1 is een blokschema van een uitvoeringsvorm van een magne-25 tische-resonantiebeeldvorming(MRI)systeem, waarin de hierin beschreven systemen en werkwijzen voor polaire fasecoderingsplaatsing zijn geïmplementeerd.

Fig. 2 is een blokschema van een zendontvanger, die een deel van het MRI-systeem van fig. 1 vormt.

30 Fig. 3 is een grafische weergave van een in het MRI-systeem van fig. 1 toegepaste pulsreeks om een uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in praktijk te brengen.

Fig. 4 toont een uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing met fasecodering in kx en ky en frequentiecode-35 ring in k,.

Fig. 5 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing, weergegeven als een 2D-dwarsdoor-snede van fig. 4 met fasecoderingen, die op een polair rooster <a,b,n> 1 026544:; - 4 - in polaire coördinaten van k-ruimte vallen en fasecoderingslocaties <m,d> op het rooster.

Fig. 6 toont nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte voor 5 reconstructie als 2-dimensionele (2D) projectiebeelden met een hoge tijdelijke resolutie.

Fig. 7 toont nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte voor reconstructie als 3-dimensionele projectiereconstructie (3D PR) beel-10 den met lage tijdelijke resolutie.

Fig. 8 toont een uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing.

Fig. 9, 10, 11 en 12 tonen een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing, welke 15 werkwijze een flexibele k-ruimte-subbemonstering voor tijdelijke schuifvensterreconstructie weergeeft.

Fig. 13 toont een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor gegeneraliseerde polaire fasecoderingsplaatsing, weergegeven als een 2D-dwarsdoorsnede met fasecoderingen, die in een gege-20 neraliseerd polair rooster <a,b,r,n> in gegeneraliseerde polaire coördinaten van k-ruimte vallen en fasecoderingslocaties <m,j,d> op het gegeneraliseerde rooster.

Fig. 1 is een blokschema van een uitvoeringsvorm van een magne-tische-resonantiebeeldvorming(MRI)systeem, waarin de hierin beschreven 25 systemen en werkwijzen voor polaire fasecoderingsplaatsing zijn geïmplementeerd. De werking van het systeem wordt door middel van een be-dienerconsole 10 bestuurd, welk console een toetsenbord, en controlepaneel 102 en een weergave 104 bevat. Het console 100 communiceert via een verbinding 116 met een afzonderlijk computersysteem 107, welk 30 systeem een bediener in staat stelt om de productie en weergave van beelden op het scherm 104 te besturen. Het computersysteem 107 bevat een aantal modules, die via een moederbord met elkaar communiceren. Deze modules omvatten een beeldprocessormoduul 106, een centrale ver-werkingseenheid(CPU)moduul 108 en een geheugenmoduul 113, bekend in de 35 techniek als een framebuffer voor het opslaan van beeldgegevensreek-sen. Het computersysteem 107 is met een schijfopslag 111 en een tape-station 112 verbonden voor opslag van beeldgegevens en programma's en communiceert met een afzonderlijke systeembesturing 122 via een snelle seriële verbinding 115.

1026544- - 5 -

De systeembesturing 122 bevat een reeks modules, die door middel van een moederbord 118 met elkaar zijn verbonden. Deze modules bevatten een CPO-moduul 119 en een pulsgeneratormoduul 121, dat via een seriële verbinding 125 met het bedienerconsole 100 is verbonden. Via 5 de verbinding 125 ontvangt de systeembesturing 122 commando's van de bediener om de uit te voeren aftastreeks aan te geven. Het pulsgeneratormoduul 121 doet de systeemcomponenten de gewenste aftastreeks uitvoeren. Het moduul 121 produceert gegevens, die de tijdsbepaling, sterkte en vorm van de geproduceerde radiofrequentie(RF)pulsen aange-10 ven, en de tijdsbepaling en lengte van het gegevensverwervingsvenster. Het pulsgeneratormoduul 121 is verbonden met een reeks van gradiënt-versterkers 127 om de tijdsbepaling en de vorm van de gradiëntpulsen, die tijdens de aftasting worden geproduceerd, aan te geven. Het pulsgeneratormoduul 121 kan ook patiëntgegevens van een fysiologische-ver-15 wervingsbesturing 129 ontvangen, welke besturing 129 signalen van een aantal verschillende met de patiënt 135 verbonden sensoren ontvangt, zoals van aan de patiënt bevestigde elektroden afkomstige elektrocardiogram (ECG) signalen. Ten slotte is het pulsgeneratormoduul 121 verbonden met een aftastkamerkoppelingsschakeling 133, die van verschil-20 lende sensoren, die met de toestand van de patiënt 135 zijn verbonden, en een magneetsamenstel 141 afkomstige signalen ontvangt. Via de af-tastkamerkoppelingsschakeling 133 ontvangt een patiëntpositionerings-systeem 134 commando's om de patiënt 135 naar de gewenste positie voor de aftasting te bewegen. Er wordt opgemerkt, dat in plaats van de pa-25 tiënt 135 een voorwerp, zoals een fantoom, kan worden gebruikt.

De door het pulsgeneratormoduul 121 geproduceerde gradiëntgolf-vormen worden toegevoerd aan het gradiëntversterkersysteem 127, dat Gx-, Gy- en G2-versterkers heeft. Elke gradiëntversterker activeert een corresponderende gradiëntspoel in een in het algemeen met 139 aange-30 duid gradiëntspoelsamenstel, om de voor het positie-coderen van verworven signalen gebruikte magnetisch-veldgradiënten te produceren. Het gradiëntspoelsamenstel 139 vormt een deel van een magneetsamenstel 141, dat een polariserende magneet 140 en een geheel-lichaam RF-spoel 152 bevat. Een zendontvangermoduul 150 in de systeembesturing 122 pro-35 duceert pulsen, die door een RF-versterker 151 worden versterkt en door een zend/ontvangstschakelaar 154 aan de RF-spoel 152 worden toegevoerd. De door de aangeslagen kernen in de patiënt 135 geëmitteerde resulterende signalen kunnen door dezelfde RF-spoel 152 worden gedetecteerd en via de zend/ontvangstschakelaar 154 aan een voorversterker 1 026544e' - 6 - 153 worden toegevoerd. De versterkte MR-signalen worden gedemoduleerd, gefilterd en gedigitaliseerd in de ontvangersectie van de zendontvan-ger 150. De zend/ontvangstschakelaar 154 wordt door een van het puls-generatormoduul 121 afkomstig signaal bestuurd om tijdens de zendmodus 5 de RF-versterker 151 elektrisch met de spoel 152 te verbinden en om tijdens de ontvangstmodus de voorversterker 153 met de spoel 152 te verbinden. De zend/ontvangstschakelaar 154 maakt het ook mogelijk om een afzonderlijke RF-spoel (bijvoorbeeld een hoofdspoel of oppervlak-tespoel) te gebruiken in de zend- of ontvangstmodus.

10 De door de RF-spoel 152 opgepikte NMR-signalen worden door het zendontvangêrmoduul 150 gedigitaliseerd en overgedragen aan een geheu-genmoduul 160 in de systeembesturing 122. Wanneer de aftasting is voltooid, en een gehele reeks van gegevens in het geheugenmoduul 160 is verworven, is een reeksprocessor werkzaam om de gegevens Fourier te 15 transformeren tot een reeks van beeldgegevens. Deze beeldgegevens worden via de seriële verbinding 115 naar het computersysteem 107 geleid, ' waarin de beeldgegevens in schrijfgeheugen 111 worden opgeslagen. In j reactie op van het bedienerconsole 100 ontvangen commando's kunnen deze beeldgegevens worden gearchiveerd op het tapestation 112, of kun-20 nen deze beeldgegevens door de beeldprocessor 106 verder worden bewerkt en naar het bedienerconsole 100 worden geleid en weergegeven op de weergave 104.

Er wordt nu in het bijzonder verwezen naar fig. 1 en 2, waarin een zendontvanger 150 via een vermogensversterker 151 het RF-active-25 ringsveld Bi ter plaatse van een spoel 152A produceert en het in een spoel 152B geïnduceerde resulterende signaal ontvangt. Zoals hierboven is aangegeven, kunnen de spoelen 152A en 152B gescheiden zijn, zoals is weergegeven in fig. 2 of kunnen deze spoelen een enkele geheel-li-chaamspoel zijn, zoals is weergegeven in fig. 1. De basisfrequentie, 30 of dragerfrequentie, van het RF-activeringsveld wordt geproduceerd onder besturing van een frequentiesynthesizer 200, die een reeks van van een CPü-moduul 119 en een pulsgeneratormoduul 121 afkomstige digitale signalen ontvangt. Deze digitale signalen geven de frequentie en de fase van het op een uitgang 201 geproduceerde RF-dragersignaal aan. De 35 RF-drager wordt toegevoerd aan een modulator en omhoog-omzetter 202, waar de amplitude van de RF-drager wordt gemoduleerd in reactie op een signaal R(t), dat eveneens van het pulsgeneratormoduul 121 is ontvangen. Het signaal R(t) definieert de omhullende van de te produceren RF-activeringspuls en wordt in het moduul 121 geproduceerd door middel 1026544- - 7 - van het sequentieel uitlezen van een reeks van opgeslagen digitale waarden. Deze opgeslagen digitale waarden kunnen op hun beurt vanaf het bedienerconsole 100 worden gewijzigd om het mogelijk te maken, dat elke gewenste RF-pulsomhullende kan worden geproduceerd.

5 De sterkte van de op de uitgang 205 geproduceerde RF-active- ringspuls wordt verzwakt door een activeerverzwakkerschakeling 206, die een digitaal commando van een moederbord 118 ontvangt. De verzakte RF-activeringspulsen worden aan de vermogensversterker 151 toegevoerd, welke vermogensversterker de RF-spoel 152A aanstuurt.

10 Het door de patiënt 135 geproduceerde signaal wordt opgepikt door de ontvangerspoel 152B en wordt via een voorversterker 153 aan de ingang van een ontvangerverzwakker 207 toegevoerd. De ontvangerver-zwakker 207 versterkt verder het signaal met een door een van het moederbord 118 ontvangen digitaal verzwakkingssignaal bepaalde hoeveel-15 heid.

Het ontvangen signaal heeft een frequentie op of rond de Larmor-frequentie, en dit hoge-frequentiesignaal wordt in een twee-stappenproces door een omlaag-omzetter 208 omlaag omgezet, welke om-laag-omzetter eerst het NMR-signaal met het dragersignaal op lijn 201 20 mengt en vervolgens het resulterende verschilsignaal met het 2,5 MHz referentiesignaal op lijn 204 mengt. Het omlaag-omgezette NMR-signaal wordt via lijn 212 aan de ingang van een analoog-naar-digitaal (A/D) omzetter 209 toegevoerd, welke omzetter 209 het analoge signaal bemonstert en digitaliseert en dit signaal aan een digitale detector en 25 signaalprocessor 210 toevoert, welke processor 210 16-bit in-fase(I)-waarden en 16-bit kwadratuur(Q)waarden, corresponderend met het ontvangen signaal, produceert. De resulterende stroom van gedigitaliseerde I- en Q-waarden van het ontvangen signaal worden via het moederbord 118 aan het geheugenmoduul 160 afgegeven, waar deze waarden 30 worden gebruikt om een beeld te reconstrueren.

Het 2,5 MHz referentiesignaal, alsmede het 250 kHz bemonste-ringssignaal en de 5, 10 en 60 MHz referentiesignalen worden geproduceerd door een referentiefrequentiegenerator 203 uit een gemeenschappelijk 20 MHz meesterkloksignaal.

35 Hoewel de systemen en werkwijzen voor polaire fasecoderings- plaatsing met een aantal verschillende pulsreeksen kunnen worden gebruikt, past een uitvoeringsvorm van de uitvinding een in fig. 3 getoonde 3-dimensionele (3D) gradiëntechopulsreeks toe.

1026544:: - 8 -

Er wordt nu in het bijzonder verwezen naar fig. 3, waarin een RF-activeringspuls 220 wordt geproduceerd om een dwarsmagnetisatie in een 3D-volume te produceren. De RF-activeringspuls 220 wordt gevolgd door een langs de x-as gerichte fasecoderende gradiëntpuls 224 en een 5 langs de y-as gerichte fasecoderende gradiëntpuls 226. Een langs de z-as gerichte uitleespuls 228 volgt en een NMR-echosignaal 230 wordt verworven en gedigitaliseerd zoals hierboven is beschreven. Zoals hierin toegepast, verwijst de term echo naar een gedeeltelijke echo en naar een volle echo. Na de verwerving brengen de gradiëntpulsen 232 en 10 234 de magnetisatie opnieuw in fase voordat de pulsreeks wordt her haald.

De pulsreeks wordt herhaald en de fasecoderende pulsen 224 en 226 worden stapsgewijs door een reeks van waarden geleid om de 3D k-ruimte te bemonsteren. In één uitvoeringsvorm worden 256 x 128 faseco-15 deringen toegepast door middel van het verwerven van 256 fasecoderin-gen bij een projectiehoek, het verwerven van 256 fasecoderingen bij een andere projectiehoek en het herhalen van de verwerving voor 128 projectiehoeken. Zoals uit de onderstaande toelichting duidelijk zal worden, is de volgorde, waarin deze k-ruimtebemonstering wordt uitge-20 voerd, een belangrijk aspect van de systemen en werkwijzen voor polaire fasecoderingsplaatsing.

Eén aspect van een uitvoeringsvorm van een systeem en werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing is, dat gegevensreeksen worden bemonsterd naar een rooster van polaire coördinaten. Een ander aspect 25 van een uitvoeringsvorm van een systeem en werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing is de locatie, waarin de k-ruimte wordt bemonsterd onder gebruikmaking van de pulsreeks in fig. 3. De bemonstering van de k-ruimte wordt uitgevoerd door het stapsgewijs door een reeks van waarden heen geleiden van de sterkte van x- en y-fasecoderingspul-30 sen 224 en 226 en de volgorde waarin dit wordt gedaan bepaalt de wijze waarop de k-ruimte tijdens de aftasting wordt bemonsterd.

Fig. 4 en 5 tonen een uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte, welke ruimte de kx-as, de ky-as en de kz-as heeft. De werkwijze wordt door de computer 12 uit-35 gevoerd. Gegevensreeksen met gegevens 64, 66, 68, 70 en 72 worden verzameld door middel van fasecodering in de x- en y-richtingen en door middel van frequentiecodering in de z-richting. Bijvoorbeeld wordt door spinnen van kernen in een been van een patiënt 135 geproduceerde informatie verzameld door middel van fasecodering in rechts/links 1026544- - 9 - (r/1) en voorste/achterste (a/v) richtingen, en frequentiecodering in sagitale/invers-sagitale (S/I) richting. In alle hierin beschreven uitvoeringsvormen worden gegevensreeksen in de z-richting frequentie-gecodeerd. Daarom geven fig. 4-12 slechts een 2-dimensionele (2D) 5 dwarsdoorsnede van een 3D-werkwijze van k-ruimtecodering en -bemonstering weer. De werkwijze bevat fasecodering naar een rooster 76 van polaire coördinaten 78 in de k-ruimte om MR-signalen, die representatief zijn voor een onder ondezoek geplaatste patiënt 135, te genereren.

Elk gegeven in de gegevensreeks, die een polaire fasecodering 10 heeft ondergaan, is een monster afkomstig van een locatie m(acos(2nd/n)kx + bsin(2nd/n)ky + ickz in de k-ruimte, waarin a, b, c en d reële getallen zijn, m, n en i gehele getallen zijn, kx, ky en kr eenheidsbasissectoren voor de k-ruimte zijn, 15 <a,b,c> een specifiek polair rooster bepaalt, en <m,d,i> een punt op het rooster bepaalt, waarbij n een radiale parameter van een fasecodering is, d een rotationele parameter van een fasecodering is, en i een parameter van een frequentiecodering is.

Het rooster 76 wordt als <a,b,c,n>, een gegeven op het rooster 20 wordt als <m,d,i> gerepresenteerd, en een rooster en een gegeven op het rooster specificeren tezamen een punt in de k-ruimte. In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt elk gegeven in een gegevensreeks, die onder gebruikmaking van de werkwijze is bemonsterd, gerepresenteerd als (m + 0,5) (acos (2nd/n) k* + bsin (2nd/n) ky) + i + 0,5)cka. Hoewel het 25 rooster 76 met een elliptische vorm is weergegeven, omvatten voorbeelden van andere vormen van het rooster een cirkelvormig rooster.

In een uitvoeringsvorm gebruikt de werkwijze een polair rooster <a,b,c,n> en frequentie-codeert deze werkwijze gegevensreeksen ni maal langs de ka-as door middel van het constant houden van m en d, en het 30 variëren van i. Een voorbeeld van ni is 256. Voor elk n* aantal malen frequentiecodering, bevat de werkwijze het één maal radiaal fasecode-ren door middel van het constant houden van d en het variëren van m.

De werkwijze bevat n2 aantal malen radiale fasecodering en voor elke radiale fasecodering wordt de frequentiecodering ni maal uitgevoerd.

35 Een voorbeeld van n2 is 256. Voor elk n2 aantal malen radiale fasecodering bevat de werkwijze één maal rotationele fasecodering door middel van het variëren van d. De werkwijze bevat na aantal malen rotationele fasecodering en voor elke rotationele fasecodering wordt de radiale fasecodering n2 maal uitgevoerd. Een voorbeeld van n3 is 128. In essen- 1026544- - 10 - tie vormt de werkwijze een geneste lus van frequentiecodering binnen radiale fasecodering binnen roationele fasecodering.

In een alternatieve uitvoeringsvorm bevat de werkwijze het vormen van een geneste lus van frequentiecodering binnen rotationele fa-5 secodering binnen radiale fasecodering. Er wordt opgemerkt, dat de werkwijzen, die onder gebruikmaking van fig. 4 en 5 zijn beschreven en onder gebruikmaking van de volgende figuren 6-12 worden beschreven, zijn geïmplementeerd in een zuiver polair coördinatensysteem en dat de werkwijzen, die onder gebruikmaking van fig. 13 worden beschreven, 10 zijn geïmplementeerd in een uitgebreid polair coördinatensysteem. De term "polair coördinatensysteem" verwijst daarom in het algemeen naar een zuiver polair coördinatensysteem of een uitgebreid polair coördinatensysteem op basis van het feit of de door fig. 4-12 getoonde werkwijzen worden beschreven of de door fig. 13 getoonde werkwijzen worden 15 beschreven.

Fig. 6 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze bevat polaire fasecodering om gegevensreeksen met gegevens 64, 66, 68, 70, 72, 84, 86, 88 en 90 op een vlak 82 te creëren. De richting, waarin de 20 gegevens polair fase worden gecodeerd is door middel van een pijl aangegeven. De werkwijze bevat verder het construeren van een 2D-beeld uit op het vlak 82 gelegen gegevensreeksen. In één uitvoeringsvorm wordt een 2D-beeld, dat correspondeert met op het vlak 82 gelegen gegevensreeksen, geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 2D 25 inverse Fourier-transformatie, zoals een 2D snelle Fourier-transforma-tie (FFT), van de gegevensreeksen. De 2D inverse Fourier-transformatie wordt gecombineerd met het opnieuw naar een rooster van cartesiaanse coördinaten overbrengen van de gegevensreeksen.

Fig. 7 toont nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van de 30 werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze bevat polaire fasecodering naar vlakken 82, 94, 96 en 98. Bijvoorbeeld is het vlak 82 gevormd van 256 fasecoderingen bij een pro-jectiehoek, is het vlak 94 gevormd van 256 fasecoderingen bij een andere projectiehoek, enzovoort totdat de vlakken 96 en 98 zijn gevormd. 35 De richting, waarin de gegevensreeksen polair fase-gecodeerd worden naar de vlakken 82, 94, 96 en 98 is door middel van pijlen aangegeven. De werkwijze bevat verder het construeren van een 3D-beeld of een tijdsverloopreeks van 2D-beelden uit op de vlakken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen. In één uitvoeringsvorm wordt een tijdsver- 1 026544: - 11 - loopreeks van 2D-beelden, die corresponderen met de op de vlakken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen, geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie van de gegevensreeksen. Bijvoorbeeld wordt een eerste 2D-beeld, dat correspon-5 deert met op het vlak 82 gelegen gegevensreeksen, geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie van de gegevensreeksen. Een tweede 2D-beeld, dat correspondeert met op het vlak 94 gelegen gegevensreeksen, wordt geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie van de gege-10 vensreeksen. De 2D inverse Fourier-transformatie wordt herhaald voor de resterende vlakken 96 en 98 om resterende 2D-beelden te vormen.

Een 3D-beeld kan uit een 3D-gegevensreeks, die op de vlakken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen bevat, worden gereconstrueerd. In een uitvoeringsvorm kan het 3D-beeld worden gerecon-15 strueerd door middel van het uitvoeren van een inverse Fourier-transformatie in de kz-richting gecombineerd met opnieuw op een rooster plaatsen, en het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie in de kx- en ky-richtingen. In een alternatieve uitvoeringsvorm kan het 3D-beeld worden gereconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 20 inverse Fourier-transformatie in de kz-richting en het uitvoeren van terugprojectie in de kx- en ky-richtingen.

Er wordt opgemerkt dat gegevensreeksen naar de vlakken 82, 94, 96 en 98 kunnen worden bemonsterd door middel van een verscheidenheid aan werkwijzen, waaronder eenvoudige fasecodering, zoals hierboven be-25 schreven, echo-vlakke beeldvorming (EPI), en spiraalsgewijze beeldvorming om de voor de patiënt 135 representatieve MR-signalen te genereren. EPI en spiraalsgewijze beeldvorming zijn snellere bemonsterings-werkwijzen dan eenvoudige fasecodering. Bovendien kunnen verschillende ordeningen van fasecoderingen worden gebruikt, zoals centrische fase-30 codering en tussengeschoten fasecodering. Er wordt eveneens opgemerkt, dat gegevensreeksen naar meer dan vier vlakken 82, 94, 96 en 98 kunnen worden bemonsterd. Bijvoorbeeld worden gegevensreeksen naar 128 vlakken bemonsterd, waarbij elk vlak één projectiehoek heeft.

In nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm, een "tijdelijk 35 schuifvenster" genoemd, bevat de werkwijze polaire fasecodering naar de vlakken 82, 94, 96 en 98 en het construeren van een 3D-beeld, dat correspondeert met de gegevensreeksen. De werkwijze bevat vervolgens polaire fasecodering naar het vlak 82, waarbij eerdere gegevensreeksen op het vlak 82 worden vervangen, en het reconstrueren van een 3D-beeld 1026544- - 12 - uit de op de vlakken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen. Daarna bevat de werkwijze polaire fasecodering naar het vlak 94, waardoor eerdere gegevensreeksen op het vlak 94 worden vervangen, en het reconstrueren van een 3D-beeld, dat correspondeert met op de vlakken 82, 5 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen. De werkwijze gaat verder met po laire fasecodering naar één van de vlakken 82, 94, 96 en 98 en het reconstrueren van een 3D-beeld, dat correspondeert met de op de vlakken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen. De werkwijze verschaft een middelmatige tijdelijke resolutie van een randgebied, zoals een rand-10 gebied 95 van het vlak 96. Het vergen van bijvoorbeeld 4 seconden om gegevensreeksen naar de vlakken 82, 94, 96 en 98 polair fase te coderen en om een met de gegevensreeksen corresponderend beeld te construeren, is een middelmatige tijdelijke resolutie.

Een centraal gebied 97 is gewoonlijk interessanter voor medisch 15 personeel dan een randgebied, zoals het randgebied 95 van het vlak 96. Een voorbeeld van een hoge tijdelijke resolutie van het centrale gebied 97 is wanneer het centrale gebied 97 elke seconde wordt bijgewerkt. Het bijwerken bevat het polair fasecoderen naar één van de vlakken 82, 94, 96 en 98 en het construeren van een met de op de vlak-20 ken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen corresponderend beeld. In een alternatieve uitvoeringsvorm worden in plaats van het bijwerken van op één van de vlakken 82, 94, 96 en 98 gelegen gegevensreeksen, op verschillende typen gebieden gelegen gegevensreeksen, zoals hieronder in fig. 8, 10 en 11 weergegeven, bijgewerkt.

25 Fig. 8 toont een uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze bevat het polair fasecoderen naar een eerste reeks van vlakken 250, 252 en 254. Bijvoorbeeld is het vlak 250 gevormd van 256 fasecoderingen bij een pro-jectiehoek, is het vlak 252 gevormd van 256 fasecoderingen bij een an-30 dere projectiehoek van bijvoorbeeld 60° ten opzichte van het vlak 250, en is het vlak 254 gevormd van 256 fasecoderingen bij nog een andere projectiehoek van bijvoorbeeld 60° ten opzichte van het vlak 252. Polair fasecoderen naar het vlak 250 creëert een gegevensreeks met gegevens 260, 262, 264, 266, 268, 270, 272 en 274, polair fasecoderen naar 35 het vlak 252 creëert een gegevensreeks met gegevens 276, 278, 280, 282, 284, 286, 288 en 290, en polair fasecoderen naar het vlak 254 creëert een gegevensreeks met gegevens 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298 en 299. De richting, waarin de gegevensreeksen polair fase-geco-deerd worden naar de vlakken 250, 252 en 254, is aangegeven door mid- 1026544- - 13 - del van pijlen. De werkwijze bevat verder het in een richting tegen de wijzers van de klok in roteren vanaf de vlakken 250, 252 en 254 met een hoeveelheid, zoals bijvoorbeeld 5°, en het polair fasecoderen naar een tweede reeks van vlakken. De werkwijze bevat ook het in de rich-5 ting tegen de wijzers van de klok in roteren vanaf de tweede reeks van vlakken met dezelfde hoeveelheid, zoals bijvoorbeeld 5°, en het polair fasecoderen naar een derde reeks van vlakken. De werkwijze bevat het op een zodanige wijze roteren om een totale rotatie van 360° te verkrijgen. Er wordt opgemerkt, dat de werkwijze als alternatief het ro-10 teren in een richting met de wijzers van de klok mee in plaats van de richting tegen de wijzers van de klok in bevat.

Fig. 9 toont nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze bevat polaire fasecodering naar een wigvormig gebied 302.

15 Fig. 10 en 11 tonen een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze bevat polaire fasecodering naar een door een doorsnijding van een cilinder 304 en het wigvormige gebied 302 gevormd gebied 312. In een alternatieve uitvoeringsvorm bevat de werkwijze polaire faseco-20 dering naar een door een samenvoeging van de cilinder 304 en het wigvormige gebied 302 gevormd gebied. Er dient opgemerkt te worden, dat de k-ruimte een groter of kleiner aantal concentrische cilinders dan de twee cilinders 304 en 308 kan hebben.

Fig. 12 toont nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van 25 een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze bevat polaire fasecodering naar een door een doorsnijding van een gebied 308 tussen de cilinders 304 en 308 en een wigvormig gebied 302 gevormd gebied 314. In een alternatieve uitvoeringsvorm bevat de werkwijze polaire fasecodering naar een door een vereniging van ge-30 bied 314 en wigvormig gebied 302 gevormd gebied.

Fig. 13 toont een andere uitvoeringsvorm van een werkwijze voor polaire fasecoderingsplaatsing in de k-ruimte. De werkwijze breidt de werkwijze van fig. 7 vanaf het vlak 82 evenwijdig aan de k,-as tot een •reeks van evenwijdige vlakken 420, 422, 82, 426 en 428 evenwijdig aan 35 de ke-as uit. De werkwijze bevat het bemonsteren van gegevensreeksen naar elk vlak 420, 422, 82, 426 en 428 in de k-ruimte. De richting waarin gegevensreeksen naar de vlakken 420, 422, 82, 426 en 428 worden bemonsterd, is door middel van pijlen aangegeven. De vlakken 420, 422, 82, 426 en 428 vormen een groep 418 of een plak 418. Elk vlak 420, 1026544- - 14 - 422, 82, 426 en 428 omsluit een eindig gebied in de k-ruimte. Elk vlak 420, 422, 82, 426 en 428 heeft bijvoorbeeld de vorm van een rechthoek. Als een ander voorbeeld heeft elk vlak 420, 422, 82, 426 en 428 de vorm van een vierkant. De vorm van een vlak correspondeert met naar 5 het vlak bemonsterde gegevensreeksen. Verder is de werkwijze van fig. 13 geïmplementeerd in een uitgebreid polair coördinatensysteem in vergelijking met een zuiver polair coördinatensysteem, dat wordt gebruikt om de in fig. 4-12 beschreven werkwijzen te implementeren.

Elk gegeven in een gegevensreeks, die algemeen polair fase-ge-10 codeerd is, is een monster afkomstig van een locatie m(acos (2nd/n) kx + bsin (2nd/n) ky) + jr(acos(2nd/n)kx + bsin (2nd/n) ky) + ick, in de k-ruimte, waarin a, b, c, d en r reële getallen zijn, m, j, n en i gehele getallen zijn, 15 kx, ky en kr eenheidsbasissectoren voor de k-ruimte zijn, <a,b,c,r> een specifiek gegeneraliseerd polair rooster bepaalt, en <m,d,i,j> een punt op het gegeneraliseerde rooster bepaalt, waarin m een radiale parameter van een fasecodering is, d een rotationele parameter van een fasecodering is, j een translatorische parameter van een 20 fasecodering is en i een parameter van een frequentiecodering is.

Een gegeneraliseerd rooster wordt gerepresenteerd als <a,b,c,r,n>, een gegeven op het gegeneraliseerde rooster wordt gerepresenteerd als <m,d,i.j> en een rooster en een gegeven op het rooster specificeren tezamen een punt in de k-ruimte. Als een voorbeeld worden 25 gegevensreeksen met gegevens 429 en 431, die beide naar het vlak 420 zijn bemonsterd, gerepresenteerd als m{acos (2nd/n) kx + bsin(2nd/n)ky) + jr(acos(2nd/n)kx + bsin(2nd/n) ky) .

In een uitvoeringsvorm bevat de werkwijze het mi maal frequen-tiecoderen van gegevensreeksen langs de kr-as door middel van het con-30 stant houden van m, a, d, n, b, j, r en c en het variëren van i. Een voorbeeld van 1¾ is 256. Voor elke mi aantal malen frequentiecodering bevat de werkwijze één maal radiale fasecodering door middel van het constant houden van a, d, n, b, j, r en c en het variëren van m. De werkwijze bevat het m2 aantal malen radiaal fasecoderen en voor elke 35 radiale fasecodering wordt een frequentiecodering mi maal uitgevoerd. Een voorbeeld van m2 is 256. Voor elke m2 aantal malen radiale fasecodering bevat de werkwijze één maal translatorische fasecodering door middel van het constant houden van a, d, n, b, r en c en het variëren van j. De werkwijze bevat m3 aantal malen translatorische fasecode- 1026544- - 15 - ring en voor elke translatorische fasecodering wordt een radiale fase-codering 1¾ maal uitgevoerd. Een voorbeeld van 1¾ is 6. Voor elke m3 aantal malen translatorische fasecodering bevat de werkwijze één maal een rotationele fasecodering door middel van het constant houden van 5 a, n, b, r en c en het variëren van d. De werkwijze bevat ΠΙ4 aantal malen rotationele fasecodering en voor elke rotationele fasecodering wordt een translatorische fasecodering m3 maal uitgevoerd. Een voorbeeld van nu is 31. In essentie vormt de werkwijze een geneste lus van frequentiecodering binnen rotationele fasecodering binnen translatori-10 sche fasecodering binnen rotationele fasecodering.

Elke groep 434, 436 en 438 is soortgelijk aan groep 418, aangezien elke groep 434, 436 en 438 een stapeling van vlakken soortgelijk aan de vlakken 420, 422, 82, 426 en 428 is. Richtingen, waarin gege-vensreeksen naar de groepen 418, 434, 436 en 438 zijn bemonsterd, zijn 15 door middel van pijlen aangegeven. Tussen elk tweetal groepen is er een hoek. De hoek 448 is een hoek tussen de groep 418. en de groep 434. Een voorbeeld van de hoek 448 is een hoek tussen 1° en 359°. Een ander voorbeeld van de hoek 448 is 5°. Nog een ander voorbeeld van de hoek 448 is 15°.

20 In een alternatieve uitvoeringsvorm bevat de werkwijze het be monsteren van gegevensreeksen naar een eerste reeks van gebieden, die worden gevormd door de doorsnijding van de vlakken 420, 422, 82, 426 en 428 van de groep 418 met concentrische cilinders 304 en 306 in de k-ruimte. In nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm bevat de 25 werkwijze het bemonsteren van gegevensreeksen naar een tweede reeks van gebieden, die zijn gevormd door middel van de doorsnijding van de groepen 418, 434, 436 en 438 met de cilinders 304 en 306. In nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm bevat de werkwijze het bemonsteren van gegevensreeksen naar een derde reeks van gebieden, die door middel 30 van de doorsnijding van de vlakken 420, 422, 82, 426 en 428 met de groep 434, de eerste reeks van gebieden en de tweede reeks van gebieden zijn gevormd. In andere alternatieve uitvoeringsvorm bevat de werkwijze het bemonsteren van gegevensreeksen naar een vierde reeks van gebieden (niet weergegeven), die door samenvoeging van de vlakken 35 420, 422, 82, 426 en 428 met de groep 434, de eerste reeks van gebie den en de tweede reeks van gebieden zijn gevormd.

Er dient opgemerkt te worden, dat gegevensreeksen kunnen worden bemonsterd naar een groter of kleiner aantal vlakken dan de zes vlakken van de groep 418. Op overeenkomstige wijze kan het aantal vlakken ! 026544“ - 16 - in de resterende groepen 434, 436 en 438 variëren. Er dient eveneens opgemerkt te worden, dat gegevensreeksen kunnen worden bemonsterd naar een groter of kleiner aantal groepen van vlakken dan de vier groepen 418, 434, 436 en 438f 5 Er dient opgemerkt te worden, dat polaire en gegeneraliseerde fasecodering met beeldvorming met continu en niet-continu bewegende tafel en bolusvolging kan worden gecombineerd.

Er dient eveneens opgemerkt te worden, dat het aantal vlakken in ten minste één van de groepen 418, 434, 436 en 438 kan veranderen 10 bij voortgang van de aftasting en dat het aantal groepen, d.w.z. de projectiehoeken, kan veranderen bij voortgang van de aftasting. Deze veranderingen kunnen worden gemaakt om veranderende tijdelijke dynamica of veranderingen in een gebied van een aan een aftasting onderworpen voorwerp of veranderingen in het voorwerp zelf te bestrijken.

15 De volgorde van constructie van een beeld uit de gegevensreek sen in elke groep 418, 434, 436 en 438 hangt af van een gewenste tijdelijke resolutie, een gewenste ruimtelijke resolutie in de k*-rich-ting en een gewenste ruimtelijke resolutie in de ky-richting. De gewenste tijdelijke resolutie, de gewenste ruimtelijke resolutie in de 20 kx-richting en de gewenste ruimtelijke resolutie in de ky-richting hangen van verschillende factoren af, waaronder het voor het aftasten van de patiënt 135 gebruikte type beeldvormingssysteem, het feit of een contrastmiddel aan de patiënt 135 is toegediend, en of de omvang van een lichaamsdeel van de af te tasten patiënt groot of klein is. Indien 25 een contrastmiddel aan de patiënt 135 is toegediend, zijn bijvoorbeeld een hoge tijdelijke resolutie en een lage of middelmatige ruimtelijke resolutie gewenst, aangezien beelden van de patiënt 135 dienen te worden verkregen op of dichtbij het moment waarop het contrastmiddel door een inwendig deel, zoals bijvoorbeeld een slagader van de patiënt 135, 30 stroomt. Indien als een ander voorbeeld een lichaamsdeel van de patiënt 135, zoals een been, van grote omvang dient te worden afgetast, zijn een lage tijdelijke resolutie en een hoge ruimtelijke resolutie gewenst. In een ander voorbeeld zijn een lage tijdelijke resolutie en een hoge ruimtelijke resolutie gewenst, aangezien een dergelijke com-35 binatie van resoluties een gebruiker in staat stelt om een klein inwendig deel, zoals een ader, in het grote lichaamsdeel te visualiseren. In alle uitvoeringsvormen van een werkwijze voor polaire faseco-deringsplaatsing is er een hoge ruimtelijke resolutie in de ke-rich-ting. Als een voorbeeld wordt een hoge ruimtelijke resolutie in de k,- 1026544c - 17 - richting verkregen bij het frequentiecoderen van 256 gegevenspunten in de kz-richting.

Om een hoge tijdelijke resolutie, een hoge in-vlak resolutie en geen via-vlak resolutie te verschaffen, wordt een 2D-beeld, dat cor-5 respondeert met op het vlak 420 van de groep 118 gelegen gegevensreek-sen geconstrueerd door middel van het opnieuw op een rooster plaatsen van de gegevensreeksen en het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie, zoals een 2D snelle Fourier-transformatie (FFT), van de gegevensreeksen. De 2D inverse Fourier-transformatie wordt gecombi-10 neerd met het opnieuw op een rooster van cartesiaanse coördinaten plaatsen van de gegevensreeksen. Het opnieuw op een rooster van cartesiaanse coördinaten plaatsen en de 2D inverse Fourier-transformatie worden uitgevoerd na bemonstering van de gegevensreeksen naar het vlak 420. Om een hoge tijdelijke resolutie, een hoge in-vlak resolutie en 15 geen via-vlak resolutie te verschaffen, wordt in een alternatieve uitvoeringsvorm een 2D beeld, dat correspondeert met op het vlak 420 van de groep 118 gelegen gegevensreeksen, geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 2D terugprojectie van de gegevensreeksen gecombineerd met het opnieuw op een rooster 76 van polaire coördinaten 78 20 plaatsen van de gegevensreeksen. Een hoge tijdelijke resolutie vergt bijvoorbeeld 1 seconde voor het naar het vlak 420 bemonsteren van gegevensreeksen en het construeren van een met de gegevensreeksen corresponderend beeld.

De lengte van elke groep 418, 434, 436 en 438 correspondeert 25 met de in-vlak resolutie, welke resolutie de gewenste ruimtelijke resolutie in de ky-richting is, en de diepte van elke groep 418, 434, 436 en 438 correspondeert met de via-vlak resolutie, welke resolutie de gewenste ruimtelijke resolutie in de kx-richting is. Om een hoge in-vlak resolutie te verkrijgen, correspondeert de lengte 425 van de 30 groep 418 bijvoorbeeld met een gegevensreeks, die 256 gegevenspunten in de ky-richting heeft. Om een lage in-vlak resolutie te verkrijgen, correspondeert de lengte 425 van de groep 418 als een ander voorbeeld met een gegevensreeks, die een gegeven in de ky-richting heeft. Een middelmatige in-vlak resolutie is een resolutie tussen hoge en lage 35 in-vlak resoluties. Om als een ander voorbeeld een lage via-vlak resolutie te verkrijgen, correspondeert de diepte 427 van de groep 418 met een gegevensreeks, die een gegeven in de kz-richting heeft. Om als nog een ander voorbeeld een hoge via-vlakresolutie te verkrijgen, correspondeert de diepte 427 van de groep 418 met een gegevensreeks, die 256 1026544- - 18 - gegevenspunten in de kx-richting heeft. Een middelmatige via-vlak resolutie is een resolutie tussen hoge en lage via-vlak resoluties. Om als een voorbeeld een middelmatige via-vlak resolutie te verkrijgen, correspondeert de diepte 427 van de groep 418 met een gegevensreeks 5 die zes gegevenspunten in de kx-richting heeft.

Om een lage tijdelijke resolutie en een volle 3D-resolutie te verschaffen, wordt in nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm een driedimensioneel (3D) beeld, dat met op de groepen 418, 434, 436 en 438 gelegen gegevensreeksen correspondeert, geconstrueerd door middel 10 van het uitvoeren van een inverse Fourier-transformatie in de kz-rich-ting gecombineerd met het opnieuw op een rooster plaatsen, en het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie in de kx- en ky-rich-tingen. De volle 3D-resolutie is een hoge ruimtelijke resolutie in de kx-richting, een hoge ruimtelijke resolutie in de ky-richting en een 15 hoge ruimtelijke resolutie in de kx-richting. Om een lage tijdelijke resolutie en de volle 3D-resolutie te verschaffen, wordt in nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm een 3D-beeld, dat correspondeert met op de groepen 418, 434, 436 en 438 gelegen gegevensreeksen, gereconstrueerd door middel van het uitvoeren van een inverse Fourier-20 transformatie in de kz-richting, en het uitvoeren van een terugprojectie in de kx- en ky-richtingen. Er is een lage tijdelijke resolutie, aangezien een 3D-beeld wordt geconstrueerd na bemonstering van de gegevensreeksen naar de groepen 418, 434, 436 en 438 en na het reconstrueren van de gegevensreeksen. Het vergen van bijvoorbeeld 36 secon-25 den voor het bemonsteren van gegevensreeksen naar de groepen 418, 434, 436 en 438 en voor het construeren van een met de gegevensreeksen corresponderend beeld is een lage tijdelijke resolutie, waarbij elke seconde correspondeert met elk vlak van elke groep 418, 434, 436 en 438.

Om een middelmatige tijdelijke resolutie, een middelmatige 30 ruimtelijke resolutie in de kx-richting en een hoge ruimtelijke resolutie in de ky-richting te verschaffen wordt in een andere alternatieve uitvoeringsvorm een 2D-beeld, dat correspondeert met op de groep 434 gelegen gegevensreeksen, geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 3D inverse Fourier-transformatie van de gegevensreeksen en 35 het uitvoeren van een maximum-intensiteitsprojectie (MIP) van de gegevensreeksen. De 3D inverse Fourier-transformatie wordt uitgevoerd na het bemonsteren van de gegevensreeksen naar de groep 434. Om een middelmatige tijdelijke resolutie, een middelmatige ruimtelijke resolutie in de kx-richting en een hoge ruimtelijke resolutie in de ky-richting 1023544- ! - 19 - ! i te verschaffen, wordt in nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm een 2D-beeld, dat correspondeert met op de groep 434 gelegen jgegevens-reeksen geconstrueerd door middel van het uitvoeren van een 3iD-terug-projectie van de gegevensreeksen en het uitvoeren van een Mlë van de 5 gegevensreeksen. De 3D-terugprojectie wordt uitgevoerd na het[ bemonsteren van de gegevensreeksen naar de groep 434. De middelmatige tijdelijke resolutie is een tijdelijke resolutie, die hoger is dan de lage tijdelijke resolutie en die lager is dan de hoge tijdelijke reso- | lutie. De middelmatige tijdelijke resolutie is hoger dan de lage tij- i 10 delijke resolutie, aangezien een 2D-beeld van op meer dan een enkel i vlak gelegen gegevensreeksen wordt geconstrueerd. De middelmatige tijdelijke resolutie is lager dan de hoge tijdelijke resolutie,!aangezien een 2D-beeld wordt geconstrueerd van op een kleiner aantal groepen dan de vier groepen 418, 434, 436 en 438 gelegen gegevensreeksenl De mid- 15 delmatige ruimtelijke resolutie in de kx-richting is een ruinjtelijke resolutie, die hoger is dan de lage ruimtelijke resolutie injde kx-richting en die lager is dan de hoge ruimtelijke resolutie ih de kx-richting. De middelmatige ruimtelijke resolutie in de kx-ricl}ting is hoger dan de lage ruimtelijke resolutie in de kx-richting, aangezien 20 de MIP rekenschap geeft van meer dan één gegeven in de kx-ri<j:hting,

| I

bijvoorbeeld door middel van het middelen van meer dan één gjegeven in de kx-richting of door middel van het nemen van een gegeven ijiet maxi- , j male intensiteit uit meerdere gegevenspunten in de kx-richting. De ! middelmatige ruimtelijke resolutie in de kx-richting is lager dan de i i 25 hoge ruimtelijke resolutie in de kx-richting, aangezien een jcortere lengte van gegevenspunten in de kx-richting wordt gebruikt oijn een 2D- j beeld te construeren dan een lengte van gegevenspunten in de! kx-rich- ting van de groepen 418, 434, 436 en 438. Er wordt opgemerkt', dat in ! ! tegenstelling tot in een cartesiaans coördinatensysteem, in ide hierbo- [ 30 ven beschreven uitvoeringsvormen van een werkwijze voor polajire fase-coderingsplaatsing, de ruimtelijke resolutie niet in hoofdzajak afhankelijk is van het aantal vlakken waarnaar gegevensreeksen polair fase-gecodeerd worden, doch in hoofdzaak afhankelijk is van het éiantal op een vlak gelegen gegevensreeksen.

35 Om een middelmatige tijdelijke resolutie van een doorj middel van de doorsnijding van de groepen 418, 434, 436 en 438 gevormd centraal gebied 446 te verschaffen, bevat de werkwijze in een Andere alternatieve uitvoeringsvorm, ook wel met de term "tijdelijk schuifven-ster" aangeduid, het bemonsteren van gegevensreeksen naar dA groepen 1 026544c j - 20 - 418, 434, 436 en 438, en het construeren van een 3D-beeld, dat correspondeert met de gegevensreeksen. De werkwijze bevat verder het bemonsteren van gegevensreeksen naar de groep 418 en het reconstrueren van een 3D-beeld, dat correspondeert met de op de groepen 418, 434, 436 en 5 438 gelegen gegevensreeksen. De werkwijze bevat ook het bemonsteren van gegevensreeksen naar de groep 434 en het reconstrueren van een 3D-beeld, dat correspondeert met op de groepen 418, 434, 436 en 438 gelegen gegevensreeksen, enzovoort, zonder het volgen van een bepaalde volgorde van het bemonsteren van gegevensreeksen naar één van de groe-10 pen 418, 434, 436 en 438. De werkwijze verschaft een lage tijdelijke resolutie van een randgebied, zoals een randgebied 444, van elk van de groepen 418, 434, 436 en 438. Hoewel er een lage tijdelijke resolutie van een randgebied, zoals het randgebied 444, is, is er een middelmatige tijdelijke resolutie van het centrale gebied 446 en is het cen-15 trale gebied 446 gewoonlijk interessanter voor medisch personeel dan een randgebied.

Er dient opgemerkt te worden, dat in een alternatieve uitvoeringsvorm, zodra de gegevensreeksen zijn bemonsterd, fase- en frequen-tiecorrectie en gegevensreeksen worden verkregen door middel van het 20 periodiek bemonsteren naar een centrale lijn in de k-ruimte. In een andere alternatieve uitvoeringsvorm wordt bewegingscorrectie van een axiaal vlak verkregen door middel van het periodiek bemonsteren van gegevensreeksen naar een binnenste cilinder, die door één of meer cilinders in de k-ruimte wordt omringd. In nog een andere alternatieve 25 uitvoeringsvorm wordt Hermetiaanse symmetrie gebruikt om volle gegevensreeksen uit gedeeltelijk bemonsterde gegevensreeksen op te maken. In nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm worden gegevensreeksen bemonsterd naar elk afwisselend vlak van een groep. In een alternatieve uitvoeringsvorm worden meervoudige fasecoderingen bemonsterd in 30 een enkele TR door middel van EPI of gradiëntherroeping en spinecho {GRASE).

De hierin beschreven systemen en werkwijzen voor polaire fase-coderingsplaatsing verschaffen de gewenste tijdelijke resolutie en de gewenste ruimtelijke resolutie in de kx-richting en de gewenste ruim-35 telijke resolutie in de ky-richting. De hierin beschreven systemen en werkwijzen voor polaire coderingsplaatsing verschaffen de gewenste tijdelijke resolutie, de gewenste ruimtelijke resolutie in de k*-rich-ting en de gewenste ruimtelijke resolutie in de ky-richting door middel van het bemonsteren van gegevensreeksen naar een rooster van po- 1026544- - 21 - laire coördinaten, inverse Fourier-transformatie, terugprojectie en MIP.

Hoewel de uitvinding in termen van verschillende specifieke uitvoeringsvormen is beschreven, zal de vakman onderkennen, dat de 5 uitvinding met modificaties binnen de gedachte en het kader van de conclusies in praktijk kan worden gebracht.

1 026544“

Claims (10)

1. Werkwijze voor een medisch onderzoek, omvattende: polaire fasecodering om een aantal signalen te genereren, welke signalen voor een voorwerp representatieve gegevensreeksen vormen, waarbij de gegevensreeksen een rooster (76) in polaire coör-5 dinaten (78) in een k-ruimte vormen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de fasecodering fasecodering naar het rooster (76) van polaire coördinaten (78) in de k-ruimte omvat om voor het voorwerp representatieve magnetische-resonan-tiesignalen te genereren.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de fasecodering fase codering naar ten minste één van: vlakken (82, 94, 96, 98) in de k-ruimte; ; groepen (418, 434, 436, 438) van vlakken in de k-ruimte; een eerste reeks van gebieden, die door doorsnijding van de 15 vlakken (82, 94, 96, 98) met cilinders (304, 306) in de k-ruimte worden gevormd; een tweede reeks van gebieden, die door doorsnijding van groepen (418, 434, 436, 438) van vlakken met de cilinders (304, 306) wor- j den gevormd; 20 een derde reeks van gebieden, die door doorsnijding van de vlakken (82, 94, 96, 98) met de groepen (418, 434, 436, 438) van vlakken, de eerste reeks van gebieden en de tweede reeks van gebieden worden gevormd; en een vierde reeks van gebieden, die door vereniging van de vlak- 25 ken (82, 94, 96, 98) met de groepen (418, 434, 436, 438) van vlakken, de eerste reeks van gebieden en de tweede reeks van gebieden worden gevormd, waarbij elk van de vlakken (82, 94, 96, 98) en elk vlak in de groepen (418, 434, 436, 438) van vlakken een eindig gebied in de k-ruimte omsluiten, de vlakken evenwijdig aan elkaar zijn, elk vlak in 30 elke groep (418, 434, 436, 438) evenwijdig aan elk ander vlak in de groep is en elke groep (418, 434, 436, 438) onder een hoek staat met elke andere groep, omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de fasecodering fasecodering naar een vlak (82) in de k-ruimte omvat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, verder omvattende het con strueren van een tweedimensioneel (2D) beeld door middel van: 1026544- ) - 23 - het uitvoeren van een 2D inverse Fourier-transformatie van de gegevensreeksen.

6. Werkwijze volgens conclusie 4, verder omvattende het construeren van een tweedimensioneel (2D) beeld door middel van: 5 het naar een rooster van cartesiaanse coördinaten overbrengen van op het vlak (82) gelegen gegevensreeksen; en het uitvoeren van een tweedimènsionele terugprojectie van op het vlak (82) gelegen gegevensreeksen.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de fasecodering fase-10 codering naar een reeks van groepen (418, 434, 436, 438) van vlakken in de k-ruimte omvat, waarbij elke groep (418, 434, 436, 438) onder een hoek staat ten opzichte van elke andere groep in de reeks.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, verder omvattende het verkrijgen van een hoge tijdelijke resolutie door middel van: 15 het opnieuw in een rooster plaatsen van de op een vlak (82) van een groep in de reeks gelegen gegevensreeksen, waarbij het opnieuw op een rooster plaatsen wordt uitgevoerd op een rooster (76) van polaire coördinaten (78); en het uitvoeren van een tweedimensionele terugprojectie van op 20 het vlak (82) van de groep gelegen gegevensreeksen.

9. Magnetische-resonantiebeeldvorming(MRI)systeem omvattende: een hoofdmagneet (140) om een uniform magnetisch veld te genereren; een radiofrequentiepulsgenerator (121) voor het activeren van 25 het magnetisch veld; een gradiëntveldgenerator voor het genereren van gradiënten, die zich in verschillende richtingen in het magnetisch veld uitstrekken; een ontvanger (150) voor het ontvangen van voor een object re-30 presentatieve magnetische-resonantie(MR)signalen; en een besturing (108, 119) voor polaire fasecodering om de MR-signalen, die voor het voorwerp representatieve gegevensreeksen vormen, te genereren, waarbij de gegevensreeksen een rooster in polaire coördinaten in een k-ruimte vormen.

10. Besturing (108, 119) geprogrammeerd om: polair fase te coderen teneinde een aantal magnetische-resonantie (MR) signalen, die voor een voorwerp representatieve gegevensreeksen vormen, te genereren, waarbij de gegevensreeksen een rooster in polaire coördinaten in een k-ruimte vormen. 102Θ544-