DE102014203867B4

DE102014203867B4 - Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz unter Berücksichtigung des ersten Moments zumindest eines Gradientenpulses

Info

Publication number: DE102014203867B4
Application number: DE102014203867.7A
Authority: DE
Inventors: David Grodzki; Björn Heismann
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: US9945920B2; US20150253405A1; DE102014203867A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts, ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, eine Sequenzoptimierungseinheit, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt. Um eine verbesserte Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz anzugeben, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Übernehmen einer Magnetresonanz-Sequenz, welche mehrere Fixpunkt-Zeitintervalle, die unverändert zu belassen sind, und mehrere veränderbare Zeitintervalle, die optimiert werden dürfen, umfasst, – automatisches Analysieren der Magnetresonanz-Sequenz zum Identifizieren der Fixpunkt-Zeitintervalle und der veränderbaren Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz und – automatisches Optimieren zumindest eines Gradientenpulses, welcher während zumindest eines veränderbaren Zeitintervalls der mehreren veränderbaren Zeitintervalle erfolgt, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses berücksichtigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts, ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, eine Sequenzoptimierungseinheit, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper einer Untersuchungsperson, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen Hochfrequenz-Pulse, insbesondere Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenz-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.
Für eine bestimmte Messung ist daher eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz, auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, insbesondere Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenpulsen längs verschiedener Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden. Maßgeblich für die Bildgebung ist dabei insbesondere das Timing innerhalb der Sequenz, das heißt in welchen zeitlichen Abständen welche Gradientenpulse aufeinander folgen. Eine Vielzahl der Steuerparameter ist in der Regel in einem sogenannten Messprotokoll definiert, welches vorab erstellt wird und für eine bestimmte Messung beispielsweise aus einem Speicher abgerufen und gegebenenfalls vom Bediener vor Ort verändert werden kann, der zusätzliche Steuerparameter wie beispielsweise einen bestimmten Schichtabstand eines Stapels von auszumessenden Schichten, eine Schichtdicke usw. vorgeben kann. Auf Basis all dieser Steuerparameter wird dann eine Magnetresonanz-Sequenz berechnet.
Aus der DE 10 2013 202 559 B3 ist ein Verfahren zum Optimieren einer Pulssequenz bekannt, bei welchem eine Analyse der Pulssequenz zum Identifizieren von Fixpunkt-Zeitbereichen und veränderbaren Zeitbereichen in der Pulssequenz erfolgt und dann Gradientenpulse in den veränderbaren Zeitbereichen automatisch optimiert werden.
Aus der US 8 030 920 B2 ist ein Verfahren zum Anpassen einer Pulssequenz bekannt, bei welchem eine globale Slew-Rate derart angepasst wird, damit ein Maximum einer peripheren Nervenstimulation nicht überschritten wird.
Aus US 6 566 877 B1 der ist ein Magnetresonanzgerät bekannt, bei welchem Gradientenformen einer Pulssequenz derart optimiert werden, dass eine Kompatibilität mit einer Bandweite von Gradientenverstärkern des Magnetresonanzgeräts eingehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände nach den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts, mit folgenden Schritten:

– Übernehmen einer Magnetresonanz-Sequenz, welche mehrere Fixpunkt-Zeitintervalle, die unverändert zu belassen sind, und mehrere veränderbare Zeitintervalle, die optimiert werden dürfen, umfasst,
– automatisches Analysieren der Magnetresonanz-Sequenz zum Identifizieren der Fixpunkt-Zeitintervalle und der veränderbaren Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz und
– automatisches Optimieren zumindest eines Gradientenpulses, welcher während zumindest eines veränderbaren Zeitintervalls der mehreren veränderbaren Zeitintervalle erfolgt, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses berücksichtigt wird.

Insbesondere wird eine an sich fertige, das heißt aussendebereite, aber im erfindungsgemäßen Verfahren noch optimierbare Magnetresonanz-Sequenz übernommen. Diese Magnetresonanz-Sequenz umfasst typischerweise eine Anzahl, das heißt einen oder mehrere, Hochfrequenz-Pulse, beispielsweise wenigstens einen Anregungs- und/oder Refokussierungspuls, sowie eine Anzahl von zeitlich hierzu koordinierten Gradientenpulsen. Die Gradientenpulse sind typischerweise über ihre Gradientenamplitude, die Gradientenpulszeitdauer und über die Flankensteilheit, das heißt die erste Ableitung des Gradientenverlaufs dG/dt der Gradientenpulse, üblicherweise auch als Slew-Rate bezeichnet, definiert. Eine weitere wichtige Größe der Gradientenpulse ist das nullte Gradientenpulsmoment, auch nulltes Moment oder nulltes Gradientenmoment genannt, das als das Integral der Gradientenamplitude des Gradientenpulses über die Zeitdauer des Gradientenpulses definiert ist.
Weiterhin kann das erste Gradientenpulsmoment, auch erstes Moment, M1-Moment oder erstes Gradientenmoment genannt, für einen Gradientenpuls berechnet werden. Das erste Moment eines Gradientenpulses ist insbesondere definiert als das Integral über der Amplitude des Gradientenpulses multipliziert mit der Zeit integriert über die Zeitdauer des Gradientenpulses. Das erste Moment eines Gradientenpulses ist dabei typischerweise für die Phase einer Magnetisierung relevant. Das erste Moment ist für einige Arten von Gradientenpulsen relevant. Insbesondere Flusskompensationsgradientenpulse weisen vorteilhafterweise ein definiertes erstes Moment auf.
Innerhalb der Magnetresonanz-Sequenz sind typischerweise die genauen Parameter der Hochfrequenz-Pulse, das heißt die zeitliche Lage und Form, exakt bestimmt, ebenso wie die einzelnen Gradientenpulse durch bestimmte Parameter wie zeitliche Länge, Amplitude, Flankensteilheit exakt vorgegeben sind. Die Magnetresonanz-Sequenz und ihre Parameter ergeben sich dabei üblicherweise aus der zu lösenden Bildgebungsaufgabe.
Eine Magnetresonanz-Sequenz wird typischerweise in Form von zeitlich aufeinanderfolgenden sequenziellen Zeitintervallen, auch Eventblocks genannt, an eine Steuereinheit übermittelt, welche dann beispielsweise eine Hochfrequenzantenneneinheit zur Aussendung der einzelnen Hochfrequenz-Pulse und eine Gradientenspuleneinheit zur Aussendung der einzelnen Gradientenpulse ansteuert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt nun vorteilhafterweise die Übermittlung der Magnetresonanz-Sequenz an eine Sequenzoptimierungseinheit in Form von Zeitintervallen. Jedes Zeitintervall charakterisiert dabei in der Regel ein bestimmtes Ereignis, beispielsweise die Aussendung eines Fettsättigungspulses, einer bestimmten Repetition innerhalb einer Gradientenechosequenz, eine Aussendung eines Flusskompensationsgradientenpulses usw. Dabei können die einzelnen Ereignisse unter Umständen aus mehreren Hochfrequenz-Pulsen oder geschalteten Auslesefenstern, sowie passend dazu geschalteten Gradientenpulsen bestehen. Unter einem Schalten eines Auslesefensters ist hierbei typischerweise das Aktivieren einer Empfangseinrichtung für die Magnetresonanz-Signale, beispielsweise eines ADCs (Analog-Digital-Konverters), zu verstehen, der an Empfangsspulen des Magnetresonanzgeräts angekoppelt ist.
Weiter erfolgt mittels der Sequenzoptimierungseinheit, insbesondere einer Analyseeinheit, eine automatische Analyse der Magnetresonanz-Sequenz, um die Fixpunkt-Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz zu identifizieren, die unverändert zu belassen sind, und um veränderbare Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz zu identifizieren, die optimiert werden dürfen. Unter Fixpunkt-Zeitintervallen sind hierbei insbesondere einzelne zeitliche Punkte oder Zeitintervalle zu verstehen, bei denen die aktuellen Werte der Gradientenpulse unveränderbar feststehen, damit die Gradientenpulse ihre bestimmungsgemäße Funktion weiter erfüllen können. Hierzu zählen beispielsweise Schichtselektionsgradienten oder Gradientenpulse während der Auslesezeiten, die ja dazu dienen, eine bestimmte Kodierung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erreichen. Weitere Beispiele werden später noch gegeben.
Neben diesen unveränderbaren einzelnen Punkten oder Zeitintervallen, an denen ein bestimmter Gradientenpuls einen ganz bestimmten Wert haben muss, gibt es aber dazwischen liegende veränderbare Zeitintervalle, in denen Gradientenpulse ganz oder teilweise angeordnet sind, die zwar auch eine bestimmte Funktion erfüllen, bei denen es aber nicht so darauf ankommt, dass die Zeitvorgaben genau eingehalten werden und beispielsweise zu einem exakten Zeitpunkt eine bestimmte Amplitude des Gradientenpulses vorliegt. Oftmals kommt es lediglich darauf an, dass bis zu einem bestimmten Zeitpunkt eine vorgegebene Amplitude des Gradientenpulses erreicht wird, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt eine vorgegebene Amplitude des Gradientenpulses heruntergefahren wird oder dass innerhalb eines breiteren Zeitintervalls zumindest ein bestimmtes nulltes oder erstes Moment des Gradientenpulses erreicht wird. In diesen Zeitintervallen kann der Verlauf der Gradientenpulse, das heißt die Form der Gradientenpulse, die Pulsform, oder der Gradientenverlauf, im Prinzip unter Beachtung bestimmter Randbedingungen verändert werden, so dass diese veränderbaren Zeitintervalle für eine Optimierung zur Verfügung stehen.
Bezüglich des vorgeschlagenen Verfahrens betrifft insbesondere zumindest eine Randbedingung das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses. Eine mögliche Randbedingung für das automatische Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses kann somit sein, dass über einen definierten Zeitraum ein bestimmtes erstes Moment erreicht wird. Insbesondere wird somit bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses berücksichtigt. Beispielsweise wird bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses konstant gehalten.
In einem weiteren Schritt erfolgt dann das automatische Optimieren von zumindest einem Gradientenpuls in einem veränderbaren Zeitintervall. Das automatische Optimieren erfolgt dabei insbesondere nach einem vorgegebenen Optimierungskriterium. Dabei kann prinzipiell ein beliebiges Optimierungskriterium vorgegeben werden.
Beispielsweise kann bei einer Variante im Rahmen der Erfindung eine Optimierung dahingehend erfolgen, dass die Kodierung durch die Gradientenpulse so schnell wie möglich erfolgt, um beispielsweise Flussartefakte durch sich bewegende Substanzen, zum Beispiel durch Blutfluss, zu minimieren.
Bei einer bevorzugten Variante erfolgt beispielsweise eine Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses zur Geräuschreduzierung. Während einer Magnetresonanz-Sequenz werden die magnetischen Gradientenspulen, über die die Gradientenpulse ausgesandt werden, häufig und schnell umgeschaltet. Da die Zeitvorgaben innerhalb einer Magnetresonanz-Sequenz meist sehr strikt sind und zudem die Gesamtdauer einer Magnetresonanz-Sequenz, die die Gesamtdauer einer Magnetresonanz-Untersuchung bestimmt, möglichst gering gehalten werden muss, müssen zum Teil Gradientenamplituden von um die 40 mT/m und Slew-Rates von bis zu 200 mT/m/ms erreicht werden. Insbesondere trägt eine derart hohe Flankensteilheit zu den bekannten Lärmerscheinungen während des Schaltens der Gradientenpulse bei. Wirbelströme mit anderen Komponenten des Magnetresonanzgeräts, insbesondere dem Hochfrequenzschirm, sind ein Grund für diese Lärmbelästigungen. Daneben führen steile Flanken der Gradientenpulse zu einem höheren Energieverbrauch und stellen zudem höhere Anforderungen an die Gradientenspulen und die weitere Hardware. Die sich schnell ändernden Gradientenfelder führen zu Verzerrungen und Schwingungen in den Gradientenspulen und zur Übertragung dieser Energien an das Gehäuse des Magnetresonanzgeräts. Durch Erwärmung der Spulen und die weiteren Komponenten kann es zudem zu einem hohen Helium-Boil-Off kommen.
Zur Geräuschoptimierung kann besonders bevorzugt in den veränderbaren Zeitintervallen automatisch die erste Ableitung des Gradientenverlaufs optimiert werden. Das heißt, es wird der Gradientenverlauf in dem zumindest einen veränderbaren Zeitintervall beispielsweise so optimiert, dass unter bestimmten Randbedingungen eine möglichst geringe Slew-Rate des Gradientenpulses eingehalten wird, da diese ja zu besonders hohen Geräuschen führt. Besonders bevorzugt wird der Gradientenverlauf bei der Optimierung geglättet, da auf diese Weise eine besonders gute Geräuschreduzierung erreicht wird. Mit anderen Worten, der Optimierungsschritt erfolgt im Hinblick auf eine möglichst hohe Geräuschminderung, indem der Gradientenverlauf des zumindest einen Gradientenpulses hinsichtlich der Minimierung der ersten Ableitung der Funktion, welche den Gradientenverlauf vorgibt, optimiert wird. Weiterhin wird damit eine geringere Beanspruchung des Gradientensystems erreicht. Damit gehen ein geringerer Stromverbrauch, eine geringere Erwärmung der Gradientenspulen und damit auch ein verringerter Helium-Boil-Off einher. Zusätzlich können dabei aber auch Amplituden des zumindest einen Gradientenpulses minimiert werden.
Da eine Optimierung zur Geräuschreduzierung, das heißt eine Optimierung der ersten Ableitung des Gradientenverlaufs, vermutlich der häufigste Anwendungsfall ist, wird im Folgenden meist von dieser Variante als Beispiel ausgegangen. Das Verfahren soll aber durch diese Beispiele nicht auf dieses Optimierungskriterium beschränkt werden, sofern dies nicht explizit erwähnt ist.
Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Optimierung, unabhängig vom verwendeten Optimierungskriterium, unter Konstanthalten der zeitlichen Länge der jeweiligen Zeitintervalle, so dass das Timing der Magnetresonanz-Sequenz insgesamt durch die Optimierung unbeeinflusst bleibt. Grundsätzlich ist es auch möglich, verschiedene Optimierungskriterien vorzugeben, beispielsweise auch unterschiedliche Optimierungskriterien für unterschiedliche zeitliche Abschnitte oder unterschiedliche Arten von Gradientenpulsen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise automatisch der gesamte Gradientenverlauf optimiert, ohne die einzelnen Gradientenpulse zu betrachten. Lediglich an den wichtigen Zeitpunkten und/oder in den Fixpunkt-Zeitintervallen der Magnetresonanz-Sequenz, welche bezüglich der aktuellen Gradientenamplitude wie beschrieben unveränderlich sind, wird der Gradientenverlauf auf dem definierten Wert gelassen. Dazwischen sind sämtliche Bereiche – auch gradientenpulsübergreifend – einer Optimierung des Gradientenverlaufs zugänglich.
Aufgrund der Berücksichtigung des ersten Moments des zumindest einen Gradientenpulses können mittels des vorgeschlagenen Vorgehens auch Gradientenpulse optimiert werden, welche sensitiv auf ein bestimmtes erstes Moment sind und beispielsweise ein bestimmtes erstes Moment benötigen. Eine reine Berücksichtigung des nullten Moments bei der Optimierung der Gradientenpulse würde bei dieser Art von Gradientenpulsen, welche sensitiv auf ein bestimmtes erstes Moment sind, nicht zur Optimierung ausreichen. Somit führt die Berücksichtigung des ersten Moments des zumindest einen Gradientenpulses dazu, dass ein Gradientenpuls, welcher sensitiv auf ein erstes Moment ist, ein veränderbares Zeitintervall definiert und somit optimiert werden kann. Solch ein Gradientenpuls kann beispielsweise ein Flusskompensationsgradientenpuls sein. Somit kann beispielsweise eine weitere Reduktion der Lautstärke der Magnetresonanz-Sequenz im Optimierungsverfahren erreicht werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der zumindest eine Gradientenpuls als ein Flusskompensationsgradientenpuls ausgebildet ist. Ein Flusskompensationsgradientenpuls wird unter anderen in einer angiographischen Magnetresonanz-Sequenz und/oder einer suszeptibilitätsgewichteten Magnetresonanz-Sequenz eingesetzt. Er dient vorteilhafterweise dazu, Bewegungsartefakte von bewegten Kernspins zu unterdrücken. Ein Flusskompensationsgradientenpuls umfasst typischerweise zumindest einen positiven Teil, welcher eine positive Gradientenamplitude aufweist, und zumindest einen negativen Teil, welcher eine negative Gradientenamplitude aufweist. Ein Flusskompensationsgradientenpuls weist typischerweise ein definiertes erstes Moment auf. Würde bei einer Optimierung eines Flusskompensationsgradientenpulses das erste Moment des Flusskompensationsgradientenpulses nicht berücksichtigt werden, so könnten sich der zumindest eine positive Teil und der zumindest eine negative Teil des Flusskompensationsgradientenpulses bei der Optimierung des zumindest einen Flusskompensationsgradientenpulses zumindest teilweise ausmitteln. Somit könnte durch eine Optimierung des Flusskompensationsgradientenpulses ohne Berücksichtigung des ersten Moments des Flusskompensationsgradientenpulses die Funktionsweise des Flusskompensationsgradientenpulses eingeschränkt werden. Ein Flusskompensationsgradientenpuls kann mittels des vorgeschlagenen Vorgehens unter Berücksichtigung des ersten Moments des Flusskompensationsgradientenpulses daher besonders vorteilhaft optimiert werden. Somit kann beispielsweise die Lautstärke des Flusskompensationsgradientenpulses deutlich verringert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da nicht optimierte Flusskompensationsgradientenpulse typischerweise besonders hohe Slew-Rates einsetzen und daher besonders laut sind.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses konstant gehalten wird. Dafür wird vorteilhafterweise die Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses unter der Randbedingung des Konstanthaltens des ersten Moments des zumindest einen Gradientenpulses durchgeführt. Das konstante erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses kann dabei als weitere Randbedingung neben Randbedingungen wie beispielsweise einem konstanten nullten Moment des zumindest einen Gradientenpulses verwendet werden. Beim Konstanthalten des zumindest einen Gradientenpulses wird vorteilhafterweise darauf geachtet, dass das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses vor und nach der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses gleich ist. Dabei kann selbstverständlich ein Toleranzbereich für das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses vorgegeben werden. Wie das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses nach der Optimierung erzeugt wird, kann dabei irrelevant sein. Dieses Vorgehen ist insbesondere bezüglich der Optimierung eines Flusskompensationsgradientenpulses besonders vorteilhaft, da diese typischerweise ein definiertes erstes Moment benötigen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz Messparameter umfasst, welche ein vorgegebenes erstes Moment für den zumindest einen Gradientenpuls umfassen, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses auf das vorgegebene erste Moment gesetzt wird. Das erste Moment kann insbesondere durch die Magnetresonanz-Sequenz und/oder durch Einstellungen eines Benutzers für den zumindest einen Gradientenpuls vorgegeben werden. Es kann ein bestimmter Wert für das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses vorgegeben werden, welcher dann, möglicherweise innerhalb eines Toleranzbereichs, nach der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses vorliegen soll. Durch die Vorgabe eines vorteilhaften ersten Moments für den zumindest einen Gradientenpuls kann der zumindest eine Gradientenpuls nach der Optimierung sogar ein verbessertes erstes Moment aufweisen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der zumindest eine Gradientenpuls vor der Optimierung noch kein optimales erstes Moment aufweist. Dadurch kann die Funktionsweise des zumindest einen Gradientenpulses, beispielsweise eine Flusskompensation, verbessert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses ein Spline-Interpolationsverfahren verwendet wird. Zur Optimierung können prinzipiell unterschiedliche Verfahren verwendet werden, um die erste Ableitung des Gradientenverlaufs möglichst gering zu halten und dabei die vorgegebenen Randbedingungen einzuhalten, insbesondere um die gegebenen Fixpunkte zu erreichen. Als besonders effektiv hat sich herausgestellt, ein sogenanntes Spline-Interpolationsverfahren zu verwenden. In einer Spline-Interpolation wird versucht, gegebene Stützstellen, im vorliegenden Fall also beispielsweise die Fixpunkte, mit Hilfe stückweise stetiger Polynome, sogenannter Splines, zu interpolieren. Das Spline-Interpolationsverfahren hat den Vorteil, dass auch dann noch mit nur geringem Rechenaufwand brauchbare Kurvenverläufe mit bestimmten Approximationseigenschaften erreicht werden, wenn die Fixpunkte ungünstig liegen. Insbesondere lässt sich eine Spline-Interpolation auch mit geringem linearen Aufwand berechnen. Ein Spline-Interpolationsverfahren eignet sich insbesondere besonders vorteilhaft dazu, eine Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses unter Berücksichtigung eines bestimmten ersten Moments durchzuführen. Es können dabei verschiedene Spline-Interpolationsverfahren für verschiedene Arten von Gradientenpulsen eingesetzt werden. Für die Optimierung von Gradientenpulsen, welche nicht sensitiv für ein bestimmtes erstes Moment sind, kann beispielsweise ein Spline niedrigerer Ordnung als für die Optimierung von Gradientenpulsen, welche sensitiv für ein bestimmtes erstes Moment sind, verwendet werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses ein Spline-Interpolationsverfahren fünfter Ordnung verwendet wird. Ein Spline-Interpolationsverfahren fünfter Ordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn folgende sechs Randbedingungen bei der Optimierung des Gradientenverlaufs des zumindest einen Gradientenpulses in einem Intervall mit einer ersten und einer zweiten Intervallgrenze beachtet werden sollen:

– Konstanthalten der Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an der ersten Intervallgrenze,
– Konstanthalten der Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an der zweiten Intervallgrenze,
– Setzen der Ableitung des zumindest einen Gradientenpulses auf Null an der ersten Intervallgrenze,
– Setzen der Ableitung des zumindest einen Gradientenpulses auf Null an der zweiten Intervallgrenze,
– Konstanthalten des nullten Moments des zumindest einen Gradientenpulses und
– Konstanthalten des ersten Moments des zumindest einen Gradientenpulses.

Die Randbedingungen können nötige Parameter für den Spline fünfter Ordnung, welcher den Gradientenverlauf des zumindest einen optimierten Gradientenpulses beschreiben soll, liefern.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein Zeitbereich der Magnetresonanz-Sequenz zumindest dann als ein Fixpunkt-Zeitintervall identifiziert wird, wenn gemäß der Magnetresonanz-Sequenz in diesem Zeitbereich zumindest eines der folgenden Ereignisse erfolgen soll:

– Aussenden eines Hochfrequenz-Pulses: Wird gleichzeitig ein Hochfrequenz-Puls ausgesendet, so ist davon auszugehen, dass der zu dieser Zeit geschaltete Gradientenpuls dazu dient, dass der Hochfrequenz-Puls auf ein bestimmtes räumliches Volumen wirkt. Daher würde eine Veränderung der Amplitude des Gradientenpulses während dieses Zeitintervalls zu einer Verfälschung der Magnetresonanz-Sequenz führen.
– Auslesen von Rohdaten, das heißt das Setzen eines Auslesefensters, insbesondere das Empfangsbereitschalten eines ADCs: Auch hier dienen die gleichzeitig geschalteten Gradientenpulse einer Kodierung, in welchem räumlichen Bereich die Magnetresonanzsignale empfangen werden. Auch während dieses Zeitraums würde eine Veränderung der Gradientenamplitude zu einer Verfälschung der Magnetresonanz-Sequenz führen.
– Schalten eines Diffusionsgradientenpulses: Diese Diffusionsgradientenpulse dienen dazu, über ganz bestimmte Zeitintervalle eine definierte Gradientenamplitude anzulegen, um so eine bestimmte Kodierung des Signals zu erreichen. Daher würde hier eine Veränderung zu einer Verfälschung der Messung führen.
– Schalten eines Anklopf-Gradientenpulses: Derartige Anklopf-Gradientenpulse (auch „Tok-Tok-Tok-Pulse” genannt) dienen dazu, zu Beginn einer Messung ein definiertes, nicht zu lautes, aber auch nicht zu leises Anklopfgeräusch zu erzeugen. Dann kann sich der im Magnetresonanzgerät befindliche Patient darauf einstellen, dass jetzt die Messung mit einer in der Regel nicht vermeidbaren Geräuschbelästigung beginnt. Würden solche Anklopf-Gradientenpulse beispielsweise einer Geräusch-Optimierung unterzogen, so würde dies zu einer Geräuschminderung der Anklopf-Gradientenpulse führen, die dann nicht mehr ihre Funktion erfüllen, den Patienten vorzuwarnen.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Identifizierung eines Zeitbereichs als Fixpunkt-Zeitintervall oder als veränderbares Zeitintervall durch zumindest eine der folgenden Verfahrensweisen erfolgt:

– Analyse der Hochfrequenz-Puls-Sendezeiten,
– Analyse der Auslese-Zeiten,
– Analyse eines Gradientenverlaufs, beispielsweise, indem dieser mit vorgegebenen Muster-Gradientenverläufen für bestimmte nicht veränderbare Gradientenpulse verglichen wird. Entspricht ein Gradientenpuls diesem Muster-Gradientenverlauf, ist dies ein Hinweis darauf, dass es sich um einen solchen nicht veränderbaren Gradientenpuls handelt;
– Analyse von in einem Parametersatz enthaltenen Bezeichnern, beispielsweise von Namen, Flags usw., die anzeigen, dass es sich bei dem nachfolgenden Gradientenpuls in dem betreffenden Zeitintervall um einen nicht zu verändernden Gradientenpuls handelt. Beispielsweise kann ein Zeitintervall, das einen bestimmten Gradientenpuls enthält, die einzelnen Amplitudenwerte zu bestimmten, in einem festen Abtastraster vorgegebenen Zeitpunkten enthalten. Alternativ können aber auch die Parameter über eine Anstiegszeit, die nach einer bestimmten Zeit zu erreichende maximale Amplitude, die Dauer einer Plateauzeit, in der die Amplitude konstant gehalten wird, sowie eine Abstiegszeit enthalten sein, um den Gradientenpuls komplett zu definieren. Zusätzlich kann in beiden Fällen das Zeitintervall und/oder der Parametersatz auch noch eine Angabe enthalten, ob das Zeitintervall einen nicht veränderbaren Gradientenpuls enthält oder sogar eine Kodierung und/oder Bezeichnung, um was für einen Gradientenpuls es sich handelt, beispielsweise einen Diffusionsgradientenpuls usw. Der Parametersatz kann auch zumindest einem Gradientenpuls zugeordnet sein.

Es ist im Übrigen auch möglich, dass nicht nur die oben genannten Typen von Gradientenpulsen als unverändert definiert werden, sondern dass je nach Bedarf noch weitere Gradientenpulse oder Typen von Gradientenpulsen als nicht veränderbar für die spezielle Magnetresonanz-Sequenz festgelegt werden, indem beispielsweise die Analyseeinheit entsprechend eingestellt wird, um solche definierten weiteren unveränderbaren Gradientenpulse zu identifizieren und/oder indem in den Parametersätzen beispielsweise entsprechende Bezeichner für diese Gradientenpulse gesetzt werden. Die vorhergehend genannten bevorzugten Varianten zeigen, dass es mit – in der Regel relativ einfachen – Mitteln möglich ist, die Fixpunkt-Zeitintervalle zu identifizieren und die verbleibenden Zeitintervalle zu optimieren.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses das nullte Moment des zumindest einen Gradientenpulses konstant gehalten wird. Dies ist insbesondere zusätzlich zur Berücksichtigung des ersten Moments des zumindest einen Gradientenpulses eine vorteilhafte Randbedingung bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses die Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an Fixpunkten konstant gehalten wird, wobei die Fixpunkte vorzugsweise zumindest Randwerte an den Intervallgrenzen des zumindest einen veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen umfassen. Dabei können bestimmte Fixpunkte innerhalb des optimierbaren Zeitintervalls vorgegeben werden, beispielsweise das Erreichen eines Amplitudenwerts von Null zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt. Besonders bevorzugt umfassen die Fixpunkte aber zumindest die Randwerte an Intervallgrenzen des veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen. Sofern ein Umsortieren der Eventblöcke in ausgehende Eventblöcke erfolgt, welche jeweils nur entweder ein veränderbares Zeitintervall oder ein Fixpunkt-Zeitintervall enthalten, sind die Randwerte dann beispielsweise die Grenzwerte zum Anfang und zum Ende des jeweiligen optimierbaren ausgehenden Eventblocks. Durch diese Randbedingung wird dafür gesorgt, dass es keine Sprünge im Gradientenverlauf gibt und die Form des Gradientenpulses so gewählt wird, dass sie über Eventblockgrenzen hinweg und/oder über Grenzen zwischen Fixpunkt-Zeitintervallen und veränderbaren Zeitintervallen hinweg stetig verlaufen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses eine Steigung einer Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an Fixpunkten gleich Null gesetzt wird, wobei die Fixpunkte vorzugsweise zumindest Randwerte an den Intervallgrenzen des zumindest einen veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen umfassen. Somit kann ein gleichmäßiger Übergang des Gradientenverlaufs über Zeitintervallgrenzen hinweg ohne Kanten und/oder Knicke erreicht werden.
Mehrere aneinandergrenzende Gradientenpulse einer Gradientenachse können zu einem gemeinsamen Gradientenpuls zusammengefasst werden. Hierdurch bietet sich ein besonderer Vorteil, weil die Gradientenamplitude nicht unnötigerweise auf einen Wert von Null reduziert wird, nur um anschließend mit einer entsprechend steilen Flanke wieder anzusteigen, um den nächsten Gradientenpuls zu formen.
Zum Abschluss der Optimierung wird vorteilhafterweise ein Gradientenverlauf des zumindest einem optimierten Gradientenpulses auf die Einhaltung von Systemspezifikationsparametern, vorzugsweise zumindest die Einhaltung einer maximal zulässigen Gradientenamplitude und/oder einer maximal zulässigen Slew-Rate, geprüft. Wenn der Gradientenverlauf des zumindest einen optimierten Gradientenpulses die Systemspezifikationsparameter nicht einhält, wird er vorteilhafterweise wieder durch den ursprünglichen Gradientenverlauf des zumindest einen Gradientenpulses ersetzt.
Weiterhin kann die Magnetresonanz-Sequenz in Form von zeitlich aufeinander folgenden Eventblöcken an eine Gradientenspuleneinheit übermittelt werden. Vor der Übermittlung an die Gradientenspuleneinheit können ankommende Eventblöcke der Magnetresonanz-Sequenz zur Identifizierung der Fixpunkt-Zeitintervalle und der veränderbaren Zeitintervalle in dem jeweiligen Eventblock analysiert werden. Es kann in Abhängigkeit davon eine Neuunterteilung der Magnetresonanz-Sequenz in ausgehende Eventblöcke erfolgen. Jeder Eventblock charakterisiert dabei in der Regel ein bestimmtes Ereignis, beispielsweise die Aussendung eines Fettsättigungspulses, einen bestimmten Flusskompensationsgradienten, eine bestimmte Repetition innerhalb einer Gradientenechosequenz usw. Die einzelnen Ereignisse können unter Umständen aus mehreren Hochfrequenz-Pulsen und/oder geschalteten Auslesefenstern sowie passend dazu geschalteten Gradientenpulsen bestehen. Die Neuunterteilung erfolgt vorzugsweise so, dass entweder ein Eventblock nur ein Fixpunkt-Zeitintervall oder nur ein veränderbares Zeitintervall enthält. Mit anderen Worten, die Fixpunkt-Zeitintervalle und die veränderbaren Zeitintervalle werden vorteilhafterweise als getrennte ausgehende Eventblöcke beispielsweise von der Analyseeinheit an die Gradientenspuleneinheit weitergegeben, wobei besonders bevorzugt aneinandergrenzende Fixpunkt-Zeitintervalle und aneinandergrenzende veränderbare Zeitintervalle in angrenzenden eingehenden Eventblöcken zu neuen ausgehenden Eventblöcken zusammengefasst werden. Die ausgehenden Eventblöcke, welche ein veränderbares Zeitintervall enthalten, werden dann erfindungsgemäß zunächst dem Optimierungsschritt zur Optimierung des Gradientenverlaufs zumindest eines Gradientenpulses unterzogen, bevor sie dann an die Gradientenspuleneinheit übermittelt werden. Die ausgehenden Eventblöcke, die dagegen nur aus einem Fixpunkt-Zeitintervall bestehen, werden – gegebenenfalls nach einer Verzögerung, so dass sie wieder passend zeitlich koordiniert zu den zwischenzeitlich optimierten ausgehenden Eventblöcken an der Gradientenspuleneinheit ankommen – unverändert an die Gradientenspuleneinheit weitergegeben. Diese spielt dann nacheinander die nicht optimierten und die optimierten Eventblöcke in der passenden Reihenfolge aus, das heißt sie sendet die entsprechenden Steuerbefehle an die Hochfrequenzantenneneinheit und die Gradientenspuleneinheit, so dass die gesamte optimierte Magnetresonanz-Sequenz in der richtigen zeitlichen Weise, mit vorzugsweise einem unveränderten Timing wie vor der Optimierung, ausgesendet wird.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, bei dem zunächst in einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eine Magnetresonanz-Sequenz optimiert und dann das Magnetresonanzgerät unter Nutzung der optimierten Magnetresonanz-Sequenz betrieben wird. Während der Messung, das heißt wenn ein Patient in einem Patiententunnel des Magnetresonanzgeräts liegt, entstehen dann, bei entsprechend gewähltem Optimierungskriterium, beispielsweise geringere Geräusche, ohne dass es Einbußen in der Bildqualität gibt und ohne dass sich die Messdauer verlängert. Die Optimierung kann vorzugsweise online beim Ausspielen oder direkt vor dem Ausspielen der Magnetresonanz-Sequenz durchgeführt werden.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einer Sequenzoptimierungseinheit zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts. Die Sequenzoptimierungseinheit weist eine Recheneinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die Sequenzoptimierungseinheit ist somit dazu ausgebildet, ein Verfahren zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts auszuführen.
Dafür umfasst die Sequenzoptimierungseinheit eine Eingangsschnittstelle, welche dazu ausgebildet ist, ein Übernehmen einer Magnetresonanz-Sequenz durchzuführen, wobei die Magnetresonanz-Sequenz mehrere Fixpunkt-Zeitintervalle, die unverändert zu belassen sind, und mehrere veränderbare Zeitintervalle, die optimiert werden dürfen, umfasst.
Weiterhin umfasst die Sequenzoptimierungseinheit eine Analyseeinheit, welche dazu ausgebildet ist, ein automatisches Analysieren der Magnetresonanz-Sequenz zum Identifizieren der Fixpunkt-Zeitintervalle und der veränderbaren Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz durchzuführen.
Weiterhin umfasst die Sequenzoptimierungseinheit eine Optimierungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, ein automatisches Optimieren zumindest eines Gradientenpulses, welcher während zumindest eines veränderbaren Zeitintervalls der mehreren veränderbaren Zeitintervalle erfolgt, durchzuführen, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses berücksichtigt wird.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sequenzoptimierungseinheit sind analog zu den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Die Sequenzoptimierungseinheit kann weitere Steuerungskomponenten aufweisen, welche zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens nötig und/oder vorteilhaft sind. Auch kann die Sequenzoptimierungseinheit dazu ausgebildet sein, Steuerungssignale an ein Magnetresonanzgerät zu senden und/oder Steuerungssignale zu empfangen und/oder zu verarbeiten, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Vorzugsweise ist die Sequenzoptimierungseinheit Teil der Steuereinheit des Magnetresonanzgeräts und vorzugsweise relativ eng dem Hochfrequenzantenneneinheit und/oder dem Gradientenspuleneinheit vorgeschaltet. Auf einer Speichereinheit der Sequenzoptimierungseinheit können Computerprogramme und weitere Software gespeichert sein, mittels derer ein Prozessor der Sequenzoptimierungseinheit einen Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch steuert und/oder ausführt.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät weist eine Sequenzoptimierungseinheit auf. Damit ist das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät dazu ausgebildet, mit der Sequenzoptimierungseinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die Sequenzoptimierungseinheit kann in das Magnetresonanzgerät integriert oder mit dem Magnetresonanzgerät verbunden sein. Die Sequenzoptimierungseinheit kann auch separat von dem Magnetresonanzgerät installiert sein.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgeführt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann, der mit dem Magnetresonanzgerät direkt verbunden oder als Teil des Magnetresonanzgeräts ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, der erfindungsgemäßen Sequenzoptimierungsheit, des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts und des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten: es können die gegenständlichen Ansprüche auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module, insbesondere durch Hardware-Module, ausgebildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Sequenzdiagramm einer Magnetresonanz-Sequenz nach dem Stand der Technik, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren optimiert werden soll,
4 das Sequenzdiagramm gemäß 3, wobei die Magnetresonanz-Sequenz in Fixpunkt-Zeitintervalle und veränderbare Zeitintervalle unterteilt ist,
5 das Sequenzdiagramm gemäß 3 und 4 nach Optimierung von Gradientenpulsen, welche während den veränderbaren Zeitintervallen erfolgen.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Patiententisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist. Die Magneteinheit 13 ist mittels einer Gehäuseverkleidung 31 des Magnetresonanzgeräts nach außen abgeschirmt.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Die Magnetfeldgradienten werden entlang von Gradientenachsen in x-, y- und z-Richtung erzeugt. Dafür sind die Gradientenspulen der Gradientenspuleneinheit 19 in x-, y- und z-Richtung unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass durch eine vorgegebene Kombination Gradienten in beliebigen Raumrichtungen (beispielsweise in Schichtselektionsrichtung, in Phasenkodierrichtung oder in Ausleserichtung) angelegt werden können, wobei diese Richtungen in der Regel von der gewählten Schichtorientierung abhängen. Ebenso können die Raumrichtungen der Gradientenschaltungen auch mit den x-, y- und z-Richtungen übereinstimmen, also beispielsweise die Schichtselektionsrichtung in z-Richtung, die Phasenkodierrichtung in y-Richtung und die Ausleserichtung in x-Richtung zeigen. Mit der x-Richtung ist hierbei diejenige Richtung gemeint, welche horizontal senkrecht auf der Richtung des Hauptmagnetfelds 18, der z-Richtung, steht. Mit der y-Richtung ist diejenige Richtung gemeint, welche vertikal senkrecht auf der z-Richtung und senkrecht auf der x-Richtung steht.
Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zur Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Hochfrequenz-Pulse in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein.
Zur Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuereinheit 24 auf.
Die Steuereinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen von Magnetresonanz-Sequenzen. Steuerinformationen, beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanz-Bilder können auf einer Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, des Magnetresonanzgeräts 11 für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Bildgebungsparameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuereinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
Das Magnetresonanzgerät weist weiterhin eine Sequenzoptimierungseinheit 30 auf, welche eine nicht weiter dargestellte Recheneinheit zur Optimierung von Bildgebungsparametern von Magnetresonanz-Sequenzen aufweist. Die Sequenzoptimierungseinheit 30 umfasst dazu weiterhin eine Eingangsschnittstelle 32, eine Analyseeinheit 33 und eine Optimierungseinheit 34. Das Magnetresonanzgerät 11, insbesondere die Sequenzoptimierungseinheit 30, ist zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Verfahrensschritt 200 wird zunächst in üblicher Weise eine Auswahl und Vorbereitung einer Magnetresonanz-Sequenz durchgeführt. Das heißt, dass typischerweise ein Benutzer über die Eingabeeinheit 26 die Art der Magnetresonanz-Sequenz festlegt und/oder ein entsprechendes Protokoll aussucht, in dem eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz definiert ist. Die Protokolle enthalten dabei verschiedene Bildgebungsparameter für die jeweilige Magnetresonanz-Sequenz. Zu diesen Bildgebungsparametern zählen bestimmte Grundvorgaben für die gewünschte Magnetresonanz-Sequenz, beispielsweise die Art der Magnetresonanz-Sequenz, das heißt ob es sich um eine Spinechosequenz, eine Turbo-Spinechosequenz usw. handelt. Weiterhin zählen zu den Bildgebungsparametern Schichtdicken, Schichtabstände, Anzahl der Schichten, Auflösung, Repetitionszeiten, die Echozeiten in einer Spinechosequenz, usw. Mit Hilfe der Eingabeeinheit 26 kann der Benutzer einen Teil dieser Bildgebungsparameter verändern, um eine individuelle Magnetresonanz-Sequenz für eine aktuell gewünschte Messung zu erstellen. Hierzu werden veränderbare Bildgebungsparameter beispielsweise auf einer grafischen Benutzeroberfläche der Anzeigeeinheit 25 dem Benutzer zur Änderung angeboten. Insbesondere kann einem Benutzer mittels der Eingabeeinheit 26 eine Vorgabe eines ersten Moments für zumindest eine Gradientenschaltung der Magnetresonanz-Sequenz ermöglicht werden. Die Magnetresonanz-Sequenz umfasst dann Messparameter, welche ein vorgegebenes erstes Moment für den zumindest einen Gradientenpuls umfassen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 201 werden dann das genaue Timing und der Ablauf der Magnetresonanz-Sequenz mit den vorgegebenen definierten Bildgebungsparametern berechnet. Die Magnetresonanz-Sequenz kann in der Steuereinheit 24 berechnet werden, die beispielsweise in Form von Softwarekomponenten in einem Rechensystem des Magnetresonanzgeräts 11 realisiert ist. Die Magnetresonanz-Sequenz umfasst mehrere Fixpunkt-Zeitintervalle, die unverändert zu belassen sind, und mehrere veränderbare Zeitintervalle, die optimiert werden dürfen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 202 erfolgt die Weitergabe der absendebereiten, aber noch nicht optimierten Magnetresonanz-Sequenz in Form von Zeitintervallen, auch Eventblöcke genannt. Es erfolgt keine unmittelbare Weitergabe der Zeitintervalle an die Gradientensteuereinheit 28 und die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29. Vielmehr wird die Magnetresonanz-Sequenz im weiteren Verfahrensschritt 202 von der Steuereinheit 24 vor der Weitergabe an die Gradientensteuereinheit 28 und die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zunächst an die Sequenzoptimierungseinheit 30 zur Optimierung der Magnetresonanz-Sequenz weitergegeben. Die Eingangsschnittstelle 32 der Sequenzoptimierungseinheit 30 ist dabei dazu ausgebildet, um die eigentlich fertige aussendebereite, aber zu optimierende Magnetresonanz-Sequenz zu übernehmen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 203 analysiert die Analyseeinheit 33 der Sequenzoptimierungseinheit 30 automatisch die Magnetresonanz-Sequenz und identifiziert dabei Fixpunkt-Zeitintervalle und veränderbare Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz. Dies ist im Übergang von 3 zu 4 exemplarisch dargestellt.
Insbesondere wird während des automatischen Analysierens der Magnetresonanz-Sequenz ein Zeitintervall einer Gradientenachse innerhalb der Magnetresonanz-Sequenz zumindest dann als ein Fixpunkt-Zeitintervall von der Analyseeinheit 33 identifiziert, wenn gemäß der Magnetresonanz-Sequenz in dem Zeitintervall zumindest eines der folgenden Ereignisse erfolgen soll:

– Aussenden eines Hochfrequenz-Pulses,
– Auslesen von Rohdaten,
– Schalten eines Diffusionsgradientenpulses,
– Schalten eines Anklopf-Gradientenpulses.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass ein weiteres oder anders ausgebildetes Ereignis ein Zeitintervall als Fixpunkt-Zeitintervall identifiziert, sofern es dem Fachmann als sinnvoll erscheint.
Dafür setzt die Analyseeinheit 33 zum Identifizieren eines Zeitintervalls einer Gradientenachse innerhalb der Magnetresonanz-Sequenz als Fixpunkt-Zeitintervall oder als veränderbares Zeitintervall zumindest eine der folgenden Verfahrensweisen ein:

– Analyse der Hochfrequenz-Puls-Sendezeiten,
– Analyse der Auslese-Zeiten,
– Analyse eines Gradientenverlaufs,
– Analyse von in einem Parametersatz enthaltenen Bezeichnern.

Die Analyseeinheit 33 kann auch eine weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verfahrensweise zum Identifizieren des Zeitintervalls einsetzen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 204 erfolgt ein automatisches Optimieren zumindest eines Gradientenpulses mittels der Optimierungseinheit 34 der Sequenzoptimierungseinheit 30. Der zumindest eine Gradientenpuls erfolgt während zumindest eines veränderbaren Zeitintervalls der mehreren veränderbaren Zeitintervalle. Bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses wird das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses berücksichtigt. Der zumindest eine Gradientenpuls ist beispielsweise als ein Flusskompensationsgradientenpuls ausgebildet. Der weitere Verfahrensschritt 204 ist im Übergang von 4 zu 5 exemplarisch dargestellt.
Insbesondere erfolgt das Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses zur Geräuschoptimierung. Dafür kann besonders bevorzugt in den veränderbaren Zeitintervallen automatisch die erste Ableitung des Gradientenverlaufs des zumindest einen Gradientenpulses optimiert werden. Auch wird vorteilhafterweise bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses das nullte Moment des zumindest einen Gradientenpulses und das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses konstant gehalten. Wurde ein vorgegebenes erstes Moment für den zumindest einen Gradientenpuls, beispielsweise mittels der Eingabeeinheit 26, bestimmt, so wird vorteilhafterweise bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses auf das vorgegebene erste Moment gesetzt.
Bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses wird vorteilhafterweise weiterhin eine Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an Fixpunkten konstant gehalten, wobei die Fixpunkte vorzugsweise zumindest Randwerte an Intervallgrenzen des zumindest einen veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen umfassen. Ebenfalls wird bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses vorteilhafterweise eine Steigung einer Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an Fixpunkten gleich Null gesetzt, wobei die Fixpunkte vorzugsweise zumindest Randwerte an Intervallgrenzen des zumindest einen veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen umfassen.
Zum Einhalten dieser Randbedingungen wird vorteilhafterweise bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses ein Spline-Interpolationsverfahren, insbesondere ein Spline-Interpolationsverfahren fünfter Ordnung, von der Optimierungseinheit 34 verwendet.
Die optimierte Magnetresonanz-Sequenz wird in einem weiteren Verfahrensschritt 205 schließlich von der Sequenzoptimierungseinheit 30 an die Gradientensteuereinheit 28 und die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 übergeben. Die Gradientensteuereinheit 28 und die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 generieren aus der optimierten Magnetresonanz-Sequenz die entsprechenden Steuerbefehle und übergeben diese an die Hochfrequenzantenneneinheit 20 und die Gradientenspuleneinheit 19, so dass die gesamte optimierte Magnetresonanz-Sequenz in der richtigen zeitlichen Abfolge, mit beispielsweise einer gegenüber vor der Optimierung verringerten Lautstärke, zur Aufnahme von Magnetresonanz-Bilddaten mittels des Magnetresonanzgeräts 11 abgespielt wird.
Die in 2 dargestellten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vom Magnetresonanzgerät, insbesondere von der Sequenzoptimierungseinheit 30, ausgeführt. Hierzu umfasst das Magnetresonanzgerät, insbesondere die Sequenzoptimierungseinheit 30, erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit des Magnetresonanzgeräts 11, insbesondere der Sequenzoptimierungseinheit 30, gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software im Magnetresonanzgerät 11, insbesondere in der Sequenzoptimierungseinheit 30, mittels einer Prozessoreinheit des Magnetresonanzgeräts 11, insbesondere der Sequenzoptimierungseinheit 30, ausgeführt wird.
3 zeigt als Beispiel ein Sequenzdiagramm eines Teils einer sehr vereinfachten Magnetresonanz-Sequenz, die exemplarisch in drei Zeitintervalle Z₁, Z₂, Z₃ unterteilt ist. In diesem Sequenzdiagramm sind in üblicher Weise auf verschiedenen, übereinanderliegenden Zeitachsen jeweils die Auslesefenster W, die auszusendenden Hochfrequenz-Pulse HF, sowie die Gradientenpulse in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Dabei ist auf der obersten Auslese-Zeitachse, ADC, ein Auslesefenster W dargestellt. Auf der zweitobersten Hochfrequenz-Puls-Zeitachse HF sind die Amplituden der auszusendenden Hochfrequenz-Pulse HF dargestellt. Auf der darunterliegenden x-Gradientenachse Gx sind die Gradientenpulse Gx₁, Gx₂ in Ausleserichtung dargestellt. Auf der y-Gradientenachse Gy ist der Gradientenpuls Gy₁ dargestellt, welcher in Phasenkodierrichtung geschaltet wird. Auf der untersten z-Gradientenachse Gz sind die Gradientenpulse Gz₁, Gz₂ in Schichtselektionsrichtung dargestellt. Die Lage der jeweiligen Gradientenachse Gx, Gy, Gz gibt jeweils die Nulllinie an, das heißt die Gradientenpulse können negative oder positive Amplituden aufweisen, je nachdem, ob ihre Amplituden sich auf der Gradientenachse Gx, Gy, Gz nach unten oder nach oben erstrecken.
In allen Sequenzdiagrammen erfolgt zur Vereinfachung die Skalierung in Zeitrichtung und in Amplitudenrichtung nur in willkürlichen Einheiten. Selbstverständlich sind auch die gesetzten Gradientenpulse, der gesetzte Hochfrequenz-Puls HF und das gesetzte Auslesefenster W nur eine mögliche Anordnung. Wenn es dem Fachmann als sinnvoll erscheint, kann er die Anzahl und/oder Form und/oder zeitliche Lage der Gradientenpulse und/oder der Hochfrequenz-Pulse HF und/oder der Auslesefenster W gegenüber dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verändern.
Während des ersten Zeitintervalls Z₁ der Magnetresonanz-Sequenz wird ein Hochfrequenz-Puls HF zur Anregung der Kernspins ausgesendet. Währenddessen wird während des ersten Zeitintervalls Z₁ ein Gradientenpuls Gz₁ auf der z-Gradientenachse Gz, der Schichtselektionsrichtung, ausgespielt, so dass der Hochfrequenz-Puls HF schichtselektiv wirkt.
Unmittelbar nach Beendigung dieses Hochfrequenz-Pulses HF erfolgen im zweiten Zeitintervall Z₂ auf allen drei Gradientenachsen Gx, Gy, Gz Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁ _, Gy₁, Gz₂. So erfolgt auf der x-Gradientenachse Gx ein x-Flusskompensationsgradientenpuls Gx₁ in Ausleserichtung. Auf der y-Gradientenachse Gy erfolgt ein y-Flusskompensationsgradientenpuls Gy₁ in Phasenkodierrichtung. Auf der z-Gradientenachse Gz erfolgt ein z-Flusskompensationsgradientenpuls Gz₂ in Schichtselektionsrichtung. Zu beachten ist, dass jeder Flusskompensationsgradientenpuls Gx₁, Gy₁, Gz₂ jeweils einen negativen Teilbereich mit negativer Gradientenamplitude und einen positiven Teilbereich mit positiver Gradientenamplitude aufweist. Anstelle der Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁, Gy₁, Gz₂ können auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Gradientenpulse, welche sensitiv auf ein erstes Moment sind, ausgespielt werden.
Während des dritten Zeitintervalls Z₃ erfolgt ein Auslesen von Magnetresonanz-Signalen während eines Auslesefensters W. Dazu wird auf der x-Gradientenachse ein Gradientenpuls Gx₂ geschaltet.
4 zeigt das Sequenzdiagramm der Magnetresonanz-Sequenz aus 3. Hier sind im weiteren Verfahrensschritt 203 mittels der Analyseeinheit 33 Fixpunkt-Zeitintervalle I_F und veränderbare Zeitintervalle I_o innerhalb der Magnetresonanz-Sequenz identifiziert worden. Die nicht optimierbaren Fixpunkt-Zeitintervalle I_F sind jeweils durch ein quergestreiftes Muster abgedeckt. Die veränderbaren Zeitintervalle I_o sind nicht durch ein quergestreiftes Muster abgedeckt.
Die Fixpunkt-Zeitintervalle I_F sind hier die Zeitintervalle, die nicht unter die oben beschriebenen Kriterien, welche ein Zeitintervall als nicht optimierbares Fixpunkt-Zeitintervall I_F identifizieren, fallen. So ist das erste Zeitintervall Z₁ ein Fixpunkt-Zeitintervall I_F, da während des ersten Zeitintervalls Z₁ ein Hochfrequenz-Puls HF ausgesendet wird. Das dritte Zeitintervall Z₃ ist ebenfalls ein Fixpunkt-Zeitintervall I_F, da während des dritten Zeitintervalls Z₃ ein Auslesefenster W geschaltet wird. Das zweite Zeitintervall Z₂ ist für alle Gradientenachsen Gx, Gy, Gz als veränderbares Zeitintervall I_o von der Analyseeinheit 33 identifiziert worden, da während ihm kein Hochfrequenz-Puls HF und kein Auslesefenster W erfolgt und die Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁, Gy₁, Gz₂ von der Optimierungseinheit 34 unter Berücksichtigung des ersten Moments der Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁, Gy₁, Gz₂ optimiert werden dürfen.
In den veränderbaren Zeitintervallen I_o dürfen die Gradientenpulse, insbesondere der Gradientenverlauf der Gradientenpulse, unter folgenden Randbedingungen beliebig variiert werden: An den Grenzpunkten zu den angrenzenden Zeitintervallen, die ja die nicht optimierbaren Fixpunkt-Zeitintervalle I_F enthalten, sind die Gradientenamplituden vorteilhafterweise konstant. Weiterhin wird vorteilhafterweise an den Grenzpunkten zu den angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen I_F, die Steigung der Gradientenamplituden auf Null gesetzt. Weiterhin wird vorteilhafterweise das nullte Moment und das erste Moment der Gradientenpulse in den jeweiligen optimierbaren Zeitintervallen I_o vor und nach der Optimierung gleich sein. Alternativ kann das erste Moment auch auf einen vorgegebenen Wert gesetzt werden. Selbstverständlich können auch abweichende, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Randbedingungen für die Optimierung der Gradientenpulse gesetzt werden.
Eine Randbedingung sollte dabei das erste Moment zumindest eines Gradientenpulses berücksichtigen.
5 zeigt das Sequenzdiagramm der Magnetresonanz-Sequenz aus 3 und 4 nach der Optimierung der Magnetresonanz-Sequenz mittels der Optimierungseinheit 34 der Sequenzoptimierungseinheit 30.
Im gezeigten Beispiel wurden die veränderbaren Zeitintervalle I_o unter den eben genannten Randbedingungen, insbesondere separat für die drei Gradientenachsen Gx, Gy, Gz, optimiert, wobei sich die Gradientenpulse aus 5 ergeben. Die Optimierung erfolgt hierbei unter Verwendung eines Spline-Interpolationsverfahrens fünfter Ordnung, wobei die Amplitudenwerte an den Grenzen jeweils als Fixpunkte angesehen werden und ein Spline unter den genannten Randbedingungen (Erreichen der Fixpunkte, Setzen auf Null der ersten Ableitung des Gradientenverlaufs an den Fixpunkten und Gleichhalten des Integrals unter dem Gradientenverlauf und des ersten Moments der Gradientenpulse) zu einem gewünschten glatten Gradientenpuls in den jeweiligen optimierbaren Zeitintervallen I_o führt. Die Verwendung anderer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender, Optimierungsverfahren ist ebenso denkbar.
Im Vergleich zwischen 3 und 4 ist gut erkennbar, dass die optimierten Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁', Gy₁', Gz₂' relativ glatt sind, Sie bringen daher erheblich weniger Belastungen für die Gradientenspulen mit sich und reduzieren die Geräuschbelästigung.
Zu beachten ist ebenfalls, dass auch die optimierten Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁', Gy₁', Gz₂' jeweils einen negativen Teilbereich mit negativer Gradientenamplitude und einen positiven Teilbereich mit positiver Gradientenamplitude aufweisen. Dies ist eine Folge der Berücksichtigung des ersten Moments der Flusskompensationsgradientenpulse Gx₁', Gy₁', Gz₂' bei der Optimierung.
Insbesondere ist hier zu beachten, dass sich dabei die Gradientenamplitude des Gradientenpulses Gz₁' während des ersten Zeitintervalls Z₁, in dem parallel ein schichtselektiver Hochfrequenz-Puls HF ausgesendet wird, nicht verändert hat. Das heißt, dass in diesem ersten Zeitbereich Z₁ der Gradientenverlauf des ursprünglichen Gradientenpulses Gz₁ aus 3 dem Gradientenverlauf des Gradientenpulses Gz₁' aus 5 entspricht. Das gleiche gilt für den Gradientenpuls Gx₂', welcher während des dritten Zeitintervalls Z₃ mit dem Auslesefenster W erfolgt. Der Gradientenpuls Gx₂ aus 3 ist daher identisch mit dem Gradientenpuls Gx₂' aus 5.
Anhand 3 und 5 wird deutlich, wie mit der Optimierung der Gradientenpulse gemäß der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren auf effektive Weise jede Magnetresonanz-Sequenz sehr schnell noch unmittelbar vor dem Ausspielen hinsichtlich der Geräuschbelästigung und Belastung der Gradientenspulen optimiert werden kann.
Exemplarisch am optimierten y-Flusskompensationsgradientenpuls Gy₁', welcher in dem Zeitintervall Z₂ mit der ersten Intervallgrenze T1 und der zweiten Intervallgrenze T2 erfolgt, seien hier noch mögliche Randbedingungen für das Spline-Interpolationsverfahren 5. Ordnung für die Berechnung des Gradientenverlaufs des y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁' aufgeführt.

i) Konstanthalten der Gradientenamplitude G1 des y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁' an der ersten Intervallgrenze T1,
ii) Konstanthalten der Gradientenamplitude G2 des y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁' an der zweiten Intervallgrenze T2,
iii) Setzen der Ableitung des y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁' auf Null an der ersten Intervallgrenze T1,
iV) Setzen der Ableitung des y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁' auf Null an der zweiten Intervallgrenze T2,
V) Konstanthalten des nullten Moments M0 des y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁' und
VI) Konstanthalten des ersten Moments M1 y-Flusskompensationsgradientenpulses Gy₁'.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden.

Claims

Verfahren zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts, mit folgenden Schritten: – Übernehmen einer Magnetresonanz-Sequenz, welche mehrere Fixpunkt-Zeitintervalle, die unverändert zu belassen sind, und mehrere veränderbare Zeitintervalle, die optimiert werden dürfen, umfasst, – automatisches Analysieren der Magnetresonanz-Sequenz zum Identifizieren der Fixpunkt-Zeitintervalle und der veränderbaren Zeitintervalle in der Magnetresonanz-Sequenz und – automatisches Optimieren zumindest eines Gradientenpulses, welcher während zumindest eines veränderbaren Zeitintervalls der mehreren veränderbaren Zeitintervalle erfolgt, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Gradientenpuls als ein Flusskompensationsgradientenpuls ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–2, wobei die Magnetresonanz-Sequenz Messparameter umfasst, welche ein vorgegebenes erstes Moment für den zumindest einen Gradientenpuls umfassen, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses das erste Moment des zumindest einen Gradientenpulses auf das vorgegebene erste Moment gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses ein Spline-Interpolationsverfahren verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei dem automatischen Optimieren des zumindest einen Gradientenpulses ein Spline-Interpolationsverfahren fünfter Ordnung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Zeitbereich der Magnetresonanz-Sequenz zumindest dann als ein Fixpunkt-Zeitintervall identifiziert wird, wenn gemäß der Magnetresonanz-Sequenz in dem Zeitbereich zumindest eines der folgenden Ereignisse erfolgen soll: – Aussenden eines Hochfrequenz-Pulses, – Auslesen von Rohdaten, – Schalten eines Diffusionsgradientenpulses, – Schalten eines Anklopf-Gradientenpulses.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifizierung eines Zeitbereichs als Fixpunkt-Zeitintervall oder als veränderbares Zeitintervall durch zumindest eine der folgenden Verfahrensweisen erfolgt: – Analyse der Hochfrequenz-Puls-Sendezeiten, – Analyse der Auslese-Zeiten, – Analyse eines Gradientenverlaufs, – Analyse von in einem Parametersatz enthaltenen Bezeichnern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses das nullte Moment des zumindest einen Gradientenpulses konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses eine Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an Fixpunkten konstant gehalten wird, wobei die Fixpunkte vorzugsweise zumindest Randwerte an den Intervallgrenzen des zumindest einen veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Optimierung des zumindest einen Gradientenpulses eine Steigung einer Gradientenamplitude des zumindest einen Gradientenpulses an Fixpunkten gleich Null gesetzt wird, wobei die Fixpunkte vorzugsweise zumindest Randwerte an den Intervallgrenzen des zumindest einen veränderbaren Zeitintervalls zu angrenzenden Fixpunkt-Zeitintervallen umfassen.
Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, bei dem zunächst in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 eine Magnetresonanz-Sequenz optimiert und dann das Magnetresonanzgerät unter Nutzung der optimierten Magnetresonanz-Sequenz betrieben wird.
Sequenzoptimierungseinheit zur Optimierung einer Magnetresonanz-Sequenz eines Magnetresonanzgeräts, wobei die Sequenzoptimierungseinheit eine Recheneinheit aufweist, welche dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 auszuführen.
Magnetresonanzgerät mit einer Sequenzoptimierungseinheit nach Anspruch 13.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanzgeräts ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanzgeräts ausgeführt wird.