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DE102016200603A1 - Mehrschicht gradientenecho magnetresonanz-bildgebung - Google Patents

Mehrschicht gradientenecho magnetresonanz-bildgebung Download PDF

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DE102016200603A1
DE102016200603A1 DE102016200603.7A DE102016200603A DE102016200603A1 DE 102016200603 A1 DE102016200603 A1 DE 102016200603A1 DE 102016200603 A DE102016200603 A DE 102016200603A DE 102016200603 A1 DE102016200603 A1 DE 102016200603A1
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magnetic resonance
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navigator
data
gradient
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Mario Zeller
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Siemens Healthcare GmbH
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Abstract

Mehrere Repetitionen einer Magnetresonanz-Messsequenz (201) und mehrere Repetitionen einer Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) werden verschachtelt durchgeführt. Jede Repetition der Magnetresonanz-Messsequenz (201) umfasst das zeitparallele Erzeugen von Gradientenechos (413) zum Messen von Magnetresonanz-Daten. Jede Repetition der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) umfasst das Einstrahlen eines HF-Anregungspulses (415, 417), das Anwenden mindestens eines Gradientenpulszugs (425, 426) zum zeitsequentiellen Erzeugen von Gradientenechos (416, 418) und das Messen der Gradientenechos (416, 418) als Navigator-Magnetresonanz-Daten. Die Magnetresonanz-Daten werden basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten verändert. Dadurch kann zum Beispiel ein N/2 Geisterartefakt und/oder ein Grundmagnetfeld-Drift und / oder ein Bewegungsartefakt reduziert werden. Solche Techniken können beispielsweise im Zusammenhang mit der simultanen Mehrschicht echoplanaren Magnetresonanz-Bildgebung, SMS EPI, angewendet werden. Diffusions-gewichtete Magnetresonanz-Bildgebung ist möglich.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Verfahren, welches das verschachtelte Durchführen mehrerer Repetitionen einer Magnetresonanz-Messsequenz und mehrere Repetitionen einer Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz umfasst, wobei die Phase der Magnetresonanz-Daten, die anhand der Magnetresonanz-Messsequenz erhalten werden, basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten verändert wird. Weiterhin betreffen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung eine entsprechende Magnetresonanz-Anlage.
  • HINTERGRUND
  • Magnetresonanz(MR)-Bildgebung ist eine Technologie zum Erzeugen von MR-Bildern, welche ein Untersuchungsobjekt abbilden. Typischerweise wird das Untersuchungsobjekt in einem Grundmagnetfeld positioniert, welches statisch und möglichst homogen ausgebildet ist und z.B. eine Stärke zwischen 0,5 Tesla und 5 Tesla aufweist. Das Grundmagnetfeld richtet die Kernmagnetisierung des Untersuchungsobjekts aus; insbesondere findet eine Polarisation der Kernmagnetisierung entlang der Richtung des Grundmagnetfelds statt.
  • Es können dann Hochfrequenz(HF)-Pulse eingestrahlt werden, um die Kernmagnetisierung aus ihrer Ruhelage entlang der Richtung des Grundmagnetfelds auszulenken, d.h. um die Kernmagnetisierung anzuregen. Die darauffolgende Relaxation der Kernmagnetisierung kann wiederum HF-Signale erzeugen, sogenannte Echos. Im Rahmen der Gradientenecho MR-Bildgebung bzw. echoplanaren MR-Bildgebung (EPI) werden gezielt sogenannte Gradientenechos erzeugt, indem Gradientenpulse zum rephasieren und dephasieren der Kernmagnetisierung angewendet werden.
  • Zur Ortskodierung der MR-Daten können Gradientenpulse angewendet werden. Die Gradientenpulse erzeugen Gradienten-Magnetfelder (Gradientenfelder), die mit dem Grundmagnetfeld überlagert sind.
  • Die MR-Daten können während einer Auslesephase gemessen werden. Häufig werden die MR-Daten auch als Rohdaten bezeichnet. Die MR-Daten können prozessiert werden, um das MR-Bild des Untersuchungsobjekts zu rekonstruieren. Zum Beispiel werden die gemessenen MR-Daten typischerweise digitalisiert und liegen zunächst im Ortsfrequenz-Raum (K-Raum) vor. Auf Grundlage einer Fourier Transformation ist es dann möglich, die MR-Daten in den Bildraum zu überführen, um das MR-Bild zu erzeugen.
  • Im Rahmen der EPI kann es möglich sein, dass die MR-Daten Artefakte aufweisen, welche die Bildgebung des Untersuchungsobjekts beeinträchtigen. Im Detail wird im Rahmen der EPI typischerweise ein Gradientenpulszug angewendet, welcher mehrere Gradientenpulse unterschiedlicher Polarität in einer sequenziellen Abfolge umfasst. Je nach Polarität werden die Gradientenechos manchmal als gerade bzw. ungerade bezeichnet. Aufgrund der alternierenden Polarität der Gradientenpulse des Gradientenpulszugs werden MR-Daten für unterschiedliche Zeilen des K-Raums in alternierende Richtung gemessen. Dies bedeutet zum Beispiel, dass die MR-Daten für eine erste Zeile von links nach rechts gemessen werden und für eine zweite Zeile, die im K-Raum benachbart zu der ersten Zeile angeordnet ist, von rechts nach links gemessen werden.
  • Im Rahmen der EPI können Fehler der Phase (Phasenfehler) der MR-Daten Artefakte bewirken. Insbesondere kann es zu Verschiebungen der Phase der MR-Daten für Zeilen im K-Raum mit unterschiedlicher Messrichtung, wie obenstehend beschrieben, kommen. Dies kann zum Beispiel aufgrund von Zeit-Ungenauigkeiten beim Anwenden der Gradientenpulse und/oder bei der Digitalisierung im Rahmen des Messens der MR-Daten und/oder aufgrund von Wirbelstromeffekten auftreten. Ein solcher Versatz der Phase der MR-Daten in benachbarten Zeilen des K-Raums kann zu sogenannten N/2 Geisterartefakten führen. Ein solches N/2 Geisterartefakt kann in dem MR-Bild als „Geister“-Abbildung des Untersuchungsobjekts auftreten und typischerweise eine geringere Intensität als die tatsächliche Abbildung des Untersuchungsobjekts aufweisen und weiterhin gegenüber der tatsächlichen Abbildung des Untersuchungsobjekts in positiver und/oder negativer Richtung verschoben sein.
  • Eine weitere Quelle für Fehler der Phase der MR-Daten kann eine zeitliche Abhängigkeit der Amplitude und / oder der Richtung des Grundmagnetfelds (Drift) sein. Eine typische Ursache für einen Drift des Grundmagnetfelds kann zum Beispiel eine Erwärmung oder mechanische Vibration der Hardware der MR-Anlage während des Durchführens der EPI sein. Typische Artefakte, die aufgrund des zeitlichen Drifts des Grundmagnetfelds auftreten können, umfassen zum Beispiel Kontrastverlust, Verschiebung des Objekts im rekonstruierten Bild in Phasenkodierrichtung, etc.
  • Es sind Techniken zur Reduktion von solchen Artefakten im Rahmen der EPI bekannt. Zum Beispiel ist aus US 6,043,651 eine Technik zur Korrektur der Phase auf Grundlage von Navigator-MR-Daten bekannt. Durch die Reduktion der Artefakte kann erreicht werden, dass die Qualität der MR-Bilder erhöht wird und dadurch ein größerer Informationsgehalt in den MR-Bildern beinhaltet wird. Die Bildgebung wird verbessert. Im medizinischen Bereich können dadurch genauere Diagnosen ermöglicht werden bzw. Fehler bei der Diagnose vermieden werden. Der gesamte Offenbarungsgehalt der US 6,043,651 in Bezug auf das Verändern der Phase der MR-Daten zur Reduktion von Artefakten wird hierin durch Querverweis inkorporiert. Im Detail wird die Technik gemäß US 6,043,651 hierin aufgenommen, welche beschreibt, wie ein Phasenversatz zwischen geraden und ungeraden Gradientenechos, d.h. Gradientenechos mit entgegengesetzter Ausleserichtung, durch korrelieren der MR-Daten auf Grundlage der Navigator-MR-Daten reduziert werden kann. Im Rahmen dieser Techniken kann eine retrospektive Ausrichtung der ungeraden und geraden Gradientenechos zur Kompensation eines Phasenversatzes erreicht werden.
  • Ferner ist aus US 2012/0249138 A1 eine Technik bekannt, um Artefakte aufgrund eines Drifts des Grundmagnetfelds zu reduzieren (engl. dynamic off-resonance in k-space, DORK). Der gesamte Offenbarungsgehalt der US 2012/0249138 A1 in Bezug auf das verändern der Phase der MR-Daten zur Reduktion von Artefakten wird hierin durch Querverweis inkorporiert. Im Detail werden Techniken gemäß US 2012/0249138 A1 hierin aufgenommen, welche beschreiben, wie der Grundmagnetfeld-Drift durch Vergleichen der Phasenevolution von Echos mit identischen Polaritäten der Auslese-Gradientenpulse zwischen konsekutiv gemessenen MR-Daten bestimmt werden kann. Typischerweise wird im Rahmen der DORK Technik eine solche Berechnung gemittelt über einen gesamten Bildgebungsbereich durchgeführt.
  • Für bestimmte Formen der EPI kann es schwierig sein, solche vorbekannten Techniken zur Reduktion von Artefakten anzuwenden. Zum Beispiel kann es im Rahmen der simultanen Mehrschicht (engl. simultaneous multi-slice, SMS) EPI, bei welcher die Kernmagnetisierung in mehreren Schichten des Untersuchungsobjekts durch Einstrahlen eines geeigneten HF-Anregungspulses angeregt wird und Gradientenechos der durch den HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung zeitparallel erzeugt werden, nicht oder nur eingeschränkt möglich sein, direkt auf die Navigator-MR-Daten zuzugreifen, um entsprechende Korrekturen wie oben stehend beschrieben durchzuführen. Solche Techniken werden manchmal auch als Schichtmultiplexing-Techniken bezeichnet.
  • Z.B. kann es in Referenzimplementierungen erforderlich sein, Navigator-MR-Daten auf Grundlage von Gradientenpulsen zu erhalten, welche im Rahmen der simultanen Mehrschichtbildgebung direkt auf einen entsprechenden HF-Anregungspuls folgend angewendet werden. Es erfolgt eine Phasenkodierung der Gradientenechos der Navigator-MR-Daten, damit eine Trennung basierend auf der SMS Technik möglich wird. Dadurch kann die Echozeit TE zwischen Anregung und Erzeugung des Echos für Gradientenechos der SMS EPI verlängert werden, was typischerweise nachteilig für die Qualität der MR-Bildgebung ist. Manchmal kann bei solchen Ansätzen auch die zeitliche Auflösung eingeschränkt sein, da pro Navigator lediglich z.B. die Hälfte der Korrekturinformationen erhalten werden können. Auch in einem solchen Fall kann die Qualität der MR-Bildgebung eingeschränkt sein. Sie etwa US Patentanmeldung No. 14/868,529.
  • Andere Referenzimplementierungen beruhen wiederum auf einer einmalig vorgeschalteten Navigator-MR-Messsequenz. Solche Techniken können Zeitabhängigkeiten der Phasenfehler während der Messung nicht oder nur schlecht erfassen, sodass Ungenauigkeiten resultieren. Der Drift des Grundmagnetfelds kann nicht oder nur eingeschränkt abgebildet werden. Siehe etwa: SETSOMPOP K. et al., "Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging" in NeuroImage 63 (2012) 569–580.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Veränderung der Phase von MR-Daten, die auf Grundlage von zeitparallel erzeugten Gradientenechos aus mehreren Schichten eines Untersuchungsobjekts gemessen werden. Insbesondere besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Veränderung der Phase von MR-Daten, die durch die SMS EPI erhalten werden. Insbesondere besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Reduktion von N/2 Geisterartefakten und von Grundmagnetfeld-Drift im Rahmen der EPI.
  • Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren das verschachtelte Durchführen mehrerer Repetitionen einer MR-Messsequenz und mehrerer Repetitionen einer Navigator-MR-Messsequenz. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst das Einstrahlen eines ersten HF-Anregungspulses. Der erste HF-Anregungspuls regt die Kernmagnetisierung in ersten Schichten eines Untersuchungsobjekts an. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos der durch den ersten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Messen der ersten Gradientenechos als MR-Daten. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst das Einstrahlen mindestens eines zweiten HF-Anregungspulses. Der zweite HF-Anregungspuls regt die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten des Untersuchungsobjekts an. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos der durch den zweiten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Messen der zweiten Gradientenechos als Navigator-MR-Daten. Das Verfahren umfasst weiterhin das Verändern der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten.
  • Z.B. kann es in verschiedenen Beispielen möglich sein, dass die Phase der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten verändert wird. Es kann alternativ oder zusätzlich auch möglich sein, dass die Amplitude der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten verändert wird. Z.B. kann es in Beispielen möglich sein, dass eine Bewegungskorrektur durchgeführt wird. Es können alternativ oder zusätzlich auch ein Grundmagnetfeld-Drift in den Magnetresonanz-Daten und / oder N/2 Geisterartefakte in den Magnetresonanz-Daten reduziert werden.
  • Zum Beispiel kann die MR-Messsequenz gemäß der SMS EPI eingerichtet sein. Z.B. kann es möglich sein, dass der erste HF-Anregungspuls die Kernmagnetisierung in allen ersten Schichten des Untersuchungsobjekts zeitparallel anregt.
  • Durch das zeitparallele Anregen und / oder Erzeugen der ersten Gradientenechos sind typischerweise die MR-Daten für die ersten Schichten überlagert bzw. kollabiert. Das Verfahren kann weiterhin umfassen: Trennen der MR-Daten zum Erhalten von schichtspezifischen MR-Daten für jede der ersten Schichten. Es ist z.B. möglich, dass die bereits getrennten, d.h. schichtspezifischen MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten verändert werden.
  • Zum Trennen bzw. Entkollabieren der MR-Daten für die ersten Schichten kann eine Technik der parallelen Bildgebung (engl. partial parallel acquisition, ppa) eingesetzt werden, welche einen schichtspezifischen Rekonstruktionskern für jede der ersten Schichten aufweist. Entsprechend wäre es möglich, dass das Verfahren weiterhin umfasst: Trennen der MR-Daten basierend auf schichtspezifischen Rekonstruktionskernen einer ppa Technik. Typischerweise beruht das Trennen der MR-Daten basierend auf schichtspezifischen Rekonstruktionskernen darauf, dass Kalibrations-MR-Daten für die Rekonstruktionskerne mit einer bestimmten Phasenkodierung erfasst wurden, die auch für die MR-Daten verwendet wird.
  • Ppa Techniken ermöglichen es, den K-Raum unterabzutasten und fehlende Abtastpunkte der MR-Daten durch Anwenden eines Rekonstruktionskerns zu rekonstruieren. Entsprechende Techniken in Bezug auf die SMS EPI sind beschrieben in: SETSOMPOP K. et al., "Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging" in NeuroImage 63 (2012) 569–580, sowie in US 8,405,395 und werden hierin durch Querverweis inkorporiert.
  • Ein Satz von schichtspezifischen Rekonstruktionskernen für die ersten Schichten kann zum Beispiel während einer Kalibrations-Phase ermittelt werden. Die Kalibrations-Phase kann zum Beispiel vor oder nach dem verschachtelten Durchführen der mehreren Repetitionen der MR-Messsequenz und der mehreren Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz durchgeführt werden. Die Kalibrations-Phase kann z.B. vor dem Trennen der MR-Daten durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Kalibrations-Phase das Durchführen einer Kalibrations-Messsequenz umfassen. Zum Beispiel kann die Kalibrations-Messsequenz das Einstrahlen mindestens eines dritten HF-Anregungspulses, welcher die Kernmagnetisierung in den ersten Schichten des Untersuchungsobjekts anregt, umfassen. Zum Beispiel kann die Kalibrations-Messsequenz das Anwenden mindestens eines phasenkodierten dritten Gradientenpulszugs zum zeitsequentiellen Erzeugen von Dritten Gradientenechos der durch den dritten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung umfassen. Dabei kann die Phasenkodierung des dritten Gradientenpulszugs gleich der Phasenkodierung des ersten Gradientenpulszugs, der zum Erzeugen der ersten Gradientenechos im Rahmen der MR-Messsequenz verwendet wird, sein; dies kann das Trennen der MR-Daten zum Erhalten der schichtspezifischen MR-Daten auf Grundlage der ppa Technik ermöglichen. Zum Beispiel kann die Kalibrations-Messsequenz das Messen der dritten Gradientenechos als Kalibrations-MR-Daten umfassen. Auf Grundlage der Kalibrations-MR-Daten kann es dann möglich sein, die schichtspezifischen Rekonstruktionskerne für jede der ersten Schichten zu bestimmen. Insbesondere kann es möglich sein, dass die Kalibrations-MR-Daten für jede der ersten Schichten den K-Raum mit einer höheren Auflösung abtasten als die MR-Daten, d.h. keine Unterabtastung vorliegt.
  • Von Repetition zu Repetition kann zumindest ein Parameter der MR-Messsequenz geändert werden. Das Durchführen der mehreren Repetitionen der MR-Messsequenz kann in verschiedenen Beispielen unterschiedlichen Zwecken dienen. Es ist möglich, dass pro Repetition der MR-Messsequenz die MR-Daten für alle Zeilen jeder der ersten Schichten erfasst werden; dann können andere MR-Parameter als Funktion der Repetitionen geändert werden. In anderen Beispielen ist es möglich, dass pro Repetition der MR-Messsequenz die MR-Daten für die verschiedenen Zeilen der ersten Schichten nur teilweise erfasst werden; in einem solchen Fall kann es erforderlich sein, dass die MR-Daten mehrerer Repetitionen zu einem einzelnen MR-Bild kombiniert werden.
  • Die Navigator-MR-Daten können als Korrektur-MR-Daten aufgefasst werden, die dazu verwendet werden, um Phasenfehler in den MR-Daten zu reduzieren. Dazu können Techniken eingesetzt werden, wie sie eingangs in Bezug auf US 6,043,651 und US 2012/0249138 A1 beschrieben wurden. In unterschiedlichen Beispielen können unterschiedlichste Arten von Navigator-MR-Daten eingesetzt werden. Zum Beispiel könnten die Navigator-MR-Daten keine Phasenkodierung aufweisen, also einer Summe über alle Zeilen des K-Raums für eine bestimmte zweite Schicht entsprechen; in einem solchen Beispiel wäre es möglich, dass das Verändern der Phase der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten für verschiedene Zeilen des K-Raums gleich erfolgt, d.h. nicht zeilenspezifisch für verschiedene Zeilen des K-Raums erfolgt. In anderen Beispielen wäre es aber möglich, dass die Navigator-MR-Daten eine Phasenkodierung aufweisen; in einem solchen Fall wäre es möglich, dass das Verändern der MR-Daten basierend aus den Navigator-MR-Daten spezifisch für verschiedene Zeilen des K-Raums erfolgt. Z.B. kann eine Bewegungskorrektur erfolgen. Dabei kann z.B. eine physiologische Bewegung der Untersuchungsperson 101, die als Funktion der Zeit auftritt, reduziert werden. Beispiele für mögliche physiologische Bewegungen umfasst: Atmung; Schluckreflex; und Herzschlag. Typischerweise kann eine zeilenspezifische Korrektur der MR-Daten eine höhere Genauigkeit aufweisen; gleichzeitig kann aufgrund der benötigten Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten jedoch eine erhöhte Zeitdauer zum Durchführen der Navigator-MR-Messsequenz erforderlich sein.
  • Für den Fall, dass die Navigator-MR-Daten eine Phasenkodierung aufweisen, kann der mindestens eine zweite Gradientenpulszug phasenkodiert sein. Zum Beispiel wäre es möglich, dass die Auflösung der MR-Daten in Phasenkodierrichtung größer ist als die Auflösung der Navigator-MR-Daten in Phasenkodierrichtung. Dies kann also bedeuten: die Anzahl der Phasenkodier-Schritte pro erster Schicht ist größer als die Anzahl der Phasenkodier-Schritte pro zweiter Schicht. Derart kann zwar immer noch eine zeilenspezifische Korrektur der MR-Daten durchgeführt werden; gleichzeitig wird jedoch nur eine vergleichsweise kurze Zeitdauer zum Durchführen der Navigator-MR-Messsequenz benötigt. Z.B. wäre es möglich, dass Bewegungsartefakte kompensiert oder reduziert werden.
  • Die HF-Anregungspulse weisen eine Amplitude auf. Die Amplitude ist ein Faktor, der bestimmt, mit welchem Flipwinkel der jeweilige HF-Anregungspuls die Kernmagnetisierung aus der Ruhelage auslenkt. In verschiedenen Beispielen kann es erstrebenswert sein, einen vergleichsweise geringen Flipwinkel für den zweiten HF-Anregungspuls zu verwenden. Zum Beispiel ist es möglich, dass der Flipwinkel des zweiten HF-Anregungspulses kleiner ist als der Flipwinkel des ersten HF-Anregungspulses. Zum Beispiel könnte der Flipwinkel des 1. HF Anregungspulses > 50° sein, bevorzugt > 65°, besonders bevorzugt > 80°. Z.B. wäre es möglich, dass der Flipwinkel des zweiten HF-Anregungspulses im Bereich von 2–40° liegt, bevorzugt im Bereich von 3–10° liegt. Durch das Verwenden eines vergleichsweise geringen Flipwinkels für den zweiten HF-Anregungspuls kann erreicht werden, dass die Kernmagnetisierung in den zweiten Schichten nur vergleichsweise schwach angeregt wird, d.h. nur vergleichsweise wenig ausgelenkt wird. Dadurch kann eine Relaxationszeit vergleichsweise kurz dimensioniert werden, wodurch Totzeiten während den verschiedenen Repetitionen verringert werden können. Dadurch kann die Messdauer reduziert werden.
  • Zum Beispiel kann für jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz und für jede zweite Schicht jeweils ein zweiter HF-Anregungspuls eingestrahlt werden, der die Kernmagnetisierung in der jeweiligen zweiten Schicht schichtselektiv anregt. Zum Beispiel können die zweiten Gradientenechos für jede der zweiten Schichten zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch das Anwenden des mindestens einen zweiten Gradientenpulszugs erzeugt werden. Dies bedeutet, dass durch das zeitsequentielle Anregen der Kernmagnetisierung und / oder das zeitsequentielle Erzeugen der 2. Gradientenechos die Navigator-MR-Daten nicht überlagert bzw. nicht kollabiert für die zweiten Schichten vorliegen können. Dies bedeutet, dass ein direkter Zugriff auf die Navigator-MR-Daten für jede der zweiten Schichten möglich sein kann. Das Trennen der Navigator-MR-Daten zum Erhalten von schichtspezifischen Navigator-MR-Daten für jede der zweiten Schichten kann entbehrlich sein. Eine Rekonstruktion auf Grundlage einer ppa Technik mit schichtspezifischen Rekonstruktionskernen, wie obenstehend beschrieben, kann für die Navigator-MR-Daten entbehrlich sein. Es kann also insbesondere möglich sein, mittels der hierin beschriebenen Techniken nicht-phasenkodierte Navigator-MR-Daten zu messen und diese zur Veränderung der Phase der MR-Daten zu verwenden. In weiteren Beispielen kann es möglich sein, eine Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten vorzunehmen. Da nicht auf die schichtspezifischen Rekonstruktionskerne zurückgegriffen werden muss, ist es möglich, dass diese Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten verschieden von der Phasenkodierung der MR-Daten ist, für welche die Schichtspezifischen Rekonstruktionskerne vorhanden sind. Z.B. könnten die Abstände zwischen Zeilen des k-Raums flexibel gewählt werden. Z.B. könnte ein abgebildeter Bereich (engl. field of view, FOV) flexibel gewählt werden.
  • Es können auch unterschiedlichste Techniken zur Reduktion der zum Durchführen der Navigator-MR-Messsequenz benötigten Zeitdauer verwendet werden. Beispielsweise können Techniken der simultanen Echo-Refokussierung (engl. simultaneous echo refokussing, SER) eingesetzt werden. Dies bedeutet, dass es möglich sein kann, jeweils pro Repetition der Navigator-MR-Messsequenz einen einzelnen zweiten Gradientenpulszug anzuwenden, der alle zweiten Gradientenechos der jeweiligen Repetition erzeugt. Dieser einzelne zweite Gradientenpulszug kann die zweiten Gradientenechos durch einen entsprechenden Versatz der Phasengänge der Kernmagnetisierung der verschiedenen zweiten Schichten zeitsequentiellen erzeugen. Entsprechende SER Techniken sind zum Beispiel bekannt aus US 6,614,225 . Alternativ oder zusätzlich können auch ppa Techniken eingesetzt werden, zum Beispiel wenn eine Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten vorliegt.
  • Also kann es mittels der hierin beschriebenen Techniken möglich sein, die Veränderung der Phase der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten besonders einfach, wenig fehleranfällig und/oder besonders schnell durchzuführen.
  • Zum Beispiel kann es möglich sein, dass das Verändern der Phase zur Reduktion von Phasenfehlern in den MR-Daten geschieht. Insbesondere kann es möglich sein, eine Reduktion des Grundmagnetfeld-Drifts in den MR-Daten und/oder eine Reduktion von N/2 Geisterartefakten in den MR-Daten vorzunehmen.
  • Es wäre zum Beispiel möglich, dass die Phase der (schichtspezifischen) MR-Daten für eine bestimmte erste Schicht basierend auf den Navigator-MR-Daten zumindest einer bestimmten zweiten Schicht verändert wird. Hierbei kann die zumindest eine bestimmte zweite Schicht in einem räumlichen Bezug zu der bestimmten ersten Schicht stehen. Zum Beispiel kann die zumindest eine bestimmte zweite Schicht angrenzend an die erste Schicht in dem Untersuchungsobjekt angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich wäre es auch möglich, dass die zumindest eine bestimmte zweite Schicht benachbart zu der ersten Schicht in dem Untersuchungsobjekt angeordnet ist. Solche schichtspezifischen Kriterien betreffend den räumlichen Bezug lassen sich besonders gut erfüllen, wenn auch die Gesamtheit der ersten Schichten in einem bestimmten räumlichen Bezug zu der Gesamtheit der zweiten Schichten steht.
  • Eine besonders genaue Veränderung der Phase der MR-Daten, zum Beispiel in Bezug auf die N/2 Geisterartefakte, kann also erreicht werden, wenn die ersten Schichten in einem bestimmten räumlichen Bezug zu den zweiten Schichten stehen. Zum Beispiel ist es möglich, dass die ersten Schichten und die zweiten Schichten identisch sind. Es ist auch möglich, dass jeweils eine zweite Schicht zwischen benachbarten ersten Schichten angeordnet ist. Es wäre auch möglich, dass sowohl die ersten Schichten, als auch die zweiten Schichten innerhalb eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts, für den MR-Bildgebung auf Grundlage der gemessenen MR-Daten durchgeführt wird, angeordnet sind. Beispielsweise wäre es möglich, dass die Anzahl der ersten Schichten gleich der Anzahl der zweiten Schichten ist. Es wäre aber auch möglich, dass die Anzahl der ersten Schichten verschieden von der Anzahl der zweiten Schichten ist. Zum Beispiel könnte es mehr erste Schichten als zweite Schichten geben; dies kann der Fall sein, da eine Reduktion von Artefakten aufgrund von Phasenfehlern auch mit einer geringeren Ortsauflösung der Navigator-MR-Daten möglich sein kann. Z.B. kann es doppelt (bzw. dreifach, vierfach, fünffach, etc.) so viele erste Schichten wie zweite Schichten geben.
  • Durch das Vorsehen eines bestimmten räumlichen Bezugs für das Verändern der Phase können in Bezug auf das Reduzieren von Phasenfehlern Ortsabhängigkeiten der Phasenfehler besonders genau erfasst werden. Das Reduzieren der Phasenfehler kann deshalb besonders genau stattfinden.
  • Es wäre z.B. möglich, dass das Verändern der Phase für bestimmte MR-Daten basierend auf solchen Navigator-MR-Daten geschieht, deren Zeitpunkt des Erfassens in einem zeitlichen Bezug zu dem Erfassen der bestimmten MR-Daten steht. Z.B. wäre es möglich, dass das Verfahren weiterhin umfasst: Verändern der Phase der MR-Daten einer bestimmten Repetition der MR-Messsequenz basierend auf Navigator-MR-Daten einer bestimmten Repetition der Navigator-MR-Messsequenz, wobei die bestimmte Repetition der MR-Messsequenz zeitlich benachbart zu der bestimmten Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz ist. Die Phasenfehler können so besonders genau reduziert werden. Derart kann zum Beispiel erreicht werden, dass der Grundmagnetfeld-Drift eine vergleichsweise geringe Änderung zwischen den Messen der MR-Daten für die bestimmte erste Schicht und dem Messen der Navigator-MR-Daten für die zumindest eine bestimmte zweite Schicht aufweist. Derart kann eine besonders genaue Reduktion des Grundmagnetfeld-Drifts in den MR-Daten erreicht werden.
  • Zum Beispiel kann der erste HF-Anregungspuls eine Frequenz-Modulation und/oder eine Amplituden-Modulation aufweisen, so dass die Kernmagnetisierung selektiv in den ersten Schichten des Untersuchungsobjekts angeregt wird. Alternativ oder zusätzlich können auch Gradientenpulse während des Einstrahlens des ersten HF-Anregungspulses verwendet werden, welche eine Amplituden-Modulation aufweisen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung des ersten HF-Anregungspulses bzw. der begleitenden Gradientenpulse kann es möglich sein, die Größe des Untersuchungsbereichs für den die MR-Daten gemessen werden, zu variieren.
  • Der erste Gradientenpulszug kann zum Beispiel mehrere Gradientenpulse umfassen. Insbesondere kann der erste Gradientenpulszug mehrere Gradientenpulse mit alternierenden Polaritäten umfassen. Jeder Gradientenpulszug des ersten Gradientenpulszugs kann ein entsprechendes erstes Gradientenecho erzeugen bzw. formieren. Jedes erste Gradientenecho kann wiederum ermöglichen, die entsprechenden MR-Daten für eine Zeile des K-Raums zu messen.
  • Das verschachtelte Durchführen der mehreren Repetitionen der MR-Messsequenz und der mehreren Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz kann bedeuten: abwechselnd Durchführen mindestens einer Repetition der MR-Messsequenz und mindestens einer Repetition der Navigator-MR-Messsequenz. Die Anzahl der Repetitionen der MR-Messsequenz gegenüber der Anzahl der Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz kann einen sogenannten Verschachtelungsfaktor bestimmen. Bevorzugt liegt der Verschachtelungsfaktor im Bereich von 1–10 oder 1–4 oder beträgt 1. Wenn der Verschachtelungsfaktor gleich 1 ist, wird die gleiche Anzahl an Repetitionen der MR-Messsequenz und an Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz durchgeführt. In einem solchen Fall kann vorzugsweise alternierend jeweils eine Repetition der MR-Messsequenz und eine Repetition der Navigator-MR-Messsequenz durchgeführt werden. Das verschachtelte Durchführen der mehreren Repetitionen der MR-Messsequenz und der mehreren Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz kann also in anderen Worten bedeuten: zumindest teilweise zeitparalleles Durchführen der mehreren Repetitionen der MR-Messsequenz und der mehreren Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz.
  • Typischerweise kann für einen kleineren (größeren) Verschachtelungsfaktor die Genauigkeit beim Verändern der Phase größer (kleiner) sein. Typischerweise können Artefakte aufgrund von Phasenfehlern besonders genau kompensiert werden, wenn ein kleinerer Verschachtelungsfaktor verwendet wird; dies ist der Fall, da dann eine große Anzahl an Navigator-MR-Daten vorliegt. Andererseits kann in manchen Implementierungen eine zum Durchführen der Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz benötigte Zeitdauer vergleichsweise groß sein, wenn ein kleinerer Verschachtelungsfaktor verwendet wird. Dies kann die insgesamt für die EPI benötigte Zeitdauer (Messdauer) verlängern.
  • Die Relaxation der Kernmagnetisierung in den ersten Schichten kann die Zeitspanne zwischen dem Durchführen sequenzieller Repetitionen der MR-Messsequenzen, welche die Kernmagnetisierung in derselben Schicht modifizieren, (Repetitionszeit) begrenzen. Daraus kann Totzeit resultieren. Während der Totzeit kann die Kernmagnetisierung in den ersten Schichten aufgrund von Relaxation und oder Diffusion bereits so stark fortgeschritten sein, dass ein Erfassen von signifikanten MR-Daten nicht mehr möglich ist. In der Totzeit kann das Durchführen der nächsten Repetition der MR-Messsequenz durch die noch nicht relaxierte, angeregte Komponente der Kernmagnetisierung verhindert werden. Es ist dann möglich, dass während der Totzeiten das Durchführen der Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz erfolgt. Durch das Verwenden eines vergleichsweise kleinen Flipwinkels für den zweiten HF-Anregungspuls kann verhindert werden, dass die Repetitionszeit der mehreren Repetitionen der MR-Messsequenz besonders stark verlängert wird.
  • Die MR-Messsequenz kann für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt werden. Zum Beispiel könnte das MR-Bild, welches basierend auf den MR-Daten erzeugt wird, im Rahmen der funktionellen MR-Bildgebung (fMRI) eingesetzt werden. Ein Beispiel wäre das erzeugen eines MR-Bilds zur Darstellung der Hirnaktivität (engl. blood oxygen level dependent MRT, BOLD MRT).
  • Ein weiteres Beispiel wäre die Diffusion-MR-Bildgebung bzw. diffusionsgewichtete MR-Bildgebung. In diesem Zusammenhang wäre es möglich, dass jede Repetition der MR-Messsequenz das Anwenden mindestens eines Diffusion-Gradientenpulses umfasst. Der mindestens eine Diffusion-Gradientenpuls könnte zum Beispiel in einem bestimmten zeitlichen Bezug gegenüber dem Einstrahlen des ersten HF-Anregungspulses angewendet werden. Alternativ oder zusätzlich wäre es möglich, dass der mindestens eine Diffusions-Gradientenpuls einen bestimmten zeitlichen Bezug gegenüber dem Einstrahlen eines HF-Refokussierungspulses aufweist, der nach dem ersten HF-Anregungspuls eingestrahlt wird. Z.B. könnte der mindestens eine Diffusion-Gradientenpuls zwei Gradientenpulse gleicher Polarität umfassen, die den ersten HF-Anregungspuls und / oder den HF-Refokussierungspuls umgeben.
  • Die Diffusion-Gradientenpulse unterschiedlicher Repetitionen der MR-Messsequenz können unterschiedliche Diffusionsrichtungen kodieren. Mittels der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung kann es möglich sein, die Diffusionsbewegung von Molekülen im Körpergewebe zu messen und entsprechende MR-Bilder, welche die Diffusionsbewegung illustrieren, zu erzeugen. Typischerweise kann die diffusionsgewichtete MR-Bildgebung für Untersuchungsbereiche angewendet werden, die im Bereich des menschlichen Gehirns angeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst eine MR-Anlage mindestens einen Prozessor. Der mindestens eine Prozessor ist eingerichtet, um mehrere Repetitionen einer MR Messsequenz und mehrere Repetitionen einer Navigator-MR-Messsequenz verschachtelt durchzuführen. Der mindestens eine Prozessor ist weiterhin eingerichtet, um für jede Repetition der MR-Messsequenz die folgenden Schritte durchzuführen: Einstrahlen eines ersten HF-Anregungspulses, welche die Kernmagnetisierung in ersten Schichten eines Untersuchungsobjekts angeregt; und Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos der durch den ersten HF-Anregungspuls angelegten Kernmagnetisierung; und Messen der ersten Gradientenechos als MR-Daten. Der mindestens eine Prozessor ist weiterhin eingerichtet, um für jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz jeweils die folgenden Schritte durchzuführen: Einstrahlen mindestens eines zweiten HF-Anregungspulses, welche die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten des Untersuchungsobjekts anregt; und Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos der durch den zweiten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung; und Messen der zweiten Gradientenechos als Navigator-MR-Daten. Die MR-Anlage umfasst weiterhin mindestens einen Prozessor. Der mindestens eine Prozessor ist eingerichtet, um die MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten zu verändern.
  • Es ist also in Beispielen möglich, dass der mindestens eine Prozessor Aufgaben der Sequenzsteuerung und der Rekonstruktion und Nachbearbeitung der MR-Daten übernimmt.
  • Für eine solche MR-Anlage können Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den Effekten die für das Verfahren gemäß verschiedener Ausführungsformen erzielt werden können.
  • In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Computerprogrammprodukt Programm-Code, der von mindestens einem Prozessor ausgeführt werden kann. Ausführen des Programm-Codes bewirkt das Durchführen eines Verfahrens. Das Verfahren umfasst das verschachtelte Durchführen mehrerer Repetitionen einer MR-Messsequenz und mehrerer Repetitionen einer Navigator-MR-Messsequenz. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst das Einstrahlen eines ersten HF-Anregungspulses. Der erste HF-Anregungspuls regt die Kernmagnetisierung in ersten Schichten eines Untersuchungsobjekts an. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos der durch den ersten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Messen der ersten Gradientenechos als MR-Daten. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst das Einstrahlen mindestens eines zweiten HF-Anregungspulses. Der zweite HF-Anregungspuls regt die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten des Untersuchungsobjekts an. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos der durch den zweiten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Messen der zweiten Gradientenechos als Navigator-MR-Daten. Das Verfahren umfasst weiterhin das Verändern der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten.
  • In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein elektronisch lesbares Speichermedium mit darauf gespeichertem Programm-Code, der von mindestens einem Prozessor ausgeführt werden kann. Ausführen des Programm-Codes bewirkt das Durchführen eines Verfahrens. Das Verfahren umfasst das verschachtelte Durchführen mehrerer Repetitionen einer MR-Messsequenz und mehrerer Repetitionen einer Navigator-MR-Messsequenz. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst das Einstrahlen eines ersten HF-Anregungspulses. Der erste HF-Anregungspuls regt die Kernmagnetisierung in ersten Schichten eines Untersuchungsobjekts an. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos der durch den ersten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung. Jede Repetition der MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Messen der ersten Gradientenechos als MR-Daten. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst das Einstrahlen mindestens eines zweiten HF-Anregungspulses. Der zweite HF-Anregungspuls regt die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten des Untersuchungsobjekts an. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos der durch den zweiten HF-Anregungspuls angeregten Kernmagnetisierung. Jede Repetition der Navigator-MR-Messsequenz umfasst weiterhin das Messen der zweiten Gradientenechos als Navigator-MR-Daten. Das Verfahren umfasst weiterhin das Verändern der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten.
  • Für ein solches Computerprogrammprodukt können Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den Effekten die für das Verfahren gemäß verschiedener Ausführungsformen erzielt werden können.
  • Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
  • 1 illustriert schematisch eine MR-Anlage.
  • 2 illustriert schematisch das verschachtelte Durchführen mehrerer Repetitionen einer MR-Messsequenz und mehrerer Repetitionen einer Navigator-MR-Messsequenz gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei in dem Beispiel der 2 der Verschachtelungsfaktor gleich eins ist.
  • 3 illustriert schematisch das verschachtelte Durchführen mehrerer Repetitionen einer MR-Messsequenz und mehrerer Repetitionen einer Navigator-MR-Messsequenz gemäß verschiedener Ausführungsformen, wobei in dem Beispiel der 3 der Verschachtelungsfaktor gleich drei ist.
  • 4 illustriert schematisch eine räumliche Anordnung von ersten Schichten eines Untersuchungsobjekts gemäß verschiedener Ausführungsformen, für welche auf Grundlage der MR-Messsequenz MR-Daten gemessen werden, und illustriert weiterhin schematisch eine räumliche Anordnung von zweiten Schichten des Untersuchungsobjekts gemäß verschiedener Ausführungsformen, für welche auf Grundlage der Navigator-MR-Messsequenz Navigator-MR-Daten gemessen werden, welche zum Verändern der Phase der MR-Daten verwendet werden können.
  • 5 ist ein Sequenzdiagramm, welches eine diffusionsgewichtete SMS EPI MR-Messsequenz und eine Navigator-MR-Messsequenz gemäß verschiedener Ausführungsformen illustriert.
  • 6 ist ein Sequenzdiagramm, welches eine SER Navigator-MR-Messsequenz gemäß verschiedener Ausführungsformen illustriert.
  • 7 illustriert schematisch das Messen von MR-Daten basierend auf einer EPI MR-Messsequenz mit einem Gradientenpulszug, der mehrere Gradientenpulse alternierender Polarität umfasst.
  • 8 illustriert N/2 Geisterartefakte der MR-Daten, die basierend auf einer EPI MR-Messsequenz gemessen werden.
  • 9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß verschiedener Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.
  • Nachfolgend werden Techniken beschrieben, die eine verbesserte Mehrschicht EPI Bildgebung ermöglichen, bei der zeitparallel Gradientenechos für mehrere Schichten erzeugt werden.
  • Z.B. können diese Techniken im Zusammenhang mit SMS EPI eingesetzt werden, also für das zeitparallele Anregen der Kernmagnetisierung, das zeitparallele Erzeugen von Gradientenechos und das zeitparallele Messen der Gradientenechos als MR-Daten, wobei das Trennen der kollabierten MR-Daten basierend auf schichtspezifischen Rekonstruktionskernen mittels einer ppa Technik implementiert ist.
  • In verschiedenen Beispielen ist es möglich, dass zusätzlich zu solchen obenstehend beschriebenen Mehrschicht MR-Daten auch Einzelschicht Navigator-MR-Daten erfasst werden, um die MR-Daten zu verändern. Z.B. kann die Phase der MR-Daten verändert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Amplitude der MR-Daten verändert werden. Dies bedeutet, dass die Navigator-MR-Daten nicht für mehrere Schichten kollabiert erfasst werden; eine Trennung ist deshalb nicht notwendig. Dadurch kann z.B. eine reduzierte oder flexibel veränderte Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten – z.B. im Vergleich zu den zu verändernden MR-Daten – implementiert werden; in manchen Beispielen kann die Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten auch ganz entfallen.
  • Beispielsweise können N/2 Geisterartefakte reduziert werden und/oder Grundmagnetfeld-Drifts reduziert werden, indem die Phase der MR-Daten verändert wird. Alternativ oder zusätzlich können Bewegungsartefakte reduziert werden.
  • Verschiedenen Beispielen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine theoretische Reduktion der Repetitionszeit der Mehrschicht EPI MR-Bildgebung, wie beispielsweise SMS EPI, gegenüber der Einzelschicht EPI MR-Bildgebung aufgrund der endlichen T1 Relaxationszeit der Kernmagnetisierung häufig nicht erreicht werden kann. Zum Beispiel kann eine diffusionsgewichtete MR-Bildgebung mit einer Repetitionszeit von 4,2 Sekunden (beispielsweise bei einem Grundmagnetfeld der Stärke von 3 Tesla) durch Verwenden einer SMS EPI-Technik, bei der für 2 Schichten zeitparallel Gradientenechos erzeugt werden (SMS-Faktor 2), eine theoretische Repetitionszeit von 4,2 Sekunden/2 = 2,1 Sekunden erreicht werden. Jedoch resultiert eine Reduktion der Repetitionszeit unter 3 Sekunden in einem Verlust von Kontrast für graue Substanz des Zentralnervensystems, da die Kernmagnetisierung in den entsprechenden Schichten innerhalb der Relaxationszeit von beispielsweise 2,1 Sekunden nicht vollständig relaxiert. Deshalb ist in einem solchen Beispiel die Repetitionszeit durch die T1 Relaxationszeit z.B. auf einen Wert nahe von 3 Sekunden begrenzt.
  • Aufgrund der begrenzenden T1 Relaxationszeit entsteht in einem solchen Fall eine Totzeit. Zum Beispiel beträgt die Totzeit in dem oben genannten Beispiel 3 Sekunden – 2,1 Sekunden = 0,9 Sekunden. Diese Totzeit wird in verschiedenen Beispielen dazu verwendet, um Repetitionen der Navigator-MR-Messsequenz durchzuführen. Durch die Wahl eines geringen Flipwinkels der HF-Anregungspulse der Navigator-MR-Messsequenz kann eine weitere Verlängerung der T1 Relaxationszeit begrenzt bzw. vermieden werden.
  • 1 illustriert schematisch eine MR-Anlage 100, die zum Durchführen der oben beschriebenen Techniken und der Techniken, die nachfolgend beschrieben werden, verwendet werden kann. Die MR-Anlage 100 weist einen Magneten 110 auf, der eine Röhre 111 definiert. Der Magnet 110 kann das Grundmagnetfeld parallel zu seiner Längsachse erzeugen. Das Grundmagnetfeld kann Inhomogenitäten aufweisen, also lokale Abweichungen von einem Sollwert. Das Grundmagnetfeld kann auch einen Drift aufweisen, also Abweichungen von einem Sollwert, die als Funktion der Zeit variieren.
  • Ein Untersuchungsobjekt, hier eine Untersuchungsperson 101, kann auf einem Liegetisch 102 in den Magneten 110 geschoben werden. Ein Untersuchungsbereich 101A ist in dem Beispiel der 1 im Bereich des Kopfes der Untersuchungsperson 101 angeordnet.
  • Die MR-Anlage 100 weist weiterhin ein Gradientensystem 140 zur Erzeugung von Gradientenfeldern auf, die für MR-Bildgebung und zur Ortskodierung von erfassten MR-Daten verwendet werden. Typischerweise umfasst das Gradientensystem 140 mindestens drei separat ansteuerbare und zueinander wohldefiniert positionierte Gradientenspulen 141. Die Gradientenspulen 141 ermöglichen es, entlang bestimmter Raumrichtungen (Gradientenachsen) Gradientenpulse anzuwenden, welche die Gradientenfelder erzeugen. Die Gradientenfelder können z.B. zur Schichtselektion, zur Frequenzkodierung (in Ausleserichtung) und zur Phasenkodierung verwendet werden. Dadurch kann eine Ortskodierung der MR-Daten erreicht werden.
  • Zur Anregung der sich im Grundmagnetfeld ergebenden Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernmagnetisierung in Längsrichtung, ist eine HF-Spulenanordnung 121 vorgesehen, die einen amplitudenmodulierten und/oder frequenzmodulierten HF-Anregungspuls in die Untersuchungsperson 101 einstrahlen kann. Dadurch kann eine Transversalmagnetisierung erzeugt werden. Der Flipwinkel des HF-Anregungspulses definiert die Stärke der Auslenkung. Zur Erzeugung solcher HF-Anregungspulse wird eine HF-Sendeeinheit 131 über einen HF-Schalter 130 mit der HF-Spulenanordnung 121 verbunden. Die HF-Sendeeinheit 131 kann einen HF-Generator und eine HF-Amplitudenmodulationseinheit umfassen. Die HF-Anregungspulse können die Transversalmagnetisierung 1d schichtselektiv oder 2D/3D ortsselektiv oder global aus der Ruhelage kippen.
  • Weiterhin ist eine HF-Empfangseinheit 132 über den HF-Schalter 130 mit der HF-Spulenanordnung 121 gekoppelt. Über die HF-Empfangseinheit 132 können MR-Signale der relaxierenden Transversalmagnetisierung, z.B. durch induktives Einkoppeln in die HF-Spulenanordnung 121, als MR-Daten erfasst bzw. gemessen werden.
  • Im Allgemeinen ist es möglich, getrennte HF-Spulenanordnungen 121 für das Einstrahlen der HF-Anregungspulse mittels der HF-Sendeeinheit 131 und für das Erfassen der MR-Daten mittels der HF-Empfangseinheit 132 zu verwenden. Zum Beispiel kann es für das Einstrahlen von HF-Pulsen eine Volumenspule 121 verwendet werden und für das Erfassen von Rohdaten eine Oberflächenspule (nicht gezeichnet), welche aus einem Array von HF-Spulen besteht. Zum Beispiel kann die Oberflächenspule für das Erfassen der Rohdaten aus zweiunddreißig einzelnen HF-Spulen bestehen und damit für ppa Techniken besonders geeignet sein. Entsprechende Techniken sind dem Fachmann bekannt, sodass hier keine weiteren Details erläutert werden müssen.
  • Die MR-Anlage 100 weist weiterhin eine Bedieneinheit 150 auf, welche z.B. einen Bildschirm, eine Tastatur, eine Maus etc. umfassen kann. Mittels der Bedieneinheit 150 kann Benutzereingabe erfasst werden und Ausgabe zum Benutzer realisiert werden. Zum Beispiel kann es möglich sein, mittels der Bedieneinheit 150 einzelne Betriebsmodi bzw. Betriebsparameter der MR-Anlage 100 durch den Benutzer und / oder automatisch und / oder ferngesteuert einzustellen.
  • Weiterhin weist die MR-Anlage 100 eine Sequenzsteuereinheit 161 auf. Die Sequenzsteuereinheit 161 kann eingerichtet sein, um die verschiedenen Komponenten 131, 132, 140 anzusteuern, um eine Messsequenz durchzuführen. Typischerweise umfasst das Durchführen der Messsequenz die Anregung und Modifikation der Kernmagnetisierung und das anschließende Messen der Daten. Die Sequenzsteuereinheit 161 kann eingerichtet sein, um eine EPI MR-Messsequenz durchzuführen, z.B. eine SMS EPI MR-Messsequenz. Die Sequenzsteuereinheit kann weiterhin eingerichtet sein, um eine Navigator-MR-Messsequenz durchzuführen. Insbesondere kann die Sequenzsteuereinheit 161 eingerichtet sein, um mehrere Repetitionen der MR-Messsequenz und der Navigator-MR-Messsequenz verschachtelt durchzuführen.
  • Die MR-Anlage 100 weist auch einen Prozessor 162 auf. Der Prozessor 162 kann eingerichtet sein, um die Phase der MR-Daten basierend auf Navigator-MR-Daten zu verändern, wobei die Navigator-MR-Daten aus der Navigator-MR-Messsequenz erhalten werden können. Der Prozessor 162 kann eingerichtet sein, um mittels solcher Techniken zum Verändern der Phase N/2 Geisterartefakte zu reduzieren und/oder einen Grundmagnetfeld-Drift zu reduzieren. Der Prozessor 162 kann auch eingerichtet sein, um eine Trennung der kollabierten MR-Daten für die mehreren Schichten, für die die SMS EPI MR-Messsequenz durchgeführt wird, zu implementieren.
  • Während in dem Beispiel der 1 der Prozessor 162 und die Sequenzsteuereinheit 161 als separate Einheiten illustriert sind, kann es in verschiedenen Beispielen möglich sein, dass die Sequenzsteuereinheit 161 und der Prozessor 162 zumindest teilweise zusammen implementiert sind. Z.B. kann Funktionalität der Sequenzsteuereinheit als Software auf einem Prozessor implementiert sein.
  • 2 illustriert Aspekte des verschachtelten Durchführens mehrerer Repetitionen 201-1,201-2 einer MR-Messsequenz 201 und mehrerer Repetitionen 211-1, 211-2 eine Navigator-MR-Messsequenz 211. In 2 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem der Verschachtelungsfaktor gleich eins ist, d.h. es wird jeweils abwechselnd die MR-Messsequenz 201 und die Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt.
  • Zum Beispiel wäre es möglich, dass pro Repetition 201-1, 201-2 der MR-Messsequenz 201 alle MR-Daten für ein Abbild des Untersuchungsbereich 101A gemessen werden, d.h. alle Schichten des Untersuchungsbereichs 101A abgetastet werden. In verschiedenen Beispielen ist es auch möglich, dass pro Repetition 201-1, 201-3 lediglich ein Bruchteil aller Schichten des Untersuchungsbereichs 101A gemessen werden, beispielsweise 2 oder 3 oder 4 Schichten. Dann können aufeinanderfolgende Repetitionen unterschiedliche Schichten abbilden.
  • In den unterschiedlichen Repetitionen 201-1, 201-2 können alternativ oder zusätzlich auch andere MR-Parameter variiert werden. Zum Beispiel könnte für unterschiedliche Repetitionen 201-1, 201-2 jeweils eine unterschiedliche Präparation der Kernmagnetisierung angewendet werden, etwa im Zusammenhang mit der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung oder der fMRI. Zum Beispiel könnte im Zusammenhang mit einer diffusionsgewichteten MR-Bildgebung die durch mindestens einen Diffusions-Gradientenpuls kodierte Diffusionsrichtungen von Repetition zu Repetition 201-1, 201-2 variiert werden.
  • Insbesondere in einem Fall, bei dem pro Repetition 201-1, 211-1, 201-2, 211-2 nur ein Bruchteil aller Schichten des Untersuchungsbereichs abgetastet wird, kann es erstrebenswert sein, dass für zeitlich benachbarte Repetitionen 201-1, 201-2 der MR-Messsequenz und Repetitionen 211-1, 211-2 der Navigator-MR-Messsequenz MR-Daten bzw. Navigator-MR-Daten für örtlich benachbarte Schichten erfasst werden. Z.B. könnten in der Repetition 201-1 für Schichten A und B MR-Daten erfasst werden; dann könnte für dieselben Schichten A und B in der zeitlich benachbarten Repetition 211-1 Navigator-MR-Daten erfasst werden. Z.B. könnte in der Repetition 201-2 für Schichten C und D MR-Daten erfasst werden; dann könnte für dieselben Schichten C und D in der zeitlich benachbarten Repetition 211-2 Navigator-MR-Daten erfasst werden.
  • In 2 ist weiterhin eine Zeitdauer 221 für das Durchführen der MR-Messsequenz 201 dargestellt. 2 ist auch eine Zeitdauer 222 für das Durchführen der Navigator-MR-Messsequenz 211 dargestellt.
  • Die Repetitionszeit definiert die Zeitdauer zwischen dem Modifizieren der Kernmagnetisierung in gleichen Schichten für unterschiedliche Repetitionen 201-1, 201-2 der MR-Messsequenz. Die Repetitionszeit definiert also, wie lange die Zeitdauer ist, die zur Relaxation der Kernmagnetisierung in einer bestimmten Schicht zur Verfügung steht. Je nachdem, wie viele Repetitionen für das Abtasten aller Schichten des Untersuchungsbereichs 101A benötigt werden, kann die Repetitionszeit variieren.
  • 3 illustriert Aspekte des verschachtelten Durchführens mehrerer Repetitionen 201-1, 201-2, 201-3, 201-4 der MR-Messsequenz 201 und mehrerer Repetitionen 211-1 der Navigator-MR-Messsequenz 211 (wobei in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine einzelne Repetition 211-1 der Navigator-MR-Messsequenz 211 dargestellt ist). In 3 ist ein Beispiel gezeigt, bei welchem der Verschachtelungsfaktor gleich drei ist, d.h. es werden zunächst drei Repetitionen 201-1–201-4 der MR-Messsequenz 201 durchgeführt, bevor eine einzelne Repetition 211-1 der Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt wird.
  • Es ist möglich, dass in verschiedenen Beispielen unterschiedliche Verschachtelungsfaktoren bzw. Verschachtelungs-Anordnungen für die Repetitionen 201-1–201-4, 211-1–211-2 implementiert werden. Vorzugsweise liegt der Verschachtelungsfaktor im Bereich von 1–10, d.h. die Anzahl der Repetitionen 201-1–201-4 der MR-Messsequenz 201 ist ein bis zehnmal so groß wie die Anzahl der Repetitionen 211-1, 211-2 der Navigator-MR-Messsequenz 211. Weitere Beispiele für den Verschachtelungsfaktor liegen im Bereich von 1–4 bzw. gleich 1.
  • Im Allgemeinen kann es erstrebenswert sein, wenn ein enger zeitlicher Bezug zwischen dem Messen der MR-Daten und dem Messen der Navigator-MR-Daten, die dazu verwendet werden, um die MR-Daten zu verändern, besteht. Dies wird durch das verschachtelte Durchführen gewährleistet. Beispielsweise könnten in dem Szenario der 3 die Navigator-MR-Daten, die aus der Repetition 211-1 der Navigator-MR-Messsequenz 211 erhalten werden, zum Verändern der Phase der MR-Daten, die aus den Repetitionen 201-3 und 201-4 der MR-Messsequenz 201 erhalten werden, verwendet werden. Ein solcher zeitlich benachbarter Bezug kann sicherstellen, dass der Grundmagnetfeld-Drift nur eine vergleichsweise geringe Änderung erfahren hat bzw. keine systematischen Veränderungen in Bezug auf die die N/2 Geisterartefakte beeinflussenden Größen stattgefunden hat. Außerdem können durch einen solchen zeitlich benachbarten Bezug Bewegungsartefakte besonders effektiv reduziert werden. Darüber hinaus können in dem Szenario der 3 die Navigator-MR-Daten, die aus der Repetition 211-1 der Navigator-MR-Messsequenz 211 erhalten werden, z.B. auch zum Verändern der Phase beispielsweise der MR-Daten, die aus der Repetition 201-2 der MR-Messsequenz 201 erhalten werden, verwendet werden; für diese Repetition 201-2 ist die Repetition 211-1 zeitlich nächst gelegen, d.h. auch zeitlich benachbart.
  • In 3 sind auch Aspekte in Bezug auf eine Totzeit 225 dargestellt. Die Totzeit 225 kann z.B. aufgrund von Limitierungen durch die T1 Relaxationszeit und / oder Limitierung durch eine Diffusionsgeschwindigkeit bei der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung der Fall sein. Z.B. kann nach der Dauer 221 das Signal der Gradientenechos schon so stark abgefallen sein, dass keine weitere Messung von MR-Daten mehr durchgeführt werden kann. In der Totzeit 221 kann die Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt werden.
  • 4 illustriert Aspekte in Bezug auf Schichten 301–306 des Untersuchungsbereich 101A für welche MR-Daten im Rahmen der MR-Messsequenz 201 bzw. Navigator-MR-Daten im Rahmen der Navigator-MR-Messsequenz 211 gemessen werden. In dem Beispiel der 4 sind sowohl die Schichten 301–306 (diagonale durchgezogene Linien und horizontal gepunktete Linien), für welche die MR-Daten erfasst werden, als auch die Schichten 302, 304 und 306 (horizontal gepunktete Linien), für welche die Navigator-MR-Daten erfasst werden, innerhalb des Untersuchungsbereich 101A angeordnet. In dem Beispiel der 2 werden MR-Daten für doppelt so viele Schichten 301–306 gemessen, wie für Navigator-MR-Daten.
  • Im Allgemeinen können unterschiedlichste Beziehungen zwischen den Schichten 301–306, für die die MR-Daten gemessen werden, und den Schichten 302, 304, 306, für die die Navigator-MR-Daten gemessen werden, bestehen. Im Allgemeinen kann es zu bevorzugen sein, wenn ein vergleichsweise enger räumlicher Bezug zwischen den Schichten 301–306, für die die MR-Daten gemessen werden, und den Schichten 302, 304, 306, für die die Navigator-MR-Daten gemessen werden, besteht. Z.B. kann es besonders erstrebenswert sein, wenn eine Identität zwischen den Schichten, für welche die Navigator-MR-Daten gemessen werden, und den Schichten, für welche die MR-Daten gemessen werden, besteht. Dann kann eine besonders genaue Reduktion von Phasenfehlern durch das Verändern der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten erfolgen. Sofern das Verändern der Phase für schichtspezifische MR-Daten erfolgt, kann auch ein enger räumlicher Bezug für bestimmte schichtspezifische MR-Daten im Rahmen des Veränderns der Phase berücksichtigt werden: So können in dem Beispiel der 4 zum Beispiel die schichtspezifischen MR-Daten für die Schicht 303 basierend auf den Navigator-MR-Daten der Schicht 302 und/oder der Schicht 304, d.h. der benachbarten Schichten, verändert werden. Zum Beispiel könnten in dem Beispiel der 4 die schichtspezifischen MR-Daten der Schicht 304 basierend auf den Navigator-MR-Daten der Schicht 304 verändert werden.
  • Pro Repetition 201-1, 201-2, 211-1, 211-2 der MR-Messsequenz bzw. der Navigator-MR-Messsequenz können entsprechende MR-Daten für alle zugeordneten Schichten 301–306 des Untersuchungsbereichs 101A bzw. nur für Teile der Schichten 301–306 des Untersuchungsbereichs erfasst werden.
  • 5 ist ein Sequenzdiagramm, welches eine Repetition der MR-Messsequenz 201 und eine zeitlich benachbarte Repetition der Navigator-MR-Messsequenz 211 zeigt. In 5 ist ein HF-Sendekanal und ein HF-Messkanal 410 dargestellt, sowie ein Auslesegradienten-Kanal 420 und ein Phasenkodiergradienten-Kanal 430. Der Kanal für Schichtselektionsgradienten ist in 5 nicht dargestellt.
  • Das Durchführen der MR-Messsequenz 201 umfasst zunächst das Einstrahlen eines HF-Anregungspulses 411. Der HF-Anregungspuls 411 regt die Kernmagnetisierung in mehreren Schichten 301–306 zeitparallel an. Die Anzahl der angeregten Schichten 301–306 ist durch den SMS-Faktor bestimmt und kann z.B. im Bereich von 2–6 liegen, bzw. ist bevorzugt gleich 2.
  • Anschließend wird ein Diffusionsmodul 421 geschaltet, welches ein oder mehrere Diffusions-Gradientenpulse (in 5 nicht dargestellt) und / oder ein oder mehrere HF-Refokussierungspulse umfasst. Die Diffusions-Gradientenpulse können zum Beispiel eine Repetitions-spezifische Diffusionsrichtung kodieren. Das Diffusionsmodul 421 ist optional.
  • In dem Beispiel der 5 wird anschließend ein HF-Refokussierungspuls 412 eingestrahlt. Der HF-Refokussierungspuls 412 ist optional. In weiteren Beispielen könnte auch mehr als ein HF-Refokussierungspuls 412 eingestrahlt werden. Insbesondere kann es in verschiedenen beispielhaften Implementierungen möglich sein, dass das Diffusionsmodul 421 den HF-Refokussierungspuls 412 umfasst. Insbesondere kann es z.B. möglich sein, dass mehrere Diffusions-Gradientenpulse (in 5 nicht dargestellt) den HF-Refokussierungspuls umgeben.
  • Anschließend wird ein phasenkodierter Gradientenpulszugs 412, 431 angewendet, welcher zeitparallel eine Serie von Gradientenechos 413 der durch den HF-Anregungspuls 411 angeregten Kernmagnetisierung erzeugt (in dem Beispiel der 5 werden vier Gradientenechos erzeugt; im Allgemeinen kann eine größere Anzahl an Gradientenechos erzeugt werden).
  • In 5 ist mit der gestrichelten Linie eine Abnahme der Amplitude der HF-Signale der Gradientenechos 413 für größere Echozeiten dargestellt. Diese Abnahme wird durch die Diffusion der Kernmagnetisierung und durch die T1 Relaxationszeit verursacht. Diese Abnahme begrenzt die Anzahl der Gradientenechos 413, für die signifikante MR-Daten gemessen werden können.
  • Jedes der Gradientenechos 413 entspricht einer Zeile des K-Raums und beinhaltet Informationen für alle Schichten 301–306, die durch den HF-Anregungspuls 411 angeregt wurden. Die entsprechenden Informationen werden als MR-Daten gemessen. Die jeweilige Zeile wird durch die Phasenkodierung des Gradientenpulszugs 431 definiert.
  • Im Anschluss an das Durchführen der Repetition der MR-Messsequenz wird eine Repetition der Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt. Das Durchführen der Repetition der Navigator-MR-Messsequenz 211 umfasst das Einstrahlen eines schichtselektiven HF-Anregungspulses 415, welcher die Kernmagnetisierung schichtselektiv in einer bestimmten Schicht 302, 304, 306 anregt (ein entsprechender Gradientenpuls zur Schichtselektion ist in 5 nicht dargestellt). Anschließend wird ein Gradientenpulszugs 425 angewendet, der eine Serie von Gradientenechos 416 der durch den HF-Anregungspuls 415 angeregten Kernmagnetisierung erzeugt. Jedes der Gradientenechos 416 entspricht einer Zeile des K-Raums und beinhaltet Informationen lediglich für diejenige Schicht 302, 304, 306 in welcher die Kernmagnetisierung durch den HF-Anregungspuls 415 angeregt wurde. Die entsprechenden Informationen werden als Navigator-MR-Daten gemessen.
  • Anschließend wird ein weiterer schichtselektiver HF-Anregungspuls 417 eingestrahlt, welche die Kernmagnetisierung in einer weiteren Schicht 302, 304, 306, die verschieden von der Schicht ist, in welcher der HF-Anregungspuls 415 die Kernmagnetisierung anregt, anregt. Ein weiterer Gradientenpulszug 426 erzeugt eine Serie von weiteren Gradientenechos 418. Wiederum werden Navigator-MR-Daten für die weitere Schicht 302, 304, 306 erhalten.
  • Um eine kurze Repetitionszeit zu gewährleisten, ist bevorzugt der Flipwinkel der HF-Anregungspuls 415, 417 vergleichsweise klein, zum Beispiel im Vergleich zu dem Flipwinkel des HF-Anregungspulses 411. Zum Beispiel könnte der Flipwinkel des HF-Anregungspulses 415, 417 im Bereich von 2–40° liegen, bevorzugt im Bereich von 3–10°. Geringe Flipwinkel für den HF-Anregungspuls 415, 416 können durch die fehlende Phasenkodierung gefördert werden, da derart ein über alle Zeilen integriertes, stärkeres HF-Signal erhalten wird. Durch die geringen Flipwinkel wird die T1 Relaxationszeit der durch den HF-Anregungspuls 411 angeregten Kernmagnetisierung nicht wesentlich verlängert.
  • Aus 5 ist ersichtlich, dass die Gradientenpulszüge 425, 426 nicht phasenkodiert sind; in anderen Beispielen wäre es auch möglich, dass die Gradientenpulszüge 425, 426 der Navigator-MR-Messsequenz 211 phasenkodiert sind, wobei jedoch zur Begrenzung der Dauer 222 die Auflösung der Navigator-MR-Daten vorzugsweise kleiner ist als die Auflösung der MR-Daten in Phasenkodierrichtung. Auf Grundlage von phasenkodierten Navigator-MR-Daten kann z.B. eine Reduktion von Bewegungsartefakten in den MR-Daten vorgenommen werden.
  • 6 ist ein Sequenzdiagramm und illustriert Aspekte in Bezug auf das Anwenden eines einzelnen Gradientenpulszugs 427 im Rahmen der Navigator-MR-Messsequenz 211. Z.B. könnte die Navigator-MR-Messsequenz 211 der 6 mit der Messsequenz 201 der 5 kombiniert werden.
  • In 6 wird eine SER EPI Navigator-MR-Messsequenz verwendet, wobei mittels eines einzigen Gradientenpulszugs 427 zeitsequentielle Gradientenechos 416, 418 für die verschiedenen Schichten 302, 304, 306 erzeugt werden. Dies ist durch den Phasengang 450 für die Schichten 302 und 304 illustriert. Eine SER EPI Navigator-MR-Messsequenz kann z.B. insbesondere für die Reduktion von Phasenfehlern einer BOLD fMRI MR-Messsequenz erstrebenswert sein. Dies ist der Fall, da die Repetitionszeit BOLD fMRI MR-Messsequenzen aufgrund oftmals kleinerer Flipwinkel für die MR-Messsequenz typischerweise nicht durch die T1 Relaxationszeit (bzw. Diffusion) limitiert ist und damit die Totzeit 225 besonders gering bzw. verschwindend ist. Um die Messdauer nicht stark zu verlängern, kann es hier erstrebenswert sein, eine kurze Dauer 202 zu erreichen.
  • Z.B. aus einem Vergleich der 5 und 6 ist ersichtlich, dass die Anzahl der Gradientenechos 416, 418 variieren kann. Z.B. können zwischen zwei und acht Gradientenechos pro Schicht 302, 304, 306 der Navigator-MR-Messsequenz 211 erzeugt werden, wobei bevorzugt drei Gradientenechos erzeugt werden können. In verschiedenen Beispielen können auch mehr als acht Gradientenechos pro Schicht 302, 304, 306 der Navigator-MR-Messsequenz 211 erzeugt werden.
  • 7 illustriert Aspekte in Bezug auf Phasenfehler, die in MR-Messdaten 500 auftreten können. MR-Bilder, die mittels EPI MR-Messsequenzen erzeugt werden, können aufgrund der alternierenden Einsortierung von MR-Messdaten 500 anfällig für N/2 Geisterartefakte sein. Eine Ursache hierfür kann zum Beispiel darin liegen, dass das Abtastraster, mit welchem die MR-Daten gemessen werden, nicht auf die Mitte der Gradientenpulse des Gradientenpulszugs 422 justiert ist (wie in 5 und 7 jeweils durch die horizontalen Pfeile dargestellt). In 7 ist schematisch die Position zweier Gradientenechos S1 und S2 bei einer derartigen Verschiebung dargestellt. Durch die Verschiebung des Gradientenrasters verschieben sich auch die Maxima der Gradientenechos in jeder Zeile des K-Raums. Aufgrund der alternierend in Einsortierung der MR-Messdaten 500 für unterschiedliche Zeilen der Rohdatenmatrix S(i, j) führt dies, wie in 7 dargestellt, dazu, dass die MR-Messdaten 500 Maxima, die den Gradientenechos S1, S2 entsprechen, an unterschiedlichen Positionen der verschiedenen Zeilen des k-Raums aufweist. In der Rohdatenmatrix S(i, j) liegen die entsprechenden Signale deshalb nicht mehr untereinander. Daraus resultieren N/2 Geisterartefakte.
  • 8 illustriert Aspekte in Bezug auf N/2 Geisterartefakte 510 in den MR-Messdaten 500 einer bestimmten Schicht 301. Ein Objekt A wird dabei nach oben und unten jeweils um die halbe Zeilenzahl der gesamten Bildmatrix, d.h. der Fouriertransformierten Rohdatenmatrix S(i, j), verschoben. Derart entstehen Geister-Bilder A' und A''.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren gemäß verschiedener Ausführungsformen illustriert. Zunächst wird in Schritt 1001 eine Repetition 201-1–201-4 der MR-Messsequenz 201 durchgeführt. In Schritt 1002 wird überprüft, ob anschließend eine Repetition 211-1, 211-2 der Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt werden soll. Zum Beispiel kann in Schritt 1002 der Verschachtelungsfaktor berücksichtigt werden. Ergibt die Überprüfung in Schritt 1002, dass anschließend die Repetition der Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt werden soll, so wird in Schritt 1003 eine Repetition 211-1, 211-2 der Navigator-MR-Messsequenz 211 durchgeführt.
  • Anschließend wird in Schritt 1004 überprüft, ob eine MR-Messsequenz 201 durchgeführt werden soll. Z.B. kann in Schritt 1004 überprüft werden, ob bereits genügend MR-Daten gemessen wurden, um ein MR-Bild zu erzeugen. Ergibt die Überprüfung in Schritt 1004, dass eine weitere MR-Messsequenz 201 durchgeführt werden soll, so werden die Schritte 1001–1003 erneut durchgeführt.
  • Andernfalls wird in Schritt 1005 die Phase der bisher gemessenen MR-Daten, die auf Grundlage der MR-Messsequenzen aus Schritt 1001 erhalten werden, basierend auf den Navigator-MR-Daten verändert. Die Navigator-MR-Daten werden auf Grundlage der Navigator-MR-Messsequenzen aus Schritt 1003 erhalten. In Schritt 1005 kann ein N/2 Geisterartefakt 510 und / oder ein Grundmagnetfeld-Drift reduziert werden.
  • Optional könnte vor Schritt 1005 auch das Trennen der MR-Daten in Anteile, die zu unterschiedlichen Schichten 301–306 gehören, erfolgen. Dazu können SMS EPI-Techniken auf Grundlage von schichtselektiven Rekonstruktionskernen von ppa Techniken eingesetzt werden.
  • Optional könnte im Anschluss an Schritt 1005 auch das Erzeugen eines MR-Bilds erfolgen. Zum Beispiel könnte das MR-Bild abgespeichert werden oder in den Benutzer ausgegeben werden. Das MR-Bild könnte zum Beispiel indikativ für die Diffusion von Molekülen im Bereich des Objekts A sein.
  • Zusammenfassend wurden voranstehend Techniken beschrieben, welche eine genaue Reduktion von Phasenfehlern ermöglichen.
  • Im Vergleich zu Referenztechniken, welche auf einer Einbettung der Gradientenechos für die Navigator-MR-Daten in die SMS EPI MR-Messsequenz selbst beruhen, kann eine reduzierte Echozeit erreicht werden. Dies kann insbesondere für MR-Anlagen mit vergleichsweise limitierten Amplituden der Gradientenpulsen erstrebenswert sein, da in solchen Szenarien bereits Hardware-bedingt eine vergleichsweise lange Echozeit resultiert.
  • Die hierin beschriebenen Techniken bieten eine große Flexibilität in Bezug auf die Phasenkodierung der Navigator-MR-Daten, da keine Mehrschicht Kollabierung der Navigator-MR-Daten vorliegt.
  • Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
  • Z.B. wurden voranstehende verschieden Beispiele in Bezug auf das Verändern der Phase der MR-Daten erläutert. Insbesondere wurden verschiedene Beispiele in Bezug auf das Reduzieren eines Grundmagnetfeld-Drifts in den MR-Daten bzw. zur Reduktion von N/2 Geisterartefakten in den MR-Daten erläutert. Entsprechende hierin beschriebene Techniken können aber alternativ oder zusätzlich auch zum Verändern der Amplitude der MR-Daten basierend auf den Navigator-MR-Daten verwendet werden, z.B. um alternativ oder zusätzlich eine Reduktion von Bewegungsartefakten durchzuführen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6043651 [0009, 0009, 0009, 0024]
    • US 2012/0249138 A1 [0010, 0010, 0010, 0024]
    • US 8405395 [0021]
    • US 6614225 [0028]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • SETSOMPOP K. et al., "Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging" in NeuroImage 63 (2012) 569–580 [0013]
    • SETSOMPOP K. et al., "Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging" in NeuroImage 63 (2012) 569–580 [0021]

Claims (17)

  1. Verfahren, das umfasst: – verschachteltes Durchführen mehrerer Repetitionen (201-1–201-4) einer Magnetresonanz-Messsequenz (201) und mehrerer Repetitionen (211-1, 211-2) einer Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211), wobei jede Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) umfasst: – Einstrahlen eines ersten Hochfrequenz-Anregungspulses (411), welcher die Kernmagnetisierung in ersten Schichten (301–306) eines Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs (422, 431) zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos (413) der durch den ersten Hochfrequenz-Anregungspuls (411) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der ersten Gradientenechos (413) als Magnetresonanz-Daten (500), wobei jede Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) umfasst: – Einstrahlen mindestens eines zweiten Hochfrequenz-Anregungspulses (415, 417), welcher die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten (302, 304, 306) des Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs (425, 426, 427) zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos (416, 418) der durch den zweiten Hochfrequenz-Anregungspuls (415, 417) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der zweiten Gradientenechos (416, 418) als Navigator-Magnetresonanz-Daten, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – Verändern der Magnetresonanz-Daten (500) basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) weiterhin umfasst: – Anwenden mindestens eines Diffusions-Gradientenpulses, wobei die Diffusions-Gradientenpulse unterschiedlicher Repetitionen (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) unterschiedliche Diffusionsrichtungen codieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dauer (221) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) kleiner ist als eine Repetitionszeit der mehreren Repetitionen (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201), wobei während den entsprechenden Totzeiten (225) das Durchführen der Repetitionen (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Flipwinkel des zweiten Hochfrequenz-Anregungspulses (415, 417) im Bereich von 2–40° liegt, bevorzugt im Bereich von 3–10° liegt.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Verschachtelungsfaktor der Anzahl der Repetitionen (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) gegenüber der Anzahl der Repetitionen (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) im Bereich von 1–10 liegt, vorzugsweise im Bereich von 1–4 liegt, besonders bevorzugt gleich 1 ist.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine zweite Gradientenpulszug (425, 426, 427) phasenkodiert ist, wobei die Auflösung der Magnetresonanz-Daten (500) in Phasenkodierrichtung größer ist als die Auflösung der Navigator-Magnetresonanz-Daten in Phasenkodierrichtung.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verändern der Magnetresonanz-Daten (500) Bewegungsartefakte reduziert.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei für jede Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) jeweils ein einzelner zweiter Gradientenpulszug (427) angewendet wird.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Phase der Magnetresonanz-Daten (500) basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten verändert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verändern der Phase der Magnetresonanz-Daten (500) einen Grundmagnetfeld-Drift in den Magnetresonanz-Daten (500) reduziert und / oder ein N/2 Geisterartefakt (510) in den Magnetresonanz-Daten (500) reduziert.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei für jede Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) jeweils ein erster Hochfrequenz-Anregungspuls (411) eingestrahlt wird, welcher die Kernmagnetisierung in den ersten Schichten (301–306) zeitparallel anregt.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei für jede Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) und für jede zweite Schicht (302, 304, 306) jeweils ein zweiter Hochfrequenz-Anregungspuls (415, 417) eingestrahlt wird, welcher die Kernmagnetisierung in der jeweiligen zweiten Schicht (302, 304, 306) schichtselektiv anregt.
  13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, das weiterhin umfasst: – Verändern der Phase der Magnetresonanz-Daten (500) einer bestimmten Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) basierend auf Navigator-Magnetresonanz-Daten einer bestimmten Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz, wobei die bestimmte Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) zeitlich benachbart zu der bestimmten Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz ist.
  14. Magnetresonanz-Anlage (100), die umfasst: – mindestens einen Prozessor (161, 162), der eingerichtet ist, um mehrere Repetitionen einer Magnetresonanz-Messsequenz und mehrere Repetitionen einer Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz verschachtelt durchzuführen, wobei der mindestens eine Prozessor (161, 162) weiterhin eingerichtet ist, um für jede Repetition der Magnetresonanz-Messsequenz die folgenden Schritte durchzuführen: – Einstrahlen eines ersten Hochfrequenz-Anregungspulses (411), welcher die Kernmagnetisierung in ersten Schichten (301–306) eines Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs (422, 431) zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos (413) der durch den ersten Hochfrequenz-Anregungspuls (411) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der ersten Gradientenechos (413) als Magnetresonanz-Daten (500), wobei der mindestens eine Prozessor (161, 162) weiterhin eingerichtet ist, um für jede Repetition der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz jeweils die folgenden Schritte durchzuführen: – Einstrahlen mindestens eines zweiten Hochfrequenz-Anregungspulses (415, 417), welcher die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten (302, 304, 306) des Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs (425, 426, 427) zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos (416, 418) der durch den zweiten Hochfrequenz-Anregungspuls (415, 417) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der zweiten Gradientenechos (416, 418) als Navigator-Magnetresonanz-Daten, wobei der mindestens eine Prozessor (161, 162) weiterhin eingerichtet ist, um die Magnetresonanz-Daten basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten zu verändern.
  15. Magnetresonanz-Anlage (100) nach Anspruch 14, wobei die Magnetresonanz-Anlage (100) eingerichtet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13 durchzuführen.
  16. Computerprogrammprodukt, das Programm-Code umfasst, wobei der Programm-Code von mindestens einem Prozessor ausgeführt werden kann, wobei Ausführen des Programm-Codes das Durchführen eines Verfahrens bewirkt, wobei das Verfahren umfasst: – verschachteltes Durchführen mehrerer Repetitionen (201-1–201-4) einer Magnetresonanz-Messsequenz (201) und mehrerer Repetitionen (211-1, 211-2) einer Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211), wobei jede Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) umfasst: – Einstrahlen eines ersten Hochfrequenz-Anregungspulses (411), welcher die Kernmagnetisierung in ersten Schichten (301–306) eines Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs (422, 431) zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos (413) der durch den ersten Hochfrequenz-Anregungspuls (411) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der ersten Gradientenechos (413) als Magnetresonanz-Daten (500), wobei jede Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) umfasst: – Einstrahlen mindestens eines zweiten Hochfrequenz-Anregungspulses (415, 417), welcher die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten (302, 304, 306) des Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs (425, 426, 427) zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos (416, 418) der durch den zweiten Hochfrequenz-Anregungspuls (415, 417) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der zweiten Gradientenechos (416, 418) als Navigator-Magnetresonanz-Daten, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – Verändern der Magnetresonanz-Daten (500) basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten.
  17. Elektronisch lesbares Speichermedium, das Programm-Code umfasst, wobei der Programm-Code von mindestens einem Prozessor ausgeführt werden kann, wobei Ausführen des Programm-Codes das Durchführen eines Verfahrens bewirkt, wobei das Verfahren umfasst: – verschachteltes Durchführen mehrerer Repetitionen (201-1–201-4) einer Magnetresonanz-Messsequenz (201) und mehrerer Repetitionen (211-1, 211-2) einer Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211), wobei jede Repetition (201-1–201-4) der Magnetresonanz-Messsequenz (201) umfasst: – Einstrahlen eines ersten Hochfrequenz-Anregungspulses (411), welcher die Kernmagnetisierung in ersten Schichten (301–306) eines Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden eines phasenkodierten ersten Gradientenpulszugs (422, 431) zum zeitparallelen Erzeugen von ersten Gradientenechos (413) der durch den ersten Hochfrequenz-Anregungspuls (411) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der ersten Gradientenechos (413) als Magnetresonanz-Daten (500), wobei jede Repetition (211-1, 211-2) der Navigator-Magnetresonanz-Messsequenz (211) umfasst: – Einstrahlen mindestens eines zweiten Hochfrequenz-Anregungspulses (415, 417), welcher die Kernmagnetisierung in zweiten Schichten (302, 304, 306) des Untersuchungsobjekts (101, 101A) anregt, und – Anwenden mindestens eines zweiten Gradientenpulszugs (425, 426, 427) zum zeitsequentiellen Erzeugen von zweiten Gradientenechos (416, 418) der durch den zweiten Hochfrequenz-Anregungspuls (415, 417) angeregten Kernmagnetisierung, und – Messen der zweiten Gradientenechos (416, 418) als Navigator-Magnetresonanz-Daten, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – Verändern der Magnetresonanz-Daten (500) basierend auf den Navigator-Magnetresonanz-Daten.
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