DE102011005111B4

DE102011005111B4 - Betriebsverfahren für eine Lokalspule mit optimierter Datenübertragung

Info

Publication number: DE102011005111B4
Application number: DE201110005111
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schmidt
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2031-03-05
Also published as: US20130057278A1; DE102011005111A1; US8952697B2

Abstract

Betriebsverfahren für eine Lokalspule (6) für Magnetresonanzanwendungen, – wobei die Lokalspule (6) mittels einer Anzahl von Empfangsantennen (7) in einem Untersuchungsobjekt (3) mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfängt, die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert und in digitaler Form in einer Einschreibefolge in einen lokalspuleninternen Speicher (12) einspeichert, – wobei die Lokalspule (6) die in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten digitalen Magnetresonanzsignale in einer von der Einschreibefolge abweichenden Auslesefolge aus dem lokalspuleninternen Speicher (12) ausliest und an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) einer Magnetresonanzanlage übermittelt, dadurch gekennzeichnet, – dass die Lokalspule (6) in einem sich wiederholenden Messzyklus betrieben wird, der eine Empfangszeit (T1) und eine Empfangspause (T2) aufweist, – dass die Lokalspule (6) die Magnetresonanzsignale ausschließlich während der Empfangszeiten (T1) empfängt und in den lokalspuleninternen Speicher (12) einspeichert, – dass zumindest für einen Teil der Messzyklen die während der jeweiligen Empfangszeit (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten Magnetresonanzsignale teilweise als hochpriore und teilweise als niederpriore Magnetresonanzsignale klassifiziert werden, – dass für den verbleibenden Teil der Messzyklen die während der jeweiligen Empfangszeit (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten Magnetresonanzsignale als niederpriore Magnetresonanzsignale klassifiziert werden und – dass die Lokalspule (6) zuerst die hochprioren Magnetresonanzsignale und erst dann die niederprioren Magnetresonanzsignalen an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) übermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen,

– wobei die Lokalspule mittels einer Anzahl von Empfangsantennen in einem Untersuchungsobjekt mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfängt,
– wobei die Lokalspule die empfangenen Magnetresonanzsignale an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung einer Magnetresonanzanlage übermittelt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen,

– wobei die Lokalspule eine Anzahl von Empfangsantennen aufweist, mittels derer in einem Untersuchungsobjekt mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfangbar sind,
– wobei die Lokalspule die Magnetresonanzsignale an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung einer Magnetresonanzanlage übermittelt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Magnetresonanzanlage,

– wobei die Magnetresonanzanlage eine Lokalspule und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung aufweist,
– wobei die Lokalspule und die Steuer- und Auswerteeinrichtung gemäß einem Betriebsverfahren wie obenstehend erläutert zusammenwirken.

Die oben genannten Gegenstände sind allgemein bekannt.
Im Stand der Technik werden zum Empfang von Magnetresonanzsignalen in der Regel Lokalspulen verwendet. Die Lokalspulen sind normalerweise über analoge Hochfrequenz-Kabelverbindungen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbunden. Die über die Kabelverbindungen übertragbare Bandbreite ist derart bemessen, dass in der Regel stets die gesamte Information während der Messung übertragen werden kann.
In neueren Forschungsprojekten wird derzeit die digitale Übertragung – insbesondere auch mittels kabelloser Lokalspulen – erforscht. Bei derartigen Ansätzen kann die Bandbreite der Übertragung von der Lokalspule zur Steuer- und Auswerteeinrichtung in manchen Fällen geringer sein als die Datenrate des Magnetresonanzsignals. In diesem Fall ist eine Datenübertragung in Echtzeit nicht mehr möglich.
Aus der WO 2009/147 596 A1 ist eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen bekannt, bei der die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert und in digitaler Form in einer Einschreibefolge in einen lokalspuleninternen Speicher eingespeichert werden. Die eingespeicherten digitalen Magnetresonanzsignale werden in derselben Reihenfolge, in der sie in den lokalspuleninternen Speicher eingeschrieben werden, aus dem lokalspuleninternen Speicher ausgelesen und an die Steuer- und Auswerteeinrichtung übermittelt. Bei der WO 2009/147 596 A1 ist der lokalspuleninterne Speicher somit als FIFO-Speicher (FIFO = first in – first out) ausgebildet oder wird als solcher betrieben.
Für viele Untersuchungen und Anwendungen ist es erforderlich, die erfassten Magnetresonanzsignale in Echtzeit an die Steuer- und Auswerteeinrichtung zu übermitteln, damit diese die Magnetresonanzsignale in Echtzeit aufbereiten und über ein Sichtgerät an einen Anwender ausgeben kann. Rein beispielhaft wird auf Katheternavigationen und Ablationsverfahren verwiesen. Sollen für derartige Anwendungen die Magnetresonanzsignale digital übermittelt werden, wird eine sehr hohe Datenübertragungsrate und damit verbunden eine sehr große Bandbreite benötigt. Weiterhin wird die Lokalspule in vielen Fällen in einem sich wiederholendem Messzyklus betrieben, der eine Empfangszeit und eine Empfangspause aufweist. Die Lokalspule empfängt in diesem Fall die Magnetresonanzsignale ausschließlich während der Empfangszeiten und speichert sie in den lokalspuleninternen Speicher ein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, um trotz einer relativ geringen Datenübertragungsrate eine Bildrekonstruktion in Echtzeit bzw. nahezu in Echtzeit zu erreichen.
Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren für eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,

– dass die Lokalspule mittels einer Anzahl von Empfangsantennen in einem Untersuchungsobjekt mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfängt, die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert und in digitaler Form in einer Einschreibefolge in einen lokalspuleninternen Speicher einspeichert und
– dass die Lokalspule die in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten digitalen Magnetresonanzsignale in einer von der Einschreibefolge abweichenden Auslesefolge aus dem lokalspuleninternen Speicher ausliest und an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung einer Magnetresonanzanlage übermittelt,
– dass zumindest für einen Teil der Messzyklen die während der jeweiligen Empfangszeit in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten Magnetresonanzsignale teilweise als hochpriore und teilweise als niederpriore Magnetresonanzsignale klassifiziert werden,
– dass, falls vorhanden, für den verbleibenden Teil der Messzyklen die während der jeweiligen Empfangszeit in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten Magnetresonanzsignale als niederpriore Magnetresonanzsignale klassifiziert werden und
– dass die Lokalspule zuerst die hochprioren Magnetresonanzsignale und erst dann die niederprioren Magnetresonanzsignalen an die Steuer- und Auswerteeinrichtung übermittelt.

Vorzugsweise beginnt die Lokalspule die Übermittlung der während der jeweiligen Empfangszeit in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten jeweiligen hochprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung bereits während der jeweiligen Empfangszeit. Die Übermittlung der während der jeweiligen Empfangszeit in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten jeweiligen niederprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung beginnt die Lokalspule hingegen frühestens während der nachfolgenden Empfangspause. Alternativ ist sogar möglich, dass die Lokalspule die während der Empfangszeiten in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten niederprioren Magnetresonanzsignale erst aufgrund einer Anforderung durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung an die Steuer- und Auswerteeinrichtung übermittelt.
In vielen Fällen bilden die während der Empfangszeiten in den lokalspuleninternen Speicher eingespeicherten Magnetresonanzsignale in ihrer Gesamtheit einen zwei- oder dreidimensionalen Ortsfrequenzraum. In diesem Fall können beispielsweise die hochprioren Magnetresonanzsignale mit einem Quadranten des zweidimensionalen Frequenzraums oder mit einem Oktanten des dreidimensionalen Ortsfrequenzraums korrespondieren. Alternativ können die hochprioren Magnetresonanzsignale mit einem niederfrequenten Bereich des zwei- oder dreidimensionalen Ortsfrequenzraums korrespondieren.
Zur vollständigen Rekonstruktion ist es erforderlich, dass auch die niederprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung übermittelt werden. Bei dieser Übermittlung ist es möglich, dass ausschließlich die niederprioren Magnetresonanzsignale übermittelt werden. Alternativ ist es möglich, dass die Lokalspule die hochprioren Magnetresonanzsignale zusammen mit den niederprioren Magnetresonanzsignalen ein zweites Mal an die Steuer- und Auswerteeinrichtung übermittelt.
Die Anzahl von Empfangsantennen ist oftmals größer als eins. In diesem Fall empfangen die Empfangsantennen die analogen Magnetresonanzsignale simultan oder quasisimultan. Es ist möglich, dass die Magnetresonanzsignale zumindest unter anderem in Abhängigkeit davon, von welcher Empfangsantenne sie empfangen wurden, zumindest teilweise als hochprior oder ausschließlich als niederprior klassifiziert werden. Diese Ausgestaltung ist sowohl alternativ als auch zusätzlich zu einer Einstufung eines Teils des Ortsfrequenzraums als hochprior möglich.
Es ist möglich, dass der Lokalspule von der Steuer- und Auswerteeinrichtung vorgeben wird, welche der Empfangsantennen zumindest teilweise hochpriore und welche der Empfangsantennen ausschließlich niederpriore Magnetresonanzsignale empfangen. Alternativ ist es möglich, dass die Lokalspule anhand der empfangenen Magnetresonanzsignale selbsttätig ermittelt, welche der Empfangsantennen zumindest teilweise hochpriore und welche der Empfangsantennen ausschließlich niederpriore Magnetresonanzsignale empfangen haben oder empfangen werden. Unabhängig davon, welche dieser beiden Vorgehensweisen realisiert wird, ist es alternativ möglich, dass die Einteilung der Empfangsantennen statisch oder von Messzyklus zu Messzyklus dynamisch neu erfolgt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen gelöst,

– wobei die Lokalspule eine Anzahl von Empfangsantennen aufweist, mittels derer in einem Untersuchungsobjekt mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfangbar sind,
– wobei die Lokalspule einen Analog-Digital-Wandler aufweist, der die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert,
– wobei die Lokalspule einen lokalspuleninternen Speicher mit wahlfreiem Zugriff aufweist,
– wobei die Lokalspule eine Steuerelektronik aufweist, welche die digitalisierten Magnetresonanzsignale in einer Einschreibefolge in den lokalspuleninternen Speicher einspeichert, in einer von der Einschreibefolge abweichenden Auslesefolge aus dem lokalspuleninternen Speicher ausliest und entsprechend der Auslesefolge an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung einer Magnetresonanzanlage übermittelt,
– wobei die Lokalspule derart ausgebildet ist, dass sie gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren arbeitet.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Magnetresonanzanlage gelöst, die eine erfindungsgemäße Lokalspule und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung aufweist, wobei die Lokalspule und die Steuer- und Auswerteeinrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren zusammenwirken.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
1 schematisch eine Magnetresonanzanlage,
2 ein Ablaufdiagramm,
3 schematisch eine Lokalspule,
4 eine Folge von Messzyklen,
5 und 6 Ablaufdiagramme,
7 und 8 Ortsfrequenzräume und
9 bis 12 Ablaufdiagramme.
Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage ein Magnetresonanz-Tomographiegerät 1 (mit Grundmagnet, Gradientenmagnetsystem, Ganzkörpersendespule usw.) auf. Weiterhin weist die Magnetresonanzanlage eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 auf.
Ein Untersuchungsobjekt 3 wird in ein Untersuchungsvolumen 4 des Magnetresonanz-Tomographiegeräts 1 eingebracht. Beispielsweise befindet sich das Untersuchungsobjekt 3 (in der Regel ein Mensch) auf einer Patientenliege 5 und wird mittels der Patientenliege 5 in das Untersuchungsvolumen 4 eingeschoben. Sodann wird das Untersuchungsobjekt 3 – in der Regel mittels der Ganzkörperspule – mit einem Anregungssignal beaufschlagt. Aufgrund des Anregungssignals wird das Untersuchungsobjekt 3 zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt.
Das Magnetresonanzsignal wird – siehe in 2 einen Schritt S1 – mittels einer Lokalspule 6 der Magnetresonanzanlage empfangen. Die Lokalspule 6 weist zu diesem Zweck – siehe 3 – eine Anzahl von Empfangsantennen 7 auf, mittels derer die Magnetresonanzsignale empfangen werden.
Die von den Empfangsantennen 7 empfangenen Magnetresonanzsignale sind analoge Signale. Sie werden – ggf. über einen Multiplexer 8 und einen oder mehrere Vorverstärker 9 – einem Analog-Digital-Wandler 10 zugeführt, der – siehe in 2 einen Schritt S2 – die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert und sie einer Steuerelektronik 11 der Lokalspule 6 zuführt. Die Steuerelektronik 11 speichert die ihr zugeführten digitalen Magnetresonanzsignale gemäß 2 in einem Schritt S3 in einer Einschreibefolge – nämlich in der Reihenfolge, in der sie anfallen – in einen lokalspuleninternen Speicher 12 ein.
Weiterhin liest die Lokalspule 6 mittels der Steuerelektronik 11 – siehe in 2 einen Schritt S4 – die in den Speicher 12 eingespeicherten digitalen Magnetresonanzsignale aus dem Speicher 12 aus und übermittelt sie an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2. Die Übermittlung kann alternativ leitungsgebunden oder – bevorzugt – leitungslos erfolgen.
Falls die Übertragung leitungslos erfolgt, führt die Steuerelektronik 11 die ausgelesenen Magnetresonanzsignale einer Sendestufe 13 zu, die mit einer Trägerfrequenz f betrieben wird. Ein mit der Trägerfrequenz f oszillierendes Basissignal der Sendestufe 13 wird somit entsprechend dem der Sendestufe 13 zugeführten Magnetresonanzsignal moduliert. Die Trägerfrequenz f liegt in der Regel im GHz-Bereich, insbesondere oftmals im zweistelligen GHz-Bereich. Im Falle einer leitungsgebundenen Übertragung ist diese Ausgestaltung ebenfalls möglich, aber nicht zwingend erforderlich.
Das Auslesen und Übermitteln der Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 erfolgt in einer Auslesefolge, die von der Einschreibefolge abweicht. Beispielsweise können die Magnetresonanzsignale in der Reihenfolge A1...An, B1...Bn, ..., Zi...Zn in den Speicher 12 eingeschrieben und in der Reihenfolge A1...Z1, A2...Z2, ..., An...Zn aus dem Speicher 12 ausgelesen werden. Der Speicher 12 ist, um die von der Einschreibefolge abweichende Auslesefolge realisieren zu können, als Speicher mit wahlfreiem Zugriff ausgebildet.
Bei Magnetresonanzanlagen wird in der Regel eine Folge von sich wiederholenden Messzyklen ausgeführt. Die Messzyklen weisen gemäß 4 eine Empfangszeit T1 und eine Empfangspause T2 auf. Die Empfangszeiten T1 sind oftmals untereinander gleich groß. Die Empfangspausen T2 können untereinander gleich groß sein. Alternativ können sie verschieden groß sein.
Während der Empfangspausen T2 erfolgt (unter anderem) die Anregung des Untersuchungsobjekts 3 zu Magnetresonanzen. Während der Empfangszeiten T1 – und zwar ausschließlich während der Empfangszeiten T1 – erfolgt gemäß Schritten S11 und S12 von 5 der Empfang der Magnetresonanzsignale durch die Lokalspule 6 nebst Einspeichern der empfangenen und digitalisierten Magnetresonanzsignale in den Speicher 12.
In einem Schritt S13 klassifiziert die Steuerelektronik 11 die während des jeweiligen Messzyklus in den Speicher 12 eingespeicherten Magnetresonanzsignale in hochpriore und niederpriore Magnetresonanzsignale. Hierbei sind folgende Fallgestaltungen möglich:

– In allen Messzyklen wird ein Teil der jeweils eingespeicherten Magnetresonanzsignale als hochprior klassifiziert, der verbleibende (nicht leere) Teil als niederprior.
– In einem Teil der Messzyklen wird ein Teil der jeweils empfangenen Magnetresonanzsignale als hochprior klassifiziert, der verbleibende (nicht leere) Teil als niederprior. In den verbleibenden Messzyklen werden alle jeweils eingespeicherten Magnetresonanzsignale als niederprior klassifiziert.

Dies wird später näher erläutert werden.
In einem Schritt S14 erfolgt eine Übertragung von hochprioren Magnetresonanzsignalen, falls derartige Magnetresonanzsignale zur Übertragung anstehen, also zwar in den Speicher 12 eingespeichert sind, aber noch nicht an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 übermittelt sind.
In einem Schritt S15 prüft die Steuerelektronik 11, ob die Übermittlung der hochprioren Magnetresonanzsignale abgeschlossen ist. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, werden in einem Schritt S16 die niederprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 übermittelt.
Es ist möglich, im Schritt S16 ausschließlich die niederprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 zu übermitteln. Alternativ können, wie im Schritt S16 dargestellt, die hochprioren Magnetresonanzsignale zusammen mit den niederprioren Magnetresonanzsignalen ein zweites Mal an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 übermittelt werden.
Die Übermittlung der hochprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 sollte so früh wie möglich begonnen werden. Vorzugsweise beginnt die Lokalspule 6 gemäß 4 bereits während der jeweiligen Empfangszeit T1 mit der Übermittlung der während der jeweiligen Empfangszeit T1 in den Speicher 12 eingespeicherten jeweiligen hochprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2. Die Übermittlung der während der jeweiligen Empfangszeit T1 in den Speicher 12 eingespeicherten jeweiligen niederprioren Magnetresonanzsignale beginnt die Lokalspule 6 hingegen gemäß 4 frühestens während der nachfolgenden Empfangspause T2.
Es ist sogar möglich, dass die Lokalspule 6 die während der Empfangszeiten T1 in den Speicher 12 eingespeicherten niederprioren Magnetresonanzsignale erst aufgrund einer Anforderung A (siehe 3) durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 übermittelt. In diesem Fall ist – siehe 6 – der Schritt S15 von 5 durch einen Schritt S17 ergänzt oder ersetzt, in dem die Steuerelektronik 11 prüft, ob ihr von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 die entsprechende Anforderung A übermittelt wurde.
Wie Fachleuten allgemein bekannt ist, erfolgt die Erfassung von Magnetresonanzsignalen im Ortsfrequenzraum, oftmals als k-Raum bezeichnet. Der k-Raum ist in der Regel entweder zweidimensional oder dreidimensional.
7 zeigt schematisch einen zweidimensionalen k-Raum mit den Ortsfrequenzrichtungen kx und ky. Gemäß 7 werden nacheinander – siehe die Pfeile in 7 – die Magnetresonanzsignale erfasst, die mit jeweils einer Zeile des k-Raums korrespondieren. Gemäß 7 werden weiterhin – siehe den entsprechend bezeichneten Bereich in 7 – diejenigen Teile der erfassten Magnetresonanzsignale, die mit einem Quadranten des k-Raums korrespondieren, als hochprior klassifiziert, die übrigen Teile als niederprior. Falls der k-Raum dreidimensional wäre, würde dementsprechend ein Oktant als hochprior klassifiziert werden. Die hochprioren Daten können nach ihrer Übermittlung an die Sende- und Auswerteeinrichtung 2 von dieser mehrfach gespiegelt werden. Dadurch ist eine Bildrekonstruktion im gesamten Bildfeld (FOV = field of view) möglich. Lediglich das Signalrauschverhältnis (SNR = signal noise ratio) ist etwas schlechter.
8 zeigt ebenfalls einen zweidimensionalen k-Raum. Auch hier könnte der k-Raum alternativ dreidimensional sein. Gemäß 8 korrespondieren die hochprioren Magnetresonanzsignale mit einem niederfrequenten Bereich des Ortsfrequenzraums. Auch hier ist unter Verwendung ausschließlich der hochprioren Magnetresonanzsignale bereits eine Bildrekonstruktion im gesamten Bildfeld möglich. Lediglich die Ortsauflösung ist reduziert.
Wie in 2 dargestellt, kann (nicht: muss) die Anzahl an Empfangsantennen 7 größer als eins sein. In diesem Fall empfangen die Empfangsantennen 7 jeweils ein analoges Magnetresonanzsignal, und zwar simultan oder quasisimultan. Eine weitere Möglichkeit zur Klassifizierung der Magnetresonanzsignale als hochprior und niederprior besteht in diesem Fall gemäß 9 darin, dass der Lokalspule 6 von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 vorgegeben wird, welche der Empfangsantennen 7 – teilweise oder vollständig – hochpriore Magnetresonanzsignale liefern und welche der Empfangsantennen 7 ausschließlich niederpriore Magnetresonanzsignale liefern, siehe einen Schritt S21 in 9.
Es ist möglich, dass der Steuer- und Auswerteeinrichtung wiederum selbst vorgegeben wird, welche der Empfangsantennen 7 hochpriore Magnetresonanzsignale liefern. Beispielsweise können die Vorgaben an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 durch einen Anwender 14 vorgenommen werden. Alternativ können die entsprechenden Informationen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 von Interventionsgeräten 15 vorgegeben werden, mittels derer eine interventionelle Therapie des Untersuchungsobjekts 3 durchgeführt wird. Weiterhin ist möglich, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 zunächst anhand der übertragenen hochprioren Magnetresonanzsignale eine Bildrekonstruktion vornimmt und die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 sodann das ermittelte Bild an den Anwender 14 ausgibt, damit dieser eine entsprechende Entscheidung treffen kann, welche Empfangsantennen 7 zukünftig hochpriore Magnetresonanzsignale liefern. In Einzelfällen kann es sogar möglich sein, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 die ermittelten Bilder selbsttätig auswertet und die entsprechenden Entscheidungen trifft.
Wenn der Lokalspule 6 von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 vorgegeben wird, welche der Empfangsantennen 7 hochpriore Magnetresonanzsignale liefern, ist gemäß 9 der Schritt S13 der 5 in Form von Schritten S22 bis S24 implementiert. Im Schritt S22 prüft die Steuerelektronik 11, ob es sich bei den gerade einzuspeichernden Magnetresonanzsignalen um Magnetresonanzsignale handelt, die von einer als hochprior klassifizierten Empfangsantenne 7 stammen. Wenn dies der Fall ist, klassifiziert die Steuerelektronik 11 die entsprechenden Magnetresonanzsignale in Schritt S23 vollständig oder teilweise als hochprior. Anderenfalls klassifiziert die Steuerelektronik 11 die entsprechenden Magnetresonanzsignale im Schritt S24 vollständig als niederprior.
10 umfasst dieselben Schritte wie 9. Es ist lediglich die Reihenfolge der Schritte S11 und S21 vertauscht. Bei der Ausgestaltung gemäß 10 erfolgt die Einteilung der Empfangsantennen 7 somit von Messzyklus zu Messzyklus dynamisch neu, während die Einteilung der Empfangsantennen 7 bei der Ausgestaltung gemäß 9 statisch ist.
Die 11 und 12 entsprechen im Wesentlichen den 9 und 10. Es ist jedoch der Schritt S21 durch einen Schritt S26 ersetzt. Im Schritt S26 ermittelt die Lokalspule 6 selbsttätig, welche der Empfangsantennen 7 zumindest teilweise hochpriore und welche der Empfangsantennen 7 ausschließlich niederpriore Magnetresonanzsignale empfangen haben oder empfangen werden. Die Ermittlung wird von der Lokalspule 6 anhand der empfangenen Magnetresonanzsignale vorgenommen, und zwar entweder für die soeben empfangenen Magnetresonanzsignale oder für die als nächstes zu empfangenden Magnetresonanzsignale. Es sind auch andere Vorgehensweisen zur Ermittlung der Empfangsantennen 7, welche (vollständig oder teilweise) hochpriore Magnetresonanzsignale liefern, möglich. So ist beispielsweise denkbar, dass das Interventionsgerät 15 (beispielsweise ein Katheter oder eine Biopsienadel) ein Signal aussendet, das von der Lokalspule 6 geortet wird. In Abhängigkeit von der Ortung ermittelt die Lokalspule 6 in diesem Fall, welche Empfangsantennen 7 als hochprior klassifiziert werden. Auch ist eine Klassifizierung in Abhängigkeit von der Lage der Empfangsantennen 7, der Signalstärke oder der zeitlichen Änderung der Signalstärke möglich.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ergeben sich durch die erfindungsgemäßen Vorgehensweisen überlegene Möglichkeiten für medizinische Anwendungen. Beispielsweise ist es möglich, trotz einer digitalen Datenübertragung eine Echtzeitfähigkeit zu erreichen, obwohl die Datenrate, mittels derer die Daten von der Lokalspule 6 an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 übermittelt werden, kleiner als die Datenrate ist, mit der die Daten beim Empfang der Magnetresonanzsignale in der Lokalspule 6 anfallen. Weiterhin ist es beispielsweise möglich, die hochprior übertragenen Magnetresonanzsignale vorab zur Bildrekonstruktion zu verwenden und anhand der Vorabbildrekonstruktion über weitere Maßnahmen zu entscheiden, beispielsweise ein Gating oder ein Triggering. Dies kann insbesondere in Verbindung mit einem cardiac self gating oder mit Atemnavigatoren sinnvoll sein. Insbesondere in diesen beiden Fällen ist es günstig, zunächst die Magnetresonanzsignale derjenigen Empfangsantennen 7 zu senden, bei denen die Magnetresonanzsignale die stärkste periodische Änderung über die Zeit mit einer bestimmten Frequenz aufweisen. Die Frequenz ist anwendungsbezogen gewählt. Weiterhin kann die Übertragung der niederprioren Magnetresonanzsignale nach Bedarf vorgenommen werden. Beispielsweise kann deren Übertragung während der Anregungszeiten/Empfangspausen T2 erfolgen, zwischen Bildserien oder nach Beendigung einer Untersuchung. Lediglich der lokalspuleninterne Speicher 12 muss in diesen Fällen hinreichend groß dimensioniert werden.
Es ist sogar möglich, in Abhängigkeit von den vorläufig rekonstruierten Bildern zu entscheiden, welcher Teil des niederfrequenten Ortsfrequenzraums übertragen wird. Bei geringen Unterschieden (beispielsweise keiner Bewegung oder einer nur langsamen Bewegung) können beispielsweise pro Datensatz im k-Raum mehr Daten übertragen werden als bei stärkeren Bewegungen. Dies kommt dem menschlichen Sehempfinden entgegen, da Rauschen in stark bewegten Bildern weniger wahrgenommen wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bildrekonstruktion – und zwar im gesamten Bildfeld – bereits mit den hochprioren Magnetresonanzsignalen möglich ist. Zur weiteren Beschleunigung können beispielsweise für die hochprioren Magnetresonanzsignale einerseits und die Summe von hoch- und niederprioren Magnetresonanzsignalen andererseits voneinander verschiedene Rekonstruktionsverfahren verwendet werden. Beispielsweise können die hochprioren Magnetresonazsignale mittels eines Fast-Fourier-Algorithmus verarbeitet werden, während für die Bildrekonstruktion der gesamten Bilddaten ein iterativer Algorithmus angewendet wird.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
Bezugszeichenliste

1: Magnetresonanz-Tomographiegerät
2: Steuer- und Auswerteeinrichtung
3: Untersuchungsobjekt
4: Untersuchungsvolumen
5: Patientenliege
6: Lokalspule
7: Empfangsantennen
8: Multiplexer
9: Vorverstärker
10: Analog-Digital-Wandler
11: Steuerelektronik
12: Speicher
13: Sendestufe
14: Anwender
15: Interventionsgerät
A: Anforderung
f: Trägerfrequenz
kx, ky: Ortsfrequenzen
S1 bis S26: Schritte
T1: Empfangszeiten
T2: Empfangspausen

Claims

Betriebsverfahren für eine Lokalspule (6) für Magnetresonanzanwendungen, – wobei die Lokalspule (6) mittels einer Anzahl von Empfangsantennen (7) in einem Untersuchungsobjekt (3) mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfängt, die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert und in digitaler Form in einer Einschreibefolge in einen lokalspuleninternen Speicher (12) einspeichert, – wobei die Lokalspule (6) die in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten digitalen Magnetresonanzsignale in einer von der Einschreibefolge abweichenden Auslesefolge aus dem lokalspuleninternen Speicher (12) ausliest und an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) einer Magnetresonanzanlage übermittelt, dadurch gekennzeichnet, – dass die Lokalspule (6) in einem sich wiederholenden Messzyklus betrieben wird, der eine Empfangszeit (T1) und eine Empfangspause (T2) aufweist, – dass die Lokalspule (6) die Magnetresonanzsignale ausschließlich während der Empfangszeiten (T1) empfängt und in den lokalspuleninternen Speicher (12) einspeichert, – dass zumindest für einen Teil der Messzyklen die während der jeweiligen Empfangszeit (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten Magnetresonanzsignale teilweise als hochpriore und teilweise als niederpriore Magnetresonanzsignale klassifiziert werden, – dass für den verbleibenden Teil der Messzyklen die während der jeweiligen Empfangszeit (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten Magnetresonanzsignale als niederpriore Magnetresonanzsignale klassifiziert werden und – dass die Lokalspule (6) zuerst die hochprioren Magnetresonanzsignale und erst dann die niederprioren Magnetresonanzsignalen an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) übermittelt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (6) die Übermittlung der während der jeweiligen Empfangszeit (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten jeweiligen hochprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) bereits während der jeweiligen Empfangszeit (T1) beginnt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (6) die Übermittlung der während der jeweiligen Empfangszeit (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten jeweiligen niederprioren Magnetresonanzsignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) frühestens während der nachfolgenden Empfangspause (T2) beginnt.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (6) die während der Empfangszeiten (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten niederprioren Magnetresonanzsignale erst aufgrund einer Anforderung durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) übermittelt.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Empfangszeiten (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten Magnetresonanzsignale in ihrer Gesamtheit einen zwei- oder dreidimensionalen Ortsfrequenzraum bilden und dass die hochprioren Magnetresonanzsignale mit einem Quadranten des zweidimensionalen Frequenzraums oder mit einem Oktanten des dreidimensionalen Ortsfrequenzraums korrespondieren.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Empfangszeiten (T1) in den lokalspuleninternen Speicher (12) eingespeicherten Magnetresonanzsignale in ihrer Gesamtheit einen zwei- oder dreidimensionalen Ortsfrequenzraum bilden und dass die hochprioren Magnetresonanzsignale mit einem niederfrequenten Bereich des zwei- oder dreidimensionalen Ortsfrequenzraums korrespondieren.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (6) die hochprioren Magnetresonanzsignale zusammen mit den niederprioren Magnetresonanzsignalen ein zweites Mal an die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) übermittelt.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Empfangsantennen (7) größer als eins ist, dass die Empfangsantennen (7) die analogen Magnetresonanzsignale simultan oder quasisimultan empfangen und dass die Magnetresonanzsignale zumindest in Abhängigkeit davon, von welcher Empfangsantenne (7) sie empfangen wurden, zumindest teilweise als hochprior oder ausschließlich als niederprior klassifiziert werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lokalspule (6) von der Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) vorgeben wird, welche der Empfangsantennen (7) zumindest teilweise hochpriore und welche der Empfangsantennen (7) ausschließlich niederpriore Magnetresonanzsignale empfangen.
Betriebsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (6) anhand der empfangenen Magnetresonanzsignale selbsttätig ermittelt, welche der Empfangsantennen (7) zumindest teilweise hochpriore und welche der Empfangsantennen (7) ausschließlich niederpriore Magnetresonanzsignale empfangen haben oder empfangen werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einteilung der Empfangsantennen (7) statisch oder von Messzyklus zu Messzyklus dynamisch neu erfolgt.
Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen, – wobei die Lokalspule eine Anzahl von Empfangsantennen (7) aufweist, mittels derer in einem Untersuchungsobjekt (3) mittels eines Anregungssignals angeregte analoge Magnetresonanzsignale empfangbar sind, – wobei die Lokalspule einen Analog-Digital-Wandler (10) aufweist, der die empfangenen analogen Magnetresonanzsignale digitalisiert, – wobei die Lokalspule einen lokalspuleninternen Speicher (12) mit wahlfreiem Zugriff aufweist, – wobei die Lokalspule eine Steuerelektronik (11) aufweist, welche die digitalisierten Magnetresonanzsignale in einer Einschreibefolge in den lokalspuleninternen Speicher (12) einspeichert, in einer von der Einschreibefolge abweichenden Auslesefolge aus dem lokalspuleninternen Speicher (12) ausliest und entsprechend der Auslesefolge an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) einer Magnetresonanzanlage übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule derart ausgebildet ist, dass sie gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 arbeitet.
Magnetresonanzanlage, – wobei die Magnetresonanzanlage eine Lokalspule (6) nach Anspruch 12 aufweist, – wobei die Magnetresonanzanlage eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) aufweist, – wobei die Lokalspule (6) und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zusammenwirken.