DE102013215703B3

DE102013215703B3 - Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett

Info

Publication number: DE102013215703B3
Application number: DE201310215703
Authority: DE
Inventors: Marcel Dominik Nickel; Stephan Kannengiesser; Xiaodong Zhong
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp; Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: JP2015033583A; CN104345289A; US10024939B2; CN104345289B; KR20150018452A; KR101663367B1; US20150042334A1; JP6422700B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Magnetresonanzanlage (5) zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett in einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts (O). Dabei umfasst das Verfahren folgende Schritte: Schalten von Magnetfeldgradienten (Gx) zum Erzeugen mehrerer Gradientenechos (34); Erfassen von ersten Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (TE1–TE3) ausgehend von HF-Pulsen (31) mit einem ersten Flipwinkel; Bestimmen einer ersten Wassermagnetisierung und einer ersten Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den ersten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode; Erfassen von zweiten Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (TE1–TE3) ausgehend von HF-Pulsen (31) mit einem zweiten Flipwinkel; Bestimmen einer zweiten Wassermagnetisierung und einer zweiten Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den zweiten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode; und Bestimmen der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett pro Voxel abhängig von der ersten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der ersten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels, dem ersten Flipwinkel, der zweiten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der zweiten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels und dem zweiten Flipwinkel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Magnetresonanzanlage, um pro Voxel eines vorbestimmten Volumenabschnitts die T1-Zeit von Wasser und die T1-Zeit von Fett separat zu bestimmen.
In „T₁-Corrected Fat Quantification Using Chemical Shift-Based Water/Fat Separation: Application to Skeletal Muscle”, von D. C. Karampinos u. a., Magn. Reson. Med. 66 (2011), Seiten 1312 bis 1326 wird eine T₁-Korrektur durch den Einsatz verschiedener Flipwinkel beschrieben.
Die US 6 064 203 A offenbart ein Verfahren zur MR-Spektroskopie und MR-Bildgebung, wobei HF-Pulse mit unterschiedlichen Flipwinkeln eingesetzt werden.
In „Fat Quantification With IDEAL Gradient Echo Imaging: Correction of Bias From T₁ and Noise”, von C.-Y. Liu u. a., Magn. Reson. Med. 58 (2007), Seiten 354 bis 364 wird der Einsatz verschiedener Flipwinkel beschrieben, um eine Abweichung eines gemessenen Fettanteils vom tatsächlichen Anteil zu minimieren.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Trennung von Wasser- und Fettsignalen mit der so genannten Dixon-Methode vorzunehmen. Die Dixon-Methode nutzt die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen von Fett und Wasser aus. Aufgrund dieser unterschiedlichen Resonanzfrequenzen ist die Phasenbeziehung zwischen der Wassermagnetisierung und der Fettmagnetisierung von der Echozeit (zeitlicher Abstand zwischen dem HF-Anregungspuls und dem erfassten Echo) abhängig. Wird nun beispielsweise eine erste Echozeit so gewählt, dass sich die Wassermagnetisierung und die Fettmagnetisierung in Phase (in-phase) befinden, und eine zweite Echozeit so gewählt, dass die Wassermagnetisierung und die Fettmagnetisierung eine Phasenbeziehung von 180° (opposed-phase) aufweisen, dann gilt für die zu der ersten Echozeit erfasste Magnetisierung M₁ die folgende Gleichung (1) und für die zu der zweiten Echozeit erfasste Magnetisierung M₂ die folgende Gleichung (2). M₁ = W + F (1) M₂ = W – F (2)
Dabei entspricht W der Wassermagnetisierung (d. h. der von den Wassermolekülen verursachte Magnetisierung) und F der Fettmagnetisierung (d. h. der von den Fettmolekülen verursachte Magnetisierung). Die Gleichungen (1) und (2) lassen sich in die folgenden Gleichungen (3) und (4) umformen, so dass man schließlich die Wassermagnetisierung W und die Fettmagnetisierung F bestimmt. W = (M₁ + M₂)/2 (3) F = (M₁ – M₂)/2 (4)
Gemäß der Dixon-Methode können auch zu mehr als zwei verschiedenen Echozeiten Echos erfasst werden, um anhand der zu dieser mehr als zwei Magnetisierungen die Wasser- und die Fettmagnetisierung getrennt zu bestimmen. Bei der Akquisition von mehr als zwei Echos werden neben den beiden Magnetisierungen auch oft zusätzliche Effekte, wie die transversale T2*-Relaxation, berücksichtigt und/oder bestimmt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dixon-Methode ausgehend von mindestens zwei Magnetisierungen, welche zu verschiedenen Echozeiten für jedes Voxel bestimmt bzw. bekannt sind, anhand der aus den Echozeiten bekannten Phasenbeziehungen dieser Magnetisierungen zueinander die Wasser- und die Fettmagnetisierung und gegebenenfalls die transversale Relaxationszeiten T2* pro Voxel bestimmt.
Allerdings weist die Dixon-Methode auch Schwachstellen auf. Beispielsweise ist die Dixon-Methode anfällig gegenüber T₁-Relaxationseffekten. Dieser Schwachstelle wird nach dem Stand der Technik häufig durch den Einsatz von HF-Anregungspulsen mit kleinen Flipwinkeln (< 10°) begegnet, was allerdings wiederum mit einem geringen Signal-Rausch-Abstand bezahlt werden muss.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die T1-Zeit von Wasser und die T1-Zeit von Fett in einem vorbestimmten Volumenabschnitt zu bestimmen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett nach Anspruch 1, durch eine Magnetresonanzanlage zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett nach Anspruch 11, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett in einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Unter der T1-Zeit von Wasser bzw. Fett wird dabei die longitudinale Relaxationszeit von Wasser bzw. Fett verstanden. Dabei umfasst das Verfahren folgende Schritte:

• Schalten von Magnetfeldgradienten zu verschiedenen Echozeiten, um Gradientenechos zu erzeugen. Mit anderen Worten wird eine Gradientenechosequenz eingesetzt, um MR-Daten zu erfassen.
• Zu zwei oder mehr unterschiedlichen Echozeiten werden mit Hilfe von HF-Pulsen, welche einen ersten Flipwinkel aufweisen, erste Echos erfasst. Mit anderen Worten werden zu verschiedenen Echozeiten nach jeweils einem HF-Anregungspuls mit dem ersten Flipwinkel Gradientenechos erfasst.
• Abhängig von diesen ersten Echos werden mit Hilfe der Dixon-Methode eine erste Wassermagnetisierung und eine erste Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts bestimmt.
• In ähnlicher Weise werden zu zwei oder mehr unterschiedlichen Echozeiten mit Hilfe von HF-Pulsen, welche einen zweiten Flipwinkel aufweisen, zweite Echos erfasst.
• Ausgehend von diesen zweiten Echos werden mit Hilfe der Dixon-Methode eine zweite Wassermagnetisierung und eine erste Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts bestimmt.
• In Abhängigkeit von den zu dem jeweiligen Flipwinkel gehörenden (ersten oder zweiten) Wassermagnetisierungen des jeweiligen Voxels und den zu dem jeweiligen Flipwinkel gehörenden (ersten oder zweiten) Fettmagnetisierungen des jeweiligen Voxels sowie von den jeweiligen (ersten und zweiten) Flipwinkeln werden die T1-Zeit von Wasser und die T1-Zeit von Fett pro Voxel separat bestimmt bzw. berechnet.

Es sei darauf hingewiesen, dass es erfindungsgemäß möglich ist, das erfindungsgemäße Verfahren bei weiteren Flipwinkeln zu wiederholen, wodurch man weitere Wasser- und Fettmagnetisierungen pro Voxel des Volumenabschnitts für die jeweils verwendeten Flipwinkeln erhält.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfasst demnach zu verschiedenen Echozeiten für mehrere Flipwinkel Gradientenechos. Dabei können auch größere Flipwinkel (> 10°) eingesetzt werden. Als Zwischenergebnis ist dann für die verschiedenen Echozeiten für die verschiedenen Flipwinkel jeweils eine Magnetisierung pro Voxel bekannt. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit n verschiedenen Echozeiten und m verschiedenen Flipwinkeln arbeitet, sind demnach pro Voxel n·m Magnetisierungen bekannt.
Durch die Dixon-Methode wird dann für jeden Flipwinkel abhängig von den n für den jeweiligen Flipwinkel bekannten Magnetisierungen die Wasser- und Fettmagnetisierung für das jeweilige Voxel bestimmt, so dass die Anzahl der für jedes Voxel bestimmten Wasser- und Fettmagnetisierungen der Anzahl der Flipwinkel entspricht.
Insbesondere wenn mehr als vier Echozeiten zum Erfassen der ersten und der zweiten Echos (oder weiteren Echos) eingesetzt werden, kann derselbe zeitliche Abstand (in der Praxis beispielsweise 1 ms) zwischen zwei zeitlich benachbarten dieser Echozeiten vorhanden sein. Diese Echozeiten können dann auch als äquidistante Echozeiten bezeichnet werden. Dabei entspricht die kürzeste dieser Echozeiten vorteilhafterweise der kürzesten von der eingesetzten Magnetresonanzanlage zu realisierende Echozeit.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Echozeiten derart gewählt, dass sich hinsichtlich des Phasenunterschieds zwischen dem Wassersignal und dem Fettsignal eine homogene Verteilung über den Einheitskreis ergibt. Dazu kann der Phasenunterschied φ zwischen dem Wassersignal und dem Fettsignal folgender Gleichung (5) entsprechen. φ = f·360°/n (5), wobei f einer natürlichen Zahl und n der Anzahl der verschiedenen Echozeiten entspricht.
Bei drei verschiedenen Echozeiten kann der Phasenunterschied bzw. die Phasenverschiebung zur ersten Echozeit 120° (240°), zur zweiten Echozeit 240° (480°) und zur dritten Echozeit 360° (720°) betragen.
Gemäß einer vereinfachten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:

• Schalten mehrerer HF-Anregungspulse, welche jeweils den ersten Flipwinkel aufweisen;
• Auslesen eines Gradientenechos eine erste Echozeit nach einem der HF-Anregungspulse mit dem ersten Flipwinkel;
• Auslesen eines Gradientenechos eine zweite Echozeit nach einem der HF-Anregungspulse mit dem ersten Flipwinkel;
• Schalten mehrerer HF-Anregungspulse, welche jeweils den zweiten Flipwinkel aufweisen;
• Auslesen eines Gradientenechos die erste Echozeit nach einem der HF-Anregungspuls mit dem zweiten Flipwinkel; und
• Auslesen eines Gradientenechos die zweite Echozeit nach einem der HF-Anregungspuls mit dem zweiten Flipwinkel.

Dabei ist der zweite Flipwinkel zu dem ersten Flipwinkel unterschiedlich, und die erste Echozeit unterscheidet sich von der zweiten Echozeit.
Natürlich können auch weitere Flipwinkel und weitere Echozeiten eingesetzt bzw. verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass nach einem der HF-Anregungspulse nur ein Gradientenecho erfasst bzw. ausgelesen wird, bevor der nächste HF-Anregungspuls geschaltet wird. Allerdings ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass nach einem bzw. demselben HF-Anregungspuls mehrere Gradientenechos ausgelesen werden, bevor der nächste HF-Anregungspuls geschaltet wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das Verfahren zusätzlich folgende Schritte umfassen:

• Auslesen eines Gradientenechos eine weitere Echozeit nach einem der HF-Pulse mit dem ersten Flipwinkel;
• Auslesen eines Gradientenechos die weitere Echozeit nach einem der HF-Pulse mit dem zweiten Flipwinkel; und
• Bestimmen der T2*-Zeit pro Voxel abhängig von den Gradientenechos, welche zu der weiteren Echozeit erfasst werden.

Auch diese Ausführungsform kann mit mehr als zwei Flipwinkeln durchgeführt werden. Die weitere Echozeit unterscheidet sich von den Echozeiten (beispielsweise von der ersten und der zweiten Echozeit), welche (primär) zur Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett eingesetzt werden.
Nach dem Stand der Technik erlaubt es die Dixon-Methode bei Verwendung von mehr als zwei Echos, neben der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett auch eine für Wasser und Fett als gleich angenommene T2*-Zeit zu bestimmen. Bei Verwendung von mehr als drei Echos können für Wasser und Fett unabhängig die jeweiligen T2*-Zeiten bestimmt werden. Dies führt insbesondere auch zu einer Verbesserung der Genauigkeit der gleichzeitig bestimmten T1-Zeit von Wasser und T1-Zeit von Fett.
Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Verfahren folgende Schritte:

• Rekonstruieren eines ersten MR-Bildes des Volumenabschnitts abhängig von den Gradientenechos, welche die erste Echozeit nach den HF-Pulsen mit dem ersten Flipwinkel erfasst werden.
• Rekonstruieren eines zweiten MR-Bildes des Volumenabschnitts abhängig von den Gradientenechos, welche die zweite Echozeit nach den HF-Pulsen mit dem ersten Flipwinkel erfasst werden.
• Rekonstruieren eines dritten MR-Bildes des Volumenabschnitts abhängig von den Gradientenechos, welche die erste Echozeit nach den HF-Pulsen mit dem zweiten Flipwinkel erfasst werden.
• Rekonstruieren eines vierten MR-Bildes des Volumenabschnitts abhängig von den Gradientenechos, welche die zweite Echozeit nach den HF-Pulsen mit dem zweiten Flipwinkel erfasst werden.
• Registrieren des ersten, zweiten, dritten und vierten Bildes.
• Bestimmen der ersten Wassermagnetisierung und der ersten Fettmagnetisierung pro Voxel in Abhängigkeit von den Daten des entsprechenden Voxels des ersten und des zweiten Bildes durch die Dixon-Methode.
• Bestimmen der zweiten Wassermagnetisierung und der zweiten Fettmagnetisierung pro Voxel in Abhängigkeit von den Daten des entsprechenden Voxels des dritten und des vierten Bildes durch die Dixon-Methode.

Diese Ausführungsform zeigt, dass die Dixon-Methode insbesondere auf den Pixelwerten der rekonstruierten Bilder aufsetzt, welche der pro Voxel bestimmten Magnetisierung entsprechen. Dabei ist es unerheblich, welche K-Raum-Segmente für die einzelnen Bilder erfasst werden, solange die vorab beschriebenen Bedingungen hinsichtlich der Echozeiten und der Flipwinkel eingehalten werden. Mit anderen Worten können beim Erfassen der Gradientenechos für eines der Bilder andere K-Raum-Segmente abgetastet werden, als beim Erfassen der Gradientenechos für ein anderes der Bilder.
Die pro Voxel bestimmte Wassermagnetisierung M_W hängt von der longitudinalen Relaxation T_1,W für Wasser in diesem Voxel, von der Wiederholungszeit oder Repetitionszeit T_R, von der Wasserdichte ρ_W in diesem Voxel und von dem Flipwinkel α beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (6) ab.
In ähnlicher Weise hängt die pro Voxel bestimmte Fettmagnetisierung M_F von T_1,F in diesem Voxel, der Wiederholungszeit T_R, der Fettdichte ρ_F in diesem Voxel und von dem Flipwinkel α beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (7) ab.
Die Gleichungen (6) und (7) setzen voraus, dass es sich bei der Wassermagnetisierung M_W und bei der Fettmagnetisierung M_F um so genannte Steady-State-Signale handelt. Dabei handelt es sich bei einem Steady-State-Signal um ein Signal, welches bei einer Magnetisierung im dynamischen Gleichgewicht gemessen wird.
Wenn die Wassermagnetisierung und die Fettmagnetisierung für mindestens zwei Messungen mit unterschiedlichen Flipwinkeln, aber mit derselben Wiederholungszeit T_R vorliegen, können anhand der Gleichungen (6) und (7) pro Voxel nicht nur die die T1-Zeit T_1,W von Wasser und T1-Zeit T_1,F von Fett, sondern auch die Wasserdichte ρ_W und die Fettdichte ρ_F bestimmt werden. Unter der Dichte wird dabei insbesondere die Protonendichte (meist in molaren Einheiten gemessen) verstanden. Da die T1-Zeit von Wasser und Fett bekannt sind, handelt es sich bei der Wasserdichte bzw. Fettdichte jeweils um eine von der T1-Zeit befreite Wasserdichte bzw. Fettdichte (d. h. die bestimmte Wasserdichte bzw. Fettdichte ist um T1-Effekte bereinigt). Da die Messung der Echos von vielen Eigenschaften (z. B. der Empfindlichkeit der Empfangsantennen) abhängt, wird die Wasserdichte bzw. Fettdichte dabei insbesondere in derselben Einheit gemessen, welche allerdings unbekannt ist.
Aus diesem Grund ist die bestimmte Wasserdichte und Fettdichte allerdings zur Bestimmung des Wasseranteils WA und des Fettanteils FA im entsprechenden Voxel gemäß der folgenden Gleichungen (8) und (9) geeignet.
Bei diesen Gleichungen, bei denen ρ_W der Wasserdichte und ρ_F der Fettdichte entspricht, kürzt sich die für die Wasserdichte und Fettdichte selbe, aber unbekannte Einheit der Dichte vorteilhafterweise heraus und es wird der Anteil von Wasser bzw. Fett im Gewebe bestimmt.
Zur Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett sowie gegebenenfalls der Wasserdichte und der Fettdichte werden insbesondere die zu den unterschiedlichen Flipwinkeln bestimmten Wasseranteile und Fettanteile der Magnetisierung separat an die jeweiligen Signalmodelle in Gleichung (6) und Gleichung (7) gefittet (angepasst). Hierfür wird in der Regel eine Optimierungsfunktion erstellt, welche eine Übereinstimmung der Daten zum Signalmodell beschreibt und welche von der jeweiligen Relaxationszeit (T1-Zeit) und der jeweiligen Protonendichte (Wasserdichte bzw. Fettdichte) abhängt. Unter anderem bieten sich dazu Lp-Normen oder Chi-Quadrat zwischen Daten und Signalmodell an. Diese Ausdrücke können mit diversen numerischen Algorithmen optimiert werden, wobei in vielen Fällen der Marquardt-Levenberg-Algorithmus verwendet wird.
Eine beispielhafte, numerisch effiziente Technik besteht darin, den Ausdruck Σ_i(M/tan(α_i)·y + x – M/sin(α_i))², wobei M für die Magnetisierung steht und der Index i über alle gemessenen Flipwinkel α_i summiert, in den Variablen x und y zu optimieren. Unter Annahme von Gleichung (6) bzw. Gleichung (7) lassen sich die bestimmten Variablen x und y wie folgt ausdrücken: x = (1 – exp(–TR/T1))ρ und y = exp(–TR/T1)). Mit bekannter Repetitionszeit TR lassen sich daraus T1 (die T1-Zeit) und ρ (Wasserdichte bzw. Fettdichte) berechnen. Bei separater Durchführung des Verfahrens für Wasser und Fett können dann jeweils die T1-Zeit T_1,W für Nasser, die T1-Zeit T_1,F für Fett, die Wasserdichte ρ_W und die Fettdichte ρ_F bestimmt werden.
Zur Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der tatsächliche Flipwinkel bestimmt und zur Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett anstelle des zur Erzeugung des HF-Anregungspulses eingestellten Flipwinkels eingesetzt werden. Dazu kann mit einer speziellen Messsequenz für jedes Voxel ausgehend von demselben Soll-Flipwinkel β_nom, welcher für die HF-Anregungspulse dieser Messsequenz eingestellt wird, der tatsächliche Flipwinkel bestimmt werden, so dass quasi eine Flipwinkel-Karte für den vorbestimmten Volumenabschnitt erstellt wird. Anhand der folgenden Gleichung (10):
kann dann für jedes Voxel x der tatsächliche Flipwinkel α(x) abhängig von dem für den aktuellen HF-Anregungspuls eingestellten Flipwinkel α_nom, von dem für die spezielle Messsequenz eingestellten Soll-Flipwinkel β_nom und von dem durch die Messsequenz ermittelten Flipwinkel β(x) für das entsprechende Voxel berechnet werden.
Durch den Einsatz des tatsächlichen Flipwinkels anstelle des eingestellten (z. B. ersten bzw. zweiten) Flipwinkels kann die Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett pro Voxel und gegebenenfalls die Bestimmung der Dichte pro Voxel für Wasser und Fett vorteilhafterweise genauer erfolgen.
Die vorliegende Erfindung kombiniert die Dixon-Methode mit einer Methode, die zur Bestimmung der T1-Zeit bekannt ist, um die T1-Zeit von Wasser und die T1-Zeit von Fett separat pro Voxel zu bestimmen. Durch die vorliegende Erfindung kann der Empfindlichkeit gegenüber B1-Inhomogenitäten der Dixon-Methode vorteilhafterweise begegnet werden, so dass die bestimmte T1-Zeit von Wasser und Fett von vorliegenden B1-Inhomogenitäten quasi nicht beeinflusst wird.
Darüber hinaus kann mit der vorliegenden Erfindung auch die Dichte separat für Wasser und Fett pro Voxel bestimmt werden.
Zur Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett müssen Echos zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten jeweils für mindestens zwei verschiedene Flipwinkel erfasst werden. Soll zusätzlich die T2*-Zeit berücksichtigt oder bestimmt werden, müssen Echos zu mindestens drei verschiedenen Echozeiten jeweils für die verschiedenen Flipwinkel bestimmt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett bereitgestellt. Dabei umfasst die Magnetresonanzanlage einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, eine oder mehrere HF-Antennen und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der HF-Antenne(n), zum Empfang der Messsignale, welche von der/den HF-Antenne(n) aufgenommen werden, und zur Auswertung der Messsignale sowie zur Erstellung von MR-Daten. Die Magnetresonanzanlage ist derart ausgestaltet, dass die Magnetresonanzanlage mehrere bipolare Magnetfeldgradienten (Gx) schaltet, um Gradientenechos (34) zu erzeugen, HF-Pulse (31) mit einem ersten Flipwinkel und mit einem zweiten Flipwinkel, welcher sich von dem ersten Flipwinkel unterscheidet, schaltet, erste Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) ausgehend von den HF-Pulsen (31) mit dem ersten Flipwinkel erfasst, um eine erste Wassermagnetisierung und eine erste Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den ersten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode zu bestimmen, zweite Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) ausgehend von den HF-Pulsen (31) mit dem zweiten Flipwinkel erfasst, um eine zweite Wassermagnetisierung und eine zweite Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den zweiten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode zu bestimmen, und abhängig von der ersten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der ersten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels, dem ersten Flipwinkel, der zweiten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der zweiten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels und dem zweiten Flipwinkel die T1-Zeit von Wasser und die T1-Zeit von Fett des jeweiligen Voxels bestimmt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail beschrieben worden sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung bzw. einer Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage laden kann. Mit diesem Computerprogrammprodukt können alle oder verschiedene vorab beschriebene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuereinrichtung läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Programmmittel, z. B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisieren. Mit anderen Worten soll mit dem auf das Computerprogrammprodukt gerichteten Anspruch insbesondere eine Software unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. C++), der noch compiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder um einen ausführbaren Softwarecode handeln, der zur Ausführung nur noch in die entsprechende Recheneinheit bzw. Steuereinrichtung zu laden ist.
Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z. B. eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuereinrichtung bzw. Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Rekonstruktion von MR-Bildern geeignet, bei welchen sehr genau pro Voxel zwischen dem Wasser-Signal und dem Fett-Signal unterschieden wird. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch die T1-Zeit von Wasser und Fett sowie die Wasserdichte und die Fettdichte pro Voxel sehr genau bestimmt werden kann.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben. Es zeigen:
1 schematisch eine Magnetresonanzanlage,
2 eine erfindungsgemäße Sequenz zur Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett,
3 eine weitere erfindungsgemäße Sequenz zur Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett, und
4 einen Flussplan zur erfindungsgemäßen Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett.
1 ist eine schematische Darstellung einer Magnetresonanzanlage 5 (eines Magnetresonanz-Bildgebungs- bzw. Kernspintomographiegeräts). Dabei erzeugt ein Grundfeldmagnet 1 ein zeitlich konstantes, starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins in einem Volumenabschnitt eines Objekts O, wie z. B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers, welcher auf einem Tisch 23 liegend in der Magnetresonanzanlage 5 untersucht wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, in welchem die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers angeordnet werden. Zur Unterstützung der Homogenitätsanforderungen und insbesondere zur Eliminierung zeitlich invariabler Einflüsse werden an geeigneter Stelle so genannte Shim-Bleche aus ferromagnetischem Material angebracht. Zeitlich variable Einflüsse werden durch Shim-Spulen 2 eliminiert.
In den Grundfeldmagneten 1 ist ein zylinderförmiges Gradientenfeldsystem 3 eingesetzt, welches aus drei Teilwicklungen besteht. Jede Teilwicklung wird von einem Verstärker mit Strom zur Erzeugung eines linearen (auch zeitlich veränderbaren) Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3 erzeugt dabei einen Gradienten G_x in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten G_y in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten G_z in z-Richtung. Der Verstärker umfasst einen Digital-Analog-Wandler, welcher von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befindet sich eine (oder mehrere) Hochfrequenzantennen 4, welche die von einem Hochfrequenzleistungsverstärker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Objekts O bzw. des zu untersuchenden Bereiches des Objekts O umsetzen. Jede Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespulen und einer oder mehreren HF-Empfangsspulen in Form einer ringförmigen vorzugsweise linearen oder matrixförmigen Anordnung von Komponentenspulen. Von den HF-Empfangsspulen der jeweiligen Hochfrequenzantenne 4 wird auch das von den präzedierenden Kernspins ausgehende Wechselfeld, d. h. in der Regel die von einer Pulssequenz aus einem oder mehreren Hochfrequenzpulsen und einem oder mehreren Gradientenpulsen hervorgerufenen Kernspinechosignale, in eine Spannung (Messsignal) umgesetzt, welche über einen Verstärker 7 einem Hochfrequenz-Empfangskanal 8 eines Hochfrequenzsystems 22 zugeführt wird. Das Hochfrequenzsystem 22, welches Teil einer Steuereinrichtung 10 der Magnetresonanzanlage 5 ist, umfasst weiterhin einen Sendekanal 9, in welchem die Hochfrequenzpulse für die Anregung der magnetischen Kernresonanz erzeugt werden. Dabei werden die jeweiligen Hochfrequenzpulse aufgrund einer vom Anlagerechner 20 vorgegebenen Pulssequenz in der Sequenzsteuerung 18 digital als Folge komplexer Zahlen dargestellt. Diese Zahlenfolge wird als Real- und als Imaginärteil über jeweils einen Eingang 12 einem Digital-Analog-Wandler im Hochfrequenzsystem 22 und von diesem einem Sendekanal 9 zugeführt. Im Sendekanal 9 werden die Pulssequenzen einem Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert, dessen Basisfrequenz der Mittenfrequenz entspricht.
Die Umschaltung von Sende- auf Empfangsbetrieb erfolgt über eine Sende-/Empfangsweiche 6. Die HF-Sendespulen der Hochfrequenzantenne(n) 4 strahlt/en die Hochfrequenzpulse zur Anregung der Kernspins in das Messvolumen M ein und resultierende Echosignale werden über die HF-Empfangsspule(n) abgetastet. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden im Empfangskanal 8' (erster Demodulator) des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich auf eine Zwischenfrequenz demoduliert, im Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert und über den Ausgang 11 ausgegeben. Dieses Signal wird noch auf die Frequenz 0 demoduliert. Die Demodulation auf die Frequenz 0 und die Trennung in Real- und Imaginärteil findet nach der Digitalisierung in der digitalen Domäne in einem zweiten Demodulator 8 statt. Durch einen Bildrechner 17 wird aus den dergestalt gewonnenen Messdaten ein MR-Bild bzw. ein dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert. Die Verwaltung der Messdaten, der Bilddaten und der Steuerprogramme erfolgt über den Anlagenrechner 20. Aufgrund einer Vorgabe mit Steuerprogrammen kontrolliert die Sequenzsteuerung 18 die Erzeugung der jeweils gewünschten Pulssequenzen und das entsprechende Abtasten des K-Raumes. Insbesondere steuert die Sequenzsteuerung 18 dabei das zeitrichtige Schalten der Gradienten, das Aussenden der Hochfrequenzpulse mit definierter Phasenamplitude sowie den Empfang der Kernresonanzsignale. Die Zeitbasis für das Hochfrequenzsystem 22 und die Sequenzsteuerung 18 wird von einem Synthesizer 19 zur Verfügung gestellt. Die Auswahl entsprechender Steuerprogramme zur Erzeugung eines MR-Bildes, welche z. B. auf einer DVD 21 gespeichert sind, sowie die Darstellung des erzeugten MR-Bildes erfolgt über ein Terminal 13, welches eine Tastatur 15, eine Maus 16 und einen Bildschirm 14 umfasst.
In 2 ist eine erfindungsgemäße Gradientenechosequenz dargestellt. Zu Beginn wird ein HF-Anregungspuls 31 mit einem Flipwinkel α geschaltet, während gleichzeitig ein Schichtselektionsgradienten Gz aktiviert ist. Durch die Änderung der Polarität des Schichtselektionsgradienten Gz nach dem HF-Anregungspuls 31 wird der bei der Anregung entstandene Phasengang rückgängig gemacht. Gleichzeitig werden die Spins durch das Schalten des Frequenzkodiergradienten Gx aufgefächert (dieser Teil des Frequenzkodiergradienten Gx ist auch als Rewinder 33 bekannt). Der ebenfalls nach dem HF-Anregungspuls 31 geschaltete Phasenkodiergradient Gy dient der Ortskodierung. Durch die Änderung der Polarität des Frequenzkodiergradienten Gx werden die vorher aufgefächerten Spins wieder in Phase gebracht bzw. rephasiert, wodurch es zum Gradientenecho 34 kommt. Während der Frequenzkodiergradient Gx (in 2) seine positive Polarität aufweist, werden Messdaten erfasst, um in x-Richtung eine K-Raum-Zeile auszulesen.
Nach dem Frequenzkodiergradienten Gx bzw. nach dem Erfassen der Messdaten wird ein Spoiler-Gradient 32 geschaltet, um die Quermagnetisierung zu eliminieren. Nach diesem Spoiler-Gradienten 32 wird der nächste HF-Anregungspuls 31 geschaltet, wodurch eine weitere Periode der Gradientenechosequenz beginnt.
Die Echozeit TE wird von dem HF-Anregungspuls 31 bis zum Gradientenecho 34 gemessen, welches in der zeitlichen Mitte des positiven Anteils (laut 2) des Frequenzkodiergradienten Gx auftritt. Die Wiederholungszeit bzw. Repetitionszeit TR bestimmt den zeitlichen Abstand zwischen zwei zeitlich benachbarten HF-Anregungspulsen 31.
In 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Gradientenechosequenz dargestellt. Zur Vereinfachung ist in 3 nur der Frequenzkodiergradient und der Spoiler-Gradient auf einer Achse dargestellt. Man erkennt, dass im Unterschied zu 2 ausgehend von demselben HF-Anregungspuls 31 (ganz links in 3) drei Gradientenechos 41–43 erfasst werden. Dazu wird in ähnlicher Weise wie in 2 nach dem HF-Anregungspuls 31 der so genannte Rewinder 33 geschaltet, bevor der Frequenzkodiergradient seine Polarität ändert, um die Messdaten des ersten Gradientenechos 41 zu erfassen. Nach einer weiteren Änderung der Polarität des Frequenzkodiergradienten werden die Messdaten des zweiten Gradientenechos 42 und schließlich nach einer weiteren Änderung der Polarität des Frequenzkodiergradienten die Messdaten des dritten Gradientenechos 43 erfasst.
Der Rewinder wird nur zu Beginn bzw. direkt nach dem HF-Anregungspuls 31 benötigt, da quasi nach der jeweiligen Änderung der Polarität die zweite Hälfte des Frequenzkodiergradienten die Rolle dieses Rewinders für das nächste zu erfassende Gradientenecho spielt.
Während demnach mit der in 2 dargestellten Gradientenechosequenz nach einem HF-Anregungspuls 31 nur ein Gradientenecho erfasst wird, werden bei der in 3 dargestellten Gradientenechosequenz drei Gradientenechos 41–43 mit den Echozeiten T_E1 bis T_E3 erfasst. Um mit der in 2 dargestellten Gradientenechosequenz dieselben Messdaten wie bei der in 3 dargestellten Gradientenechosequenz zu erfassen, müsste demnach die in 2 dargestellte Gradientenechosequenz dreimal durchgeführt werden, wobei der Frequenzkodiergradient Gx derart eingestellt werden müsste, dass einmal das Gradientenecho zur Echozeit T_E1, einmal das Gradientenecho zur Echozeit T_E2 und einmal das Gradientenecho zur Echozeit T_E3 erzeugt und erfasst wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass entweder mit einem Schichtselektionsgradienten Gz (siehe 2) oder mit einem weiteren Phasenkodiergradienten Gz (in den Figuren nicht dargestellt) gearbeitet werden kann.
In 4 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Im ersten Schritt S1 wird eine Gradientenechosequenz mit einem ersten Flipwinkel geschaltet, was bedeutet, dass die geschalteten HF-Anregungspulse 31 den ersten Flipwinkel aufweisen. Im zweiten Schritt S2 werden erste Echos (genauer Gradientenechos) zu einer ersten Echozeit und zu einer davon verschiedenen zweiten Echozeit erfasst. In ähnlicher Weise wird im dritten Schritt S3 eine Gradientenechosequenz mit einem zweiten Flipwinkel, welcher sich von dem ersten Flipwinkel unterscheidet, geschaltet, was bedeutet, dass die geschalteten HF-Anregungspulse 31 den zweiten Flipwinkel aufweisen. Im vierten Schritt S4 werden zweite Echos zu der ersten Echozeit und zu der zweiten Echozeit erfasst.
Im fünften Schritt S5 werden aus den ersten Echos und den zweiten Echos vier MR-Bilder rekonstruiert. Genauer gesagt wird aus den Echos, welche ausgehend von den HF-Anregungspulsen 31 mit dem ersten Flipwinkel zu der ersten Echozeit erfasst werden, das erste MR-Bild rekonstruiert, und aus den Echos, welche ausgehend von den HF-Anregungspulsen 31 mit dem ersten Flipwinkel zu der zweiten Echozeit erfasst werden, wird das zweite MR-Bild rekonstruiert. Genauso wird aus den Echos, welche ausgehend von den HF-Anregungspulsen 31 mit dem zweiten Flipwinkel zu der ersten Echozeit erfasst werden, dass dritte MR-Bild rekonstruiert, und aus den Echos, welche ausgehend von den HF-Anregungspulsen 31 mit dem zweiten Flipwinkel zu der zweiten Echozeit erfasst werden, wird das vierte MR-Bild rekonstruiert.
Nun können im Schritt S6 aus dem ersten Bild und dem zweiten Bild mit Hilfe der Dixon-Methode eine erste Wassermagnetisierung und eine erste Fettmagnetisierung pro Voxel bestimmt werden. In ähnlicher Weise wird im Schritt S7 aus dem dritten Bild und dem vierten Bild mittels der Dixon-Methode eine zweitem Wassermagnetisierung und eine zweite Fettmagnetisierung pro Voxel bestimmt.
Beispielsweise anhand der Gleichungen (6) und (7) können im Schritt S8 abhängig von der ersten und zweiten Wassermagnetisierung sowie der ersten und zweiten Fettmagnetisierung die Wasserdichte, die Fettdichte und die T1-Zeit von Wasser und Fett separat pro Voxel des Volumenabschnitts bestimmt werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett in einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts (O) mittels einer Magnetresonanzanlage (5), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: • Schalten von Magnetfeldgradienten (G_x) zum Erzeugen von Gradientenechos (34) bei mehreren Echozeiten (T_E1–T_E3); • Erfassen von ersten Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) ausgehend von HF-Pulsen (31) mit einem ersten Flipwinkel; • Bestimmen einer ersten Wassermagnetisierung und einer ersten Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den ersten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode; • Erfassen von zweiten Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) ausgehend von HF-Pulsen (31) mit einem zweiten Flipwinkel; • Bestimmen einer zweiten Wassermagnetisierung und einer zweiten Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den zweiten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode, und • Bestimmen der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett pro Voxel abhängig von der ersten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der ersten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels, dem ersten Flipwinkel, der zweiten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der zweiten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels und dem zweiten Flipwinkel.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass derselbe zeitliche Abstand zwischen zwei zeitlich benachbarten der mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3), mit welchen die ersten Echos und/oder die zweiten Echos erfasst werden, existiert.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand derart gewählt wird, dass der während des zeitlichen Abstands auftretende Phasenunterschied φ zwischen dem Wassersignal und dem Fettsignal folgender Gleichung entspricht φ = f·360°/n, wobei f einer natürlichen Zahl und n der Anzahl der mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) entsprechen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Schalten mehrerer HF-Pulse (31) mit dem ersten Flipwinkel, Auslesen eines Echos (34) eine erste Echozeit (T_E1) nach einem der HF-Pulse (31) mit dem ersten Flipwinkel, Auslesen eines Echos (34) eine zweite Echozeit (T_E2) nach einem der HF-Pulse (31) mit dem ersten Flipwinkel, Schalten mehrerer HF-Pulse (31) mit einem zweiten Flipwinkel, Auslesen eines Echos (34) die erste Echozeit (T_E1) nach einem der HF-Pulse (31) mit dem zweiten Flipwinkel, und Auslesen eines Echos (34) die zweite Echozeit (T_E2) nach einem der HF-Pulse (31) mit dem zweiten Flipwinkel, wobei der zweite Flipwinkel von dem ersten Flipwinkel verschieden ist, und wobei die erste Echozeit (T_E1) von der zweiten Echozeit (T_E2) verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren darüber hinaus folgende Schritte umfasst Auslesen eines Echos (34) eine weitere Echozeit (T_E3) nach einem der HF-Pulse (31) mit dem ersten Flipwinkel, und Auslesen eines Echos (34) die weitere Echozeit (T_E3) nach einem der HF-Pulse (31) mit dem zweiten Flipwinkel, wobei die weitere Echozeit (T_E3) unterschiedlich zu der ersten Echozeit (T_E1) und der zweiten Echozeit (T_E3) ist, und wobei abhängig von den zu der weiteren Echozeit (T_E3) erfassten Echos (34) die T2*-Zeit pro Voxel bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von den Echos (34), welche die erste Echozeit (T_E1) nach den HF-Pulsen (31) mit dem ersten Flipwinkel erfasst werden, ein erstes Bild des Volumenabschnitts rekonstruiert wird, dass abhängig von den Echos (34), welche die zweite Echozeit (T_E2) nach den HF-Pulsen (31) mit dem ersten Flipwinkel erfasst werden, ein zweites Bild des Volumenabschnitts rekonstruiert wird, dass abhängig von den Echos (34), welche die erste Echozeit (T_E1) nach den HF-Pulsen (31) mit dem zweiten Flipwinkel erfasst werden, ein drittes Bild des Volumenabschnitts rekonstruiert wird, dass abhängig von den Echos (34), welche die zweite Echozeit (T_E2) nach den HF-Pulsen (31) mit dem zweiten Flipwinkel erfasst werden, ein viertes Bild des Volumenabschnitts rekonstruiert wird, dass das erste Bild, das zweite Bild, das dritte Bild und das vierte Bild miteinander registriert werden, dass die erste Wassermagnetisierung und die erste Fettmagnetisierung pro Voxel abhängig von Daten des Voxels des ersten Bildes und des zweiten Bildes gemäß der Dixon-Methode bestimmt werden, und dass die zweite Wassermagnetisierung und die zweite Fettmagnetisierung pro Voxel abhängig von Daten des Voxels des dritten Bildes und des vierten Bildes gemäß der Dixon-Methode bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der folgenden Gleichung für die Wassermagnetisierung M_W
und ausgehend von der folgenden Gleichung für die Fettmagnetisierung M_F
die T1-Zeit T_1,W von Wasser und die T1-Zeit T_1,F von Fett bestimmt werden, wobei vorausgesetzt wird, dass es sich bei der Wassermagnetisierung M_W und bei der Fettmagnetisierung M_F um Steady-State-Signale handelt, wobei T_R der zeitliche Abstand zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden der HF-Pulse (31) ist, wobei ρ_W die Wasserdichte in dem Voxel ist, wobei ρ_F die Fettdichte in dem Voxel ist, und wobei α der erste bzw. zweite Flipwinkel ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der ersten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der ersten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels, dem ersten Flipwinkel, der zweiten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der zweiten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels und dem zweiten Flipwinkel die Wasserdichte und die Fettdichte für das jeweilige Voxel bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Wasserdichte ρ_W und der Fettdichte ρ_F mittels folgender Gleichung der Wasseranteil WA in dem jeweiligen Voxel bestimmt wird
und/oder dass abhängig von der Wasserdichte ρ_W und der Fettdichte ρ_F mittels folgender Gleichung der Fettanteil FA in dem jeweiligen Voxel bestimmt wird:
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messsequenz durchgeführt wird, bei welcher ausgehend von HF-Anregungspulsen mit demselben Flipwinkel β_nom ein sich bei dem jeweiligen Voxel x einstellender Flipwinkel β(x) bestimmt wird, dass mit folgender Gleichung:
ein tatsächlicher Flipwinkel α(x) in dem jeweiligen Voxel abhängig von dem zur Erfassung der Echos (34) jeweils geschalteten HF-Puls (31) mit dem Flipwinkel α_nom berechnet wird, und dass der tatsächliche Flipwinkel bei Bestimmung der T1-Zeit von Wasser und der T1-Zeit von Fett jeweils anstelle des ersten und des zweiten Flipwinkels eingesetzt wird.
Magnetresonanzanlage zur Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett in einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts (O), wobei die Magnetresonanzanlage (5) einen Grundfeldmagneten (1), ein Gradientenfeldsystem (3), mindestens eine HF-Antenne (4) und eine Steuereinrichtung (10) zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems (3) und der mindestens einen HF-Antenne (4), zum Empfang der von der mindestens einen HF-Antenne (4) aufgenommenen Messsignalen, zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung von MR-Daten umfasst, wobei die Magnetresonanzanlage (5) ausgestaltet ist, • um mehrere Magnetfeldgradienten (Gx) zum Erzeugen von mehreren Gradientenechos (34) zu schalten, • um HF-Pulse (31) mit einem ersten Flipwinkel und mit einem zweiten Flipwinkel, welcher sich von dem ersten Flipwinkel unterscheidet, zu schalten, • um erste Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) ausgehend von den HF-Pulsen (31) mit dem ersten Flipwinkel zu erfassen, • um eine erste Wassermagnetisierung und eine erste Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den ersten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode zu bestimmen, • um zweite Echos (34) zu mindestens zwei verschiedenen Echozeiten (T_E1–T_E3) ausgehend von den HF-Pulsen (31) mit dem zweiten Flipwinkel zu erfassen, • um eine zweite Wassermagnetisierung und eine zweite Fettmagnetisierung pro Voxel des Volumenabschnitts abhängig von den zweiten Echos (34) gemäß der Dixon-Methode zu bestimmen, und • um abhängig von der ersten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der ersten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels, dem ersten Flipwinkel, der zweiten Wassermagnetisierung des jeweiligen Voxels, der zweiten Fettmagnetisierung des jeweiligen Voxels und dem zweiten Flipwinkel die T1-Zeit von Wasser und die T1-Zeit von Fett des jeweiligen Voxels zu bestimmen.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzanlage (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2–10 ausgestaltet ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung (10) einer Magnetresonanzanlage (5) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–10 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (10) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (21) in einer Steuereinrichtung (10) einer Magnetresonanzanlage (5) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10 durchführen.