WO2009034115A1 - Method for recording a magnetic resonance tomography measurement sequence using a magnetic resonance tomography device and associated magnetic resonance tomography device - Google Patents

Method for recording a magnetic resonance tomography measurement sequence using a magnetic resonance tomography device and associated magnetic resonance tomography device Download PDF

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Abstract

Method for recording a magnetic resonance tomography measurement sequence using a magnetic resonance tomography device (1), wherein the magnetic resonance tomography measurement sequence is recorded by means of at least one high-frequency pulse sequence (13), the pulses (12) of which are varied at least partially under consideration of a plurality of optimization techniques (7, 8), particularly at least partially moving in opposite directions, image-related, and/or relating to recording technology.

Description

MRT MIT VARIIERENDER HF-PULSFOLGE MRI WITH VARIATING RF PULSES
Beschreibungdescription
Verfahren zur Aufnahme einer Magnetresonanztomographiemessse- quenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung sowie zugehörige Magnetresonanztomographieeinrichtung.Method for recording a magnetic resonance tomography measurement sequence with a magnetic resonance tomography device and associated magnetic resonance tomography device.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme einer Mag- netresonanztomographiemesssequenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung sowie eine zugehörige Magnetresonanzto- mographieeinrichtung .The invention relates to a method for recording a magnetic resonance tomography measuring sequence with a magnetic resonance tomography device and to an associated magnetic resonance tomography device.
Bei der Erstellung von Magnetresonanztomographieaufnahmen werden Hochfrequenzsignale verwendet, beispielsweise um die Kernspins anzuregen oder auch im Rahmen einer Refokussierung. Um die Parameter für eine Magnetresonanzmesssequenz festzulegen bzw. zu bestimmen, sind unterschiedliche Anforderungen zu berücksichtigen, bei denen es sich oft um konträre Vorgaben handelt. Beispielsweise ist bei einem konstanten zu erreichenden Flipwinkel durch kurze Hochfrequenzpulse mit hohen Amplituden eine hohe spezifische Absorptionsrate und entsprechend eine hohe Belastung für den Patienten bedingt, während andererseits lange Pulse mit niedriger Amplitude den Hochfrequenzverstärker, also Bauteile einer Magnetresonanzanlage, belasten. Idealerweise sind die Sequenzparameter für eine Messsequenz so zu wählen, dass gute Schichtprofile bei geringen Bildartefakten erreicht werden, wobei die Bilder ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen sollen, während gleichzeitig die Hochfrequenzbelastung für den Patienten und die Anforderungen an den Hochfrequenz-Leistungsverstärker möglichst gering bzw. zumindest nicht zu hoch sind, wobei bei der Berücksichtigung der instrumentellen Belastungen nicht zuletzt ein kostengünstiges Design der Instrumente im Auge behalten werden soll.In the preparation of magnetic resonance tomography recordings, high-frequency signals are used, for example, to excite the nuclear spins or as part of a refocusing. In order to determine or determine the parameters for a magnetic resonance measurement sequence, different requirements must be taken into account, which are often contradictory specifications. For example, at a constant to be achieved flip angle by short high-frequency pulses with high amplitudes, a high specific absorption rate and correspondingly a high load for the patient due, while on the other hand long pulses with low amplitude the high-frequency amplifier, so components of a magnetic resonance system burden. Ideally, the sequence parameters for a measurement sequence should be chosen so that good layer profiles are achieved with low image artifacts, the images should have a good signal-to-noise ratio, while the high frequency load for the patient and the requirements of the high-frequency power amplifier as low as possible or at least not too high, taking into account the instrumental loads not least a cost-effective design of the instruments should be kept in mind.
Dementsprechend werden die die Pulse der Hochfrequenzpulsfolge bestimmenden Sequenzparameter für die gesamte Messung so gewählt, dass zum einen die spezifische Absorptionsrate, also die Belastung des Patienten, ein bestimmtes vorgegebenes Maß bzw. Grenzwerte nicht überschreitet, während andererseits die Limitationen der Hochfrequenzverstärker, also instrumenteile Vorgaben, berücksichtigt werden. Auf diese Art und Weise wird eine einheitliche Hochfrequenzpulsform bestimmt, die dann für die Messsequenz bzw. Messung konstant gehalten wird. Damit ist jedoch nicht immer eine optimale Messdatenaufnahme gewährleistet bzw. möglich.Accordingly, the sequence parameters determining the pulses of the radio-frequency pulse sequence are selected for the entire measurement in such a way that, on the one hand, the specific absorption rate, ie the load on the patient, is a certain predetermined measure or limits, while on the other hand, the limitations of the high-frequency amplifier, ie instrumental specifications, are taken into account. In this way, a uniform high-frequency pulse shape is determined, which is then kept constant for the measurement sequence or measurement. However, this is not always an optimal measurement data recording guaranteed or possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein diesbe- züglich verbessertes Verfahren zur Aufnahme einer Magnetreso- nanztomographiemesssequenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung sowie eine zugehörige Magnetresonanztomographieeinrichtung anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying an improved method for recording a magnetic resonance tomography measuring sequence with a magnetic resonance tomography device and an associated magnetic resonance tomography device.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Aufnahme einer Magnetresonanztomographiemesssequenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung vorgesehen, bei dem die Magnet- resonanztomographiemesssequenz mittels wenigstens einer Hochfrequenzpulsfolge aufgenommen wird, deren Pulse zumindest teilweise unter Berücksichtigung mehrerer, insbesondere wenigstens teilweise gegenläufiger, bildbezogener und/oder auf- nahmetechnikbezogener Optimierungsvorgaben variiert werden.To achieve this object, a method is provided for recording a magnetic resonance tomography measuring sequence with a magnetic resonance tomography device, in which the magnetic resonance tomography measuring sequence is recorded by means of at least one radio-frequency pulse sequence whose pulses are at least partially taking into account a plurality of, in particular at least partially opposing, image-related and / or acquisition-related optimization specifications be varied.
Es werden also nicht wie bisher üblich feste Sequenzparame- ter, also feste bzw. gleichförmige Pulse in den einzelnen Hochfrequenzpulsfolgen verwendet, sondern die Pulse werden innerhalb einer Messsequenz variiert. Es werden also beispielsweise Bildaufnahmen angefertigt, bei denen in bestimmten Bildbereichen eine erste Hochfrequenzpulsform z. B. zur Kernspinanregung verwendet wird, während in anderen Bereichen, beispielsweise in einem zentralen Bildbereich im Unterschied zu Randbereichen des Bildes, eine andere Pulsform zu Grunde liegt. Selbstverständlich können die Pulsformen innerhalb der Messsequenz auch häufiger variiert bzw. verändert werden, so dass insgesamt nicht nur zwei verschiedene Pulsformen für die Pulse verwendet werden, sondern beispielsweise fünf, sechs oder sogar mehr unterschiedliche Pulse bzw. Puls- formen zur Anregung innerhalb einer Messsequenz genutzt werden .Thus, fixed sequence parameters, ie fixed or uniform pulses in the individual radio-frequency pulse sequences, are not used as usual, but the pulses are varied within a measuring sequence. Thus, for example, image recordings are made in which in certain image areas a first radio-frequency pulse form z. B. is used for nuclear magnetic excitation, while in other areas, for example in a central image area in contrast to edge areas of the image, a different pulse shape is based. Of course, the pulse shapes within the measurement sequence can also be varied or changed more frequently, so that not only two different pulse shapes are used for the pulses overall, but, for example, five, six or even more different pulses or pulse pulses. are used for excitation within a measurement sequence.
Entscheidend für die Veränderung der Pulse bzw. die unter- schiedlichen Pulse innerhalb einer einzigen Messsequenz ist die Berücksichtigung konträrer Optimierungsvorgaben bzw. Parameter. Diese Optimierungsvorgaben können bildbezogen bzw. aufnahmetechnikbezogen sein. Beispielsweise kann eine Optimierungsvorgabe die Bildqualität, die in einer bestimmten Zeiteinheit erreicht werden soll, betreffen. In diesem Fall würde es sich um eine bildbezogene Optimierungsvorgabe handeln. Daneben können aber auch aufnahmetechnikbezogene Optimierungsvorgaben berücksichtigt werden. Beispielhaft zu nennen ist hier die Belastung des Patienten durch die spezifi- sehe Absorptionsrate. Eine weitere aufnahmetechnikbezogene Optimierungsvorgabe ist durch instrumentelle Vorgaben gegeben. Ein Beispiel hierfür ist die Leistungsfähigkeit des Hochfrequenzverstärkers. Daneben können auch Daten, die den Bauteilschutz im Bereich der Magnetresonanzanlage bzw. der Hochfrequenzinstrumente betreffen, berücksichtigt werden.Decisive for the change of the pulses or the different pulses within a single measurement sequence is the consideration of contrary optimization specifications or parameters. These optimization specifications can be image-related or acquisition-related. For example, an optimization preset may affect the image quality to be achieved in a given time unit. In this case, it would be a picture-based optimization preset. In addition, however, it is also possible to take account of recording technology-related optimization requirements. To give an example, here is the burden on the patient due to the specific absorption rate. A further optimization-related optimization specification is given by instrumental specifications. An example of this is the performance of the high frequency amplifier. In addition, data concerning component protection in the area of the magnetic resonance system or the high-frequency instruments can also be taken into account.
Es existiert also nicht nur eine Optimierungsvorgabe, beispielsweise dahingehend, dass ein Verstärker nicht übermäßig oder über einen bestimmten Wert hinaus belastet werden soll, sondern es existieren mehrere, zumindest zwei Optimierungsvorgaben, die dazu führen, dass es für eine optimale Durchführung der Messung zweckmäßig ist, die Pulse der Hochfrequenzpulsfolge innerhalb der Sequenz zu variieren. Diese Optimierungsvorgaben bzw. Optimierungsziele, sofern nur das zu erreichende Ziel wie eine hohe Bildqualität definiert wird, sind zumindest teilweise bzw. in bestimmten Bereichen konträr, also gegenläufig im weitesten Sinne derart, dass gegebenenfalls nur in Teilen, Zielkonflikte bei der Bestimmung einer geeigneten Pulsform oder anderer Pulsparameter entstehen. Beispielsweise lässt sich das Ziel einer niedrigen Hochfrequenzbelastung für den Patienten nur schwer mit dem Ziel einer möglichst hohen Bildqualität vereinbaren. Dementsprechend sind die Optimierungsvorgaben gegeneinander abzuwägen bzw. unter bestimmten Gewichtungen zu berücksichtigen, so dass sich unterschiedliche aktuell optimale Pulse innerhalb ein und derselben Messsequenz ergeben, mit denen eine die konträren Vorgaben berücksichtigende optimale Bildaufnahme erfolgen kann .Thus, not only is there an optimization specification, for example in that an amplifier should not be overloaded excessively or beyond a certain value, but there exist several, at least two optimization specifications which make it appropriate for optimal performance of the measurement, to vary the pulses of the RF pulse sequence within the sequence. These optimization targets or optimization goals, if only the goal to be achieved such as a high image quality is defined, are at least partially or in certain areas contrary, ie contrary in the broadest sense such that, if necessary, only in part, conflicting goals in the determination of a suitable pulse shape or other pulse parameters arise. For example, the goal of a low high-frequency load for the patient is difficult to reconcile with the goal of the highest possible image quality. Accordingly, the optimization requirements are to be weighed against each other or be taken into account under certain weightings, so that different currently optimal pulses within the same measurement sequence arise, with which an optimal image acquisition can take into account the contrary requirements.
Die Variierung der Pulse bzw. die Änderung der Pulse wird dabei vorzugsweise durch eine Recheneinrichtung bzw. eine Steuerungseinrichtung der Magnetresonanztomographieeinrichtung zur Aufnahme der Messsequenz bestimmt. Diese weist also vorzugsweise ein Programmmittel auf, das auf gespeicherte oder durch einen Bediener eingegebene Optimierungsvorgaben zurückgreifen kann um daraus den gerade optimalen Puls, also einen für einen bestimmten Bereich der Messsequenz bzw. einen be- stimmten Bildaufnahmebereich optimalen Puls zu bestimmen. Ändern sich die Optimierungsvorgaben während der Messsequenz, beispielsweise für einen Randbereich einer Bildaufnahme, für den im Vergleich zum Zentrum eine niedrigere Bildqualität in Kauf genommen werden kann, so führt dies dazu, dass eine an- dere, von der ersten Pulsform abweichende Pulsform bestimmt wird, die entsprechend für die Kernspinanregung, zur Refokus- sierung und dergleichen verwendet wird. Dabei muss nicht jede Änderung der Optimierungsvorgaben gleich dazu führen, dass tatsächlich eine unterschiedliche Pulsform verwendet wird, sondern es können beispielsweise seitens der Recheneinrichtung oder durch einen Bediener Grenzwerte festgelegt werden, ab denen eine Änderung der Pulsform erfolgt. Dabei können die unterschiedlichen Pulsformen bestimmten Vorgaben (für geeignete Formen) folgen oder es können auch völlig frei unter- schiedliche Pulsformen gewählt werden, insbesondere durch ein Programmmittel einer Steuerungseinrichtung der Magnetresonanztomographieeinrichtung berechnet werden.The variation of the pulses or the change of the pulses is preferably determined by a computing device or a control device of the magnetic resonance tomography device for recording the measurement sequence. Thus, the latter preferably has a program means which can access stored or user-entered optimization specifications in order to determine the pulse which is just optimal, ie an optimum pulse for a specific range of the measurement sequence or a specific image acquisition range. If the optimization specifications change during the measurement sequence, for example for a border area of an image acquisition, for which a lower image quality can be accepted in comparison to the center, this leads to the fact that another pulse shape deviating from the first pulse shape is determined, which is suitably used for nuclear spin excitation, refocusing and the like. In this case, not every change in the optimization specifications must lead to the fact that actually a different pulse shape is used, but it can be set for example by the computing device or by an operator limits, from which a change in the pulse shape. In this case, the different pulse shapes can follow specific specifications (for suitable forms) or else completely different pulse shapes can be selected, in particular calculated by a program means of a control device of the magnetic resonance tomography device.
Als wenigstens eine Optimierungsvorgabe kann eine eine in ei- ner bestimmten Bildaufnahmezeit zu erreichende Bildqualität betreffende bildbezogene Optimierungsvorgabe und/oder eine wenigstens ein für die Bildaufnahme erforderliches Instrument und/oder die Belastung eines Patienten betreffende aufnähme- technikbezogene Optimierungsvorgabe berücksichtigt werden. Es wird also festgelegt, dass beispielsweise in einer vorgegebenen Aufnahmezeit eine bestimmte Bildqualität des aufzunehmenden Bildes bzw. der aufzunehmenden Bilder sichergestellt wer- den soll. Daneben kann eine Vorgabe ein für die Bildaufnahme erforderliches Instrument wie den Hochfrequenzverstärker oder dergleichen bzw. die Belastung eines Patienten (besonders die spezifische Absorptionsrate und deren Grenzwerte) betreffen. Diese Optimierungsvorgaben erfordern teilweise gegenläufige Maßnahmen, so dass diese, wenn sie berücksichtigt werden sollen, nicht alle innerhalb der gesamten Messsequenz gleich gut erfüllt werden können. Gleichwohl werden mehrere Optimierungsvorgaben dieser Art berücksichtigt, was dazu führt, dass, um ein gewünschtes Bild ohne zu hohe Belastung für die Instrumente bzw. dem Patienten aufzunehmen, die Optimierungsvorgaben mit unterschiedlichen Gewichten für die Datenaufnahme herangezogen werden müssen bzw. diese Gewichte innerhalb der Messsequenz verändert werden müssen, so dass letztlich unterschiedliche optimale Pulsarten bestimmt werden.As at least one optimization specification, an image-related optimization specification relating to an image quality to be achieved in a certain image acquisition time and / or an instrument that concerns at least one instrument required for image acquisition and / or a patient's exposure can be selected. Technically-related optimization specification are taken into account. It is thus stipulated that, for example, in a given recording time, a specific image quality of the image to be recorded or of the images to be recorded is to be ensured. In addition, a specification may concern an instrument required for image acquisition, such as the high-frequency amplifier or the like, or the load of a patient (in particular the specific absorption rate and its limit values). These optimization requirements sometimes require counter-measures so that, if they are to be taken into account, they can not all be equally satisfied within the entire measurement sequence. Nevertheless, several optimization specifications of this kind are taken into account, which means that in order to acquire a desired image without too much stress for the instruments or the patient, the optimization specifications with different weights have to be used for data acquisition or these weights are changed within the measurement sequence must be so that ultimately different optimal pulse types are determined.
Die Pulse der Hochfrequenzpulsfolge werden also, da diese mehreren unterschiedlichen Optimierungsvorgaben mit ihren konträren Anforderungen an die Pulsform berücksichtigt werden, innerhalb einer einzigen Messsequenz verändert, um eine optimale Aufnahme zu erhalten.The pulses of the radio-frequency pulse sequence are therefore, since these several different optimization specifications are taken into account with their conflicting requirements for the pulse shape, changed within a single measurement sequence in order to obtain an optimal recording.
Erfindungsgemäß können als wenigstens eine aufnahmetechnikbe- zogene Optimierungsvorgabe wenigstens ein Grenzwert für eine spezifische Absorptionsrate für einen Patienten und/oder technische Daten wenigstens eines Hochfrequenzverstärkers, insbesondere wenigstens ein, gegebenenfalls auf bestimmte Zeitkonstanten bezogener, Leistungswert und/oder wenigstens ein Dutycyclewert und/oder ein die Belastung wenigstens einer Endstufe betreffender Wert, und/oder wenigstens eine Vorgabe zum Schutz wenigstens eines Bauteils der Magnetresonanztomographieeinrichtung und/oder als bildbezogene Optimierungsvorgabe wenigstens ein aufzunehmendes Schichtprofil, insbesondere die Schärfe und/oder Bildqualität und/oder Lage benachbar- ter Schichten, und/oder eine zeitliche Abfolge einer Anregung benachbarter Schichten und/oder eine Vermeidung von Bildartefakten berücksichtigt werden.According to the invention, at least one limit value for a specific absorption rate for a patient and / or technical data of at least one high-frequency amplifier, in particular at least one power value and / or at least one duty cycle value and / or technical data of at least one radio frequency amplifier, optionally at specific time constants, can be provided as at least one optimization-related optimization specification At least one input for protecting at least one component of the magnetic resonance tomography device and / or as image-related optimization target at least one slice layer to be recorded, in particular the sharpness and / or image quality and / or position adjacent ter layers, and / or a temporal sequence of excitation of adjacent layers and / or avoiding image artifacts are taken into account.
Die Grenzen der spezifischen Absorptionsrate bestimmen die Belastung aufgrund des Wärmeeintrags durch die Hochfrequenzpulse für den Patienten. Die Spitzenleistung der Hochfrequenzpulse ist durch Grenzen der entsprechenden Hardware, also der Instrumente wie des Hochfrequenzverstärkers, sowie Komponentenschutzvorgaben beschränkt. Daneben existierenThe limits of the specific absorption rate determine the stress due to the heat input by the radio-frequency pulses for the patient. The peak power of the high-frequency pulses is limited by limits of the corresponding hardware, ie the instruments such as the high-frequency amplifier, as well as component protection specifications. Besides exist
Grenzen für die Erwärmung von Gewebe, die die Leistung, die im Mittel über lange Zeitkonstanten durch die Hochfrequenzstrahlung eingebracht werden kann, begrenzen. Dutycycle- begrenzungen können nach unterschiedlichen Modellen berechnet werden, die bauartbedingte Grenzen der Hochfrequenzkomponenten berücksichtigen. Des Weiteren sind die Schichtdicke für eine Magnetresonanzaufnahme und die gewünschte Artefaktfreiheit (z. B. in Bezug auf Chemical-Shift-Artefakte) als mögliche Vorgabe zu berücksichtigen, ebenso wie ein gewünschtes Schichtprofil, das durch die Bildqualität und Lage benachbarter Schichten bestimmt ist.Limits for the heating of tissue, which limit the power that can be introduced on average over long time constants by the high-frequency radiation. Duty cycle limitations can be calculated according to different models that take into account design limits of high frequency components. Furthermore, the layer thickness for magnetic resonance imaging and the desired freedom from artifacts (eg with regard to chemical shift artifacts) should be taken into account as a possible default, as well as a desired layer profile, which is determined by the image quality and position of adjacent layers.
Innerhalb einer Messung tragen die Hochfrequenzpulse, insbesondere die Anregungspulse, sehr unterschiedlich zur Bilder- zeugung bei, so dass die (aktuell) optimale Wahl der Pulsparameter innerhalb der Messsequenz, also für bestimmte Abschnitte der Messdatenaufnahme bzw. des aufzunehmenden Bereichs, unterschiedlich ausfallen wird. Auch durch die zeitliche Abfolge der Anregung benachbarter Schichten können, so- fern diese berücksichtigt wird, Optimierungsmöglichkeiten entstehen, falls innerhalb der Messsequenz das Schichtprofil variiert wird.Within one measurement, the high-frequency pulses, in particular the excitation pulses, contribute very differently to the image generation, so that the (currently) optimum choice of the pulse parameters will be different within the measurement sequence, ie for certain sections of the measurement data acquisition or the region to be recorded. The time sequence of the excitation of adjacent layers, if taken into account, can also lead to optimization possibilities if the layer profile is varied within the measurement sequence.
Wenigstens eine Optimierungsvorgabe kann gewichtet berück- sichtigt werden. Durch eine Gewichtung der Optimierungsvorgaben wird, insbesondere in dem Fall, dass sehr unterschiedliche und eine Vielzahl von Optimierungsvorgaben berücksichtigt werden, deren Bedeutung für die Variation bzw. Veränderung der Pulse innerhalb der Pulsfolge wiedergegeben. So gibt es beispielsweise Vorgaben, deren Erfüllung (zumindest in bestimmten Aufnahmebereichen) weniger wichtig ist, während andere Vorgaben, beispielsweise die Einhaltung der Grenzwerte bei der Belastung des Patienten durch den hochfrequenzbedingten Wärmeeintrag, unbedingt eingehalten werden müssen. Dementsprechend wird die Pulsform durch die vorgenommene Gewichtung nur so verändert, dass die wichtigen Parameter bzw. Vorgaben vorrangig eingehalten werden, während die mit einem ge- ringeren Gewicht einfließenden Vorgaben nachrangig berücksichtigt werden. Dabei ist für den hochfrequenzbedingten Wärmeeintrag im Unterschied zum Dosiseintrag bei Röntgenstrahlung nicht der instantane Wert entscheidend, sondern es kommt vielmehr auf den zeitlichen Mittelungswert an, wobei typi- scherweise ein Mittelungswert über einen Zeitraum von sechs Minuten betrachtet wird.At least one optimization target can be taken into account weighted. By weighting the optimization specifications, especially in the case that very different and a large number of optimization specifications are taken into account, their significance for the variation or change the pulses reproduced within the pulse sequence. For example, there are specifications whose fulfillment (at least in certain reception areas) is less important, while other requirements, for example compliance with the limit values for the patient's exposure to high-frequency heat input, must be strictly adhered to. Accordingly, the pulse shape is only changed by the weighting so that the important parameters or specifications are respected as a priority, while the lower-input specifications are taken into account subordinate. In contrast to the dose entry in the case of X-ray radiation, the instantaneous value is not decisive for the high-frequency-induced heat input, but the temporal averaging value is important, with an average value over a period of six minutes typically being considered.
Insbesondere kann die Gewichtung innerhalb der Pulsfolge, insbesondere von Puls zu Puls, verändert werden. In diesem Fall wird für jeden einzelnen Puls erneut eine Berechnung der unter Berücksichtigung bzw. in Abhängigkeit von den Vorgaben optimalen Pulsform durchgeführt, so dass der aktuell tatsächlich optimale Puls für die Anregung der Kernspins bzw. die Refokussierung verwendet werden kann. Die Gewichtung kann a- ber auch innerhalb der Pulsfolge nur für bestimmte Blöcke von Pulsen, beispielsweise im Randbereich der Aufnahme, verändert werden. In diesem Fall wird nicht jedes Mal die optimale Pulsform bzw. -dauer und/oder -amplitude neu berechnet, sondern die Gewichtung der Optimierungsvorgaben bleibt für be- stimmte Blöcke oder Bereiche der Folge gleich, so dass entsprechend bei sonst gleichen Optimierungsvorgaben eine identische Pulsform für diesen Aufnahmebereich bestimmt wird.In particular, the weighting within the pulse sequence, in particular from pulse to pulse, can be changed. In this case, for each individual pulse, a calculation of the optimal pulse shape taking into account or in dependence on the specifications is carried out again, so that the currently actually optimal pulse for the excitation of the nuclear spins or the refocusing can be used. The weighting can, however, also be changed within the pulse sequence only for specific blocks of pulses, for example in the edge region of the recording. In this case, the optimal pulse shape or duration and / or amplitude is not recalculated each time, but the weighting of the optimization specifications remains the same for certain blocks or regions of the sequence, so that, given otherwise identical optimization specifications, an identical pulse shape for this recording area is determined.
Wenigstens eine Optimierungsvorgabe kann, insbesondere durch Gewichtung, in Abhängigkeit der Position wenigstens einesAt least one optimization specification can, in particular by weighting, depending on the position of at least one
Empfangssignals im k-Raum berücksichtigt werden. Zweckmäßigerweise wird also die Optimierungsvorgabe für unterschiedliche Bereiche im k-Raum verändert bzw. erfährt für verschiede- ne Bereiche im k-Raum eine unterschiedliche Gewichtung. Dem liegt zu Grunde, dass die Position der Empfangssignale im k- Raum sich auf die Schärfe, den Kontrast und das Signal- Rausch-Verhältnis der aufzunehmenden Bilder auswirkt. Da bei- spielsweise die Dauer eines Anregungspulses die Schärfe des erzielbaren Schichtprofils beeinflusst, wobei einerseits ein scharfes Schichtprofil wünschenswert ist, andererseits lange Hochfrequenzpulse zu einer hohen thermischen Belastung der Endstufen der Hochfrequenzverstärker führen, ist es zweckmä- ßig, nur für die Zeilen im Zentrum des k-Raums lange Hochfrequenzanregungspulse zu verwenden und für die äußeren Zeilen ein weniger gutes Schichtprofil zu Gunsten einer reduzierten Belastung des Hochfrequenz-Verstärkers zu wählen. Die entsprechenden veränderlichen Gewichtungen bzw. eine Änderung der Optimierungsvorgaben als solche können in einem Speicherbereich der Steuerungseinrichtung oder einer anderen Recheneinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung abgelegt sein, insbesondere zum Zugriff für ein Programmmittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Receiving signal in k-space are taken into account. Expediently, therefore, the optimization specification for different regions in k-space is changed or undergoes various modifications. ne areas in k-space have a different weighting. This is due to the fact that the position of the received signals in k-space affects the sharpness, the contrast and the signal-to-noise ratio of the pictures to be recorded. Since, for example, the duration of an excitation pulse influences the sharpness of the achievable layer profile, on the one hand a sharp layer profile is desirable, on the other hand long radio-frequency pulses lead to a high thermal load of the output stages of the high-frequency amplifier, it is expedient only for the lines in the center of To use k-space long RF excitation pulses and to choose a less good layer profile for the outer lines in favor of a reduced load of the high-frequency amplifier. The corresponding variable weights or a change in the optimization specifications as such may be stored in a memory area of the control device or another computing device of the magnetic resonance device, in particular for accessing a program means for carrying out the method according to the invention.
Des Weiteren kann eine Pulsenveloppe berücksichtigt werden, also eine Einhüllende für die Pulse der Pulsfolge. Diese gibt dann beispielsweise an, welche Leistung in einer bestimmten Zeit aufgebracht wird. Vorgaben für die Enveloppe bzw. Hüll- kurve können ebenfalls in die Gewichtung der Optimierungsvorgaben einfließen bzw. als und im Rahmen einer Optimierungsvorgabe Berücksichtigung finden. Daneben ist es denkbar, dass die Optimierungsvorgaben in Abhängigkeit von weiteren Bedingungen für die Aufnahme der Messsequenz verändert bzw. ge- wichtet werden. Es können also noch weitere hier nicht genannte Optimierungspotentiale in die Berücksichtigung der Optimierungsvorgaben einfließen.Furthermore, a pulse envelope can be taken into account, ie an envelope for the pulses of the pulse train. This then indicates, for example, which power is applied in a certain time. Specifications for the envelope or envelope curve can also be included in the weighting of the optimization specifications or be taken into account as and within the scope of an optimization specification. In addition, it is conceivable that the optimization specifications are changed or weighted depending on further conditions for the recording of the measurement sequence. Thus, further optimization potentials not mentioned here can be included in the consideration of the optimization specifications.
Erfindungsgemäß können die Pulse zumindest teilweise hin- sichtlich der Dauer und/oder Form und/oder Amplitude alsAccording to the invention, the pulses may be at least partially in terms of duration and / or shape and / or amplitude as
Pulsparameter variiert werden. Bestimmte Pulse oder bestimmte Gruppen von Pulsen können also lediglich hinsichtlich ihrer Dauer von den übrigen Pulsen abweichen. Andererseits liegt es ebenso im Rahmen der Erfindung, wenn die Pulse hinsichtlich ihrer Form und/oder Amplitude und gegebenenfalls zusätzlich der Dauer variiert werden. Dabei können manche Pulse selbstverständlich auch gegenüber einer initialen Pulsform oder Grundform unverändert bleiben. In bestimmten Bereichen können alle Pulsparameter, die die Pulse der Pulsfolge bestimmen, also sowohl die Dauer als auch die Form und Amplitude, verändert werden. Die Dauer eines Anregungspulses beeinflusst beispielsweise die Schärfe des erzielbaren Schichtprofils. Ein scharfes Schichtprofil ist aus Gründen der Bildqualität als Optimierungsvorgabe wünschenswert, andererseits führen aber lange Hochfrequenzpulse zu einer hohen thermischen Belastung der Endstufen von Hochfrequenzverstärkern. Dementsprechend kann eine Variation der Pulse gemäß der Erfindung so ausse- hen, dass nur für die Zeilen im Zentrum des k-Raums langePulse parameters are varied. Certain pulses or certain groups of pulses can therefore only deviate from the other pulses in terms of their duration. On the other hand it lies also in the context of the invention, when the pulses are varied in terms of their shape and / or amplitude and optionally additionally the duration. Of course, some pulses may remain unchanged even with respect to an initial pulse shape or basic shape. In certain areas, all the pulse parameters that determine the pulses of the pulse train, ie both the duration and the shape and amplitude, can be changed. The duration of an excitation pulse influences, for example, the sharpness of the achievable slice profile. A sharp layer profile is desirable for reasons of image quality as an optimization specification, but on the other hand long radio-frequency pulses lead to a high thermal load on the output stages of high-frequency amplifiers. Accordingly, a variation of the pulses according to the invention may look so long that only for the lines in the center of the k-space
Hochfrequenzanregungspulse verwendet werden, während für die äußeren Zeilen ein weniger gutes Schichtprofil zugunsten einer reduzierten Belastung des Hochfrequenzverstärkers gewählt wird. Die Spitzenleistung der Hochfrequenzpulse und deren Bandbreite können ebenfalls variiert werden. Vorteilhafterweise ermöglicht ein entsprechendes Programmmittel, das die Veränderung der Pulse regelt bzw. steuert, eine Veränderung in allen Pulsparametern, um so optimale Pulsformen, -dauern und -amplituden zu erhalten.High frequency excitation pulses are used, while for the outer lines a less good layer profile is chosen in favor of a reduced load of the high frequency amplifier. The peak power of the radio frequency pulses and their bandwidth can also be varied. Advantageously, a corresponding program means that regulates or controls the change in the pulses, a change in all pulse parameters, so as to obtain optimal pulse shapes, durations and amplitudes.
Erfindungsgemäß können die Pulse zumindest teilweise hinsichtlich der Dauer derart variiert werden, dass in einem zentralen Bereich des k-Raums längere Pulse als im übrigen Bereich verwendet werden und/oder Anregungspulse in wenigs- tens einem dezentralen Bereich weggelassen werden. Es kann also in bestimmten dezentralen Bereichen auf lange Pulse für die Anregung der Kernspins verzichtet werden, während es aus Gründen der erforderlichen Bildqualität Sinn macht, im zentralen Bereich des k-Raums längere Pulse zu verwenden. Un- scharfe Schichtprofile können in äußeren k-Raum-Zeilen durchaus toleriert werden, wobei Artefakte in räumlich benachbarten Schichten vermieden werden können, indem diese Nachbarschichten bei der nächsten Anregung ausgelassen werden. Ein derartiges Weglassen von Anregungen ist im Rahmen partieller Fourier-Techniken insbesondere in den äußeren Zeilen des k- Raums möglich.According to the invention, the pulses may be at least partially varied in duration such that longer pulses are used in a central region of the k-space than in the remaining region and / or excitation pulses are omitted in at least one decentralized region. Thus, in certain decentralized areas it is possible to dispense with long pulses for the excitation of the nuclear spins, while it makes sense for reasons of the required image quality to use longer pulses in the central area of the k-space. Non-sharp layer profiles can certainly be tolerated in outer k-space lines, whereby artefacts in spatially adjacent layers can be avoided by omitting these neighboring layers at the next excitation. One Such omission of excitations is possible in the context of partial Fourier techniques, in particular in the outer lines of k-space.
Zur Berücksichtigung der Optimierungsvorgaben kann ein Raum kompatibler Pulsparameter definiert werden. Die Spitzenleistung der Hochfrequenzpulse wird beispielsweise durch Grenzen der Hardware und durch den Komponentenschutz für die Bestandteile der Magnetresonanzeinrichtung bestimmt, die Bandbreite der Pulse durch die Schichtdicke und eine gewünschte Chemi- cal-Shift-Artefaktfreiheit . Ein erwünschtes Schichtprofil ist durch die Bildqualität und Lage der benachbarten Schichten bestimmt. Die Leistung im Mittel über längere Zeitkonstanten ist durch die Grenzen für die Erwärmung von Gewebe vorgege- ben, während Dutycyclebegrenzungen nach unterschiedlichen Modellen gemessen werden können und bauartbedingte Grenzen der Hochfrequenzkomponenten darstellen .To accommodate the optimization specifications, a space of compatible pulse parameters can be defined. The peak power of the radio-frequency pulses is determined, for example, by limiting the hardware and the component protection for the components of the magnetic resonance device, the bandwidth of the pulses through the layer thickness and a desired chemical shift artifact freedom. A desired layer profile is determined by the image quality and location of the adjacent layers. The average power over longer time constants is dictated by the limits to tissue warming, whereas duty cycle limitations can be measured by different models and represent design limitations of high frequency components.
Vorteilhafterweise können die Pulse wenigstens einer Hochfre- quenzpulsfolge zumindest teilweise unter Berücksichtigung und/oder zusammen mit wenigstens einem zugehörigen Schichtselektionsgradienten variiert werden. Es werden also die sogenannten „building blocks", also Einheiten, die aus der Hochfrequenzpulsfolge und den zugehörigen Gradienten gebildet werden, variiert. Dies bedeutet, dass nicht nur der einzelne Puls, sondern gegebenenfalls ebenfalls der zugehörige Gradient variiert werden. Grundlage hierfür ist wie erwähnt, dass die Signale des Hochfrequenzfeldes und des Gradientenfeldes als eine Einheit betrachtet werden, die als solche zu verändern ist, damit sich im Ergebnis das gewünschte Bild unter Berücksichtigung der aufnahmetechnischen Vorgaben ergibt.Advantageously, the pulses of at least one high-frequency pulse sequence can be varied at least partially taking into account and / or together with at least one associated slice selection gradient. In other words, the so-called "building blocks", that is to say units which are formed from the radio-frequency pulse sequence and the associated gradients, are varied, which means that not only the individual pulse but also, if appropriate, the associated gradient are varied in that the signals of the radio-frequency field and of the gradient field are regarded as a unit which is to be changed as such, so that the result is the desired image taking into account the recording specifications.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Pulse wenigstens einer Hochfrequenzpulsfolge zur Anregung der Kerns- pins oder zur Refokussierung variiert werden. Es ist also möglich, dass die Pulse von Anregungspulsfolgen variiert werden. Ebenso können jedoch Refokussierungspulsfolgen für die Messsequenz im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verän- derte Pulse aufweisen. Entscheidend ist also lediglich, dass in einer Messsequenz einzelne Pulse einer Hochfrequenzpulsfolge, die für die Bildaufnahme genutzt wird, in Abhängigkeit von mehreren Optimierungsvorgaben verändert werden.According to the method according to the invention, the pulses of at least one radio-frequency pulse sequence for excitation of the core pins or for refocusing can be varied. It is thus possible for the pulses to be varied by excitation pulse trains. Likewise, however, refocusing pulse sequences for the measuring sequence may vary within the scope of the method according to the invention. have derte pulses. The decisive factor is therefore that in a measurement sequence individual pulses of a radio-frequency pulse sequence, which is used for image acquisition, are changed as a function of a plurality of optimization specifications.
Der Weiteren können die Pulse mittels einer Steuerungseinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung variiert werden, insbesondere unter Verwendung einer Optimierungssoftware. Die Optimierungssoftware kann hierzu auf abgespeicherte Daten wie Optimierungsvorgaben oder mögliche Pulsformen und dergleichen zurückgreifen. Zweckmäßigerweise werden hierzu Datenbanken verwendet, in denen die unterschiedlichen Daten beispielsweise in Abhängigkeit von einer gewählten Messsequenz für die Aufnahme abgelegt sind. Die Optimierungssoftware kann dabei ein einzelnes Programm aber auch ein Paket von Programmen sein .Furthermore, the pulses can be varied by means of a control device of the magnetic resonance device, in particular using optimization software. For this purpose, the optimization software can resort to stored data such as optimization specifications or possible pulse shapes and the like. Expediently, databases for this purpose are used in which the different data are stored, for example, as a function of a selected measurement sequence for the recording. The optimization software can be a single program or a package of programs.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Magnetresonanztomographieeinrichtung, die zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend geschildert ausgebildet ist. Diese Magnetresonanztomographieeinrichtung weist also einen Magnetresonanzscanner mit einer zugehörigen Steuerungseinrichtung bzw. Recheneinrichtung auf, mit deren Hilfe der Aufnahmebetrieb gesteuert wird, also beispielsweise eine Messsequenz bzw. ge- eignete Protokolle ausgewählt werden, woraufhin die Datenaufnahme erfolgt. Dabei werden die Hochfrequenzpulse, die für die Messdatenaufnahme erforderlich sind, seitens eines Programmmittels der Steuerungseinrichtung bzw. der Recheneinrichtung der Magnetresonanztomographieeinrichtung wie vorste- hend geschildert verändert.Moreover, the invention relates to a magnetic resonance tomography device, which is designed to carry out a method as described above. Thus, this magnetic resonance tomography device has a magnetic resonance scanner with an associated control device or computing device with the aid of which the recording mode is controlled, that is to say, for example, a measuring sequence or suitable protocols are selected, whereupon the data is recorded. In this case, the radio-frequency pulses which are required for the measurement data recording are changed by a program means of the control device or of the computing device of the magnetic resonance tomography device as described above.
Hierzu kann auf Datenbanken mit Optimierungsvorgaben und weiteren Daten zur Veränderung der Pulse zurückgegriffen werden. Konträre Optimierungsparameter können von Puls zu Puls bzw. in bestimmten Bereichen der Pulsfolge unterschiedlich gewich- tet werden, insbesondere unter Berücksichtigung der Positionen der gemessenen Empfangssignale im sogenannten k-Raum, die hierzu der Steuerungseinrichtung zugeleitet bzw. von dieser bestimmt werden, um dann in die Berechnung der geeigneten Pulssignale einzufließen.For this purpose, databases with optimization specifications and further data for changing the pulses can be used. Contrary optimization parameters can be weighted differently from pulse to pulse or in certain ranges of the pulse sequence, in particular taking into account the positions of the measured received signals in the so-called k-space, which are fed to the control device or from this are determined to then flow into the calculation of the appropriate pulse signals.
Damit kann mit der Magnetresonanztomographieeinrichtung ein optimales Bild unter Einhaltung der Vorgaben für die Instrumente bzw. die Belastung des Patienten und dergleichen erhalten werden. Dabei können auch weitere Optimierungsvorgaben berücksichtigt werden, die vorstehend nicht ausdrücklich genannt wurden.This can be obtained with the magnetic resonance imaging device an optimal image in compliance with the specifications for the instruments or the burden on the patient and the like. In this case, further optimization specifications can be taken into account, which were not explicitly mentioned above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following embodiments and from the drawings. Showing:
Fig. 1 eine Skizze zur Aufnahme einer Magnetresonanz- tomographiemesssequenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung gemäß der Erfindung,1 shows a sketch for recording a magnetic resonance tomography measuring sequence with a magnetic resonance tomography device according to the invention,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung zu einer erfindungsgemäßen Variation von Pulsen,2 is a schematic diagram of a variation of pulses according to the invention,
Fig. 3 eine Skizze eines „building blocks" aus einem Hochfrequenzpuls und den zugeordneten Gradien- ten und3 shows a sketch of a "building block" from a high-frequency pulse and the associated gradients and
Fig. 4 und 5 Prinzipskizzen zur gemeinsamen Änderung eines Hochfrequenzpulses und eines Schichtselektionsgradienten im Rahmen eines erfindungsgemä- ßen Verfahrens.FIGS. 4 and 5 are schematic diagrams for mutually changing a radio-frequency pulse and a slice selection gradient within the scope of a method according to the invention.
In der Fig. 1 ist eine Skizze zur Aufnahme einer Magnetreso- nanztomographiemesssequenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung 1 gezeigt. Die erfindungsgemäße Magnetreso- nanztomographieeinrichtung 1 verfügt über eine Magnetresonanztomographieröhre 2 mit einem zugehörigen Patiententisch 3, auf der sich für die Aufnahme einer Messsequenz ein hier nicht dargestellter Patient befindet. Des Weiteren verfügt die Magnetresonanztomographieeinrichtung 1 über eine Steuerungseinrichtung 4, der ein Bildschirm 5 zugeordnet ist, mit dem Bedienereingaben sowie eine Anzeige von Ergebnissen für einen Bediener möglich sind.FIG. 1 shows a sketch for recording a magnetic resonance tomography measuring sequence with a magnetic resonance tomography device 1. The magnetic resonance tomography device 1 according to the invention has a magnetic resonance tomography tube 2 with an associated patient table 3, on which a patient, not shown here, is located to record a measurement sequence. Furthermore it has the magnetic resonance tomography device 1 via a control device 4, which is associated with a screen 5, with the operator inputs and a display of results for an operator are possible.
Auf der Steuerungseinrichtung 4 ist ein Programmmittel bzw. eine Software abgelegt, mit dem bzw. der die Steuerung des Aufnahmebetriebs, insbesondere auch der hier nicht im Einzelnen dargestellten Geräte zur Erzeugung von Hochfrequenzfel- dern, möglich ist. Hierzu werden in der Software unter Berücksichtigung von mehreren Optimierungsvorgaben, die bildbezogen bzw. aufnahmtechnikbezogen sind, die geeigneten optimierten Pulse, insbesondere als variierte Pulse, für die Hochfrequenzpulsfolge zur Datenaufnahme bestimmt. Hierzu greift das Programmmittel der Steuerungseinrichtung 4 auf entsprechende Daten in einem Speicherbereich wie einer Datenbank oder dergleichen zu, die Optimierungsvorgaben und deren Gewichtung, insbesondere unter Berücksichtigung der k-Raum- Lage bzw. von Hüllkurven für die Pulsfolge, betreffen.On the control device 4, a program means or software is stored, with the or the control of the recording operation, in particular also the not shown here in detail devices for the production of Hochfrequenzfel- countries, is possible. For this purpose, in the software, taking into account several optimization specifications which are image-related or recording technology-related, the suitable optimized pulses, in particular as varied pulses, are determined for the radio-frequency pulse sequence for data acquisition. For this purpose, the program means of the control device 4 accesses corresponding data in a memory area such as a database or the like, the optimization specifications and their weighting, especially taking into account the k-space position or envelopes for the pulse sequence concern.
Die Steuerungseinrichtung 4 greift also, wie hier durch den gebogenen Pfeil 6 angedeutet ist, auf unterschiedliche bildbezogene Optimierungsvorgaben 7 bzw. aufnahmetechnikbezogene Optimierungsvorgaben 8, also beispielsweise instrumenteile Beschränkungen und Bedingungen, zu. Dass die einzelnen Bereiche der bildbezogenen Optimierungsvorgaben 7 bzw. der aufnah- metechnikbezogenen Optimierungsvorgaben 8 als Gruppen von Optimierungsvorgaben jeweils eine Mehrzahl bzw. Vielzahl einzelner Vorgaben umfassen können, wird hier durch die Pfeile 9 bzw. 10 angedeutet.The control device 4 thus accesses, as indicated here by the curved arrow 6, to different image-related optimization specifications 7 or recording technology-related optimization specifications 8, that is, for example, instrumental restrictions and conditions. The fact that the individual areas of the image-related optimization specifications 7 or the recording-technology-related optimization specifications 8 can comprise a plurality or a plurality of individual specifications as groups of optimization specifications is indicated here by the arrows 9 and 10, respectively.
Die bildbezogenen bzw. aufnahmetechnikbezogenen Optimierungsvorgaben 7, 8 fließen schließlich in die Variation der Pulse der Hochfrequenzpulsfolge gemäß dem Kästchen 11 ein, um so ein optimiertes Bild unter Einhaltung der instrumenteilen Beschränkungen bzw. der Vorgaben für einen zulässigen Wärmeeintrag für den Patienten zu erreichen. Dies bedeutet, dass die einzelnen Pulse 12 einer Pulsfolge 13 beispielsweise zur Anregung der Kernspins nicht mehr wie bisher üblich zwangsläufig für die gesamte Messsequenz bei der Aufnahme von Magnetresonanzdaten mittels der Magnetresonanz- tomographieeinrichtung 1 konstant sind, sondern unter Berücksichtigung der bildbezogenen bzw. aufnahmetechnikbezogenen Optimierungsvorgaben 7, 8 gegebenenfalls variiert werden, wozu diese Optimierungsvorgaben gewichtet, insbesondere in Abhängigkeit der Lage eines Empfangssignals im k-Raum gewich- tet, berücksichtigt werden. Damit ist eine bezüglich der applizierten Pulse flexiblere und dementsprechend bessere Bildaufnahme möglich.Finally, the image-related or acquisition-related optimization specifications 7, 8 flow into the variation of the pulses of the radio-frequency pulse sequence according to box 11 in order to achieve an optimized image while maintaining the instrumental restrictions or the specifications for a permissible heat input for the patient. This means that the individual pulses 12 of a pulse sequence 13, for example for exciting the nuclear spins, are no longer necessarily constant for the entire measurement sequence in the acquisition of magnetic resonance data by means of the magnetic resonance tomography device 1, but taking into account the image-related or acquisition-related optimization specifications 7 If necessary, these optimization specifications are weighted, taking into account in particular the position of a received signal in k-space. For a more flexible and therefore better image acquisition is possible with respect to the applied pulses.
Die Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsge- mäßen Variation von Pulsen, wobei zunächst auf der rechten Seite eine Darstellung 14 aufgenommener Magnetresonanzdaten im Ortsraum angedeutet ist, die ein Untersuchungsobjekt 15 zeigt. Durch eine Fouriertransformation, hier durch eine sogenannte Fast-Fourier-Transformation, wird, wie durch den Pfeil 16 angedeutet ist, der Übergang in eine k-Raum-FIG. 2 shows a schematic representation of a variation of pulses according to the invention, wherein initially on the right side a representation 14 of recorded magnetic resonance data in the positional space is indicated, which shows an examination object 15. By a Fourier transformation, here by a so-called fast Fourier transformation, as indicated by the arrow 16, the transition into a k-space
Darstellung erreicht. Im vorliegenden Fall werden im k-Raum unterschiedliche Bereiche 17, 18 und 19 unterschieden, wobei der Bereich 18 den zentralen Bereich des k-Raums bildet, während die Bereiche 17 und 19 die äußeren Abschnitte des k- Raums bezeichnen.Presentation achieved. In the present case, different regions 17, 18 and 19 are distinguished in k-space, with region 18 forming the central region of k-space, while regions 17 and 19 designating the outer regions of k-space.
Bei der Aufnahme gemäß der Darstellung 14 handelt es sich hier um eine zweidimensionale Aufnahme, bei der dementsprechend der im Bild waagerechte Bereich die x-Richtung wieder- gibt, während der senkrechte Bereich die y-Richtung angibt.In the photograph according to representation 14, this is a two-dimensional image in which, accordingly, the horizontal region in the image reproduces the x-direction, while the vertical region indicates the y-direction.
Zur Bestimmung der Form, Dauer und Amplitude der Pulse der Hochfrequenzpulsfolge für die Erstellung der Bildaufnahme gemäß der Darstellung 14 mit der zu Grunde liegenden Magnetre- sonanztomographieeinrichtung werden die verschiedenen Optimierungsvorgaben gewichtet berücksichtigt, wobei die Gewichtung derart erfolgt, dass im Zentrum des k-Raums, also im Bereich 18, die Bildqualität eine höhere Gewichtung erfährt, während in den Bereichen 17 und 19 die Bildqualität mit einer niedrigeren Gewichtung zu Gunsten der Schonung der Instrumente bzw. der Reduzierung der Hochfrequenzbelastung bzw. des Wärmeeintrags für den Patienten einfließt. Daraus ergeben sich unterschiedliche (jeweils für einen Bereich 17, 18, 19 optimale) Hochfrequenzpulse 20, 21 und 22, wobei die hier dargestellten Pulsformen lediglich beispielhaft zu verstehen sind, ebenso wie die Pulsformen der vorangehenden Figur 1.In order to determine the shape, duration and amplitude of the pulses of the radio-frequency pulse sequence for the production of the image recording as shown in illustration 14 with the underlying magnetic resonance tomography device, the various optimization specifications are taken into account in a weighted manner such that in the center of the k-space, So in the area 18, the image quality experiences a higher weighting, while in areas 17 and 19, the image quality with a lower weighting in favor of the conservation of the instruments or the reduction of the high-frequency load or the heat input for the patient flows. This results in different (in each case optimal for a range 17, 18, 19) high-frequency pulses 20, 21 and 22, wherein the pulse forms shown here are to be understood merely as examples, as well as the pulse forms of the preceding FIG.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Variierung der Pulse innerhalb einer Hochfrequenzpulsfolge im Rahmen einer einzigen Messsequenzaufnahme ebenso bei der Erstellung dreidimensionaler Aufnahmen möglich.Of course, the variation of the pulses according to the invention within a radio-frequency pulse sequence within the scope of a single measurement sequence recording is likewise possible when producing three-dimensional recordings.
Im dargestellten Fall wird der Puls 21 für den zentralen Bereich 18 ebenso wie die jeweiligen Pulse 20 und 22 in den dezentralen Bereichen 17 und 19 innerhalb dieser Bereiche 17, 18 und 19 jeweils konstant gehalten. Es ist aber ebenso denkbar, dass für eine verbesserte Optimierung noch zusätzliche Bereiche mit nochmals geänderten Pulsformen definiert werden bzw. in den einzelnen Bereichen 17, 18 und 19 noch zusätzliche weitere Pulsformen bzw. Veränderungen der Pulsformen verwendet bzw. vorgenommen werden.In the illustrated case, the pulse 21 for the central region 18 as well as the respective pulses 20 and 22 in the decentralized regions 17 and 19 are kept constant within these regions 17, 18 and 19, respectively. However, it is also conceivable that, for an improved optimization, additional regions are defined with again changed pulse shapes or additional, additional pulse shapes or changes in the pulse shapes are used or made in the individual regions 17, 18 and 19.
In der Fig. 3 ist eine Einheit aus einem Hochfrequenzpuls 23 und den zugeordneten Gradienten 24, 25 und 26 gezeigt, die zusammen einen sogenannten „building block" bilden. Selbstverständlich können gegebenenfalls andere Hochfrequenzpulse (insbesondere andere Formen) als der hier dargestellte Hoch- frequenzpuls 23 bzw. andere Gradienten als die dargestellten Gradienten 24, 25 und 26 verwendet werden. Der Hochfrequenzpuls 23 sowie die zugehörigen Gradienten 24, 25 und 26 bilden jeweils eine Einheit, die, wie im Folgenden dargelegt wird, zur Optimierung der Bildaufnahme gemeinsam bzw. aufeinander abgestimmt variiert werden sollte.3 shows a unit consisting of a radio-frequency pulse 23 and the associated gradients 24, 25 and 26 which together form a so-called "building block." Of course, other radio-frequency pulses (in particular other forms) may of course be used than the high-frequency pulse shown here 23 and / or other gradients are used as the illustrated gradients 24, 25 and 26. The radio-frequency pulse 23 and the associated gradients 24, 25 and 26 each form a unit which, as will be explained below, is common for optimizing the image acquisition should be varied.
In den Fig. 4 und 5 sind demgemäß Prinzipskizzen zur gemeinsamen Änderung eines Hochfrequenzpulses 27 und eines zugehö- rigen Schichtselektionsgradienten 28 im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dabei ist in der Fig. 4 eine initiale Form für den Hochfrequenzpuls 27 und den zugeordneten Schichtselektionsgradienten 28 dargestellt. Der Gradient 28 und der Hochfrequenzpuls 27 bilden einen „building block", der zur Optimierung des aufzunehmenden Bildes in Abhängigkeit von den vorliegenden Optimierungsvorgaben als Einheit zu variieren bzw. in die Berechnung einzubeziehen ist. Die weiteren Gradienten sind hier nicht dargestellt.Accordingly, schematic diagrams are shown in FIGS. 4 and 5 for mutually changing a high-frequency pulse 27 and an associated radio-frequency pulse. Rigen Schichtselektionsgradienten 28 shown in the context of a method according to the invention. An initial form for the radio-frequency pulse 27 and the associated slice selection gradient 28 is shown in FIG. 4. The gradient 28 and the high-frequency pulse 27 form a "building block" which, in order to optimize the image to be recorded, is to be varied as a unit or included in the calculation as a function of the present optimization specifications The further gradients are not shown here.
Die Fig. 5 zeigt schließlich den variierten Hochfrequenzpuls 29 mit dem zugehörigen ebenfalls variierten Schichtselektionsgradienten 30. Die Optimierungsvorgaben werden also nicht nur für die Variation des Hochfrequenzpulses 27 gemäß der Fig. 4 zur Pulsform des Hochfrequenzpulses 29 herangezogen, sondern dienen insgesamt der Optimierung der Einheit des Hochfrequenzpulses 27 mit dem zugeordneten Schichtselektionsgradienten 28.Finally, FIG. 5 shows the varied radio-frequency pulse 29 with the associated likewise varied slice selection gradient 30. The optimization specifications are thus not only used for the variation of the radio-frequency pulse 27 according to FIG. 4 for the pulse shape of the radio-frequency pulse 29, but serve overall for optimizing the unit of FIG Radio-frequency pulse 27 with the associated slice selection gradient 28.
So können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene Optimierungsvorgaben berücksichtigt, und es kann eine entsprechende Veränderung der Hochfrequenzpulse mit ihren zugeordneten Gradienten durchgeführt werden. Thus, in the context of the method according to the invention, different optimization specifications can be taken into account, and a corresponding change of the radio-frequency pulses with their associated gradients can be carried out.
Bezugs zeichenlisteReference sign list
1 Magnetresonanztomographieeinrichtung1 magnetic resonance imaging device
2 Magnetresonanztomographieröhre2 magnetic resonance imaging tube
3 Patiententisch3 patient table
4 Steuerungseinrichtung4 control device
5 Bildschirm5 screen
6 Pfeil6 arrow
7 bildbezogene Optimierungsvorgabe7 image-related optimization target
8 aufnähmetechnikbezogene Optimierungsvorgabe8 Aufnähmete related optimization target
9 Pfeil9 arrow
10 Pfeil10 arrow
11 Kästchen11 boxes
12 Puls12 pulse
13 Pulsfolge13 pulse train
14 Darstellung14 Presentation
15 UntersuchungsObjekt15 examination object
16 Pfeil16 arrow
17 Bereich17 area
18 Bereich18 area
19 Bereich19 area
20 Hochfrequenzpuls20 high frequency pulse
21 Hochfrequenzpuls21 high frequency pulse
22 Hochfrequenzpuls22 high frequency pulse
23 Hochfrequenzpuls23 high frequency pulse
24 Gradient24 gradient
25 Gradient25 gradient
26 Gradient26 gradient
27 Hochfrequenzpuls27 high frequency pulse
28 SchichtSelektionsgradient28 slice selection gradient
29 Hochfrequenzpuls29 high-frequency pulse
30 SchichtSelektionsgradient 30 slice selection gradient

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Aufnahme einer Magnetresonanztomographie- messsequenz mit einer Magnetresonanztomographieeinrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanztomographiemesssequenz mittels wenigstens einer Hochfrequenzpulsfolge (13) aufgenommen wird, deren Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) zumindest teilweise unter Berücksichtigung mehrerer, insbesondere wenigstens teilweise gegenläufiger, bildbezogener und/oder aufnahmetechnikbezoge- ner Optimierungsvorgaben (7, 8) variiert werden.1. A method for recording a magnetic resonance tomography measuring sequence with a magnetic resonance tomography device (1), characterized in that the magnetic resonance tomography measuring sequence is recorded by means of at least one radio-frequency pulse sequence (13) whose pulses (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) at least may be varied, taking into account a plurality of, in particular at least partially opposing, image-related and / or recording-technology-related optimization specifications (7, 8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens eine Optimierungsvorgabe (7, 8) eine eine in einer bestimmten Bildaufnahmezeit zu erreichende Bildqualität betreffende bildbezogene Optimierungsvorgabe (7) und/oder eine wenigstens ein für die Bildaufnahme erforderliches Instrument und/oder die Belastung eines Patienten betreffende aufnahmetechnikbezogene Optimierungsvorgabe (8) berücksichtigt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that at least one optimization specification (7, 8) relates to an image quality optimization target (7) to be achieved in a specific image acquisition time and / or at least one instrument required for image acquisition and / or Load-related optimization target (8).
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens eine aufnahmetechnikbezogene Optimierungsvorgabe (8) wenigstens ein Grenzwert für eine spezifische Absorptionsrate für einen Patienten und/oder technische Daten wenigstens eines Hochfrequenzverstärkers, insbesondere wenigstens ein, gegebenenfalls auf bestimmte Zeitkonstanten bezogener, Leistungswert und/oder wenigstens ein Dutycycle- wert und/oder ein die Belastung wenigstens einer Endstufe betreffender Wert, und/oder wenigstens eine Vorgabe zum Schutz wenigstens eines Bauteils der Magnetresonanztomographieeinrichtung (1) und/oder als bildbezogene Optimierungs- vorgäbe (7) wenigstens ein aufzunehmendes Schichtprofil, insbesondere die Schärfe und/oder Bildqualität und/oder Lage benachbarter Schichten, und/oder eine zeitliche Abfolge einer Anregung benachbarter Schichten und/oder eine Vermeidung von Bildartefakten berücksichtigt werden.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one limiting value for a specific absorption rate for a patient and / or technical data of at least one high-frequency amplifier, in particular at least one, possibly related to certain time constants, as at least one receiving technique-related optimization specification (8) Power value and / or at least one Dutycycle- value and / or the load of at least one output stage related value, and / or at least one default for protecting at least one component of the magnetic resonance tomography device (1) and / or as image-related optimization vorgäbe (7) at least one Sheath profile to be recorded, in particular the sharpness and / or image quality and / or position of adjacent layers, and / or a temporal sequence of a Excitation of adjacent layers and / or avoidance of image artifacts are taken into account.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Optimierungsvorgabe (7, 8) gewichtet berücksichtigt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one optimization target (7, 8) is taken into account weighted.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung innerhalb der Hochfrequenzpulsfolge (13), insbesondere von Puls (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) zu Puls (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29), verändert wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the weight within the high-frequency pulse train (13), in particular of pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) to pulse (12, 20, 21, 22, 23 , 27, 29) is changed.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Optimierungsvorgabe (7, 8), insbesondere durch Gewichtung, in Abhängigkeit der Position wenigstens eines Empfangssignals im k-Raum und/oder wenigstens einer der Hochfrequenzpulsfolge (13) zuordenbaren Hüllkurve, insbesondere einer zeitbezogenen Hüllkurve, berücksichtigt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one optimization target (7, 8), in particular by weighting, depending on the position of at least one received signal in k-space and / or at least one of the high-frequency pulse train (13) assignable envelope, in particular a time-related envelope, is taken into account.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) zumindest teilweise hinsichtlich der Dauer und/oder Form und/oder Amplitude als Pulsparameter variiert werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulses (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) are varied at least partially in terms of duration and / or shape and / or amplitude as pulse parameters.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) zumindest teilweise hinsichtlich der Dauer derart variiert werden, dass in einem zentralen Bereich (18) des k-Raums längere Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) als im übrigen Bereich (17, 19) ver- wendet werden und/oder Anregungspulse (12, 20, 21, 22, 23,8. The method according to claim 7, characterized in that the pulses (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) are at least partially varied in duration such that in a central region (18) of the k-space longer Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) than in the remaining area (17, 19) are used and / or excitation pulses (12, 20, 21, 22, 23,
27, 29) in wenigstens einem dezentralen Bereich (17, 19) weggelassen werden. 27, 29) in at least one decentralized area (17, 19) are omitted.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berücksichtigung der Optimierungsvorgaben (7, 8) ein Raum kompatibler Pulsparameter definiert wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for the consideration of the optimization specifications (7, 8) a space of compatible pulse parameters is defined.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulse wenigstens einer Hochfrequenzpulsfolge (13) zumindest teilweise unter Berücksichtigung und/oder zusammen mit wenigstens einem zugehörigen Schichtselektionsgradienten (28, 30) variiert werden.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulses of at least one radio-frequency pulse sequence (13) at least partially in consideration and / or together with at least one associated Schichtselektionsgradienten (28, 30) are varied.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) wenigstens einer11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that pulses (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) at least one
Hochfrequenzpulsfolge (13) zur Anregung der Kernspins oder zur Refokussierung variiert werden.High frequency pulse train (13) for exciting the nuclear spins or for refocusing can be varied.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulse (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) mittels einer Steuerungseinrichtung (4) der Magnetresonanzeinrichtung (1) variiert werden, insbesondere unter Verwendung einer Optimierungssoftware .12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulses (12, 20, 21, 22, 23, 27, 29) by means of a control device (4) of the magnetic resonance device (1) are varied, in particular using an optimization software.
13. Magnetresonanztomographieeinrichtung (1), ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche . 13. Magnetic resonance tomography device (1), designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
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