CN110907872A - 产生磁共振图像的方法、程序、数据载体和磁共振设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于产生目标对象的磁共振图像的方法和一种相应的磁共振设备。此外，本发明涉及一种相应的计算机程序、一种相应的数据载体信号和一种相应的计算机可读的数据载体。在所述方法中，借助于基于GRE序列或者RART序列的基准扫描记录基准数据组。此外，借助于基于非相位编码的EPI序列的相位校正扫描，记录校正数据组。借助于SMS序列记录测量数据组。从所述基准数据组中确定层特定的GRAPPA核并且通过层GRAPPA法借助于数据处理装置产生磁共振图像。借助于层特定的GRAPPA核使所述测量数据组的属于被成像的层中的不同层的数据彼此分开，并且借助于所述校正数据组校正奈奎斯特‑N/2‑重影伪影。

Description

产生磁共振图像的方法、程序、数据载体和磁共振设备
技术领域
本发明涉及一种用于产生目标对象的磁共振图像的方法和一种为此而设计的磁共振设备。本发明的其它方面是相应的计算机程序或者计算机程序产品、一种相应的数据载体信号和一种计算机可读的数据载体，在所述数据载体上存储有根据本发明的计算机程序或者计算机程序产品。
背景技术
磁共振成像在此期间是已创建的且众所周知的专业领域，在所述专业领域已知众多不同的用于数据采集和成像的方法。这种方法是平行成像(PI，英语是“parallelImaging”)。平行成像的已知技术是GRAPPA(英语：“Generalized AutocalibratingPartial Parallel Acquisition(广义自动校准部分并行采集)”)。在该方法中，仅记录数量减少的数据并且未被记录的数据借助于如下信息来重建，所述信息是关于多个围绕相应的检查对象设置的线圈或线圈通道的分布的信息。在另一方法中，能够同时从相应待成像的检查或目标对象的多个层(英语是slices)中检测数据，这也称为同时多层或复层成像(SMS，英语是“Simultaneous Multislice”)。在这种方法中，各个同时被激发的并且成像的层的数据并不彼此分开或者独立，而是叠并的，也就是说彼此叠加。为了分离或分开(英语：uncollapsing)这些叠加的层数据，在所谓的层GRAPPA技术(英语：slice GRAPPA)中，使用GRAPPA法的一个变型形式。在GRAPPA技术中，所谓的GRAPPA核(英语：GRAPPA kernels)用于重建缺失的数据，为此需要相应的校准。在片或者层GRAPPA技术中，层特定的GRAPPA核用于获取个别层，为此同样需要相应的校准。
为了获取GRAPPA核或为了校准以及为了校正在数据采集和/或从所检测到的数据中产生或重建磁共振图像时出现的干扰或伪影，能够执行一次或多次预先扫描，也称为基准扫描或者校正扫描。这种预先扫描尤其在用于检测目标对象的磁共振图像的实际磁共振数据的成像扫描之前执行。
因为在SMS方法中各个层数据叠并，所以无法容易地使用从非同时成像法中已知的校正方法。
因此，为了校准或伪影校正迄今为止执行相对耗时的准备和基准扫描，所述准备和基准扫描会不利地占去整体用于检查目的对象所需要的时间的显著份额。
Corey A.Baron和Christian Beaulieu在Magnetic Resonance in Medicine75:1166-1174(2016)中的公开文献“Motion Robust GRAPPA for Echo-Planar Imaging”描述了采集用于基于EPI的成像(EPI：Echo-Planar Imaging(平面回波成像))的鲁棒的GRAPPA校准数据的方法。
US 2018/0 074 147 A1描述了一种用于执行基于TSE(TSE：Turbo Spin Echo(快速自旋回波))的基准扫描以SMS采集磁共振数据的方法。
发明内容
本发明的目的是，借助于PI法(PI：Parallel Imaging，平行成像)实现磁共振图像的加速的数据采集。该目的根据本发明通过本发明的实施例的主题来实现。本发明的有利的设计方案和改进形式在后续说明书和附图中说明。
根据本发明的方法用于产生目标对象的磁共振图像。目标或者检查对象例如能够是患者、患者的组织区域或者器官、组织样品或者另一可接受磁共振成像的对象。
在根据本发明的方法的一个方法步骤中，通过针对目标对象的每个待成像的层借助于GRE序列(GRE：Gradienten-Echo)或者借助于RARE序列(RARE:Rapid Acquisitionwith Refocused Echoes)执行对目标对象的基准扫描，借助于磁共振设备记录基准数据组。RARE序列例如能够是TSE序列或者HAESTE序列(HASTE:Half fourier-Acquired Singleshot Turbo spin Echo(半傅立叶采样单激发快速自旋回波))。借助于GRE序列能够有利地通常尤其快地执行基准扫描，因为仅应用或使用高频或者射频脉冲(RF脉冲)并从而能够特别快地，即在特别短的时间之后记录即检测回波。而RARE序列例如能够有利地在B0磁场特别大地改变时提供特别好的结果。
在根据本发明的方法的另一方法步骤中，通过针对目标对象的每个待成像的层借助于非相位编码或者未经相位编码的EPI序列执行对目标对象的相位校正扫描，借助于磁共振设备记录校正数据组。这也能够称为导航数据或者对导航回波的检测。
在根据本发明的方法的另一方法步骤中，借助于磁共振设备通过SMS序列来记录目标对象的测量数据组。也就是说，SMS序列用作为用于检测或者记录目标对象的磁共振数据或者原始数据的成像扫描，从所述磁共振数据或者原始数据中产生或者重建目标对象的被成像的层的磁共振图像。
在根据本发明的方法的另一方法步骤中，从基准数据组中确定层特定的GRAPPA核。也就是说，针对目标对象的每个所成像的层确定或计算至少一个GRAPPA核。
在根据本发明的方法的另一方法步骤中，借助于相应设计的数据处理装置通过层GRAPPA法(英语：slice GRAPPA)从测量数据组中产生或重建目标对象的磁共振图像。测量数据组的属于被成像的层中的不同层的数据在此借助于层特定的GRAPPA核彼此分离或者分开(英语：uncollapsed)。奈奎斯特-N/2-重影伪影，在下文中简称为N/2-重影伪影或者重影伪影，在测量数据组中或者在磁共振图像中在此借助于校正数据组或者基于校正数据组来校正。
也就是说，当前提出，使用专用的基于EPI的相位校正扫描来进行N/2-重影校正并且附加地使用基于GRE或者RARE的基准扫描来获取用于平行成像法(PI法)的基准和校正数据。由此，能够省去传统上所提出的用于层GRAPPA法的明显时间更长的基于EPI的基准扫描。这引起：通过根据本发明的方法相对于传统的基于EPI的方法能够更快地检测或者获取基准和校正数据。也就是说，借助于本发明能够有利地实现缩短的总检查时间。本发明在此基于如下知识：基于GRE或者RARE的基准扫描能够用于获取用于层GRAPPA校准的基准数据并从而能够借助于在此所提出的相位校正或导航扫描获得用于校正重影伪影的所缺失的数据。
在传统的方法中，为了平面内GRAPPA校准例如执行例如3s时长的基于GRE的基准扫描，以及为了层GRAPPA校准针对20个层执行附加例如10s时长的虚拟EPI扫描和EPI基准扫描，使得在实际的成像扫描之前于是已经需要至少13s来进行预先扫描。尤其是，对于SMS加速的基于扩散的序列而言，其中所述序列具有例如仅大约1分钟的总测量时间，这导致显著的时间损失，由此基于SMS的成像的优点至少部分地又丧失。与此相对，作为本发明的一部分提出的预先扫描需要明显更少的时间，即例如对于基于GRE的基准扫描所需时间等于3s而对于相位校正扫描所需时间例如为100ms至200ms。
相位校正扫描当前能够有利地作为相对快速的单频带(英语：single-band)扫描来执行。而测量数据组能够借助于多频带成像扫描来检测特别精确的并且富含细节的成像。
为了借助于层特定的GRAPPA核将被成像的层的数据分离出来并且为了校正奈奎斯特-N/2-重影伪影，能够使用在专业领域上本身已知的方法。
根据本发明的方法的方法步骤能够按所描述的顺序执行，但是也能够按另一顺序执行。例如能够可行的是，在基准数据组和/或校正数据组之前记录测量数据组。
在本发明的一个有利的设计方案中，基准扫描针对所有层相继执行并且相位校正扫描针对所有层同样相继执行。在此，在执行了所有基准扫描之后或者在执行所有基准扫描之前，执行所有相位校正扫描。也就是说，换言之，首先分别合并地执行所有基准扫描并且随后执行所有相位校正扫描，反之亦然。所述方法的该变型形式可有利地特别简单地实施，因为相应的块或者模块对于总序列而言在传统的数据收集或数据库中就已经可用于序列生成。
在本发明的一个替选的有利的设计方案中，基准扫描和相位校正扫描按嵌套的或者彼此交织的顺序执行。在此，对于待成像的层中的每一个而言在针对待成像的层中的相应下一个层执行相应的基准扫描和相位校正扫描之前执行相应的基准扫描和相应的相位校正扫描。对于这些层中的每个单一的层而言，在此首先能够执行基准扫描并且随后执行相位校正扫描。同样地，相反对于待成像的层中的每个单一的层而言，首先能够执行相位校正扫描并且随后执行基准扫描。也就是说，基准扫描和相位校正扫描例如交替地执行，而待成像的层循序地被扫描。基准扫描和相位校正扫描的这种嵌套的、交织的或者错开的执行顺序也称为交错。也就是说，因为由此对于每个层而言相应的基准扫描和相应的相位校正扫描紧随地执行，所以就针对特定的层的这两个预先扫描而言至少基本上存在同一稳态，即平衡状态或者平衡效果，并且对于特定的层的这两个预先扫描至少基本上在目标对象的同一呼吸和运动阶段中执行，即在目标对象在针对一个层的这两个预先扫描之前有最小空间移动的情况下执行。由此可能能够避免或者减少运动伪影的出现。
在本发明的有利的改进形式中，在记录预先扫描即基准扫描和相位校正扫描时，对于所述层中各个层而言产生仅仅一个激发脉冲并且根据该激发脉冲针对相应的层执行相应的基准扫描和相应的相位校正扫描，而在针对相应的层的基准扫描和相位校正扫描之间针对该层不产生或者不应用第二激发脉冲。换言之，于是对于一个层产生激发脉冲，随后执行针对该层的基准扫描或者相位校正扫描并且随后使用所述层的剩余的磁化用于该层的第二预先扫描，即用于相位校正扫描或基准扫描。由此，这两个预先扫描能够无延迟地紧紧相随地执行，使得所需要的采集时间和从而还有对于检查目标对象而言整体上所需要的时间进一步减小，也就是说，能够进一步加速数据采集。利用通过唯一的激发脉冲所产生的磁化来进行相应的基准扫描和相位校正扫描在此可相对简单实现，因为对于一个层而言相位校正扫描与基准扫描相比能够明显更快地执行。例如，对于一个层而言能够在大约5ms执行相位校正扫描，使得在一个激发脉冲之后为此或为了执行基准扫描在相应的层中仍存在足够的磁化，也就是说，提供足够的磁化。
在相位校正扫描中，对于待成像的层中的各个层而言检测或者记录至少两个回波。但是在本发明的特别有利的设计方案中，对于校正数据组分别使用来自相位校正扫描中的每个相位校准扫描的至少三个回波。在此，由第一回波和第三回波形成平均值，以便实现与相应的第二回波的时间一致性。这能够相应地转用于其它回波，如果采集多于三个回波的话。以这种方式能够有利地实现特别精确的相位校正或者重影伪影校正，因为考虑在相位校正检测期间在时间上相继检测到的回波之间出现的相移。特别优选地，同样能够检测多于三个的回波，例如出自每个相位校正扫描的10个回波，也就是说，针对待成像的层中的每一个层检测多于三个的回波。更大数量的在各个相位校正扫描时所检测的回波在此能够有助于相位校正的精确性或者可靠性改进或者有助于重影伪影的校正。特别优选地，在此同样能够考虑涡流效应，由此能够进一步改进校正的精确性。
在本发明的其它有利的设计方案中，对于基准扫描和相位校正扫描使用小于90°的翻转角，即激发角。也就是说，换言之与例如对于成像扫描而言，对于预先扫描使用更弱的或者更短的激发脉冲，也就是说，使用SMS序列来记录测量数据组。以这种方式能够有利地避免或者降低在开始成像扫描之前的饱和效应或预饱和效应。因为基准数据组和校正数据组虽然在产生或者重建磁共振图像时使用但是并不直接包含在磁共振图像中所示出的数据中，所以使用小于90°的翻转角，即相应较弱或者较短的激发脉冲，而由此例如不负面地损害即降低所产生的磁共振图像的对比度。
在本发明的其它有利的设计方案中，借助于多频带SMS-EPI序列记录测量数据组，尤其用于对目标对象的基于扩散的成像。对目标对象的基于扩散的成像例如能够是或者包括扩散加权成像(DWI，英语：diffusion-weighted imaging)、扩散频谱成像(DSI，英语：diffusion spectrum imaging)或者扩散张量成像(DTI，英语：diffusion tensorimaging)。本发明的该设计方案基于如下知识：这是如下情况，在所述情况中能够特别有利地并且有益地应用本发明。这原因在于：在此通过本发明相对于传统的方法或基准扫描所实现的时间节省占对于检查目标对象总共所需的持续时间尤其大的百分比份额。在具有大约一分钟的总测量时间的SMS加速的扩散序列中，相对于传统的方法能够通过本发明例如节省总时间的直至15％，在所述传统的方法中针对层-GRAPPA法执行附加的基于EPI的虚拟扫描和基准扫描。
在本发明的其它有利的设计方案中，将具有较低的分辨率的基准数据组记录为测量数据组。如果对于一个层或者层的一个区段而言记录或者扫描例如256行用于测量数据组，那么对于同一层或者同一区段而言能够记录或扫描8、16或32行用于基准数据组。基准数据组的这种降低的分辨率有利地实现加速的数据采集并从而实现用于检查目标对象的总时间降低。
在本发明的其它有利的设计方案中，确定在并行地用于记录测量数据组的不同接收器线圈之间的灵敏度变化并且在产生磁共振图像时考虑所述灵敏度变化。接收器线圈在此尤其能够设置在目标对象上或目标对象处，以便实现并行的成像。也就是说，各个接收器线圈的灵敏度变化，即线圈特定的特性或者参数，能够被评估和考虑，以便在产生磁共振图像时实现改进的精确度。借助于各个接收器线圈所检测的或者测量的信号或者与各个接收器线圈相关联的数据流，在此也称为线圈通道。
各个接收器线圈的灵敏度变化，即各个线圈的线圈数据或者线圈特性，尤其能够与基准数据组相对于测量数据组降低的分辨率组合而有利地被利用。在记录或者检测所有数据之后，原则上已知的是，必须如何观测各个层，使得即使在基准数据组的分辨率降低时尤其在考虑灵敏度变化的情况下也能够执行层-GRAPPA校准或者分离测量数据组的属于不同层的数据或者数据部分。即使当基准扫描作为单频带扫描来执行时，也能够有效地模拟多频带采集。
在本发明的其它有利的设计方案中，除了层-GRAPPA法之外也使用或应用平面内GRAPPA法，即平面内加速。基准数据组于是也用于校准针对平面内GRAPPA法的GRAPPA核。换言之，基准扫描或基准数据组于是不仅能够用于切片或层GRAPPA校准而且也能够用于平面内GRAPPA校准。也就是说，能够以这种方式有利地使层GRAPPA法和平面内GRAPPA法彼此组合并且在此对于待成像的层中的每个层执行仅一个唯一的基准扫描。因此，能够进一步改进根据本发明的方法的速度和效率。
本发明的其它方面是计算机程度或者计算机程序产品，所述计算机程序或计算机程序产品包括指令、程序模块或者控制命令，其在通过磁共振设备的计算机装置执行计算机程序或计算机程序产品时促使计算机装置或磁共振设备执行尤其自动地执行根据本发明的用于产生目标对象的磁共振图像的方法的至少一个实施方式。计算机装置在此能够是或者包括计算机、控制设备、数据处理装置等。尤其是，计算机装置能够具有处理器装置，即处理器、微芯片或者微控制器，以执行计算机程序或者计算机程序产品。也就是说，根据本发明的计算机程序或者计算机程序产品编码或者表示根据本发明的方法的命令、过程或者方法步骤。尤其是，根据本发明的计算机程序或者计算机程序产品设计用于装载到磁共振设备或者数据处理装置的尤其电子的和/或电子可读的尤其计算机可读的数据存储器或者数据载体中以执行所述方法步骤。
本发明的另一方面是数据载体信号，所述数据载体信号传输根据本发明的计算机程序的至少一个实施方式。也就是说，根据本发明的数据载体信号例如能够从电子可读的或者计算机可读的数据载体传输至磁共振设备或者数据处理装置以执行根据本发明的方法。这种传输例如能够经由有线的或者无线的数据连接进行。
本发明的另一方面是计算机可读的，即尤其电子可读的数据载体或者数据存储器，在所述数据载体或者数据存储器上或其中存储有根据本发明的计算机程序或者计算机程序产品的至少一个实施方式。根据本发明的数据载体尤其能够是用于数据处理装置的数据载体或数据存储器和/或磁共振设备的控制设备或者与磁共振设备连接的数据处理装置。在根据本发明的数据载体上或其中能够存储有或者编码有用于数据处理装置或者磁共振设备的程序代码和/或其它控制命令尤其作为存储在该处的根据本发明的计算机程序的一部分。
本发明的另一方面是一种磁共振设备，所述磁共振设备具有用于记录磁共振数据的检测或者记录装置和用于处理所记录的磁共振数据的数据处理装置。数据处理装置在此包括根据本发明的计算机可读的数据载体和与该数据载体连接的处理器装置，即尤其处理器，微芯片或者微控制器，所述数据处理装置设计用于执行存储在计算机可读的数据载体上的根据本发明的计算机程序或者计算机程序产品即程序代码以执行根据本发明的方法的至少一个实施方式。也就是说，根据本发明的磁共振设备设计用于，通过针对目标对象的每个待成像的层借助于GRE序列或者RARE序列执行对目标对象的基准扫描借助于记录装置记录基准数据组。此外，根据本发明的磁共振设备设计用于，通过借助于非相位编码或者未经相位编码的EPI序列针对目标对象的每个待成像的层执行目标对象的相位校正扫描来借助于记录装置记录校正数据组。此外，根据本发明的磁共振设备设计用于，借助于SMS序列通过记录装置记录目标对象的测量数据组。此外，根据本发明的磁共振设备设计用于，借助于数据处理装置，尤其自动地处理所记录的磁共振数据，即基准数据组、校正数据组和测量数据组，并且在此从基准数据组中确定用于各个被成像的层的层特定的GRAPPA核，并且通过层-GRAPPA法从测量数据组中产生目标对象的磁共振图像。数据处理装置设计用于，在此借助于层特定的GRAPPA核使测量数据组的属于被成像的层中的不同层的数据彼此分开或者分离，并且借助于校正数据组或者基于校正数据组校正测量数据组中的或者磁共振图像中的奈奎斯特-N/2-重影伪影。
也就是说，根据本发明的磁共振设备尤其能够是结合根据本发明的方法和/或结合本发明的其它方面所述及的磁共振设备。与之相应地，根据本发明的磁共振设备能够具有一些或者所有结合根据本发明的方法和/或本发明的其它方面所述及的特性和/或构件和/或部件。
根据本发明的方法的、根据本发明的磁共振设备的和本发明的其余方面的迄今为止并且将在下文中说明的特性和改进形式以及相应的优点分别有意义地互相在根据本发明的方法、根据本发明的磁共振设备和本发明的其余方面之间转用。也就是说，本发明的所述方面的如下改进形式也属于本发明，所述改进形式具有如下设计方案，在此为了避免不必要的冗长而并未明确地以相应的组合或者针对本发明的每个方面单独描述所述设计方案。
附图说明
本发明的其它特征、细节和优点从接下来对优选的实施例的描述以及根据附图得到。在此示出：
图1示出在磁共振成像中传统的非同时多层数据采集的示意性图解说明；
图2示出针对传统的SMS-EPI序列的序列图表的示意性图解说明；
图3示出在第一实施方式中用于SMS磁共振成像的改进的序列的序列图表的示意性的部分图解说明；
图4示出在第二实施方式中用于SMS磁共振成像的改进的序列的序列图表的示意性的部分图解说明；以及
图5示出磁共振设备的示意图。
具体实施方式
在下文中所阐述的实施例是本发明的优选实施方式。在所述实施例中所述实施方式的所描述的部件分别是本发明的各个彼此无关地待观察的特征，所述特征也分别彼此无关地改进本发明和从而也单独地或者在不同于所示出的组合中视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也可通过本发明的其它已经描述过的特征来补充。
在附图中，相同的、功能相同的或者彼此对应的元件分别以相同的附图标记来表征。
已知的多层EPI序列，其中相继即非同时地激发和扫描各个层，通常在针对每个层检测实际图像数据之前检测导航回波。为此，图1示出在磁共振成像中这种传统的非同时多个层数据采集的示意性图解说明。在此关于时间t绘制彼此并行的四个信号。作为第一信号1，在此绘制RF或ADC信号(ADC：apparent diffusion coefficient，表现扩散系数)。作为第二信号2，绘制所属的Readout-Gradient，即读取梯度。作为第三信号3，绘制所属的相位编码梯度，并且作为第四信号4，绘制所属的层梯度。
在这里所示出的总序列的开始时，将激励脉冲5入射。在紧随其后的时间段6中，执行或者采集由三个非相位编码的导航回波构成的导航序列7。为此，产生三个非相位编码的读取梯度E1、E2、E3，其中读取梯度E1和E3具有负的读取梯度极性(英语是：readoutgradient polarities)而读取梯度E2具有正的读取梯度极性。相应地，与读取梯度E1、E3相对应的导航回波也称为奇回波，而与读取梯度E2相对应的导航回波也称为偶回波(英语：odd and even echoes)。
在紧随着时间段6的时间段8中于是执行实际的成像序列9，以便采集磁共振数据，从所述磁共振数据中于是能够产生或者重建各个层的磁共振图像。
在重建磁共振图像期间，导航序列7通常能够用于两种不同的校正，即一方面用于层特定的奈奎斯特-N/2-重影伪影-校正，而另一方面用于B0磁场漂移校正。对于重影伪影校正而言，在奇导航回波和偶导航回波或者沿着读取方向的读取梯度E1、E3、E2之间确定零阶或者一阶的相移，其方式是：使出自图像空间的相应的数据彼此相关。由此在重建磁共振图像期间能够事后或者追溯地重新定向奇数的和偶数的k空间曲线。由此能够补偿如下偏移，所述偏移例如因诸如梯度延迟(英语：gradient delays)或者涡流的因素引起。本身已知的DORK法(英语：Dynamic Off-Resonance in k-space(k空间中的动态偏共振))用于B0磁场漂移校正。B0磁场的时间漂移在此通过将导航回波或读取梯度E1、E3或E2的相位演变与相继被检测的图像体积之间的相同的读取梯度极性比较来确定。相应的计算在此通常作为关于完全的图像体积的取平均来执行。
而在同时多层EPI(SMS-EPI)中，同时激发多个层并且针对所述多个被激发的层同时检测相应的磁共振数据。这产生k空间数据组，所述k空间数据组包括来自多个层的或出自多个层的彼此叠加的数据，即多个相互叠并的层。这些层或者属于不同的层的数据的分离或分开在重建磁共振图像期间借助于层GRAPPA法(英语：slice GRAPPA method)来执行。层-GRAPPA法将各个层或层特定的数据借助于相应的层特定的GRAPPA核(英语：slice-specific GRAPPA kernels)分开。这些核能够在检测叠并的、即彼此叠加的测量或者成像数据即磁共振数据之前从单独的非叠并的预先扫描中获得。
然而，对于SMS采集而言，借助于导航序列7所检测到的导航回波或相应的导航数据同样叠并，即彼此叠加。DORK法在整个图像体积上执行取平均计算，而叠并的导航数据能够直接用于所述方法，即B0磁场漂移校正。然而，叠并的导航数据不能够用于层特定的重影伪影校正，因为迄今为止不存在用于将非相位编码的导航数据分开即去叠并的已知的方法。
如果平面内加速，即平面内GRAPPA法附加地用于同时多层成像(SMS，英语：Simultaneous Multislice)，那么传统上除了层GRAPPA基准扫描外还需要平面内GRAPPA基准扫描。尤其对于低的PAT因素而言，为此使用完全采样的EPI扫描。对于较大的平面内PAT因素，即GRAPPA因素>2，并且对于待成像的身体区域，所述身体区域易受运动影响或者通常具有运动，也就是说，例如腹部区域，这种作为基准扫描的EPI扫描通常引起磁共振图像中的折叠伪影(英语：folding artifact)。这归因于：EPI扫描对于较大的加速因素而言必须借助于交错来采集。对一层的不同的区段的扫描由此至少通过相应的重复时间TR在时间上彼此间隔开。这再次引起：相应的区段通常在不同的运动或呼吸状态或者运动或呼吸阶段期间被检测。
作为相对运动鲁棒的替选方案，能够使用用于平面内GRAPPA校准的基于GRE的基准扫描。为此能够相继针对每个层执行传统的GRE序列。用于整个层的相应的基准数据在此通常能够在大约100ms中读取，即被检测。
图2示出用于针对20个层的传统的SMS-EPI数据采集的序列图表的起始部分的示意性图解说明。在此，沿着时间轴t绘制ADC信号10并且在其下方平行于此绘制RF信号11。在第一时间段12中，对于平面内GRAPPA执行单频带GRE基准扫描，所述单频带GRE基准扫描当前对于20个层需要大约3s。紧接着，在时间段13中首先执行针对层GRAPPA的单频带虚拟EPI扫描和针对层GRAPPA的单频带EPI基准扫描。为此所需要的时间段13的时间长度对于20个层而言在当前示例中例如为大约10s。在紧接着的时间段14中，首先执行多频带虚拟EPI扫描，以便在所有层中建立均匀的平衡状态(英语：steady state)，以便在最后产生的磁共振图像中对于所有层实现相同的对比度值。在紧随其后的时间段15中于是执行实际的多频带成像EPI扫描以采集磁共振数据，所述磁共振数据最终在共振图像中示出。在此可以清楚看到，预备的虚拟EPI扫描和EPI基准扫描对于层GRAPPA法而言在时间段13中与在时间段12中的基于GRE的基准扫描相比需要明显更多的时间。
然而，在时间段12中的基于GRE的基准扫描迄今为止不用作为层GRAPPA法的基准，因为随后会缺少对于校正重影伪影所需的数据。因此，迄今为止相继执行在时间段12中用于平面内GRAPPA校准的基于GRE的基准扫描、用于准备均匀的平衡状态的虚拟EPI扫描和在时间段13中用于层GRAPPA校准的EPI基准扫描。例如对于SMS加速的、具有大约1分钟的总测量时间的基于扩散的序列而言，这会导致显著的时间损失，所述时间损失会至少部分地使相对于其它方法本身更快的同时多层采集(SMS)的时间上的优点丧失。
在此背景下，当前提出如下解决方案，所述解决方案针对层GRAPPA校准也允许使用基于GRE的基准扫描，由此能够有利地显著加速所需要的基准数据或校正数据的采集并从而显著加速相应的总序列。在此提出，除了基于GRE的基准扫描，还执行专用的相位校正扫描用于检测校正数据以校正重影伪影。
图3示出在第一实施方式中用于SMS成像或SMS数据采集的相应改进的序列的序列图表的示意性和部分的图解说明。在此，也沿着时间轴t依次作为第一信号1绘制RF或ADC信号，作为第二信号2绘制所属的读取梯度(英语：Readout gradient)并且作为第三信号3绘制所属的相位编码信号或相位编码梯度。
当前，所述序列以第一激发脉冲16开始，所述第一激发脉冲引起在第一层中的激发角或者翻转角α。在时间部段17中首先采集第一基准扫描回波18并且将相应的基准数据输入到用于第一层的基准矩阵中。在此示例性地示出用于第一基准扫描回波18的相应的第一读取梯度RE1。基准矩阵，即用于一个层的基准数据，通常例如能够包括20至64个基准扫描回波18，为了概览在此分别仅示出其中一个。在用于第一层的GRE基准扫描结束之后，在第二时间段19中输出第二激发脉冲2以激发第二层，也就是说，用于在第二层中产生激发或翻转角，尤其翻转角α。接着，采集第二基准扫描回波21并且将用于第二层的相应的基准数据输入到用于第二层的基准矩阵中，在此也示例性地仅示出第一基准扫描回波21和用于第二层的所属的第一读取梯度RE1。也就是说，在此处示例性地示出的总序列中，GRE基准扫描相继针对所有待成像的层执行。这在此出于概览仅针对两个层示出，但是同样能够针对更大数量的层继续。
在针对所有层的GRE基准扫描结束之后，在接着的时间段22中执行针对第一层的重影影校正扫描或者相位校正扫描。为此首先产生第三激发脉冲23以设定第一层中的激发或者翻转角β。接着，产生第一相位校正回波列24并且针对第一层采集相应的、与读取梯度E1、E2、E3相对应的导航回波。随后以相应的方式在时间段25中产生第四激发脉冲26和第二相位校正回波列27，以便针对第二层采集相应的、与读取梯度E1、E2、E3对应的导航回波。也就是说，在此为了进行采集相继针对所有层执行可相对快速地执行的3回波EPI相位校正扫描。借助于为此所使用的激发脉冲23、26在各个层中分别设定激发角或者翻转角β。
不仅用于GRE基准扫描的翻转角β而且用于相位校正扫描的翻转角β在此尤其能够小于90°，以便在紧随着时间段25的成像序列之前避免或者最小化饱和或预饱和效应，也就是说，以便将层中的纵向磁化保持得尽可能远。
用于在时间段22、25中采集相位校正数据的单频带导航序列在此能够针对每个单一的层在例如5ms中执行，使得附加地用于采集相应的校正数据组的、尤其相对于在图2中示出的序列图表中在时间段13中所执行的EPI扫描非常小。
不同于在图3中的序列图表中所示出的那样，相位校正扫描同样在时间上前于GRE基准扫描对所有层执行。
图4示出在第二实施方式中用于SMS磁共振成像的改进的序列的序列图表的示意性的部分图解说明。各个部件在此基本上对应于已经结合图3所描述的部件，使得在此仅简略地阐述区别。对于在图4中所说明的序列，使用用于GRE基准扫描和相位校正扫描的交错法。
在此也首先在时间段17中执行针对第一层的GRE基准扫描。然而，紧接着在时间段28中首先执行针对第一层的相位校正扫描。也就是说，就此而言，时间段28在功能上对应于图3中的时间段25。紧接着，在时间段29中针对第二层执行GRE基准扫描并且紧接着在时间段30中针对该第二层执行相位校正扫描。也就是说，就此而言，时间段29在功能上对应于图3中的时间段19而时间段30对应于图3中的时间段25。在此，也能够在时间上交换GRE基准扫描和相位校正扫描，也就是说，使得例如能够首先针对第一层执行相位校正扫描，随后针对第一层执行GRE基准扫描——或者相反——并且随后针对第二层执行相应的扫描。
在图4中示出的序列中，分别在GRE基准扫描和相位校正扫描之间针对一个层设置的激发脉冲，在此即第三激发脉冲23和第四激发脉冲26，能够根据分别所使用的磁共振设备的设计和适用性而省去。于是能够相应地针对一个层设置仅仅一个激发脉冲，根据所述激发脉冲于是针对该层在没有其它激发脉冲的情况下不仅执行GRE基准扫描而且执行相位校正扫描。
图5示出具有检查床32的磁共振设备31的示意性视图，在所述检查床上当前设置有患者33。磁共振设备31当前包括在此未详细示出的用于检测或者记录磁共振数据的记录装置。记录装置34例如能够包括相应的磁线圈、功率放大器、脉冲发生器、信号处理器和/或其它电的或者电子的部件。此外，在此说明数据处理装置35，所述数据处理装置包括处理器36和与该处理器连接的数据载体37。数据处理装置35能够是磁共振设备的一部分，尤其集成到其中。然而，同样地，数据处理装置35能够是独立的装置，所述独立的装置例如能够独立于磁共振设备31或者记录装置34例如本地化地设置在本地的计算中心中。同样地，数据处理装置35例如能够是远程设置的计算中心、云服务器等。磁共振设备31和数据处理装置35于是例如能够借助于通向磁共振***的相应的数据线路或者数据连接彼此连接。
在数据载体37上当前存储有计算机程序或计算机程序产品，即可借助于处理器36执行的程序代码，所述程序代码编码或者表示用于借助于磁共振设备31产生磁共振图像的方法的方法步骤，即包括相应的控制和/或计算指令。也就是说，通过借助于处理器36执行存储在数据载体37上的计算机程序，促使磁共振设备31根据尤其结合图3和图4所描述的方式记录基准数据组、校正数据组和测量数据组。基准数据组在此通过借助于GRE序列或者RARE序列执行患者33的针对每个待成像的层的基准扫描来记录。校正数据组通过借助于非相位编码的EPI序列执行患者33的针对每个待成像的层的相位校正扫描来记录。测量数据序列借助SMS序列、尤其SMS-EPI序列来记录。借助于数据处理装置35于是从基准数据组中确定用于各个层的层特定的GRAPPA核。此外，借助于数据处理装置35从测量数据组中通过层GRAPPA法产生患者33的磁共振图像。在此，测量数据组的属于被成像的层中的不同层的数据借助于层特定的GRAPPA核彼此分离并且借助于校正数据组校正测量数据组中的奈奎斯特-N/2-重影伪影。
附加于或者替选于在数据载体37上存储计算机程序，相应的计算机程序同样例如能够存储在外部的数据存储器38上并且随后能够作为数据载体信号39转发或者传输给数据处理装置35。
整体上，所描述的实例示出：如何能够通过借助于相位校正EPI扫描采集相位校正数据和通过采集用于层GRAPPA校准的基准数据来实现对于SMS磁共振成像而言加速的数据采集。

Claims (14)

1.一种用于产生目标对象(33)的磁共振图像的方法，所述方法具有如下方法步骤：
-借助于磁共振设备(31)通过借助于GRE序列或者RARE序列针对所述目标对象(33)的每个待成像的层执行所述目标对象(33)的基准扫描(16，18，20，21，RE1)记录基准数据组，
-借助于所述磁共振设备(31)通过借助于非相位编码的EPI序列针对所述目标对象(33)的每个待成像的层执行所述目标对象(33)的相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)记录校正数据组，
-借助于所述磁共振设备(31)借助于SMS序列(14，15)记录所述目标对象(33)的测量数据组，
-从所述基准数据组中确定层特定的GRAPPA核，以及
-通过层GRAPPA法借助于数据处理装置(35)从所述测量数据组中产生所述目标对象(33)的磁共振图像，其中
-借助于层特定的GRAPPA核使所述测量数据组的属于被成像的层中的不同层的数据彼此分开，并且
-借助于所述校正数据组校正所述测量数据组中的奈奎斯特-N/2-重影伪影。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对所有层相继执行所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)并且针对所有层同样相继执行所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)，其中在执行所有所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)之后或者在执行所有所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)之前执行所有所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按嵌套的顺序执行所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)和所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)，其中针对待成像的层中的每个层执行相应的所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)和相应的所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)，之后针对待成像的层中的下一个层执行相应的所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)和相应的所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对所述层中的各个层产生仅仅一个激发脉冲(16，20；23，26)并且根据所述激发脉冲针对相应的所述层执行相应的所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)和相应的所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)，而在针对相应的层的所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)和所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)之间针对该层不产生第二激发脉冲(23，26；16，20)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于所述校正数据组分别使用出自所述相位校正扫描(23，24，26，27，E1，E2，E3)中的每个相位校正扫描的至少三个回波(E1，E2，E3)，其中分别从第一回波(E1)和第三回波(E3)中形成平均值，以便实现与相应的第二回波(E2)的时间上的一致。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于所述基准扫描(16，18，20，21，RE1)和所述相位校正扫描使用小于90°的翻转角。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于多频带SMS-EPI序列记录所述测量数据组，尤其用于所述目标对象(33)的基于扩散的成像。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述基准数据组与所述测量数据组相比以更低的分辨率来记录。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定在并行地用于记录所述测量数据组的不同的接收器线圈之间的灵敏度变化并且在产生所述磁共振图像时考虑所述灵敏度变化。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地使用平面内GRAPPA法并且也使用所述基准数据组来校准用于所述平面内GRAPPA法的GRAPPA核。
11.一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，在通过磁共振设备(31)的计算机装置(35)执行所述计算机程序时所述指令促使所述计算机装置(35)或者所述磁共振设备(31)执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。
12.一种数据载体信号，其传输根据权利要求11所述的计算机程序。
13.一种计算机可读的数据载体(37，38)，在所述数据载体上存储有根据权利要求11所述的计算机程序。
14.一种磁共振设备(31)，所述磁共振设备具有用于记录磁共振数据的记录装置(34)和用于处理所记录的磁共振数据的数据处理装置(35)，其中所述数据处理装置(35)包括根据权利要求13所述的计算机可读的数据载体(37，38)和与所述数据载体连接的处理器装置(36)，所述处理器装置设计用于执行存储在所述计算机可读的数据载体(37，38)上的计算机程序以执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
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