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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um mittels einer Magnetresonanzanlage Bilder eines Volumenabschnitts zu erstellen.
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Die
US 2002/0140423 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren, um während einer kontinuierlichen Tischverschiebung MR-Daten zu erfassen, um daraus ein MR-Bild zu rekonstruieren. Dabei wird, wenn keine MR-Daten erfasst werden, eine HF-Anregung mit geschalteten Gradienten fortgesetzt, um ein dynamisches Gleichgewicht zu gewährleisten. Wenn zur Erfassung der MR-Daten eine größere Dicke eines Volumenabschnitts in der Richtung der Tischbewegung eingesetzt wird, als es zur Rekonstruktion von MR-Bildern notwendig ist, kann der Volumenabschnitt mit dem nachfolgenden Volumenabschnitt geringfügig überlappen.
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Die
US 2003/0083569 A1 offenbart ein Verfahren zur MR-Angiographie. Dabei werden MR-Daten in mehreren sich überlappenden Volumenabschnitten erfasst.
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Die
US 2001/0045830 A1 betrifft die MR-Bildgebung. Dabei überlappen sich Spaltenquerschnitte bei der Erfassung der MR-Daten.
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Auch die
WO 2009/024898 A2 betrifft die MR-Bildgebung. Dabei werden eine Folge von MR-Bildern zusammen mit eindimensionalen Projektionen erfasst.
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Heutzutage werden bei Kardio-MRT-Messungen zur Cine-Bildgebung typischerweise nacheinander verschiedene Schichten an unterschiedlichen Positionen gemessen, um z. B. eine volumetrische Bildabdeckung zur Ermittlung der Herzfunktion zu erlangen. Dabei steht Kardio-MRT-Messungen für kardiovaskuläre Messungen mittels eines Magnetresonanztomographen (MRT). Unter einer Cine-Bildgebung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass eine Reihe oder mehrere Reihen von Bildern, welche rasch zu unterschiedlichen Zeitpunkten erstellt werden, als eine Art Film dargestellt werden. Mit anderen Worten werden mittels Kardio-MRT-Messungen zur Cine-Bildgebung MR-Messungen des Herzens vorgenommen, um ein sich bewegendes Herz darzustellen.
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Zu diesem Zweck existieren bereits heute dreidimensionale Verfahren, deren Bildqualität aber z. B. aufgrund der Schichtprofile und zusätzlichen Einfaltungen in Richtung senkrecht zur Schicht oft nicht mit der Bildqualität von zweidimensionalen Verfahren vergleichbar ist. Darüber hinaus ist das zu erfassende MR-Signal durch die andauernde Volumenanregung (im Vergleich zu zweidimensionalen Verfahren) stark abgesättigt, was sich in einem schlechten Bildkontrast widerspiegelt.
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Bei den zweidimensionalen Verfahren wird typischerweise ein Herzschlag lang die Magnetisierung im Rahmen einer Art Initialisierung in ein bezüglich der Magnetisierung dynamisches Gleichgewicht (steady state) gebracht, ohne dass dabei MR-Signale gemessen oder Bilddaten aufgenommen werden, damit bei der eigentlichen Bildgebung oder MR-Messung eine Änderung des MR-Signals über den für ein Bild insgesamt gemessenen K-Raum hinweg keine signifikanten daraus resultierenden Signalschwankungen mehr aufweist. Wird auf diese Initialisierung zum Einschwingen der Magnetisierung verzichtet, z. B. um die Zeit des Herzschlags einzusparen, weisen die ersten Bilder entsprechende Artefakte auf, was die Qualität der Bildgebung negativ beeinträchtigt.
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Bei stark segmentierten Messungen, bei welchen viele Messungen (z. B. 16) pro Schicht durchgeführt werden, bedeutet ein zusätzlicher Herzschlag für die Initialisierung keinen nennenswerten Zeitverlust, da ohnehin zur vollständigen Messung einer Schicht viele Herzschläge lang gemessen werden muss, zumindest wenn pro Herzschlag nur eine Messung durchgeführt wird. Basierend auf den Entwicklungen der letzten Jahre, vor allem im Bereich der parallelen Bildgebung, ist es aber heutzutage möglich, bei ausreichender räumlicher und zeitlicher Auflösung mit wenigen Segmenten oder gar mit nur einem Segment (d. h. einem einzigen Schuss) alle für eine Schicht benötigten Daten bzw. MR-Signale einzusammeln. Daher führt im Extremfall der zusätzliche Herzschlag bei einer Realtime-Bildgebung zu einer Verringerung der Verfahrenseffizienz um 50%.
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Nach dem Stand der Technik wird in Kauf genommen, dass ein zusätzlicher Herzschlag für das Einschwingen der Magnetisierung notwendig ist. Daher beträgt nach dem Stand der Technik die minimale Messdauer für eine Schicht zwei Herzschläge, wenn man voraussetzt, dass pro Herzschlag nur eine Messung durchgeführt werden kann. In einer typischen Atemanhaltephase von 12 s können somit maximal sechs Schichten gemessen werden. Für eine Messung zur Auswertung der Herzfunktion sind daher nach dem Stand der Technik mindestens zwei Atemanhaltephasen notwendig.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bildgebung eines Volumenabschnitts derart durchzuführen, dass die Anzahl der zusätzlichen Herzschläge für das Einschwingen der Magnetisierung möglichst minimal ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bildgebung eines Volumenabschnitts mittels einer Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1, eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Bildgebung eines Volumenabschnitts nach Anspruch 9, eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 18, ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 19 und einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 20 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bildgebung eines Volumenabschnitts mittels einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte:
- • Überführen einer bestimmten Schicht des Volumenabschnitts in ein bezüglich der Magnetisierung dynamisches Gleichgewicht mittels der Magnetresonanzanlage.
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Die weiteren Schritte werden wiederholt ohne die Durchführung des vorab beschriebenen Schritts durchgeführt:
- 1. Anregen der vorbestimmten Schicht mittels der Magnetresonanzanlage.
- 2. Auslesen von MR-Signalen der Schicht, wobei insbesondere der gesamte K-Raum der Schicht in diesem Schritt ausgelesen wird.
- 3. Die Schicht wird derart versetzt oder verschoben, um die nächste Schicht zu bestimmen, dass ein Schnittbereich zwischen der Schicht vor dem Versetzen und der Schicht nach dem Versetzen entsteht. Dieser Schnittbereich umfasst dabei einen vorbestimmten Prozentsatz (mehr als 50%) sowohl der Schicht vor dem Versetzen als auch der Schicht nach dem Versetzen.
Nach dem Versetzen der Schicht springt das Verfahren wieder zu Schritt 1 oben. Das Verfahren endet, wenn der gesamte Volumenabschnitt durchgemessen worden ist.
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Dabei führt das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt der Überführung der Schicht in das dynamische Gleichgewicht bezüglich der Magnetisierung vorteilhafterweise nur ein einziges Mal am Beginn des Verfahrens aus und wiederholt diesen Schritt nicht während der folgenden Schritte, in denen der gesamte Volumenabschnitt zur Bildgebung durchgemessen wird. Mit anderen Worten wird zur Bildgebung des gesamten Volumenabschnitts der Schritt der Überführung der Schicht in das dynamische Gleichgewicht bezüglich der Magnetisierung nur ein einziges Mal durchgeführt.
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Dieser Verzicht auf weitere Überführungen einer Schicht des Volumenabschnitts in ein dynamisches Gleichgewicht bezüglich der Magnetisierung ist möglich, da sich die jeweils neue oder nächste Schicht, welche angeregt und ausgelesen wird, nur teilweise von der vorherigen Schicht unterscheidet.
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Das Versetzen oder Verschieben der Schicht von der aktuell gerade gemessenen Schicht in die nächste zu vermessende Schicht erfolgt dabei insbesondere in Richtung des Normalenvektors der Schichtfläche (d. h. senkrecht zur doppel-oblique positionierten aktuellen Schicht). Daher erfolgt das Versetzen der Schicht quasi in Richtung der Schichtdicke, wobei die Schicht insbesondere nicht zusätzlich noch in eine Richtung senkrecht zum Normalenvektor der Schichtfläche verschoben wird.
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Der Prozentbereich oder Prozentsatz, welchen die Schicht nach dem Versetzen mit der Schicht vor dem Versetzen gemeinsam aufweist, beeinflusst zum einen die Qualität der Bildgebung (beispielsweise den Kontrast) und zum anderen die Zeitspanne, in welcher ein bestimmter Volumenabschnitt durchmessen werden kann. Je größer der Prozentbereich ist, um so weniger sich also die Schicht nach dem Versetzen von der Schicht vor dem Versetzen unterscheidet, desto höher ist die Qualität der Bildgebung, da Artefakte insbesondere durch den Teil der Schicht auftreten, welcher noch nicht in der Schicht vor dem Versetzen oder in der vorhergehenden Schicht enthalten ist. Auf der anderen Seite ist die Zeitspanne, in welcher ein bestimmter Volumenabschnitt durchmessen wird, umso kürzer, je kleiner der Prozentbereich ist, da die Schicht nach einer Messung umso stärker für die nächste Messung verschoben wird, je kleiner der Prozentbereich ist.
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Damit nicht zu viele Artefakte auftreten, sollte der Prozentbereich größer als 50% sein. Allerdings kann der Prozentbereich auch über 90% oder gar über 95% liegen, wenn beispielsweise mehr Wert auf die Qualität der Bildgebung als auf die Zeitdauer der Durchführung des Verfahrens gelegt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erste Schicht, mit welcher das Verfahren beginnt, insbesondere derart gelegt, dass sie am Rand des Volumenabschnitts angeordnet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei der ersten Schicht, mit welcher das Verfahren beginnt, insbesondere um eine vom Rand des Volumenabschnitts gesehene erste Schicht, so dass insgesamt durch die sukzessive Verschiebung der Schichtpositionen insgesamt das komplette interessierende Volumen überstrichen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für Aufnahmen des Herzens geeignet, so dass der Volumenabschnitt zumindest teilweise oder vollständig ein Herz eines Patienten umfasst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei beispielsweise im Rahmen einer Echtzeit-Cine-Messung durchgeführt werden.
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Da die MR-Daten in einem quasikontinuierlich verschobenen z-t-Raum vorliegen, können die MR-Signale der Schichten mittels einer modellbasierten Ventrikelanalyse zur Bildgebung verarbeitet und/oder ausgewertet werden. Dabei wird unter einem quasi kontinuierlich verschobenen z-t-Raum ein Raum verstanden, welcher sich in Richtung der z-Achse erstreckt, wobei die z-Achse senkrecht auf der jeweiligen Schicht bzw. Schichtfläche oder parallel zum Normalenvektor der Schichtfläche steht. Der Buchstabe t steht für die Zeit, da zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche sich überlappende Schichten, welche in z-Richtung verschoben werden, gemessen werden.
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Die modellbasierte Ventrikelanalyse arbeitet mit einem Modell des schlagenden bzw. sich bewegenden Herzens. Dabei wird dieses Modell derart angepasst, dass das angepasste Modell möglichst optimal den von dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgenommenen Messungen (MR-Signalen) entspricht. Die modellbasierte Ventrikelanalyse kommt mit der erfindungsgemäßen Art und Weise der Ermittlung der MR-Daten durch sich überlappende Schichten besser zurecht, als mit der herkömmlichen Ermittelung der MR-Daten, wobei die Schichten keinen Überlappungsbereich besitzen. Dadurch existieren in dem aufzunehmenden Volumenabschnitt keine Sprünge, welche bei dem herkömmlichen Verfahren zwischen den einzelnen Schichten auftreten können, so dass das erfindungsgemäße Verfahren aufgrund der modellbasierten Ventrikelanalyse für eine glattere Abdeckung des gesamten Volumenabschnitts sorgt, was gerade im Bereich der Herzklappen vorteilhaft ist.
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Darüber hinaus fällt die visuelle Bewertung der Daten durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls leichter, da die Daten quasi kontinuierlich in einem Durchlauf gemessen werden und nicht Schicht für Schicht im Cine-Mode begutachtet werden müssen, wie es nach dem Stand der Technik üblich ist.
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Eine Versetzungslänge, um welche die Schicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Auslesevorgängen versetzt wird, kann durch folgende Gleichung (1) bestimmt werden: Versetzungslänge = Volumenabschnittdicke· Auslesezeitspanne / Gesamtmesszeit (1)
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Dabei gibt die Versetzungslänge eine Länge oder eine Verschiebungsgröße an, um welche die Schicht nach dem Auslesen der MR-Signale der Schicht verschoben wird, um dann die MR-Signale der verschobenen Schicht nach einem Anregen der verschobenen Schicht auszulesen. Die Volumenabschnittdicke beschreibt die Dicke oder Abmessung des Volumenabschnitts in der Verschiebungsrichtung, d. h. in der Richtung des Normalenvektors der Schichtfläche. Die Auslesezeitspanne gibt an, welche Zeitspanne zum Auslesen der MR-Signale für die jeweilige Schicht benötigt wird. Dabei umfasst diese Zeitspanne sowohl das Anregen der jeweiligen Schicht mittels der Magnetresonanzanlage als auch das Auslesen der MR-Signale. Die Gesamtmesszeit ist eine vorbestimmte Zeitdauer (in welcher beispielsweise ein Patient die Luft anhalten muss), um alle geplanten Schichten innerhalb des Volumenabschnitts durchzumessen, so dass alle notwendigen MR-Daten zur Bildgebung des gesamten Volumenabschnitts vorhanden sind.
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Wenn der Volumenabschnitt beispielsweise eine Dicke von 10 cm aufweist, 60 ms zum Auslesen der MR-Signale benötigt werden (Auslesezeitspanne) und für die Gesamtmessdauer 12 s veranschlagt werden, ergibt sich für die Versetzungslänge oder Schichtverschiebung pro Messung eine Länge von 0,5 mm. Bei einer typischen Schichtdicke von 8 mm wird also erst nach 16 zeitlichen Messungen eine komplett neue Schicht angeregt. Oder anders ausgedrückt, wird die Schicht nach dem Auslesen der MR-Signale um 1/16 oder 6% ihrer Dicke verschoben, so dass der Prozentbereich einer Überlappung oder eines Schnittbereichs zwischen zwei Schichten von zwei aufeinander folgenden Messungen ca. 94% beträgt. Da die neu anzuregende und zu vermessende Schicht demnach nur 6% an neuem (bisher noch nicht angeregtem) Volumen umfasst, ist mit keinen signifikanten Artefakten in der Bildgebung zu rechnen, auch wenn die Überführung in das dynamische Gleichgewicht bezüglich der Magnetisierung nur am Beginn des Verfahrens stattfindet. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Gleichung (1) die Schichtdicke nicht berücksichtigt ist. Daher gilt die obere Gleichung (1) insbesondere für die üblichen Fälle, in denen die Schichtdicke klein gegenüber der Volumenabschnittdicke ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Cine-Messung in Echtzeit mit einer quasi-kontinuierlichen Schichtverschiebung (nach jedem Einzelbild bzw. nach jedem Auslesen der MR-Signale) mit einer geeigneten Parameterwahl (z. B. Versetzungslänge, Schichtdicke), so dass
- • in einer Atemanhaltephase das gesamte interessierende Volumen (der gesamte Volumenabschnitt) abgedeckt wird, und
- • die Schichtverschiebung pro Bild klein gegenüber der Schichtdicke ist.
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Die Auswertung der durch das erfindungsgemäße Verfahren gesammelten Daten kann dabei durch modellbasierte Algorithmen (z. B. durch eine modellbasierte Ventrikelanalyse) oder durch eine visuelle Bewertung erfolgen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur Bildgebung eines Volumenabschnitts bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Ansteuereinheit, eine Empfangsvorrichtung und eine Auswertevorrichtung. Mit der Ansteuereinheit wird die Magnetresonanzanlage entsprechend angesteuert, während die Empfangsvorrichtung dazu dient, von der Magnetresonanzanlage aufgenommene MR-Daten einer vorbestimmten Schicht innerhalb des Volumenabschnitts entgegenzunehmen. Die Auswertevorrichtung ist zur Auswertung dieser MR-Daten ausgestaltet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nun derart ausgestaltet, dass sie die Magnetresonanzanlage mittels der Ansteuervorrichtung derart ansteuert, dass die Magnetresonanzanlage eine vorbestimmte Schicht innerhalb des Volumenabschnitts in ein dynamisches Gleichgewicht bezüglich der Magnetisierung (steady state) überführt. Anschließend führt die Vorrichtung folgende Schritte aus, bis der Volumenabschnitt vollständig durchgemessen ist. Wiederum mittels der Ansteuervorrichtung steuert die Vorrichtung die Magnetresonanzanlage derart an, dass die gerade eingestellte Schicht angeregt wird. Anschließend liest die Vorrichtung mittels der Empfangsvorrichtung MR-Signale der Schicht aus. Dann wird die Schicht von der Vorrichtung derart (z. B. um den Bruchteil einer Schichtdicke) versetzt, dass ein Schnittbereich zwischen der Schicht vor dem Versetzen und der Schicht nach dem Versetzen entsteht, welcher sowohl einen vorbestimmten Prozentsatz (mehr als 50%, z. B. 90%) der Schicht vor dem Versetzen als auch der Schicht nach dem Versetzen umfasst.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt worden sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Des Weiteren offenbart die vorliegende Erfindung eine Magnetresonanzanlage, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.
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Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung 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 Steuerung läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Programmmittel, z. B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen der Verfahren 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. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. in 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 zu laden ist.
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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 Steuerung bzw. Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Durchführung von Kardio-MRT-Messungen geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann prinzipiell zur Bildgebung eines beliebigen Volumenabschnitts innerhalb eines Körpers eines Lebewesens oder auch zur Bildgebung eines Volumenabschnitts eines beliebigen, z. B. unbelebten, Volumens eingesetzt werden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen im Detail mit Bezug zu den Figuren erläutert.
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1 stellt eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage schematisch dar.
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In 2 werden zum Vergleich zum einen zwei herkömmliche Verfahren und zum anderen ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildgebung eines Volumenabschnitts nebeneinander dargestellt.
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3 und 4 stellen einen Ausschnitt einer Benutzeroberfläche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 5 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzanlage 5 umfasst im Wesentlichen einen Tomographen 3, mit welchem das für die MR-Untersuchung notwendige Magnetfeld in einem Messraum 4 erzeugt wird, einen Tisch 2, eine Steuereinrichtung 6, mit welcher der Tomograph 3 gesteuert wird und MR-Daten von dem Tomographen 3 erfasst werden, und ein an die Steuereinrichtung 6 angeschlossenes Terminal 7.
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Die Steuereinrichtung 6 umfasst ihrerseits eine Ansteuereinheit 11, eine Empfangsvorrichtung 12 und eine Auswertevorrichtung 13. Während einer MR-Untersuchung werden MR-Daten mittels des Tomographen 3 von der Empfangsvorrichtung 12 erfasst, wobei der Tomograph 3 von der Ansteuereinheit 11 derart angesteuert wird, dass MR-Daten in einem Messvolumen 15, welches sich im Körperinneren eines auf dem Tisch 2 liegenden Patienten O befindet, erfasst werden.
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Die Auswertevorrichtung 13 bereitet dann die MR-Daten derart auf, dass sie auf einem Bildschirm 8 des Terminals 7 grafisch dargestellt werden können und dass erfindungsgemäß erstellte Bilder angezeigt werden. Neben der grafischen Darstellung der MR-Daten kann mit dem Terminal 7, welches neben dem Bildschirm 8 eine Tastatur 9 und eine Maus 10 umfasst, von einem Anwender z. B. ein zu vermessender Volumenabschnitt vorgegeben werden und weitere Vorgaben zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen werden. Über das Terminal 7 kann auch die Software für die Steuereinrichtung 6 in die Steuereinrichtung 6, insbesondere in die Auswertevorrichtung 13, geladen werden. Diese Software der Steuereinrichtung 6 kann dabei auch das erfindungsgemäße Verfahren umfassen und kann ebenfalls auf einer DVD 14 gespeichert sein, so dass diese Software dann von dem Terminal 7 von der DVD 14 gelesen und in die Steuereinrichtung 6 kopiert werden kann.
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In 2 werden zwei herkömmliche Verfahren 32, 33 zur Bildgebung eines Volumenabschnitts, welche in den 2a und 2c dargestellt sind, einem erfindungsgemäßen Verfahren 31, welches schematisch in 2b und 2c dargestellt ist, gegenübergestellt.
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In 2a ist schematisch ein Volumenabschnitt in Form einer Herzkammer 22 dargestellt. Nach herkömmlichen Verfahren 32, 33 wird der Volumenabschnitt in mehrere (im Beispiel fünf) Schichten 1 unterteilt, welche dann in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen unabhängig voneinander angeregt und ausgelesen werden. In 2c ist dargestellt, zu welchem Herzschlag (auf der X-Achse dargestellt) welche Schicht (auf der Y-Achse dargestellt) angeregt und gemessen wird. Man erkennt, dass zum Messen einer Schicht gemäß dem ersten herkömmlichen Verfahren 33 jeweils zwei Herzschläge benötigt werden. Dabei wird mit dem jeweils ersten Herzschlag die Schicht in ein bezüglich ihrer Magnetisierung dynamisches Gleichgewicht gebracht (diese Phase ist gestrichelt und mit dem Bezugszeichen 34 dargestellt), während die jeweilige Schicht in dem jeweils folgenden zweiten Herzschlag angeregt und die entsprechenden MR-Signale der Schicht ausgelesen werden (diese Phase ist durchgezogen und mit dem Bezugszeichen 35 dargestellt).
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Bei dem zweiten herkömmlichen Verfahren 32, welches ebenfalls in 2c dargestellt ist, wird jeweils eine Schicht 1 pro Herzschlag gemessen. Im Gegensatz zu dem ersten herkömmlichen Verfahren 33 verzichtet das zweite herkömmliche Verfahren 32 auf eine Vorbereitungsphase 34, in welcher die jeweilige Schicht 1 in ein bezüglich ihrer Magnetisierung dynamisches Gleichgewicht gebracht wird (Überführung der Schicht 1 in den steady state). Dieser Verzicht auf die Vorbereitungsphase 34 führt zwar zu einer im Vergleich zu dem ersten herkömmlichen Verfahren 33 halbierten Durchführungszeit, muss aber mit einer geringeren Qualität der Bildgebung (insbesondere einem geringeren Kontrast) bezahlt werden.
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Dagegen durchmisst das erfindungsgemäße Verfahren 31 den Volumenabschnitt oder die Herzkammer 22 quasi kontinuierlich, wie es in 2b dargestellt ist, wobei sich aufeinander folgende Schichten 1 jeweils stark überlappen. Dabei beginnt das erfindungsgemäße Verfahren 31 mit einer ersten Schicht am unteren Rand des Volumenabschnitts 22, wobei diese erste Schicht durch das erfindungsgemäße Verfahren in einen bezüglich ihrer Magnetisierung dynamisches Gleichgewicht (steady state) gebracht wird, bevor der eigentliche Messvorgang beginnt. Anschließend wird die Schicht mittels der Magnetresonanzanlage angeregt und die MR-Signale der Schicht ausgelesen.
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Die Schicht 1 wird nachfolgend leicht um 0,5 mm nach oben in Richtung des Normalenvektors der Schichtfläche verschoben, bevor die verschobene Schicht 1 angeregt und die MR-Signale der Schicht 1 aus gelesen werden. Dabei wird die verschobene Schicht nicht in ein bezüglich ihrer Magnetisierung dynamisches Gleichgewicht (steady state) gebracht. Eine Verschiebung um 0,5 mm bei einer Schichtdicke von 8 mm bedeutet, dass ein Schnittbereich zwischen der Schicht vor der Verschiebung und der Schicht nach der Verschiebung nahezu 94% der Schichtdicke umfasst oder dass (in anderen Worten) die Schicht um 6% der Schichtdicke verschoben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren muss dabei weder den nach dem Stand der Technik üblichen Schritt zur Überführung der Schicht in das bezüglich der Magnetisierung dynamische Gleichgewicht durchführen, noch ist das erfindungsgemäße Verfahren an den Takt der Herzschläge gebunden, weshalb das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich mehr Schichten pro Zeiteinheit durchmessen kann als nach dem Stand der Technik üblichen Verfahren. Allein durch den Verzicht auf die Überführung der Schicht in das bezüglich der Magnetisierung dynamische Gleichgewicht vor jeder Anregung und Erfassung der MR-Signale der Schicht ergibt sich für das erfindungsgemäße Verfahren ein Einsparpotenzial bezüglich der Messzeit von Faktor zwei.
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Darüber hinaus durchmisst das erfindungsgemäße Verfahren 31 den gesamten Volumenabschnitt ohne Lücken, während die Verfahren nach dem Stand der Technik 32, 33 beispielsweise einen 1 cm großen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schichten 1 belassen, so dass für diese Zwischenräume oder Lücken keine Messwerte existieren oder aufgenommen werden. Anders ausgedrückt ist die räumliche Auflösung der erfindungsgemäßen Bildgebung wesentlich höher als bei Verfahren nach dem Stand der Technik.
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In 3 und 4 sind Ausschnitte einer Benutzeroberfläche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei folgender erfindungsgemäßer Ablauf ausgeführt wird:
- • Planen bzw. Platzieren einer Schicht in der Mitte des zu bestimmenden Volumenabschnitts oder zu vermessenden Objekts senkrecht zur kürzesten Achse des zu bestimmenden Volumenabschnitts oder zu vermessenden Objekts. Die kürzeste Achse entspricht z. B. bei einem quaderförmigen Volumenabschnitt der kleinsten Kante.
- • Bestimmen des gesamten Volumenabschnitts, so dass der Volumenabschnitt das zu vermessende Objekt nahezu vollständig beinhaltet.
- • Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung des Volumenabschnitts.
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In 3 platziert ein Anwender eine Schicht 1 in der Mitte eines zu durchmessenden Volumenabschnitts. Die Dicke des Volumenabschnitts in Richtung des Normalenvektors 21 der Schicht 1 wird dann automatisch derart bestimmt, dass das zu untersuchende Objekt, im vorliegenden Fall eine Herzkammer, vollständig innerhalb des Volumenabschnitts 20 liegt.
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Aus der derart bestimmten Volumenabschnittdicke, der zur Verfügung stehenden Gesamtmesszeit sowie der bekannten Auslesezeitspanne pro Messung kann dann über die vorab beschriebene Gleichung (1) die Versetzungslänge bestimmt werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei der in 4 dargestellten Schicht nicht um die erste Schicht 1 handelt, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren angeregt wird. Die erste Schicht 1, welche von dem erfindungsgemäßen Verfahren angeregt wird, liegt in Richtung des Normalenvektors 21 am schräg oberen (oder schräg unteren) Rand des Volumenabschnitts 20, so dass von dort der gesamte Volumenabschnitt 20 durchmessen werden kann, indem die Schichten 1 Messung für Messung schräg nach unten (oder schräg nach oben) verschoben werden, bis der gesamte Volumenabschnitt 20 durchmessen worden ist.
