DE102010041191B4

DE102010041191B4 - Erstellung von MR-Bilddaten mit paralleler Schichtanregung und teilweiser Überlappung der Schichten im Frequenzbereich

Info

Publication number: DE102010041191B4
Application number: DE102010041191.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Popescu
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2030-09-23
Also published as: US20120068704A1; DE102010041191A1; US9035650B2

Abstract

Verfahren zur Erstellung von MR-Bilddaten eines vorbestimmten Volumenabschnitts (24) innerhalb eines Untersuchungsobjekts (O) mittels einer Magnetresonanzanlage (5), folgende Schritte umfassend: gleichzeitiges Anregen mehrerer Schichten (S1–S8) des Volumenabschnitts (24) mittels mindestens eines HF-Anregungspulses (25; 26), wobei während des Anregens ein Schichtselektionsgradient (GZ) geschaltet wird, Erfassen von Messsignalen der mehreren Schichten (S1–S8), wobei die Messsignale mit mehreren HF-Empfangsantennen (A1–A4; A1,2–A4,5) erfasst werden, welche zumindest teilweise entlang der Ausbreitungsrichtung (Z) des Schichtselektionsgradienten (GZ) beabstandet sind und wobei während des Erfassens der Messsignale der Schichtselektionsgradient (GZ) geschaltet wird, um eine partielle spektrale Trennung der Messsignale aus unterschiedlichen der Schichten (S1–S8) zu erzielen, wodurch eine teilweise Überlappung der Schichten (S1–S8) im Frequenzbereich erreicht wird, und Erstellen der MR-Bilddaten mittels der Messsignale.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, bei welchem gleichzeitig bzw. parallel mehrere Schichten angeregt werden, um MR-Bilddaten dieser Schichten zu erstellen. Darüber hinaus wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage offenbart.
Die US 2009/0278538 A1 beschreibt ein Verfahren, um gleichzeitig von mehreren Schichten mittels einer Magnetresonanzanlage Messsignale zu erfassen. Dazu werden mehrere Schichten gleichzeitig mit mindestens einem HF-Anregungspuls angeregt, während ein Schichtselektionsgradient geschaltet ist. Während des Erfassens der Messsignale wird ein Schichtselektionsgradient geschaltet, um so die Messsignale von zwei benachbarten Schichten vollständig trennen zu können.
In „Wideband Parallel Imaging” von F-H. Wu u. a., Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 17 (2009), Seite 2677 wird der Einsatz von Mehrkanal-Empfangsspulen bei parallelen Bildgebungstechniken beschrieben.
In „Regularized Sensitivity Encoding (SENSE) Reconstruction Using Bregman Iterations” von B. Liu u. a., Magn. Reson. Med. 61 (2009), Seiten 145–152 wird ein iteratives Rekonstruktionsverfahren beschrieben.
Die US 7 034 530 B2 beschreibt ein Verfahren, bei welchem zum selben Zeitpunkt jeweils nur eine einzige Schicht angeregt oder ausgelesen wird. Um das Verfahren allerdings möglichst rasch durchzuführen, werden MR-Sequenzen für verschiedene Schichten in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen verschachtelt ausgeführt, wodurch einander überlappende Relaxationszeiten und Echozeiten der jeweiligen Schichten auftreten.
Dieses Verfahren arbeitet allerdings noch nicht parallel im Sinn der vorliegenden Erfindung.
Die US 7 622 925 B2 und die US 7 741 842 B2 beschreiben jeweils eine beschleunigte parallele Auslesetechnik, wobei trotz unvollständiger Abtastung des k-Raums durch den Einsatz mehrerer HF-Empfangsspulen der gesamte Datensatz im k-Raum rekonstruiert wird.
Eine weitere nach dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit zur Beschleunigung der Erstellung von MR-Bilddaten besteht darin, mehrere Schichten in einem einzigen bzw. gemeinsamen Anregungs- und Auslese-Schritt gleichzeitig abzutasten. Dieses Verfahren entspricht einem analogen Verfahren in der Computertomographie (CT), bei welchem ebenfalls mehrere Schichten gleichzeitig erfasst werden.
Bei dem entsprechenden MR-Verfahren wird ein einzelner HF-Puls bei einem geschalteten linearen Gradienten (G_Z) entlang der Richtung des Schichtstapels in einem vorbestimmten Volumenabschnitt 24 eingestrahlt, wodurch gleichzeitig über mehrere Frequenzbänder HF-Energie aufgebracht wird, um die Spins in mehreren parallelen Schichten zur selben Zeit anzuregen, wie es in 1 dargestellt ist. In 1 ist auch die HF-Amplitude des HF-Pulses über der Frequenz dargestellt, wodurch acht Schichten S1 bis S8 gleichzeitig selektiv angeregt werden.
Bei diesem Verfahren tritt allerdings das Problem auf, dass sich die Echosignale von den unterschiedlichen Schichten sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich überlappen, wodurch es notwendig wird, das dadurch auftretende Aliasing zu eliminieren.
Nach dem Stand der Technik sind dazu die Verfahren Multiband GRAPPA (”Use of Multicoil Arrays for Separation of Signal from Multiple Slices Simultaneously Excited”, D. J. Larkman u. a., Journal of Magnetic Resonance Imaging 13; Seiten 313–317, 2001) und Wideband MRI (”Simultaneous multislice imaging with slice-multiplexed RF pulses”, J. B. Weaver, Magnetic Resonance in Medicine 8, Seiten 275–284, 1988) bekannt.
Bei GRAPPA werden die gleichzeitig zu erfassenden Schichten S1–S4 räumlich derart getrennt voneinander angeordnet, dass die Signale von der jeweiligen Schicht dadurch von den Signalen der anderen Schichten getrennt werden können, dass eine der jeweiligen Schicht S₁–S₄ zugeordnete HF-Empfangsantenne A₁–A₄ eingesetzt wird, wie es in 2 dargestellt ist. Während des Auslesens der Signale von den verschiedenen Schichten S₁–S₄ werden zwar Signale im selben Frequenzband von den verschiedenen Schichten S₁–S₄ erfasst. Da allerdings der Schichtabstand dZ zwischen zwei benachbarten Schichten im Zusammenspiel mit den Empfindlichkeitsprofilen der HF-Antennen A₁–A₄ ausreichend groß ist, ist sichergestellt, dass die jeweilige Antenne A₁–A₄ im Wesentlichen nur die Signale der ihr zugeordneten Schicht S₁–S₄ erfasst.
Der Nachteil von GRAPPA ist, dass der Abstand zwischen benachbarten Schichten S₁ bis S₄ relativ groß ist, so dass die Anzahl der gleichzeitig zu erfassenden Schichten beispielsweise bei der Bildgebung eines menschlichen Herzens mit 3 relativ gering ist. Auch eine Verkleinerung der HF-Antennen würde dieses Problem nicht lösen, da dadurch zwar die räumliche Empfindlichkeit der Antenne verbessert würde, aber nur ein kleines Volumen in unmittelbarer Nähe der entsprechenden HF-Antenne erfasst werden würde, so dass Abschnitte in der Mitte der entsprechenden Schicht (und damit weiter beabstandet von der entsprechenden HF-Antenne) von der HF-Antenne nur unzureichend erfasst werden könnten.
Während GRAPPA mit einer räumlichen Trennung der zu erfassenden Schichten S₁ bis S₄ arbeitet, arbeitet das Verfahren nach Weaver mit einer spektralen Trennung der aufzunehmenden Schichten S₁ bis S₄. Während des Auslesens wird ein zweiter die Frequenz kodierender Gradient (Schichtselektionsgradient) entlang der Richtung des Schichtstapels gleichzeitig und senkrecht zu dem auch normalerweise vorhandenen, die Frequenz kodierenden Gradienten geschaltet. Dadurch werden die Signale von den zu erfassenden Schichten in verschiedene Frequenzbänder getrennt, wie es in 3 dargestellt ist.
Man erkennt in 3, dass sich die Frequenzbänder B der einzelnen Schichten S₁–S₄ nicht überlappen. Dies ist auch notwendig (d. h. der Frequenzabstand df zwischen zwei benachbarten Schichten muss entsprechend groß sein), damit beim Auslesen die Messsignale der jeweiligen Schicht zugeordnet werden können. Damit der Frequenzabstand df zwischen zwei benachbarten Schichten ausreichend groß ist, muss bei einer vorgegebenen Stärke des Schichtselektionsgradienten und des Frequenzkodiergradienten der Schichtabstand dZ entsprechen groß gewählt werden.
Das Problem bei dem Verfahren nach Weaver besteht darin, dass der Schichtselektionsgradient und der Auslesegradient (”Read-out”) beim Auslesen gleichzeitig aktiv sind. Dadurch sind gleichzeitig zwei die Frequenz kodierende Gradienten aktiv, was nachteiligerweise dazu führt, dass das so genannte Pixel-Empfindlichkeitsprofil proportional zu dem Verhältnis der Stärken der beiden Gradienten gekippt wird. Um eine Unschärfe des zu erstellenden Bildes zu vermeiden, sollte dieses Verhältnis kleiner als 1 sein, was einem Kippwinkel von 45° entspricht. (D. h. der Schichtselektionsgradient sollte nicht stärker als der Auslesegradient sein.) Darüber hinaus wird das Verfahren von Weaver durch die maximal zu erreichende Stärke von Gradientenfeldern beschränkt. In der Praxis führt dies dazu, dass bei Aufnahmen des menschlichen Kopfes drei Schichten und bei Aufnahmen des menschlichen Thorax oder von menschlichen Extremitäten maximal vier Schichten gleichzeitig aufgenommen werden können. Bei der Aufnahme des menschlichen Herzens, wobei sich der aufzunehmende Volumenabschnitt typischerweise in Schichtstapelrichtung über 12–15 cm erstreckt, können mit dem Verfahren von Weaver sogar meist nur zwei Schichten gleichzeitig erfasst werden.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, gerade bei Aufnahmen des menschlichen Herzens mehr Schichten gleichzeitig zu erfassen, als es heutzutage nach dem Stand der Technik möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erstellung von MR-Bilddaten nach Anspruch 1, durch eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 12, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erstellung von MR-Bilddaten eines vorbestimmten Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:

• Gleichzeitiges Anregen mehrerer Schichten des vorbestimmten Volumenabschnitts mit einem oder mit mehreren HF-Anregungspulsen. Dabei wird während des Anregens ein Schichtselektionsgradient geschaltet.
• Erfassen von Messsignalen aus den mehreren Schichten mit mehreren HF-Empfangsantennen, welche zumindest teilweise entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten, d. h. parallel zu den Flächennormalen der Schichten, beabstandet sind. Dabei ist während des Erfassens der Messsignale der Schichtselektionsgradient geschaltet, um eine partielle spektrale Trennung der Messsignale aus den unterschiedlichen Schichten zu erreichen.
• Mittels der Messsignale werden die MR-Bilddaten oder die so genannten MR-Bilder erstellt.

Dass die HF-Empfangsantennen zumindest teilweise entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten (d. h. parallel zu der Schichtdickenrichtung oder Schichtstapelrichtung) beabstandet sind, lässt Raum für mehrere Ausführungsformen. Zum Beispiel können alle HF-Empfangsantennen an jeweils unterschiedlichen Stellen entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten angeordnet werden, um beispielsweise jeweils Signale einer der jeweiligen HF-Empfangsantenne zugeordneten Schicht zu empfangen. Es ist aber auch möglich, dass eine bestimmte Anzahl (z. B. zwei oder vier) der HF-Empfangsantennen an derselben Stelle entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten vorhanden ist und in Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten von anderen zwei oder vier HF-Empfangsantennen beabstandet ist, usw..
Die Stärke des Schichtselektionsgradienten beim Anregen der Schichten muss nicht mit der Stärke des Schichtselektionsgradienten beim Erfassen der Messsignale aus den mehreren Schichten übereinstimmen.
Die vorliegende Erfindung kombiniert quasi die räumlich getrennte Erfassung der Messsignale von verschiedenen Schichten durch den Einsatz mehrerer örtlich getrennter HF-Empfangsantennen mit der spektralen Trennung der Messsignale aus den verschiedenen Schichten. Dadurch kann vorteilhafterweise der Abstand der gleichzeitig zu erfassenden Schichten gegenüber dem Stand der Technik trotz eines günstigen Pixel-Empfindlichkeitsprofils verringert werden. Die zusätzliche Trennung der Frequenzen, mit welchen die Spins der verschiedenen Schichten präzedieren, verringert vorteilhafterweise die Anforderungen hinsichtlich der räumlichen Empfindlichkeit der HF-Empfangsantennen und verringert dadurch ein Rauschen aufgrund einer Überlappung der HF-Empfangsantennen, den so genannten g-Faktor. Dadurch lassen sich erfindungsgemäß bis zu neun Schichten parallel bzw. gleichzeitig erfassen.
Beim Erfassen der Messsignale der mehreren Schichten wird insbesondere ein Frequenzkodierungsgradient gleichzeitig mit dem Schichtselektionsgradienten geschaltet.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die jeweilige der HF-Empfangsantennen auf ein Frequenzband abgestimmt, welches bei dem Auslesen Frequenzen von Spins entspricht, die sich in denjenigen Schichten oder in derjenigen Schicht befinden, welche der jeweiligen HF-Empfangsantenne am nächsten liegen bzw. liegt.
Wenn die HF-Empfangsantennen an verschiedenen Stellen entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten liegen, ist es vorteilhaft, wenn auf verschiedenen Stellen entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten jeweils eine bestimmte Anzahl der HF-Empfangsantennen angeordnet wird. Beispielsweise kann an jeder Stelle eine erste HF-Empfangsantenne auf einer ersten Seite des Volumenabschnitts und eine zweite HF-Empfangsantenne auf einer zweiten Seite des Volumenabschnitts angeordnet werden, so dass sich diese beiden HF-Empfangsantennen parallel gegenüberliegen. In diesem Fall empfängt die erste HF-Empfangsantenne im Wesentlichen Signale von den Hälften der den beiden HF-Empfangsantennen zugeordneten Schichten, welche in der Nähe der ersten HF-Empfangsantenne liegen. Dagegen empfängt die zweite HF-Empfangsantenne im Wesentlichen Signale von den anderen Hälften dieser zugeordneten Schichten, welche der zweiten HF-Empfangsantenne benachbart sind. Natürlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass an derselben Stelle entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektions-Gradienten eine beliebige andere Anzahl der HF-Empfangsantennen (beispielsweise 4) angeordnet wird. Die an derselben Stelle entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten angeordneten HF-Empfangsantennen werden dabei insbesondere mit gleichem Winkelabstand um die diesen HF-Empfangsantennen zugeordneten Schichten herum angeordnet, so dass jede dieser HF-Empfangsantennen Messsignale eines anderen Abschnitts der zugeordneten Schichten erfasst.
Um beschleunigte parallele Auslesetechniken einzusetzen, ist es vorteilhaft, wenn an jeder Stelle entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten eine dritte HF-Empfangsantenne auf einer dritten Seite des Volumenabschnitts und eine vierte HF-Empfangsantenne auf einer vierten Seite des Volumenabschnitts angeordnet werden, wobei die dritte Seite parallel zu der vierten Seite liegt. Die Flächennormale der dritten Seite und die Flächennormale der vierten Seite sind dabei parallel zu der Ausbreitungsrichtung des Phasenkodiergradienten. Beim Erfassen der Messsignale wird in der Ausbreitungsrichtung des Phasenkodiergradienten nicht der vollständige Datensatz im k-Raum erfasst, sondern nur jede n-te (n > 1, z. B. jede zweite oder dritte) k-Raum-Zeile (entlang der kx-Achse des k-Raums).
Da die Variation der Empfindlichkeitsprofile der dritten HF-Empfangsantenne und der vierten HF-Empfangsantenne gerade entlang der Phasenkodierrichtung (Ausbreitungsrichtung des Phasenkodiergradienten) maximal ist (d. h. die Empfindlichkeitsprofile der dritten HF-Empfangsantenne und der vierten HF-Empfangsantenne unterscheiden sich nahezu ausschließlich entlang der Phasenkodierrichtung, während sie entlang der anderen Richtungen nahezu gleich sind), sind die dritte und die vierte HF-Empfangsantenne optimal für die beschleunigte parallele Auslesetechnik geeignet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine jeweilige der HF-Empfangsantennen, welche an derselben Stelle entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten angeordnet sind, auf ein Frequenzband abgestimmt wird, welches bei dem Erfassen der Messsignale Frequenzen von Spins entspricht, die sich in denjenigen Abschnitten der zugeordneten Schichten befinden, an welchen die jeweilige HF-Empfangsantenne angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die MR-Bilddaten mit Hilfe eines iterativen, statistischen Rekonstruktionsverfahrens aus den aufgenommenen Messsignalen rekonstruiert. Dabei führt das Rekonstruktionsverfahren eine nichtlineare Optimierung durch, um eine Kostenfunktion zu minimieren, welche ein Maß für die Fehlanpassung der Messsignale an die zu rekonstruierenden MR-Bilddaten angibt.
Beispielsweise in der US 7 583 780 B2 wird eine nicht lineare Optimierung beschrieben, wobei eine Kostenfunktion minimiert wird, um die L2-Norm eines Terms zu verringern, welcher ein Maß für die Fehlanpassung der Messsignale an die MR-Bilddaten repräsentiert. Erfindungsgemäß wird ein solches iteratives Rekonstruktionsverfahren, welches nach dem Stand der Technik für CT bekannt ist, für die MR-Bildgebung eingesetzt.
Auch das iterative Rekonstruktionsverfahren, welches aus ”Image Reconstruction by Regularized Nonlinear Inversion – Joint Estimation of Coil Sensitivities and Image Content”, Uecker u. a., Magnetic Resonance in Medicine, 60, Seiten 674–682, 2008, bekannt ist, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die gleichzeitige Anregung der Schichten mit einer modifizierten Signalform des HF-Anregungspulses kombiniert mit einer sich über die Zeit ändernden Signalform des Schichtselektionsgradienten ausgeführt wird. Eine solche Kombination aus einem hinsichtlich seiner Signalform modifizierten HF-Anregungspuls und sich einem über der Zeit verändernden Schichtselektionsgradienten kann zu demselben Anregungsprofil der Schichten führen wie ein normaler HF-Anregungspuls kombiniert mit einem zeitlich konstanten Schichtselektionsgradienten. Der Vorteil des modifizierten HF-Anregungspulses und des sich zeitlich ändernden Schichtselektionsgradienten liegt in der geringeren HF-Spitzenleistung (dadurch sind die Anforderung an Leistungsverstärker der Magnetresonanzanlage geringer) und damit auch einer verringerten (maximalen) Strahlenbelastung des Patienten.
VERSE (”Variable-Rate Selective Excitation”; siehe ”Variable-Rate Selective Excitation for Rapid MRI Sequences”, B. A. Hargreaves u. a., Magnetic Resonance in Medicine 52, Seiten 590–597, 2004) ist ein solches Verfahren, bei welcem ein sich über die Zeit verändernder Schichtselektionsgradient eingesetzt wird, um die Form des HF-Pulses zu verändern, ohne gleichzeitig das räumliche Anregungsprofil für die Schichten zu ändern.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass anstelle nur eines HF-Anregungspulses ein Bündel von HF-Anregungspulsen eingesetzt wird, wobei jeder HF-Anregungspuls dieses Pulsbündels eine der mehreren Schichten anregt.
Auch durch den Einsatz eines Bündels von HF-Anregungspulsen kann die HF-Spitzenleistung, welche zur Erzeugung der HF-Anregung notwendig ist, und die Strahlenbelastung für den Patienten gegenüber dem Einsatz nur eines HF-Anregungspulses abgesenkt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bilddaten eines vorbestimmten Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts bereitgestellt. Dabei umfasst die Magnetresonanzanlage einen Grundfeldmagnet, ein Gradientenfeldsystem, mehrere HF-Antennen und eine Steuereinrichtung, mit welcher das Gradientenfeldsystem und die HF-Antennen angesteuert, Messsignale, welche von den HF-Antennen aufgenommen worden sind, empfangen, diese Messsignale ausgewertet und daraus MR-Bilddaten erstellt werden. Die HF-Antennen sind dabei zumindest teilweise entlang der Ausbreitungsrichtung des Schichtselektionsgradienten beabstandet. Die Magnetresonanzanlage ist in der Lage, mehrere Schichten des Volumenabschnitts gleichzeitig mit einem oder mit mehreren HF-Anregungspulsen anzuregen, wobei die Magnetresonanzanlage gleichzeitig den Schichtselektionsgradienten schaltet. Mit den HF-Antennen erfasst die Magnetresonanzanlage die Messsignale der mehreren Schichten, wobei die Magnetresonanzanlage während des Erfassens dieser Messsignale den Schichtselektionsgradienten schaltet, um eine spektrale Trennung der Messsignale aus unterschiedlichen Schichten zu erreichen. Anschließend erstellt die Magnetresonanzanlage die MR-Bilddaten abhängig von den Messsignalen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, weshalb hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein Computerprogramm oder 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 oder Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Programmmittel, z. B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisieren. Mit anderen Worten soll mit dem auf das Computerprogrammprodukt gerichteten Anspruch insbesondere ein Computerprogramm oder eine Software unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z. B. C++), der noch compiliert (übersetzt) 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.
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.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für eine MR-Bildgebung des menschlichen Herzens geeignet. Da das Herz kontinuierlich schlägt und daher nur ein kurzes Zeitfenster einer geringen Aktivität in der Diastole vorhanden ist, ist es relativ schwierig, das Herz mittels eines MR-Verfahrens schnell genug aufzunehmen, um dennoch Bewegungsartefakte zu vermeiden und die circa 1 mm dünnen Herz-Arterien scharf genug darzustellen. Indem allerdings erfindungsgemäß bis zu 9 Schichten parallel erfasst werden können, arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren schnell genug, um MR-Bilder des Herzens in ausreichender Qualität schnell genug zu erstellen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, da sie bei beliebigen Körperregionen eines Patienten eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auch zur Bildgebung von Volumenabschnitten beliebiger Lebewesen oder toter Materie geeignet.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
In 1 ist dargestellt, wie gleichzeitig mehrere Schichten nach dem Stand der Technik angeregt werden.
In 2 ist eine Anordnung von mehreren HF-Empfangsantennen zum gleichzeitigen Erfassen von Messsignalen mehrerer Schichten nach dem Stand der Technik dargestellt.
In 3 ist schematisch dargestellt, wie sich die Bandbreite der aufzunehmenden Schichten gemäß dem bekannten Verfahren nach Weaver entlang der z-Achse verschiebt.
In 4 ist schematisch eine Magnetresonanzanlage dargestellt.
In 5 ist schematisch dargestellt, wie sich die Bandbreite der aufzunehmenden Schichten erfindungsgemäß entlang der z-Achse verschiebt.
In 6 ist schematisch dargestellt, warum die vorliegende Erfindung einen geringeren Schichtabstand ermöglicht.
In 7 ist eine erfindungsgemäße Anordnung von vier HF-Empfangsantennen zur Aufnahme von zwei benachbarten Schichten dargestellt.
In 8 ist die Anordnung der 7 aus einem anderen Blickwinkel und perspektivisch dargestellt.
In 9 ist eine erfindungsgemäße Spinecho-Sequenz dargestellt.
In 10 ist eine erfindungsgemäße Gradientenecho-Sequenz dargestellt.
In 11 ist eine erfindungsgemäße Spinecho-Sequenz dargestellt, welche mit mehreren HF-Anregungspulsen und mit mehreren refokussierenden 180°-HF-Pulsen arbeitet.
In 12 ist ein Flussablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
4 ist eine schematische Darstellung einer Magnetresonanzanlage 5 (eines Magnetresonanz-Bildgebungs- bzw. Kernspintomographiegeräts). Dabei erzeugt ein Grundfeldmagnet 1 ein zeitlich konstantes starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins in einem Untersuchungsbereich eines Objekts O, wie z. B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers, welcher auf einem Tisch 23 liegend zur Untersuchung in die Magnetresonanzanlage 5 geschoben wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, in welchem die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers geschoben werden. Zur Unterstützung der Homogenitätsanforderungen und insbesondere zur Eliminierung zeitlich invariabler Einflüsse werden an geeigneter Stelle so genannte Shim-Bleche aus ferromagnetischem Material angebracht. Zeitlich variable Einflüsse werden durch Shim-Spulen 2 eliminiert, wenn sie nicht erwünscht sind.
In den Grundfeldmagneten 1 ist ein zylinderförmiges Gradientenspulensystem 3 eingesetzt, welches aus drei Teilwicklungen besteht. Jede Teilwicklung wird von einem Verstärker mit Strom zur Erzeugung eines linearen (auch zeitlich veränderbaren) Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3 erzeugt dabei einen Gradienten G_x in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten G_y in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten G_z in z-Richtung. Der Verstärker umfasst einen Digital-Analog-Wandler, welcher von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befindet sich eine (oder mehrere) Hochfrequenzantenne(n) 4, welche die von einem Hochfrequenzleistungsverstärker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Objekts O bzw. des zu untersuchenden Bereiches des Objekts O umsetzen. Jede Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespulen und mehreren HF-Empfangsspulen bzw. HF-Empfangsantennen in Form einer ringförmigen vorzugsweise linearen oder matrixförmigen Anordnung von Komponentenspulen. Von den HF-Empfangsspulen der jeweiligen Hochfrequenzantenne 4 wird auch das von den präzedierenden Kernspins ausgehende Wechselfeld, d. h. in der Regel die von einer Pulssequenz aus einem oder mehreren Hochfrequenzpulsen und einem oder mehreren Gradientenpulsen hervorgerufenen Kernspinechosignale, in eine Spannung (Messsignal) umgesetzt, welche über einen Verstärker 7 einem Hochfrequenz-Empfangskanal 8 eines Hochfrequenzsystems 22 zugeführt wird. Das Hochfrequenzsystem 22 umfasst weiterhin einen Sendekanal 9, in welchem die Hochfrequenzpulse für die Anregung der magnetischen Kernresonanz erzeugt werden. Dabei werden die jeweiligen Hochfrequenzpulse aufgrund einer vom Anlagerechner 20 vorgegebenen Pulssequenz in der Sequenzsteuerung 18 digital als Folge komplexer Zahlen dargestellt. Diese Zahlenfolge wird als Real- und als Imaginärteil über jeweils einen Eingang 12 einem Digital-Analog-Wandler im Hochfrequenzsystem 22 und von diesem einem Sendekanal 9 zugeführt. Im Sendekanal 9 werden die Pulssequenzen einem Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert, dessen Basisfrequenz der Resonanzfrequenz der Kernspins im Messvolumen entspricht.
Die Umschaltung von Sende- auf Empfangsbetrieb erfolgt über eine Sende-/Empfangsweiche 6. Die HF-Sendespulen der Hochfrequenzantenne(n) 4 strahlt/en die Hochfrequenzpulse zur Anregung der Kernspins in das Messvolumen M ein und resultierende Echosignale werden über die HF-Empfangsspulen abgetastet. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden im Empfangskanal 8' (erster Demodulator) des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich auf eine Zwischenfrequenz demoduliert und im Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert. Dieses Signal wird noch auf die Frequenz 0 demoduliert. Die Demodulation auf die Frequenz 0 und die Trennung in Real- und Imaginärteil findet nach der Digitalisierung in der digitalen Domäne in einem zweiten Demodulator 8 statt. Durch einen Bildrechner 17 wird aus den dergestalt gewonnenen Messdaten ein MR-Bild rekonstruiert. Die Verwaltung der Messdaten, der Bilddaten und der Steuerprogramme erfolgt über den Anlagenrechner 20. Aufgrund einer Vorgabe mit Steuerprogrammen kontrolliert die Sequenzsteuerung 18 die Erzeugung der jeweils gewünschten Pulssequenzen und das entsprechende Abtasten des k-Raumes. Insbesondere steuert die Sequenzsteuerung 18 dabei das zeitrichtige Schalten der Gradienten, das Aussenden der Hochfrequenzpulse mit definierter Phasenamplitude sowie den Empfang der Kernresonanzsignale. Die Zeitbasis für das Hochfrequenzsystem 22 und die Sequenzsteuerung 18 wird von einem Synthesizer 19 zur Verfügung gestellt. Die Auswahl entsprechender Steuerprogramme zur Erzeugung eines MR-Bildes, welche z. B. auf einer DVD 21 gespeichert sind, sowie die Darstellung des erzeugten MR-Bildes erfolgt über ein Terminal 13, welches eine Tastatur 15, eine Maus 16 und einen Bildschirm 14 umfasst.
In 5 ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt, wobei der Schichtselektionsgradient G_Z während der Auslese-Periode aktiviert ist, wodurch eine 50-prozentige Überlappung der Schichten S₁–S₇ im Frequenzbereich ermöglicht wird. Dazu werden hinsichtlich ihrer Empfindlichkeitsprofile auf die entsprechenden Schichten S₁–S₇ abgestimmte HF-Empfangsantennen (Spulen) A₁–A₄ eingesetzt, um ein Aliasing zu vermeiden.
Man erkennt, dass die Bandbreite B jeder Schicht S₁–S₇ die Bandbreite B der jeweils benachbarten Schicht um 50% überdeckt bzw. zu 50% nicht überdeckt. Dadurch kann der Schichtabstand dZ im Vergleich zum Stand der Technik (siehe 3) zumindest halbiert werden.
Da das Verfahren nach Weaver (3) keine räumliche Trennung der Messsignale der verschiedenen Schichten (mittels mehrerer örtlich getrennter HF-Empfangsantennen A₁–A₄) vorsieht, darf bei dem Verfahren nach Weaver keine Überlappung der Bandbreiten B benachbarter Schichten auftreten. Mit anderen Worten muss der Schichtabstand dZ in 3 (Verfahren nach Weaver) mindestens doppelt so groß gewählt werden, wie der Schichtabstand dZ bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in 5.
Die spektrale Trennung der Messsignale benachbarter Schichten kann auch zur Verringerung der Anforderungen hinsichtlich der räumlich selektiven Empfindlichkeit der HF-Empfangsantennen A1–A4 eingesetzt werden, wodurch das Rauschbild aufgrund einer Überlappung benachbarter HF-Empfangsantennen (g-Faktor) im Vergleich zum Stand der Technik verbessert wird.
In 6 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Im Vergleich zu der in 5 dargestellten Ausführungsform sind die HF-Empfangsantennen auf unterschiedlichen Seiten 27, 28 (siehe 1) des zu erfassenden Volumenabschnitts 24 angeordnet.
Während des Auslesens ist der Schichtselektionsgradienten G_z und der die Frequenz in der Schichtebene kodierende Gradient G_x aktiv. Der Gradient G_x sorgt dafür, dass sich die Frequenz der Spins in jeder Schicht in der jeweiligen Schichtebene entlang der x-Achse ändert. Dadurch weist beispielsweise die Schicht S1 auf ihrer linken Hälfte (x < 0) ein Frequenzband B1 auf, welches die Frequenzen f₁ bis f₂ überstreicht. Die rechte Hälfte (x > 0) der Schicht S₁ weist dagegen ein Frequenzband B2 auf, welches die Frequenzen f₂ bis f₃ überstreicht. Der gleichzeitig mit dem Gradienten G_x geschaltete Gradient G_z sorgt dafür, dass sich die Frequenz der Spins von Schicht zu Schicht (entlang der z-Achse) ändert. Dadurch sind übereinander liegende Punkte in zwei benachbarten Schichten jeweils um dieselbe Frequenzdifferenz df voneinander beabstandet.
Die HF-Empfangsantennen, mit welchen ein Aliasing aufgrund der (in diesem Fall 50-prozentigen) Überlappung der Frequenzbänder benachbarter Schichten verhindert werden soll, werden in Richtung der z-Achse beabstandet voneinander angeordnet, wobei allerdings jeweils zwei mit derselben z-Koordinate auf unterschiedlichen Seiten 27, 28 des Volumenabschnitts 24 angeordnet werden. In 6 sind die Empfindlichkeitsprofile der HF-Empfangsantennen dargestellt. Dabei bezeichnet A_L das Empfindlichkeitsprofil für die HF-Empfangsantennen A_1,2, A_3,4 auf der linken Seite 27 und AR das Empfindlichkeitsprofil für die HF-Empfangsantennen A_2,3, A_4,5 auf der rechten Seite 28 des Volumenabschnitts 24.
Beispielsweise ist die HF-Empfangsantenne A_2,3 derart abgestimmt oder optimiert, dass sie die Signale in den Frequenzbändern B₂ und B₃ von den rechten Hälften der Schichten S₁ und S₂ optimal empfängt. Aufgrund des Empfindlichkeitsprofils AR ist die HF-Empfangsantenne A_2,3 für die Signale in den Frequenzbändern B₂ und B₃ von den linken Hälften der Schichten S₂ und S₃ im Wesentlichen unempfindlich. Dabei ist festzuhalten, dass die Signale in der Mitte der jeweiligen Schichten S₁–S₄, wo die HF-Empfangsantennen auf der rechten Seite und der linken Seite gleich empfindlich sind, im Frequenzbereich am besten getrennt sind.
In 7 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind im Vergleich zu der in 6 dargestellten Ausführungsform an derselben z-Koordinate vier HF-Empfangsantennen um den Volumenabschnitt herum angeordnet. Mit anderen Worten es sind zusätzlich zu den HF-Empfangsantennen A_3,4 und A_4,5 oben und unten (d. h. entlang der y-Achse) zwei weitere HF-Empfangsantennen A_N, A_S angeordnet. Da die beiden weiteren HF-Empfangsantenne A_N, A_S an derselben x-Koordinate und an derselben z-Koordinate angeordnet sind und sich nur hinsichtlich ihrer y-Koordinate unterscheiden, werden sie auf dieselbe Bandbreite, welche die Frequenzen von f₄ bis f₅ überstreicht, abgestimmt, da sich die Frequenzen der Spins innerhalb derselben Schicht S₃, S₄ entlang der y-Achse nicht ändern. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform erfasst demnach die linke HF-Empfangsantenne A_3,4 die Signale im linken mittleren Bereich der Schichten S₃, S₄, die obere HF-Empfangsantenne AN die Signale im oberen mittleren Bereich der Schichten S₃, S₄, die rechte HF-Empfangsantenne A_4,5 die Signale im rechten mittleren Bereich der Schichten S₃, S₄ und die untere HF-Empfangsantenne A_S die Signale im unteren mittleren Bereich der Schichten S₃, S₄.
Insbesondere die HF-Empfangsantennen A_N und A_S begünstigen aufgrund ihrer bezüglich der y-Achse unterschiedlichen Antennenempfindlichkeit den Einsatz von beschleunigten parallelen Auslesetechniken (PAT ”Parallel Acquisition Technique”). Bei den beschleunigten parallelen Auslesetechniken wird beispielsweise in der Phasenkodierrichtung (entlang der y-Achse) nicht der vollständige Datensatz im k-Raum erfasst, um dadurch Auslesezeit einzusparen. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Position hinsichtlich der y-Koordinate sind die HF-Empfangsantennen A_N und A_S (zusammen mit den anderen HF-Empfangsantennen A_3,4 und A_4,5) zum Einsatz bei der beschleunigten parallelen Auslesetechnik optimal geeignet, um auch mit der beschleunigten parallelen Auslesetechnik den gesamten Datensatz im k-Raum zu erfassen.
In 8 ist die in 7 dargestellte Ausführungsform nochmals aus einem anderen Blickwinkel und perspektivisch dargestellt. Man erkennt, dass die vier HF-Empfangsantennen den Volumenabschnitt 24 umgeben, wobei der Winkelabstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter HF-Empfangsantennen jeweils ungefähr 90° beträgt.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei der in 7 und 8 dargestellten Ausführungsform nur diejenigen HF-Empfangsantennen dargestellt sind, welche sich an einer bestimmten (selben) z-Koordinate befinden. Selbstverständlich befinden sich an anderen z-Koordinaten weitere vier HF-Empfangsantennen, so dass alle Schichten des Volumenabschnitts 24 gleichzeitig erfasst werden können.
In 9 ist eine erfindungsgemäße Spinecho-Sequenz dargestellt. Auch diese erfindungsgemäße Sequenz unterscheidet sich von einer nach dem Stand der Technik bekannten Spinecho-Sequenz darin, dass während der Auslesephase nicht nur der Auslese-Gradient G_x, sondern auch der Schichtselektionsgradient G_z aktiv ist.
In ähnlicher Weise ist in 10 eine erfindungsgemäße Gradientenecho-Sequenz dargestellt. Auch diese erfindungsgemäße Gradientenecho-Sequenz unterscheidet sich von einer nach dem Stand der Technik bekannten Gradientenecho-Sequenz darin, dass während der Auslesephase zusätzlich zu dem Auslese-Gradient G_x auch der Schichtselektionsgradient G_z aktiviert ist.
Auch in 11 ist eine erfindungsgemäße Sequenz zur parallelen Anregung mehrerer Schichten dargestellt. Während der Zeitperiode, in welcher der Schichtselektionsgradient G_z angelegt wird, werden mehrere 90°-HF-Pulse geschaltet, um die mehreren Schichten anzuregen. Jeder dieser mehreren 90°-HF-Pulse weist eine andere Frequenz auf, um so selektiv verschiedene Schichten des vorbestimmten Volumenabschnitts anzuregen. Jeder der 90°-HF-Pulse besitzt im Wesentlichen die Signalform sin(x)/x, wodurch der jeweilige HF-Puls einen Scheitelpunkt bzw. Spitzenwert aufweist. Die Einhüllende dieser mehreren 90°-HF-Pulse weist demnach mehrere Scheitelpunkte (für jeden HF-Puls einen) auf, welche zeitlich versetzt sind. Der Amplitudenverlauf des Schichtselektionsgradienten G_z ist im Wesentlichen konstant, wie man in 11 sieht.
Der Vorteil der in 11 dargestellten Sequenz, welche auch aus der US 5 422 572 bekannt ist, ist, dass die Belastung der Leistungsverstärker der Magnetresonanzanlage und auch die maximale Strahlenbelastung des Patienten geringer ausfallen, als wenn alle anzuregenden Schichten mit einem HF-Anregungspuls angeregt würden.
Erfindungsgemäß können auch noch andere Sequenzen oder Beschleunigungsverfahren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden. Dazu gehören beispielsweise:

• SMASH (”Simultaneous Acquisition of Spatial Harmonics”)
• SENSE (”SENSitivity Encoding”)
• half Fourier (auch als partielle Fourier-Bildgebung bekannt). Dabei wird der k-Raum asymmetrisch abgetastet.
• BRISK (”Block Regional Interpolation Scheme for K space”)
• TRICKS (”Time Resolved Imaging of Contrast KineticS”)
• PICCS (”Prior Image Constrained Compressed Sensing”)
• HYPR (”HighlY constrained back-PRojection”)
• komprimiertes Abtasten (”compressed sensing”)
• PatLoc: eine parallele Bildgebung, bei welcher lokale Gradienten eingesetzt werden.
• O-space (siehe WO 2010 068299 A1 )

In 12 ist ein Flussablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Im Schritt VS 1 werden gleichzeitig mehrere Schichten eines vorbestimmten Volumenabschnitts (beispielsweise des Herzens) angeregt, während zur gleichen Zeit ein Schichtselektionsgradient G_z geschaltet wird.
Im folgenden Schritt VS 2 werden mit mehreren HF-Antennen Messsignale aus den im Schritt VS 1 angeregten Schichten gleichzeitig erfasst. Während dieses Auslesens der Messsignale wird zusätzlich zu einem Frequenzkodiergradienten G_x der Schichtselektionsgradient G_z geschaltet, wodurch eine partielle spektrale Trennung der Messsignale erreicht wird.
Durch das Schalten des Schichtselektionsgradienten Gz während des Auslesens wird vorteilhafterweise dafür gesorgt, dass sich die Frequenzen, mit welchen die Spins einer der mehreren Schichten präzedieren, gegenüber den Frequenzen einer dieser Schicht benachbarten Schicht verschieben. Dadurch werden die Messsignale der einen Schicht spektral von den Messsignalen der benachbarten Schicht getrennt.
Darüber hinaus werden die Messsignale der verschiedenen Schichten von HF-Empfangsantennen erfasst, welche möglichst dicht an denjenigen Schichten angeordnet sind, deren Messsignale die jeweilige HF-Empfangsantenne zu erfassen hat. Daher kombiniert die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise die spektrale Trennung der Messsignale benachbarter Schichten (mittels des während des Auslesens geschalteten Schichtselektionsgradienten G_z) mit der räumlichen Trennung der Messsignale benachbarter Schichten (mittels der räumlich getrennten HF-Empfangsantennen).
Im letzten Schritt VS 3 werden MR-Bilder aus den Messsignalen rekonstruiert. Dabei wird ein iteratives statistisches Rekonstruktionsverfahren eingesetzt, welches eine nichtlineare Optimierung durchführt, wobei eine Kostenfunktion optimiert wird, welche ein Maß für eine Fehlanpassung der Messsignale an die zu rekonstruierenden MR-Bilder angibt.

Claims

Verfahren zur Erstellung von MR-Bilddaten eines vorbestimmten Volumenabschnitts (24) innerhalb eines Untersuchungsobjekts (O) mittels einer Magnetresonanzanlage (5), folgende Schritte umfassend: gleichzeitiges Anregen mehrerer Schichten (S₁–S₈) des Volumenabschnitts (24) mittels mindestens eines HF-Anregungspulses (25; 26), wobei während des Anregens ein Schichtselektionsgradient (G_Z) geschaltet wird, Erfassen von Messsignalen der mehreren Schichten (S₁–S₈), wobei die Messsignale mit mehreren HF-Empfangsantennen (A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) erfasst werden, welche zumindest teilweise entlang der Ausbreitungsrichtung (Z) des Schichtselektionsgradienten (G_Z) beabstandet sind und wobei während des Erfassens der Messsignale der Schichtselektionsgradient (G_Z) geschaltet wird, um eine partielle spektrale Trennung der Messsignale aus unterschiedlichen der Schichten (S₁–S₈) zu erzielen, wodurch eine teilweise Überlappung der Schichten (S₁–S₈) im Frequenzbereich erreicht wird, und Erstellen der MR-Bilddaten mittels der Messsignale.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen der Messsignale ein Frequenzkodierungsgradient (G_X) gleichzeitig mit dem Schichtselektionsgradienten (G_Z) geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste HF-Empfangsantenne (A_1,2, A_3,4) der HF-Empfangsantennen (A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) auf einer ersten Seite (27) des Volumenabschnitts (24) und mindestens eine zweite HF-Empfangsantenne (A_2,3, A_4,5) der HF-Empfangsantennen (A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) auf einer zweiten Seite (28) des Volumenabschnitts (24) angeordnet werden, dass die erste Seite (27) parallel zu der zweiten Seite (28) liegt, und dass die Flächennormale (29) der ersten Seite (27) und der zweiten Seite (28) parallel zu der Ausbreitungsrichtung (X) des Frequenzkodierungsgradienten (G_X) liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige der mindestens einen ersten HF-Empfangsantenne (A_1,2, A_3,4) auf ein Frequenzband (B₁, B₂; B₃, B₄) abgestimmt wird, welches bei dem Auslesen Frequenzen von Spins entspricht, die sich in denjenigen Hälften der Schichten (S₁–S₄) befinden, an welchen die jeweilige der mindestens einen ersten HF-Empfangsantenne (A_1,2, A_3,4) angeordnet wird, und dass eine jeweilige der mindestens einen zweiten HF-Empfangsantenne (A_2,3, A_4,5) auf ein Frequenzband (B₂, B₃; B₄, B₅) abgestimmt wird, welches bei dem Auslesen Frequenzen von Spins entspricht, die sich in denjenigen Hälften der Schichten befinden, an welchen die jeweilige der mindestens einen zweiten HF-Empfangsantenne (A_2,3, A_4,5) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Empfangsantennen (A₁–A₄; A_1,2, A_4,5) parallel zueinander angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dritte HF-Empfangsantenne (A_N) auf einer dritten Seite des Volumenabschnitts (24) und mindestens eine vierte HF-Empfangsantenne (A_S) auf einer vierten Seite des Volumenabschnitts (24) angeordnet werden, dass die dritte Seite parallel zu der vierten Seite liegt, dass die Flächennormale der dritten Seite und der vierten Seite parallel zu der Ausbreitungsrichtung (Y) des Phasenkodiergradienten (G_y) liegt, und dass beim Erfassen der Messsignale eine beschleunigte parallele Auslesetechnik eingesetzt wird, bei welcher in der Ausbreitungsrichtung (Y) des Phasenkodiergradienten (G_y) nicht der vollständige Datensatz im k-Raum erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige der mehreren HF-Empfangsantennen (A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) auf ein Frequenzband (B₁–B₅) abgestimmt wird, welches bei dem Auslesen Frequenzen von Spins entspricht, die sich in denjenigen Schichten (S₁–S₈) befinden, an welchen die jeweilige der mehreren HF-Empfangsantennen (A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MR-Bilddaten mittels eines iterativen, statistischen Rekonstruktionsverfahrens aus den Messsignalen rekonstruiert werden, und dass das Rekonstruktionsverfahren eine nichtlineare Optimierung durchführt, um eine Kostenfunktion zu minimieren, welche ein Maß für die Fehlanpassung der Messsignale an die zu rekonstruierenden MR-Bilddaten repräsentiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gleichzeitige Anregen mehrerer Schichten (S₁–S₈) mittels einer modifizierten HF-Signalform kombiniert mit einer sich über der Zeit ändernden Signalform des Schichtselektionsgradienten (G_Z) durchgeführt wird, um dadurch eine Strahlenbelastung des vorbestimmten Volumenabschnitts (24) abzusenken, ohne ein Anregungsprofil der mehreren Schichten (S₁–S₈) zu verändern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine HF-Anregungspuls ein Pulsbündel (26) umfasst, und dass jeder Puls des Pulsbündels (26) eine der mehreren Schichten (S₁–S₈) anregt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Volumenabschnitt (24) ein Abschnitt des menschlichen Herzens ist.
Magnetresonanzanlage zur Erstellung von MR-Bilddaten eines vorbestimmten Volumenabschnitts (24) innerhalb eines Untersuchungsobjekts (O), wobei die Magnetresonanzanlage (5) einen Grundfeldmagneten (1), ein Gradientenfeldsystem (3), mehrere HF-Antennen (4; A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) und eine Steuereinrichtung (10) zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems (3) und der HF-Antennen (4; A₁–A₄; A_1,2-A_4,5), zum Empfang von von den HF-Antennen (4; A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) aufgenommenen Messsignalen und zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung von MR-Bilddaten umfasst, wobei die HF-Antennen (4; A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) zumindest teilweise entlang der Ausbreitungsrichtung (Z) des Schichtselektionsgradienten (G_Z) beabstandet sind, und wobei die Magnetresonanzanlage (5) derart ausgestaltet ist, dass die Magnetresonanzanlage (5) gleichzeitig mehrere Schichten (S₁–S₈) des Volumenabschnitts (24) mittels mindestens eines HF-Anregungspulses (25; 26) anregt, wobei die Magnetresonanzanlage (5) gleichzeitig einen Schichtselektionsgradienten (G_Z) schaltet, und dass die Magnetresonanzanlage (5) Messsignale der mehreren Schichten (S₁–S₈) mit den HF-Antennen (4; A₁–A₄; A_1,2–A_4,5) erfasst, wobei die Magnetresonanzanlage (5) während des Erfassens der Messsignale den Schichtselektionsgradienten (G_Z) schaltet, um eine partielle spektrale Trennung der Messsignale aus unterschiedlichen der Schichten (S₁–S₈) zu erzielen, wodurch eine teilweise Überlappung der Schichten (S₁–S₈) im Frequenzbereich erreicht wird, und dass die Magnetresonanzanlage (5) die MR-Bilddaten mittels der Messsignale erstellt.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzanlage (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2–11 ausgestaltet ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung (10) einer Magnetresonanzanlage (5) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–11 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (10) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (21) in einer Steuereinrichtung (10) einer Magnetresonanzanlage (5) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11 durchführen.