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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten, eine Magnetresonanzanlage, ein Computerprogramm sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger.
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Die Magnetresonanz-Technik (im Folgenden steht die Abkürzung MR für Magnetresonanz) ist eine bekannte Technik, mit der Bilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden können. Vereinfacht ausgedrückt wird hierzu das Untersuchungsobjekt in einem Magnetresonanzgerät in einem vergleichsweise starken statischen, homogenen Grundmagnetfeld, auch B0-Feld genannt, mit Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla und mehr positioniert, so dass sich dessen Kernspins entlang des Grundmagnetfeldes orientieren. Zum Auslösen von Kernspinresonanzen werden hochfrequente Anregungspulse und ggf. Refokussierungspulse (HF-Pulse) in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, die ausgelösten Kernspinresonanzen als sogenannte k-Raumdaten gemessen und auf deren Basis MR-Bilder rekonstruiert oder Spektroskopiedaten ermittelt. Zur Ortskodierung der Messdaten werden dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder überlagert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist z. B. mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
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Bei der Aufnahme von Magnetresonanzdaten aus einem dreidimensionalen Bereich eines Untersuchungsobjekts kommt es aufgrund von Inhomogenitäten im Grundmagnetfeld zu Signalinhomogenitäten, welche auch Signale in für eine Befundung wichtigen Bereichen der gewonnenen MR-Bilder abfallen lassen können. Dadurch ist der diagnostische Wert der gewonnenen MR-Bilder reduziert. Selbst bei ideal homogenen Grundmagnetfeldern besteht das Problem weiter, da bedingt durch die chemische Verschiebung Fett- und Wasserprotonen unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen und unter Umständen nicht der gesamte Bereich mit der Bandbreite eines Hochfrequenzpulses abgedeckt werden kann. Die Resonanzfrequenzen sind umso weiter voneinander getrennt, je höher die Feldstärke des Grundmagnetfeldes ist.
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Aus der Schrift J. P. Mugler III et al., „Fat-signal suppression in single-slab 3D TSE (SPACE) using water-selective refocusing”, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. (2011) 19: S. 2818 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine dreidimensionale Turbospinecho-Pulssequenz mittels eines spektral selektiven Refokussierungspulses eine Unterdrückung eines Fettsignals in einem Untersuchungsbereich erreicht.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten, eine Magnetresonanzanlage, ein Computerprogramm sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger anzugeben, welche Signalinhomogenitäten in aus Magnetresonanzdaten rekonstruierten Bilddaten trotz Inhomogenitäten im Grundmagnetfeld und trotz Effekten der chemischen Verschiebung schon während der Erzeugung der Spinecho-Signale, welche als Magnetresonanzdaten aufgenommen werden, vermeiden.
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Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Vor allem lange HF-Pulse mit reduzierter Bandbreite sind anfällig auf Inhomogenitäten im Grundmagnetfeld, die bewirken, dass spektrale Bereiche nicht angeregt bzw. refokussiert werden, da die Bandbreite eines HF-Pulses invers proportional zu der Dauer des HF-Pulses ist.
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Beispielsweise bei Magnetresonanzanlagen mit einem höheren Grundmagnetfeld, z. B. 3 Tesla und mehr, ist das benötigte B1-Feld in der Regel gegenüber Magnetresonanzanlagen mit einem Grundmagnetfeld geringerer Stärke verringert realisiert, wodurch die Dauer der HF-Pulse einer Sequenz verlängert und die Bandbreite der HF-Pulse verringert wird. Derartige Sequenzen sind somit wie bereits gesagt besonders anfällig auf Inhomogenitäten im Grundmagnetfeld.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 9, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 11 sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß Anspruch 12.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten mittels einer Magnetresonanzanlage zur Vermeidung von Signalinhomogenitäten umfasst die Schritte:
- – Einstrahlen eines Anregungspulses in das Untersuchungsobjekt,
- – nach einer ersten Zeitspanne nach dem Einstrahlen des Anregungspulses, Einstrahlen eines ersten Refokussierungspulses in das Untersuchungsobjekt,
- – nach einer zweiten Zeitspanne nach dem Einstrahlen des ersten Refokussierungspulses Einstrahlen einer Reihe von mindestens zwei weiteren Refokussierungspulsen, welche variable, einem vorgegebenen Signalverlauf angepasste Kippwinkel erzeugen und nicht-selektive Pulse sind,
- – Aufnehmen der durch die eingestrahlten Pulse erzeugten Spinecho-Signale als Magnetresonanzdaten,
- – Schalten von Gradienten zur Ortskodierung bei der Anregung durch den Anregungspuls, der Refokussierung durch die Refokussierungspulse und der Aufnahme der Magnetresonanzdaten,
- – Speichern und/oder Weiterverarbeiten der aufgenommenen Magnetresonanzdaten,
wobei die Mittenfrequenz zumindest eines der eingestrahlten Refokussierungspulse derart eingestellt ist, dass sie zwischen der Resonanzfrequenz von Fettmolekülen und der Resonanzfrequenz von Wassermolekülen im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage angeordnet ist und, dass die spektralen Bereiche von Fett und von Wasser durch den eingestellten Refokussierungspuls abgedeckt und somit die betroffenen Spins refokussiert werden, derart, dass Signalinhomogenitäten vermieden werden.
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Mit der erfindungsgemäß eingestellten Mittenfrequenz zumindest eines der eingestrahlten Refokussierungspulse des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Inhomogenitäten in der Signalintensität der aufgenommenen Magnetresonanzdaten und damit Signalinhomogenitäten vermieden.
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Dies gilt prinzipiell für jeden einzelnen der eingestrahlten Refokussierungspulse. Die Wahl, bei welchen Refokussierungspulsen eine angepasste Mittenfrequenz eingestellt werden soll, hängt von der Art der Messung und dem gewünschten Einfluss auf die Qualität der aus den aufgenommenen Messdaten rekonstruierbaren Bilddaten ab. Beispielsweise können die Mittenfrequenzen aller eingestrahlten Refokussierungspulse erfindungsgemäß verschoben sein. Dies ist aber nicht notwendig.
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In einer Ausführungsform ist zumindest die Mittenfrequenz des ersten Refokussierungspulses erfindungsgemäß auf eine Position zwischen die Resonanzfrequenzen von Fett und Wasser verschoben. Insbesondere, wenn der erste Refokussierungspuls ein 180°-Puls ist, um ein reines Spinecho mit hoher Signalintensität zu erzeugen, ist dieser erste Refokussierungspuls länger als die weiteren Refokussierungspulse, die in der Regel geringere Flipwinkel erzeugen. Aus diesen beiden Gründen (Erzeugung eines reinen Spinechos und längere Dauer des ersten Refokussierungspulses gegenüber den weiteren Refokussierungspulsen) ist dieser erste Refokussierungspuls hinsichtlich der oben angesprochenen Problematik am empfindlichsten und hat auch den größten Einfluss auf die Qualität der aus den aufgenommenen Messdaten rekonstruierbaren Bilddaten.
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Durch die Reihe von mindestens zwei Refokussierungspulsen nach einem Anregungspuls wird ein Echozug von ebenso vielen Spinechos erzeugt. Dadurch, dass die Refokussierungspulse variable, einem vorgegebenen Signalverlauf angepasste Kippwinkel erzeugen, können durch entsprechend viele Refokussierungspulse besonders lange Echozüge erzeugt werden, ohne dass die Signalintensitäten der Echos zu sehr abfallen. Entsprechende Verfahren zur Bestimmung und Implementierung der variablen Kippwinkel sind z. B. aus Mugler, Kiefer und Brookeman: „Three-Dimensional T2-Weighted Imaging of the Brain Using Very Long Spin-Echo Trains”, Proc. ISMRM 8 (2000) S. 687; Mugler, Meyer und Kiefer: „Practical Implementation of Optimized Tissue-Specific Prescribed Signal Evolutions for Improved Turbo-Spin-Echo Imaging”, Proc. ISMRM 11 (2003) S. 203; Mugler und Brookeman: „3D Turbo-Spin-Echo Imaging with up to 1000 Echoes per Excitation: From Faster Acquisitions to Echo-Volumar Imaging”, Proc. ISMRM 11(2004) S. 2106; und Mugler und Brookeman: ”Efficient Spatially-Selective Single-Slab 3D Turbo-spin-Echo Imaging”, Proc. ISMRM 11 (2004) S. 695, bekannt.
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Im Unterschied zu älteren Sequenzen (z. B. einer TSE-Sequenz (”Turbo Spin Echo”) oder einer FSE-Sequenz (”Fast Spin Echo”) entspricht das Auslesemodul der erfindungsgemäßen Pulssequenz vorteilhafterweise einer SPACE-Sequenz (”Sampling Perfection with Application optimized Contrasts using different flip angle Evolutions”). Diese SPACE-Sequenz hat sich z. B. aufgrund der variablen Flipwinkel und den daraus möglichen langen Echozuglängen als in der Praxis als überlegen gegenüber den älteren TSE- und FSE-Sequenzen gezeigt. SPACE erlaubt es hochauflösende dreidimensionale (3D) Bildaufnahmen in kurzer Zeit zu erstellen. Die SPACE-Sequenz ist eine Einzelschicht 3D Turbo-Spinecho(TSE)-Sequenz mit anwendungsspezifischen variablen Kippwinkeln.
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Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage zur Erfassung von Magnetresonanzdaten in einem ausgewählten Bereich innerhalb eines Untersuchungsobjekts umfasst einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, mindestens eine HF-Antenne und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der mindestens einen HF-Antenne, zum Empfang der von der mindestens einen HF-Antenne aufgenommenen Messsignale und zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung der Magnetresonanzdaten und eine Recheneinheit zur Bestimmung der Mittenfrequenz der Refokussierungspulse und zur Bestimmung von einem vorgegebenen Signalverlauf angepassten Kippwinkeln umfasst. Die Magnetresonanzanlage ist derart ausgestaltet, dass sie einen Anregungspuls in das Untersuchungsobjekt einstrahlt, dass die Magnetresonanzanlage nach dem Anregungspuls nach einer ersten Zeitspanne einen ersten Refokussierungspuls in das Untersuchungsobjekt einstrahlt, wobei die Mittenfrequenz zumindest eines der eingestrahlten Refokussierungspulse mittels der Recheneinheit derart eingestellt ist, dass sie zwischen der Resonanzfrequenz von Fettmolekülen und der Resonanzfrequenz von Wassermolekülen im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage angeordnet ist, dass die Magnetresonanzanlage nach einer zweiten Zeitspanne eine Reihe von mindestens zwei Refokussierungspulsen einstrahlt, um in dem Untersuchungsobjekt Spinecho-Signale zu erzeugen, wobei die Refokussierungspulse variable, einem vorgegebenen Signalverlauf angepasste Kippwinkel erzeugen und wobei die Refokussierungspulse der Reihe von mindestens zwei Refokussierungspulsen nicht-selektive Pulse sind, wobei die spektralen Bereiche von Fett (301) und von Wasser (303) durch den eingestellten Refokussierungspuls abgedeckt und somit die betroffenen Spins refokussiert werden, derart, dass Signalinhomogenitäten vermieden werden, dass die Magnetresonanzanlage die erzeugten Spinecho-Signale als Magnetresonanzdaten aufnimmt, dass die Magnetresonanzanlage dabei vor und nach dem Einstrahlen des Anregungspuls, dem Einstrahlen der Refokussierungspulse und während der Datenaufnahme Gradienten zur Ortskodierung schaltet, und dass die Magnetresonanzanlage die aufgenommenen Magnetresonanzdaten speichert und/oder anzeigt.
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Insbesondere ist die Magnetresonanzanlage zur Durchführung eines hierin beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt implementiert ein hierin beschriebenes, erfindungsgemäßes Verfahren auf einer Steuereinrichtung, wenn es auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
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Ein erfindungsgemäßer elektronisch lesbarer Datenträger umfasst darauf gespeicherte elektronisch lesbare Steuerinformationen, welche zumindest ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen, und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchführen.
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Die in Bezug auf das Verfahren angegebenen Vorteile und Ausführungen gelten analog auch für die Magnetresonanzanlage, das Computerprogrammprodukt und den elektronisch lesbaren Datenträger.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die aufgeführten Beispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es zeigen:
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1 schematisch eine Magnetresonanzanlage,
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2 ein beispielhaftes Pulssequenzschema, wie es für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann,
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3 schematisch eine erfindungsgemäße Einstellung der Mittenfrequenz des ersten Refokussierungspulses der verwendeten Pulssequenz,
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4 ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Magnetresonanzanlage 5 (eines Magnetresonanz-Bildgebungs- bzw. Kernspintomographiegeräts). Dabei erzeugt ein Grundfeldmagnet 1 ein zeitlich konstantes starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins in einem ausgewählten Bereich O eines Untersuchungsobjekts U, wie z. B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers, welcher auf einem Tisch 23 liegend in der Magnetresonanzanlage 5 untersucht wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise aber nicht zwangsweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, in welchem die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers angeordnet werden. Zur Unterstützung der Homogenitätsanforderungen und insbesondere zur Eliminierung zeitlich invariabler Einflüsse werden an geeigneter Stelle so genannte Shim-Bleche aus ferromagnetischem Material angebracht. Zeitlich variable Einflüsse werden durch Shim-Spulen 2 eliminiert.
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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 z. B. linearen (auch zeitlich veränderbaren) Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3 erzeugt dabei einen Gradienten Gx in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten Gy in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten Gz in z-Richtung. Der Verstärker umfasst einen Digital-Analog-Wandler, welcher von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
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Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befindet sich eine (oder mehrere) Hochfrequenzantennen 4, insbesondere mindestens eine Mehrkanal-HF-Sendespule und mindestens eine HF-Empfangsspule, welche die von einem Hochfrequenzleistungsverstarker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Untersuchungsobjekts U bzw. des zu untersuchenden ausgewählten Bereiches O des Untersuchungsobjekts U umsetzen. Jede Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespulen und einer oder mehreren HF-Empfangsspulen in Form einer ringförmigen vorzugsweise linearen oder matrixförmigen Anordnung von Komponentenspulen.
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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 Spinecho-Signale, 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, welcher eine Recheneinheit 24 zur Bestimmung der Mittenfrequenz der Refokussierungspulse und zur Bestimmung von einem vorgegebenen Signalverlauf angepassten Kippwinkeln umfasst (hierbei kann es sich auch um zwei getrennte Einheiten handeln), 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 Digitalanalog-Wandler im Hochfrequenzsystem 22 und von diesem einem Sendekanal 9 zugeführt. Im Sendekanal 9 werden die Pulssequenzen einem Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert, dessen Basisfrequenz der Mittenfrequenz entspricht.
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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 kann aus den dergestalt gewonnenen Magnetresonanzdaten ein MR-Bild bzw. dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert werden. 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.
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Die Zeitbasis für das Hochfrequenzsystem 22 und die Sequenzsteuerung 18 wird von einem Synthesizer 19 zur Verfügung gestellt. Die Auswahl entsprechender Steuerprogramme zur Erzeugung einer Aufnahme von Magnetresonanzdaten, welche z. B. auf einer DVD 21 gespeichert sind, die Auswahl eines ausgewählten Bereichs O, der angeregt und aus dem Magnetresonanzdaten empfangen werden sollen, die Vorgabe eines Stoffes, mit welchem der ausgewählte Bereich O gefüllt ist, zur Bestimmung der Kippwinkel für den gewünschten Signalverlauf, sowie die Darstellung eines erzeugten MR-Bildes erfolgt z. B. über ein Terminal 13, welches eine Tastatur 15, eine Maus 16 und einen Bildschirm 14 umfasst.
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2 stellt ein beispielhaftes Pulssequenzschema, wie es für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann, dar.
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In der oberen Zeile (RF(t)) sind die einzustrahlenden Hochfrequenzpulse dargestellt. Nach einem Anregungspuls 201, z. B. einem 90°-Puls (d. h. er erzeugt einen Kippwinkel von ca. 90°), wird nach einer ersten Zeitspanne t1 ein erster Refokussierungspuls 203 eingestrahlt. Nach einer zweiten Zeitspanne t2 nach dem ersten Refokussierungspuls 203 wird ein erster weiterer Refokussierungspuls 205 einer Reihe von mindestens zwei weiteren Refokussierungspulsen 205 eingestrahlt, welche untereinander den zeitlichen Abstand t3 haben. Der erste Refokussierungspuls 203 ist hierbei beispielsweise ein 180°-Puls, d. h. er erzeugt einen Kippwinkel von ca. 180°. Die weiteren Refokussierungspulse 205 erzeugen variable, einem vorgegebenen Signalverlauf angepasste, Kippwinkel und sind nicht-selektive Pulse.
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Der Signalverlauf ist hierbei abhängig von einem vorgegebenen Stoff, mit welchem der ausgewählte Bereich gefüllt ist. Durch die variabel angepassten Kippwinkel kann für den jeweiligen Refokussierungspuls eine vorbestimmte Signalstärke beim Auslesen der durch den Refokussierungspuls erzeugten Magnetresonanzdaten erzielt werden.
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Die Refokussierungspulse 205 erzeugen Spinecho-Signale, die auf bekannte Art und Weise ausgelesen werden (nicht dargestellt).
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In der unteren Zeile sind beispielhaft die in Schichtselektionsrichtung vor und während der Refokussierungspulse und dem Auslesen zu schaltenden Gradienten (Gz(t)) dargestellt.
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Die verwendete Pulssequenz kann somit insbesondere eine bereits oben angesprochene SPACE-Sequenz sein.
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3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Einstellung der Mittenfrequenz des ersten Refokussierungspulses der verwendeten Pulssequenz.
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Die horizontale Achse (f) gibt die Frequenz an. Der links dargestellte Peak 301 entspricht den in einer Magnetresonanzanlage bei angenommenem homogenem Grundmagnetfeld und in dem Untersuchungsobjekt vorkommenden Resonanzfrequenzen von Fett. Der weiter rechts dargestellte Peak 303 entspricht den im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage vorkommenden Resonanzfrequenzen von Wasser.
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Im Stand der Technik wird die Mittenfrequenz 305 eines Anregungs- oder Refokussierungspulses möglichst zentral in den Spektralbereich 303 von Wasser gelegt. Die Bandbreite 307 dieses Pulses soll möglichst den gesamten Spektralbereich 303 von Wasser und oftmals auch den Spektralbereich 301 von Fett abdecken. Allgemein soll der Spektralbereich aller darzustellenden Protonen abgedeckt werden. Dabei wird in der Regel eine großzügige, jedoch aus technischen Gründen, wie z. B. einem begrenzten möglichen B1-Feld, begrenzte Bandbreite gewählt. Wie durch die gepunkteten Linien an den Enden der eingezeichneten Bandbreite 307 veranschaulicht ist, werden dabei auch Frequenzbereiche durch den Puls angeregt bzw. refokussiert, welche außerhalb des Spektralbereichs 303 von Wasser liegen. Im gezeigten Beispiel wird auch ein Teil des Spektralbereichs 301 von Fett mit angeregt bzw. refokussiert, aber nicht der gesamte spektrale Bereich 301 vom Fett.
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Erfindungsgemäß wird nun die Mittenfrequenz 305' eines der bei der verwendeten Pulssequenz eingestrahlten Refokussierungspulse in Pfeilrichtung „nach links” verschoben, so dass sie zwischen dem Spektralbereich 301 von Fett und dem Spektralbereich 303 von Wasser liegt. Damit ist die Mittenfrequenz 305' des betroffenen Refokussierungspulses zwischen den möglichen Resonanzfrequenzen von Fettmolekülen und den möglichen Resonanzfrequenzen von Wassermolekülen im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage bei angenommenem homogenem Grundmagnetfeld angeordnet. Die Bandbreite 307' des angepassten Refokussierungspulses ist dabei derart gewählt, dass er die spektrale Breite der Resonanzfrequenzen von Fettmolekülen voll abdeckt und idealerweise auch die Refokussierung der Wassermoleküle nicht einschränkt, d. h. auch die spektrale Breite der Resonanzfrequenzen von Wassermolekülen voll abdeckt. Dabei liegt die gewählte Mittenfrequenz nicht unbedingt exakt in der Mitte zwischen den möglichen Resonanzfrequenzen von Fettmolekülen und den möglichen Resonanzfrequenzen von Wassermolekülen im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage, sondern ist lediglich von der zentralen Position im Spektralbereich 303 von Wasser in Richtung auf den Spektralbereich 301 von Fett hin verschoben. Sie kann aber in einem einfachen, einer leicht zu implementierenden Regel folgenden Ausführungsbeispiel auch zentral zwischen den möglichen Resonanzfrequenzen von Fettmolekülen und den möglichen Resonanzfrequenzen von Wassermolekülen im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage angeordnet werden.
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Damit werden gleichzeitig die spektralen Bereiche 301 und 303 von Fett und Wasser von der Bandbreite 307' des erfindungsgemäß verschobenen Refokussierungspulses abgedeckt und somit die betroffenen Spins refokussiert. Dadurch werden auch Spins mit evtl. durch Inhomogenitäten des Grundmagnetfeldes des Magnetresonanzgerätes verschobenen Resonanzfrequenzen noch refokussiert, wodurch auch diese zur Signalintensität beitragen können. Signalinhomogenitäten werden somit effektiv vermieden.
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4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten mittels einer Magnetresonanzanlage zur Vermeidung von Signalinhomogenitäten.
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Zunächst wird ein Anregungspuls in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, der die Kernspins in dem Untersuchungsobjekt anregt (Block 401).
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Nach einer ersten Zeitspanne nach dem Einstrahlen des Anregungspulses wird ein erster Refokussierungspuls in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt (Block 403).
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Nach einer zweiten Zeitspanne nach dem Einstrahlen des ersten Refokussierungspulses wird zunächst ein erster weiterer Refokussierungspuls eingestrahlt (Block 405), welcher ein Spinecho erzeugt, das als Magnetresonanzdaten aufgenommen wird (Block 407). Dieser Vorgang (Blöcke 405 und 407) wird mindestens zweimal durchlaufen oder solange wiederholt, bis eine Reihe von einer gewünschten Anzahl an Refokussierungspulsen, zumindest jedoch von zwei weiteren Refokussierungspulsen, eingestrahlt wurde. Die hierbei eingestrahlten Refokussierungspulse erzeugen variable, einem vorgegebenen Signalverlauf angepasste, Kippwinkel und sind nicht-selektive Pulse.
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Die Mittenfrequenz zumindest eines der eingestrahlten Refokussierungspulse (Blöcke 403 und 405) ist dabei, wie in Bezug auf 3 erläutert, derart eingestellt, dass sie zwischen der Resonanzfrequenz von Fettmolekülen und der Resonanzfrequenz von Wassermolekülen angeordnet im Untersuchungsobjekt in der Magnetresonanzanlage liegt.
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Bei der Anregung durch den Anregungspuls, der Refokussierung durch die Refokussierungspulse und der Aufnahme der Magnetresonanzdaten werden auf bekannte Art und Weise Gradienten zur Ortskodierung geschaltet (Block 409).
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Die aufgenommenen Magnetresonanzdaten werden zur weiteren Verarbeitung und/oder für eine Anzeige gespeichert (Block 411). Es können beispielsweise Bilddaten aus den aufgenommenen Magnetresonanzdaten rekonstruiert werden (Block 413). Weiterhin können die aufgenommenen Magnetresonanzdaten und/oder die aus den aufgenommenen Magnetresonanzdaten rekonstruierten Bilddaten auf einem geeigneten Anzeigegerät, wie z. B. einem Monitor, angezeigt werden (Block 415).
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In einer Ausführungsform des Verfahrens können die aufgezählten Schritte des Verfahrens, insbesondere die Schritte 401 bis 411 (Einstrahlen eines Anregungspulses, Einstrahlen eines ersten und weiterer Refokussierungspulse, Aufnehmen der Magnetresonanzdaten und Speichern und/oder Weiterverarbeiten der aufgenommenen Magnetresonanzdaten), unter Schalten von verschiedenen Gradienten in Block 409 so oft wiederholt werden, bis Magnetresonanzdaten aus einem gewünschten dreidimensionalen Bereich des Untersuchungsobjekts aufgenommen wurden. Damit kann auch ein insgesamt größerer Bereich, beispielsweise ein dreidimensionaler Bereich, durch Wahl von verschiedenen benachbarten Schichten abgedeckt werden. Dies ist durch den gestrichelten Pfeil von Block 411 zurück zu Block 401 in 4 angedeutet.
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In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden Magnetresonanzdaten aus dem Bereich der Halswirbelsäule des Untersuchungsobjekts erzeugt und aufgenommen. Im Bereich der Halswirbelsäule kommt es oft zu Inhomogenitäten des Grundmagnetfeldes z. B. durch Suszeptibilitätseffekte. Solche haben aber auf mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgenommene Magnetresonanzdaten weniger Einfluss, wodurch die Bildqualität besser ist.
