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Bestimmen eines Sequenzprotokolls für eine Magnetresonanzanlage
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Sequenzprotokolls für eine Magnetresonanzanlage sowie eine entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage.
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Nach dem Stand der Technik wird ein vorläufiges Sequenzprotokoll erstellt, welches dann an die aktuelle Situation (z.B. die Lage und die Ausrichtung des zu untersuchenden Körperteils des Patienten) angepasst wird. Dabei wird ein Workflow unterbrochen, wenn es aufgrund des angepassten MR-Protokolls zu einer Nervenstimulation des Patienten kommen kann. Insbesondere beim Erfassen von MR-Bildern zur Beantwortung orthopädischer Fragestellungen (so genannten Ortho-Protokollen) kann es aufgrund der Lagerung des Patienten und der anatomischen Ausrichtung des Gelenks zu stark schwankenden Ergebnissen hinsichtlich der Nervenstimulation des Patienten kommen. Aber auch Änderungen bezüglich bestimmter Parameter des MR-Protokolls (z.B. FoV oder Timing-Parameter) können dazu führen, dass ein Schwellenwert hinsichtlich der Nervenstimulation überschritten wird, so dass das Sequenzprotokoll nicht messfähig ist und die Messung bzw. der Workflow unterbrochen wird, um das Sequenzprotokoll zu überarbeiten.
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Darüber hinaus kann nach dem Stand der Technik das Problem auftreten, dass durch die Lage und die Ausrichtung des zu untersuchenden Körperteils des Patienten (wird häufig auch als Lagerung bzw. Winkelung des Patienten bezeichnet) dazu führt, dass durch die Anpassung des Sequenzprotokolls der Maximalwert einer Magnetfeldgradienten-Performance (insbesondere die maximale Anstiegsrate eines der Magnetfeldgradienten) überschritten wird, was dann ebenfalls zu einem Abbruch oder zu einer Unterbrechung der Messung führt, um das Sequenzprotokoll zu überarbeiten bzw. anzupassen. Der Maximalwert einer Magnetfeldgradienten-Performance kann überschritten werden, da bei der Erstellung des vorläufigen Sequenzprotokolls das Timing bzw. Zeitverhalten nicht orientierungsabhängig berechnet wird und gleichzeitig der Worst Case (welcher selten vorliegt) nicht in Betracht gezogen wird.
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Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die Anpassung des Sequenzprotokolls an die Lage und Orientierung des zu untersuchenden Körperteils des Patienten derart anzupassen, dass möglichst keine Unterbrechungen des Workflows oder der Messung auftreten.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Sequenzprotokolls nach Anspruch 1, durch eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 8, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 11 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 Bestimmung eines Sequenzprotokolls für eine Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
- • Bestimmen eines oder mehrerer Parameter des Sequenzprotokolls, welche automatisch geändert werden können. Bevorzugt wird in diesem Schritt nur ein Parameter (z.B. die Anstiegszeit eines Magnetfeldgradienten) bestimmt.
- • Bestimmen eines vorläufigen Sequenzprotokolls.
- • Erstellen eines Übersichtsbilds des Untersuchungsobjekts anhand von vorher erfassten MR-Daten des Untersuchungsobjekts.
- • Automatisches Anpassen des vorläufigen Sequenzprotokolls in Abhängigkeit von dem Übersichtsbild. In diesem Schritt wird das vorläufige Sequenzprotokoll an die Lage und Ausrichtung (d.h. die Winkelung) des zu untersuchenden Volumenabschnitts (z.B. Körperteils) des Untersuchungsobjekts bzw. Patienten angepasst.
- • Überprüfen, ob bei einer Messung mit dem angepassten Sequenzprotokoll eine vorbestimmte Stimulationsgrenze überschritten wird, ab welcher eine vorbestimmte (zu große) Nervenstimulation des Untersuchungsobjekts vorliegt.
- • Falls das angepasste Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze überschreitet, wird der oder werden die Parameter automatisch geändert, so dass das geänderte Sequenzprotokoll (d.h. das Sequenzprotokoll mit den geänderten Parametern) die vorbestimmte Stimulationsgrenze nicht mehr überschreitet. Das geänderte Sequenzprotokoll entspricht dabei dem erfindungsgemäß zu bestimmenden Sequenzprotokoll.
- • Falls das angepasste Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze nicht überschreitet, entspricht bereits das angepasste Stimulationsprotokoll dem zu bestimmenden Sequenzprotokoll.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dem Protokoll-Entwickler bzw. dem Mediziner, bei der Erstellung des vorläufigen Sequenzprotokolls von einer normalen oder auch einigermaßen günstigen Lage und Orientierung des zu untersuchenden Volumenabschnitts auszugehen. Dadurch ist der Protokoll-Entwickler in der Lage, das vorläufige Sequenzprotokoll so zu erstellen, dass die damit durchzuführende Messung in möglichst kurzer Zeit durchzuführen ist und möglichst gute Ergebnisse (aussagekräftige MR-Bilder) liefert. Beispielsweise kann bei einer Turbo-Echo-Spin-Sequenz ein kurzer Echoabstand (ESP („Echo Spacing“), d.h. Abstand zwischen zwei benachbarten Echos) eingeplant werden. In vielen Fällen kann das vorläufige Sequenzprotokoll dann an die aktuelle Lage und Orientierung des zu untersuchenden Volumenabschnitts angepasst werden, ohne dass dadurch die vorbestimmte Stimulationsgrenze überschritten wird. Wenn dies allerdings doch einmal der Fall sein sollte, sorgt die vorliegende Erfindung dafür, dass das Sequenzprotokoll auch in diesem Fall automatisch so geändert wird, dass das geänderte Sequenzprotokoll nicht mehr zu einem Überschreiten der Stimulationsgrenze führt. Da dazu der oder die Parameter des Sequenzprotokolls automatisch geändert werden, muss der Workflow bzw. die Messung vorteilhafterweise nicht mehr für eine manuelle Eingabe unterbrochen werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Änderung des bzw. der Parameter und damit die Erstellung des geänderten Sequenzprotokolls in der Regel umso rascher erfolgt, desto weniger Parameter des Sequenzprotokolls zur automatischen Änderung vorgeschlagen werden. Besonders rasch kann die automatische Änderung erfolgen, wenn nur ein Parameter zur Änderung bestimmt worden ist.
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Der Schritt des Bestimmens des oder der Parameter kann das Bestimmen einer Grenze, über welche hinaus der mindestens eine Parameter nicht geändert werden darf, und/oder das Bestimmen eines zugehörigen Wertebereichs, welcher einen Bereich definiert, in welchem der jeweilige Parameter geändert werden darf, umfassen. Dabei werden die Grenze und/oder der Wertebereich beim automatischen Ändern des mindestens einen Parameters berücksichtigt, so dass der jeweilige Parameter nach der Änderung die Grenze nicht überschreitet und/oder innerhalb des Wertebereichs liegt.
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Anhand der Bestimmung der Grenze und/oder des Wertebereichs kann die Bedienperson (z. B. der Mediziner) genau festlegen, um wie viel der jeweilige Parameter geändert werden darf. Wenn die Grenze und/oder der Wertebereich von dem Protokoll-Entwickler vorgegeben wird (was in der Regel der Fall ist), dann ist auch davon auszugehen, dass die Grenze und/oder der Wertebereich so vorgegeben wird, dass die Änderung des Parameters oder der Parameter unter Berücksichtigung der Grenze und/oder des Wertebereichs auch dazu führt, dass bei einer Messung mit dem geänderten Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze nicht mehr überschritten wird.
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Der oder die Parameter, welche geändert werden dürfen, können aus einer Parametergruppe stammen, welche folgende Parameter umfasst:
- • Die Ausmaße des Sichtfelds (FoV). Unter den Ausmaßen des Sichtfelds wird dabei die räumliche Größe des erfassten Volumenabschnitts, also die pro Schicht erfasste Fläche oder auch das Volumen des zu erfassenden Volumenabschnitts verstanden.
- • Die (maximale) Anstiegsrate des Magnetfeldgradienten. In aller Regel werden die Magnetfeldgradienten eines Sequenzprotokolls mit derselben Anstiegsrate geschaltet. Durch die Änderung dieses Parameters kann häufig sowohl das Problem des Überschreitens der Stimulationsgrenze als auch das Problem des Überschreitens der Magnetfeldgradienten-Performance (siehe unten) gelöst werden. Wenn nur ein Parameter zur Änderung bestimmt wird, ist dieser Parameter ein Favorit.
- • Die Schichtdicke.
- • Die Auflösung. Unter der Auflösung wird die Anzahl der Punkte verstanden, welche pro Schicht oder pro Volumenabschnitt erfasst werden.
- • Die Ausleserichtung oder die Phasenkodierrichtung(en). Durch den zu untersuchenden Volumenabschnitt sind zwei Richtungen (bei schichtweiser bzw. zweidimensionaler Erfassung) oder drei Richtungen (bei dreidimensionaler Erfassung) gegeben. Durch den hier beschriebenen Parameter wird festgelegt, welche der gegebenen Richtungen der Ausleserichtung entspricht. Die verbleibende(n) Richtung(en) entsprechen dann der/den Phasenkodierrichtung(en). Bei dreidimensionaler Datenerfassung kann zusätzlich noch frei entschieden werden, welche der beiden verbleibenden Richtungen der ersten Phasenkodierrichtung entspricht, wobei die übrig bleibende dritte Richtung dann der zweiten Phasenkodierrichtung entspricht. Dabei kann der dreidimensionale Volumenabschnitt Schicht für Schicht abgetastet werden, wobei die zweite Phasenkodierrichtung senkrecht auf den Schichten steht.
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Beispielsweise kann dabei vorgegeben werden, dass das FoV maximal um eine vorbestimmte Länge bzw. Breite oder um einen vorbestimmten Prozentsatz vergrößert oder verkleinert werden darf. Auch die Änderung der (maximalen) Anstiegsrate eines Magnetfeldgradienten kann begrenzt werden, indem beispielsweise vorgegeben wird, dass die (maximale) Anstiegsrate um maximal eine Konstante der Einheit mT/ms/m oder um maximal einen vorbestimmten Protzentsatz erhöht oder reduziert werden darf. In ähnlicher Weise kann vorgegeben werden, dass die Schichtdicke um maximal eine vorbestimmte Dicke oder einen Prozentsatz vergrößert (verkleinert) werden darf.
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Dabei kann der mindestens eine Parameter so geändert werden, dass die durch das geänderte Sequenzprotokoll hervorgerufene Nervenstimulation sehr dicht an (aber unterhalb) der vorbestimmten Stimulationsgrenze liegt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den mindestens einen zur Änderung bestimmten Parameter nur so wenig wie möglich im Vergleich zu seinem ursprünglichen Wert zu verändern, was auch in aller Regel dazu führt, dass die durch das geänderte Sequenzprotokoll hervorgerufene Nervenstimulation sehr dicht an der vorbestimmten Stimulationsgrenze liegt.
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Da die vorgegebenen Parameter des Sequenzprotokolls nur dann geändert werden, wenn das an die aktuelle Lage des Untersuchungsobjekts angepasste Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze überschreitet, führt die Vorgabe, dass die von dem geänderten Sequenzprotokoll hervorgerufene Nervenstimulation sehr dicht bei der vorbestimmten Stimulationsgrenze liegt, vorteilhafterweise dazu, dass die Parameter in der Regel nur geringfügig geändert werden müssen. Da die Änderung der Parameter meist zu einer Verschlechterung der Ergebnisse der Messung (z.B. hinsichtlich Messzeit oder Qualität der entstehenden MR-Bilder) führt, kann diese Verschlechterung durch obige Vorgabe häufig gering gehalten werden.
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Bei der Überprüfung, ob das angepasste Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze überschreitet, kann auch überprüft werden, ob durch das angepasste Sequenzprotokoll die vorgegebene Anstiegsrate des Magnetfeldgradienten überschritten wird. Falls dies der Fall ist, wird der mindestens eine Parameter derart geändert, dass bei dem geänderten Sequenzprotokoll die vorgegebene Anstiegsrate des Magnetfeldgradienten nicht mehr überschritten wird.
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Die einfachste Möglichkeit, dafür zu sorgen, dass das geänderte Sequenzprotokoll die vorgegebene Anstiegsrate des Magnetfeldgradienten einhält, ist, die vorgegebene Anstiegsrate selbst entsprechend anzupassen, so dass bei dem geänderten Sequenzprotokoll für die Berechnung der Gradienten die entsprechende geänderte vorgegebene Anstiegsrate berücksichtigt wird. Der Protokoll-Entwickler kann beispielsweise vorab austesten, inwieweit die Anstiegsrate zu verändern ist, damit das Sequenzprotokoll auch im Worst Case (schlechtesten Fall) eingesetzt werden kann, ohne dass die für einen der drei Magnetfeld-Gradienten vorgegebene Anstiegsrate überstiegen wird. Dadurch wird sichergestellt, dass zum einen das geänderte Sequenzprotokoll bei jeder Lage und/oder Orientierung des zu untersuchenden Körperteils eingesetzt werden kann und es zu keinem Messerbruch kommt. Zum anderen muss die Anstiegsrate vorteilhafterweise nicht von vornherein entsprechend des Worst Case (der nur selten auftritt) eingestellt werden, da die Anstiegsrate erfindungsgemäß automatisch nur dann an den Worst Case angepasst wird, wenn dieser tatsächlich auftritt.
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Die Anpassung des vorläufigen Sequenzprotokolls abhängig von dem Übersichtsbild, d.h. die Anpassung des vorläufigen Sequenzprotokolls an die Lage und Ausrichtung des Untersuchungsobjekts kann folgende Anpassungen umfassen:
- • Die Einstellung der Orientierung und Lage der zu erfassenden Schichten oder des zu erfassenden dreidimensionalen Volumenabschnitts wird so geändert, so dass diese Schichten bzw. der Volumenabschnitt an die Lage und Ausrichtung des zu untersuchenden Körperteils bzw. Volumenabschnitts des Untersuchungsobjekts angepasst sind/ist. Bei der Anpassung der Orientierung und Lage der Schichten kann die so genannte axiale Ebene und damit die Schichtnormale stark gegenüber der Ausgangssituation, unter welcher das vorläufige Sequenzprotokoll erstellt wurde, verdreht werden.
- • Die Anpassung der Ausmaße des Sichtfelds (FoV). Das Sichtfeld wird an die Ausmaße des interessierenden bzw. zu untersuchenden Volumenabschnitts des Untersuchungsobjekts angepasst.
- • Die Anzahl der zu erfassenden Schichten. Die Anzahl der zu erfassenden Schichten wird an die Ausmaße des interessierenden Volumenabschnitts des Untersuchungsobjekts angepasst.
- • Die Einstellung oder Bestimmung, welche Richtung der Ausleserichtung, entlang welcher eine K-Raum-Zeile abgetastet wird, entspricht und welche Richtung der oder den Phasenkodierrichtungen entspricht.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Erfassen von MR-Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
- • Bestimmen eines Sequenzprotokolls mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung eines Sequenzprotokolls für eine Magnetresonanzanlage, wie es vorab beschrieben ist.
- • Erfassen der MR-Daten anhand des vorab bestimmten Sequenzprotokolls.
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Da das Sequenzprotokoll vorteilhafterweise derart bestimmt oder angepasst wird, dass keine Unterbrechung des Workflows zu erwarten ist, kann auch das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen der MR-Daten vorteilhafterweise ohne eine Unterbrechung des Workflows durchgeführt werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage zum Erfassen von MR-Daten eines Volumenabschnitts innerhalb eines Untersuchungsobjekts bereitgestellt. Dabei umfasst die Magnetresonanzanlage einen Grundfeldmagneten, ein Gradientenfeldsystem, mindestens eine HF-Antenne und eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Gradientenfeldsystems und der mindestens einen HF-Antenne, zum Empfang von der oder den HF-Antennen aufgenommenen Messsignalen und zur Auswertung der Messsignale und zur Erstellung der MR-Bilder. Die Magnetresonanzanlage ist derart ausgestaltet, dass die Magnetresonanzanlage MR-Daten des Untersuchungsobjekts erfasst, um anhand der MR-Daten ein Übersichtsbild des Untersuchungsobjekts zu erstellen, um ein vorläufiges Sequenzprotokoll abhängig von dem Übersichtsbild an das Untersuchungsobjekt anzupassen, um zu überprüfen, ob das angepasste Sequenzprotokoll eine vorbestimmte Stimulationsgrenze überschreitet, ab welcher eine vorbestimmte (d.h. zu große) Nervenstimulation des Untersuchungsobjekts vorliegt, um, falls das angepasste Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze überschreitet, mindestens einen Parameter des Sequenzprotokolls derart zu ändern, dass das geänderte Sequenzprotokoll die vorbestimmte Stimulationsgrenze nicht mehr überschreitet, und um die MR-Daten des Volumenabschnitts mit dem geänderten Sequenzprotokoll zu erfassen.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage entsprechen dabei 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 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 der Verfahren 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 bzw. Steuereinrichtung zu laden ist.
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Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z.B. eine DVD, ein Magnetband, eine Festplatte 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 Steuereinrichtung 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 Aufnahme von MR-Bildern geeignet, bei welchen das Sequenzprotokoll an die Lage und/oder Ausrichtung des zu erfassenden Volumenabschnitts (d.h. des Patienten) anzupassen ist. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung beispielsweise auch eingesetzt werden kann, wenn ein Sequenzprotokoll anderweitig anzupassen ist.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
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In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage dargestellt.
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In 2 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen von MR-Daten dargestellt.
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1 zeigt 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 kontinuierlich in die Magnetresonanzanlage 5 geschoben wird. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfelds ist in einem typischerweise kugelförmigen Messvolumen M definiert, durch welches die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers kontinuierlich 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.
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In den Grundfeldmagneten 1 ist ein zylinderförmiges Gradientenfeldsystem bzw. Gradientenfeldsystem 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 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, 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 einer oder mehreren HF-Empfangsspulen 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, welches Teil einer Steuereinrichtung 10 der Magnetresonanzanlage 5 ist, 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.
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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-Empfangsspule(n) abgetastet. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden im Empfangskanal 8' (erster Demodulator) des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich auf eine Zwischenfrequenz demoduliert, im Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert und über den Ausgang 11 ausgegeben. 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 über einen Ausgang 11 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.
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2 zeigt einen Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen von MR-Daten mit einer Magnetresonanzanlage.
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Im Schritt S1 werden diejenigen Parameter des Sequenzprotokolls bestimmt, welche automatisch (d.h. ohne Benutzereingaben) geändert werden dürfen. Zusätzlich zu den Parametern kann pro Parameter ein zugehöriger Wertebereich definiert werden, wobei der jeweilige Wertebereich diejenigen Werte des jeweiligen Parameters definiert, welche bei einer automatischen Änderung des jeweiligen Parameters eingesetzt werden dürfen.
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Im Schritt S2 wird von dem Protokoll-Entwickler (in der Regel einem Mediziner) ein vorläufiges Sequenzprotokoll erstellt, um MR-Daten in einem vorbestimmten Volumenabschnitt (zu untersuchendem Körperteil) eines Patienten zu erfassen. Im Schritt S3 wird ein Übersichtsbild des Patienten erstellt, welches insbesondere den vorbestimmten Volumenabschnitt beinhaltet. Im Schritt S4 wird das vorläufige Sequenzprotokoll in Abhängigkeit vom Übersichtsbild derart angepasst, dass der vorbestimmte Volumenabschnitt in der aktuellen Lage und Ausrichtung, welche dem Übersichtsbild zu entnehmen sind, optimal erfasst werden kann. Beispielsweise werden in diesem Schritt die Lage und die Ausrichtung der zu erfassenden Schichten an die Lage und Ausrichtung des Volumenabschnitts angepasst.
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Im Schritt S5 wird überprüft, ob bei einer Messung mit dem angepassten Sequenzprotokoll die Stimulationsgrenze einer Nervenstimulation des Patienten eingehalten würde. In diesem Schritt S5 kann darüber hinaus überprüft werden, ob eine vorgegebene (maximale) Anstiegsrate jedes der drei Magnetfeldgradienten Gx, Gy, Gz bei der Messung mit dem angepassten Sequenzprotokoll nicht überschritten würde. Wenn dies der Fall ist (d.h. bei der Messung mit dem angepassten Sequenzprotokoll werden weder die Stimulationsgrenze noch die vorgegebenen Anstiegsraten der drei Magnetfeldgradienten Gx, Gy, Gz überschritten), werden im Schritt S7 die MR-Daten anhand des angepassten Sequenzprotokolls erfasst.
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Wenn dagegen bei der Überprüfung erkannt wird, dass entweder die Stimulationsgrenze überschritten wird oder zumindest bei einem der Magnetfeldgradienten die vorgegebene Anstiegsrate überschritten wird, werden im Schritt S6 die im Schritt S1 oder auch S4 bestimmten Parameter automatisch derart geändert, dass bei der Messung mit dem geänderten Sequenzprotokoll weder die Stimulationsgrenze noch die vorgegebenen Anstiegsraten der Magnetfeldgradienten Gx, Gy, Gz überschritten werden. Anschließend werden im Schritt S7 die MR-Daten mit Hilfe des geänderten Sequenzprotokolls erfasst.
