DE212010000072U1 - Vorrichtung zur Bereitstellung von hochauflösender Magnetresonanzbildgebung - Google Patents

Vorrichtung zur Bereitstellung von hochauflösender Magnetresonanzbildgebung Download PDF

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Abstract

Mittel zur Verbesserung der Bildqualität in einer Magnetresonanzvorrichtung (Magnetic Resonance Imaging; MRI), die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, wobei die Mittel zur Verbesserung der Bildqualität ausgewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus: (a) Mittel zur Reduzierung der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität; (b) Mittel zur Verringerung oder in sonstiger Weise zur Korrektur der Restmagnetisierung; (c) Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes; und (d) einer beliebigen Kombination aus den obigen; wobei die Mittel zur Verbesserung der Bildqualität eine größere Auflösung des abgebildeten Objektes im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung, die derartige Mittel zur Verbesserung der Bildqualität nicht enthält, bereitstellen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Magnetresonanzbildgebung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bereitstellung von hochauflösender Magnetresonanzbildgebung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Firma ASPECT Magnet Technologies Ltd. (Israel) vermarktet kommerziell erhältliche NMR-/MRI-Vorrichtungen. Diese medizinisch unbedenklichen (1–1,5 Tesla), schreibtischgroßen, hochauflösenden, auf Magnetresonanzbildgebung (Magnetic Resonance Imaging; MRI) basierenden Systeme für Labore und vorklinische Forschungseinrichtungen führen in-vivo Bildgebung von kleinen Tieren und in-vitro Studien durch. Zusätzlich wird ein MRI-System ebenfalls zur Anwendung bei menschlichen Extremitäten entwickelt, wobei das Karpaltunnelsyndrom (Handgelenk) als die erste medizinische Anwendung gilt.
  • Was die B0-Feldstabilität betrifft, ist eine große Frequenzverschiebung bzw. Frequenzdrift während des Scans, insbesondere wenn sehr hochauflösende Bilder erforderlich sind. ”Sehr hochauflösend” hängt von dem S/N Verhältnis ab, das pro erfasste Daten und Scan-Zeit verfügbar ist, z. B. 100 μm × 100 μm × 500 μm wird als eine hohe Auflösung bei dem ASPECT MRI Scanner betrachtet.
  • Die Instabilität tritt als ein Ergebnis von Folgendem auf: a. Änderung der Umgebungstemperatur; b. graduelle ohmsche Erwärmung; und c. äußere Felder. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduktion der Empfindlichkeit eines Bildgebungssystems auf die B0 Feldstabilität treffen, wie beschrieben, auf ein lange bestehendes Bedürfnis.
  • Was die On Fast SE (Fast Spin Echo; FSE) betrifft, ist FSE sowohl auf die Gradienteneigenschaften als auch die B0 Stabilität empfindlich. Artefakte wie z. B. Interferenzmuster und/oder Interferenzgeisterbilder erscheinen auf dem Größenordnungsbild. Nach der Beseitigung des Problems von Wirbelströmen müssen noch die folgenden Probleme gelöst werden:
    • a. Ungenaue Gradientenantwort auf die bestimmten Impulse.
    • b. Restmagnetisierung bei Magneten mit magnetisch durchlässigen Polschuhen.
    • c. Gleichzeitige Magnetfelder (”Maxwell Felder”) aufgrund von hohen Gradientfeldern bezüglich des B0 Feldes des Magneten. Dies verursacht eine ungewollte räumliche Verteilung des Magnetfelds, die entsprechend zu einer Spin-Phasen-Evolution führen wird (Spin Phase Evolution).
  • Was die dreidimensionale Scoutabbildung betrifft (3D Scout), besteht ein lange empfundenes Bedürfnis bezüglich dessen, wie man das kürzeste Verfahren erreicht, um einen Scan zu lokalisieren, um ein Objekt zu visualisieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der hierin offenbarten Erfindung, in einer Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung (MRI), die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, Mittel zur Reduzierung der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität durch Herabsetzen der Empfindlichkeit auf die B0 Feldinstabilität zu offenbaren, wobei die Mittel aufweisen: (a) Korrekturmittel für die Verschiebung bzw. Drift des Erregungsvolumens, wobei die Korrekturmittel Mittel zum Anlegen von breitbandigen Hochfrequenzerregungsimpulsen mit starken Auswahlgradienten und/oder Mittel zur Bereitstellung einer Echtzeitveränderung in der Sender- bzw. Transmissionsfrequenz aufweisen, die geeignet sind, eine nahtlose Veränderung während des Scans zu erhalten; und (b) Mittel zur Korrektur der Frequenzdrift und/oder Phasendrift der erfassten Daten, wobei die Mittel Mittel zum Erhalten einer linearen Phasenkorrektur (F) jedes Free Induction Decay (FID) der funktionalen Form F = Δf(t + te) aufweisen. Es ist erfindungswesentlich, dass die Mittel zum i Reduzierung der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund der B0 Feldinstabilität durch Herabsetzen der Empfindlichkeit auf die B0 Feldinstabilität eine Reduktion in mindestens einem der folgenden Punkte bezogen auf eine MRI Vorrichtung, die mit der besagten MRI Vorrichtung identisch ist, aber keine Mittel zum Erhöhen oder Bereitstellen der B0 Feldstabilität aufweist, ohne Reduktion bei der Bildauflösung ermöglichen: (a) der Abstand zwischen dem Gegenstand, der abgebildet wird, und mindestens einem der Elektromagneten; (b) das Magnetfeld; (c) die Temperatur des Elektromagneten.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, Mittel zur Verringerung oder in sonstiger Weise Korrektur der Restmagnetisierung zu offenbaren, wobei die Mittel aufweisen: (a) Mittel zum Bereitstellen von zusätzlichen Gradientenimpulsen, die geeignet sind, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wieder herzustellen; und (b) Mittel zur Bereitstellung mindestens eines Hochstromimpulses für den Elektromagneten. Es ist erfindungswesentlich, dass die Mittel zum Herabsetzen oder in sonstiger Weise Korrigieren der Restmagnetisierung das Anhäufen von 2D- oder 3D MRI Bildern mit einer höheren Auflösung ermöglichen, und zwar im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung, die mit der besagten MRI Vorrichtung identisch ist, aber die Mittel zum Herabsetzen oder in sonstiger Weise Korrigieren der Restmagnetisierung nicht aufweist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes zu offenbaren, wobei die Mittel aufweisen: (a) Mittel zum Bereitstellen eines 3D Kurz TR Scans in dem interessierenden Volumen, (b) Mittel zum Rekonstruieren von drei orthogonalen Hauptachsenschnitten; und (c) Mittel zum Übertragen der Achsenschnitte auf eine 3-Ebenen Lokalisierungssoftware. Es ist erfindungswesentlich, dass die Mittel zum Bereitstellen eines 3D Scoutbildes die Vorrichtung in die Lage versetzen, das abgebildete Objekt zu lokalisieren und das Volumen, in dem ein MRI Bild ermittelt wird, auf das notwendige Minimum zu beschränken, um das Objekt abzubilden.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI-Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, Mittel zur Bereitstellung einer Fast Spin Echo (FSE) Magnetresonanzbildgebung zu offenbaren, wobei die Mittel aufweisen: (a) Mittel zur FSE Kalibrierung, wobei die Mittel Mittel zum Trennen der ungeraden und geraden Echos aufweisen; (b) Mittel zum Berechnen der Zeitverschiebung und Phasenverschiebung der ungeraden und geraden Echos; (c) Mittel zum Korrigieren der Restmagnetisierung, wobei die Mittel aufweisen: (i) Mittel zum Bereitstellen von zusätzlichen Gradientenimpulsen, die geeignet sind, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wieder herzustellen; und (ii) Mittel zum Bereitstellen mindestens eines Hochstromimpulses in dem Elektromagneten; und (d) Mittel zum Korrigieren von begleitenden Feldern. Es ist erfindungswesentlich, dass die Mittel zum Bereitstellen der FSE MRI die Auflösung der aufgenommenen Bilder erhöhen und die Zeit minimieren, die zur Erfassung der Bilder notwendig ist, und zwar bezogen auf eine MRI Vorrichtung, die mit der besagten Vorrichtung identisch ist, jedoch die Mittel zur Bereitstellung der FSE MRI nicht aufweist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, Mittel zur Bereitstellung einer Fast Spin Echo (FSE) Magnetresonanzbildgebung zu offenbaren, wobei die Mittel aufweisen: (a) Mittel zur FSE Kalibrierung, wobei die Mittel Mittel zum Trennen der ungeraden und geraden Echos aufweisen; (b) Mittel zum Berechnen der Zeitverschiebung und Phasenverschiebung der ungeraden und geraden Echos; (c) Mittel zum Korrigieren der Restmagnetisierung, wobei die Mittel (i) Mittel zur Bereitstellung von zusätzlichen Gradientenimpulsen, die geeignet sind, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wieder herzustellen; und (ii) Mittel zur Bereitstellung mindestens eines Hochstromimpulses in dem Elektromagneten aufweisen; (d) Mittel zum Korrigieren von Begleitfeldern; und (e) Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes, wobei die Mittel aufweisen: (i) Mittel zur Bereitstellung eines 3D Kurz TR Scans in dem interessierenden Volumen; (ii) Mittel zum Rekonstruieren von drei orthogonalen Hauptachsenschnitten; und (iii) Mittel zum Übertragen der Achsenschnitte auf eine 3-Ebenen Lokalisierungssoftware. Es ist erfindungswesentlich, dass die Mittel zur Bereitstellung der FSE MRI die Auflösung von aufgenommenen Bildern erhöht und die Zeit minimiert, die für die Aufnahme der Bilder notwendig ist, und zwar bezogen auf eine MRI Vorrichtung, die mit der besagten Vorrichtung identisch ist, aber die Mittel zur Bereitstellung der FSE MRI nicht aufweist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI-Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, ein Verfahren zum Reduzieren der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität durch Herabsetzen der Empfindlichkeit auf die B0 Feldinstabilität zu offenbaren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Korrigieren der Verschiebung bzw. der Drift des erregten Volumens; und (b) Korrigieren der Drift der beobachteten Frequenz und Phase der erfassten Daten.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein solches Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Korrigierens der Drift des erregten Volumens des Weiteren einen Schritt des Anwendens von breitbandigen Hochfrequenzerregungsimpulsen mit starken Auswahlgradienten umfasst.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Korrigierens der Drift des erregten Volumens des Weiteren einen Schritt der Veränderung der Sende- bzw. Transmissionsfrequenz in Echtzeit aufweist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Korrigierens der Drift der beobachteten Frequenz und der Phase der erfassten Daten des Weiteren einen Schritt des Erfassens bzw. Aufsammelns von zusätzlichen Navigator-Echos während des Scans aufweist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, ein Verfahren zum Herabsetzen oder in sonstiger Weise Korrigieren der Restmagnetisierung zu offenbaren, das folgende Schritte aufweist: (a) Bereitstellen von zusätzlichen Gradientenimpulsen, die geeignet sind, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wieder herzustellen; und (b) optionales Bereitstellen eines Hochstromimpulses, der geeignet ist, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wiederherzustellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, ein Verfahren zum Bereitstellen eines 3D Scoutbildes zu offenbaren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Durchführen eines 3D Kurz TR Scans; (b) Rekonstruieren von drei orthogonalen Hauptmagnetachsschnitten; und (c) Verwenden der Magnetachsschnitte in einer 3-Ebenen Lokalisierungssoftware.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, ein Verfahren zum Erhöhen oder in sonstiger Weise Bereitstellen von Fast Spin Echo (FSE) Magnetresonanzbildgebung zu offenbaren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Kalibrieren der FSE, wobei das Kalibrieren die Schritte des (i) Trennens von ungeraden und geraden Echos; und (ii) Berechnens der Zeitverschiebung und Phasenverschiebung der ungeraden und geraden Echos aufweist; (b) Korrigieren der Restmagnetisierung; und (c) Korrigieren der Begleitfelder.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Korrigierens der Begleitfelder des Weiteren die zusätzlichen Schritte des (a) Trennens der ungeraden und geraden Echos; und (b) des Anwendens eines Rekonstruktionsalgorithmus umfasst, wobei der Rekonstruktionsalgorithmus folgende Schritte aufweist: (i) separates Rekonstruieren von Bildern der ungeraden und geraden Echos; (ii) Ableiten einer Phasenkorrektur niedriger Auflösung aus Datensätzen der ungeraden und geraden Echos; (iii) Durchführen einer Phasenkorrektur niedriger Auflösung gemäß dem in Schritt (ii) abgeleiteten Protokoll; und (iv) Kombinieren der Bilder der ungeraden und geraden Echos.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Trennens von ungeraden und geraden Echos des Weiteren den zusätzlichen Schritt des Anwendens eines Crusher Gradienten für jedes zweite Echo entlang des Zugs beinhaltet.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Trennens von ungeraden und geraden Echos des Weiteren folgende Schritte aufweist: (a) Anlegen eines Phasenzyklusschemas, das aus 0° und 180° Impulsen in der Modulatorphase für jede zweite 180° besteht, wodurch der Impuls auf einen eines Zweifach-Erregungsscans refokussiert wird; und (b) Addieren und Subtrahieren der beiden Scans, bis die gewünschte Trennung erzielt ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, das des Weiteren einen Schritt des Erhaltens eines 3D Scoutbildes umfasst.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein derartiges Verfahren zu offenbaren, wobei der Schritt des Erhaltens eines 3D Scoutbildes weiterhin folgende Schritte aufweist: (a) Durchführen eines 3D Kurz TR Scans; (b) Rekonstruieren von drei orthogonalen Hauptmagnetachsenschnitten; und (c) Verwenden der Magnetachsenschnitten in einer 3 Ebenen-Lokalisierungssoftware.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, die wie oben definierten Mittel und Verfahren zu offenbaren, wobei die MRI Vorrichtung eine MRI Vorrichtung ist, die kommerziell von der Firma ASPECT erhältlich ist.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung Mittel zum Herabsetzen der Empfindlichkeit auf B0 Feldinstabilität, wodurch die Verschlechterung der Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität eliminiert wird, wie es in der vorliegenden Erfindung definiert ist.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung des Weiteren ein Verfahren zum Verringern der Empfindlichkeit auf B0 Feldinstabilität, wodurch die Verschlechterung der Bildqualität aufgrund der B0 Feldinstabilität eliminiert wird, wobei das Verfahren die wie oben in der vorliegenden Erfindung definierten Schritte aufweist.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung des Weiteren Mittel zum Erhöhen oder in sonstiger Weise Bereitstellen von Fast Spin Echo (FSE) wie in der vorliegenden Erfindung definiert.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erhöhen oder in sonstiger Weise Bereitstellen von Fast Spin Echo (FSE), wobei sie die wie in der folgenden Erfindung definierten Schritte aufweist.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung des Weiteren Mittel zum Verringern oder in sonstiger Weise Korrigieren von Restmagnetisierung wie in der vorliegenden Erfindung definiert.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung des Weiteren ein Verfahren zum Verringern oder in sonstiger Weise Korrigieren der Restmagnetisierung, wobei das Verfahren die wie in der vorliegenden Erfindung definierten Schritte aufweist.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung des Weiteren Mittel zur Bereitstellung von 3D Scouts, wie in der vorliegenden Erfindung definiert.
  • In einer kommerziell erhältlichen MRI und insbesondere einer ASPECT MRI offenbart die vorliegende Erfindung des Weiteren ein Verfahren zur Bereitstellung von 3D Scouts, wobei das Verfahren die wie in der vorliegenden Erfindung definierten Schritte aufweist.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die nachfolgende Beschreibung wird bereitgestellt, um einen beliebigen einschlägigen Fachmann in die Lage zu versetzen, Gebrauch von der Erfindung zu machen und erläutert die besten Ausführungsformen, die von dem Erfinder zur Ausführung dieser Erfindung berücksichtigt wurden. Verschiedene Modifikationen werden jedoch dem Fachmann deutlich werden, da die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung insbesondere definiert wurden, um Mittel und Verfahren zur Bereitstellung von hochauflösender Magnetresonanzbildgebung (MRI) bereitzustellen.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff ”Hochstromimpuls” auf einen Impuls, bei dem der Strom größer ist als ein beliebiger anderer Strom in der Impulssequenz in dem Gradienten.
  • B0 Feldstabilität
  • Die vorliegende Erfindung stellt neuartige Mittel zur Verringerung der Empfindlichkeit auf B0 Feldinstabilität bereit, wodurch die Verschlechterung der Bildqualität aufgrund von Instabilitäten in dem B0 Feld beseitigt wird.
  • Es gibt zwei Ansätze in dieser Sache, die berücksichtigt werden müssen:
    • a. Abweichung bzw. Drift des angeregten Volumens (mit Anregungszahl); i. Bei 2D Scans kann die Drift in erheblichem Maße durch Anlegen von breitbandigen Hochfrequenzerregungsimpulsen mit starken Auswahlgradienten reduziert werden. Bei 3D Scans kann dasselbe durchgeführt werden, aufgrund von größeren angeregten Volumina ist der Auswahlgradient jedoch schwächer. Wenn die Codierungen entlang der 3D die kürzest mögliche Zeit benötigen (z. B. die innerste Schleife des Scans), wird das Problem für die zentralen rekonstruierten Schnitte vollständig abgeschwächt bzw. entschärft. ii. Eine Echtzeitänderung der Sende- bzw. Transmissionsfrequenz. Die Schwierigkeit besteht darin, eine nahtlose Veränderung während des Scans zu erreichen, was genaue Frequenzmessungen oder einen komplizierten Algorithmus erfordert. Damit man in jedem der obigen Fälle gute Ergebnisse erzielt (hohe Auflösung), muss man die Frequenzen zur Nachbearbeitung aufnehmen, wie als nächstes beschrieben wird. Ein guter Kompromiss ist, das Verhalten während des Scans vorherzusagen und einem vorbestimmten Satz von Sende- bzw. Transmissionsfrequenzen zu folgen.
    • b. Die Abweichung bzw. Drift der erfassten Daten bei Beobachtungsfrequenz und -phase (Inkonsistenz der erfassten Daten)
  • Zusätzliche Navigatorechos werden während des Scans aufgenommen und dienen zwei Zielen: (1) Verändern der Sende- bzw. Transmissionsfrequenz während des Scans wie oben beschrieben; (2) Nachbearbeitung der Daten während der Rekonstruktion der Bilder.
  • Die Navigatorechos werden aufgenommen als ein zusätzliches Spin Echo bei Scans vom Typ FSE und als ein zusätzlicher Free Induction Decay (FID) bei SE und GRE Typen. Die zusätzlich aufgenommenen Daten werden geglättet und durch einen Polyfit Algorithmus interpoliert und in dem recon. Algorithmus verwendet.
  • Scans vom Typ GRE leiden unter Dateninkonsistenz (aufgrund von Frequenzdrift) sowohl in der räumlichen Verschiebung als auch in der Echophase.
  • Die Korrektur dieser Inkonsistenz wird entweder durch eine lineare Phasenkorrektur jedes FID vorgenommen, wobei die Konstante die abgeleitete Frequenzdrift und die Konstante die te*-abgeleitete Frequenzdrift ist. SE Typen werden auf dieselbe Art und Weise korrigiert, wobei die Konstante auf Null gesetzt wird.
  • On Fast Spin Echo (FSE)
  • Die vorliegende Erfindung offenbart Mittel und Verfahren zur Bereitstellung von Fast Spin Echo (FSE). Im Allgemeinen ist eine unterschiedliche Spinphasenevolution zwischen verschiedenen Refokussierungs-HF-Impulsen unkorrigierbar. Eine Situation, bei der sich die Entwicklung bzw. Evolution zwischen Refokussierungsimpulsen über den Echozug selbst wiederholt, kann korrigiert werden. Im Nachfolgenden wird letzteres angenommen.
  • Um diesen Zustand zu erzeugen, sind einige Kalibrierungen und Modifikationen in der Pulssequenz notwendig.
  • a. FSE Kalibrierung:
  • Unter der besagten Annahme/Näherung tritt eine Verschiebung in der Gradienten Echozeit und -phase entlang des Echozuges auf, wobei die ungeraden und geraden Echos, die einem HF Refokussierungsimpuls folgen, in entgegen gesetzter Art und Weise verschoben sind (Echozeit und -phase). Dieses führt zu Wellen-(Interferenz-) und Geisterartefakten. Der Kalibrierungsvorgang besteht aus dem Nachfolgenden:
    • i. Es gibt zwei Wege, die ungeraden und geraden Echos zu trennen: 1. Ein Crusher Gradient für jedes zweite Echo entlang des Zuges zerstört entweder die ungeraden oder die geraden Echos. 2. Ein Phasenzyklusschema, aus 0° und 180° in Modul atorphase für jeden zweiten HF Refokussierungsimpuls wird auf einen eines zwei Anregungsscans angewendet. Durch Addieren und Subtrahieren der beiden Scans wird die gewünschte Trennung erreicht. Alternativ kann der Phasenzyklus auf die HF-Erregungspulse angewendet werden. Bemerkung: Um die Trennung der Echos während der Kalibrierungsphase anzuwenden, sollte der Scan mit ausgeschaltetem Codiergradienten durchgeführt werden.
    • ii. Um die Zeitverschiebung und Phasenverschiebung der ungeraden/geraden Echos zu berechnen, wird eine erste Fouriertransformation (FT) durchgeführt, die linearen Therme des Phasenunterschiedes zwischen den ungeraden und geraden Echos stellen die resultierenden Korrekturen dar, die in der Impulssequenz benötigt werden (konstant → Echoverschiebung, konstant → Phasenkorrektur). Diese übertragen sich in eine Lesedephasengradientenkorrektur und einen Phasensprung in der Sendefrequenz, was durch einen Frequenzsprung für eine gewählte Zeitdauer gemacht werden kann.
  • b. Restmagnetisierung:
  • Da der Codierungsgradient sich über den Echozug je nach Verhalten des Polschuhs ändert, wiederholt sich die Spin-Entwicklung entlang des Zuges nicht. Um dies zu korrigieren, sind zusätzliche Gradientenimpulse notwendig, die dieselbe Magnetisierung in dem Polschuh wiederherstellen, folgend auf jeden Phasencodierungsgradientenimpuls. Wenn die Bedingungen in ausreichendem Maße günstig sind, stellt ein einzelner Hochstromimpuls in einer guten Näherung dieselbe Magnetisierung unabhängig der Gradientenimpulshistorie wieder her.
  • c. Begleitfelder:
  • Der direkte Weg, um Begleitfelder zu korrigieren ist, die Wirkung durch Anlegen von Gradienten zu kompensieren, die einen gegenteiligen Effekt erzeugen. Dies ist im Zeitschema einer Sequenz sehr kostenintensiv und deshalb beim SNR und der Scanzeit.
  • Ein besserer und robusterer Weg, den FSE Scan zu korrigieren, ist es, einen der ungeraden/geraden Echos eines vollen Scans, wie oben beschrieben, durchzuführen.
  • Der Wiederherstellungsalgorithmus besteht aus dem getrennten Wiederherstellen der Bilder der ungeraden/geraden Echos, dem anschließenden Kombinieren nach der Durchführung einer Phasenkorrektur bei niedriger Auflösung, die aus den ungeraden/geraden Bilddatensätzen abgeleitet wird.
  • Restmagnetisierung
  • Wie bei den FSE Korrekturen in Abschnitt b. beschrieben, kann diese Korrektur auf sämtliche Sequenztypen angewendet werden, falls erforderlich. Sie kann auch an dem Ende oder vor einem Erregungszyklus angewendet werden, um wiederholte Anfangsbedingungen zu erzielen.
  • 3D Erkundung
  • Die vorliegende Erfindung offenbart Mittel und Verfahren, um ein 3D Scouting bereitzustellen. Bei hochauflösenden Anwendungen muss der Scoutscan selbst eine relativ hohe Auflösung aufweisen. Um auch ein geeignetes SNR zu haben, wird ein 3D Kurz TR Scan für das interessierende Volumen durchgeführt.
  • Drei orthogonale Hauptmagnetachsenschnitte werden rekonstruiert, um in einer 3-Ebenen Lokaliserungssoftware verwendet zu werden. Die Zielschnittebenen werden aus dem 3D Datensatz rekonstruiert und betrachtet. Dies hilft in beträchtlichem Maße dabei, den Scan genau auf Anhieb zu ermitteln.

Claims (6)

  1. Mittel zur Verbesserung der Bildqualität in einer Magnetresonanzvorrichtung (Magnetic Resonance Imaging; MRI), die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, wobei die Mittel zur Verbesserung der Bildqualität ausgewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus: (a) Mittel zur Reduzierung der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität; (b) Mittel zur Verringerung oder in sonstiger Weise zur Korrektur der Restmagnetisierung; (c) Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes; und (d) einer beliebigen Kombination aus den obigen; wobei die Mittel zur Verbesserung der Bildqualität eine größere Auflösung des abgebildeten Objektes im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung, die derartige Mittel zur Verbesserung der Bildqualität nicht enthält, bereitstellen.
  2. Mittel zur Verbesserung der Bildqualität nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Reduzierung der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität Mittel zur Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber B0 Feldinstabilität aufweisen, wobei die Mittel zur Verringerung der Empfindlichkeit auf die B0 Feldinstabilität aufweisen: a. Mittel zum Korrigieren der Drift bzw. der Abweichung des Anregungsvolumens, wobei die Mittel zur Korrektur Mittel zum Anlegen von breitbandigen HF Erregungsimpulsen mit starken Auswahlgradienten und/oder Mittel zur Bereitstellung einer Echtzeitveränderung in der Transmissions- bzw. Sendefrequenz aufweisen, die geeignet sind, eine nahtlose Veränderung während des Scans zu erhalten; und b. Mittel zur Korrektur der Frequenzdrift und/oder Phasendrift der erfassten Daten, wobei die Mittel Mittel zum Erhalten einer linearen Phasenkorrektur (F) jedes Free Induction Decay's (FID) der funktionalen Form F = Δf(t + te) aufweisen; wobei die Mittel zur Reduzierung der Verschlechterung der MRI Bildqualität aufgrund von B0 Feldinstabilität durch Verringern der Empfindlichkeit auf die B0 Feldinstabilität eine Reduktion in mindestens einem der nachfolgenden Punkte im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung, die mit der besagten MRI Vorrichtung identisch ist, aber die Mittel zum Erhöhen oder Bereitstellen von B0 Feldstabilität nicht aufweist, ohne Reduktion bei der Bildauflösung ermöglicht: (a) Abstand zwischen dem abzubildenden Objekt und mindestens einem der Elektromagneten; (b) Magnetfeld; (c) Temperatur des Elektromagneten.
  3. Mittel zur Verbesserung der Bildqualität nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Verringerung oder zum in sonstiger Weise Korrigieren der Restmagnetisierung aufweisen: a. Mittel zur Bereitstellung von zusätzlichen Gradientenimpulsen, die geeignet sind, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wiederherzustellen; und b. Mittel zur Bereitstellung von mindestens einem Hochstromimpuls für den Elektromagneten; wobei die Mittel zur Verringerung oder in sonstiger Weise zum Korrigieren der Restmagnetisierung die Ansammlung von 2D oder 3D MRI Bildern mit höherer Auflösung im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung ermöglicht, die mit der obigen MRI Vorrichtung identisch ist bis auf das Fehlen der Mittel zur Verringerung oder in sonstiger Weise zur Korrektur der Restmagnetisierung.
  4. Mittel zur Verbesserung der Bildqualität nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes aufweisen: a. Mittel zur Bereitstellung eines 3D Kurz TR Scans in dem interessierenden Volumen: b. Mittel zum Rekonstruieren von drei orthogonalen Hauptachsenschnitten; und c. Mittel zum Übertragen der Achsenschnitte zu einer 3-Ebenen Lokalisierungssoftware; wobei die Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes die Vorrichtung in die Lage versetzen, das abgebildete Objekt zu lokalisieren und das Volumen, in dem ein MRI Bild ermittelt wird, auf das notwendige Minimum zu beschränken, um das Objekt abzubilden.
  5. Mittel zum Bereitstellen von Fast Spin Echo (FSE) Magnetresonanzbildgebung in einer MRI Vorrichtung, die einen nicht supraleitenden Elektromagneten und eine Mehrzahl von Polschuhen aufweist, wobei die Mittel aufweisen: a. Mittel zur FSE Kalibrierung, wobei die Mittel Mittel zum Trennen der ungeraden und geraden Echos aufweisen; b. Mittel zum Berechnen der Zeitverschiebung und Phasenverschiebung der ungeraden und geraden Echos; c. Mittel zum Korrigieren der Restmagnetisierung, wobei die Mittel aufweisen: i. Mittel zur Bereitstellung von zusätzlichen Gradientenimpulsen, die geeignet sind, die Magnetisierung der Mehrzahl von Polschuhen wiederherzustellen; und ii. Mittel zum Bereitstellen von mindestens einem Hochstromimpuls auf den Elektromagneten; und d. Mittel zum Korrigieren von Begleitfeldern; wobei die Mittel zum Bereitstellen der FSE MRI die Auflösung der erfassten Bilder erhöhen und die Zeit minimieren, die zur Erfassung der Bilder notwendig ist, im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung, die mit der besagten Vorrichtung bis auf das Fehlen der Mittel zur Bereitstellung der FSE MRI identisch ist.
  6. Mittel zur Bereitstellung von Fast Spin Echo (FSE) MRI nach Anspruch 5, die des Weiteren Mittel zur Bereitstellung eines 3D Scoutbildes aufweisen, wobei die Mittel umfassen: a. Mittel zur Bereitstellung eines 3D Kurz TR Scans in dem interessierenden Volumen; b. Mittel zum Rekonstruieren von drei orthogonalen Hauptachsenschnitten; und c. Mittel zum Übertragen der Achsenschnitte auf eine 3-Ebenen Lokalisierungssoftware; wobei die Mittel zur Bereitstellung von FSE MRI die Auflösung der erfassten Bilder erhöhen und die Zeit minimieren, die zur Erfassung der Bilder notwendig ist, im Vergleich zu einer MRI Vorrichtung, die mit besagter Vorrichtung bis auf das Fehlen der Mittel zur Bereitstellung FSE MRI identisch ist.
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