DE3905847A1 - Magnetresonanz-abbildungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentan­ sprüche 1, 4, 9 und 11 und insbesondere ein Magnetresonanz- Abbildungsverfahren, das geeignet ist, Artefakte zu besei­ tigen, die auf Grund der Atembewegung bei der Abbildung des Unterleibsbereichs eines Patienten entstehen.

Ein kernmagnetisches Resonanzsignal S(t, n), das nachfol­ gend als NMR-Signal bezeichnet wird (nuclear magnetic resonance signal) und das von einer bewegbaren Probe erhal­ ten wird, läßt sich durch die nachstehende Gleichung be­ schreiben, wie noch im einzelnen zu erläutern ist:

S(t,n) = S₀(t,n) exp (j ΔR (n)) (1)

Im vorliegenden Fall ist S₀ (t, n) das NMR-Signal von der Probe bei Stillstand, während ΔR (n) die Phasenverschiebung des NMR-Signals ist, die sich auf Grund der Bewegung ergibt. Oszilliert die Probe periodisch, so wird der Ausdruck ΔR (n) eine periodische Funktion, so daß er zu Bewegungsartefakten führt. Es existiert bereits eine Technik zur Beseitigung der Bewegungsartefakte unter Verarbeitung dieses Ausdrucks ΔR (n). Diese Technik wurde seit 1984 bis heute laufend ver­ bessert, wobei vier Stufen hervorzuheben sind.

Die Technik gemäß der ersten Stufe detektiert die Atem- und die Körperbewegung unter Zuhilfenahme eines Luftsacks, eines Faltbalgs oder dergleichen, und führt eine Abbildung synchron mit der Bewegung durch, wie z. B. in den of­ fengelegten japanischen Patentpublikationen Nr. 77747/1985, 25542/1986 und 154655/1986 beschrieben ist. Dieses System hält den Wert ΔR (n) in der Gleichung (1) immer konstant und zeigt das Auftreten von Artefakten an. Problematisch bei diesem System ist jedoch die lange Abbildungszeit und die Tatsache, daß eine spezielle Vorrichtung an die zu untersu­ chende Probe oder das zu untersuchende Objekt angepaßt werden muß.

Es wurde daher eine Technik gemäß der zweiten Stufe entwickelt, nach der die Größe der Phasencodierung in Überein­ stimmung mit der detektierten Körperbewegung ausgewählt wird, und die Signaldaten sammelt und später diese Daten um­ ordnet ("NMR Medical Science", Vol. 6, S. 1, p. 183 (1986)). Das bedeutet, daß der Ausdruck ΔR (n) in der Glei­ chung (1) nicht mehr eine periodische Funktion der Atem-pe­ riode ist. Er wurde vielmehr in eine andere geeignete Form transformiert. Mittels dieser Technik läßt sich gegenüber der Technik der ersten Stufe die Abbildungszeit erheblich reduzieren. Jedoch bleibt nach wie vor das ungelöste Pro­ blem der Anpassung einer speziellen Vorrichtung an den zu untersuchenden Körper. Diese Anpassung der speziellen Vor­ richtung an den Körper des Patienten führt zu einer gewissen Abwehrhaltung des Patienten, so daß nach einem System gesucht wurde, das nicht mehr den Einsatz eines derartigen Detektors erfordert.

Es wurde kürzlich ein System gemäß der dritten Stufe vorge­ schlagen, bei dem es nicht mehr erforderlich ist, einen De­ tektor zur Erfassung der Atem- und Körperbewegung eines Pa­ tienten zu verwenden. Dieses System der dritten Stufe ent­ hält die folgenden Einrichtungen:

• (3-1) Eine Einrichtung, mit deren Hilfe die Sequenz des Einflusses der Phasencodierungen nicht-monoton gemacht wird, wobei eine Umordnung nach der Signaldatensammlung er­ folgt, um Periodizitäten der Körperbewegung zu eliminieren und Artefakte zu beseitigen. Mit anderen Worten eliminiert diese Einrichtung Periodizitäten von ΔR (n) und wandelt diese in sogenanntes Rauschen um (offengelegte japanische Pa­ tentpublikationen Nr. 124855/1986 und 155740/1986).
• (3-2) Eine Einrichtung, in der die Wiederholzeit der Pulssequenz auf einige Vielfache durch eine ungeradzahlige Anzahl von 1/4 der Oszillationsperiode gesetzt wird, so daß die Einflüsse der Körperbewegung in Bereichen abgebildet werden, in denen sie das Originalbild nicht stören, also an beiden Enden des Beobachtungsfeldes. Diese Einrichtung stellt mit anderen Worten die Wiederholzeit so ein, daß der Ausdruck ΔR (n) eine geeignete Form aufweist (offengelegte japanische Patentpublikation Nr. 128953/1986).
• (3-3) Eine Einrichtung, die durch einige Kunstgriffe die Pulssequenz so ändert, daß Geschwindigkeit und Beschleuni­ gung der Probe nicht mehr die Phasenkomponente des NMR-Si­ gnals beeinflussen. Hierdurch lassen sich die Artefakte be­ seitigen. Mit anderen Worten hält diese Einrichtung den Ausdruck ΔR (n) auf dem Wert Null durch geeignete Beeinflus­ sung der Pulssequenz ("NMR Medical Science", Vol. 7, S. 1, p. 73 (1987)).

Darüber hinaus wurde die Idee eines Systems der vierten Stufe vorgeschlagen. Dieses System tastet nur den Ausdruck ΔR (n) wie ein separates Signal ab und korrigiert diese Si­ gnale für die Bilddarstellung (veröffentlichte japanische Patentpublikationen Nr. 133850/1986 und 20541/1986)).

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die Techniken nach der ersten und zweiten Stufe ausgesprochen ungeeignet sind, da auf Grund der Anpassung der speziellen Vorrichtung an den Körper des Patienten letzterer eine Abwehrhaltung einnimmt und sich unwohl fühlt. Die Technik gemäß der vierten Stufe soll hier nicht weiter diskutiert werden, da der Effekt ge­ genüber der Technik nach der dritten Stufe quantitativ nicht bewertet werden kann.

Nachfolgend wird die Technik nach der dritten Stufe näher beleuchtet. Auf Grund der Einrichtung (3-1) wird das sicht­ bare Auftreten von Artefakten geringer, ihr Einfluß aber als Rauschen über das Bild verteilt, da der Ausdruck ΔR (n) als Rauschgröße angesehen wird.

Die Einrichtung (3-2) führt zu einer Begrenzung der Wieder­ holzeit infolge der Atemperiode des Patienten bzw. der Pro­ be. Die Wiederholzeit ist einer der wichtigen Abbildungs­ parameter und irgendeine Begrenzung dieses Faktors wird nicht gewünscht.

Die Einrichtung (3-3) führt zu einer relativ komplizierten Pulssequenz, so daß die zu erreichende minimale Echozeit relativ lang wird. Auch diese Echozeit ist ein anderer wichtiger Abbildungsparameter, der ebenfalls keinen Ein­ schränkungen unterworfen werden sollte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetre­ sonanz-Abbildungsverfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe Artefakte eliminiert werden können, die sich auf Grund der Schwingung einer zu untersuchenden Probe oder eines zu un­ tersuchenden Objekts ergeben.

Ziel der Erfindung ist es ferner, ein Magnetresonanz-Abbil­ dungsverfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe sich Artefakte eliminieren lassen, die sich auf Grund der Schwingung eines zu untersuchenden Objekts oder einer zu untersuchenden Pro­ be ergeben, ohne daß dabei das Signal-/Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) vermindert wird.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Magnetresonanz- Abbildungsverfahren anzugeben, mit dessen Hilfe sich Arte­ fakte eliminieren lassen, die sich auf Grund der Schwingung einer zu untersuchenden Probe oder eines zu untersuchenden Objekts ergeben, ohne daß es erforderlich ist, irgendwelche Einschränkungen insbesondere hinsichtlich der Abbildungsbe­ dingungen in Kauf nehmen zu müssen.

Lösungen der gestellten Aufgaben finden sich in den kenn­ zeichnenden Teilen der nebengeordneten Patentansprüche 1, 4, 9 und 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen zu entnehmen.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Radiofrequenz- Magnetfeld an einen zu untersuchenden Körper (Probe, Ob­ jekt) gelegt, der sich in einem statischen Magnetfeld be­ findet und periodisch oszilliert. Der Körper liefert dabei durch geeignete Maßnahmen ein kernmagnetisches Resonanzsignal (NMR-Signal). Sodann wird ein Bildrekonstruktionsver­ fahren unter Verwendung des NMR-Signals durchgeführt, um ein Bild des Körpers zu erzeugen.

Das NMR-Signal wird in ein solches Signal transformiert, in welchem eine ruhende Bildkomponente und eine infolge der periodischen Oszillation des Körpers erzeugte Artefaktkom­ ponente, die im kernmagnetischen Resonanzsignal vorhanden sind, gegenseitig voneinander getrennt sind. Aus dem so um­ gewandelten Signal wird dann die Artefaktkomponete ent­ fernt. Anschließend erfolgt eine Umwandlung des auf diese Weise erhaltenen Signals in umgekehrter Richtung zur oben beschriebenen Transformation.

Ein derartiger Prozeß kann entweder während oder nach Been­ digung des Bildrekonstruktionsverfahrens durchgeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Magnetreso­ nanz-Abbildungsgeräts zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Pulssequenz in­ nerhalb des Geräts nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Bildverar­ beitungsflusses nach der Erfindung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines anderen Beispiels eines Bildverarbeitungsflusses nach der Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer abzubildenden Probe oder eines abzubildenden Objekts, und

Fig. 6 ein Signalprofil bezüglich der Probe oder des Ob­ jekts in Fig. 5.

Entsprechend der Fig. 1 befindet sich eine zu untersuchende Probe oder ein zu untersuchendes Objekt 102 innerhalb eines Magneten 101, der ein gleichförmiges Magnetfeld erzeugt. Mittels eines Sende- und Empfangssystems 106 wird eine Ra­ diofrequenz abgestrahlt, um eine kernmagnetische Resonanz bezüglich des Protons (¹H) innerhalb der Probe bzw. des Ob­ jekts hervorzurufen. Diese Radiofrequenz wird über eine Sendespule 104 an die Probe 102 bzw. das Objekt angelegt. Nachdem eine Bestrahlung über eine vorbestimmte Periode durchgeführt worden ist, wird das kernmagnetische Resonanz­ signal (NMR-Signal), das innerhalb des bestrahlten Teils der Probe erzeugt worden ist, mittels einer Empangsspule 105 detektiert. Das resultierende Resonanzsignal wird mit Hilfe des Sende- und Empfangssystems 106 in den Audiofre­ quenzbereich umgewandelt und anschließend mit Hilfe eines Analog/Digital-Wandlers 107 in ein digitales Signal über­ führt. Ein Computer 109 führt die erforderliche Verarbei­ tung dieses Signals durch und zeigt das resultierende Bild auf einer Anzeigeeinrichtung 110 an. Das Gradientenmagnet­ feld zur Lieferung der Feldgradienten in X-, Y- und Z-Rich­ tung wird mittels einer durch den Computer 109 gesteuerten Versorgungsquelle 108 für die Gradienten-Magnetfelder er­ zeugt, wobei die Versorgungsquelle 108 durch den Computer 109 so angesteuert wird, daß eine vorbestimmte Bedingung erfüllt wird, sowie durch eine Gradientenfeld-Spulenein­ richtung 103 in X-, Y- und Z-Richtung, die mit der Versor­ gungsquelle 108 für die Gradienten-Magnetfelder verbunden ist. Die Feldgradienten in X-, Y- und Z-Richtung sind zur Unterscheidung räumlicher Information erforderlich, wenn das Bild in das entsprechende Signal umgewandelt werden soll. Das Sende- und Empfangssystem 106 wird ebenfalls durch den Computer 109 gesteuert.

Entsprechend der Fig. 2 wird ein selektiver 90° Radiofre­ quenzpuls 201 zur Lieferung des Radiofrequenz-Magnetfelds an die Probe angelegt, und zwar in Gegenwart des Feldgra­ dienten G _Z, der durch das Bezugszeichen 203 dargestellt ist. Demzufolge wird eine senkrecht zur Z-Achse liegende Scheibe selektiv angeregt. Mit anderen Worten werden die Kernspins in dieser Scheibe um 90° gekippt, wobei sich die gekippten Spins sequentiell auflösen bzw. zerstreuen.

Nach Ablauf einer Zeit τ werden der durch das Bezugszeichen 204 dargestellte Feldgradient G _Z und ein selektiver 180° Radiofrequenzpuls 202 zur Lieferung des Radiofrequenz-Ma­ gnetfelds so angelegt, daß die Kernspins in der selektiv angeregten Scheibe invertiert werden. Dadurch werden die zerstreuten Spins graduell fokussiert, so daß nach einer weiteren Zeitspanne τ gegenüber dem selektiven 180° Radio­ frequenzpuls 202 ein kernmagnetisches Resonanzsignal 208, das als "Echosignal" bezeichnet wird, von der Scheibe als Ganzes erzeugt wird.

Der durch das Bezugszeichen 205 dargestellte Feldgradient G _Y wird zwischen dem selektiven 90° Radiofrequenzpuls 201 und dem selektiven 180° Radiofrequenzpuls 202 angelegt, während der mit dem Bezugszeichen 207 versehene Feldgra­ dient G _X nach dem selektiven 180° Radiofrequenzpuls 202 an­ gelegt wird. Das NMR-Signal 208 wird während des Vorhanden­ seins des Feldgradienten G _X ausgelesen.

Die oben beschriebenen Schritte werden in einem Zeitinter­ vall T _R N-mal wiederholt, um N NMR-Signale zu erzeugen. Al­ lerdings wird die Größe des Feldgradienten G _Y jedesmal ge­ ändert, so daß sich sein Zeitintegrationswert um eine kon­ stante Größe ändert. Eine Abtastung erfolgt N-mal (sampl­ ing) für jedes der N NMR-Signale, wobei eine zweidimensionale Fourier-Tranformation auf die N NMR-Signale, von denen jedes N gesampelte bzw. abgetastete Signale enthält, angewendet wird, um ein NMR-Bild zu erhalten, das aus N×N Bildelementen besteht. Auf diese Weise wird ein zweidimen­ sionales Bild der X-Y-Ebene der Scheibe erhalten.

Die oben beschriebene Bildrekonstruktion wird durch den Computer 109 ausgeführt.

Der durch das Bezugszeichen 206 dargestellte Feldgradient G _X wird zwischen dem selektiven 90° Radiofrequenzpuls 201 und dem selektiven 180° Radiofrequenzpuls 202 angelegt. Dieses Feld wird angelegt, um ein Abklingen der Kernspins innerhalb der Scheibe auf Grund des durch das Bezugszeichen 207 dargestellten Feldgradienten G _X zu kompensieren.

Da dieser Feldgradient G _X 207 dazu verwendet wird, die Übereinstimmung zwischen der Frequenz des NMR-Signals und seiner Resonanzsignal-Entstehungsposition herzustellen, wird er auch als Frequenzcodier-Feldgradient bezeichnet. Der Grund, warum die Amplitude des Feldgradienten G _Y immer dann geändert wird, wenn die Sequenz im Zeitintervall TR wiederholt wird, liegt darin, daß auf diese Weise die Über­ einstimmung zwischen der Änderung der Phase des NMR-Signals und seiner Signalentstehungsposition hergestellt werden kann. Daher wird der Feldgradient G _Y auch als Phasencodier- Feldgradient bezeichnet.

Existiert ein stationäres Wasserstoffatom mit einer Dichte ρ im Bereich eines Pixels bzw. Bildelements in der Schei­ benebene, und ist seine Position in eine Frequenz ω k sowie in eine Phasenänderung R _l durch den Frequenzcodier-Feldgra­ dienten G _X und durch den Phasencodier-Feldgradienten G _Y co­ diert, so läßt sich das NMR-Signal S₀ (t, n) wie folgt ausdrücken:

S₀ _{(t, n)} = ρ exp (j ω _k t) exp (j R _l n) (2)

Wird das Signal der Gleichung (2) einer Fourier-Transformation unterworfen, und zwar bezüglich t _x und G _X, wobei t _x die Anwendungszeit des Gradientenfeldes 207 repräsentiert, so werden die folgenden Gleichungen (3) und (4) erhalten. Es kann gesagt werden, daß dabei die Fourier-Transformation in Richtung der Zeitachse bezüglich der Gleichung (3) und in Richtung der Phasenachse bezüglich der Gleichung (4) ausgführt wird.

S₀ (ω, n) = ρ δ (ω - ω _k ) exp (j R _l n) (3)

S₀ (ω, R) = ρ δ (ω - ω _k ) δ (R - R _l ) (4)

Auf diese Weise läßt sich das NMR-Signal in ein Bildsignal umwandeln, das eine Intensität ρ am Punkt (ω _k , R _l ) in der ωR-Ebene aufweist.

Als nächstes wird die Ursache für das Auftreten von Arte­ fakten näher beschrieben. Wie bereits oben erwähnt, ist es der Phasencodier-Feldgradient, der die Phasenänderung des NMR-Signals vom stationären Objekt liefert, während die an­ deren Feldgradienten nichts zu dieser Phasenänderung bei­ tragen. Existiert jedoch irgendeine Bewegung, so wird die Phasenverschiebung in Übereinstimmung mit ihrer Geschwin­ digkeit und Beschleunigung durch die anderen Feldgradienten erzeugt. In einem solchen Fall läßt sich das NMR-Signal ge­ mäß Gleichung (2) wie folgt ausdrücken:

S _{(t, n)} = ρ exp {j( ω _k + Δω _k(n) ) t} exp {j(R _l n + ΔR _(n) )} (5)

Der Ausdruck Δω _k (n) ist die Frequenzverschiebung auf Grund der Positionsverschiebung, während der Ausdruck R (n) die Phasenverschiebung auf Grund der Geschwindigkeit und Be­ schleunigung ist. Der Ausdruck Δω _k (n) führt zu einer Unbe­ stimmtheit bzw. Zweideutigkeit des Bildes, wodurch die Ar­ tefakte im Bild entstehen, wenn der Ausdruck ΔR (n) eine periodische Funktion ist. Wird der Einfluß der Mehrdeutigkeit vernachlässigt, so ergibt sich:

S _{(t, n)} = S₀ (t, n) exp (j ΔR _(n) ) (6)

Wird dieser Ausdruck einer Fourier-Transformation bezüglich der Richtungen der Zeitachse und der Phasenachse unterworfen, so wird die folgende Gleichung erhalten:

S (ω, R = S₀ (ω, R) F [exp(j ΔR _(n) )] (7)

Der Ausdruck () bedeutet eine Faltung (convolution), während S₀ (ω, R) die ruhende Bildkomponente gemäß Formel (4) ist. Der Ausdruck F [,] repräsentiert die Fourier-Trans­ formation in Richtung der Phasenachse.

Da ΔR (n) eine periodische Funktion ist, trifft dies auch für den Ausdruck exp (j ΔR (n)) zu, so daß dieser Ausdruck in eine Fourier-Reihe entwickelt werden kann. Er läßt sich wie folgt darstellen:

Hierbei ist mit T die Periode bezeichnet. Somit ergibt sich:

Mit anderen Worten läßt sich der Ausdruck S (ω, R) durch das Bildsignal im Ruhestand und durch Entwicklung des Im­ pulszugs in Richtung der Phasenachse darstellen. Die Terme nach dem Term

stellen die Artefaktkomponenten dar.

Ein Prozeß D zum Umwandeln der ruhenden Bildkomponente S₀ (t, n) und der Artefaktkomponente exp (j ΔR _(n) ) in eine ge­ genseitig getrennte Form, ein Prozeß L zur Entfernung der Artefakte in einem solchen Zustand und ein Prozeß D ^-1 zur Umkehr des Prozesses D werden im Hinblick auf die Artefakt­ entstehung auf Grund der oben beschriebenen Mechanismen während oder nach der Bildrekonstruktion durchgeführt, so daß ein artefaktfreies rekonstruiertes Bild erhalten wird. Selbstverständlich läßt sich eine solche Bildrekonstruktion mit Hilfe des Computers 109 durchführen.

Die Fig. 3 zeigt den Verarbeitungsfluß, wenn die oben be­ schriebenen Prozesse im Rekonstruktionsverfahren enthalten sind. Werden die NMR-Signale S(t,n), die von einer perio­ disch oszillierenden Probe erhalten werden, einer Fourier- Transformation in Richtung der Zeitachse unterzogen, so er­ gibt sich folgender Ausdruck:

S (ω, n) = ρ δ (ω - ω _k ) exp {j (R _l n + Δ R _(n) )}
  = ρ δ (ω - ω _k ) exp (j (R _l n) exp (n Δ R _(n) ) (10)

Dieser Ausdruck wird dem Prozeß D unterworfen. Zuerst wird die multiplikative Kopplung in eine summenmäßige Kopplung transformiert, und zwar durch eine komplexe logarithmische Transformation. Dabei ergibt sich:

l og[S(ω, n)] = l og[ρ δ (ω - ω _k ) · exp (j R _l n)] + l og[exp (ΔR _(n) )] (11)

Die hintere Hälfte der Gleichung (11) wird dann entwickelt. Dabei wird, wie bereits erwähnt, folgender Ausdruck erhal­ ten:

Wird dieser Ausdruck in eine Taylor-Reihe überführt, so er­ gibt sich ebenfalls eine periodische Funktion:

Das Ergebnis der Fourier-Transformation der Gleichung (11) läßt sich also wie folgt darstellen:

Der Ausdruck ₀ (ω, n) repräsentiert jedoch die Anwendung des Prozesses D auf die erste Hälfte der Gleichung (11), also auf die ruhende Bildkomponente.

Wie durch die Gleichung (14) beschrieben, erscheint die Ar­ tefaktkomponente als Spitze jeweils nach 2π/T. Andererseits erscheint ₀ (ω, n) in der Nähe des Nullpunkts der Abszisse. Die komplexe logarithmische Transformation besitzt jedoch die Eigenschaft, daß sie die Funktion neben den oben beschriebenen Funktionen komprimiert. Erfolgt beispielsweise eine logarithmische Transformation, so lassen sich große Werte in kleine Werte komprimieren, wie nachfolgend angegeben:

log(e²) = log (7.389) = 2
log(e¹⁰) = log (22026) = 10

Selbst wenn daher die ruhende Bildkomponente, die keine periodische Funktion ist, vor der logarithmischen Transfor­ mation eine starke Änderung zeigt, weist diese nach der lo­ garithmischen Transformation nur noch eine schache Ände­ rung auf. Wird andererseits die periodische Artefaktkompo­ nente der logarithmischen Transformation unterworfen, so wird diese Komponente in dieselbe periodische Funktion transformiert. Daher lassen sich die ruhende Bildkomponente und die Artefaktkomponente durch die Fourier-Transformation separieren.

Im vorliegenden Fall der Prozeß L angewendet. Dieser Prozeß L stellt eine lineare Filterung dar, durch die nur die Ar­ tefaktkomponente beseitigt wird.

Anschließend wird der Prozeß D ^-1 ausgeführt, und zwar im Hinblick auf die verbleibende ruhende Bildkomponente. Mit anderen Worten erfolgt eine inverse Fourier-Transformation in Richtung der Phasenachse, wobei anschließend eine Über­ führung des komplexen Exponenten erfolgt. Es wird somit ein Zustand hergestellt, der der Zwischenstufe bei der üblichen Bildrekonstruktion entspricht. Sodann erfolgt eine Fourier- Transformation in Richtung der Phasenachse, um das Bild zu erhalten. Auf diese Weise wird also das ruhende Bild erzeugt.

Die Probenverarbeitung (sample processing) kann auch im Hinblick auf reelle Zahlenwerte des Bildes erfolgen, das bereits rekonstruiert worden ist und Artefakte enthält, um die Artefakte zu beseitigen. Ein derartiger Verfahrensab­ lauf ist in Fig. 4 gezeigt. Im Gegensatz zu Fig. 3 erfolgt die Verarbeitung dadurch, daß nur die Fourier-Transformation in Richtung der Zeitachse in eine inverse Fourier- Transformation in Richtung der Phasenachse geändert wird.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Reduzierung der Verar­ beitungszeit näher beschrieben. Soll die in Fig. 5 darge­ stellte Probe abgebildet werden, so nimmt z. B. das Signal die in Fig. 6 gezeigte Form bei der Verarbeitung gemäß den Fig. 3 und 4 vor Durchführung des Prozesses D an. In diesem Zustand wird ein bestimmter Schwellenwert eingestellt, so daß sich die Teile mit geringer Signalintensität, wie z. B. (1), (3) und (5), und die Teile mit hoher Signalintensität, wie z. B. (2) und (4), voneinander unterscheiden, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Verarbeitungszeit läßt sich dadurch reduzieren, daß die Prozesse D, L und D ^-1 nur auf die Teile angewendet werden, die eine hohe Signalintensität aufweisen, also auf die Teile (2) und (4).

Claims (13)

1. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren zur Erzeugung eines Bildes eines zu untersuchenden Körpers (102) durch An­ legen eines Radiofrequenz-Magnetfeldes an den in einem sta­ tischen Magnetfeld liegenden und periodisch oszillierenden Körper sowie unter Durchführung eines Bildrekonstruktions­ verfahrens unter Verwendung eines im Körper erzeugten kern­ magnetischen Resonanzsignals, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (1) Transformation des kernmagnetischen Resonanzsignals in ein solches Signal, in welchem eine ruhende Bildkompo­ nente und eine infolge der periodischen Oszillation er­ zeugte Artefaktkomponente, die im kernmagnetischen Re­ sonanzsignal vorhanden sind, gegenseitig voneinander getrennt sind,
• (2) Transformation des transformierten Signals in ein Signal, in welchem die Artefaktkomponente entfernt ist und
• (3) Durchführung einer zur Transformation nach (1) umge­ kehrten Transformation bezüglich des Signals, von dem die Artefaktkomponente entfernt worden ist.

2. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsprozesse der Schritte (1), (2) und (3) während des Bildrekonstruktions­ verfahrens ausgeführt werden.

3. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsprozesse der Schritte (1), (2) und (3) nach dem Bildrekonstruktionsver­ fahren ausgeführt werden.

4. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren zur Erzeugung eines Bildes eines zu untersuchenden Körpers (102) durch wie­ derholtes Anlegen eines Radiofrequenz-Magnetfeldes an den in einem statischen Magnetfeld liegenden und periodisch os­ zillierenden Körper in Gegenwart eines Feldgradienten und bei Änderung der Amplitude des Feldgradienten sowie unter Durchführung eines Bildrekonstruktionsverfahrens unter Ver­ wendung einer Mehrzahl von auf diese Weise erzeugten kern­ magnetischen Resonanzsignalen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (1) Transformation eines jeden kernmagnetischen Resonanzsignals in ein solches Signal, in welchem eine ruhende Bildkomponente und eine infolge der periodischen Oszillation erzeugte Artefaktkomponente, die im kernmagnetischen Resonanzsignal vorhanden sind, gegenseitig von­ einander getrennt sind,
• (2) Transformation des transformierten Signals in ein Signal, in welchem die Artefaktkomponente entfernt ist und
• (3) Durchführung einer zur Transformation nach (1) umge­ kehrten Transformation bezüglich des Signals, von dem die Artefaktkomponente entfernt worden ist.

5. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsprozesse der Schritte (1), (2) und (3) für solche kernmagnetischen Re­ sonanzsignale durchgeführt werden, die einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten.

6. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsprozesse der Schritte (1), (2) und (3) während des Bildrekonstruktions­ verfahrens ausgeführt werden.

7. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsprozesse der Schritte (1), (2) und (3) nach dem Bildrekonstruktionsver­ fahren ausgeführt werden.

8. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsprozesse der Schritte (1), (2) und (3) wenigstens während oder nach dem Bildrekonstuktionsverfahren ausgeführt werden.

9. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren zur Erzeugung eines Bildes eines zu untersuchenden Körpers (102) durch An­ legen eines Radiofrequenz-Magnetfeldes an den in einem sta­ tischen Magnetfeld liegenden und periodisch oszillierenden Körper sowie unter Durchführung eines Bildrekonstruktions­ verfahrens unter Verwendung eines im Körper erzeugten kern­ magnetischen Resonanzsignals, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (1) Anwendung einer Fourier-Transformation auf das kernma­ gnetische Resonanzsignal in Richtung der Zeitachse,
• (2) Anwendung einer komplexen logarithmischen Transformation auf das der Fourier-Transformation unterworfene Signal,
• (3) Anwendung einer Fourier-Transformation auf das der kom­ plexen logarithmischen Transformation unterworfene Signal in Richtung der Phasenachse zur Erzeugung eines Signals mit einer ruhenden Bildkomponente und einer Ar­ tefaktkomponente, die von der ruhenden Bildkomponente getrennt und infolge der periodischen Oszillation ent­ standen ist,
• (4) Transformation des resultierenden Signals in ein Signal, das durch Entfernung der Artefaktkomponente aus dem resultierenden Signal erhalten wird,
• (5) Anwendung einer inversen Fourier-Transformation auf das so transformierte Signal in Richtung der Phasenachse und
• (6) Anwendung einer Komplexexponenten-Transformation auf das der inversen Fourier-Transformation unterworfene Signal.

10. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (1) bis (6) wenig­ stens während oder nach dem Bildrekonstruktionsverfahren ausgeführt werden.

11. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren zur Erzeugung eines Bildes eines zu untersuchenden Körpers (102) durch wie­ derholtes Anlegen eines Radiofrequenz-Magnetfeldes an den in einem statischen Magnetfeld liegenden und periodisch os­ zillierenden Körper in Gegenwart eines Feldgradienten und bei Änderung der Amplitude des Feldgradienten sowie unter Durchführung eines Bildrekonstruktionsverfahrens unter Ver­ wendung einer Mehrzahl von auf diese Weise erzeugten kern­ magnetischen Resonanzsignalen, gekennzeichnet durch folgen­ de Schritte:

• (1) Anwendung einer Fourier-Transformation auf jedes der kernmagnetischen Resonanzsignale in Richtung der Zeit­ achse,
• (2) Anwendung einer komplexen logarithmischen Transforma­ tion auf das der Fourier-Transformation unterworfene Signal,
• (3) Anwendung einer Fourier-Transformation auf das der kom­ plexen logarithmischen Transformation unterworfene Signal in Richtung der Phasenachse zur Erzeugung eines Signals mit einer ruhenden Bildkomponente und einer Ar­ tefaktkomponente, die von der ruhenden Bildkomponente getrennt und infolge der periodischen Oszillation ent­ standen ist,
• (4) Transformation des resultierenden Signals in ein Signal, das durch Entfernung der Artefaktkomponete aus dem resultierenden Signal erhalten wird,
• (5) Anwendung einer inversen Fourier-Transformation auf das so transformierte Signal in Richtung der Phasenachse und
• (6) Anwendung einer Komplexexponenten-Transformation auf das der inversen Fourier-Transformation unterworfene Signal.

12. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (1) bis (6) wenig­ stens während oder nach dem Bildrekonstruktionsverfahren ausgeführt werden.

13. Magnetresonanz-Abbildungsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (1) bis (6) für solche kernmagnetischen Resonanzsignale ausgeführt werden, die einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten.