DE10114318B4

DE10114318B4 - Artefaktkorrektur bei der MR-Bildgebung unter Verwendung von Navigatorechoinformationen

Info

Publication number: DE10114318B4
Application number: DE10114318A
Authority: DE
Inventors: Jingfrei Ma; Richard Scott Hinks; Kevin Franklin King; Graeme Colin McKinnon
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2021-03-24
Also published as: US6586935B1; DE10114318A1; JP2001276017A; JP4875243B2

Abstract

Verfahren zur Kennzeichnung von Magnetsysteminstabilitäten bei einem Kernspintomographiesystem mit den Schritten: Anlegen von Magnetfeldgradienten und einem Funkfrequenzanregungsimpuls an gyromagnetisches Material eines Objekts von Interesse; Anlegen eines Bildechoauslesegradienten einer ersten Polarität mit einem Phasencodierungsgradienten, gefolgt von einem Erfassen von ersten Kernspinresonanzsignalen von dem Objekt; Anlegen eines Navigatorechogradienten einer zweiten Polarität, die entgegengesetzt der ersten Polarität des Bildechoauslesegradienten ist, und Erfassen von zweiten Kernspinresonanzsignalen, die Magnetsystemfeldinstabilitäten aufgrund von Magnetsystemstrukturen darstellen; und Analysieren der zweiten Kernspinresonanzsignale zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Wirkungen von Magnetsysteminstabilitäten.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Kernspintomographiesysteme wie beispielsweise der bei medizinischen Abbildungsanwendungen verwendeten Kernspintomographiesysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Korrektur von sich aus Unbeständigkeiten bzw. Instabilitäten bei einem Magnetsystem ergebenden Bildartefakten unter Verwendung von Phasen-, Positions- und Amplitudeninformationen, die aus einem in eine Impulssequenzbeschreibung einer Abbildungsuntersuchung integrierten Navigatorecho gewonnen werden.
Nachstehend als MRI-Systeme bezeichnete Kernspintomographiesysteme sind zu einem äußerst nützlichen Werkzeug für medizinische Anwendungen geworden, das eine nichtinvasive Diagnose bei einer Reihe von Anatomien und Geweben ermöglicht. Im allgemeinen erzeugen MRI-Systeme Anregungen bei gyromagnetischem Material in einem ausgewählten Schnitt eines Patienten und erfassen daraufhin zur Rekonstruktion eines verwendbaren Bilds Emissionen von dem gyromagnetischen Material. Im allgemeinen wird durch einen eine Patientenbohrung oder einen anderen Bereich, in dem die abzubildende Anatomie positioniert ist, umgebenden starken Magneten ein Haupt- oder Primärmagnetfeld erzeugt. Gradientenspulen erzeugen Gradientenmagnetfelder, die zur Auswahl eines abzubildenden Gewebeschnitts, zur Phasencodierung spezifischer Orte oder nachstehend als Voxel bezeichneter Volumenelemente in dem Gewebe und zur Frequenzcodierung der Voxel passend orientiert sind. Funkfrequenzimpulse regen das gyromagnetische Material an, und eine Empfängerspule erfaßt die sich ergebenden Emissionen. Das verwendbare Bild kann im Anschluß an eine Konditionierung bzw. Aufbereitung der sich ergebenden Signale und eine zweidimensionale schnelle Fouriertransformation (FFT) rekonstruiert werden, wobei einzelne Bildelemente oder Pixel den Voxeln des ausgewählten Schnitts entsprechen.
Es wurde herausgefunden, daß bei MRI-Systemen Instabilitäten in einem Magnetsystem zeitabhängige Variationen bei dem Hauptmagnetfeld erzeugen können. Das Hauptmagnetfeld wird wieder durch einen ziemlich starken Magneten erzeugt, dessen Feld horizontal (wie beispielsweise bei den meisten bekannten Abtasteinrichtungen) oder vertikal (wie beispielsweise bei ”offenen” Abtasteinrichtungen) orientiert ist. Zusätzlich zu den Variationen bei dem Hauptmagnetfeld können derartige Instabilitäten auch zu zeitabhängigen Variationen bei den durch die Gradientenspulen erzeugten räumlich linearen Feldern führen. Derartige Variationen bewirken, daß das abzubildende gyromagnetische Material auf eine Art und Weise angeregt oder codiert wird, die sich von der bei einer Begründung der zur Ansteuerung der Spulen und Erzeugung der Magnetfelder verwendeten Impulssequenzbeschreibung vorhergesagten Art und Weise unterscheidet. Folglich können Artefakte bei dem rekonstruierten Bild sichtbar sein, die die Bildklarheit nachteilig beeinflussen und die Nützlichkeit bzw. Verwendbarkeit des Bilds verringern können.
Daher besteht ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zur Korrektur oder Kompensation von Instabilitäten bei einem MRI-Magnetsystem, das die Bildqualität verbessern kann. Insbesondere ist ein gegenwärtiger Bedarf an einem einfachen System vorhanden, das zur Erfassung und Kompensation von Magnetsysteminstabilitäten zur Beseitigung oder wesentlichen Verringerung des Auftretens von Abbildungsartefakten bei einer breiten Vielfalt von Systemen realisiert werden kann.
Die Patente US 5 652 514 A und die US 5 539 312 A offenbaren allgemein Systeme und Verfahren, die sich mit Magnetfeldinstabilitäten bei der Magnetresonanz- und Kernspintomographie befassen, wobei ein Navigator zum Verfolgen von Verschiebungen einer Objektposition in der phasenkodierten Richtung verwendet wird, Die genannten Patente offenbaren die Anwendung einer Korrektur während einer Bilderfassung.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Korrektur- oder Kompensationsverfahren für MRI-Systeme bereit. Das Verfahren kann auf neue und vorhandene Systeme angewendet werden und kann durch Software realisiert werden, die zur Definition einer Impulssequenzbeschreibung verwendet wird, auf der die Gradienten- und Funkfrequenzimpulse basieren. Während Varianten des Verfahrens zur Korrektur von Abweichungen bei Ausdrücken räumlich höherer Ordnung bei dem Magnetsystem verwendet werden können, ist das Verfahren besonders gut zur Erfassung und Korrektur von Störungen bei der Magnetsystemleistung geeignet, die durch Variationen nullter Ordnung und durch die Gradientenspulen erzeugter räumlich linearer Felder und Umgebungsfaktoren wie beispielsweise Stützstrukturen, Böden usw. verursacht werden. Das Verfahren ermöglicht eine Kennzeichnung verschiedener Magnetsysteminstabilitätseffekte bzw. Magnetsysteminstabilitätswirkungen und eine auf diesen Kennzeichnungen basierende Korrektur von Bilddaten.
Gemäß gewissen Ausgestaltungen des Verfahrens werden Phasen-, Positions- und Amplitudeninformationen von einem zusammen mit Bilddaten bei einer Abbildungssequenz erfassten Navigatorecho gesammelt. Das Navigatorecho kennzeichnet die Abbildungswirkung von zeitabhängigen Feldänderungen. Im allgemeinen handelt es sich bei dem Navigatorecho um ein Echosignal, das ohne eine Anwendung bzw. Anlegung von Phasencodierungsgradienten oder mit der Wirkung von vor der Datenerfassung zurückgespulten (rewound) Phasencodierungsgradienten erfasst wird. Die Anordnung des Navigatorechos bei der Impulssequenz kann derart sein, dass das Echo sich zeitlich nahe bei dem regulären Bildecho befindet, derart dass die Kennzeichnung genau und vollständig ist, was eine genaue Korrektur von Variationen bei der Magnetsystemleistung bei den sich ergebenden Bilddaten ermöglicht. Die sich ergebenden Korrekturen können die Wirkungen der Instabilitäten auf Parameter der erfassten Daten wie beispielsweise Amplitude, Phasenverschiebungen nullter Ordnung und Phasenverschiebungen erster Ordnung klären. Ferner können die Kennzeichnungen Positionsverschiebungen und Kombinationen dieser Wirkungen bei den sich ergebenden Bilddaten korrigieren.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines an sich bekannten MRI-Systems zur Verwendung bei der medizinischen diagnostischen Abbildung, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
2 ein Blockschaltbild funktioneller Komponenten eines Impulssequenzbeschreibungsmoduls und einer Steuereinrichtung für ein System der in 1 veranschaulichten Art;
3 eine grafische Darstellung einer beispielhaften Impulssequenzbeschreibung für eine MRI-Untersuchung, die ein Verfahren des kennzeichnenden Navigatorechos gemäß Ausgestaltungen der Erfindung realisiert;
4 eine Tabelle, die typische kennzeichnende Störungen oder Abweichungen angibt, die sich in dem Zeitbereich und in dem Raumbereich aus gewissen Variationen oder Instabilitäten bei einem Magnetsystem eines MRI-Systems ergeben können;
5 eine grafische Darstellung der typischen kennzeichnenden Wirkungen des Systems, wie sie in 4 zusammengefaßt sind;
6 eine grafische Darstellung von durch eine Abbildungssequenz unter Integration eines Navigatorechoverfahrens wie in 3 veranschaulicht gesammelten k-Raum-Daten; und
7 ein Flußdiagramm, das eine beispielhafte Steuerlogik zur Ausführung einer Bilderfassungssequenz unter Integration eines derartigen Navigatorechoverfahrens veranschaulicht.
Nachstehend auf die Zeichnung und zuerst auf 1 Bezug nehmend, ist ein Kernspintomographiesystem (MRI-System) 10 schematisch veranschaulicht, das eine Abtasteinrichtung 12, Abtasteinrichtungssteuerschaltungen 14 und Systemsteuerschaltungen 16 aufweist. Während das MRI-System 10 jede geeignete MRI-Abtasteinrichtung oder MRI-Erfassungseinrichtung aufweisen kann, umfaßt das System bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine Ganzkörperabtasteinrichtung mit einer Patientenbohrung 18, in der zur Anordnung eines Patienten 22 in einer gewünschten Position zur Abtastung ein Tisch 20 angeordnet werden kann. Die Abtasteinrichtung 12 kann von jeder geeigneten Art von Nennleistung sein, was von 0,5 Tesla (Vsm^–2) Nennleistung bis 1,5 Tesla (Vsm^–2) Nennleistung und darüber hinaus variierende Abtasteinrichtungen einschließt.
Die Abtasteinrichtung 12 umfaßt eine Reihe von zugeordneten Spulen zur Erzeugung gesteuerter Magnetfelder, zur Erzeugung von Funkfrequenzanregungsimpulsen und zur Erfassung von Emissionen von gyromagnetischem Material in dem Patienten im Ansprechen auf derartige Impulse. Bei der schematischen Ansicht gemäß 1 ist eine Primärmagnetspule 24 zur Erzeugung eines im allgemeinen nach der Patientenbohrung 18 ausgerichteten Primärmagnetfelds bereitgestellt. Eine Reihe von Gradientenspulen 26, 28 und 30 sind zur Erzeugung gesteuerter Magnetgradientenfelder während Untersuchungssequenzen, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben ist, in einem Spulenaufbau gruppiert. Eine nachstehend als RF-Spule bezeichnete Funkfrequenzspule 32 ist zur Erzeugung von Funkfrequenzimpulsen zur Anregung des gyromagnetischen Materials bereitgestellt. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel dient die Spule 32 auch als Empfangsspule. Somit kann die RF-Spule 32 zum Empfang von Emissionen von dem gyromagnetischen Material bzw. zur Ausgabe von Funkfrequenzanregungsimpulsen in passiven und aktiven Betriebsarten mit Ansteuer- und Empfangsschaltungen gekoppelt sein. Alternativ können verschiedene Konfigurationen von Empfangsspulen getrennt von der RF-Spule 32 bereitgestellt sein. Derartige Spulen können speziell an Zielanatomien angepaßte Strukturen wie beispielsweise Kopfspulenaufbauten usw. aufweisen. Ferner können Empfangsspulen in jeder geeigneten physikalischen Konfiguration einschließlich Spulen mit synchronisierter regelmäßiger Anordnung usw. bereitgestellt sein.
Die Spulen der Abtasteinrichtung 12 werden zur Erzeugung gewünschter Felder und Impulse und zum Lesen von Emissionen von dem gyromagnetischen Material auf eine gesteuerte Art und Weise durch externe Schaltungen gesteuert. Wenn das typischerweise in Gewebe des Patienten gebundene Material dem Primärfeld ausgesetzt wird, versuchen einzelne magnetische Momente der paramagnetischen Kerne in dem Gewebe, sich an dem Feld auszurichten, aber weisen bei ihrer Eigenfrequenz oder Larmor-Frequenz eine Präzession in einer zufälligen Größenordnung auf, wie es von Fachleuten zu erkennen ist. Während in der Richtung des polarisierenden Felds ein magnetisches Nettomoment erzeugt wird, heben sich die zufällig orientierten Komponenten des Moments in einer senkrechten Ebene im allgemeinen gegenseitig auf. Während einer Untersuchungssequenz wird ein RF-Frequenzimpuls bei oder nahe der Larmor-Frequenz des Materials von Interesse erzeugt, was zu einer Drehung des ausgerichteten Nettomoments zur Erzeugung eines magnetischen Nettoquermoments führt. Im Anschluß an die Beendung der Anregungssignale werden Funksignale emittiert. Dieses Kernspinresonanzsignal wird bei der Abtasteinrichtung erfaßt und zur Rekonstruktion des gewünschten Bilds verarbeitet.
Die Gradientenspulen 26, 28 und 30 dienen zur Erzeugung genau gesteuerter Magnetfelder, deren Stärke über ein vordefiniertes Gesichtsfeld variiert, typischerweise mit positiver und negativer Polarität. Wenn jede Spule mit einem bekannten elektrischen Strom versorgt wird, wird der sich ergebende Magnetfeldgradient über das Primärfeld überlagert und erzeugt eine lineare Variation bei der Gesamtmagnetfeldstärke quer über das Gesichtsfeld. Kombinationen derartiger Felder, die mit Bezug aufeinander orthogonal angeordnet sind, ermöglichen die Erzeugung eines linearen Gradienten in jeder Richtung durch eine Vektoraddition der einzelnen Gradientenfelder.
Die Gradientenfelder können sowohl als in physikalischen Ebenen als auch mit logischen Achsen orientiert angesehen werden. In dem physikalischen Sinn sind die Felder zur Bildung eines Koordinatensystems, das durch eine geeignete Manipulation des an die einzelnen Feldspulen angelegten gepulsten Stroms gedreht werden kann, orthogonal zueinander orientiert. In einem logischen Sinn definiert das Koordinatensystem Gradienten, auf die typischerweise als Schnittauswahlgradienten, Frequenzcodierungsgradienten und Phasencodierungsgradienten Bezug genommen wird.
Der Schnittauswahlgradient bestimmt eine bei dem Patienten abzubildende Scheibe Gewebe oder Anatomie. Das Schnittauswahlgradientenfeld kann somit gleichzeitig mit einem auswählenden RF-Impuls angelegt werden, um ein bekanntes Volumen von Drallen bzw. Spins in einem gewünschten Schnitt anzuregen, die bei der gleichen Frequenz eine Präzession aufweisen. Die Schnittdicke wird durch die Bandbreite des RF-Impulses und die Gradientenstärke quer über das Gesichtsfeld bestimmt.
Eine zweite logische Gradientenachse, die Frequenzcodierungsgradientenachse, ist auch als die Auslesegradientenachse bekannt und wird in einer zu dem Schnittauswahlgradienten senkrechten Richtung angelegt. Im allgemeinen wird der Frequenzcodierungsgradient vor und während der Erzeugung des sich aus der RF-Anregung ergebenden MR-Echosignals angelegt. Spins des gyromagnetischen Materials unter dem Einfluß dieses Gradienten werden gemäß ihrer räumlichen Position quer über das Gradientenfeld frequenzcodiert. Durch eine Fouriertransformation können erfaßte Signale analysiert werden, um ihren Ort in dem ausgewählten Schnitt aufgrund der Frequenzcodierung zu identifizieren.
Schließlich wird der Phasencodierungsgradient bei einer Sequenz im allgemeinen vor dem Auslesegradienten und nach dem Schnittauswahlgradienten angelegt. Eine Lokalisierung von Spins in dem gyromagnetischen Material in der Phasencodierungsrichtung wird erreicht, indem sequentiell Variationen bei der Phase der eine Präzession aufweisenden Protonen des Materials bewirkt werden, indem leicht unterschiedliche Gradientenamplituden verwendet werden, die während der Datenerfassungssequenz sequentiell angelegt werden. Somit werden Phasenvariationen quer über das Gesichtsfeld linear auferlegt, und die räumliche Position in dem Schnitt wird durch die Polarität und den Grad der relativ zu einer Nullposition angesammelten Phasendifferenz codiert. Der Phasencodierungsgradient ermöglicht es, Phasendifferenzen unter den Spins des Materials gemäß ihrer Position in der Phasencodierungsrichtung zu erzeugen.
Wie es von Fachleuten zu erkennen ist, kann eine große Anzahl von Variationen für Impulssequenzen unter Verwendung der vorstehend beschriebenen logischen Achsen erdacht werden. Ferner können Anpassungen bei den Impulssequenzen ausgeführt werden, um sowohl den ausgewählten Schnitt als auch die Frequenz- und Phasencodierung zur Anregung des gewünschten Materials und zur Erfassung sich ergebender MR-Signale zur Verarbeitung geeignet zu orientieren.
Die Spulen der Abtasteinrichtung 12 werden zur Erzeugung des gewünschten Magnetfelds und der gewünschten Funkfrequenzimpulse durch die Abtasteinrichtungssteuerschaltungen 14 gesteuert. Bei der schematischen Ansicht gemäß 1 umfassen somit die Steuerschaltungen 14 eine Steuerschaltung 36 zur Befehligung der während der Untersuchungen verwendeten Impulssequenzen und zur Verarbeitung empfangener Signale. Die Steuerschaltung 36 kann jede geeignete programmierbare logische Vorrichtung wie beispielsweise eine CPU oder einen Digitalsignalprozessor, die universell verwendbar sind, oder einen anwendungsspezifischen Computer aufweisen. Die Steuerschaltung 36 umfaßt ferner Speicherschaltungen 38 wie beispielsweise flüchtige und nichtflüchtige Speichervorrichtungen zur Speicherung von Konfigurationsparametern physikalischer und logischer Achsen, Untersuchungsimpulssequenzbeschreibungen, erfaßten Bilddaten, Programmierroutinen usw., die während den durch die Abtasteinrichtung realisierten Untersuchungssequenzen verwendet werden.
Die Schnittstelle zwischen der Steuerschaltung 36 und den Spulen der Abtasteinrichtung 12 wird durch Verstärkungs- und Steuerschaltungen 40 sowie durch Sende- und Empfangsschnittstellenschaltungen 42 verwaltet. Die Schaltungen 40 umfassen Verstärker für jede Gradientenfeldspule zur Zuführung eines Ansteuerstroms zu den Feldspulen im Ansprechen auf Steuersignale von der Steuerschaltung 36. Die Schnittstellenschaltungen 42 umfassen zusätzliche Verstärkungsschaltungen zur Ansteuerung der RF-Spule 32. Wenn die RF-Spule sowohl zur Emission der Funkfrequenzanregungsimpulse als auch zum Empfang von MR-Signalen dient, umfassen die Schaltungen 42 ferner typischerweise eine Umschaltvorrichtung zur Umschaltung der RF-Spule zwischen einer aktiven oder sendenden Betriebsart und einer passiven oder empfangenden Betriebsart. Eine in 1 allgemein durch ein Bezugszeichen 34 bezeichnete Energieversorgung ist zur Versorgung des Primärmagneten 24 bereitgestellt. Schließlich umfassen die Schaltungen 14 Schnittstellenkomponenten 44 zum Austausch von Konfigurations- und Bilddaten mit den Systemsteuerschaltungen 16. Es ist zu beachten, daß das vorliegende Verfahren auf verschiedene andere Konfigurationen wie beispielsweise vertikale Felder mit Permanentmagneten und Elektromagneten verwendende Abtasteinrichtungen angewendet werden kann, während bei der vorliegenden Beschreibung auf ein einen supraleitenden Primärfeldmagnetaufbau verwendendes Abbildungssystem mit zylindrischer Bohrung Bezug genommen wird.
Die Systemsteuerschaltungen 16 können ein breites Spektrum von Vorrichtungen zur Vereinfachung der Schnittstelle zwischen einer Bedienperson oder einem Radiologen und der Abtasteinrichtung 12 über die Abtasteinrichtungssteuerschaltungen 14 umfassen. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist z. B. eine Bedienpersonsteuereinrichtung 46 in Form einer einen universell verwendbaren oder anwendungsspezifischen Computer verwendenden Computerworkstation bereitgestellt. Die Station umfaßt typischerweise auch Speicherschaltungen zur Speicherung von Untersuchungsimpulssequenzbeschreibungen, Untersuchungsprotokollen, Benutzer- und Patientendaten, sowohl unverarbeiteten als auch verarbeiteten Bilddaten usw.. Die Station kann ferner verschiedene Schnittstellen- und Peripherietreiber zum Empfang und Austausch von Daten mit lokalen und entfernten Vorrichtungen umfassen. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfassen derartige Vorrichtungen eine bekannte Computertastatur 50 und eine alternative Eingabevorrichtung wie beispielsweise eine Maus 52. Ein Drucker 54 ist zur Erzeugung einer Ausdruckausgabe von aus den erfaßten Daten rekonstruierten Dokumenten und Bildern bereitgestellt. Ein Computermonitor 48 ist zur Vereinfachung der Bedienpersonschnittstelle bereitgestellt. Darüber hinaus kann ein System 10 verschiedene lokale und entfernte Bildzugriffs- und Untersuchungssteuervorrichtungen umfassen, die in 1 allgemein durch ein Bezugszeichen 56 dargestellt sind. Derartige Vorrichtungen können Bildarchivierungs- und Kommunikationssysteme, Teleradiologiesysteme und dergleichen umfassen.
Im allgemeinen sind die bei dem MRI-System realisierten Impulssequenzen durch sowohl logische als auch physikalische Konfigurationssätze und Parametereinstellungen definiert, die in den Steuerschaltungen 14 gespeichert sind. 2 stellt Beziehungen zwischen funktionellen Komponenten der Steuerschaltung 36 und mit den Speicherschaltungen 38 gespeicherten Konfigurationskomponenten schematisch dar. Die funktionellen Komponenten erleichtern die Koordination der Impulssequenzen zur Anpassung an vorbegründete Einstellungen für sowohl logische als auch physikalische Achsen des Systems. Im allgemeinen umfassen die durch ein Bezugszeichen 58 gemeinsam bezeichneten Achsensteuermodule ein Logisch-Zu-Physikalisch-Modul 60, das typischerweise über durch die Steuerschaltung 36 ausgeführte Softwareroutinen realisiert ist. Insbesondere ist das Wandlungsmodul durch Steuerroutinen realisiert, die spezielle Impulssequenzen gemäß vorbegründeten Abbildungsprotokollen definieren.
Wenn er aufgerufen wird, nimmt das Wandlungsmodul definierender Code auf logische Konfigurationssätze 62 und physikalische Konfigurationssätze 64 Bezug. Die logischen Konfigurationssätze können Parameter wie beispielsweise Impulsamplituden, Anfangszeiten, Zeitverzögerungen usw. für die vorstehend beschriebenen verschiedenen logischen Achsen umfassen. Demgegenüber umfassen die physikalischen Konfigurationssätze typischerweise die physikalischen Beschränkungen der Abtasteinrichtung selbst betreffende Parameter einschließlich maximaler und minimaler zulässiger Ströme, Umschaltzeiten, Verstärkung, Skalierung usw.. Das Wandlungsmodul 60 dient zur Erzeugung der Impulssequenz zur Ansteuerung der Spulen der Abtasteinrichtung 12 gemäß in diesen Konfigurationssätzen definierten Beschränkungen. Das Wandlungsmodul dient auch zur Definition angepaßter Impulse für jede physikalische Achse zur passenden Orientierung (z. B. Drehung) von Schnitten und zur Codierung gyromagnetischen Materials gemäß gewünschten Drehungen oder Neuorientierungen der physikalischen Achsen des Bilds.
3 veranschaulicht beispielhaft eine typische Impulssequenz, die bei einem System wie beispielsweise dem in 1 veranschaulichten System realisiert werden kann und sich an Konfigurations- und Wandlungskomponenten wie beispielsweise die in 2 gezeigten Konfigurations- und Wandlungskomponenten wendet. Die in 3 veranschaulichte und allgemein durch ein Bezugszeichen 66 bezeichnete Impulssequenzbeschreibung umfaßt einen Navigatorgradientenimpuls zur Erfassung von Echos, die zur Kennzeichnung und Kompensation von Variationen oder Instabilitäten bei dem Magnetsystem der MRI-Abtasteinrichtung verwendet werden. Auf die Impulssequenzbeschreibung gemäß 3 kann allgemein als Gradientenechosequenz Bezug genommen werden. Es ist jedoch zu beachten, daß ein ähnliches Kennzeichnungs- und Korrekturverfahren für andere Impulssequenzen wie beispielsweise Spinechosequenzen verwendet werden kann. Das vorliegende Verfahren soll nicht auf eine spezielle Art von Impulssequenz beschränkt sein.
Bei der beispielhaften Impulssequenz gemäß 3 können Funkfrequenz- und Gradientenimpulse entlang logischer Achsen einschließlich einer RF-Achse 68 und einer Schnittauswahlachse 70, einer Ausleseachse 72 und einer Phasencodierungsachse 74 dargestellt sein. Wie es von Fachleuten zu erkennen ist, werden während der Impulssequenzbeschreibung der Untersuchung verschiedene Gradienten auf den logischen Achsen erstreckt (played out) und basierend auf den Konfigurationssätzen 62 und 64 (2) auf physikalische Achsen übertragen. Bei dem Beispiel gemäß 3 beginnt die Impulssequenzbeschreibung 66 mit einem RF-Anregungsimpuls 76 mit einer Dauer Δ1. Während dieses Anregungsimpulses wird ein Schnittauswahlgradientenimpuls 78 auf der logischen Schnittauswahlachse 70 erzeugt, gefolgt von einem Neusynchronisationsgradienten 80. Anschließend wird ein Vorsynchronisationsgradient 82 auf der logischen Ausleseachse 72 erzeugt. Diesem Vorsynchronisationsgradienten folgt bei dem in 3 veranschaulichten Beispiel ein Auslesegradient 84. Ein Zentralbereich des Auslesegradienten 84 wird im Anschluß an die Beendung des Anregungsimpulses 76 zu einer Zeit TE entsprechend der Echozeit der Impulssequenz koordiniert. Ferner ist zu beachten, daß der Beginn des Auslesegradienten 84 einer Zeit im Anschluß an die Beendung des Anregungsimpulses entspricht, auf die in 3 als Δ2 Bezug genommen ist.
Zusätzlich zu den vorstehenden Impulsen umfaßt die Impulssequenzbeschreibung 66 einen auf der logischen Phasencodierungsachse 74 erzeugten Phasencodierungsgradienten 86, der in einem im allgemeinen dem Schnittneusynchronisationsgradienten 80 entsprechenden Zeitraum angelegt wird. Die Kombination der in 3 veranschaulichten Gradienten führt zu Emissionen von dem codierten gyromagnetischen Material, die während der Auslesegradientenperiode 84 durch die RF-Spule erfaßt werden. Bei der in 3 veranschaulichten Nomenklatur ist die Dauer des Auslesegradienten 84 allgemein als eine Zeit Δ3 bezeichnet.
Es wurde herausgefunden, daß Variationen oder Instabilitäten bei dem Magnetsystem der MRI-Abtasteinrichtung zu Anomalien bei den gesammelten Daten führen können, die ihrerseits zu Artefakten oder Fehlern bei auf den Daten basierenden rekonstruierten Bildern führen. In 3 sind derartige Variationen allgemein durch Bezugszeichen 88, 90 und 92 dargestellt. Insbesondere kann angenommen werden, daß Variationen 88 bei dem durch die Primärmagnetspule 24 (siehe 1) und externe Faktoren wie beispielsweise Stützstrukturen, Böden usw. erzeugten Primärmagnetfeld auftreten. Ferner können weitere Variationen 90 entlang der logischen Ausleseachse vorhanden sein, wobei ihre Wirkungen den während der Ausleseperiode gesammelten Daten auferlegt werden. Schließlich können Variationen 92 bei entlang der logischen Schnittauswahlachse und entlang der logischen Phasencodierungsachse erzeugten Gradientenfeldern auftreten. Wie es nachstehend zusammengefaßt ist, können alle derartigen Variationen zu Anomalien bei den Bilddaten führen, die sich potentiell selbst als unerwünschte Artefakte bei den rekonstruierten Bildern manifestieren.
Zur Kennzeichnung und Korrektur derartiger Artefakte stellt das vorliegende Verfahren einen Navigatorgradientenimpuls in der Impulssequenzbeschreibung 66 bereit, der zur Sammlung von zur Bestimmung kennzeichnender Wirkungen von Feldvariationen und -instabilitäten verwendeten zusätzlichen Daten (Navigatordaten) auf der Ausleseachse erstreckt wird. Bei dem in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfaßt das Verfahren eine Anlegung eines Neufokussierungsimpulses 94 entlang der logischen Phasencodierungsachse 74. Der Neufokussierungsimpuls spult vor der Erfassung der kennzeichnenden Navigatordaten die Phasencodierungsgradienten effektiv zurück. Dem Neufokussierungsimpuls 94 folgt ein Navigatorgradient 96, der bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine der Polarität des ursprünglichen Auslesegradienten 84 entgegengesetzte Polarität aufweist. Es ist jedoch zu beachten, daß der Navigatorgradient die gleiche Polarität wie der Auslesegradient aufweisen kann wie beispielsweise durch die Verwendung eines Ausgleichsgradienten auf der Ausleseachse zwischen dem Auslese- und Navigatorgradienten. Es ist auch zu beachten, daß bei dem veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Navigatorgradient zur Sammlung von Daten auf eine dem Auslesegradienten ähnliche Art und Weise und dem Auslesegradienten dicht folgend verwendet wird. Somit kennzeichnen zur Kennzeichnung der Anomalien bei den Feldern gesammelte Navigatordaten die Feldvariationen genau, die während des Bilddatenerfassungsabschnitts der Impulssequenzbeschreibung vorhanden sein können. Ferner können die Auslesezeit und die Gradientenamplitude des Navigatorgradienten denen des Auslesegradienten gleich sein oder können sowohl in Zeit als auch in Amplitude verringert sein wie beispielsweise zur Minimierung von Zeitverlaufsbeschränkungen oder selbst bewirkten zusätzlichen Feldstörungen.
Typische kennzeichnende Wirkungen von Variationen bei den Primär- und Gradientenfeldern auf Bilddaten sind in der Tabelle gemäß 4 zusammengefaßt. In 4 sind Aufzeichnungen für kennzeichnende Änderungen oder Wirkungen eines Zeitsignals (im k-Raum) sowie für Raumsignale (nach einer Fouriertransformation) ausgebildet. Ferner sind in 4 sowohl für die Zeitsignale als auch für die Raumsignale kennzeichnende Wirkungen von Feldvariationen für das Primärfeld, für das Ausleseachsenfeld, für das Schnittauswahlachsenfeld und für das Phasencodierungsachsenfeld getrennt angegeben.
Bei dem Fehlen derartiger Feldstörungen kann das sich aus einer Anregung und Codierung während der Impulssequenzbeschreibung ergebende Echosignal durch die nachstehende Beziehung ausgedrückt werden: S(t) ~∫ρ(x)e^–ik(t)xdx [1], wobei
ρ der Spindichteparameter ist, x den Raumparameter darstellt, t die Zeit darstellt und S das Signal darstellt. Bei der Gleichung für k(t) stellt die Konstante γ das gyromagnetische Verhältnis (eine Konstante für die codierte Art) dar, G ist die Gradientenamplitude, und τ ist ein Zeitparameter. Wenn jedoch Feldstörungen vorhanden sind, kann ihre Wirkung auf das ideale Signal, wie es durch die vorstehende Beziehung ausgedrückt ist, folgendermaßen untersucht werden.
Unter der Annahme, daß die Feldstörung während der RF-Anregungsperiode Δ1 ziemlich konstant ist (auf die Impulssequenzbeschreibung gemäß 3 und auf die Tabelle gemäß 4 Bezug nehmen), werden die Position, die Dicke und die Orientierung des idealen physikalischen Schnitts durch die Variationen bei dem Primärmagnetfeld, dem Schnittauswahlgradientenfeld und dem Auslese- bzw. Phasencodierungsgradientenfeld geändert. Wenn die Störungen bei dem Primärmagnetfeld verglichen mit der RF-Bandbreite gering sind und die Variationen bei den Gradientenfeldern gering sind (verglichen mit dem Schnittauswahlgradienten), wird die Hauptwirkung auf das Signal bei einer Signalamplitude erwartet, wie es in 4 dargestellt ist. Während der Zeit nach dem RF-Anregungsimpuls und vor dem Datenerfassungs- oder Ausleseimpuls (siehe Δ2 in 3), führen Variationen bei dem Primärmagnetfeld eine konstante Phasenmodulation ein, die proportional ist zu:
Variationen bei dem Ausleseachsengradienten führen eine (Zeit-)Positionsverschiebung zu dem Echosignal ein, die proportional ist zu:
Schließlich führen Variationen bei dem Schnittauswahl- und Phasencodierungsachsengradienten demgegenüber eine voxelinterne Desynchronisation (intra-voxel de-phasing) und somit eine Amplitudenmodulation bei dem Signal ein. Diese kennzeichnenden Wirkungen sind ebenfalls in der Tabelle gemäß 4 für jedes der Primär- und Gradientenfelder unter den Spalten Δ2 zusammengefaßt.
Unter der Annahme, daß die Feldstörung während der in 3 durch Δ3 angegebenen Datenerfassungsperiode ziemlich konstant ist, bewirken Variationen bei dem Primärmagnetfeld eine lineare Phasenmodulation. Variationen bei dem Ausleseachsengradientenfeld bewirken eine Änderung der Echoposition sowie eine Änderung bei dem Gesichtsfeld (FOV). Schließlich neigen Variationen bei dem Schnittauswahlachsen- und Phasencodierungsachsengradientenfeld den Auslesewinkel und beaufschlagen das Signal somit (hauptsächlich) mit einer Amplitudenmodulation. Diese Wirkungen sind ferner in 4 für jedes der variierenden Felder zusammengefaßt.
Die in 4 zusammengefaßten kennzeichnenden Wirkungen oder Anomalien sind in 5 grafisch veranschaulicht und durch ein Bezugszeichen 100 gemeinsam bezeichnet. Die Anomalien sind für ein kugelförmiges Phantom 102 grafisch veranschaulicht, für das Bilddaten und Navigatordaten gesammelt werden. Wie es in 5 veranschaulicht ist, können gewisse Anomalien als bei einer grafischen Darstellung der Amplitude für die Bilddaten auftretend gesehen werden, wie es bei einem Bezugszeichen 104 angegeben ist. Es können auch Phasenverschiebungen nullter Ordnung auftreten, wie es in einer grafischen Darstellung 106 angegeben ist. Schließlich können lineare Phasenverschiebungen erster Ordnung auftreten, wie es entlang einer grafischen Darstellung 108 angegeben ist.
Die Wirkungen auf die Signalamplitude, wie sie in der grafischen Darstellung 104 veranschaulicht sind, können sich selbst auf mehrere Arten manifestieren. Beispielsweise können Amplitudenvariationen (Zunahmen oder Abnahmen der Amplitude) auftreten, wie es bei einem Bezugszeichen 120 angegeben ist. Ähnlich können Positionsverschiebungen 122 auftreten. Die Amplitudenvariationen und die Positionsverschiebungen können auch gleichzeitig in variierendem Ausmaß auftreten. Hinsichtlich der Phasenverschiebung nullter Ordnung können gewisse Variationen bei den Magnetfeldern zu einem Versatz von Bilddaten gegenüber der gewünschten Achse (entlang der die Phasenverschiebung im wesentlichen null ist) führen, wie es in der grafischen Darstellung 106 veranschaulicht ist. Ähnlich können hinsichtlich der Phasenverschiebung erster Ordnung 108 die Variationen bei den Magnetfeldern bewirken, daß die Bilddaten Neigungen 126 zeigen, die sich von den für das Bild vorausgesehenen oder gewünschten Neigungen unterscheiden.
Das vorliegende Verfahren, das den Navigatorgradienten zur Erfassung, Kennzeichnung und Korrektur von derartigen Magnet systeminstabilitäten verwendet, realisiert einen Prozeß, der in 6 grafisch veranschaulicht und in 7 durch eine Reihe von logischen Schritten zusammengefaßt ist. Im allgemeinen sieht das Verfahren eine Erstreckung eines Navigatorgradientenimpulses entlang der Ausleseachse vor, wobei der Phasencodierungsgradient fehlt oder seine Wirkung aufgehoben ist, wie es vorstehend zusammengefaßt ist. Während der dem Auslesegradienten 84 (siehe 3) entsprechenden Bilddatenerfassungsperiode werden Bilddaten gesammelt, wie es durch k-Raum-Daten 128 in 6 angegeben ist. Daraufhin werden während der Periode des Navigatorgradienten 96 Navigatordaten gesammelt, wie es durch k-Raum-Daten 130 in 6 angegeben ist. Es ist jedoch zu beachten, daß der Neusynchronisation zuzuschreibend alle Navigatordaten entlang einer ky-Nullinie gesammelt werden. Für jeden der Datensätze werden Datenzeilen 132 bzw. 134 gesammelt, wie es in 6 im k-Raum dargestellt ist. Es ist zu beachten, daß die Daten in der Praxis in verschiedenen Sequenzen oberhalb und unterhalb einer Zentralposition entlang der Richtung ky gesammelt werden können. Jede Zeile 134 des Navigatordatensatzes 130 wird zur Kennzeichnung von Variationen bei den Magnetfeldern und zur Korrektur entsprechender Zeilen 132 des Bilddatensatzes 128 verwendet. 7 gibt Schritte bei einer beispielhaften Steuerlogik zur Ausführung dieses Kennzeichnungs- und Korrekturprozesses an.
Nachstehend auf 7 Bezug nehmend ist die Steuerlogik, auf die allgemein durch ein Bezugszeichen 136 Bezug genommen ist, in den Speicherschaltungen 38 oder einer anderen Speichervorrichtung programmiert (und kann von einem entfernten Ort geladen werden wie beispielsweise über das Internet) und wird durch die Steuerschaltung 36 oder durch andere Verarbeitungseinheiten ausgeführt. Die Logik beginnt mit einer Erfassung von Bilddaten in einem Schritt 138. Wie es vorstehend erwähnt ist, können verschiedene Impulssequenzbeschreibungen zur Erfassung der Bilddaten verwendet werden. Im allgemeinen werden jedoch die Bilddaten zur Füllung von Zeilen des k-Raums erfaßt, wobei die sich ergebenden Signale zur Verarbeitung gespeichert werden. In einem Schritt 140 werden die Navigatordaten erfaßt, wie es vorstehend beschrieben ist. Wieder werden die Navigatordaten bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel erfaßt, indem ein Navigatorgradient auf einer logischen Ausleseachse angelegt wird, wobei kein Phasencodierungsgradient angelegt wird oder der Phasencodierungsgradient vor der Datenerfassung zurückgespult wird. Ferner werden die Navigatordaten zeitsequentiell, aber entlang ky = 0 und entsprechend den k-Raum-Bilddaten erfaßt.
In einem Schritt 142 gemäß 7 fährt das Verfahren durch eine eindimensionale schnelle Fouriertransformation der beiden in den Schritten 138 und 140 erfaßten Datensätze fort. Wieder werden die sich aus dem Schritt 142 ergebenden Werte zur weiteren Verarbeitung gespeichert. In einem Schritt 144 wird die Phasenverschiebung nullter Ordnung von den transformierten Navigatordaten gekennzeichnet. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wird typischerweise erwartet, daß sich die Phasenverschiebung nullter Ordnung, wie es in 4 zusammengefaßt ist, aus Magnetsystemvariationen sowohl während des Zeitraums zwischen dem Anregungsimpuls und dem Auslesen als auch während der Ausleseperiode ergibt und durch eine Anwendung eines kennzeichnenden Algorithmus wie beispielsweise eines Algorithmus der Einstellung nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate gekennzeichnet wird. Derartige Algorithmen sind Fachleuten allgemein bekannt. In dem vorliegenden Kontext werden die Algorithmen zur Kennzeichnung der Phasenverschiebung nullter Ordnung als Versatz einer eingestellten Linie oder Kurve gegenüber einer Phasenachse verwendet, wie es in 5 veranschaulicht ist.
In einem Schritt 146 wird die Phasenverschiebung erster Ordnung von den transformierten Navigatordaten gekennzeichnet. Wie es in 4 zusammengefaßt ist, wird erwartet, daß sich derartige Phasenverschiebungen aus Primärmagnetfeldvariationen für das Zeitsignal während der Ausleseperiode sowie aus Variationen bei dem Ausleseachsengradientenfeld während der Periode zwischen dem Anregungsimpuls und der Ausleseperiode für das Raumsignal ergeben. Wie für die Phasenverschiebung nullter Ordnung wird die Phasenverschiebung erster Ordnung vorzugsweise in dem Schritt 146 durch eine Verwendung eines kennzeichnenden Algorithmus wie beispielsweise eines Algorithmus der Einstellung nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate gekennzeichnet. Die Phasenverschiebung erster Ordnung wird daraufhin zur späteren Verwendung gespeichert.
In einem Schritt 148 wird eine umfangreiche Positionsverschiebung (bulk position shift) von den transformierten Navigatordaten gekennzeichnet. Wie es in 4 angegeben ist, wird erwartet, daß sich derartige Positionsverschiebungen aus Variationen bei dem Primärmagnetfeld und bei dem Auslesegradientenfeld ergeben, insbesondere während der Ausleseperiode bzw. während der Zeit zwischen dem Anregungsimpuls und der Auslesesequenz. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die umfangreiche Positionsverschiebung durch eine Kreuzkorrelation bestimmt, ein Fachleuten bekanntes Verfahren. Die sich ergebenden Positionsverschiebungsdaten werden zur späteren Verwendung gespeichert.
In einem Schritt 150 wird eine Amplitudenwirkung von den transformierten Navigatordaten gekennzeichnet. Wie es in 4 zusammengefaßt ist, wird erwartet, daß sich derartige Amplitudenwirkungen aus Variationen bei allen Gradientenfeldern während der Ausleseperiode ergeben, insbesondere für das Raumsignal. Derartige Amplitudenwirkungen können die effektive Amplitude des Signals herabsetzen oder erhöhen, wie es in 5 grafisch dargestellt ist, und neigen dazu, bei den integrierten Navigatorechosignalen nach der Fouriertransformation Änderungen darzustellen. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Verfahren wird in diesem Schritt der Bereich unter der Amplitudenkurve bestimmt, um derartige Amplitudenvariationen bei den Navigatordaten zu identifizieren und zu kennzeichnen.
In einem Schritt 152 werden die in den Schritten 144 bis 150 gekennzeichneten Wirkungen von Magnetfeldinstabilitäten oder -variationen zur Korrektur der transformierten Bilddaten verwendet. Bei einem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Korrektur wie folgt ausgeführt.
Unter der Annahme, daß das erfaßte unverarbeitete Datenraster (entlang Richtungen kx und ky des k-Raums, wie es in 6 gezeigt ist) durch das Signal oder den Datensatz S(kx, ky) dargestellt wird, können die Navigatorechodaten für eine gegebene Zeile k_y als Z(kx) dargestellt werden. Ohne Berücksichtigung einer Magnetsysteminstabilität wie vorstehend erörtert ergibt eine zweidimensionale Fouriertransformation von S(kx, ky) eine wahre Darstellung des abgebildeten Objekts:
Wenn jedoch eine Magnetsysteminstabilität vorhanden ist, erscheinen Artefakte wie beispielsweise ein Nachleuchten (ghosting), da der Datensatz S(kx, ky) korrupt wird. Zur Korrektur der Daten werden daraufhin die Navigatorechodaten verwendet, die als Z(kx) bezeichnet werden können. Insbesondere können, wie es vorstehend erwähnt ist, die aus jedem Navigatorecho extrahierten Informationen 1) eine relative Amplitudenänderung, 2) eine Phasenverschiebung oder einen Phasenfehler nullter Ordnung, 3) eine lineare Phasenverschiebung oder einen linearen Phasenfehler und 4) eine Positionsverschiebung umfassen.
Die Korrekturprozedur umfaßt eine Bestimmung der vier Parameter aus den Navigatorechodaten (wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Schritte 144 bis 150 beschrieben ist) und eine Korrektur der Bildsatzdaten S(kx, ky) entsprechend jeder Zeile k_y:
wobei es sich bei δA um die relative Amplitudenänderung jedes Navigatorechos (d. h., durch den integrierten Bereich der transformierten Daten dargestellt), bei 1x um die lineare Phasenverschiebung, bei Δ um die Positionsverschiebung und bei ϕ0 um die Phasenverschiebung nullter Ordnung handelt.
Basierend auf dem korrigierten Datensatz S'(kx, ky) wird eine weitere eindimensionale schnelle Fouriertransformation wie bei dem Schritt 154 angegeben ausgeführt, um einen korrigierten oder artefaktfreien Bilddatensatz entsprechend der vorstehenden Beziehung [4] zu erhalten. Der korrigierte Datensatz wird daraufhin gespeichert und wird zur Rekonstruktion eines verwendbaren Bilds auf eine bekannte Art und Weise verwendet.
Es ist zu beachten, daß der vorstehende Prozeß gewissen Variationen oder Anpassungen unterworfen werden kann wie beispielsweise zur Kennzeichnung von einzelnen Wirkungen oder von weniger Wirkungen als allen vorstehend erörterten Wirkungen. Ferner können ähnliche Prozesse zur Kennzeichnung von Wirkungen räumlich höherer Ordnung von Magnetsysteminstabilitäten verwendet werden. Ähnlich kann, wie es vorstehend angeführt ist, das Verfahren an spezifische Impulssequenzbeschreibungen angepaßt werden und soll nicht auf die beschriebene Impulssequenz oder auf eine spezielle Impulssequenzbeschreibung beschränkt sein.
Während die Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich ist, sind spezifische Ausführungsbeispiele beispielhaft in der Zeichnung gezeigt und ausführlich beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Formen beschränkt sein soll. Vielmehr sind bei der Erfindung verschiedene Modifikationen im Rahmen des Inhalts und Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche möglich.
Es wird ein Verfahren zur Kennzeichnung und Korrektur von Instabilitäten oder Variationen bei einem Magnetsystem einer MRI-Abtasteinrichtung bereitgestellt. Das Verfahren verwendet einen Navigatorimpuls zum Auslesen von Navigatorechodaten, wobei eine Phasencodierung fehlt oder Phasencodierungswirkungen zurückgespult sind. Die Navigatordaten werden zur Kennzeichnung mehrerer potentieller Wirkungen von Magnetsysteminstabilitäten oder -variationen wie beispielsweise Phasenverschiebungen nullter Ordnung, (linearen) Phasenverschiebungen erster Ordnung, umfangreichen Positionsverschiebungen und Amplitudenwirkungen verwendet. Die Wirkungen der Instabilitäten können daraufhin zur Korrektur von während einer Untersuchung erfaßten Bilddaten verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Kennzeichnung von Magnetsysteminstabilitäten bei einem Kernspintomographiesystem mit den Schritten: Anlegen von Magnetfeldgradienten und einem Funkfrequenzanregungsimpuls an gyromagnetisches Material eines Objekts von Interesse; Anlegen eines Bildechoauslesegradienten einer ersten Polarität mit einem Phasencodierungsgradienten, gefolgt von einem Erfassen von ersten Kernspinresonanzsignalen von dem Objekt; Anlegen eines Navigatorechogradienten einer zweiten Polarität, die entgegengesetzt der ersten Polarität des Bildechoauslesegradienten ist, und Erfassen von zweiten Kernspinresonanzsignalen, die Magnetsystemfeldinstabilitäten aufgrund von Magnetsystemstrukturen darstellen; und Analysieren der zweiten Kernspinresonanzsignale zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Wirkungen von Magnetsysteminstabilitäten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Navigatorechogradient im Anschluss an einen Phasencodierungszurückspulungsimpuls zur Beseitigung von Wirkungen eines vor dem Bildechoauslesegradienten angelegten Phasencodierungsgradienten angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Navigatorechogradient unmittelbar im Anschluss an den Zurückspulungsimpuls angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Wirkungen durch eine Ausführung einer eindimensionalen Fouriertransformation entlang einer Ausleserichtung bei die zweiten Kernspinresonanzsignale darstellenden Daten und durch eine Analyse sich ergebender Daten gekennzeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Wirkungen eine Phasenverschiebung nullter Ordnung von Navigatorechosignalen nach der Fouriertransformation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Wirkungen eine Phasenverschiebung erster Ordnung von Navigatorechosignalen nach der Fouriertransformation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Wirkungen eine umfangreiche Positionsverschiebung von Navigatorechosignalen nach der Fouriertransformation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Wirkungen eine Amplitude von integrierten Navigatorechosignalen nach der Fouriertransformation umfasst.
Verfahren zur Erzeugung von Kernspinresonanzbilddaten von einer Kernspinresonanzabtasteinrichtung mit den Schritten: Anlegen eines Bildechoauslesegradientenimpulses einer ersten Polarität mit einem Phasencodierungsgradienten, und eines Funkfrequenzimpulses an ein Objekt von Interesse zur Erzeugung von Emissionen von gyromagnetischen Materialien in dem Objekt; Erfassen der Emissionen und Erzeugen von diese darstellenden Bilddaten; Anlegen eines Navigatorgradientenimpulses an das Objekt von Interesse, wobei der Navigatorgradientenimpuls eine der ersten Polarität des zur Erfassung der Emissionen verwendeten Bildausleseimpulses entgegengesetzte zweite Polarität aufweist; Erfassen von sich aus einem Navigatorechoimpuls ergebenden Navigatorechosignalen und Erzeugen von diese darstellenden Navigatorechodaten; Analysieren der Navigatorechodaten zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Wirkungen von Anomalien bei einem Magnetsystem der Abtasteinrichtung aufgrund von Magnetsystemstrukturen; und Korrigieren der Bilddaten basierend auf der Analyse zur Erzeugung korrigierter Bilddaten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Navigatorgradientenimpuls im Anschluss an einen an eine logische Phasencodierungsachse angelegten Neufokussierungsgradienten angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wirkungen eine Phasenverschiebung nullter Ordnung von Navigatorechosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatorechodaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wirkungen eine Phasenverschiebung erster Ordnung von Navigatorechosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatorechodaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wirkungen eine umfangreiche Positionsverschiebung von Navigatorechosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatorechodaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wirkungen eine Amplitudenänderung von integrierten Navigatorechosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatorechodaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Korrekturschritt im Anschluss an eine eindimensionale Fouriertransformation der Bilddaten entlang einer Ausleserichtung ausgeführt wird und wobei das Verfahren den weiteren Schritt des Ausführens einer eindimensionalen Fouriertransformation der korrigierten Bilddaten entlang einer Phasencodierungsrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wirkungen Wirkungen von Variationen von zumindest einem Primärmagnetfeld der Abtasteinrichtung umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Wirkungen Wirkungen von Variationen von zumindest einem Magnetfeld einer logischen Achse der Abtasteinrichtung umfassen.
Verfahren zur Korrektur von Bilddaten bei einem Kernspintomographiesystem mit den Schritten: Anlegen einer Impulssequenz an Gradientenspulen zur Erzeugung von Gradientenfeldern und an eine Funkfrequenzspule zur Erzeugung von Emissionen von einem Objekt von Interesse, bei Vorhandensein eines Primärmagnetfelds, die einen Auslesegradienten mit einer ersten Polarität und einem Phasenkodierungsgradienten enthält; Erfassen der Emissionen und Erzeugen von diese darstellenden Bilddaten; Anlegen eines Navigatorausleseimpulses an das Objekt, der eine der ersten Polarität eines zur Erfassung von Emissionen verwendeten Bildausleseimpulses entgegengesetzte zweite Polarität aufweist; Erfassen eines Navigatorechosignals und Erzeugen von dieses darstellenden Navigatordaten; Ausführen einer eindimensionalen Fouriertransformation in einer Ausleserichtung bei den Bilddaten und den Navigatordaten; Analysieren der transformierten Navigatordaten zur Kennzeichnung von Wirkungen von Variationen bei den Primär- oder Gradientenmagnetfeldern aufgrund von Magnetsystemstrukturen; Korrigieren der transformierten Bilddaten basierend auf den gekennzeichneten Wirkungen; und Ausführen einer eindimensionalen Fouriertransformation in einer Phasencodierungsrichtung bei den korrigierten Bilddaten.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Wirkungen eine Phasenverschiebung nullter Ordnung der Navigatorechosignale nach der eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatordaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Wirkungen eine Phasenverschiebung erster Ordnung der Navigatorechosignale nach der eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatordaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Wirkungen eine umfangreiche Positionsverschiebung der Navigatorechosignale nach der eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatordaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Wirkungen eine Amplitudenänderung von integrierten Navigatorechosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatordaten umfassen.
Kernspintomographiesystem mit: einem zur Erzeugung eines Primärmagnetfelds konfigurierten Magneten; einem Satz von zur Erzeugung von Gradientenfeldern bei Vorhandensein des Primärmagnetfelds konfigurierten Gradientenspulen; einem zur Erzeugung von Funkfrequenzimpulsen und zur Erfassung von Funkfrequenzemissionen von einem Objekt von Interesse im Ansprechen auf die Funkfrequenzimpulse konfigurierten Funkfrequenzsende- und -empfangsvorrichtungssatz; und einem mit den Gradientenspulen und dem Funkfrequenzsende- und -empfangsvorrichtungssatz gekoppelten Steuersystem, wobei das Steuersystem zur Anlegung einer Impulssequenz an die Gradientenspulen und an den Funkfrequenzsende- und -empfangsvorrichtungssatz zur Erzeugung von Bildechosignalen, die einen Bildauslesegradienten mit einer ersten Polarität und einem Phasenkodierungsgradienten enthält, und Navigatorechosignalen bei dem Objekt von Interesse, wobei die Navigatorechosignale aus einem Navigatorechoimpuls mit einer zur ersten Polarität des zur Erfassung der Emissionen verwendeten Bildausleseimpulses entgegengesetzten zweiten Polarität resultieren, zur Erfassung der Bild- und Navigatorechosignale und Erzeugung von diese darstellenden Bild- und Navigatordaten sowie zur Analyse der Navigatordaten zur Kennzeichnung von Wirkungen von Variationen bei dem Primärmagnetfeld und den Gradientenfeldern während der Impulssequenz konfiguriert ist.
System nach Anspruch 23, wobei das Steuersystem einen zur Ausführung der Analyse der Navigatordaten konfigurierten Computer und eine Speicherschaltung umfasst, wobei die Speicherschaltung zur Speicherung der Bild- und Navigatordaten konfiguriert ist.
System nach Anspruch 24, wobei der Computer zur Korrektur von aus den Bilddaten abgeleiteten Zwischenbilddaten und zur Speicherung korrigierter Bilddaten in der Speicherschaltung konfiguriert ist.
System nach Anspruch 25, wobei die Analyse der Navigatordaten im Anschluss an eine eindimensionale Fouriertransformation der Navigatordaten entlang einer Ausleserichtung ausgeführt wird.
System nach Anspruch 25, wobei die Zwischenbilddaten durch eine eindimensionale Fouriertransformation der Bilddaten entlang einer Ausleserichtung aus den Bilddaten abgeleitet werden.
System nach Anspruch 23, wobei die Wirkungen eine Phasenverschiebung nullter Ordnung von Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation, eine Phasenverschiebung erster Ordnung von Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation, eine umfangreiche Positionsverschiebung von Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation und eine Amplitudenänderung von integrierten Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation umfassen.
Computerprogramm zur Steuerung eines Betriebs eines Kernspintomographiesystems mit einem zur Erzeugung eines Primärmagnetfelds konfigurierten Magneten, einem Satz von zur Erzeugung von Gradientenfeldern bei Vorhandensein des Primärmagnetfelds konfigurierten Gradientenspulen, einem zur Erzeugung von Funkfrequenzimpulsen und zur Erfassung von Funkfrequenzemissionen von einem Objekt von Interesse im Ansprechen auf die Funkfrequenzimpulse konfigurierten Funkfrequenzsende- und -empfangsvorrichtungssatz sowie einem mit den Gradientenspulen und dem Funkfrequenzsende- und -empfangsvorrichtungssatz gekoppelten Steuersystem, mit: einem maschinell lesbaren Träger, der zur Codierung einer Steuerroutine konfiguriert ist; und einer auf dem maschinell lesbaren Träger gespeicherten Steuerroutine, wobei die Routine Anweisungen zur Befehligung des Steuersystems zur Anlegung einer Impulssequenz an die Gradientenspulen und an den Funkfrequenzsende- und -empfangsvorrichtungssatz zur Erzeugung von Bildechosignalen, die einen Bildauslesegradienten mit einer ersten Polarität und einem Phasenkodierungsgradienten enthält, und Navigatorechosignalen bei dem Objekt von Interesse, die aus dem Anlegen eines Navigatorgradientenimpulses mit einer zur ersten Polarität des Bildausleseimpulses entgegengesetzten zweiten Polarität resultieren, zur Erfassung der Bild- und Navigatorechosignale und Erzeugung von diese darstellenden Bild- und Navigatordaten sowie zur Analyse der Navigatordaten zur Kennzeichnung von Wirkungen von Variationen bei dem Primärmagnetfeld und den Gradientenfeldern während der Impulssequenz umfasst.
Computerprogramm nach Anspruch 29, wobei der maschinell lesbare Träger sich entfernt von dem Tomographiesystem befindet.
Computerprogramm nach Anspruch 29, wobei der maschinell lesbare Träger sich lokal bei dem Tomographiesystem befindet und die Steuerroutine über eine Netzverbindung von einem entfernten Ort auf dem maschinell lesbaren Träger gespeichert wird.
Computerprogramm nach Anspruch 29, wobei die Routine Anweisungen zur Korrektur von aus den Bilddaten abgeleiteten Zwischenbilddaten und zur Speicherung korrigierter Bilddaten in einer Speicherschaltung umfasst.
Computerprogramm nach Anspruch 32, wobei die Routine Anweisungen zur Ausführung einer eindimensionalen Fouriertransformation der Navigatordaten entlang einer Ausleserichtung vor der Analyse umfasst.
Computerprogramm nach Anspruch 33, wobei die Routine Anweisungen zur Ableitung der Zwischenbilddaten aus den Bilddaten durch eine eindimensionale Fouriertransformation der Bilddaten entlang einer Ausleserichtung umfasst.
Computerprogramm nach Anspruch 29, wobei die Wirkungen eine Phasenverschiebung nullter Ordnung von Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation, eine Phasenverschiebung erster Ordnung von Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation, eine umfangreiche Positionsverschiebung von Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation und eine Amplitudenänderung von integrierten Echosignalen nach einer eindimensionalen Fouriertransformation umfassen.