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Die Erfindung betrifft die Vermeidung von Artefakten im Rahmen einer Akquisition von Messdaten mittels Magnetresonanz-Technik.
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Die Magnetresonanz-Technik (im Folgenden steht die Abkürzung MR für Magnetresonanz) ist eine bekannte Technik, mit der Bilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden können. Vereinfacht ausgedrückt wird hierzu das Untersuchungsobjekt in einem Magnetresonanzgerät in einem vergleichsweise starken statischen, homogenen Grundmagnetfeld, auch B0-Feld genannt, mit Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla und mehr positioniert, so dass sich dessen Kernspins entlang des Grundmagnetfeldes orientieren. Zum Auslösen von Kernspinresonanzen werden hochfrequente Anregungspulse (RF-Pulse) in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, die ausgelösten Kernspinresonanzen als sogenannte k-Raumdaten gemessen und auf deren Basis MR-Bilder rekonstruiert oder Spektroskopiedaten ermittelt. Zur Ortskodierung der Messdaten werden dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder überlagert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist z.B. mittels einer mehrdimensionalen FourierTransformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
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Sogenannte parallele Akquisitionstechniken, wie z.B. GRAPPA („GeneRalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition“) oder SENSE („Sensitivity Encoding“), bei denen mit Hilfe von mehreren RF-Spulen nur eine gemäß dem Nyquist-Theorem im k-Raum unterabgetastete Anzahl an Messdaten aufgenommen werden, werden eingesetzt, um z.B. die für die Aufnahme der Messdaten insgesamt nötige Messzeit zu verkürzen oder die Auflösung zu erhöhen. Die „fehlenden“ Messdaten werden hierbei auf Basis von Sensitivitätsdaten der verwendeten RF-Spulen und Kalibrierungsdaten aus den gemessenen Messdaten ergänzt.
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Derartige parallele Akquisitionstechniken sind allerdings anfällig für Aliasing-Artefakte (auch „wrap-around-“ oder „Einfaltungsartefakte“ genannt), die insbesondere dann auftreten können, wenn lokal begrenzte Bereiche in dem gemessenen Untersuchungsobjekt eine deutlich höhere Signalintensität, z.B. eine um ca. 100% höhere Signalintensität als ein Mittelwert der Signalintensitäten der umliegenden Bereiche oder mehr, aufweisen als umgebende Bereiche. Eine solche deutlich höhere Signalintensität kann einerseits durch das untersuchte Untersuchungsobjekt selbst hervorgerufen werden, z.B. bei Messungen im Kopfbereich, wo beispielsweise die Augen wegen ihres hohen Wassergehalts in der Regel ein deutlich höheres Signal liefern als das umgebende Gewebe. Es ist jedoch auch möglich, dass eine solche erhöhte Signalintensität z.B. durch Beschränkungen in der Hardware des verwendeten Magnetresonanzgeräts hervorgerufen wird. Insbesondere bei Magnetresonanzgeräten mit kurzem Patiententunnel (z.B. ab ca. 1m oder kürzer), die durch ihre relativ geringe Ausdehnung in Längsrichtung oft eine reduzierte Homogenität der erzeugten Magnet- und Gradientenfelder dieser Richtung (oBdA: z-Richtung) des Magnetresonanzgeräts aufweisen, kann es vorkommen, dass die Randbereiche des FOV (Messbereich, „field of view“) in Richtung der Enden des Patiententunnels komprimiert werden, was bei der Rekonstruktion der Messdaten zu Bilddaten zu einer erhöhten Signalintensität in den entsprechenden Randbereichen führen kann. Insbesondere, bei sagittalen oder koronaren Aufnahmen von Patienten, in deren Ebenen die Längsrichtung des Patiententunnels liegt, kann es so zu störenden Aliasing-Artefakten kommen.
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Um diese Aliasing-Artefakte zu vermeiden kann auf einen Einsatz paralleler Akquisitionstechniken verzichtet werden, womit allerdings auch auf deren Vorteile, insbesondere die Verkürzung der Messzeit, verzichtet wird.
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Wenn aber eine parallele Akquisitionstechnik eingesetzt werden soll, können die Aliasing-Artefakte korrigiert werden, indem beispielsweise ein PAT Mittelungs-Verfahren (PAT-Averaging: „Parallel Acquisition Technique - Averaging“) verwendet wird, bei welchem zwei oder mehr im k-Raum unterabgetastete Datensätze aufgenommen werden. Dabei kann in jedem Datensatz z.B. nur die Hälfte des eigentlich nach Nyquist abzutastenden k-Raums aufgenommen werden (Beschleunigungsfaktor A=2). Dabei können z.B. in einem ersten unterabgetasteten Datensatz nur jede zweite k-Raumlinie (etwa alle ungeradzahligen k-Raumlinien), und in einem zweiten unterabgetasteten Datensatz die jeweils nicht vom ersten unterabgetasteten Datensatz erfassten k-Raumlinien, also ebenfalls nur jede zweite k-Raumlinie (etwa alle geradzahligen k-Raumlinien), erfasst werden. Ein solches Aufnahmeschema ist schematisch in 2 dargestellt, in der erfasste k-Raumlinien, zu denen Messdaten aufgenommen wurden, in einem ersten und in einem zweiten Datensatz DS1 und DS2 mit durchgängiger Linie und „fehlende“, nicht erfasste k-Raumlinien, zu denen keine Messdaten aufgenommen wurden, gestrichelt dargestellt sind. Die jeweils zentral im k-Raum liegenden aufgenommenen k-Raumlinien der beiden Datensätze DS1 und DS2 können hierbei zu einem Kalibrierungsdatensatz für eine Rekonstruktion der in einem der Datensätze DS1 und DS2 jeweils fehlenden Messdaten mit Hilfe einer parallelen Akquisitionstechnik kombiniert werden. Auf diese Weise erhält man zwei jeweils ergänzte Datensätze, die gemittelt werden können.
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Werden hierbei die jeweils in den Datensätzen aufgenommenen k-Raumlinien derart aufgenommen, z.B. gegeneinander verschoben, dass die in den Datensätzen enthaltenen (Aliasing-) Artefakte in jedem der Datensätze eine andere Phase aufweisen, können die beiden ergänzten Datensätze derart verarbeitet werden, dass sich die in den ergänzten Datensätzen enthaltenen Aliasing-Artefakte wegen ihrer entgegengesetzt liegenden Phasen gegenseitig aufheben. Beispielsweise bei einer Mittelung des ergänzten ersten Datensatzes und des ergänzten zweiten Datensatzes oder einer Mittelung von jeweils aus dem ergänzten ersten Datensatz und dem ergänzten zweiten Datensatz gewonnenen ersten und zweiten Bilddaten oder einer Addition der genannten Datensätze können so Artefakte beseitigt oder zumindest reduziert werden.
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Ein Nachteil des PAT Averaging zur Korrektur von Aliasing-Artefakten ist jedoch, dass ein Zeitgewinn, der durch das parallele Akquisitionsverfahren erreicht wurde, im Wesentlichen durch die nötige Aufnahme von zwei Datensätzen (auch wenn beide unterabgetastet sind) wieder aufgebraucht wird, sodass insgesamt keine Beschleunigung der Messung mehr erreicht wird. Im Gegensatz zu einer Messung mit gemäß Nyquist vollständig abgetasteten Messdaten und ohne die Verwendung einer parallelen Akquisitionstechnik sind PAT Averaging-Verfahren allerdings durch die durchgeführte(n) Mittelung(en) weniger sensitiv gegenüber Bewegungen des Untersuchungsobjekts.
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Ein Verfahren zur segmentierten Aufnahme von Blades gemäß einer PROPELLER-Technik wird in der
US 2011 / 0 025 325 A1 beschrieben. Die
US 2002 / 0 097 050 A1 beschreibt ein Verfahren, dass Artefakte in aus unterabgetastet aufgenommenen Daten rekonstruierten MR-Bildern durch eine Kombination von zeitlichen und räumlichen Filtern unterdrückt. Weitere Verfahren zur Vermeidung oder Unterdrückung von Artefakten im Rahmen von aus unterabgetasteten Daten rekonstruierten MR-Bildern, z.B. im Rahmen von parallelen Aufnahmetechniken, sind aus den Schriften
US 2011 / 0 148 410 A1 ,
US 2009 / 0 072 827 A1 , und
US 2013 / 0 182 932 A1 bekannt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vermeidung von Aliasing-Artefakten auch bei Verwendung von parallelen Akquisitionstechniken bei gleichzeitiger Beschleunigung der Gesamtmessung zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Akquisition von MR-Daten eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe eines parallelen Akquisitionsverfahrens gemäß Anspruch 1, eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 9, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 10 sowie einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß Anspruch 11.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Vorteile eines PAT-Averaging-Verfahrens bereits genutzt werden können, wenn die aufgenommenen unterabgetasteten Datensätze selbst zusammengenommen keinen gemäß Nyquist vollständigen Datensatz ergeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Vermeidung von Artefakten bei der Akquisition von MR-Daten eines Untersuchungsobjekts umfasst die Schritte:
- - Aufnehmen eines ersten Datensatzes an Messdaten eines Zielbereichs des Untersuchungsobjekts, wobei der erste Datensatz einem ersten Beschleunigungsfaktor entsprechend gemäß Nyquist unterabgetastet ist,
- - Aufnehmen eines zweiten Datensatzes an Messdaten des Zielbereichs des Untersuchungsobjekts, wobei der zweite Datensatz einem zweiten Beschleunigungsfaktor entsprechend gemäß Nyquist unterabgetastet ist, und wobei die Messdaten des ersten Datensatzes und die Messdaten des zweiten Datensatzes derart gewählt sind, dass Artefakte in dem ersten Datensatz eine andere Phase aufweisen als in dem zweiten Datensatz und wobei die im ersten Datensatz und im zweiten Datensatz aufgenommenen Messdaten auch zusammengenommen einem gemäß Nyquist unterabgetasteten Datensatz entsprechen,
- - Ergänzen des ersten Datensatzes mit Hilfe eines Ergänzungskernels eines parallelen Akquisitionsverfahrens zu einem ersten ergänzten Datensatz,
- - Ergänzen des zweiten Datensatzes mit Hilfe des Ergänzungskernels des parallelen Akquisitionsverfahrens zu einem zweiten ergänzten Datensatz,
- - Erstellen eines kombinierten Datensatzes auf Basis des ersten ergänzten Datensatzes und des zweiten ergänzten Datensatzes, wobei der zweite Beschleunigungsfaktor größer als der erste Beschleunigungsfaktor ist.
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Durch die Kombination des erfindungsgemäßen ersten ergänzten und des erfindungsgemäßen zweiten ergänzten Datensatzes zu einem kombinierten Datensatz können Artefakte, insbesondere Aliasing-Artefakte, in dem kombinierten Datensatz unterdrückt werden. Durch die erfindungsgemäße Aufnahme der im ersten Datensatz und im zweiten Datensatz aufgenommenen Messdaten, derart dass auch zusammengenommen ein gemäß Nyquist unterabgetasteter Datensatz besteht, ist die Messzeit insgesamt reduziert sowohl gegenüber einem herkömmlichen PAT-Averaging-Verfahren als auch gegenüber einer Aufnahme ohne Verwendung eines parallelen Akquisitionsverfahrens.
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Das Verfahren verringert oder beseitigt somit Artefakte, die bei (auch z.B. durch kurze Patiententunnel verursachten) lokalen Schwankungen der Signalintensitäten in einem zu messenden Zielbereich ansonsten auftreten würden und verringert gleichzeitig die benötigte Messzeit.
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Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage umfasst eine Magneteinheit, eine Gradienteneinheit, eine Hochfrequenzeinheit und eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung mit einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung und einer Messdatenaufteilungseinheit sowie einer Messdatenergänzungseinheit.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert ein erfindungsgemäßes Verfahren auf einer Steuereinrichtung, wenn es auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
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Das Computerprogramm kann hierbei auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, welches direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Rechensystems ausgeführt wird.
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Ein erfindungsgemäßer elektronisch lesbarer Datenträger umfasst darauf gespeicherte elektronisch lesbare Steuerinformationen, welche zumindest ein erfindungsgemäßes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen.
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Die in Bezug auf das Verfahren angegebenen Vorteile und Ausführungen gelten analog auch für die Magnetresonanzanlage, das Computerprogrammprodukt und den elektronisch lesbaren Datenträger.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Die aufgeführten Beispiele stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten in einem PAT-Averaging-Verfahren,
- 3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten in einem erfindungsgemäßen Verfahren, 4 eine weitere schematische Darstellung einer beispielhaften Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten in einem erfindungsgemäßen Verfahren,
- 5 eine weitere schematische Darstellung einer beispielhaften Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten in einem erfindungsgemäßen Verfahren,
- 6 eine schematische Darstellung von erfindungsgemäß erstellten ersten und zweiten Bilddaten,
- 7 eine schematisch dargestellte erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage.
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1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermeidung von Artefakten bei der Akquisition von MR-Daten eines Untersuchungsobjekts.
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Dabei werden zunächst Messdaten aufgenommen (Block 201.1), die in einem ersten Datensatz DS1 gespeichert werden und es werden Messdaten aufgenommen (Block 201.2), die in einem zweiten Datensatz DS2 gespeichert werden.
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Es ist hierbei möglich, dass die Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes DS1 und DS2 im Rahmen einer gemeinsamen Messung 201 aufgenommen werden und, z.B. ihrer Position im k-Raum entsprechend, dem ersten oder dem zweiten Datensatz DS1 oder DS2 zugeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes jeweils in getrennten Messungen aufgenommen werden. Insbesondere kann die Aufnahme der Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes mit Hilfe einer Spin-Echo-Sequenz erfolgen, die von den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders profitiert.
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In jedem Fall werden die Messdaten derart aufgenommen, dass Artefakte, insbesondere Aliasing-Artefakte, in den Messdaten des ersten Datensatzes DS1 eine andere Phase aufweisen als entsprechende Artefakte in den Messdaten des zweiten Datensatzes DS2. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass der erste Datensatz DS1 und der zweite Datensatz DS2 bezüglich der von ihnen umfassten Messdaten disjunkt sind, d.h. dass der zweite Datensatz DS2 keine Messdaten enthält, die k-Raum-Positionen entsprechen, zu welchen der erste Datensatz DS1 Messdaten enthält, und umgekehrt.
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Die Messdaten werden weiterhin derart aufgenommen, dass der erste Datensatz DS1 einem ersten Beschleunigungsfaktor F1 entsprechend gemäß Nyquist unterabgetastet und der zweite Datensatz DS2 einem zweiten Beschleunigungsfaktor F2 entsprechend gemäß Nyquist unterabgetastet ist. Dabei werden der erste und der zweite Beschleunigungsfaktor F1 und F2 so gewählt, dass die im ersten Datensatz und im zweiten Datensatz aufgenommenen Messdaten auch zusammengenommen einen gemäß Nyquist unterabgetasteten Datensatz ergeben. Dabei ist der zweite Beschleunigungsfaktor F2 größer als der erste Beschleunigungsfaktor F1 gewählt. Ein Beschleunigungsfaktor entspricht einem Grad der Unterabtastung. Dadurch, dass die aufgenommenen Messdaten in dem ersten und zweiten Datensatz DS1 und DS2 auch zusammengenommen keinen gemäß Nyquist vollständigen Datensatz ergeben, kann die Aufnahme der Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes DS1 und DS2 in kürzerer Zeit erfolgen, als die Aufnahme eines vollständigen Datensatzes in Anspruch nehmen würde.
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Beispielsweise kann der erste Datensatz DS1 mit einem Beschleunigungsfaktor von F1 = 2 aufgenommen werden, d.h. die Hälfte der für eine vollständige Abtastung gemäß dem Nyquist-Theorem erforderlichen Messdaten werden tatsächlich aufgenommen. Beispielsweise kann bei einem zeilenweisen Aufnehmen des k-Raums, nur jede zweite k-Raum-Zeile aufgenommen werden. Auf diese Weise enthält der erste Datensatz DS1 noch relativ viele tatsächlich gemessene Messdaten, wodurch Fehler durch eine Rekonstruktion von fehlenden Messdaten vermieden werden.
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Der zweite Datensatz DS2 kann, insbesondere, wenn der erste Datensatz DS1 mit einem Beschleunigungsfaktor F1 = 2 aufgenommen wird, mit einem im Vergleich zum ersten Beschleunigungsfaktor F1 deutlich größeren Beschleunigungsfaktor F2, z.B. mit einem doppelt bis viermal so großen zweiten Beschleunigungsfaktor F2, aufgenommen werden. Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn der zweite Datensatz DS2 Messdaten zu zumindest einem k-Raumpunkt enthält, die mit Artefakten behaftet sind, die eine andere Phase aufweisen als entsprechende Artefakte in den Messdaten des ersten Datensatzes DS1.
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Durch eine Aufnahme des zweiten Datensatzes mit einem größeren Beschleunigungsfaktor als bei der Aufnahme des ersten Datensatzes kann die Messzeit insgesamt deutlicher reduziert werden, sowohl gegenüber einem herkömmlichen PAT-Averaging-Verfahren als auch gegenüber einer Aufnahme ohne Verwendung eines parallelen Akquisitionsverfahrens.
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In 3 ist stark vereinfacht eine beispielhafte Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten im k-Raum eines erfindungsgemäßen ersten und zweiten Datensatzes DS1 und DS2 dargestellt, wobei ohne Beschränkung der Allgemeinheit, der Übersichtlichkeit halber nur eine geringe Anzahl an k-Raumlinien gezeigt ist. Der erste Datensatz DS1 (links dargestellt) wird hier mit einem ersten Beschleunigungsfaktor F1 gleich zwei (F1 = 2) derart aufgenommen, dass jede zweite k-Raumzeile, z.B. alle ungeradzahligen k-Raumzeilen, aufgenommen wird (durchgehende Linien), die anderen k-Raumzeilen, z.B. alle geradzahligen k-Raumzeilen, jedoch nicht gemessen werden (gestrichelte Linien). In dem zweiten Datensatz DS2 (rechts dargestellt) hingegen wird nur jede vierte k-Raumzeile aufgenommen (durchgehende Linien), die restlichen k-Raumzeilen aber nicht (gestrichelte Linie). Der zweite Beschleunigungsfaktor F2 ist hier somit gleich vier (F2 = 4).
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Für das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Ergänzungskernel EK eines zu verwendenden parallelen Akquisitionsverfahrens geladen (Block 203). Der Ergänzungskernel EK kann hierbei auf Basis von aufgenommenen Messdaten des ersten Datensatzes DS1 und/oder auf Basis von aufgenommenen Messdaten des zweiten Datensatzes DS2 und/oder auf Basis von mit Hilfe einer weiteren Messung (Block 201.3) aufgenommenen Messdaten eines weiteren Datensatzes wDS erstellt worden sein. Ein Ergänzungskernel EK wird in der Regel auf Basis von Referenz-Messdaten, meist des zentralen k-Raums, erstellt. Die Erstellung eines Ergänzungskernels für parallele Akquisitionsverfahren aus vorhandenen Referenz-Messdaten ist grundsätzlich bekannt.
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Derartige Referenz-Messdaten können allein mittels einer weiteren Messung 201.3 aufgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass mit Hilfe einer weiteren Messung 201.3 aufgenommene Messdaten eines weiteren Datensatzes wDS zusammen mit Messdaten des ersten Datensatzes DS1 und/oder des zweiten Datensatzes DS2 als Referenz-Messdaten zur Erstellung des Ergänzungskernels EK verwendet werden.
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Ein Beispiel für eine letztgenannte Möglichkeit ist in 4 dargestellt, in der im Wesentlichen das Beispiel einer Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten von 3 wiederholt ist. In 4 jedoch sind in dem ersten Datensatz DS1 in einem zentralen, mit einem strichpunktierten Kasten eingerahmten, Bereich fehlende Messdaten durch Messdaten eines weiteren Datensatzes wDS ergänzt, wodurch die in dem eingerahmten Bereich befindlichen Messdaten des ersten und des weiteren Datensatzes DS1 und wDS als Referenz-Messdaten für die Erstellung des Ergänzungskernels EK verwendet werden können.
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Die Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes können hierbei insbesondere segmentweise, z.B. mittels einer Turbo-Spin-Echo-Sequenz (TSE-Sequenz), auch Fast-Spin-Echo-Sequenz (FSE-Sequenz) genannt, aufgenommen werden. D.h. bei jeder Repetition der Sequenz werden nacheinander Messdaten verschiedener Segmente im k-Raum aufgenommen. In dem gezeigten, stark vereinfachten Beispiel sind die k-Raumlinien in fünf Segmente unterteilt. Wie rechts in 4 weiterhin dargestellt ist, fällt eine Intensität des empfangenen Signals („signal int“) mit der Zeit und damit in den nacheinander aufgenommenen Segmenten („segment“) ab. Um Intensitätsschwankungen in den Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes DS1 und DS2 zu vermeiden, können die Messdaten des ersten und des zweiten Datensatzes DS1 und DS2, wie in 4 dargestellt, im k-Raum jeweils segmentweise in gleichen Segmenten aufgenommen werden. D.h. der k-Raum wird sowohl für den ersten Datensatz DS1 als auch für den zweiten Datensatz DS2 in gleiche Segmente eingeteilt, in denen die Messdaten aufgenommen werden. Für den in 4 gezeigten zweiten Datensatz DS2 sind, wegen des im Vergleich zum ersten Beschleunigungsfaktor F1 des ersten Datensatzes DS1 größeren zweiten Beschleunigungsfaktors F2, weniger Repetitionen nötig, um den zweiten Datensatz DS2 in der gewünschten unterabgetasteten Art und Weise aufzunehmen. Dadurch wird Messzeit gespart.
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Weiterhin ist es auch möglich, dass der erste und der zweite Datensatz DS1 und DS2 derart abgetastet werden, dass in einem ausgewählten Bereich des k-Raums im ersten Datensatz DS1 wegen der Unterabtastung fehlende Messdaten in dem zweiten Datensatz DS2 aufgenommen werden. Die so in dem ausgewählten Bereich aufgenommenen Messdaten können ggf. noch durch Messdaten eines weiteren Datensatzes wDS ergänzt werden, um in dem ausgewählten Bereich ausreichend Referenz-Messdaten zu erhalten.
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Ein derartiges Beispiel ist in 5 dargestellt, in der das Beispiel einer Aufteilung von gemessenen und nicht-gemessenen Messdaten von 3 in ausgewählten Bereichen variiert ist. Ein erster ausgewählter Bereich ist in 5 durch eine Umrandung mit einer strichpunktierten Linie dargestellt, ein weiterer ausgewählter Bereich durch eine Umrandung mit einer punktierten Linie. Die für den zweiten Datensatz DS2 aufzunehmenden Messdaten, hier die aufzunehmenden k-Raumlinien, wurden derart umsortiert, dass in den ausgewählten Bereichen zusammen mit den für den ersten Datensatz DS1 aufgenommenen Messdaten ein vollständiger Satz an Messdaten (gemäß Nyquist) vorliegt. Die Umsortierung erfolgte derart, dass für den zweiten Datensatz DS2 die gleiche Anzahl an Messdaten, hier k-Raumlinien, wie im Beispiel der 3 (oder 4) aufgenommen wird (durchgezogene Linien), diese aber im k-Raum nicht mehr gleichmäßig verteilt sind, sondern eben eine Ergänzung der Messdaten des ersten Datensatzes DS1 in den ausgewählten Bereichen erreicht wird.
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Mit Hilfe des Ergänzungskernels EK werden die aufgenommenen Messdaten ergänzt (Block 205). Dabei wird der erste Datensatz DS1 mit Hilfe des Ergänzungskernels EK des verwendeten parallelen Akquisitionsverfahrens zu einem ersten ergänzten Datensatz eDS1 ergänzt (Block 205.1) und der zweite Datensatz DS2 mit Hilfe des Ergänzungskernels EK des verwendeten parallelen Akquisitionsverfahrens zu einem zweiten ergänzten Datensatz eDS2 ergänzt (Block 205.2).Der Ergänzungskernel EK kann hierbei mehrere Unterergänzungskernel UEK umfassen, die den jeweils in dem ersten und zweiten Datensatz DS1 und DS2 enthaltenen und nicht enthaltenen Messdaten Rechnung tragen. Wenn beispielsweise der erste Datensatz DS1 entsprechend einem ersten Grad der Unterabtastung aufgenommen wurde und der zweite Datensatz DS2 entsprechend einem zweiten Grad der Unterabtastung, wobei der erste und der zweite Grad der Unterabtastung verschieden sind, und/oder wenn die im ersten Datensatz DS1 gemessenen Messdaten räumlich anders im k-Raum angeordnet sind als die im zweiten Datensatz DS2 gemessenen Messdaten, dann wird für die Ergänzung des ersten Datensatzes DS1 zu dem ersten ergänzten Datensatz eDS1 ein anderer Unterergänzungskernel UEK verwendet als für die Ergänzung des zweiten Datensatzes DS2 zu dem zweiten ergänzten Datensatz eDS2. Auch für die Ergänzung eines Datensatzes DS1 oder DS2 können bereits mehrere Unterergänzungskernel UEK eingesetzt werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die gemessenen Messdaten in dem Datensatz DS1 oder DS2 unregelmäßig verteilt sind.
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Auf Basis des ersten ergänzten Datensatzes eDS1 und des zweiten ergänzten Datensatzes eDS2 wird ein kombinierter Datensatz kDS erstellt (Block 207).
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Dabei kann der kombinierte Datensatz kDS ein k-Raum-Datensatz sein, der durch eine Kombination des ersten ergänzten Datensatzes eDS1 und des zweiten ergänzten Datensatzes eDS2 erstellt wird. Ein solcher kombinierter Datensatz kDS kann in einem weiteren Schritt 211 zu einem Bilddatensatz kBD rekonstruiert werden.
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Es ist jedoch auch denkbar, dass der kombinierte Datensatz kDS bereits ein Bilddatensatz ist, der durch eine Kombination von in einem Schritt 209.1 aus dem ersten ergänzten Datensatz eDS1 rekonstruierten ersten Bilddaten BD1 und in einem Schritt 209.2 aus dem zweiten ergänzten Datensatz eDS2 rekonstruierten zweiten Bilddaten BD2 erstellt wird.
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6 zeigt eine schematische Darstellung von erfindungsgemäß erstellten ersten Bilddaten BD1 und zweiten Bilddaten BD2. Hierbei ist eine Phase des jeweils dargestellten Objekts O und der dargestellten Artefakte AA1, AA2 durch die Schraffierung wiedergegeben. Wie man sieht, hat ein signalstarkes Objekt O in den ersten und zweiten Bilddaten BD1 und BD2 jeweils ein (Aliasing-)Artefakt AA1 und AA2 erzeugt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren haben jedoch die Artefakte AA1 und AA2 eine entgegengesetzte Phasenlage (repräsentiert durch die entgegengesetzte Schraffierung). Dadurch können die Artefakte AA1 und AA2 durch eine Kombination der ersten und zweiten Bilddaten BD1 und BD2 gegeneinander aufgewogen werden und sich z.B. gegenseitig löschen.
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7 stellt schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 1 dar. Diese umfasst eine Magneteinheit 3 zur Erzeugung des Grundmagnetfeldes, eine Gradienteneinheit 5 zur Erzeugung der Gradientenfelder, eine Hochfrequenzeinheit 7 zur Einstrahlung und zum Empfang von Hochfrequenzsignalen und eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung 9. In der 7 sind diese Teileinheiten der Magnetresonanzanlage 1 nur grob schematisch dargestellt. Insbesondere kann die Hochfrequenzeinheit 7 aus mehreren Untereinheiten, beispielsweise aus mehreren Spulen wie den schematisch gezeigten Spulen 7.1 und 7.2 oder mehr Spulen bestehen, die entweder nur zum Senden von Hochfrequenzsignalen oder nur zum Empfangen der ausgelösten Hochfrequenzsignale oder für beides ausgestaltet sein können.
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Zur Untersuchung eines Untersuchungsobjektes U, beispielsweise eines Patienten oder auch eines Phantoms, kann dieses auf einer Liege L in die Magnetresonanzanlage 1 in deren Messvolumen eingebracht werden. Die Schicht S stellt ein exemplarisches Zielvolumen des Untersuchungsobjekts dar, aus dem Messdaten aufgenommen werden können.
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Die Steuereinrichtung 9 dient der Steuerung der Magnetresonanzanlage und kann insbesondere die Gradienteneinheit 5 mittels einer Gradientensteuerung 5' und die Hochfrequenzeinheit 7 mittels einer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7' steuern. Die Hochfrequenzeinheit 7 kann hierbei mehrere Kanäle umfassen, auf denen Signale gesendet oder empfangen werden können.
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Die Hochfrequenzeinheit 7 ist zusammen mit ihrer Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7' für die Erzeugung und das Einstrahlen (Senden) eines Hochfrequenz-Wechselfeldes zur Manipulation der Spins in einem zu manipulierenden Bereich (beispielsweise in zu messenden Schichten S) des Untersuchungsobjekts U zuständig. Dabei muss die Mittenfrequenz des, auch als B1-Feld bezeichneten, Hochfrequenz-Wechselfeldes nahe der Resonanzfrequenz der zu manipulierenden Spins liegen. Zur Erzeugung des B1-Feldes werden in der Hochfrequenzeinheit 7 mittels der Hochfrequenz-sende/empfangs-Steuerung 7' gesteuerte Ströme an den HF-Spulen angelegt. Eine erfindungsgemäße Messdatenaufteilungseinheit 7a, die beispielsweise von der Hochfrequenz-Sende-/Empfangs-Steuerung 7' umfasst sein kann, bestimmt welche Messdaten erfindungsgemäß aufgenommen und welchem Datensatz zugeordnet werden.
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Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 9 eine Messdatenergänzungseinheit 15, mit welcher Ergänzungskernel erstellt und in aufgenommenen Datensätzen „fehlende“ Messdaten mit Hilfe erstellter Ergänzungskernel ergänzt werden können. Die Steuereinrichtung 9 ist insgesamt dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Vermeidung von Artefakten bei der Akquisition von MR-Daten eines Untersuchungsobjekts durchzuführen.
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Eine von der Steuereinrichtung 9 umfasste Recheneinheit 13 ist dazu ausgebildet alle für die nötigen Messungen und Bestimmungen nötigen Rechenoperationen auszuführen. Hierzu benötigte oder hierbei ermittelte Zwischenergebnisse und Ergebnisse können in einer Speichereinheit S der Steuereinrichtung 9 gespeichert werden. Die dargestellten Einheiten sind hierbei nicht unbedingt als physikalisch getrennte Einheiten zu verstehen, sondern stellen lediglich eine Untergliederung in Sinneinheiten dar, die aber auch z.B. in weniger oder auch in nur einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein können.
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Über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung E/A der Magnetresonanzanlage 1 können, z.B. durch einen Nutzer, Steuerbefehle an die Magnetresonanzanlage geleitet werden und/oder Ergebnisse der Steuereinrichtung 9 wie z.B. Bilddaten angezeigt werden.
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Ein hierin beschriebenes Verfahren kann auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, welches ein Programm umfasst und das beschriebene Verfahren auf einer Steuereinrichtung 9 implementiert, wenn es auf der Steuereinrichtung 9 ausgeführt wird. Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Datenträger 26 mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumindest ein solches eben beschriebenes Computerprogrammprodukt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers 26 in einer Steuereinrichtung 9 einer Magnetresonanzanlage 1 das beschriebene Verfahren durchführen.