DE69935375T2

DE69935375T2 - Gerät für die Angiographie peripherer Gefässe mittels magnetischer Resonanz

Info

Publication number: DE69935375T2
Application number: DE69935375T
Authority: DE
Inventors: Thomas Kwok-Fah Rockville Foo; Vincent B. North Bethesda Ho; Matthew Abraham Rochester Bernstein
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2019-07-13
Also published as: EP0973042A2; DE69935375D1; EP0973042B1; US6249694B1; EP0973042A3; JP2000079107A; JP4354578B2

Description

Die hierin offenbarte und beanspruchte Erfindung betrifft im Wesentlichen Magnetresonanz-(MR)-Angiographie, d.h., eine MR-Bildgebung einer Arterie oder eines gleichartigen Gefäßes, das Blut oder ein anderes Fluid führt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, in welcher MR-Daten an jeder von einer Anzahl von Scanstellen oder Stationen erfasst werden, welche entlang eines Gefäßes vergleichsweise großer Länge im Abstand angeordnet sind. Selbst noch spezieller betrifft die Erfindung eine Vorrichtung des vorstehenden Typs, in welcher sich eine Menge eines Kontrastmittels, oder Bolus, entlang dem Gefäß von Station zu Station bewegt, und Messungen vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass MR-Daten nur an einer speziellen Station oder im Wesentlichen dann erfasst werden, wenn sich der Bolus dort befindet.
Es ist derzeit eine allgemein bekannte Praxis in der MR-Angiographie, ein Volumen eines Kontrastmittels, wie z.B. Gadoliniumchelat, in entlang einem Gefäß strömendes Blut einzuführen. Das Volumen oder die Masse des Kontrastmittels wird als ein Bolus bezeichnet und hat die Auswirkung einer Verkürzung der T₁-Zeit des Blutes. Somit stellt sich ein mittels Fast Gradient Echo oder gleichartige Technik erfasstes MR-Bild des Blutes sehr gut in Bezug auf benachbartes stationäres Gewebe der Gefäßstruktur dar.
Es ist auch allgemein bekannt, dass bestimmte klinische Bewertungen eine Bildgebung eines Vaskulärgebietes vergleichsweise großer Länge erfordern. Ein Einsatz von MR für diese Untersuchungen erfordert daher die Erfassung von MR-Daten über mehrere Stationen oder Scanstellen, welche in Intervallen entlang des Gefäßströmungspfades angeordnet sind. Um Daten an einer speziellen Station zu erfassen, wird der Patient gezielt in Bezug auf einen MR-Scanner, typischerweise durch eine Bewegung eines den Patienten lagernden Tisches, positioniert. Daten werden dann aus einer Serie von Scheiben erfasst, die durch einen Bereich oder Querschnitt des Patienten hindurch aufgenommen wurden, welcher die spezielle Scanstelle oder Station enthält. Danach wird der Patient in Bezug auf den Scanner so verschoben, dass die Daten aus einem anderen Querschnitt des Patienten erfasst werden können, der aus einer weiteren Scanstelle oder Station besteht. Eine diese Prozedur in Verbindung mit einer Injektion eines Kontrastbolus anwendende MR-Angiographie kann als eine Bolusverfolgungs-Peripher-MR-Angiographie bezeichnet werden.
Derzeit wird, wenn ein Kontrastmittel in Verbindung mit einer Peripher-MR-Angiographieuntersuchung eingesetzt wird, die erste Scanstation als der Querschnitt des Patienten entlang eines interessierenden Gefäßes gewählt, bei dem der Bolus zuerst ankommt. Wenn der Scan bei der ersten Station abgeschlossen ist, bewegt sich die Erfassung normalerweise zu der nächsten Scanstation.
Jedoch ist der am besten geeignete Zeitpunkt für die Bewegung zu der nächsten Station nicht genau bekannt. Beispielsweise kann im Falle eines langsamen Blutflusses die distale Gefäßstruktur an der nächsten Station keine ausreichende Zeit haben, um sich mit dem Kontrastmittel zu füllen. Andererseits kann sich, wenn die Strömungsrate größer als angenommen ist, das Kontrastmittel tendenziell in das stationäre Gewebe angrenzend an die nächste Scanstation bewegen, bevor die Datenerfassung beginnt. In jedem Falle kann der Kontrast zwischen dem sich bewegenden Fluid und dem stationären Gewebe signifikant an der nächsten Scanstation reduziert sein. Ferner können unerwünschte Effekte, die sich entweder aus einer Strömungsrate ergeben, welche zu langsam oder zu schnell ist, tendenziell progressiv schlechter werden, wenn sich die Bildgebung zu anschließenden Scanstationen bewegt und wenn die Gesamtanzahl von Scanstationen zunimmt.
Proc. of ISMRM, 1998, p. 67 beschreibt eine Einzelbolus-kontrastverbesserte Peripher 3D MRA unter Verwendung einer automatisierten Tischbewegung, integriert mit automatisierter Bolusdetektion und Erfassungsauslösung an der ersten Scanstation.
Die Erfindung befasst sich im Wesentlichen mit einer MR-Scanvorrichtung gemäß Definition in Anspruch 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Teil von zu Beginn an der ersten Scanstation erfasste MR-Daten Daten des zentralen k-Raums auf, und das Gefäß besteht aus einer in einem abzubildenden Patienten befindlichen Arterie. Ferner ist ein den abzubildenden Patienten lagernder Tisch der MR-Vorrichtung zugeordnet, wobei der Tisch so betätigt wird, das er den abzubildenden Patienten in Bezug auf die Scanvorrichtung gezielt positioniert, um die MR-Datensätze jeweils zu den ersten und zweiten Scanstationen zugeordnet zu erfassen.
In einer anwendbaren Ausführungsform der Erfindung ist die Überwachungseinrichtung dafür eingerichtet, einen MR-Detektor, welcher auf das Kontrastmittel anspricht, in enger Beziehung zu dem Gefäß und proximal zu der zweiten Sta tion zu platzieren, und der MR-Detektor ist so eingerichtet, dass er ein Signal erzeugt, wenn die Menge des Kontrastmittels an der zweiten Station einen spezifizierten Schwellenwert überschreitet.
In einer weiteren anwendbaren Ausführungsform der Erfindung ist die Überwachungseinrichtung so eingerichtet, dass sie rasch MR-Daten aus einem Bereich erfasst, welcher sich proximal zu dem Gefäß und auch zu der zweiten Scanstation befindet, und dann rasch ein Bild aus den rasch erfassten Daten aufbaut. Eine Bedienungsperson kann dann gleich die Menge des Kontrastmittels an der Scanstation einfach durch visuelle Betrachtung des rasch erfassten Bildes ermitteln.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer optimaleren Vorrichtung für eine Peripher-MR-Angiographie, welche auf eine Arterie oder ein anderes Gefäß mit erheblicher Länge gerichtet ist.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Vorrichtung des vorstehenden Typs, wobei die Datenerfassung an jeder Scanstation in einer Aufeinanderfolge von entlang des Gefäßes in Abstand angeordneten Scanstationen im Wesentlichen zeitlich mit der Ankunft eines Kontrastmittelbolus an der Scanstation synchronisiert ist.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Vorrichtung des vorstehenden Typs, welche die Ankunft des Bolus an einer nachfolgenden Scanstation entlang dem Strömungspfad des Gefäßes verfolgt.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Vorrichtung des vorstehenden Typs, wobei eine Bewertung durchgeführt wird, ob sich der Bolus von der momentanen Scanstation zu einer nachfolgenden Scanstation bewegt hat oder nicht, und sich die Datenerfassung entweder zu der nachfolgenden Station verschiebt oder weiter bei der momentanen Station in Abhängigkeit von der Bewertung bleibt.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
1 eine schematische Darstellung ist, welche Basiskomponenten eines MR-Systems gemäß der Erfindung darstellt.
2 eine schematische Darstellung ist, die eine Anordnung zur Durchführung einer Peripher-MR-Angiographieuntersuchung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
3 ein Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
4 eine schematische Darstellung ist, welche Auswirkungen einer Gradienten-Nicht-Linearität in Verbindung mit der Ausführungsform von 3 veranschaulicht.
5 ein Flussdiagramm ist, das eine alternative Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
In 1 sind die Basiskomponenten eines MR-Systems oder Scanners 10 gemäß der hierin beschriebenen Erfindung dargestellt. Das System 10 enthält eine HF-Sendespule 12, sowie einen zylindrischen Magneten 14 zum Erzeugen eines Hauptmagnetfeldes oder statischen Magnetfeldes B₀ in seiner Bohrung. Die HF-Spule 12 wird betrieben, um HF-Erregungssignale in einem Patienten oder ein anderes Untersuchungsobjekt 16, das sich in der Magnetbohrung befindet, zu senden, um MR-Signale zu erzeugen. Das System 10 enthält ferner Gradientenspulen 18, 20 und 22, um G_x-, G_y- und G_z-Magnetfeldgradienten in Bezug auf orthogonale X-, Y- und Z-Bezugsachsen zu erzeugen. 1 stellt jede von den Gradientenspulen 18, 20 und 22 jeweils durch Gradientenverstärker 24, 26 und 28 betrieben und die HF-Spule 12 durch einen Sendeverstärker 30 betrieben dar. 1 stellt eine HF-Spule 40 dar, welche in Verbindung mit einem Empfangsverstärker 38 betrieben wird, um MR-Signale aus dem Objekt 16 zu erfassen. In einigen Anordnungen bestehen die Spule 40 und die Spule 12 aus derselben HF-Spule, welche in abwechselnden Modi während der Bildgebungssequenz betrieben wird. Das System 10 ist ferner mit einer Pulssequenzsteuerung 32 versehen, welche betrieben wird, um die HF- und Gradientenverstärker zu steuern, und um dadurch Pulssequenzen zu erzeugen und Sätze von MR-Signalen zu empfangen. Das System 10 enthält auch eine Systemsteuerung und Datenverarbeitungselektronik 34, um entsprechende Komponenten des Systems 10 zum Erfassen von MR-Daten gemäß der Erfindung und zum Erzeugen von Bildern daraus, zu betreiben. Der Aufbau, die Funktionen und die Zwischenbeziehungen der Komponenten eines MR-Systems 10 sind allgemein bekannt und im Stand der Technik, wie z.B. in dem am 30. September 1997 an Zhou et. al. erteilten US Patent Nr. 5 672 969 beschrieben.
Ferner ist in 1 ein auf einem Tisch 36 oder dergleichen gelagerter Patient 16 dargestellt, welcher entlang der Z-Achse des MR-Systems 10 verschoben oder bewegt werden kann. Somit kann der Patient 16 gezielt innerhalb der Bohrung des Hauptmagneten 14 positioniert werden. Die Bewegung des Tisches, dessen Position entlang der Z-Achse der Magnetbohrer genau kontrolliert werden kann und reproduzierbar ist, erfolgt unter Computersteuerung.
In 2 ist eine detailliertere Ansicht des auf dem Tisch 36 oder dergleichen in dem Magneten 14 gelagerten Patienten 16 dargestellt. Insbesondere zeigt 2 einen Patienten oder ein Objekt 16 mit einem Blutgefäß oder einem Vaskulärgebiet 44 erheblicher Länge. In diesem Falle erfordert die klinische Bewertung der peripheren Arterien eine Bildgebung eines erweiterten Sichtfeldes, welches sich von dem Abdomen bis zu den Unterschenkeln des Patienten erstreckt. Diese Bewertung beinhaltet Abschnitte der Abdominalaorta, der Iliakalarterien, der Femoralarterien, der Poplietalarterien, der Tibioperonealarterien und der Arterien des Fußes. Es ist erforderlich, MR-Bilddaten des gesamten ausgedehnten Vaskulärgebietes 44 zu erfassen. Jedoch ist es aufgrund der erheblichen Längen des Vaskulärgebietes 44 erforderlich, die Daten zu gewinnen, indem mehrere Scanstellen oder Stationen zwischen dem Objekt 16 und Komponenten des MR-Systems 10 festegelegt werden.
Dementsprechend zeigt 2 Scanstationen 46, 48 und 50, welche jeweils aus einem Querschnitt oder Bereich des Patienten 16 bestehen. Insbesondere besteht die Scanstation 46 aus dem oberen Stammgebiet (Abdomen) des Patienten 16, die Scanstation 48 besteht aus seinem unteren Stammgebiet (Becken/Oberschenkel) und die Scanstation 50 besteht aus seinen unteren Extremitäten (Wade/Fuß). Um MR-Daten in Verbindung mit einer speziellen Scanstation zu erfassen, wird der Tisch 36 bewegt, um die spezielle Scanstation in einer spezifizierten Beziehung zu dem Hauptmagneten 14 zu positionieren. Beispielsweise stellt 2 den Mittelpunkt der Scanstation 46 in einer Position bei dem Isozentrum 42 des Magneten 14 dar.
In einer herkömmlichen Anordnung würde ein ganzer Satz von MR-Daten, bezüglich des innerhalb der Scanstation 46 liegenden Segmentes des Gefäßes 44 erfasst werden, während sich eine derartige Station in der in 2 dargestellten Position befindet. Dann würde der Tisch 36 den Patienten 16 wie in 2 zu sehen nach links verschieben, um den Mittelpunkt der Scanstation 48 bei dem Isozentrum 42 zu positionieren. Nach dem Scannen eines vollständigen Satzes von Daten bezüglich des Segmentes des Gefäßes 44 innerhalb der Scanstation 48 würde der Patient 16 weiter verschoben werden, um die Position der Scanstation 50 bei dem Isozentrum 42 zu positionieren. Ein die Scanstation 50 betreffender Satz von Daten würde dann gescannt, um die Datenerfassungsprozedur abzuschließen. Es ist aus 2 erkennbar, dass ein bestimmter Überlappungsbetrag zwischen benachbarten Scanstationen auftreten kann.
Wie vorstehend festgestellt, ist es in der MR-Angiographie übliche Praxis, intravenös ein Kontrastmittel wie z.B. 20 cm³ Gadoliniumchelat in das durch das Gefäß 44 strömende Blut 52 zu injizieren. Dieses erzeugt darin einen Bolus 54. Wenn das Gefäß 44 Blut aus dem Oberkörper in die unteren Gliedmaßen des Patienten 16 transportiert, verläuft die Strömungsrichtung gemäß Ansicht in 2 von links nach rechts. Nach dem Durchlauf durch den Herz- und Lungenkreislauf würde der Bolus 54 zuerst bei der Scanstation 46 ankommen, dann bei der Scanstation 48 und zum Schluss bei der Scanstation 50 ankommen.
Gemäß einer herkömmlichen Technik, die kommerziell als SMARTPREP (gemäß Beschreibung in Foo TKF; Saranathan M; Prince MR; Chenevert TL., Automated detection of bolus arrival and initiation of data acquisition in fast, three dimensional gadolinium-enhanced MR angiography, Radiology 1997; 203: 275–280) von General Electric Company bekannt ist, wird ein Monitor 56 in der Nähe zu dem Gefäß 44 stromaufwärts zu dem arteriellen Blutstrom für das Sichtfeld platziert, das die Scanstation 46 bildet, wovon ein Beispiel in 2 dargestellt ist. Der Monitor 56 detektiert periodisch ein MR-Signal, das in einem (in 2 nicht dargestellten) kleinen Volumen oder Bereich des Gefäßes 44 detektiert, welches sich in enger räumlicher Beziehung zu dem Monitor 56 befindet. Das detektierte MR-Signal erreicht einen spezifizierten Schwellenwertpegel, wenn das Kontrastmittel in den Abschnitt oder das Segment des Gefäßes 44 eintritt, welcher innerhalb der Scanstation 46 liegt. Daraufhin beginnt der Scanvorgang der Station 46. Wenn ein derartiger Scan abgeschlossen ist, geht das MR-System anschließend zur Erfassung von Daten aus der Scanstation 48 und dann aus der Scanstation 50 über.
Wie vorstehend dargestellt, ist die Zeit, die der Bolus 54 benötigt, um sich von einer Scanstation zu der nächsten zu bewegen, nicht genau bekannt und variiert von Patient zu Patient. Abweichungen in der Boluszuführung können einen erheblichen Einfluss auf die MR-Bilddaten haben. Eine Erfassung der MR-Daten vor der Ankunft des Bolus in der Zielarterie führt zu einer schlechten (oder keiner) Visualisierung der Arterie. In ähnlicher Weise kann die Erfassung der Daten nach dem Durchlauf des Bolus zu einer suboptimalen Visualisierung der Zielarterie führen. Ein ungenaue Bolus-Synchronisierung (d.h., die Fähigkeit, den Bolus mit der MR-Datenerfassung zu koordinieren) könnte daher erheblich die Vorteile – und die Wirksamkeit – der Verwendung eines Kontrastmittels in herkömmlichen Scantechniken gemäß vorstehender Beschreibung vermindern oder die Verwendung erhöhter Mengen oder Dosis des Gladoliniumchelat-Kontrastmaterials erfordern. Somit werden zur Beseitigung derartiger Nachteile und gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Monitore 58 und 60 in enger räumlicher Beziehung zu dem Gefäß 44 an den Positionen angeordnet, welche jeweils dafür in 2 dargestellt sind. Insbesondere wird der Monitor 58 unmittelbar rechts von der linken Kante der Scanstation 48 positioniert und der Monitor 60 wird unmittelbar rechts von der linken Kante der Scanstation 50, wie es in 2 zu sehen ist, positioniert. Somit detektieren die Monitore 58 und 60 die Ankunft des Bolus 54 an den Scanstationen 48 bzw. 50. Die Monitore 58 und 60 können in Betrieb und Aufbau ähnlich dem Monitor 54 sein. Außerdem werden Basisdaten für jeden Monitor vor der Erfassung von Bilddaten für die angiographische Untersuchung erhalten. Die Basisdaten zeigen den Pegel der MR-Signale an, die von den entsprechenden Monitoren bei Fehlen des Kontrastmittels detektiert werden. Aus derartigen Daten kann ein Schwellenwertpegel für jeden Monitor voreingestellt werden, um die Ankunft des Bolus an der entsprechenden Scanstelle anzuzeigen.
Man beachte, dass zum Überwachen des Signals an den Stellen 58 oder 60 während der Erfassung von Daten 46 bzw. 48 sich der Tisch ebenfalls bewegen kann, um 58 oder 60 besser zu visualisieren. Ferner minimiert die Bewegung des Tisches eine geometrische Verzerrung daraus, dass sich 58 oder 60 an dem Rande eines Großbild-FOV befindet.
Durch Verfolgen des Lauf des Bolus 54 entlang dem Gefäß 44, wie es hierin nachstehend im weiteren Detail beschrieben wird, ist die Vorrichtung der Erfindung auch in der Lage, unmittelbar die relevantesten Bilddaten an einer Scanstation nach der Detektion der Ankunft des Bolus an einer derartigen Station zu erfassen. Ferner ermöglicht die Vorrichtung die Fortsetzung einer Datenerfassung an einer Scanstation, während sich der Bolus im Übergang zu der nächstfolgenden Station befindet. Somit optimiert die Vorrichtung der Erfindung den Einsatz des Kontrastmittels in der Peripher-MR-Angiographie.
In 3 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das den Einsatz der Monitore 56–60 in einer eine Ausführungsform der Erfindung bildenden Vorrichtung darstellt. Gemäß Verarbeitungsblöcken 62 und 64 werden die Schwellenwertpegel der entsprechenden Monitore zu Beginn voreingestellt und der Monitor 56 betrieben, das er die Ankunft des Bolus 54 an der ersten Scanstation, d.h., an der Scanstation 46, detektiert. Daraufhin wird ein Auslösesignal erzeugt, um mit der Erfassung der Bilddaten bezüglich des Segmentes des Gefäßes 44 zu beginnen, welches innerhalb jeder der n Scanstationen liegt. Obwohl 2 nur drei Scanstationen darstellt, ist es ohne weiteres ersichtlich, dass in anderen Ausführungsformen die Anzahl der Scanstationen n wesentlich größer sein kann. Ferner ist, wie es durch den Verarbeitungsblock 66 von 3 betont wird, die anfängliche Datenerfassung bei jeder Scanstation einschließlich der allerersten Station auf Daten des zentralen k-Raums beschränkt, d.h., auf k-Raumdaten unterer räumlicher Frequenzen. Derartige Daten sind die wichtigsten in der Bildrekonstruktion und werden nützlicherweise über eine Dauer von angenähert 5–10 Sekunden erfasst.
Nach der Erfassung der Daten des zentralen k-Raums für die n-te Scanstation erfolgt anhand des Entscheidungsblockes 68 eine Ermittlung, ob eine derartige n-te Scanstation die letzte Station in der Bildgebungssequenz ist. Falls nicht, wird das Monitorsignal für die Scanstation n+1 detektiert, um zu ermitteln, ob der Bolus 54 dort angekommen ist, wie es kollektiv in 3 durch den Prozessblock 70 und den Entscheidungsblock 72 angezeigt wird. Wenn der Bolus 54 die Scanstation n+1 erreicht hat, arbeitet der Tisch 36, um den Patienten 16, wie vorstehend beschrieben, so zu bewegen, dass die Datenerfassung bei der Station n+1 beginnen kann. Eine derartige Operation wird durch den Prozessblock 74 dargestellt, welchem gemäß dem Prozessblock 76 eine Rücksetzung eines zugeordneten (nicht dargestellten) Zählers von n auf n+1 folgt. Darauf werden gemäß dem Prozessblock 66 Daten des zentralen k-Raums an der aktualisierten Scanstation erfasst.
Wenn bei dem Block 72 entschieden wird, dass der Bolus noch nicht die Scanstation n+1 erreicht hat, muss gemäß dem Entscheidungsblock 78 eine Ermittlung ausgeführt werden. D.h., es muss ermittelt werden, ob die Datenerfassung für die n-te Scanstation abgeschlossen worden ist. Falls nicht, wird wie es durch den Prozessblock 80 dargestellt wird, die nächste Schleife von k-Raumdaten, die für jede Scanstation erforderlich sind, erfasst. Jedoch wird, wenn die Datenerfassung abgeschlossen worden ist, die Operation des Prozessblockes 82 ausgeführt, d.h., Daten des zentralen k-Raums werden für die n-te Scanstation erfasst, um das Sig nal/Rausch-Verhältnis zu verbessern. Alternativ werden Daten bei höheren Raumfrequenzen erfasst, um die räumliche Auflösung zu verbessern. Wenn die Operation jedes Prozessblockes 80 oder Prozessblockes 82 abgeschlossen worden ist, kehrt das System zu dem Prozessblock 70 zurück, um nochmals auf die Ankunft des Bolus bei der Scanstation n+1 zu prüfen.
Gemäß weiterer Bezugnahme auf 3 erfordert der Prozessblock 84, dass die Datenerfassung für die letzte Scanstation abgeschlossen wird, nachdem eine derartige Scanstation durch den Entscheidungsblock 68 identifiziert wurde. Dann werden gemäß dem Prozessblock 86 alle restlichen k-Raumdaten, welche noch nicht erfasst worden sind, für die entsprechenden Stationen gewonnen. Die Operation des Prozessblockes 86 würde im Wesentlichen eine kontrollierte Bewegung des Tisches 36 erfordern, um den Patienten 16 gezielt zu positionieren. Wenn die Erfassung der restlichen Daten abgeschlossen ist, kommt die Scanprozedur von 3 zu einem Ende. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die entsprechenden Schritte und Prozeduren der Ausführungsform, wie hierin beschrieben und in 3 dargestellt, durch Konfigurierung der Steuerelektronik 34 implementiert werden, um den Betrieb des Systems 10 in Abhängigkeit davon zu führen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann ein Problem bei der Platzierung eines Monitors über einem kleinen Volumen innerhalb eines interessierenden Gefäßes entstehen. Gemäß Darstellung in 2 sind ein Monitor und sein zugeordnetes Volumen in der Nähe des Randes einer Scanstation und daher an dem Rand des Bildgebungssichtfeldes angeordnet. Demzufolge kann das Monitorvolumen so weit von dem Magnetisozentrum entfernt sein, dass es von Gradienten-Nicht-Linearitäten beeinträchtigt wird.
In 4 ist ein idealer scheibenselektiver Block 88 dargestellt, welcher durch das interessierende Gefäß 44 gelegt ist, und MR-Signaldaten für die Konstruktion eines Bildes liefern soll. Der Block 88 enthält ein Volumen 90, welches aus einem kleinen Bereich entlang dem Blutströmungspfad besteht, welcher zu einem der Monitore benachbart ist. 4 stellt ferner den scheibenselektiven Block 88a dar, aus welchem MR-Signaldaten tatsächlich erfasst werden. Aufgrund einer Gradientenfeld-Nicht-Linearität distal von dem Isozentrum 42 krümmen sich die Enden des Blockes 88a aus ihren gewünschten Positionen weg. Demzufolge können die tatsächliche Position des Monitorvolumens 90a aus der gewünschten Volumenposition 90 nicht korrekt sein. Demzufolge können die den Monitorblöcken entsprechenden Frequenzverschiebungen nicht korrekt sein. Dieses kann kompensiert werden, indem die Gradientenparameter einer im Fachgebiet als GRADWARP bekannten Technik verwendet werden, um die Feldverzerrung im Voraus zu berechnen. In der vorliegenden Vorrichtung können die Scheibenauswahl-Frequenzverschiebungen und die Scheibenauswahl-Gradientenamplitude dann dementsprechend geändert werden. Dieses ermöglicht es, dass das vorgeschriebene Monitorvolumen besser der erwarteten Position entspricht. Die GRADWARP-Technik wird in der herkömmlichen Technik wie z.B. in dem am 6. Oktober 1987 an Clover et. al. erteilten US Patent Nr. 4 698 591, beschrieben.
Ein weiteres Verfahren zum korrekten Lokalisieren des Monitorvolumens ist die Verwendung des Sättigungseffektes der scheibenselektiven HF-Impulse (entweder ein Spinecho orthogonaler scheibenselektiver Gradient oder ein zweidimensionaler (2D) zylindrischer HF-Impuls). Der Sättigungsbereich würde die Position des Monitorvolumens anzeigen. Die korrekte Position kann schnell identifiziert werden, indem eine Echtzeiterfassungssequenz mit einer Verfolgungs- oder Monitorvolumenauswahl-Impulssequenz vorausgeschickt wird. Somit kann sich ein Benutzer über oder um die gewünschte Station herum bewegen und die Monitorvolumen-Frequenzverschiebungen dementsprechend anpassen.
In 5 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, in welcher alternative Einrichtungen verwendet werden, um die Ankunft des Bolus an den entsprechenden Scanstationen zu detektieren. Somit wird die Notwendigkeit von Monitoren, wie z.B. den Monitoren 56–60, sowie die Nachteile in Verbindung mit diesen im Wesentlichen eliminiert. Dieses ähnelt dem von Wilman AH; Riederer SJ; et. al., Fluoroscopically triggered contrast-enhanced three-dimensional MR-Angiography with elliptical centric view order application to the renal arteries, Radiology 1997; 205:137–46 beschriebenen Verfahren.
Gemäß Darstellung durch den Prozessblock 92 beginnt der in 5 dargestellte Prozess durch periodisches Erfassen kurzer 2D-Projektionsbilder der ersten Scanstation, d.h., der Scanstation 46. Ein Bediener des MR-Systems 10 betrachtet physisch entsprechende Bilder, bis er die mit dem Kontrastmittel gefüllte Gefäßstruktur an einer derartigen Scanstation sieht. Daraufhin löst er die Erfassung Daten des zentralen k-Raums an der ersten Scanstation gemäß dem Prozessblock 66 aus, welcher identisch mit dem vorstehend in Verbindung mit 3 beschriebenen Prozessblock 66 ist. Der nachfolgende Entscheidungsblock 68 ist ebenso mit dem Entscheidungsblock 68 von 3 identisch. Somit wird nach der Erfassung der Daten des zentralen k-Raums für jede Scanstation außer der letzten Station eine durch den Block 94 dargestellte Bolusverfolgungsfunktion initiiert. Eine derartige Funktion umfasst die Prozessblöcke 96 und 98 und den Entscheidungsblock 100.
Abhängig davon und anschließend an die Erfassung der Daten des zentralen k-Raums für die n-te Station an dem Ende jeder k_z-Codierungsschleife (in einer 3D Fast GRE Erfassung) wird ein kurzes 2D-Projektionsbild (bevorzugt unter Verwendung einer Echo-train- oder ähnlichen Pulssequenz mit 100–200 Millisekunden Erfassungszeit) bei der Scanstation n+1 (Prozessblock 96) erfasst. Der k_y-Codierungswert wird dann aktualisiert, und die nächsten k_z-Schleifendaten werden erfasst. Somit wird für jeden k_y-Codierungswert eine schnelle Erfassung bei der nächsten Scanstation ausgeführt. Das schnelle 2D-Projektionsbild wird rekonstruiert und in. Echtzeit-Intervallen von (T_acq + n_zTR) gemäß dem Prozessblock 98 angezeigt. T_acq ist die Erfassungszeit des schnellen 2D-Bildes, und n_z ist die Anzahl von Scheibencodierungswerten. Gemäß dem Entscheidungsblock 100 beobachtet der Bediener das dargestellte 2D-Bild, um zu ermitteln, ob sich die Gefäßstruktur an der Scanstation n+1 mit Kontrastmaterial gefüllt hat. Falls ja, geht die Datenerfassung zu der Scanstation n+1 über. Ansonsten fährt die Datenerfassung an der Scanstation n gemäß dem Entscheidungsblock 78 und den vorstehend in Verbindung mit 3 beschriebenen Prozessblöcken 80 und 82 fort. Die restlichen in 5 dargestellten Blöcke sind ebenso mit den vorstehend in Verbindung mit 3 beschriebenen entsprechenden Blöcken identisch.
Es ist somit zu sehen, dass in dem in 5 dargestellten Prozess die visuelle Überwachung der Gefäßstruktur an der Scanstation n+1 nur beginnt, wenn ein zentraler Kern von k-Raumdaten für die Scanstation n erfasst wurde. Dieses stellt sicher, dass Daten an der aktuellen Scanstation einen ausreichenden Kontrast zwischen der Gefäßstruktur und dem stationären Gewebe haben. Die Erfassung des schnellen 2D-Projektionsbildes an der Scanstation n+1 kann in einer von zwei Arten erreicht werden. Die erste besteht darin, vollständig den Tisch 36 zu bewegen, um den Patienten 16 an der Scanstation n+1 zu positionieren. Die zweite besteht darin, den Tisch teilweise zu einer derartigen Scanstation zu bewegen. Die Prozedur der Wahl hängt im Wesentlichen von der Tischbewegungsgeschwindigkeit ab.
Man beachte, dass die vorstehenden zwei Konzepte oder Ausführungsformen auch kombiniert werden können, um sowohl ein visuelles als auch automatisiertes Verfahren zur Detektion der Kontrastbolusankunft zu schaffen, wie es von Kim J; Farb G; Wrigth G; Sentinel scan: Test bolus examination in the carotid artery at dynamic gladolinium enhanced MR-Angiography, Radiology 1998; 206:283–289 beschrieben ist.

Claims

MR-Scanvorrichtung zum Durchführen einer peripheren MR-Angiographie an einem Patienten (16), mit einer ein Gefäß- oder Vasculärgebiet (44) in dem Patienten betreffenden Bildgebungsstruktur, durch Erfassen von MR-Datensätzen, die jeweils einer Aufeinanderfolge von entlang dem Gefäß- oder Vasculärgebiet positionierten Scanstationen (46, 48, 50) zugeordnet sind, wobei die Aufeinanderfolge wenigstens eine erste (46) und eine zweite (48) Scanstation enthält, und die Vorrichtung aufweist: –eine Einrichtung (56), die dafür eingerichtet ist, die Ankunft eines Bolus (54) eines Kontrastmittels an der ersten Scanstation (46) zu detektieren, wobei das Kontrastmittel intravenös in den Patienten in einer Weise eingespritzt worden ist, um einen Bolus (54) zu erzeugen, welcher zu der ersten Scanstation und von dort zu der zweiten Scanstation strömt; und – eine Datenerfassungseinrichtung, die dafür eingerichtet ist, in Reaktion auf die Detektion der Ankunft des Bolus an der ersten Scanstation einen Anfangsabschnitt eines ersten Satzes von der ersten Scanstation (46) zugeordnet MR-Daten zu erfassen; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: – sie ferner eine Überwachungseinrichtung (58) aufweist, die dafür eingerichtet ist, die zweite Scanstation zu überwachen, um zu ermitteln, ob der Bolus (54) an der zweiten Scanstation (48) angekommen ist; – wobei die Datenerfassungseinrichtung dafür eingerichtet ist, die Erfassung von der ersten Scanstation zugeordneten MR-Daten und die Erfassung von wenigstens einigen der Daten eines der zweiten Scanstation zugeordneten zweiten MR-Datensatzes auszusetzen, wenn durch die Überwachungseinrichtung (58) ermittelt wird, dass der Bolus an der zweiten Scanstation (48) angekommen ist; und dadurch, dass – die Datenerfassungseinrichtung dafür eingerichtet ist, mit der Erfassung von Daten des ersten MR-Datensatzes fortzufahren, wenn durch die Überwachungseinrichtung (58) ermittelt wird, dass der Bolus noch nicht bei der zweiten Scanstation (48) angekommen ist.
MR-Scanvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Anfangsabschnitt des ersten Satzes von MR-Daten Daten des zentralen k-Raums aufweist.
MR-Scanvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Überwachungseinrichtung (58) dafür eingerichtet ist, dass sie einen auf das Kontrastmittel reagierenden MR-Detektor (58) in enger Abstandsbeziehung mit dem Gefäß- oder Vasculärgebiet (44) und unmittelbar an der zweiten Scanstation (48) platziert, wobei der MR-Detektor dafür eingerichtet ist, ein Signal zu erzeugen, wenn die Menge des Kontrastmittels an der zweiten Scanstation eines spezifizierten Schwellenwert überschreitet.
MR-Scanvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Überwachungseinrichtung (58) eine Einrichtung aufweist, die dafür eingerichtet ist, rasch MR-Daten aus einem Bereich unmittelbar an dem Gefäß- oder Vasculärgebiet (44) und an der zweiten Scanstation zu erfassen; und eine Einrichtung, die dafür eingerichtet ist, ein Echtzeitbild aus dem rasch erfassten MR-Daten zur Verwendung durch eine Bedienungsperson aufzubauen, um zu ermitteln, ob eine Gefäßanordnung an der zweiten Scanstation mit dem Kontrastmittel gefüllt worden ist.
MR-Scanvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Gefäß (44) aus einer in dem abzubildenden Patienten (16) befindlichen Arterie besteht, und wobei die Vorrichtung ferner einen Tisch (36) zur Lagerung des abzubildenden Patienten und eine Einrichtung aufweist, die dafür eingerichtet ist, den Tisches zu betätigen, um den abzubildenden Patienten selektiv in Bezug auf die Scanvorrichtung zu positionieren, um einer vorgegebenen Scanstation zugeordnete MR-Daten zu erfassen.