-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von Daten, die mittels
der Magnetresonanztechnik erzeugt werden und spektroskopische Information
beinhalten.
-
Die
Magnetresonanzspektroskopie wird seit mehr als vier Jahrzehnten
in der physikalischen, chemischen und biochemischen Grundlagenforschung z.
B. als Analysetechnik oder zur Strukturaufklärung komplexer Moleküle eingesetzt.
Dabei beruht die Magnetresonanzspektroskopie wie die Magnetresonanztomographie
auf dem Prinzip der magnetischen Kernspinresonanz. Die primäre Zielsetzung
der Spektroskopie ist jedoch nicht die Bildgebung, sondern eine
Analyse eines Stoffes. Dabei sind Resonanzfrequenzen von Isotopen,
die ein magnetisches Moment besitzen, beispielsweise 1H, 13C oder 31P, von
einer chemischen Struktur von Molekülen abhängig, in denen vorgenannte
Isotope gebunden sind. Eine Bestimmung der Resonanzfrequenzen erlaubt es
deshalb, zwischen verschiedenen Stoffen zu differenzieren. Die Signalintensität bei den
verschiedenen Resonanzfrequenzen gibt Aufschluss über eine Konzentration
der entsprechenden Moleküle.
-
Wird
ein Molekül
in ein Grundmagnetfeld eines Magnetresonanzgeräts gebracht, wie dies bei der
Spektroskopie geschieht, schirmen Elektronen des Moleküls das Grundmagnetfeld
für Atomkerne des
Moleküls
ab. Durch diesen Effekt ändert
sich das lokale Magnetfeld am Ort eines Atomkerns um wenige Millionstel
des äußeren Grundmagnetfeldes.
Die damit verbundene Variation der Resonanzfrequenz dieses Atomkerns
wird als chemische Verschiebung bezeichnet. Moleküle können somit
anhand ihrer chemischen Verschiebung identifiziert werden. Da Frequenzdifferenzen
messtechnisch einfacher und genauer erfassbar sind als absolute
Frequenzen, gibt man die chemische Ver schiebung relativ zu einem Referenzsignal,
beispielsweise der Betriebsfrequenz des Magnetresonanzgeräts, in ppm
an. Des Weiteren gibt es in der NMR-Spektroskopie keinen absoluten Maßstab, da
Resonanzfrequenz und magnetische Flussdichte miteinander verknüpft sind.
Daher verwendet man einen relativen Maßstab und misst die Frequenzdifferenz
zwischen den Resonanzsignalen der zu untersuchenden Substanz und
dem einer Referenzsubstanz, siehe auch das Fachbuch „Ein- und zweidimensionale
NMR-Spektroskopie” von
Horst Friebolin, VCH-Verlagsgesellschaft
Weinheim, 2. Auflage, 1992, Seite 22.
-
Eine
Resonanzlinie eines Atomkerns kann in mehrere Linien aufgespaltet
sein, wenn sich weitere Atomkerne mit einem magnetischen Moment
in der Umgebung des beobachteten Atomkerns befinden. Die Ursache
liegt in der sogenannten Spin-Spin-Kopplung zwischen den Atomkernen. Die magnetische
Flussdichte des Grundmagnetfeldes, die ein Atomkern erfährt, hängt also
nicht nur von der Elektronenhülle
um diesen Atomkern ab, sondern auch von der Orientierung der Magnetfelder
der Nachbaratome.
-
Unter
klinischer Magnetresonanzspektroskopie wird die Magnetresonanzspektroskopie
unter Verwendung klinischer Magnetresonanzgeräte verstanden. Die Verfahren
der lokalisierten Magnetresonanzspektroskopie unterscheiden sich
von denen der Magnetresonanzbildgebung im Wesentlichen dadurch,
dass bei der Spektroskopie zusätzlich
zur tomographischen Ortsauflösung
auch die chemische Verschiebung aufgelöst wird. Zur Zeit dominieren
in der klinischen Anwendung zwei Lokalisationsverfahren der Magnetresonanzspektroskopie.
Dies sind einerseits auf Echoverfahren beruhende Einzelvolumentechniken,
bei denen ein Spektrum eines zuvor ausgewählten Zielvolumens aufgezeichnet
wird. Andererseits sind dies spektroskopische Bildgebungsverfahren,
sogenannte CSI-Verfahren (Chemical Shift Imaging), die simultan
die Aufzeichnung von Spektren vieler räumlich zusammenhängender
Zielvolumina ermöglichen.
-
Spektroskopische
Untersuchungsverfahren finden sowohl in der klinischen Phosphor-
als auch in der Protonenspektroskopie Anwendung. Ein dreidimensionales
CSI-Verfahren umfasst dabei beispielsweise folgende Schritte: Nach
einem nichtschichtselektiven 90°-HF-Puls
wird für
eine definierte Zeit eine Kombination magnetischer Phasenkodiergradienten der
drei Raumrichtungen eingeschaltet und danach das Magnetresonanzsignal
in Abwesenheit jeglicher Gradienten ausgelesen. Vorgenanntes wird
so oft mit anderen Kombinationen von Phasenkodiergradienten wiederholt,
bis die gewünschte
Ortsauflösung
erreicht ist. Eine vierdimensionale Fouriertransformation der Magnetresonanzsignale
liefert die gewünschte
räumliche
Verteilung der Resonanzlinien. Ein zweidimensionales CSI-Verfahren
entsteht aus dem vorausgehend beschriebenen Dreidimensionalen, indem
der vorgenannte, nichtschichtselektive HF-Puls durch eine schichtselektive
Anregung, bestehend aus schichtselektivem HF-Puls und entsprechendem magnetischen
Gradienten, ersetzt wird und eine Phasenkodierrichtung entfällt.
-
Die üblicherweise
angewandten Einzelvolumentechniken beruhen auf einem Erfassen eines
stimulierten Echos oder eines sekundären Spinechos. In beiden Fällen erfolgt
eine Ortsauflösung
durch aufeinanderfolgende selektive Anregungen dreier orthogonaler
Schichten. Ein Zielvolumen ist dabei durch ein Schnittvolumen vorgenannter
drei Schichten definiert. Nur die Magnetisierung des Zielvolumens
erfährt
alle drei selektiven HF-Pulse und trägt somit zum stimulierten Echo
bzw. sekundären
Spinecho bei. Das Spektrum des Zielvolumens erhält man durch eindimensionale
Fouriertransformation eines dem stimulierten Echo bzw. dem sekundären Spinecho
entsprechenden Zeitsignals.
-
Bei
der klinischen Protonenspektroskopie werden häufig die intensiven Wassersignale
unterdrückt.
Ein Verfahren zur sogenannten Wasserunterdrückung ist beispielsweise die
CHESS-Technik, bei der
die Kernseins der Wassermoleküle
zunächst durch
schmalbandige 90°-HF-Pulse
selektiv angeregt werden und ihre Quermagnetisierung anschließend durch
das Schalten von magnetischen Feldgradienten dephasiert wird. Für ein sich
unmittelbar anschließendes
Spektroskopieverfahren steht somit – im Idealfall – keine
nachweisbare Magnetisierung der Wassermoleküle mehr zur Verfügung.
-
Für ein vorgebbares,
zu untersuchendes Volumen wird beispielsweise mit einem der vorausgehend
beschriebenen Verfahren ein Magnetresonanzsignal erzeugt, das im
Zeitbereich aufgenommen und das durch eine Fouriertransformation
in ein zugehöriges
Spektrum überführt wird,
wobei beispielsweise ein Realteil oder ein Betrag des Spektrums
dargestellt wird. Dabei ist das Spektrum durch Resonanzlinien, die
auch als Spitzen bezeichnet werden, charakterisiert. Diese Resonanzlinien
oder Spitzen treten zumeist in Form spitzer, glockenförmiger Kurven in
Erscheinung. Jeder der Resonanzlinien oder Spitzen ist dabei ein
maximaler Amplitudenwert zuordenbar, der wiederum einen zugehörigen Frequenzwert der
Resonanzlinie bestimmt, der für
die Resonanzlinie und damit für
eine ganz bestimmte, im Volumen enthaltene magnetresonanzsignalgebende
Substanz charakteristisch ist. Des Weiteren gibt ein Integralwert
für eine
der Resonanzlinien oder Spitzen in einem Absorptionsspektrum darüber Aufschluss,
welche Konzentration die zugehörige
Substanz im untersuchten Volumen aufweist. Ferner ist jeder der
Resonanzlinien oder Spitzen eine sogenannte Halbwertsbreite zuordenbar.
Dabei ist die Halbwertsbreite einer Resonanzlinie diejenige Breite
in Richtung der Frequenzachse, die die Resonanzlinie bei der Hälfte ihres
maximalen Amplitudenwertes aufweist.
-
Ziel
eines Auswertens eines Spektrums ist es schließlich, anhand der Resonanzlinien
die im untersuchten Volumen enthaltenen Substanzen zu identifizieren
und deren Konzentration innerhalb des Volumens zu bestimmen. Dabei
sollen vorgenannte Informationen möglichst in einem vollautomatischen Auswerteverfahren
gewonnen werden und einem Betrachter des Spektrums, beispielsweise
einem diagnostizierenden Arzt, zur weiteren Interpretation zur Verfügung gestellt
werden. Das Auswerten T insbesondere von klinischen in-vivo-Magnetresonanzspektren zielt
dabei darauf ab, das Spektrum bzw. dessen Zeitsignal zunächst von
diversen Artefakten, wie Frequenzverschiebungen, Phasenverschiebungen
und Basislinienverzerrungen, zu befreien. Daran anschließend wird
zum Identifizieren und Quantifizieren der im untersuchten Volumen
enthaltenen Substanzen ein Einpassen von theoretischen Kurven an das
Spektrum bzw. dessen zugehöriges
Zeitsignal durchgeführt.
-
In
dem eingangs schon zitierten Fachbuch von Horst Friebolin ist auch
ein rechnergestütztes Verfahren
zur Spektrenzuordnung in der 13C-NMR-Spektroskopie
beschrieben. Basis dazu ist eine Datenbank, worin möglichst
viele Referenzspektren mit allen Messdaten, wie Linienzahl, Linienlagen,
Kopplungskonstanten, Multiplizitäten
usw. gespeichert sind. Nach Eingabe der Lage aller 13C-NMR-Signale
des gemessenen Spektrums sucht dieses Verfahren als erstes identische
Spektren. Wird kein identisches Spektrum gefunden, werden ähnliche
Spektren gesucht. Derartige Suchprogramme gibt es auch für 1H-NMR-Spektren.
Der Aufbau der Spektrendateien ist jedoch schwieriger und aufwendiger
als die für 13C-NMR-Spektren.
-
Die
DE 198 49 231 C2 beschreibt
ein Verfahren zum Verifizieren der Synthese organischer Moleküle mittels
NMR-Spektren. Ein Teilschritt des dort beschriebenen Verfahrens
beinhaltet die Zuordnung von Signalbereichen zu Substrukturen aufgrund
von NMR-Spektren einer früheren
Messreihe und/oder aufgrund theoretisch berechneter Spektraldaten.
-
Es
stehen verschiedene Auswerteverfahren zur Verfügung, bei denen allerdings
bestimmte typische spektrale Eigenschaften in Abhängigkeit
von unterschiedlichen, zu untersuchenden Volumina, beispielsweise
unterschiedlichen anatomischen Regionen, als gegeben vorausgesetzt
werden und/oder Startparameter des Auswerteverfahrens vom Benutzer
selbsttätig
vorzugeben sind. In dem Artikel von K. Young et al. ”Automated
Spectral Analysis II: Application of Wavelet Shrinkage for Characterization
of Non-Parameterized Signals”,
Magnetic Resonance in Medicine 40 (1998), Seiten 816–821, ist
beispielsweise ein Auswerteverfahren beschrieben, bei dem ein parametrisches
Modell für
interessierende spektrale Komponenten mit einer nichtparametrischen Beschreibung
von unbekannten spektralen Komponenten kombiniert wird. Dabei greift
des Auswerteverfahrens bei einem zu untersuchenden Volumen eines
Hirns auf in allgemeinen Spektren von Hirnen hervorstechende Resonanzlinien
von Metaboliten in Verbindung mit angenommener relativer Konzentration
vorgenannter Metaboliten zurück.
-
Werden
vorgenannte Auswerteverfahren beispielsweise mit Spektren konfrontiert,
die bezüglich
den hervorstechende Resonanzlinien erzeugenden Substanzen atypisch
sind, so führt
das Auswerten zu völlig
falschen Ergebnissen oder zum Abbrechen ohne ein Ergebnis. Dies
tritt in der klinischen Magnetresonanzspektroskopie insbesondere
bei Spektren von anatomischen Regionen auf, die pathologisches Gewebe
beinhalten, weil die im pathologischen Gewebe enthaltenen Substanzen
von Fall zu Fall sehr stark variieren.
-
In
der
EP 0 434 870 A1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Shim des Magnetfeldes
bei der Magnetresonanzspektroskopie beschrieben. Dabei werden für jedes
Voxel Spektroskopiedaten gewonnen. In den Spektroskopiedaten wird die
Frequenz des Protonenpeaks detektiert. Aus der Lage des Protonenpeaks
werden dann Ströme
für Shimspulen
abgeleitet. Der Protonenpeak wird mit einem „Peak-Picker” gefunden,
der zunächst
Resonanzlinien im Spektrum feststellt und dann diese Resonanzlinien
auf eine korrekte Fett-Wasser-Trennung hin untersucht. Wenn dieser
Test positiv ist, wird die Spitze bei der höheren Frequenz Wasser zugeordnet.
-
In
der Veröffentlichung
von Koradi/Billeter/Engeli/Güntert/Wüthrich: „Automated
Peak Picking and Peak Integration in Macromolecular NMR Spectra
Using AUTOPSY”,
erschienen 1998 im Journal of Magnetic Resonance, Vol. 135, pp.
288–297, ist
ein Verfahren beschrieben, mit dem eine Liste der spektralen Peaks
mit der genauen Frequenzverschiebung und dem Intensitätsintegral
erstellt werden kann.
-
Die
Veröffentlichung
von Provencher: „Estimation
of Metabolite Concentrations from Localized in Vivo Proton NMR Spectra”, erschienen
1993 in Magnetic Resonance in Medicine, Vol. 30, pp. 672–679, beschreibt
ein Verfahren zur Analyse eines in-vivo Spektrums mit Hilfe einer Linearkombination von
in-vitro Modellspektren. Unterschiede zwischen dem in-vivo Spektrum
und den in-vitro Modell-Spektren in der Phase, der Basislinie und
der Linienform werden mit einem Regularisierungsverfahren ausgeglichen.
-
In
dem Fachbuch „On-line
Rechner in der Chemie” von
Dieter Ziessow, Walter de Gruyter, 1973 ist auf den Seiten 188 bis
191 und 300 bis 304 eine Basislinien- und Phasenkorrektur bei NMR-Spektren beschrieben.
Zur Basislinienkorrektur berechnet man aus einem signalfreien Teil
den Mittelwert der Basislinie und subtrahiert diesen von allen Messwerten. Geeignet
dazu ist ein Endbereich des Messsignals, bei dem wegen des Messprinzips
der Signalanteil gering und bei genügender Segmentgröße sein
Mittelwert annähernd
Null ist. Mittels der Phasenkorrektur sollen aus den gemessenen
Spektren reine Absorptions- und Dispersionsspektren gebildet werden,
die eine Auswertung erleichtern.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes
Verfahren zum Auswerten von Daten, die mittels der Magnetresonanztechnik erzeugt
werden und spektroskopische Information beinhalten, zu schaffen,
das unter anderem unabhängig
von unterschiedlichsten, zu untersuchenden Volumina ein zuverlässiges Ergebnis
liefert.
-
Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Gemäß Anspruch
1 umfasst ein Verfahren zum Auswerten von Daten, die mittels der
Magnetresonanztechnik erzeugt werden und spektroskopische Information
beinhalten, folgende Schritte: Detektieren wenigstens zweier Resonanzlinien
eines Spektrums der Daten, Vergleichen der detektierten Resonanzlinien
mit der relativen Lage, die die detektierten Resonanzlinien innerhalb
des Spektrums zueinander aufweisen, mit Resonanzlinien bekannter
Substanzen, wobei zum Vergleichen die detektierten Resonanzlinien
mit der relativen Lage längs
einer Frequenzachse des Spektrums gegen die Resonanzlinien bekannter
Substanzen verschoben werden, und Zuordnen von bekannten Substanzen
zu den detektierten Resonanzlinien bei einer Übereinstimmung des Vergleichen,
wobei das Zuordnen gemäß einem Zustand
des Verschiebens erfolgt, der hinsichtlich Überlappung und Anzahl von Resonanzlinien
zwischen den detektierten Resonanzlinien und den Resonanzlinien
bekannter Substanzen ein Maximum erzielt.
-
Dadurch,
dass das Verfahren auf jegliche Annahmen bezüglich in einem untersuchten
Volumen enthaltenen Substanzen und deren Eigenschaften verzichtet,
arbeitet das Verfahren insbesondere auch bei einem Fehlen normalerweise
vorhandener Substanzen und/oder bei einem Auftreten üblicherweise
nicht erwarteter Substanzen innerhalb des untersuchten Volumens
fehlerfrei und bricht nicht ab. Dabei basiert das Verfahren darauf,
dass die relative Lage wenigstens zweier im Spektrum detektierter Resonanzlinien
zueinander, trotz der eingangs beschriebenen Artefakte, durch ein
Vergleichen mit Resonanzlinien bekannter Substanzen ein sicheres
Zuordnen von bekannten Substanzen zu den detektierten Resonanzlinien
erlaubt. Davon ausgehend sind weitere Eigenschaften der bereits
detektierten und zugeordneten Resonanzlinien ermittelbar und Startparameter
für weitere
Verfahren zum Detektieren, Zuordnen und Analysieren weiterer Resonanzlinien gewinnbar,
so dass die einzelnen Auswerteschritte quasi allgemeingültig und
vollautomatisch ablaufen können
und zu verlässlichen
Ergebnissen führen. Damit
ist das Verfahren unter anderem in der klinischen Routine anwendbar.
Die medizinische Interpretation wird vereinfacht und Fehlaussagen
aufgrund falscher spektraler Auswertungen werden vermieden. Dazu
gehört
auch, dass bei einem nicht möglichen
Detektieren wenigstens zweier Resonanzlinien und/oder einem nicht
möglichen
Zuordnen das Spektrum verworfen wird. Beim Auswerten von CSI-Daten
können
ferner Querinformationen aus benachbarten Voxeln in das Verfahren
mit einfließen.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung.
-
Die
Figur zeigt ein Ablaufdiagramm für
ein Verfahren zum Auswerten von Daten, die mittels der Magnetresonanztechnik
erzeugt werden und spektroskopische Information beinhalten. Dabei
wird in einem ersten Schritt S1 des Ablaufdiagramms zum Detektieren
wenigstens zweier Resonanzlinien eines zu analysierenden, nicht
irgendwie vorverarbeiteten Spektrum wie folgt vorgegangen: Eine
Fensterfunktion, die beispielsweise rechteckförmig ist, wird längs einer
Frequenzachse des Spektrums schrittweise über das Spektrum geschoben.
Dabei werden je Verschiebeschritt für die jeweils in den Fensterbereich fallenden
Amplitudenwerte des Spektrums Mittelwerte gebildet. Amplitudenwerte
des Spektrums, die vorgenannte Mittelwerte um einen vorgebbaren
Wert überschreiten,
werden detektiert und Bereichen zugewiesen, die sich um mögliche Resonanzlinien
des Spektrums herum erstrecken. Innerhalb eines der vorgenannten
Bereiche wird dabei ein maximaler Amplitudenwert, in Verbindung
mit dem ihm zugehörigen
Frequenzwert, als Charakteristika einer der Resonanzlinien des Spektrums
detektiert.
-
Vorgenanntes
Vorgehen zum Detektieren von Resonanzlinien des Spektrums beinhaltet
als Parameter lediglich den vorgebbaren Wert und eine Fensterbreite.
Dabei sind der vorgebbare Wert und die Fensterbreite ihrerseits
automatisch einstellbar. Der vorgebbare Wert wird so eingestellt,
dass mit einer hohen Sicherheit Resonanzlinien nicht zum Rauschen
gehören,
d. h. die Resonanzlinien werden nicht in Bereichen des Spektrums
detektiert, die eine kleine Varianz innerhalb des Spektrums aufweisen. Damit
das Vorgehen unabhängig
von unterschiedlichen Formen von Resonanzlinien ist, kommt ein Bereich
von Fenster breiten zur Anwendung, wobei ein unterer Grenzwert für die Fensterbreite
von entscheidender Bedeutung ist. In vorteilhafter Weise wird dabei
der untere Grenzwert als das Doppelte einer maximalen Halbwertsbreite
der erwarteten Resonanzlinien gewählt. Falls damit beispielsweise
weniger als drei Resonanzlinien detektiert werden, wird vorausgehend
Beschriebenes mit einem kleineren Grenzwert wiederholt.
-
Die
gemäß vorausgehendem
Vorgehen detektierten Resonanzlinien umfassen nicht notwendigerweise
alle Resonanzlinien des Spektrums, aber sie umfassen die dominanten
Resonanzlinien. Die so detektierten Resonanzlinien werden ohne jegliche vorab
aufgestellte Annahmen bezüglich
zu erwartender dominanter Resonanzlinien ermittelt. Selbst bei einem
Fehlen von Substanzen, die normalerweise in einem bestimmten, zu
untersuchenden Volumen enthalten sind, arbeitet das vorausgehend
beschriebene Verfahren fehlerfrei.
-
Nach
dem Detektieren von Resonanzlinien gemäß dem Schritt S1 erfolgt in
einem sich daran anschließenden
Schritt S2 des Ablaufdiagramms ein Vergleichen der detektierten
Resonanzlinien mit der relativen Lage, die die detektierten Resonanzlinien innerhalb
des Spektrums zueinander aufweisen, mit Resonanzlinien bekannter
Substanzen. Dabei werden die detektierten Resonanzlinien mit der
relativen Lage längs
der Frequenzachse verschoben und mit jedem Verschieben deren Überlappung
mit Resonanzlinien bekannter Substanzen ausgewertet. Dabei sind
die Resonanzfrequenzwerte bekannter Substanzen in einer Datenbank
hinterlegt. Es wird dabei diejenige Verschiebung ermittelt, die
hinsichtlich Überlappung
und Anzahl von Resonanzlinien zwischen detektierten Resonanzlinien
und Resonanzlinien bekannter Substanzen ein Maximum erzielt.
-
In
der Datenbank werden beispielsweise diejenigen Resonanzfrequenzwerte
bekannter Substanzen gespeichert, wie sie üblicherweise bei Umgebungsbedingungen
der in-vivo-Spektroskopie auftreten. Davon ausgenommen sind beispielsweise
Substanzen, deren Frequenzwerte eine starke Temperaturabhängigkeit
auf weisen, was beispielsweise für Wasser
zutrifft. Ferner werden in der Datenbank weitere Eigenschaften der
bekannten Substanzen wie T2- und/oder T2*-Zeiten gespeichert. Für die Datenbank ist es in Abhängigkeit
von unterschiedlichen Untersuchungsobjekten oder von unterschiedlichen
zu untersuchenden Bereichen eines Objekts zumeist ausreichend, die
wichtigsten Substanzen gemäß der bekannten
Literatur zu hinterlegen. Gegebenenfalls wird in Abhängigkeit
von zu untersuchenden anatomischen Regionen der Inhalt der Datenbank
entsprechend angepasst.
-
Das
Vorgehen gemäß dem Schritt
S2 basiert dabei darauf, dass eine Differenz zwischen den Frequenzwerten
zweier detektierter Resonanzlinien für die Substanzen, die die beiden
detektierten Resonanzlinien hervorrufen, charakteristisch ist und
dass die Substanzen durch ein Vergleichen dieser Differenz mit Differenzen
zwischen Resonanzfrequenzwerten bekannter Substanzen identifizierbar
sind.
-
In
einem an den Schritt S2 anschließenden Schritt S3 des Ablaufdiagramms
erfolgt ein Zuordnen von bekannten Substanzen zu den detektierten
Resonanzlinien gemäß derjenigen
Verschiebung des Schrittes S2, die hinsichtlich Überlappung und Anzahl von Resonanzlinien
das Maximum erzielt.
-
Im
Falle, dass die Frequenzwerte der detektierten und zugeordneten
Resonanzlinien von zugehörigen
Resonanzfrequenzwerten der Datenbank abweichen, wird in einem weiteren
Schritt S4 des Ablaufdiagramms die Frequenzachse des Spektrums bezüglich den
aus der Datenbank bekannten Resonanzfrequenzwerten neu skaliert
und somit eine grundmagnetfeldbedingte Frequenzverschiebung des
Spektrums korrigiert.
-
Ist
im dritten Schritt S3 eine auf Wasser zurückzuführende Spitze detektiert worden,
so kann in einem weiteren Schritt S5 des Ablaufdiagramms eine rechnerische
Wasserunterdrückung
durchgeführt werden.
Dabei werden neben den für
die Spitze des Wassers bereits ermittelten Eigenschaften wie zugehöriger Frequenz-
und Amplitudenwert weitere Eigenschaften wie die Breite der Spitze
aus dem Spektrum ermittelt und beim rechnerischen Entfernen der Spitze
des Wassers entsprechend verwendet. Die Wasserunterdrückung ist
dabei prinzipiell im Zeit- oder
Frequenzbereich durchführbar.
-
In
einem weiteren Schritt S6 des Ablaufdiagramms wird eine Basislinienkorrektur
des Spektrums durchgeführt.
Dabei werden die bisher detektierten und zugeordneten Resonanzlinien
berücksichtigt,
beispielsweise indem die Frequenzbereiche um die bisher detektierten
Resonanzlinien von einem Ermitteln der Basislinie ausgenommen werden.
Auch die Basislinienkorrektur ist prinzipiell wieder im Zeit- oder
Frequenzbereich durchführbar.
-
In
einem weiteren Schritt S7 des Ablaufdiagramms werden neben den bisher
detektierten und zugeordneten Resonanzlinien weitere Resonanzlinien
innerhalb des Spektrums, beispielsweise mittels einem komplexen
Fit-Verfahren detektiert und zugeordnet. Dabei werden als Startparameter
für das komplexe
Fit-Verfahren die
bereits bekannten Eigenschaften wie Linienbreiten und Phasen der
bisher detektierten und zugeordneten Resonanzlinien herangezogen.
Mit vorgenannten Startparametern ist das komplexe Fit-Verfahren
im Zeit- oder Frequenzbereich durchführbar.
-
Mit
Abschluss des komplexen Fit-Verfahrens gemäß dem Schritt S7 liegen unter
anderem auch Informationen über
die Phasen aller detektierten Resonanzlinien vor, so dass mit vorgenannten
Informationen in einem weiteren Schritt S8 des Ablaufdiagramms im
Sinne einer Phasenkorrektur das Spektrum im Frequenzbereich in ein
Absorptionsspektrum transformiert wird.
-
Schließlich wird
in einem weiteren Schritt S9 des Ablaufdiagramms auf Grundlage des
Absorptionsspektrums ein Integralwert für jede detektierte und zugeordnete
Spitze bestimmt. Dabei ist der Integralwert einer der Resonanzlinien
ein Maß für die relative
Konzentration der zugehörigen
Substanz innerhalb des untersuchten Volumens.
-
In
einer anderen Ausführungsform
wird anstelle des beim Schritt S2 beschriebenen Verschiebens das
Vergleichen beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Kreuzkorrelationsverfahrens
durchgeführt.