DE10138705C1 - Verfahren zur Homogenisierung der Bildaufnahme einer Magnet-resonanzmessung - Google Patents

Verfahren zur Homogenisierung der Bildaufnahme einer Magnet-resonanzmessung

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Homogenisierung der Bildaufnahme einer Magnetresonanzmessung eines Körperbereiches, bei der eine Lokalantenne (1) geringer Abmessungen und eine außerhalb des Körpers angeordnete Antennenanordnung (2) größerer Abmessungen zur Bildaufnahme eingesetzt werden, um ein kombiniertes Bild (D) zu erhalten. Bei dem Verfahren wird ein auf das Empfangsprofil der Antennenanordnung (2) bezogenes Empfangsprofil der Lokalantenne (1) ermittelt und das kombinierte Bild (D) mit diesem relativen Empfangsprofil der Lokalantenne (1) korrigiert. Auf diese Weise wird ein homogenisiertes kombiniertes Magnetresonanzbild (H) erhalten, ohne das mit der Lokalantenne (1) erreichtbare Signal-Rauch-Verhältnis zu vermindern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Homoge­ nisierung der Bildaufnahme einer Magnetresonanzmessung eines Körperbereiches, bei der eine Lokalantenne geringer Abmessun­ gen, insbesondere eine Endorektal-Spule, und eine außerhalb des Körpers angeordnete Antennenanordnung mit im Vergleich zur Lokalantenne größeren Abmessungen, insbesondere eine Bo­ dy-Array-Antenne, zur Bildaufnahme eingesetzt werden, um ein kombiniertes Bild mit Bildpunkten zu erhalten, die aus ersten von Spulenelementen der Antennenanordnung empfangenen Signal­ amplituden und zweiten von der Lokalantenne empfangenen Sig­ nalamplituden gebildet werden.
Die Magnetresonanztomographie ist eine bekannte Technik zur Gewinnung von Bildern des Körperinneren eines lebenden Unter­ suchungsobjekts. Zur Durchführung der Magnetresonanztomogra­ phie erzeugt ein Grundfeldmagnet ein statisches relativ homo­ genes Grundmagnetfeld. Diesem Grundmagnetfeld werden während der Aufnahme von Magnetresonanzbildern schnell geschaltete Gradientenfelder zur Ortskodierung überlagert, die von sog. Gradientenspulen erzeugt werden. Mit Hochfrequenzsendeanten­ nen werden Hochfrequenzpulse zur Auslösung von Magnetreso­ nanzsignalen in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt. Die mit diesen Hochfrequenzpulsen hervorgerufenen Magnetresonanzsig­ nale werden von Hochfrequenzempfangsantennen aufgenommen. Die Magnetresonanzbilder des untersuchten Objektbereiches des Un­ tersuchungsobjektes werden auf Basis dieser mit den Empfangs­ antennen empfangenen Magnetresonanzsignale erstellt. Jeder Bildpunkt im Magnetresonanzbild ist dabei einem kleinen Kör­ pervolumen zugeordnet. Der Helligkeits- oder Intensitätswert des Bildpunktes ist mit der aus diesem Körpervolumen empfan­ genen Signalamplitude des Magnetresonanzsignals verknüpft.
Als Empfangs- und/oder Sendeantennen können Ganzkörper-Hoch­ frequenzantennen, Oberflächenantennen oder auch, insbesondere in den Körper einführbare, Lokalantennen geringer Abmessungen eingesetzt werden. Die in den Körper - in der Regel über ei­ nen Katheter - einführbaren Lokalantennen empfangen die Mag­ netresonanzsignale aus einem verhältnismäßig kleinen Körper­ bereich. Derartige Lokalantennen haben ebenso wie Oberflä­ chenantennen gegenüber Ganzkörper-Hochfrequenzantennen den Vorteil eines besseren Signal-Rausch-Verhältnisses, wobei das Signal-Rausch-Verhältnis der in den Körper einführbaren Lo­ kalantennen aufgrund ihrer geringen Abmessungen nochmals deutlich höher ist als das einer Oberflächenantenne. Aller­ dings ist die Empfindlichkeit einer derartigen Lokalantenne über das Messvolumen stark inhomogen. Die Intensität des Emp­ fangssignals nimmt mit dem Abstand zur Signalquelle, d. h. den die Magnetresonanzsignale aussendenden Atomkernen, ab. Dies macht sich in den Magnetresonanzbildern dadurch bemerk­ bar, dass nahe der Lokalantennen gelegene Bereiche des Mess­ volumens mit höherer Intensität erscheinen als weiter ent­ fernt gelegene Bereiche.
Aufgrund ihres hohen Signal-Rausch-Verhältnisses wird bei Prostata-Untersuchungen häufig eine Endorektal-Spule als Lo­ kalantenne eingesetzt. Eine Endorektal-Spule kann direkt in den Körper der zu untersuchenden Person eingeführt und an die entsprechende Messstelle gebracht werden. Mit der Endorektal- Spule erreicht man zwar ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis in der Nähe der Prostata, die Eindringtiefe der Spule hinsicht­ lich der Empfangsempfindlichkeit beschränkt sich aber auf et­ wa die Größe der Spule. Daher wird bei derartigen Messungen gleichzeitig eine aus mehreren Spulenelementen gebildete Oberflächenantenne, eine so genannte Body-Array-Spule oder Bo­ dy-Array-Antenne, eingesetzt, um auch die umliegenden Gewebe bei der Messung zu durchleuchten.
Bei dieser Bildaufnahmetechnik, bei der eine Body-Array-Spule und eine in den Körper einführbare Lokalantenne für den gleichzeitigen Empfang der Magnetresonanzsignale eingesetzt werden, setzen sich die einzelnen Bildpunkte des Magnetreso­ nanzbildes aus Signalamplituden, die von Spulenelementen der Body-Array-Spule empfangen wurden, und Signalamplituden zu­ sammen, die von der Lokalantenne empfangen wurden. Der starke Unterschied im Signal-Rausch-Verhältnis zwischen beiden An­ tennensystemen führt jedoch zu Problemen bei der Bilddarstel­ lung.
Für die Erzielung eines maximalen Signal-Rausch-Verhältnisses werden die Signalamplituden der einzelnen Spulenelemente der Antennen in der Regel nach dem folgenden Algorithmus kombi­ niert, um den Intensitäts- oder Helligkeitswert G eines Bild­ punktes zu erhalten:
wobei Be die vom e-ten Element der Body-Array-Spule empfange­ ne Signalamplitude und E die vom Spulenelement der Lokalan­ tenne empfangene Signalamplitude bezeichnen.
Bei der Berechnung der einzelnen Bildpunkte durch diesen Al­ gorithmus wird das beste erzielbare Signal-Rausch-Verhältnis erreicht und das Hintergrundrauschen ist über dem gesamten Magnetresonanzbild konstant. Das Empfindlichkeitsprofil bzw. die Empfindlichkeitsverteilung dieses kombinierten Magnetre­ sonanzbildes ist jedoch aufgrund des starken Unterschieds im Signal-Rausch-Verhältnis zwischen der Body-Array-Spule und der Lokalantenne sehr inhomogen. Diese Inhomogenität kann sich insbesondere bei der Bildbetrachtung störend auswirken.
Zur Homogenisierung eines derartigen kombinierten Magnetreso­ nanzbildes wurde bisher durch Fehlanpassung der Endorektal- Spule eine zusätzliche Dämpfung der empfangenen Signale er­ zeugt. Durch diese Dämpfung kann zwar der Intensitätsunter­ schied der Signalamplituden von Endorektal-Spule und Body- Array-Spule reduziert werden, das hohe Signal-Rausch-Verhält­ nis der Endorektal-Spule wird dabei jedoch vermindert.
Aus der DE 195 26 778 C1 ist ein Verfahren zur Kompensation eines in einem Magnetresonanzbild sichtbaren Empfindlich­ keitsprofils einer Antennenanordnung bekannt, bei dem zwei oder mehr sich gegenüberliegende Spulenelemente eingesetzt werden. Der zu untersuchende Objektbereich befindet sich zwi­ schen den sich gegenüberliegenden Spulenelementen. Mit beiden Spulenelementen oder Gruppen von Spulenelementen wird jeweils ein Magnetresonanzbild des gleichen Objektbereiches aufgenom­ men. Aus den Intensitäts- oder Helligkeitswerten sich einan­ der entsprechender Bildpunkte der beiden Magnetresonanzbilder wird durch Bildung des Mittelwertes ein geometrisch gemittel­ tes Magnetresonanzbild und durch Kombination ein rauschredu­ ziertes Zwischenbild gebildet. Das rauschreduzierte Zwischen­ bild wird durch ein aus dem gemittelten und dem rauschredu­ zierten Bild berechnetes Empfangsprofil korrigiert, um ein homogenes Magnetresonanzbild zu erhalten. Eine derartige Technik kann bspw. zur Kompensation einer Empfindlichkeits­ verteilung einer Body-Array-Spule eingesetzt werden, löst je­ doch nicht das Problem der unterschiedlichen Empfindlich­ keitsverteilungen von Body-Array-Spule und in den Körper ein­ führbarer Lokalantenne.
In der DE 196 53 535 C1 ist ein Verfahren zur Positionsbe­ stimmung mindestens einer Lokalantenne beschrieben, bei dem Empfangssignale einer Antenne mit einem homogenen Antennen­ profil normiert werden. Durch die Normierung werden Bildin­ formationen über den zu untersuchenden Bereich entfernt, üb­ rig bleiben Informationen über die Empfindlichkeitsverteilung der Lokalantenne, die dann zur Positionsbestimmung ausgewer­ tet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Homogenisierung der Bildaufnahme einer Magnet­ resonanzmessung anzugeben, bei der sich das Bild aus Signal­ amplituden einer Lokalantenne geringer Abmessungen und einer außerhalb des Körpers angeordneten Antennenanordnung mit im Vergleich zur Lokalantenne größeren Abmessungen zusammen­ setzt. Das Verfahren soll keine Verminderung des Signal- Rausch-Verhältnisses der Lokalantenne mit sich bringen.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Patentanspruch 1 ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Ge­ genstand der Unteransprüche.
Das vorliegende Verfahren wird somit bei Bildaufnahmen in der Magnetresonanztomographie eingesetzt, bei der gleichzeitig eine Lokalantenne geringer Abmessungen, insbesondere eine in den Körper einführbare Spule wie beispielsweise eine Endorek­ tal-Spule, und eine außerhalb des Körpers angeordnete Anten­ nenanordnung größerer Abmessungen, insbesondere eine Body- Array-Spule, zur Bildaufnahme auf Empfang geschaltet werden, so dass erste Signalamplituden von Spulenelementen der äuße­ ren Antennenanordnung und zweite Signalamplituden von dem o­ der den Spulenelementen der Lokalantenne erhalten werden. Aus den empfangenen Signalamplituden beider Antennensysteme wer­ den die Helligkeits- oder Intensitätswerte für die Bildpunkte eines kombinierten Magnetresonanzbildes berechnet.
Das vorliegende Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass aus den ersten Signalamplituden der Spulenelemente der außerhalb des Körpers angeordneten Antennenanordnung, im Folgenden auch als äußere Antennenanordnung bezeichnet, ein möglichst homo­ genes Referenzbild gebildet wird. Die aus den zweiten Signal­ amplituden der Lokalantenne erhaltenen Intensitätswerte wer­ den für jeden Bildpunkt auf den gleichen Bildpunkten entspre­ chende Intensitätswerte des Referenzbildes bezogen bzw. divi­ diert, um ein auf das Referenzbild bezogenes Empfangsprofil der Lokalantenne zu erhalten, das sich wiederum aus einer der Anzahl der Bildpunkte entsprechenden Anzahl von Intensitäts­ werten zusammensetzt und durch ein oder mehrere Verarbei­ tungsschritte zur Rauschunterdrückung im Rauschen vermindert ist. Vorzugsweise wird hierbei zunächst ein nicht rauschver­ mindertes Empfangsprofil gebildet, das anschließend den Ver­ arbeitungsschritten zur Rauschunterdrückung, vorzugsweise ei­ ner Tiefpassfilterung zur Unterdrückung höherfrequenter Rauschanteile, unterzogen wird. Als Verarbeitungsschritte zur Rauschunterdrückung sind selbstverständlich auch andere Tech­ niken, wie beispielsweise ein Kurvenfit oder eine Kurvenglät­ tung, durchführbar. Anschließend wird das aus ersten Signal­ amplituden von Spulenelementen der äußeren Antennenanordnung und zweiten Signalamplituden der Lokalantenne gebildete kom­ binierte Bild auf das rauschverminderte Empfangsprofil nor­ miert. Als Ergebnis wird ein homogenisiertes Magnetresonanz­ bild erhalten, das eine Intensitäts- bzw. Empfindlichkeits­ verteilung wie ein alleine mit der äußeren Antennenanordnung aufgenommenes Magnetresonanzbild aufweist, jedoch im räumli­ chen Messbereich der Lokalantenne ein deutlich besseres Sig­ nal-Rausch-Verhältnis zeigt.
Mit dem vorliegenden Verfahren lassen sich somit Anwendungen, bei denen gleichzeitig ein kleiner räumlicher Bereich im In­ neren des Untersuchungsobjektes mit einer, insbesondere in den Körper eingeführten, Lokalantenne geringer Abmessungen bzw. geringen Durchmessers und ein größerer Bereich mit einer Oberflächen- oder Ganzkörperantenne erfasst werden, um ein aus beiden Messungen kombiniertes Bild zu erhalten, deutlich verbesserte Bildaufnahmen erreichen. Bei einer bevorzugten Anwendung unter Einsatz einer Endorektal-Spule als Lokalan­ tenne bei Prostata-Untersuchungen führt dies zu einem über den gesamten Bildbereich homogenen Intensitätsverlauf, wobei im Bildbereich der Prostata aufgrund der Messwerte der Endo­ rektal-Spule das deutlich verbesserte Signal-Rausch-Verhält­ nis dieser Spule beibehalten wird.
Bei der bevorzugten Anwendung des vorliegenden Verfahrens wird die Bildaufnahme mit einer Body-Array-Spule als äußerer Antennenanordnung durchgeführt.
Vorzugsweise wird das kombinierte Bild durch Berechnung der Wurzel aus der Summe der Quadrate der zu jedem Bildpunkt zu­ gehörigen Signalamplituden bzw. Intensitätswerte der Spulen­ elemente der Body-Array-Spule und der Lokalantenne gebildet. Durch diese Berechnungsmethode wird das maximal erzielbare Signal-Rausch-Verhältnis in dem kombinierten Bild erreicht. In gleicher Weise wird vorzugsweise das aus den Signalampli­ tuden der Spulenelemente der Body-Array-Spule gebildete Refe­ renzbild erzeugt, indem jeder Bildpunkt dieses Referenzbildes durch Berechnung der Wurzel aus der Summe der Quadrate der jedem Bildpunkt zugehörigen Signalamplituden errechnet wird.
Das homogenisierte Bild wird im letzten Verfahrensschritt vorzugsweise durch einen Rechenschritt erhalten, bei dem für jeden Bildpunkt der Intensitätswert des kombinierten Bildes durch den Wert
geteilt wird, wobei PENDO dem Inten­ sitätswert eines Bildpunktes des tiefpassgefilterten Emp­ fangsprofils entspricht.
Die Bildaufnahmen bzw. Bilder, auf die sich das vorliegende Verfahren bezieht, entsprechen den in der Magnetresonanztomo­ graphie üblicherweise aufgenommenen Schicht- bzw. Schnittbil­ dern, die sich aus einer Matrix von Bildpunkten, bspw. 256 × 256 entsprechend 256 Zeilen und 256 Spalten, zusammensetzen. Jeder Bildpunkt wird in dem dargestellten Bild durch einen Helligkeits- oder Intensitätswert repräsentiert, der aus den Signalamplituden errechnet wird, die aus dem dem Bildpunkt zugeordneten Ort des Untersuchungsobjektes empfangen werden. Bei dem kombinierten Bild und dem Referenzbild werden die Signalamplituden, die von unterschiedlichen Spulenelementen vom gleichen Ort empfangen werden in geeigneter Weise kombi­ niert, um den entsprechenden Bildpunkt zu erhalten. Auch das mit dem vorliegenden Verfahren berechnete Empfangsprofil der Lokalantenne lässt sich hierbei als Bild darstellen. Es ver­ steht sich jedoch von selbst, dass der Begriff Bild in der vorliegenden Patentanmeldung nicht zwangsläufig bedeutet, dass dieses Bild auch für das Auge sichtbar in irgendeiner Form dargestellt wird. Es reicht vielmehr aus, einen Daten­ satz mit der den Bildpunkten entsprechenden Anzahl von Hel­ ligkeits- oder Intensitätswerten zu erhalten, mit denen ein derartiges Bild optisch dargestellt werden kann. Dies be­ trifft insbesondere die Bildung des Referenzbildes, des Emp­ fangsprofils, des tiefpassgefilterten Empfangsprofils sowie des kombinierten Bildes, die beim vorliegenden Verfahren in der Regel lediglich berechnet, nicht jedoch optisch darge­ stellt werden. Die Werte der einzelnen Bildpunkte werden in der vorliegenden Patentanmeldung als Intensitäts- oder Hel­ ligkeitswerte bezeichnet, da sie mit der Helligkeit des ent­ sprechenden Bildpunktes bei einer optischen Darstellung des Bildes verknüpft sind.
Da beim vorliegenden Verfahren in der bevorzugten Ausfüh­ rungsform das Empfangsprofil der Lokalantenne im Verhältnis zur Body-Array-Spule berechnet und das kombinierte Magnetre­ sonanzbild mit diesem Empfangsprofil korrigiert wird, weist das mit dem Verfahren erhaltene homogenisierte Magnetreso­ nanzbild noch immer eine von der Body-Array-Spule resultie­ rende Inhomogenität der Empfindlichkeit über den Untersu­ chungsbereich auf. In einer Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens wird daher dieses resultierende Empfindlichkeits­ profil mit einem Verfahren kompensiert, wie es in der DE 195 26 778 C1 dargestellt ist, deren Offenbarung zur Kompensation des Empfindlichkeitsprofils einer aus mehreren um das Unter­ suchungsobjekt verteilten Spulenelementen bzw. Einzelantennen in die vorliegende Patentanmeldung einbezogen wird. Die bei der Bildaufnahme des vorliegenden Verfahrens eingesetzte Bo­ dy-Array-Spule besteht aus mehreren um das Untersuchungsob­ jekt angeordneten Spulenelementen. Bei geeigneter Anordnung dieser Spulenelemente lassen sich zwei sich gegenüberliegende Spulenelemente oder Gruppen von Spulenelementen entsprechend der DE 195 26 778 C1 realisieren, mit denen die in dieser Druckschrift vorgeschlagene geometrische Mittelwertbildung zur Kompensation des Empfindlichkeitsprofils auch beim vor­ liegenden Verfahren durchgeführt werden kann. Hierbei wird das vorliegende homogenisierte Magnetresonanzbild auf ein Empfangsprofil der Body-Array-Spule normiert. Dieses Emp­ fangsprofil wird wie bei der DE 195 26 778 C1 durch Vergleich des Referenzbildes mit einem kompensierten Zwischenbild er­ rechnet. Das kompensierte Zwischenbild wird dadurch erhalten, dass aus den empfangenen Signalamplituden jedes der beiden sich gegenüberliegenden Spulenelemente bzw. jeder der beiden sich gegenüberliegenden Gruppen von Spulenelementen ein Mag­ netresonanzbild gebildet und aus den Intensitäts- oder Helligkeitswerten sich einander entsprechender Bildpunkte der beiden Magnetresonanzbilder der Mittelwert gebildet wird.
Das vorliegende Verfahren wird nachfolgend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 schematisch anhand eines Ausführungsbeispiels we­ sentliche Schritte des vorliegenden Verfahrens;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform des in Fig. 1 dar­ gestellten Verfahrens; und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des vorliegenden Ver­ fahrens.
Fig. 1 zeigt beispielhaft in schematischer Darstellung die wesentlichen Verfahrensschritte zur Durchführung des vorlie­ genden Verfahrens. In der Figur sind hierbei die Spulenele­ mente 2 der Body-Array-Spule zu erkennen, die um einen Unter­ suchungsraum 3 angeordnet sind, in dem sich das hier nicht dargestellte Untersuchungsobjekt, d. h. der zu untersuchende Patient befindet. Im vorliegenden Beispiel sind vier Spulen­ elemente 2 dargestellt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass je nach Aufbau der Body-Array-Spule auch nur zwei oder mehr dieser Spulenelemente 2 im Magnetresonanztomographiege­ rät eingesetzt werden können. Dem Fachmann ist der genaue Aufbau derartiger Body-Array-Spulen bekannt. In der Figur ist weiterhin eine Endorektal-Spule 1 dargestellt, die im Bereich der Prostata des Patienten positioniert wird, um dort lokal Magnetresonanzsignale mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis zu empfangen.
Bei der Bildaufnahme werden beim vorliegenden Verfahren in bekannter Weise durch Einstrahlung von Hochfrequenzsendeim­ pulsen Magnetresonanzsignale im zu untersuchenden Objektbe­ reich angeregt, die gleichzeitig mit den Spulenelementen 2 der Body-Array-Spule und dem Spulenelement der Endorektal- Spule 1 empfangen werden. Geeignete Anregungssequenzen sind dem Fachmann bekannt. Bei dem hier beispielhaft dargestellten Verfahrensablauf werden die Signalamplituden bzw. Messwerte Be, E aller Spulenelemente 1, 2 im Schritt 4 zu einem kombi­ nierten Bilddatensatz D kombiniert. Dies erfolgt im vorlie­ genden Beispiel durch Bildung der Wurzel aus der Summe der Quadrate der jedem Bildpunkt entsprechenden Messwerte der einzelnen Spulenelemente, um ein maximal erzielbares Signal- Rausch-Verhältnis zu erreichen. Die einzelnen Bildpunkte D (i, j) des kombinierten Bildes D sind in bekannter Weise in einer Rechteckmatrix mit M Zeilen und N Spalten angeordnet, wobei i die Zeilennummer und j die Spaltennummer angibt. Für jedes Bildelement (i, j) wird daher folgende Berechnung durch­ geführt:
wobei 1 ≦ i ≦ M und 1 ≦ j ≦ N. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel ist M = N = 256.
Aufgrund des großen Unterschiedes im Signal-Rausch-Verhältnis zwischen den Messwerten der Body-Array-Spule 2 und der Endo­ rektal-Spule 1 ist das kombinierte Bild D, das im Schritt 4 berechnet wurde, sehr inhomogen. Dieses Bild D liegt beim vorliegenden Verfahren in der Regel lediglich als Bilddaten­ satz vor und wird nicht dargestellt.
Weiterhin werden die Messwerte aller Spulenelemente 2 der Bo­ dy-Array-Spule für maximales Signal-Rausch-Verhältnis in Schritt S kombiniert, um ein Referenzbild B zu erhalten. Dies wird im vorliegenden Beispiel wiederum durch Bildung der Wur­ zel aus der Summe der Quadrate der gemessenen Signalamplitu­ den Be (wobei hier: e = 1 . . . 4) der einzelnen Spulenelemente 2 der Body-Array-Spule durchgeführt, um ein hohes Signal/Rausch-- Verhältnis zu erzielen. Die einzelnen Bildpunkte B (i, j) ergeben sich dabei aus
Da bei der Bildung dieses Referenzbildes B die Endorektal- Spule 1 nicht berücksichtigt wurde, ist das in dem Bild bzw. Bilddatensatz enthaltene Intensitätsprofil relativ homogen.
Im nächsten Schritt 6 wird jeder Bildpunkt E (i, j) des mit der Endorektal-Spule 1 aufgenommenen Bildes bzw. Messdaten­ satzes durch die Bildpunkte B (i, j) des Referenzbildes B di­ vidiert, so dass der Gewebekontrast in den Bildern eliminiert wird und das Empfangsprofil der Endorektal-Spule 1 relativ zum Empfangs- bzw. Empfindlichkeitsprofil PENDO der Body- Array-Spule 2 erhalten wird, wobei
Das durch diesen Berechnungsschritt erhaltene Profil PENDO ist aufgrund des schlechten Signal-Rausch-Verhältnisses der Body- Array-Spule 2 sehr verrauscht. In einem weiteren Schritt 7 wird dieses Profil PENDO daher einer Tiefpassfilterung unter­ worfen, um das Rauschen zu vermindern. Der oder die Tiefpass­ filter werden derart gewählt, dass ein möglichst großer Rauschanteil weggefiltert wird, ohne das Spulenprofil zu ver­ fälschen. Dies ist möglich, da die Spulenprofile im Vergleich zu der Auflösung einer Magnetresonanz-Aufnahme sehr langsam variieren. Das durch die Tiefpassfilterung erhaltene gefil­ terte Spulenprofil wird nachfolgend mit ENDO bezeichnet.
Mit diesem relativen gefilterten Spulenprofil ENDO der Endo­ rektal-Spule 1 wird schließlich das kombinierte Gesamtbild D normalisiert. Diese Normalisierung erfolgt im vorliegenden Beispiel durch den Rechenschritt 8:
für alle Bildpunkte (i, j). Dieses homogenisierte Bild H weist die Intensitätsverteilung des Body-Array-Bildes B auf, zeigt jedoch in der Nähe des mit der Endorektal-Spule 1 er­ fassten Messvolumens das deutlich verbesserte Signal-Rausch- Verhältnis der Endorektal-Spule. Das homogenisierte Bild H kann dann an einem Monitor 9 dargestellt werden.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verfahrens der Fig. 1, bei dem im Wesentlichen die gleichen Verfahrens­ schritte durchgeführt werden, wie bei dem Verfahren der Fig. 1. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Tief­ passfilterung 7 nicht auf das Empfangsprofil PENDO, sondern bereits auf das Referenzbild B und die Messwerte der Endorek­ talspule 1 angewendet wird. Die weiteren Verfahrensschritte werden daher nicht mehr erläutert, da sie bereits im Zusam­ menhang mit Fig. 1 näher beschrieben wurden. Mit dieser Tiefpassfilterung des Referenzbildes B und der Messwerte E der Endorektalspule 1 wird das gleiche Ergebnis erreicht wie bei einer Tiefpassfilterung des Empfangsprofils PENDO.
Fig. 3 zeigt schließlich eine erweiterte Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens in schematischer Darstellung. Bei dieser Ausführungsform wird das homogenisierte Bild H, wie es aus den Verfahrensschritten der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 oder 2 erhalten wird, weiteren Verfahrensschritten unterworfen, um eine verbleibende Empfindlichkeitsverteilung aufgrund der Body-Array-Spule 2 zu kompensieren. Die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Box stellt die in den Fig. 1 oder 2 gestrichelt umrahmten Verfahrensschritte dar.
Bei dieser Ausführungsform werden die Spulenelemente 2 der Body-Array-Spule in zwei gegenüberliegende Gruppen 2a und 2b aufgeteilt. Die Verfahrensführung erfolgt dabei zunächst in gleicher Weise wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, um das homogenisierte Bild H zu erhalten. Zusätzlich werden bei dieser Ausführungsform jedoch die Signalamplituden B1, B2, die von den auf einer Seite des Untersuchungsobjekts befindlichen Spulenelementen 2a empfangen werden, zu einem ersten Teilbild A kombiniert. In gleicher Weise erfolgt die Erzeugung eines zweiten Teilbildes A' aus den Signalamplitu­ den B3, B4 der gegenüberliegenden Spulenelemente 2b. Aus den beiden Teilbildern A und A' wird dann durch Multiplikation der jeweils den gleichen Bildpunkten entsprechenden Werte und Wurzelbildung im Teilschritt 10 ein Zwischenbild C erhalten, wobei
Mit diesem Zwischenbild C, das einem kompensierten Magnetre­ sonanzbild der Body-Array-Spule 2 entspricht, wird nun zu­ nächst das Empfindlichkeitsprofil F der Body-Array-Spule 2 in Schritt 11 ermittelt. Anschließend wird eine Tiefpassfilte­ rung 7 durchgeführt, um ein rauschvermindertes Empfindlich­ keitsprofil F' zu erhalten. Das rauschverminderte Empfind­ lichkeitsprofil F' wird schließlich in Schritt 12 Bildpunkt für Bildpunkt auf das homogenisierte Magnetresonanzbild H be­ zogen, so dass ein kompensiertes homogenes Magnetresonanzbild G erhalten wird, das an einem Monitor 9 dargestellt werden kann.
Selbstverständlich lässt sich auch bei dieser Ausführungsform die Tiefpassfilterung an einer geeigneten anderen Stelle ein­ setzen, bspw. durch direkte Anwendung auf das Zwischenbild C.

Claims (8)

1. Verfahren zur Homogenisierung der Bildaufnahme einer Magnetresonanzmessung eines Körperbereiches, bei dem eine Lo­ kalantenne (1) geringer Abmessungen und eine außerhalb des Körpers angeordnete Antennenanordnung (2) mit im Vergleich zur Lokalantenne (1) größeren Abmessungen zur Bildaufnahme eingesetzt werden, um ein kombiniertes Bild (D) mit Bildpunk­ ten zu erhalten, die aus ersten von Spulenelementen (2) der Antennenanordnung empfangenen Signalamplituden und zweiten von der Lokalantenne (1) empfangenen Signalamplituden gebil­ det werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ersten Signalamplituden ein möglichst homogenes Referenzbild (B) gebildet wird, die zweiten Signalamplituden für jeden Bildpunkt auf den gleichen Bildpunkten entsprechen­ de Intensitätswerte des Referenzbildes (B) bezogen werden, um ein auf das Referenzbild (B) bezogenes Empfangsprofil (ENDO) der Lokalantenne (1) zu erhalten, das durch ein oder mehrere Verarbeitungsschritte zur Rauschunterdrückung (7) im Rauschen vermindert ist, und das kombinierte Bild (D) auf das Emp­ fangsprofil (ENDO) normiert wird, um ein homogenisiertes Bild (H) zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kombinierte Bild (D) durch Berechnung der Wurzel aus der Summe der Quadrate der jedem Bildpunkt zugeordneten ers­ ten und zweiten Signalamplituden gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzbild (B) durch Berechnung der Wurzel aus der Summe der Quadrate der jedem Bildpunkt zugeordneten zweiten Signalamplituden gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das homogenisierte Bild (H) durch folgenden Rechen­ schritt für jeden Bildpunkt erhalten wird:
wobei H dem Intensitätswert eines Bildpunktes des homogeni­ sierten Bildes, D dem Intensitätswert eines Bildpunktes des kombinierten Bildes,
und ENDO dem Intensitätswert eines Bildpunktes des rausch­ verminderten Empfangsprofils entspricht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das homogenisierte Bild (H) auf ein Empfindlichkeitspro­ fil (F') der Antennenanordnung (2) normiert wird, um ein in der Empfindlichkeit kompensiertes homogenisiertes Bild (G) zu erhalten.
6. Verfahren nach einem der Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfindlichkeitsprofil (F') bei einer Antennenanord­ nung, deren Spulenelemente (2a, 2b) sich bezogen auf den Kör­ perbereich gegenüberliegen, durch Vergleich eines Zwischen­ bildes (C) mit dem Referenzbild (B) errechnet wird, wobei das Zwischenbild durch Bildung des Mittelwertes aus den Intensi­ tätswerten sich einander entsprechender Bildpunkte von zwei Magnetresonanzbildern (A, A') des gleichen Körperbereiches erhalten wird, die aus den Signalamplituden der sich gegenü­ berliegenden Spulenelemente (2a, 2b) gebildet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Verarbeitungsschritte zur Rausch­ unterdrückung (7) eine Tiefpassfilterung umfassen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Untersuchung der Prostata mit einer Endorektal-Spule (1) als Lokalantenne geringer Abmessungen und mit einer Body- Array-Spule (2) als außerhalb des Körpers angeordnete Anten­ nenanordnung.
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