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Die
Erfindung betrifft ein bildgebendes medizinisches Diagnosegerät und ein
Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts in der Medizin.
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Als
bildgebende medizinische Diagnosegeräte werden unter anderem Ultraschallgeräte, Röntgen-Computertomographiegeräte und Magnetresonanzgeräte eingesetzt.
Dabei ist die Magnetresonanztechnik eine bekattnte Technik unter
anderem zum Gewinnen von Bildern eines Körperinneren eines Untersuchungsobjekts.
Dabei werden in einem Magnetresonanzgerät einem statischen Grundmagnetfeld,
das von einem Grundfeldmagnetsystem erzeugt wird, schnell geschaltete
Gradientenfelder überlagert,
die von einem Gradientensystem erzeugt werden. Ferner umfasst das
Magnetresonanzgerät ein
Hochfrequenzsystem, das zum Auslösen
von Magnetresonanzsignalen Hochfrequenzsignale in das Untersuchungsobjekt
einstrahlt, und die ausgelösten Magnetresonanzsignale
aufnimmt, auf deren Basis Magnetresonanzbilder erstellt werden.
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Für einen
Betrieb des Magnetresonanzgeräts
sind im Wesentlichen ein Zeitverlauf von Strömen im Gradientensystem, Hochfrequenz-Sendepulse
und Abtastperioden für
Magnetresonanzsignale abgestimmt aufeinander zu steuern. Dies wird
in einem Steuersystem des Magnetresonanzgeräts aufgrund einer vorgebbaren
Sequenz durchgeführt.
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Bei
verschiedenen Einsatzgebieten von bildgebenden medizinischen Diagnosegeräten besteht dabei
ein Bedürfnis,
einen gleichen abzubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts mehrfach
hintereinander in schneller Folge und mit einer hohen zeitlichen
Auflösung
abzubilden. Dies betrifft in der Magnetresonanztechnik insbesondere
dynamische Perfusionsmessungen, dynamische kontrastmittelgestützte Angiographien
und dynamische Kontrastmittelstudien, beispielsweise bei der Mammographie.
Es ist eine Reihe von Verfahren bekannt, mit denen eine zeitliche
Auflösung,
die hauptsächlich
durch eine maximale Geschwindigkeit des Gradientensystems limitiert
ist, insbesondere von dynamischen Messungen erhöht werden kann.
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So
können
beispielsweise planare Abbildungsverfahren wesentlich effizienter
gestaltet werden, wenn zeitlich versetzt mehrere benachbarte Schichten
des abzubildenden Bereichs erfasst werden, anstatt die Schichten
nacheinander zu erfassen. Dies ist insbesondere bei Sequenzen von
Vorteil, bei denen eine Zeitspanne für die Anregung, Ortskodierung
und Magnetresonanzsignaldetektion für eine Schicht wesentlich kürzer ist
als eine Repetitionszeit, so dass die Differenz zwischen der Repetitionszeit und
vorgenannter Zeitspanne für
weitere Schichten genutzt werden kann, Anregung, Ortskodierung und Magnetresonanzsignaldetektion
durchzuführen.
Näheres
dazu ist beispielsweise in dem Buch von H. Morneburg "Bildgebende Systeme
für die
medizinische Diagnostik",
Publicis MCD Verlag, Erlangen, 1995, Seiten 544–548, beschrieben.
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Des
Weiteren ist beispielsweise eine Echo-Mehrfachnutz-Technik bei Multiechosequenzen
bekannt. Dabei werden in einem Echozug die Daten wenigstens eines
Echos sowohl im Randbereich einer ersten als auch einer zweiten
Rohdatenmatrix eines gleichen abzubildenden Bereichs eingetragen
und nur die zentralen Bereiche der Matrizen mit Daten von unterschiedlichen
Echos belegt. Eine derartige Mehrfachnutzung eines Echos für ein Erstellen
zweier Rohdatenmatrizen, beispielsweise mit unterschiedlichen Kontrasteigenschaften,
ermöglicht einen
Zeitgewinn. Näheres
dazu ist beispielsweise in vorgenanntem Buch auf den Seiten 549–557 beschrieben.
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Ferner
ist beispielsweise aus der
DE
43 27 325 C1 ein Verfahren zur zeitaufgelösten Magnetresonanz-Bildgebung
bekannt, bei dem durch Anregung und Phasenkodierung von Kernspins
Sig nale gewonnen werden, die zeilenweise in eine in einzelne Segmente
eingeteilte Rohdatenmatrix eingetragen werden. Dabei wird aus jeder
vollständig
belegten Rohdatenmatrix ein Bild erstellt, wobei durch Gewinnung
mehrerer Rohdatenmatrizen zu unterschiedlichen Zeitpunkten man einen
Bewegungsablauf mehrerer Bilder erhält. Dabei werden Signale wenigstens
eines Segments für
zwei zeitlich aufeinanderfolgende Rohdatenmatrizen verwendet, wodurch
die Messzeit verkürzt
werden kann.
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Des
Weiteren ist beispielsweise aus der
DE 199 24 448 A1 bei einem Verfahren für ein Magnetresonanzgerät für eine verbesserte
Orts-/Zeit-Auflösung
bekannt, den dreidimensionalen Fourierraum in einer Phasenkodierrichtung
einer Sequenz in ringförmige
Segmente einzuteilen, wobei die Phasenkodierschritte in ihrer zeitlichen
Abfolge so festgelegt sind, dass das zentrale Segment des Fourierraums
häufiger
erfasst wird als äußere Segmente.
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In
der
DE 199 62 666
A1 ist ein Verfahren zum Rekonstruieren von 3D-Bilddaten
eines interessierenden Volumens eines Untersuchungsobjektes beschrieben,
bei dem Lage und Größe des interenierenden
Volumens auf Basis wenigstens zweier mit unterschiedlichen Projektswinkeln
erzeugten 2D-Zentralprojektionen mit einem graphischen Eingabegerät festgelegt
werden. Für
das 1D festgelegte interenierende Volumen werden aus einer Vielzahl von
2D-Zentralprojektonen 3D-Bilddaten rekonstruiert.
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Die
DE 198 54 939 A1 betrifft
ein Verfahren zur Erzeugung von CT-Bildern eines mit Ruhe- oder Bewegungsphasen
periodisch bewegten Körperbereichs.
Dabei werden einer Vielzahl von der Bilderzeugung dienenden Projektionen
entsprechende Daten daraufhin analysiert, ob sie während einer
Ruhe- oder Bewegungsphase gewonnen wurden. Nur solche Daten werden
zur Bildrekonstruktion verwendet, die während einer Ruhephase gewonnen
wurden. In einer dort beschriebenen Ausführungsform werden dabei mehrere
Bilder des Körperbereichs
an einer Anzeigeeinheit des Geräts
angezeigt, wobei diejenigen Bilder mar kiert sind, die während einer
Ruhephase gewonnen wurden. Dabei ist an einem Selektionsfeld an
der Anzeigevorrichtung ein Zeitintervall veränderbar, aus dem die anzuzeigenden
Bilder stammen sollen.
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Bei
dem aus der
DE 195
29 636 C2 bekannte Verfahren zur MR-Bildgebung wird ein 3D-Datensatz erzeugt,
der in einer Übersichtsaufnahme
markierte Schichten umfasst. Aus diesem Datensatz können beliebige
Schichten rekonstruiert werden, da sämtliche erforderliche Bilddaten
zur Verfügung
stehen. Die Angabe der gewünschten
Schicht erfolgt über Eingabemittel.
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In
der
US 5,803,914 A ist
ein SPECT-Gerät beschrieben,
mit dem nuklearmedizinische Untersuchungen zu Koronararterien-Erkrankungen durchgeführt werden
können.
Dazu werden Bilder mit Funktionsinformationen aus dem Herzzyklus
dargestellt.
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Aus
der
US 5,995,108 A ist
ein Gerät
bekannt zum Zusammenfügen
und Anzeigen eines 3D-Bildes mittels eines "Volumen Rendering"-Verfahrens.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes bildgebendes medizinisches
Diagnosegerät
und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts in der
Medizin zu schaffen, mit dem unter anderem eine gute Nachverarbeitbarkeit
von im Gerät
gespeicherten Rohdaten erzielbar ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Gegenstände
der Ansprüche
1, 2 und 8 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß Anspruch
1 beinhaltet ein bildgebendes medizinisches Diagnosegerät mit einer
Anzeige- und Bedienvorrichtung folgende Merkmale:
- – Im Diagnosegerät sind wenigstens
zwei in einer zeitlichen Abfolge aufgenommene Rohdatensätze eines
gleichen abzubildenden Bereichs speicherbar und
- – mit
betätigbaren
Mitteln der Bedienvorrichtung ist ein an der Anzeigevorrichtung
anzeigbares Anzeigeobjekt veränderbar,
wobei mit dem Verändern
innerhalb der zeitlichen Abfolge eine Zeitspanne festgelegt wird,
für die
aus beiden Rohdatensätzen
herrührende
Rohdaten, die während der
festgelegten Zeitspanne aufgenommen worden sind, zu einem weiteren
Rohdatensatz gruppiert werden.
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Gemäß Anspruch
2 beinhaltet ein bildgebendes medizinisches Diagnosegerät mit einer
Anzeige- und Bedienvorrichtung folgende Merkmale:
- – Im Diagnosegerät sind wenigstens
ein erster Rohdatensatz für
einen ersten Teil eines abzubildenden Bereichs und ein zweiter Rohdatensatz für einen
zweiten, an den ersten angrenzenden Teil des abzubildenden Bereichs
speicherbar, und
- – mit
betätigbaren
Mitteln der Bedienvorrichtung ist ein an der Anzeigevorrichtung
anzeigbares Anzeigeobjekt veränderbar,
wobei mit dem Verändern
ein weiterer Teil des abzubildenden Bereichs zwischen dem ersten
und zweiten Teil festgelegt wird, für den aus beiden Rohdatensätzen herrührende Rohdaten,
die dem weiteren Teil zugeordnet sind, zu einem weiteren Rohdatensatz
gruppiert werden.
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Dadurch
wird mit Vorteil eine flexible und von einem Bediener des Diagnosegeräts in einfacher Weise
steuerbare Nachverarbeitung von im Diagnosegerät gespeicherten Rohdaten erreicht.
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Gemäß Anspruch
8 beinhaltet ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts in der
Medizin folgende Verfahrensschritte:
- – von einem
gleichen abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts werden
in einer zeitlichen Abfolge wenigstens zwei in Segmente unterteilte
Rohdatensätze
erzeugt und im Diagnosegerät
gespeichert und
- – für eine wählbare Zeitspanne
der zeitlichen Abfolge werden aus beiden Rohdatensätzen Segmente,
die während
der Zeit spanne erzeugt worden sind, zu einem weiteren Rohdatensatz
gruppiert.
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Damit
ist für
einen Bediener des Magnetresonanzgeräts in einfacher Weise und mit
einer feinen zeitlichen Auflösung,
die lediglich dadurch begrenzt ist, inwieweit einzelnen Rohdaten
oder Gruppen von Rohdaten zugehörige
Aufnahmezeitpunkte oder Aufnahmezeitdauern zuordenbar sind, diejenige
Zeitspanne der Abfolge auswählbar,
die beispielsweise hinsichtlich einer zu erstellenden Diagnose eine
starke Aussagekraft hat.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfinder ergeben sich aus
den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren. Dabei zeigen:
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1 ein
bildgebendes medizinisches Diagnosegerät mit einer Anzeige- und Bedienvorrichtung,
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2 ein
Gruppieren von Rohdaten aus zwei in einer zeitlichen Abfolge aufgenommenen Rohdatensätzen eines
gleichen abzubildenden Bereichs und
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3 ein
Gruppieren von Rohdaten aus zwei Rohdatensätzen für einen ersten Teil und einen zweiten,
an den ersten angrenzenden Teil eines abzubildenden Bereichs.
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Die 1 zeigt
als ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung ein bildgebendes medizinisches Diagnosegerät mit einer
Anzeige- und Bedienvorrichtung 20. Für einen abzubildenden Bereich
eines Untersuchungsobjekts, beispielsweise einen Kopf eines Patienten 10,
der im Untersuchungsraum 19 einer Basiseinheit 15 des
Diagnosegeräts
gelagert ist, können mit
dem Diagnosegerät
Rohdaten des abzubildenden Bereichs aufgenommen werden. Die Rohdaten, aus
denen entsprechende Bilder des abzubildenden Bereichs rekonstruiert
und an der Anzeige- und Bedienvorrichtung 20 angezeigt
werden können,
werden im Diagnosegerät
gespeichert.
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Handelt
es sich bei dem Diagnosegerät
um ein Magnetresonanzgerät,
so werden die Rohdaten im Fourierraum erzeugt und gespeichert. Handelt
es sich dahingegen um ein Röntgen-Computertomographiegerät, so werden
die Rohdaten als Projektionsdaten im Bildraum erzeugt und gespeichert.
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An
der Anzeige- und Bedienvorrichtung 20 ist neben einem aus
Rohdaten rekonstruierten medizinischen Diagnosebild 29,
beispielsweise einem sagittalen Schnittbild des Kopfes des Patienten 10,
eine Bildlaufleiste 25 mit einem darin verschiebbaren Bildlauffeld 24 anzeigbar.
von einem an der Anzeige- und Bedienvorrichtung 20 tätigen Bediener
des Diagnosegeräts
kann mit einer Rechnermaus 22 der Anzeige- und Bedienvorrichtung 20 und
einem entsprechend an der Anzeige- und Bedienvorrichtung 20 angezeigten
Mauszeiger 27 das Bildlauffeld 24 innerhalb der
Bildlaufleiste 25 verschoben werden. Dazu ist durch ein
entsprechendes Bewegen der Rechnermaus 22 eine Spitze des
Mauszeigers 27 im Bildlauffeld 24 zu Positionieren,
das Bildlauffeld 24 mit einer Taste der Rechnermaus 22 anzuklicken
und im angeklickt gehaltenen Zustand durch ein Bewegen der Rechnermaus 22 entsprechend
zu verschieben.
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Sind
dabei im Diagnosegerät
wenigstens zwei, in einer zeitlichen Abfolge, beispielsweise im Rahmen
einer dynamischen Messung, aufgenommene Rohdatensätze eines
gleichen abzubildenden Bereichs gespeichert, und sind die Rohdatensätze mit einer
Aufnahmetechnik erzeugt, bei der den einzelnen Rohdaten oder Gruppen
von Rohdaten zugehörige
Aufnahmezeitpunkte oder Aufnahmezeitdauern zuordenbar sind, so ist
mit einem Verschieben des Bildlauffeldes 24 eine Zeitspanne
innerhalb der zeitlichen Abfolge festlegbar, für die Teile aus beiden Rohdatensätzen, deren
Rohdaten während
der festgelegten Zeitspanne aufgenommen worden sind, gruppiert werden.
Aus dem neu gruppierten Rohdatensatz kann sodann ein neues Bild
rekonstruiert und angezeigt werden. Damit können die Rohdaten flexibel
nachverarbeitet werden und beispielsweise Momentaufnahmen und Schnappschüsse festgelegt werden.
Ferner ist eine praktisch beliebig feine zeitliche Auflösung realisierbar,
was insbesondere in Verbindung mit den in der Beschreibungseinleitung
genannten Techniken zum Erzielen einer hohen zeitlichen Auflösung von
Vorteil ist. Näheres
dazu ist in Form eines Ausführungsbeispiels
bei der 2 beschrieben.
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Mit
dem Verschieben des Bildlauffeldes 24 werden dabei fortlaufend
entsprechende Bilder angezeigt, so dass der Bediener interaktiv
die Möglichkeit hat,
das medizinische Diagnosebild derjenigen Zeitspanne zu detektieren,
das innerhalb eines dynamischen Vorgangs den maximalen Informationsgehalt bietet.
Ein Beispiel hierfür
ist das optimale Treffen der arteriellen Phase ohne venöse Überlagerung
in einer kontrastmittelgestützten
Magnetresonanz-Angiographie.
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Sind
dahingegen im Diagnosegerät,
beispielsweise in der Ausführung
als Röntgen-Computertomographiegerät, wenigstens
ein erster Rohdatensatz für
einen ersten Teil des abzubildenden Bereichs und ein zweiter Rohdatensatz
für einen
zweiten, an den ersten angrenzenden Teil des abzubildenden Bereichs
gespeichert, so ist mit dem Verschieben des Bildlauffeldes 24 ein
weiterer Teil des abzubildenden Bereichs auswählbar, der örtlich zwischen dem ersten
und dem zweiten Teil liegt. Dafür werden
aus den beiden Rohdatensätzen,
die Rohdaten, die örtlich
dem weiteren Teil zugeordnet sind, zu einem neuen Rohda tensatz gruppiert,
der rekonstruiert und angezeigt wird. Näheres dazu ist exemplarisch
bei der 3 beschrieben. Mit dem Verschieben
des Bildlauffeldes 24 werden dabei fortlaufend entsprechende
Bilder angezeigt, so dass der Bediener interaktiv die Möglichkeit
hat, beispielsweise dasjenige Schnittbild zu bestimmen, das für die jeweilige Diagnoseaufgabe
hinsichtlich einer Ortsposition innerhalb des abzubildenden Bereichs
am aussagekräftigsten
ist.
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Die 2 zeigt
als ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung ein Gruppieren von Rohdaten aus zwei, in einer zeitlichen
Abfolge aufgenommenen Rohdatensätzen
B1 und B2 eines gleichen abzubildenden Bereichs. Dabei sind die
zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgend aufgenommenen Rohdatensätze B1 und
B2 zweidimensionale Datensätze
des Fourierraums, die mit einem Magnetresonanzgerät unter Verwendung
einer Sequenz zum zeilenweisen Befüllen der Rohdatensätze B1 und
B2 erzeugt worden sind. Dabei werden während der Zeitdauern T11 bis T19
die Zeilen Z11 bis Z19 des ersten Rohdatensatzes B1 mit Daten belegt
und während
der Zeitdauern T21 bis T29 die Zeilen Z21 bis Z29 des zweiten Rohdatensatzes
B2 mit Daten belegt.
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Mit
einem Verschieben des Bildlauffeldes 24 innerhalb der Bildlaufleiste 25,
die der Übersichtlichkeit
halber in der 2 nochmals mit dargestellt sind, kann
der Bediener eine Zeitspanne festlegen, für die Teile aus den beiden
Rohdatensätzen
B1 und B2, die während
der festgelegten Zeitspanne aufgenommen worden sind, zu einem weiteren
Rohdatensatz B3 gruppiert werden. Dabei definiert in der Regel eine Zeitdauer
für ein
Aufnehmen eines der Rohdatensätze
B1 und B2, die gleich den Zeitdauern T11 bis T19 oder T21 bis T29
ist, eine Ausdehnung des Bildlauffeldes 24 in Verschieberichtung,
damit ein vollständiges
Befüllen
des neu gruppierten Rohdatensatzes B3 erreicht wird.
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Gemäß der Darstellung
in der 2 ist eine Zeitspanne von T17 bis T26 ausgewählt, so
dass für die
ersten sechs Zeilen des weiteren Rohdatensatzes B3 die während den
Zeitdauern T21 bis T26 mit Daten belegten Zeilen Z21 bis Z26 des
zweiten Rohdatensatzes B2 und für
die letzten drei Zeilen des weiteren Rohdatensatzes B3, die während den
Zeitdauern T17 bis T19 mit Daten belegten Zeilen Z17 bis Z19 des
ersten Rohdatensatzes B1 verwendet werden. Der derart zusammengestellte
Rohdatensatz B3 wird rekonstruiert und entsprechend an der Anzeige-
und Bedienvorrichtung 20 als ein Bild des abzubildenden
Bereichs angezeigt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
entsprechend der 2 ist eine noch feinere zeitliche
Auflösung
für festzulegende
Zeitspannen dadurch erzielbar, dass jedem Datenpunkt jeder Zeile
Z11 bis Z29 der Rohdatensätze
B1 und B2 ein Zeitpunkt, an dem der jeweilige Datenpunkt akquiriert
worden ist, zugeordnet wird. Dadurch sind nicht nur komplette Zeilen
Z11 bis Z29 zu einem weiteren Rohdatensatz gruppierbar, sondern
es kann dazu auf die einzelnen Datenpunkte zurückgegriffen werden.
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Das
bei der 2 exemplarisch für zwei zweidimensionale,
zeilenweise aufgenommene Rohdatensätze Beschriebene ist auf andere
Fälle,
beispielsweise mehrere Rohdatensätze,
dreidimensionale Rohdatensätze,
die beispielsweise im Rahmen einer multiplen 3D-Messung erzeugt
werden, Rohdatensätze,
die mit segmentierten Spiral- oder Radialtechniken oder mit einem
Projektionsverfahren mit Daten belegt werden, usw. entsprechend übertragbar.
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Die 3 zeigt
als ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung ein Gruppieren von Rohdaten aus einem ersten Rohdatensatz
D1 für
einen ersten Teil eines abzubildenden Bereichs und einem zweiten
Rohdatensatz D2 für
einen zweiten, an den ersten angrenzenden Teil des abzubildenden
Bereichs. Dabei sind die Rohdatensätze D1 und D2 als Datensätze des
Bildraums mit einem Röntgen-Computertomographiegerät erzeugt,
wobei aus dem ersten Rohdatensatz D1 ein erstes Schichtbild des
abzubildenden Bereichs und aus dem zweiten Rohdatensatz D2 ein zweites, an
das erste angrenzende Schichtbild des abzubildenden Bereichs rekonstruiert
werden kann.
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Zum
Erzeugen von Rohdaten darf man sich beim Röntgen-Computertomographiegerät den abzubildenden
Bereich als fixiert und eine Sende- und Empfangseinheit des Röntgen-Computertomographiegeräts auf einer
schraubenlinienförmigen
Bahn um den abzubildenden Bereich herum umlaufend vorstellen. Dabei
werden für
den ersten Rohdatensatz D1 während
eines ersten Umlaufs der Sende- und Empfangseinheit von 180° plus Fächerwinkel acht
Projektionsaufnahmen P11 bis P18 erzeugt und für den zweiten Rohdatensatz
D2 während
einem weiteren, sich an den ersten Umlauf unmittelbar anschließenden Umlauf
weitere acht Projektionsaufnahmen P21 bis P28. In anderen Ausführungsformen werden
dabei größerer Teilumläufe oder
Vollumläufe verwendet.
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Mit
einem Verschieben des Bildlauffeldes 24 innerhalb der Bildlaufleiste 25,
die der Übersichtlichkeit
halber in der 3 nochmals mit dargestellt sind, sind
weitere Schichtpositionen zwischen den durch die Rohdatensätze D1 und
D2 bestimmten Schichtpositionen auswählbar. Entsprechend der in
der 3 dargestellten Position des Bildlauffeldes 24 innerhalb
der Bildlaufleiste 25 wird ein weiterer Rohdatensatz D3
aus den Projektionsaufnahmen P16 bis P18 des ersten Rohdatensatzes
D1 und den Projektionsaufnahmen P21 bis P25 gruppiert, rekonstruiert und
an der Anzeige- und Bedienvorrichtung 20 angezeigt. Damit
ist eine optimale Schichtlage in Bezug auf die interessierende Anatomie
anzeigbar.
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Handelt
es sich dahingegen bei den in der 3 beschriebnen
Rohdatensätzen
D1 und D2 um zwei Rohdatensätze,
die mit einem Magnetresonanzgerät
unter Verwendung einer Radialtechnik von einem gleichen abzubildenden
Bereich unmittelbar zeitlich aufeinanderfolgend aufgenommenen worden sind,
so wird ähnlich
wie bei der 2 mit dem Verschieben des Bildlauffeldes 24 eine
Zeitspanne festlegt, für
die Teile aus den beiden Rohdatensätzen D1 und D2, die während der
festgelegten Zeitspanne aufgenommen worden sind, zu einem weiteren
Rohdatensatz gruppiert werden.