DE10155790A1 - Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung - Google Patents

Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung

Info

Publication number
DE10155790A1
DE10155790A1 DE10155790A DE10155790A DE10155790A1 DE 10155790 A1 DE10155790 A1 DE 10155790A1 DE 10155790 A DE10155790 A DE 10155790A DE 10155790 A DE10155790 A DE 10155790A DE 10155790 A1 DE10155790 A1 DE 10155790A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contrast
layer
sequence
magnetic resonance
resonance imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10155790A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10155790B4 (de
Inventor
Michael Deimling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10155790A priority Critical patent/DE10155790B4/de
Priority to US10/292,659 priority patent/US6888350B2/en
Priority to CNB021514631A priority patent/CN1287732C/zh
Publication of DE10155790A1 publication Critical patent/DE10155790A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10155790B4 publication Critical patent/DE10155790B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7475User input or interface means, e.g. keyboard, pointing device, joystick
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/50NMR imaging systems based on the determination of relaxation times, e.g. T1 measurement by IR sequences; T2 measurement by multiple-echo sequences
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/546Interface between the MR system and the user, e.g. for controlling the operation of the MR system or for the design of pulse sequences

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kernspintomographie (Synonym: Magnetresonanztomographie-MRT) wie sie in der Medizin zur Untersuchung von Patienten Anwendung findet. Dabei bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung sowie ein Kernspintomographiegerät zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem eine interaktive Kontrastoptimierung durchgeführt wird. DOLLAR A Ein Verfahren zur Optimierung von MRT-Bildern ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: DOLLAR A - Festlegung einer Multi-Kontrast-Sequenz zum Anregen von Kernspins in einer zu messenden Schicht eines Objektes sowie DOLLAR A - Festlegung von die Sequenz charakterisierenden Parametern (S1), DOLLAR A - Messung mehrerer Kontrastvarianten der Schicht (S2) in Form von Rohdaten (S3) mit der zuvor festgelegten Sequenz, DOLLAR A - Verarbeiten der Rohdaten der Schicht (S4) und dadurch DOLLAR A - Erzeugen mehrerer Bilder der Schicht, die sich in ihrem Kontrast voneinander unterscheiden (S5), DOLLAR A - Erzeugen eines Bildes mit verbessertem Kontrast (S7) durch interaktive Echtzeit-Kontrastvariation der durch die Multikontrastsequenz gewonnenen Bilder in Echtzeit über eine Benutzerschnittstelle (S6).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kernspintomographie (Synonym: Magnetresonanztomographie - MRT) wie sie in der Medizin zur Untersuchung von Patienten Anwendung findet. Dabei bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf ein Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung sowie ein Kernspintomographiegerät zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem eine interaktive Kontrastoptimierung durchgeführt wird.
  • Die MRT basiert auf dem physikalischen Phänomen der Kernspinresonanz und wird als bildgebendes Verfahren seit über 15 Jahren in der Medizin und in der Biophysik erfolgreich eingesetzt. Bei dieser Untersuchungsmethode wird das Objekt einem starken, konstantem Magnetfeld ausgesetzt. Dadurch richten sich die Kernspins der Atome in dem Objekt, welche vorher regellos orientiert waren, aus. Hochfrequenzwellen können nun diese "geordneten" Kernspins zu einer bestimmten Schwingung anregen. Diese Schwingung erzeugt in der MRT das eigentliche Meßsignal, welches mittels geeigneter Empfangsspulen aufgenommen wird. Durch den Einsatz inhomogener Magnetfelder, erzeugt durch Gradientenspulen, kann dabei das Messobjekt in alle drei Raumrichtungen räumlich kodiert werden. Das Verfahren erlaubt eine freie Wahl der abzubildenden Schicht, wodurch Schnittbilder des menschlichen Körpers in alle Richtungen aufgenommen werden können. Die MRT als Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik, zeichnet sich in erster Linie als "nicht-invasive" Untersuchungsmethode durch ein vielseitiges Kontrastvermögen aus. Dabei hat sich die MRT zu einem der Röntgen-Computertomographie (CT) vielfach überlegenen Verfahren entwickelt.
  • Einer der Hauptvorteile der MR-Tomographie besteht im wesentlichen in der hervorragenden Darstellbarkeit des Weichgewebes, das heißt in einem ausgezeichneten Weichteilkontrast der rekonstruierten MRT-Bilder. Die Ursache dafür liegt in den unterschiedlichen Relaxationszeiten T1 (der Längsmagnetisierung) und T2 (der Quermagnetisierung) sowie T2 * (effektive Relaxationszeit der Quermagnetisierung) der Gewebe, die in komplexer Weise die Wechselwirkung der Wasserstoffatomkerne mit ihrer Umgebung widerspiegeln. Aber auch die Protonendichten ρ spielen in der MRT-Bildgebung eine gewisse Rolle. Dabei umfaßt der Begriff "Protonendichte" denjenigen Teil der Gewebeprotonen, deren Kernresonanzsignal zum MR-Bildsignal beiträgt. Im wesentlichen sind das die Wasserprotonen und die Methyl-Protonen der mobilen Fettsäuren. Wasserstoffatomkerne in Zellmembranen, Proteinen oder in anderen relativ starren makromolekularen Strukturen tragen in der Regel nicht zum MRT-Signal bei; ihr Signal ist bereits zum Zeitpunkt der Datenakquisition auf Null abgeklungen.
  • Während der Bildkontrast eines CT-Bildes nur von der Elektronendichte des betrachteten Gewebes abhängt, wird das Kernresonanzsignal und damit der Charakter des MRT-Bildes sowohl durch die drei Gewebespezifischen Parameter ρ, T1, T2 und T2 * sowie durch die Art der verwendeten Impulsfolge und der entsprechenden Aufnahmeparameter bestimmt. Diese Variabilität des MRT-Signals bietet die Möglichkeit, durch geschickte Wahl der Impulsfolge und der Aufnahmeparameter den Bildkontrast zwischen bestimmten Gewebestrukturen zu optimieren. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit eine möglichst gute Differenzierung zwischen bestimmten Gewebestrukturen - beispielsweise gesundes Gewebe und Tumorgewebe - zu erreichen.
  • Gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise in der klinischen Routine, werden immer mehrere MRT-Bilder mit unterschiedlichen Aufnahmeparametern akquiriert, die so gewählt werden, daß der Bildkontrast der einzelnen Bilder hauptsächlich durch einen einzigen Gewebeparameter bestimmt wird. Man spricht in diesem Zusammenhang von, T1-, T2-, T2 *- oder ρ-gewichteten Bildern.
  • In Fig. 3 ist ein derartiges Verfahren gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Man beginnt in Schritt S8 mit der Wahl einer bestimmten Bildgebungssequenz (z. B. T1-, T2- oder ρ-gewichtet) und der Festlegung der die Sequenz charakterisierende Parameter (z. B. Repetitionszeit TR, Echozeit TE, Flipwinkel α etc.). Anschließend erfolgt in Schritt S9 die Messung, durch die Rohdaten der gemessenen Schicht gemäß Schritt S10 erzeugt werden. Die Rohdaten, die in Form einer Matrix vorliegen, werden in Schritt S11 in einem Rechner verarbeitet (unter anderem fouriertransformiert) und gemäß Schritt S12 dem Benutzer - in der Regel an einem Bildschirm - als MRT- Bild präsentiert. Der Nutzer hat nun in Schritt S13 die Entscheidung zu treffen, ob der Kontrast des Bildes den Anforderungen entspricht (Schritt S14), wobei gemäß Schritt S19 auch ein suboptimaler Kontrast des Bildes akzeptiert werden kann. Falls der Kontrast des Bildes ungenügend ist, wird die Messung gemäß Schritt S16 mit anderen Parametern unter Umständen auch mit einem anderen Sequenztyp wiederholt (Beginn wieder mit Schritt S8) und zwar solange, bis ein Bild ausreichender Qualität hinsichtlich des Kontrastes erzeugt wurde.
  • Der Nachteil dieses Verfahrens ist zum einen, daß man auf die resultierende Kontrast-Wichtung der gewählten Sequenz angewiesen ist und keine zielgerichtete Kontrastverbesserung möglich ist. Zum andern ist diese Art der Kontrastoptimierung ausgesprochen zeitaufwendig, da sämtliche oben aufgeführte Schritte im Ganzen wiederholt werden müssen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und Gerät zur Magnetresonanz-Bildgebung bereitzustellen, das hinsichtlich der Kontrastbildung verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
  • Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zur Optimierung von MRT-Bildern beansprucht, das folgende Schritte aufweist:
    • - Festlegung einer Multi-Kontrast-Sequenz zum Anregen von Kernspins in einer zu messenden Schicht eines Objektes sowie
    • - Festlegung von die Sequenz charakterisierenden Parametern,
    • - Messung mehrerer Kontrastvarianten der Schicht in Form von Rohdaten mit der zuvor festgelegten Sequenz,
    • - Verarbeiten der Rohdaten der Schicht und dadurch Erzeugen mehrerer Bilder der Schicht, die sich in ihrem Kontrast voneinander unterscheiden, und
    • - Erzeugen eines Bildes mit optimalem Kontrast auf der Basis einer interaktiven Echtzeit-Kontrastvariation durch selektive Kombinationen der durch die Multikontrastsequenz gewonnenen Bilder in Echtzeit über eine Benutzerschnittstelle.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation durch Pixeloperationen mit Verknüpfungsalgorithmen.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation an einem Monitor erfolgt.
  • In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation über einen Schalter, wobei der Schalter auch als Software-Tool auf dem Monitor ausgestaltet sein kann.
  • Es kann dabei ebenso von Vorteil sein, daß parallel zur interaktiven Echtzeit-Kontrastvariation weitere Messungen der Schicht mit anderen Sequenzen bzw. anderen Sequenzparametern durchgeführt und somit weitere temporäre Bilder der Schicht zur Verfügung gestellt werden. Diese Ausführungsform des Verfahrens bringt einen großen Zeitgewinn bei der Erzeugung eines optimalen Bildkontrastes mit sich.
  • Erfindungsgemäß wird ferner ein Kernspintomographiegerät zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen.
  • Die Unteransprüche 6 bis 10 bilden den zentralen Gedanken des erfindungsgemäßen Gerätes vorteilhaft weiter.
  • Ferner wird gemäß der Erfindung ein Computersoftwareprodukt vorgeschlagen, das ein obiges Verfahren implementiert, wenn es auf einer mit einem Kernspintomographiegerät verbundenen Recheneinrichtung läuft.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im folgendem anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf die begleitenden Abbildungen näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungs gemäßen Magnet-Resonanz-Bildgebungs- bzw. Kernspintomographiegerätes,
  • Fig. 2 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren,
  • Fig. 3 zeigt schematisch ein Verfahren nach dem Stand der Technik.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Magnetresonanz-Bildgebungs- bzw. Kernspintomographiegerätes zur Erzeugung eines Kernspinbildes eines Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Kernspintomographiegerätes entspricht dabei dem Aufbau eines herkömmlichen Tomographiegerätes. Ein Grundfeldmagnet 1 erzeugt ein zeitlich konstantes starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins im Untersuchungsbereich eines Objektes, wie z. B. eines zu untersuchenden Teils eines menschlichen Körpers. Die für die Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfeldes ist in einem z. B. kugelförmigen Meßvolumen M definiert, in das die zu untersuchenden Teile des menschlichen Körpers eingebracht werden. Zur Unterstützung der Homogenitätsanforderungen und insbesondere zur Eliminierung zeitlich invariabler Einflüsse werden an geeigneter Stelle sogenannte Shim-Bleche aus ferromagnetischem Material angebracht. Zeitlich variable Einflüsse werden durch Shim- Spulen 2 eliminiert, die durch eine Shim-Stromversorgung 15 angesteuert werden.
  • In den Grundfeldmagneten 1 ist ein zylinderförmiges Gradientenspulensystem 3 eingesetzt, das aus drei Teilwicklungen besteht. Jede Teilwicklung wird von einem Verstärker 14 mit Strom zur Erzeugung eines linearen Gradientenfeldes in die jeweilige Richtung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3 erzeugt dabei einen Gradienten Gx in x-Richtung, die zweite Teilwicklung einen Gradienten Gy in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten Gz in z-Richtung. Jeder Verstärker 14 umfaßt einen Digital-Analog-Wandler, der von einer Sequenzsteuerung 18 zum zeitrichtigen Erzeugen von Gradientenpulsen angesteuert wird.
  • Innerhalb des Gradientenfeldsystems 3 befindet sich eine Hochfrequenzantenne 4, die die von einem Hochfrequenzleistungsverstärker abgegebenen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu untersuchenden Objektes bzw. des zu untersuchenden Bereiches des Objektes umsetzt. Die Hochfrequenzantenne 4 besteht aus einer oder mehreren HF-Sendespulen und einer oder mehreren HF-Empfangsspulen, möglicherweise bestehend aus einer Anordnung von Komponentenspulen (allgemeine Bezeichnung "Coil Arrays" oder auch "Phased Array Coils"). Von den HF-Empfangsspulen der Hochfrequenzantenne 4 wird auch das von den präzedierenden Kernspins ausgehende Wechselfeld, d. h. in der Regel die von einer Pulssequenz aus einem oder mehreren Hochfrequenzpulsen und einem oder mehreren Gradientenpulsen hervorgerufenen Kernspinechosignale, in eine Spannung umgesetzt, die über einen Verstärker 7 einem Hochfrequenz-Empfangskanal 8 eines Hochfrequenzsystems 22 zugeführt wird. Das Hochfrequenzsystem 22 umfaßt weiterhin einen Sendekanal 9, in dem die Hochfrequenzpulse für die Anregung der magnetischen Kernresonanz erzeugt werden. Dabei werden die jeweiligen Hochfrequenzpulse aufgrund einer vom Anlagenrechner 20 vorgegebenen Pulssequenz in der Sequenzsteuerung 18 digital als Folge komplexer Zahlen dargestellt. Diese Zahlenfolge wird als Real- und als Imaginäranteil über jeweils einen Eingang 12 einem Digital-Analog-Wandler im Hochfrequenzsystem 22 und von diesem einem Sendekanal 9 zugeführt. Im Sendekanal 9 werden die Pulssequenzen einem Hochfrequenz-Trägersignal aufmoduliert, dessen Basisfrequenz der Resonanzfrequenz der Kernspins im Meßvolumen entspricht.
  • Die Umschaltung von Sende- auf Empfangsbetrieb erfolgt über eine Sende-Empfangsweiche 6. Die HF-Sendespule der Hochfrequenzantenne 4 strahlt die Hochfrequenzpulse zur Anregung der Kernspins in das Meßvolumen M ein und tastet resultierende Echosignale über die HF-Empfangsspulen ab. Die entsprechend gewonnenen Kernresonanzsignale werden im Empfangskanal 8 des Hochfrequenzsystems 22 phasenempfindlich demoduliert und über einen jeweiligen Analog-Digital-Wandler in Realteil und Imaginärteil des Meßsignals umgesetzt. Durch einen Bildrechner 17 wird aus den dergestalt gewonnenen Meßdaten ein Bild rekonstruiert. Die Verwaltung der Meßdaten, der Bilddaten und der Steuerprogramme erfolgt über den Anlagenrechner 20. Aufgrund einer Vorgabe mit Steuerprogrammen kontrolliert die Sequenzsteuerung 18 die Erzeugung der jeweils gewünschten Pulssequenzen und das entsprechende Abtasten des k-Raumes. Insbesondere steuert die Sequenzsteuerung 18 dabei das zeitrichtige Schalten der Gradienten, das Aussenden der Hochfrequenzpulse mit definierter Phase und Amplitude sowie den Empfang der Kernresonanzsignale. Die Zeitbasis für das Hochfrequenzsystem 22 und die Sequenzsteuerung 18 wird von einem Synthesizer 19 zur Verfügung gestellt. Die Auswahl entsprechender Steuerprogramme zur Erzeugung eines Kernspinbildes sowie die Darstellung des erzeugten Kernspinbildes erfolgt über ein Terminal 21, das eine Tastatur sowie einen oder mehrere Bildschirme umfaßt.
  • Erfindungsgemäß arbeitet das Gerät wie im folgenden erläutert, wobei im folgenden auch auf Fig. 2 Bezug genommen wird:
    Wie bereits oben beschrieben wird gemäß Schritt S1 im Sendekanal 9 über den Anlagenrechner 20 und die Sequenzsteuerung 18 eine zuvor festgelegte Multikontrast-Sequenz generiert, durch die mehrere Bilder einer zu messenden Schicht eines Objektes erzeugt werden, die sich hinsichtlich ihrer Kontraste unterscheiden. Im folgenden sind Beispiele für mögliche Multikontrast-Sequenzen aufgeführt(in Form von Acronymen für MR- Sequenzen die für spezielle Fragestellungen mit angepaßten Parametern verwendet werden), wobei bei den meisten auch die Wichtungstypen angegeben sind:
    TSE (Turbo Spin Echo mit mehrfach Kontrast (shared echo)): ρ, T2,
    DESS (Double Echo Steady State): T2
    HASTE (Half Fourier RARE double contrast): T2,
    MEDIC (Multi Echo Data Image Combination): T2 *,HIRE (High Intensity REduction, "dark fluid"): T2, SINOP (Simultaneous Inphase Out of Phase): T1,
  • Interleaved fat water dual spin echo
  • Dieses Verfahren wurde erstmals von Kwok et al. Im Journal of Magnetic Resonance 13: 318-323 2001 veröffentlicht.
  • In Schritt S1 erfolgt neben der Festlegung des Sequenztyps auch die Festlegung der diesen Sequenztyp kennzeichnenden Parameter, wie Repetitionszeit TR, Echozeit TE, Flipwinkel α etc. Als Sequenztyp wählt man beispielsweise eine der zuvor angeführten Multikontrast-Sequenzen aus. Eine Multikontrast- Sequenz ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Kernspin-Anregung im Objekt durch einen oder mehrere geeignete Hochfrequenz-Puls bzw. durch geeignete Gradientenschaltung mindestens zwei bzw. mehrere Echos und damit mindestens zwei bzw. mehrere aufeinanderfolgende Bilder der gleichen Schicht erzeugt werden. Dabei wird darauf geachtet, daß Multi-Kontrast- Sequenzen verwendet werden bei denen sich die Bilder der aufeinanderfolgenden Echos im allgemeinen durch stark unterschiedliche Kontraste voneinander unterscheiden. Beispielsweise treten in einem T2-gewichteten Bild - neben Muskulatur und Fettgewebe - Flüssigkeiten wie beispielsweise Ventrikel (das sind flüssigkeitsgefüllte Hohlräume im Hirn) sehr stark hervor. Ein 100 bis 300 ms nach der ersten Spinanregung erfolgtes Echo erzeugt jedoch ein Bild in dem aufgrund der kurzen exponentiell abfallenden T2-Relaxation der Spins von Fett- und Muskelgewebe nur noch ausschließlich Flüssigkeitsstrukturen sichtbar sind.
  • Ziel ist es nun, sich diesen ausgeprägten Kontrastunterschied der gemessenen Bilder zunutze zu machen. Indem man beispielsweise in dem oben genannten Beispiel das reine Flüssigkeitsbild von dem zuerst gemessenen Bild abzieht - wie eine derartige Bildsubtraktion erfolgt wird noch erklärt - erhält man ein Bild, in dem der Kontrast von Muskel-, Knorpel- und Fettgewebe sehr viel deutlicher zu Tage tritt.
  • Hat man also in Schritt S2 aufgrund der gewählten Multi-Kontrast-Sequenz mehrerer Kontrastvarianten einer Schicht gemessen, werden in Schritt S3 den unterschiedlichen Varianten entsprechende Rohdatenmatrizen der gemessenen Schicht erzeugt. Diese Rohdatenmatrizen werden in Schritt S4 in dem Anlagenrechner 20 verarbeitet (unter anderem fouriertransformiert) und in Schritt S5 im Speicher des Bild- bzw. des Anlagenrechners 17 bzw. 20 in Form von MRT-Bildern - beispielsweise als temporäre Bilddaten - abgelegt. Dem Benutzer können dann ein oder mehrer dieser Bilder- in der Regel an einem Bildschirm - als MRT-Bild präsentiert werden.
  • In Schritt S6 hat der Nutzer nun die Möglichkeit, nach eigenen Erwägungen die gemessenen, sich ihm auf dem Bildschirm präsentierten, in ihrem Kontrast unterscheidenden MRT-Bilder, zu verknüpfen. Dies erfolgt beispielsweise über eine Auswahl der Bilder sowie der gewünschten Verknüpfungsweise über Mausklick an einem oder an mehreren als Software-Tool ausgebildeten Schalter (Slider) am Monitor. Bekannt ist bisher die Funktion "Center/Window" (Center gibt die Höhe der Bilddarstellung an und Window die Breite. Möchte der Nutzer jetzt beispielsweise das Bild B mit entsprechender Wichtung (z. B. 0,5) von Bild A subtrahieren, klickt er Bild A an, dann ein dem Subtraktionsalgorithmus entsprechendes Icon (Symbolfenster auf dem Bildschirm) und schließlich das Bild B. Im Hintergrund, d. h. im Bild- (17) oder Anlagenrechner (29) wird dann die Bildverarbeitungsoperation A - 0,5.B mittels Pixeloperationen durchgeführt. Denkbar sind Verknüpfungsalgorithmen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation, Logarithmierung, Selbstwichtung (durch die das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verbessert werden kann), Quadratsummen-Mittelung (Sum of Square, SOS), Hochpaß-, Tiefpaß-Filter usw.
  • In Schritt S7 wird dann das bearbeitete resultierende Bild mit optimalem Kontrast in ein Archiv abgespeichert.
  • In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung können parallel zur interaktiven Echtzeit-Kontrastvariation des Nutzers am Monitor weitere Messungen der Schicht mit anderen Sequenz-Typen bzw. anderen Sequenzparametern durchgeführt und somit weitere temporäre Bilder der Schicht zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann eine noch größere Zahl an unterschiedlichen Bildern generiert werden und dadurch die Anzahl der Kontrastkombinationen um ein Vielfaches erhöht werden.
  • Die Bildnachoptimierung (Postprozessing) erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. dem erfindungsgemäßen Kernspintomographiegerät ähnlich schnell wie eine Multiplanare-Rekonstruktion (MPR).

Claims (11)

1. Verfahren zur Optimierung von MRT-Bildern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Festlegung einer Multikontrast-Sequenz zum Anregen von Kernspins in einer zu messenden Schicht eines Objektes sowie
- Festlegung von die Sequenz charakterisierenden Parametern,
- Messung mehrerer Kontrastvarianten der Schicht in Form von Rohdaten mit der zuvor festgelegten Sequenz,
- Verarbeiten der Rohdaten der Schicht und dadurch
- Erzeugen mehrerer Bilder der Schicht, die sich in ihrem Kontrast voneinander unterscheiden,
- Erzeugen eines Bildes mit verbessertem Kontrast auf der Basis einer interaktiven Echtzeit-Kontrastvariation durch selektive Kombinationen der durch die Multikontrastsequenz gewonnenen Bilder in Echtzeit über eine Benutzerschnittstelle.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation durch Pixeloperationen mit Verknüpfungsalgorithmen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation an einem Bildschirm (21) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation über einen Schalter erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur interaktiven Echtzeit-Kontrastvariation weitere Messungen der Schicht mit anderen Sequenzen bzw. anderen Sequenzparametern durchgeführt und somit weitere temporäre Bilder der Schicht zur Verfügung gestellt werden.
6. Kernspintomographiegerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
mit einem Anlagenrechner (20), einem Hochfrequenzsystem (22) und einem Sendekanal (9) zur Erzeugung einer Multi-Kontrast- Sequenz zum Anregen von Kernspins in einer zu messenden Schicht eines Objektes mit den die Sequenz charakterisierenden Parametern,
eine Hochfrequenzantenne (4) zur Messung mehrerer Kontrastvarianten der Schicht in Form von Rohdaten mit der zuvor festgelegten Sequenz,
wobei der Anlagenrechner (20) die Rohdaten der Schicht in der Weise verarbeitet, daß mehrere Bilder der Schicht, die sich in ihrem Kontrast voneinander unterscheiden, erzeugt werden,
und eine Benutzerschnittstelle (21) über die der Kontrast des Endbildes durch selektive Kombinationen dieser Bilder in Echtzeit variiert und dadurch verbessert werden kann.
7. Kernspintomographiegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation durch Pixeloperationen mit Verknüpfungsalgorithmen erfolgt.
8. Kernspintomographiegerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation an einem Bildschirm (21) erfolgt.
9. Kernspintomographiegerät nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die interaktive Echtzeit-Kontrastvariation über einen Schalter erfolgt.
10. Kernspintomographiegerät nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur interaktiven Echtzeit-Kontrastvariation weitere Messungen der Schicht mit anderen Sequenzen bzw. anderen Sequenzparametern durchgeführt und somit weitere temporäre Bilder der Schicht zur Verfügung gestellt werden.
11. Computersoftware-Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 implementiert, wenn es auf einer mit einem Kernspintomographiegerät verbundenen Recheneinrichtung läuft.
DE10155790A 2001-11-14 2001-11-14 Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung Expired - Fee Related DE10155790B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10155790A DE10155790B4 (de) 2001-11-14 2001-11-14 Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung
US10/292,659 US6888350B2 (en) 2001-11-14 2002-11-13 Medical apparatus and computer program product for magnetic resonance imaging with interactive contrast optimization
CNB021514631A CN1287732C (zh) 2001-11-14 2002-11-14 利用交互式对比度优化的磁共振成像的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10155790A DE10155790B4 (de) 2001-11-14 2001-11-14 Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10155790A1 true DE10155790A1 (de) 2003-05-28
DE10155790B4 DE10155790B4 (de) 2005-04-07

Family

ID=7705647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10155790A Expired - Fee Related DE10155790B4 (de) 2001-11-14 2001-11-14 Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6888350B2 (de)
CN (1) CN1287732C (de)
DE (1) DE10155790B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006011253A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Siemens Ag Verfahren und Gerät zur Magnet-Resonanz-Bildgebung auf Basis einer Gradientenechosequenz
DE102006018413A1 (de) * 2006-04-20 2007-10-25 Siemens Ag MR-Tomograph mit einem System zur Kontrastoptimierung von MRT-Bildern

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6989673B2 (en) * 2003-11-26 2006-01-24 General Electric Company Method and apparatus to reduce RF power deposition during MR data acquisition
US7053618B2 (en) * 2003-11-26 2006-05-30 General Electric Company Method and apparatus to generate an RF excitation consistent with a desired excitation profile using a transmit coil array
CN1775171B (zh) 2004-08-30 2011-12-14 株式会社东芝 医用图像显示装置
US7227356B1 (en) * 2004-09-03 2007-06-05 General Electric Company Method and apparatus of multi-echo MR data acquisition with non-discrete flip angle train
WO2008037533A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Esaote Spa User interface for displaying mri images
US8874189B2 (en) * 2007-01-02 2014-10-28 Syntheticmr Ab Method of visualizing MR images
US7973530B2 (en) * 2008-04-25 2011-07-05 Jan Bertus Marten Marcel Warntjes MRI display with contrast navigation window
JP5591493B2 (ja) * 2008-07-17 2014-09-17 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
US20110210734A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Robert David Darrow System and method for mr image scan and analysis
US8970217B1 (en) 2010-04-14 2015-03-03 Hypres, Inc. System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging
US8472684B1 (en) * 2010-06-09 2013-06-25 Icad, Inc. Systems and methods for generating fused medical images from multi-parametric, magnetic resonance image data
BR112013018672A2 (pt) * 2011-01-25 2016-10-18 Koninkl Philips Electronics Nv sistema de ressonância magnética, método para imagens de ressonância magnética, sistema de rm, mídia de leitura por computador, método para a geração de um mapa t1p; de uma região de exame e sistema para gerar um mapa t1p
JP6045797B2 (ja) * 2011-04-06 2016-12-14 東芝メディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置
RU2626025C2 (ru) 2012-07-16 2017-07-21 Конинклейке Филипс Н.В. Предсказание, определение количественных оценок и классификация контрастности магнитно-резонансного изображения, используя уравнение количественной оценки сигнала контрастности
US10591570B2 (en) * 2012-12-17 2020-03-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for 3D motion tracking in an MRI scanner using inductively coupled microcoils
US20170071470A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 Siemens Healthcare Gmbh Framework for Abnormality Detection in Multi-Contrast Brain Magnetic Resonance Data
JP6687383B2 (ja) * 2015-12-21 2020-04-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置
US10495709B2 (en) * 2016-07-25 2019-12-03 Siemens Healthcare Gmbh Multi-contrast simultaneous multislice magnetic resonance imaging with binomial radio-frequency pulses

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5786693A (en) * 1996-04-26 1998-07-28 Picker International, Inc. Batch multi-volume angiography using magnetic resonance imaging
DE19818292A1 (de) * 1997-05-28 1998-12-03 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung der Pulssequenz für eine Kernspintomographieanlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6636038B1 (en) 1997-05-28 2003-10-21 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for controlling a pulse sequence in a magnetic resonance tomography system
US6121775A (en) * 1998-06-16 2000-09-19 Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. MRI imaging method and apparatus
US6192264B1 (en) * 1998-12-28 2001-02-20 General Electric Company Method and system for MRI venography including arterial and venous discrimination
US6636037B1 (en) * 2000-03-31 2003-10-21 Innovative Materials Testing Technologies Super sensitive eddy-current electromagnetic probe system and method for inspecting anomalies in conducting plates
DE10035319C2 (de) * 2000-07-18 2002-12-05 Universitaetsklinikum Freiburg Verfahren zur Messung der Magnetresonanz (=NMR) mittels Spin-Echos unter Bildung von Hyperechos
US6504895B2 (en) * 2001-01-31 2003-01-07 General Electric Company Method and system monitoring image detection
US6470071B1 (en) * 2001-01-31 2002-10-22 General Electric Company Real time data acquisition system including decoupled host computer
US6552542B1 (en) * 2001-09-28 2003-04-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Oscillating dual-equilibrium steady state angiography using magnetic resonance imaging

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006011253A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Siemens Ag Verfahren und Gerät zur Magnet-Resonanz-Bildgebung auf Basis einer Gradientenechosequenz
DE102006011253B4 (de) * 2006-03-10 2009-04-02 Siemens Ag Magnet-Resonanz-Bildgebung mit verbessertem Kontrast zwischen weißer und grauer Hirnsubstanz sowie CSF auf Basis einer Gradientenechosequenz
DE102006018413A1 (de) * 2006-04-20 2007-10-25 Siemens Ag MR-Tomograph mit einem System zur Kontrastoptimierung von MRT-Bildern

Also Published As

Publication number Publication date
CN1287732C (zh) 2006-12-06
US20030092981A1 (en) 2003-05-15
US6888350B2 (en) 2005-05-03
CN1418597A (zh) 2003-05-21
DE10155790B4 (de) 2005-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10155790B4 (de) Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer interaktiven Kontrastoptimierung
DE102005018939B4 (de) Verbesserte MRT-Bildgebung auf Basis konventioneller PPA-Rekonstruktionsverfahren
DE102006011253B4 (de) Magnet-Resonanz-Bildgebung mit verbessertem Kontrast zwischen weißer und grauer Hirnsubstanz sowie CSF auf Basis einer Gradientenechosequenz
DE10250922B4 (de) Verfahren zur Ermittlung des ADC-Koeffizienten in der Diffusionsgewichteten Magnetresonanz-Bildgebung bei Verwendung von Steady-State-Sequenzen
DE102005018814B4 (de) Verfahren zur MRT-Bildgebung auf Basis konventioneller PPA-Rekonstruktionsverfahren sowie korrespondierendes Gerät und Computersoftwareprodukt
DE102007054863B4 (de) Verfahren und Computersoftwareprodukt zur Magnet-Resonanz-Bildgebung auf Basis einer partiellen parallelen Akquisition (PPA)
DE102005051323B4 (de) Verfahren und Gerät zur Magnet-Resonanz-Bildgebung auf Basis einer Gradientenechosequenz
DE102008032155B4 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Anregung in einem Untersuchungsobjekt und Magnetresonanzanlage
DE102011083619B4 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Serie von MR-Bildern zur Überwachung einer Position eines in einem Untersuchungsgebiet befindlichen Interventionsgeräts, Magnetresonanzanlage und elektronisch lesbarer Datenträger
DE10353342B4 (de) Verbesserte MRT-Bildgebung auf Basis konventioneller PPA-Rekonstruktionsverfahren
DE102004029025B4 (de) Verfahren zur Darstellung von Gewebe mit sehr kurzer T2-Relaxationszeit in der Magnetresonanz-Tomographie
DE102008057294A1 (de) Trennung von Fett- und Wasserbildern nach dem Zwei-Punkt-Dixon-Verfahren unter Berücksichtigung des T*2-Zerfalls
DE102014219320B4 (de) Rekonstruktion eines MR-Bildes unter Berücksichtigung der chemischen Verschiebung
DE102009018878A1 (de) Verfahren zur Bildgebung in der Magnetresonanztomographie mit spektraler Fett-Sättigung oder spektraler Wasser-Anregung
DE3810018A1 (de) Verfahren und einrichtung zum trennen von spektralkomponenten
DE10132274B4 (de) Trennung von Fett- und Wasserbildern durch das Zwei-Punkt-Dixon-Verfahren unter Berücksichtigung einer integrierten 3D-Feld-Messung zur Aufnahme einer Karte der Grundfeldinhomogenität
DE10144654B4 (de) Gerät und Verfahren zur Magnet-Resonanz-Bildgebung unter Verwendung einer verbesserten parallelen Akquisition
DE10152734B4 (de) Gerät und Verfahren zur Magnet-Resonanz-Bildgebung bei gleichzeitiger Messung zweier benachbarter Schichten
DE10119784B4 (de) Stufenlose Überblendung zwischen Darstellungen mehrerer Spinkollektive an der Benutzer-Schnittstelle mit einem Eingabegerät bei der Kernspintomographie
DE102019204151A1 (de) Automatisiert optimierte MR-Bildgebung mit ultrakurzen Echozeiten
DE102019105770A1 (de) Parallele mr-bildgebung mit spektraler fettunterdrückung
EP1209481B1 (de) Phasenkorrekturverfahren für die MR-Echtzeitbildgebung
DE10021496C2 (de) Verfahren und Kernspintomographiegerät zur Durchführung dieses Verfahrens zur Erzeugung eines Kernspinbildes eines Objektes mit verschiedenen Pulssequenzen im k-Raum
DE3706799C2 (de) Magnetresonanz-Datenerfassungssystem und Verfahren zur Magnetresonanz-Datenerfassung
DE10256208A1 (de) Verfahren zur verbesserten Flussmessung in der Magnetresonanz-Tomographie

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R085 Willingness to licence withdrawn
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee