DE102005012386B4 - Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus und Verwendung des Verfahrens zur Darstellung der Koronararterien - Google Patents

Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus und Verwendung des Verfahrens zur Darstellung der Koronararterien Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus einer Untersuchungsperson mit den folgenden Schritten:
– Bestimmen des linearen Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus durch Bestimmen der Lage der diastolischen Ruhephase bei zumindest zwei unterschiedlichen Herzfrequenzen der Untersuchungsperson,
– Bestimmen der Atembewegung mit Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskomponenten
– Vorhersage der nächsten diastolischen Ruhephase unter Berücksichtigung der Atembewegung und des bestimmten Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und der Lage der diastolischen Ruhephase für diese Untersuchungsperson.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus sowie die Verwendung des Verfahrens zur Darstellung der Koronararterien. Vorzugsweise wird die diastolische Ruhephase vorhergesagt, um diese dann für die Bildgebung zu verwenden.
  • Zur Darstellung der Koronararterien zur Erkennung von Verengungen in den Koronararterien werden Röntenangiographieuntersuchungen der Koronararterien verwendet. Zusätzlich ist es in letzter Zeit möglich geworden mit Hilfe der Magnetresonanztomographie Bilder mit dem Verlauf der Koronararterien zu erzeugen. Diese so genannten MR-Angiographien der Koronararterien haben jedoch eine Messzeit, die bis zu 30 Minuten betragen können.
  • Zur Aufnahme der MR-Bilder des Herzens wird die Ruhephase des Herzens am Ende der Diastole verwendet, um die Koronararterien des Herzens darzustellen. Zur Aufnahme der MR-Bilder wird gleichzeitig das EKG-Signal der Untersuchungsperson verwendet, um die Lage der diastolischen Ruhephase der Untersuchungsperson zu bestimmen, um dann während dieser Ruhephase die MR-Bilder aufzunehmen. Der Zeitraum zur Aufnahme von MR-Bildern in der Ruhelage des Herzens in der Diastole ist zwischen 50 und 200 ms. In diesem Zeitraum werden die Bilddaten für die MR-Angiographie akquiriert, wobei hier zumeist segmentierte (segmented) Aufnahmeverfahren verwendet werden, bei denen bei jeder Diastole des Herzzyklus ein Teil der Gesamtdaten aufgenommen wird, die für einen vollständigen Datensatz notwendig sind.
  • Eine bei diesen MR-Angiographien auftretende Problematik besteht jedoch darin, dass über die Messzeit die Lage der dias tolischen Ruhephase der Untersuchungsperson bekannt bzw. vorhergesagt werden muss, um während dieses Zeitraums der Diastole die MR-Bilder aufzunehmen. Die Herzfrequenz kann sich jedoch über den Untersuchungszeitraum ändern, sodass durch Änderung der Herzfrequenz sich auch die Lage der Diastole verändert. Geht man von einer konstanten Herzfrequenz aus und nimmt man einen festen Zeitpunkt für das Auftreten der Diastole an, so kann es vorkommen, dass durch Veränderung der Herzfrequenz bei der Bildaufnahme die Ruheposition der Diastole noch nicht auftritt, bzw. schon vorüber ist. Dies wirkt sich negativ auf die Bildqualität aus.
  • Aus der DE 28 13 830 A1 ist eine Anordnung zur Erstellung von Herzaufnahmen mit Kathodenstrahlabtastung bekannt, bei dem die Lage der Diastole für die Bildgebung bestimmt wird.
  • Aus Lee S. H. et al. „Analysis of the Heart Rate and its Variation Affecting Image Quality and Optimized Reconstruction Window in Retrospective ECG-Gated Coronary Angiography Using Multidetector Row CT” in IEEE Transactions an Nuclear Science, Vol. 51, Nr. 1, Februar 2004, Seite 225–230 ist es bekannt, dass die Veränderung der Herzrate die Bildqualität der aufgenommenen Bilder des Herzens beeinflusst.
  • Aus US 2003/0174804 A1 ist ein Herzbildgebungsverfahren mit Hilfe von Computertomographie bekannt, bei dem mit Hilfe des EKGs als auch mit Hilfe der mechanischen Bewegung der Herzregion der Zeitraum bestimmt wird, in dem das Herz gemessen werden soll.
  • M. Buehrer et al. haben in ”Prediction of heart rate variation during coronary MRA using a neuronal network” in Proc. ISMRM 11 (2004) Seite 1885, versucht, mit neuronalen Netzwerken die Herzfrequenz vorherzusagen, um die Bildqualität der Magnetresonanzangiographie der Koronararterien zu verbessern. Die Verwendung eines neuronalen Netzwerks ist jedoch aufwändig.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Variation der Herzrate und insbesondere die Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus besser vorherzusagen. Durch die verbesserte Vorhersage des Herzzyklus wird eine Verbesserung der Koronarangiographie angestrebt.
  • Diese Aufgabe wird mit den Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen.
  • Gemäß einem erste Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Vorhersage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus einer Untersuchungsperson vorgeschlagen, das die folgenden Schritte aufweist: In einem ersten Schritt wird der lineare Zusammenhang zwischen der Herzfrequenz und der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus bestimmt, indem die Lage der diastolischen Ruhephase bei zumindest zwei unterschiedlichen Herzfrequenzen der Untersuchungsperson bestimmt wird. Bei Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen Änderung des Herzzyklus und der Lage der diastolischen Ruhephase kann durch die Bestimmung der Lage der diastolischen Ruhephase bei zwei Herzfrequenzen festgelegt werden, wie sich die Lage der Ruhephase ändert, wenn sich die Herzrate ändert. In einem weiteren Schritt wird die Atembewegung der Untersuchungsperson mit Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskomponenten bestimmt. Der Herzzyklus bzw. die Herzfrequenz hängt auch von der Atembewegung der Untersuchungsperson ab. Durch Bestimmung der Atembewegung unter Berücksichtigung von Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungskomponenten kann eine sehr genaue Aussage über die Atembewegung gemacht werden, was insgesamt die Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus verbessert. Anschließend wird die nächste diastolische Ruhephase vorhergesagt, indem die Atembewegung und der bestimmte lineare Zusammenhang zwischen Herzfrequenz und Lage der diastolischen Ruhephase für diese Untersuchungsperson berücksichtigt werden. Durch die genaue Bestimmung der Atembewegung und durch die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der diastolischen Ruhephase für die Untersuchungsperson kann für diese Untersuchungsperson die Lage der Diastole im Herzzyklus gut vorhergesagt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt sowohl die Bestimmung des linearen Zusammenhangs als auch die Bestimmung der Atembewegung mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MRT). Wenn die Ruhelage des Herzens während der Diastole gut vorhersagbar ist, können auch die Koronararterien mit der Magnetresonanztomographie verbessert dargestellt werden, da weitgehend vermieden wird, dass die Signalaufnahme für die Erzeugung der Bilder zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem sich das Herz nicht im diastolischen Ruhezustand befindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Bestimmung des linearen Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der diastolischen Ruhephase eine MR-Messung mit mehreren Magnetresonanzbildern für unterschiedliche Herzfrequenzen gemacht. Durch die Aufnahme von mehreren MR-Bildern in kurzem zeitli chen Abstand während eines Herzzyklus kann bei Betrachten der Bildfolge im zeitlichen Verlauf (wie in einem ”Film”) die Lage der diastolischen Ruhephase bestimmt werden. Die Lage der diastolischen Ruhephase wird hierbei für zwei unterschiedliche Herzfrequenzen bestimmt. Diese Frequenzen können beispielsweise die Ruhefrequenz des Herzens sein, sowie eine erhöhte Herzfrequenz, die beispielsweise durch Hyperventilieren der Untersuchungsperson erzeugt werden kann. Für diese beiden unterschiedlichen Herzfrequenzen wird der Herzzyklus durch mehrere MR-Bilder in zeitlichem Verlauf aufgenommen, und für beide Frequenzen die Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus bestimmt. Selbstverständlich kann die Herzfrequenz nicht nur durch Hyperventilieren der Untersuchungsperson geändert werden, sondern die Änderung der Herzfrequenz kann auch anderweitig erfolgen, beispielsweise medikamentös oder durch körperliche Arbeit.
  • Bevorzugt wird die Atembewegung der Untersuchungsperson bestimmt, indem die Lage und der Bewegungsverlauf des Zwerchfells detektiert werden. Wie bekannt ist, beeinflusst die Atembewegung ebenfalls den Herzzyklus. Ein guter Indikator für die Bestimmung der Atmung ist die Bestimmung der Lage des Zwerchfells in der Untersuchungsperson. Um die Bewegungsart des Zwerchfells gut vorhersagen zu können, werden bevorzugt innerhalb eines Herzzyklus mehrere Positionsbestimmungen des Zwerchfells vorgenommen. Beispielsweise kann die Lage des Zwerchfells in einem Herzzyklus mittels magnetischer Kernresonanz durch die Aufnahme von zumindest drei Navigatorbildern bestimmt werden, wobei durch die Lage des Zwerchfells in den zumindest drei Navigatorbildern neben der Lage selbst die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Zwerchfells berücksichtigt werden kann. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Magnetresonanztomographie bekannt ist, können mit der Navigatortechnik durch zusätzliche Spin- oder Gradientenechos in sehr kurzen Aufnahmezeiten Positionsänderungen des Messobjektes, hier des Zwerchfells, detektiert werden. Mit der Navigatortechnik wird die Position des Zwerchfells in Kopf-Fuß-Richtung bestimmt. Durch die Verwendung von zumindest drei Navigatorbildern innerhalb eines Herzzyklus kann die Bewegung des Zwerchfells genau bestimmt werden, wobei diese Bewegung dann bei der Vorhersage des Herzzyklus berücksichtigt wird.
  • Bevorzugt wird bei der Bestimmung des linearen Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der Diastole ein Proportionalitätsfaktor TF bestimmt. Dieser Proportionalitätsfaktor TF gibt die Steigung der Kurve an, die durch Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus und der Herzfrequenz definiert ist. Zur Bestimmung der Herzfrequenz wird üblicherweise ein Elektrokardiogramm (EKG) des Patienten während der Untersuchung aufgezeichnet, um die Herzfrequenz zu bestimmen. Zur Bestimmung von TF kann dann der zeitliche Abstand der R-Zacke des EKGs zur Lage der diastolischen Ruhephase TT für zwei unterschiedliche Herzfrequenzen bestimmt werden. Ebenso wird der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden R-Zacken RR für zwei unterschiedliche Herzfrequenzen bestimmt. Der Quotient aus der Differenz von TT und der Differenz von RR bei beiden Herzfrequenzen ergibt den Proportionalitätsfaktor TF.
  • Bevorzugt wird für die Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus der zeitliche Abstand RR von der letzten R-Zacke zur nächsten R-Zacke im Elektrokardiogramm vorhergesagt. Nach Vorhersage des zeitlichen Abstandes RR kann ein zeitlicher Abstand TT zwischen letzter R-Zacke und der zu erwartenden Diastole bestimmt werden.
  • Bevorzugt werden für die Vorhersage des Abstandes der beiden R-Zacken die letzten beiden vorhergehenden RR-Abstände verwendet, sowie die Atembewegung, wobei die Atembewegung durch die Bewegung des Zwerchfells unter Berücksichtigung von Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskomponenten gemessen werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Vorhersage des RR-Abstandes eine Kalibrierungsmessung durchgeführt, in der die Lage des Zwerchfells durch zumindest drei Navigatorbilder bestimmt wird. Die Lage des Zwerchfells und der zeitliche Abstand der letzten beiden RR-Intervalle kann verwendet werden, um in einem Optimierungsalgorithmus die Parameter zu bestimmten, die in einem Vorhersagemodell des zeitlichen Abstandes RR verwendet werden.
  • Durch die Kalibrierungsmessung werden die Koeffizienten bestimmt, die den Anteil bestimmen, den jeweils die beiden letzten RR-Intervalle und die Atembewegung haben, um das nächste RR-Intervall vorherzusagen.
  • Wenn nun das RR-Intervall vorhergesagt werden kann, kann mit Hilfe des Proportionalitätsfaktors TF und dem vorhergesagten zeitlichen Abstand RR die Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus, d. h. der zeitliche Abstand von der R-Zacke zur Diastole TT bestimmt werden. Kann nun die Ruhelage in der Diastole vorhergesagt werden, können in diesem Ruhefenster der Diastole MR Daten für eine Magnetresonanzangiographie der Koronararterien akquiriert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigt:
  • 1 ein Flussdiagramm mit den Schritten zur Bestimmung der Lage der diastolischen Ruhephase gemäß der Erfindung,
  • 2 ein Flussdiagramm mit den Schritten zur Berechnung des Proportionalitätsfaktors TF,
  • 3 ein Flussdiagramm mit den Schritten zur Berechnung der Lage der Diastole nach der Berechnung von TF, und
  • 4 schematisch die Bildsequenz zur Aufnahme der Kalibrierungsmessung und der Angiographiemessung.
  • In 1 sind schematisch die grundlegenden Schritte dargestellt, um die Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus vorherzusagen. In einem ersten Schritt 11 wird der Zusammenhang zwischen der Herzfrequenz und der Lage der diastolischen Ruhephase bestimmt, indem für zwei Herzfrequenzen, beispielsweise durch Aufnahme von MR-Bildern, in kurzem zeitlichem Abstand die Lage der Diastole bestimmt wird, wobei die Herzfrequenz bekannt ist. In einem nächsten Schritt 12 wird die Atembewegung bestimmt, um unter Berücksichtigung der Atembewegung und unter Berücksichtigung der letzten beiden Herzzyklen den nächsten Herzzyklus vorherzusagen. Hierfür wird das EKG einer Untersuchungsperson während der Messungen aufgezeichnet, und es wird aus dem vorletzten und letzten R-Zackenabstand und dem Atembewegung das Auftreten der nächsten R-Zacke vorhergesagt. Unter Berücksichtigung der Atembewegung und unter Berücksichtigung des Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der Diastole kann dann in Schritt 13 die Lage der nächsten diastolischen Ruhephase im Herzzyklus vorhergesagt werden.
  • In 2 ist näher dargestellt, wie der Zusammenhang zwischen der Herzfrequenz und der Lage der diastolischen Ruhephase näher bestimmt wird, wobei in erster Näherung ein linearer Zusammenhang zwischen der Änderung der diastolischen Ruhephase und der Herzfrequenz angenommen wird.
  • In 2 wird in einem ersten Schritt 21 bei einer ersten Herzfrequenz, beispielsweise der Ruhefrequenz für die Bestimmung der Lage der diastolischen Ruhephase eine Serie von MR-Bildern aufgenommen, wobei die zeitliche Auflösung derart gewählt werden muss, dass mehrere Bilder pro Herzzyklus aufgenommen werden, um genau die Systole und die Diastole bestimmen zu können. Gleichzeitig wird während der Messung ein EKG der Untersuchungsperson aufgenommen. Mithilfe des EKGs kann dann der Ruheabstand RRRuhe zwischen zwei R-Zacken des EKGs bestimmt werden (Schritt 22). Ebenso kann für die Ruhefrequenz der Abstand von der R-Zacke zur Diastole TTRuhe für die Ruhefrequenz des Herzens bestimmt werden, d. h. die Ruhelage in der Enddiastole, gemessen von der R-Zacke aus (Schritt 23). Anschließend wird die Prozedur wiederholt für eine erhöhte Herzfrequenz. Die Erhöhung der Herzfrequenz kann beispielsweise durch Hyperventilieren der Untersuchungsperson oder durch medikamentöse Beeinflussung der Herzfrequenz erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten zur Erhöhung der Herzfrequenz denkbar. Bei der erhöhten Herzfrequenz werden in Schritt 24 wieder wie in Schritt 21 in kurzem zeitlichen Abstand MR-Bilder aufgenommen, um dann in Schritt 25 den Abstand der R-Zacken RRerh zwischen zwei R-Zacken zu bestimmen. Ebenso wird bei der erhöhten Herzfrequenz der Abstand von der R-Zacke zur Diastole TTerh bestimmt (Schritt 26). Unterstellt man nun einen linearen Zusammenhang zwischen Änderung des Herzzyklus und der Änderung der Lage der Diastole, kann durch die in den Schritten 22, 23, 25 und 26 bestimmten Größen ein Proportionalitätsfaktor TF berechnet werden, der angibt, wie sich die Lage des Ruhrefensters der Diastole im Herzzyklus verändert, wenn sich die Herzfrequenz, d. h. der Abstand der beiden R-Zacken zueinander, ändert (Schritt 27).
  • In 3 ist dargestellt, wie nach der Berechnung des Proportionalitätsfaktors TF über die Vorhersage des R-Zackenabstandes der Abstand der diastolischen Ruhephase ausgehend von der R-Zacke bestimmt werden kann.
  • Nachdem in Schritt 31, wie im Zusammenhang mit 2 erklärt, der Proportionalitätsfaktor TF berechnet wird, wird in Schritt 32 der Abstand zur nächsten R-Zacke vorhergesagt. Dieser R-Zackenabstand hängt jedoch auch von der Atembewegung der Untersuchungsperson ab. Aus diesem Grund wird bei der Vorhersage von RR die Atembewegung, beispielsweise die Bewegung des Zwerchfells, berücksichtigt. Der R-Zackenabstand kann beispielsweise mit folgender Gleichung angenähert werden: RRpre = P1RR–2 + P2RR–1 + P3N1 + P4N2 + P5N3 + P6N4 (1)
  • In dieser Gleichung beschreibt RR–2 die Länge des vorletzten RR-Intervalls, RR–1 den letzten Abstand zwischen zwei RR-Zacken. Die Werte N1 bis N4 beschreiben den Einfluss der Atmung auf das RR-Intervall, wobei N1 bis N4 die Positionswerte des Zwerchfells zu einer Referenzposition beispielsweise der endexpiratorischen Lage des Zwerchfells sind, wie in Zusammenhang mit 4 beschrieben wird. In einer Kalibrierungsmessung, beispielsweise einem Zeitraum zwischen 2 und 4 Minuten, vorzugsweise 3 Minuten, kann der RR-Abstand gemessen werden, und ebenso die Lage des Zwerchfells mit den vier Navigatoren, sodass dann durch einen Optimierungsalgorithmus, beispielsweise einem least-square-fit-Algorithmus die Koeffizienten P1 bis P6 berechnet werden können. Die Koeffizienten P1 bis P6 geben an, inwieweit der nach dem Koeffizienten liegende Faktor die Lage des nächsten vorherzusagenden RR-Intervalls RRpre beeinflusst.
  • In 4 ist die Bildgebungssequenz dargestellt, die für die Kalibrierungsmessung und für die anschließende MR-Angiographie der Koronararterien verwendet werden kann. Nach einer ersten R-Zacke 41 werden vier Navigatorbilder 42 aufgenommen. Diese Navigatorbilder dienen zur Bestimmung der Positionswerte N1 bis N4 des Zwerchfells im Herzzyklus. Durch die Aufnahme der vier Navigatorbilder kann die Atembewegung mit Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskomponenten bestimmt werden, da durch die vier Messpunkte des Zwerchfells eine Aussage über die Lage, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Zwerchfells gemacht werden kann. Anschließend folgen eventuelle Präparierungspulse oder Sequenzen 43, bevor mit der eigentlichen Bildgebung 44 begonnen wird, wobei zu Beginn der Angiographiebildgebung 44 das Herz in der diastolischen Ruheposition liegen sollte. Anschließend folgt nach der Bildgebung die nächste R-Zacke 45. Wie in 4 dargestellt, beschreibt RR den zeitlichen Abstand zwischen den R-Zacken 41 und 44. Die Größe TT bezeichnet den Abstand der R-Zacke bis zu der diastolischen Ruhephase, bei der die eigentliche Angiographiebildgebung der Koronararterien durchgeführt wird.
  • Die in 4 gezeigte Abfolge kann nun in einem ersten Kalibrierungsverfahren, beispielsweise über den Zeitraum von 3 Minuten verwendet werden, um aus den Daten des EKGs, den Daten der Navigatoren 1 bis 4 ein RR-Intervall vorherzusagen. Die in diesem Kalibrierungszeitraum anfallenden Daten können dazu verwendet werden, um die Koeffizienten P1 bis P6 von Gleichung 1 zu bestimmen. Sind nun die Koeffizienten P1 bis P6 bekannt, kann dann der R-Zackenabstand RRpre vorhergesagt werden.
  • Selbstverständlich ist es nicht notwendig, diese Kalibrierungsmessung zur Bestimmung der Koeffizienten P1 bis P6 durchzuführen. Es ist auch möglich, irgendwelche Startwerte P1 bis P6 zu bestimmen, oder aus früheren Messungen zu übernehmen, und diese dann während der eigentlichen Angiographieaufnahme zu verbessern.
  • Wenn nun, wie in Schritt 32 von 3 angedeutet ist, der R-Zackenabstand RR vorhergesagt wurde, kann nun aus der Vorhersage des R-Zackenabstandes die Größe TTpre vorhergesagt werden. Diese Größe TTpre wird dann für die Triggerung der Angiographiebildgebung verwendet, d. h. nach Ablauf von TTpre wird die eigentliche Koronarangiographiebildgebung gestartet.
  • Wie in Schritt 33 dargestellt ist, kann die Lage der diastolischen Ruhephase, ausgehend von der R-Zacke vorhergesagt werden, mit folgender Gleichung: TTpre = TTRuhe + TF(RRpre – RRRuhe) (2)
  • Durch Annahme des linearen Zusammenhangs und durch Bestimmung der Steigung TF, kann die Triggerverzögerung TTpre berechnet werden, nachdem die Größe TTRuhe im Ruheherzschlag, der Koeffizient TF und die R-Zackenabstände RRpre und RRRuhe bekannt sind.
  • Für die eigentliche Angiographiebildgebung wird dann wieder die in 4 dargestellte Sequenzabfolge verwendet, wobei beispielsweise für die Angiographiebildgebung 44 eine dreidimensionale SSFP-Sequenz (steady state free precision) verwendet werden kann. Vor der Angiographiebildgebung kann beispielsweise eine Präparierung der Magnetisierung, wie eine T2-Präparierung, Fett-Sättigung und/oder ein weiterer Navigator verwendet werden. Die bei der Koronarangiographie gewonnenen Daten der Navigatoren N1 bis N4 können ebenso verwendet werden, um die Vorhersage von RRpre von Schritt 32 zu verbessern.
  • Selbstverständlich kann jede Bildgebungssequenz der Position 44 verwendet werden, die die Darstellung der Koronararterien ermöglicht, wobei die Bildgebungssequenz ein segmentiertes Aufnahmeverfahren der MR-Bilder ermöglichen sollte, da bei der kurzen Ruhephase der Diastole nicht ein vollständiger Datensatz aufgenommen werden kann, der eine diagnostische Aussagekraft besitzt.
  • Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase unter Berücksichtigung der Atembewegung der Untersuchungsperson und unter Berücksichtigung des für die Untersuchungsperson spezifischen Zusammenhangs zwischen Lage der diastolischen Ruhephase und dem Herzzyklus, indem für jede Untersuchungsperson zuvor der Proportionalitätsfaktor TF berechnet wird.
  • Selbstverständlich können zur Überwachung der Atembewegung andere Techniken als MR-Techniken verwendet werden, ebenso kann der Proportionalitätsfaktor TF mit Doppler-Ultraschallverfahren bestimmt werden, anstelle mit MR-Bildgebungsverfahren.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus einer Untersuchungsperson mit den folgenden Schritten: – Bestimmen des linearen Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus durch Bestimmen der Lage der diastolischen Ruhephase bei zumindest zwei unterschiedlichen Herzfrequenzen der Untersuchungsperson, – Bestimmen der Atembewegung mit Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskomponenten – Vorhersage der nächsten diastolischen Ruhephase unter Berücksichtigung der Atembewegung und des bestimmten Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und der Lage der diastolischen Ruhephase für diese Untersuchungsperson.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des linearen Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der diastolischen Ruhephase für zwei unterschiedliche Herzfrequenzen mehrere Magnetresonanzbilder während eines Herzzyklus aufgenommen werden und in der Bildfolge jeweils die Lage der Diastole bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Atembewegung die Lage, Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Zwerchfells detektiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Zwerchfells in einem Herzzyklus mittels magnetischer Kernresonanz durch die Aufnahme von zumindest drei Navigatorbildern bestimmt wird, wobei mit den zumindest drei Navigatorbildern die Lage, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Zwerchfells bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Herzfrequenz und Lage der Diastole ein Proportionalitätsfaktor TF bestimmt wird, indem der Quotient gebildet wird aus den Differenzen des Zeitintervalls von der R Zacke des Elektrokardiogramms zur Lage der Diastole für zwei unterschiedliche Herzfrequenzen und aus den Differenzen des zeitlichen Abstands zwischen zwei aufeinander folgenden R Zacken für zwei unterschiedliche Herzfrequenzen.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorhersage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus der zeitliche Abstand RR von der letzten R Zacke im Elektrokardiogramm zur nächsten R Zacke vorhergesagt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zeitlichen Abstand RR der zeitliche Abstand TT zwischen letzter R Zacke und der zu erwartenden diastolischen Ruhephase berechnet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorhersage von RR die letzten beiden RR Intervalle verwendet werden und die Atembewegung mit Geschwindigkeitskomponenten der Atembewegung.
  9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der vorherzusagenden Diastole TT berechnet wird unter Berücksichtigung der Proportionalitätsfaktors TF und von dem vorhergesagten zeitlichen Abstand RR.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Herzfrequenz die Ruhefrequenz des Herzens ist, wobei die andere Herzfrequenz eine erhöhte Herzfrequenz ist, die vorzugsweise durch Hyperventilieren der Untersuchungsperson erzeugt wurde.
  11. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Darstellung der Koronararterien.
DE102005012386A 2005-03-17 2005-03-17 Verfahren zur Vorhersage der Lage der diastolischen Ruhephase im Herzzyklus und Verwendung des Verfahrens zur Darstellung der Koronararterien Expired - Fee Related DE102005012386B4 (de)

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