DE102005023907A1 - Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie, umfassend die Schritte: DOLLAR A - Durchführung einer Positronen-Emissions-Messung in einem zu untersuchenden Körperbereich eines Untersuchungsobjekts zur Aufnahme von punktweise aufgelösten Positronen-Emissions-Messinformationen, DOLLAR A - zur Bestimmung eines Zeitrasters der Messung zeitgleich Erstellung von Bildaufnahmen des zu untersuchenden Körperbereiches mit einer hohen zeitlichen Auflösung und mit punktweise aufgelösten Bilddaten mittels eines zweiten bildgebenden Verfahrens, DOLLAR A - Ermittlung einer durch Bewegungsvorgänge des Untersuchungsobjekts bedingten, im Messzeitraum auftretenden örtlichen Verschiebung der Punkte der einzelnen Bildaufnahmen des zweiten bildgebenden Verfahrens und in Abhängigkeit davon der Positronen-Emissions-Messinformationen für wenigstens einen Teil des Messzeitraums und des zu untersuchenden Körperbereichs und DOLLAR A - Anpassung der Positronen-Emissions-Messinformationen in Abhängigkeit der ermittelten Verschiebung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie.
  • Die Positronen-Emissions-Tomographie dient insbesondere zur Beantwortung diagnostischer Fragen im Hinblick auf die Funktion von Organen mit dem Schwerpunkt auf Stoffwechselvorgängen. Hierzu wird die Verteilung einer radioaktiven Markersubstanz im Organismus eines Untersuchungsobjekts ermittelt. Im Vergleich zu anderen diagnostischen Verfahren hat die Positronen-Emissions-Tomographie eine eher geringe zeitliche Auflösung, so dass natürliche Bewegungsvorgänge im Körper eines Untersuchungsobjekts wie beispielsweise die Peristaltik, die Atmung oder der Herzschlag mit Zeitkonstanten stattfinden, die wesentlich kürzer sind als die für die Positronen-Emissions-Tomographie zugrunde zu legenden Messzeiten. Dies führt dazu, dass die Positronen-Emissions-Messinformationen in einer Darstellung als räumlich verschmierte Punkte erscheinen, so dass eine exakte Zuordnung zu einer Anatomie des Untersuchungsobjekts nur sehr schwer oder gar nicht möglich ist. Im Hinblick auf strukturelle bzw. anatomische Merkmale ist somit die Aussagekraft einer Positronen-Emissions-Messung begrenzt.
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen anzugeben, das bezüglich der Problematik der räumlichen Verschmierung verbessert ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst:
    • – Durchführung einer Positronen-Emissions-Messung in einem zu untersuchenden Körperbereich eines Untersuchungsobjekts zur Aufnahme von punktweise aufgelösten Positronen-Emissions-Messinformationen,
    • – zur Bestimmung eines Zeitrasters der Messung zeitgleich Erstellung von Bildaufnahmen des zu untersuchenden Körperbereichs mit einer hohen zeitlichen Auflösung und mit punktweise aufgelösten Bilddaten mittels eines zweiten bildgebenden Verfahrens,
    • – Ermittlung einer durch Bewegungsvorgänge des Untersuchungsobjekts bedingten im Messzeitraum auftretenden örtlichen Verschiebung der Punkte der einzelnen Bildaufnahmen des zweiten bildgebenden Verfahrens und in Abhängigkeit davon der Positronen-Emissions-Messinformationen für wenigstens einen Teil des Messzeitraums und des zu untersuchenden Körperbereichs und
    • – Anpassung der Positronen-Emissions-Messinformationen in Abhängigkeit der ermittelten Verschiebung.
  • Erfindungsgemäß wird somit zunächst eine Positronen-Emissions-Messung durchgeführt, die auf dem Einbringen von Tracer-Substanzen in den Körper des Untersuchungsobjekts beruht. Die Positronen-Emissions-Messinformationen können mit Hilfe von Gammadetektoren aufgenommen werden, die auf die in der Folge von Paarannihilationsvorgängen entstehende Strahlung ansprechen. So werden im Ablauf der Messung in der Regel eine Reihe von positiven Signalen aufgenommen, wobei jedoch die einzelnen Signalinformationen, die bei einer solchen Messung aufgenommen werden, aufgrund der geringen zeitlichen Auflösung des Verfahrens räumlich verschmiert erscheinen. Dadurch ist es schwer, diese, beispielsweise auf Stoffwechselvorgänge von Zellen im gesunden oder kranken Gewebe hinweisenden, Informationen eindeutig einer entsprechenden anatomischen Struktur im Körper des Untersuchungsobjekts zuzuordnen.
  • Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, zur Bestimmung eines Zeitrasters für die Messung zeitgleich Bildaufnahmen des zu untersuchenden Körperbereichs oder auch des gesamten Körpers des Untersuchungsobjekts mit einem zweiten bildgebenden Verfahren herzustellen, das eine im Vergleich zur Positronen-Emissions-Messung hohe zeitliche Auflösung aufweist. Die zeitliche Auflösung ist dabei so zu wählen, dass mögliche Bewegungsartefakte durch Herzschlag, Atmung, Peristaltik oder andere willkürliche beziehungsweise unwillkürliche Bewegungsvorgänge des Untersuchungsobjekts aufgelöst werden können. Denkbar ist beispielsweise die Verwendung eines bildgebenden Verfahrens mit einer zeitlichen Auflösung im Millisekunden-Bereich, also wesentlich besser als die im Sekunden-Bereich liegende Auflösung, die die Positronen-Emissions-Tomographie bietet. So können Vorgänge wie beispielsweise der Herzschlag zeitlich aufgelöst werden.
  • Mit dem zweiten bildgebenden Verfahren, bei dem es sich zweckmäßigerweise um ein nicht invasives Verfahren handelt, werden punktweise aufgelöste Bilddaten erstellt, die räumlich scharf sind und ein Zeitraster der Positronen-Emissions-Messung liefern, indem sie die Lage von anatomischen Strukturen im Untersuchungsbereich zu verschiedenen Zeitpunkten zeigen.
  • Anhand der Verschiebung der einzelnen Bildpunkte der mit dem zweiten Verfahren erstellten Bildaufnahmen im Zeitablauf der einzelnen Aufnahmen können Bewegungsvorgänge des Untersuchungsobjekts wie willkürliche Muskelbewegungen oder die Atmung oder dergleichen nachvollzogen werden. Die im Messzeitraum auftretende örtliche Verschiebung aller oder eines Teils der Bildpunkte einer Aufnahme wird beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Software zur Bildbearbeitung bestimmt und dazu verwendet, entsprechende räumliche Verschiebungsinformationen für die Positronen-Emissions-Messinformationen für den gesamten Messzeitraum oder einen Teil des Messzeitraums zu erhalten. Die ermittelte Verschiebung dient schließlich dazu, angepasste Positronen-Emissions-Messinformationen zu ermitteln, also die räumlich verschmierten aus Bildpunktbereichen bestehenden Messinformationen beziehungsweise Signale aus der Positronen-Emissions-Messung relativ zu anatomischen Strukturen, die sich aus den Bildaufnahmen des zweiten Verfahrens ergeben, scharf zu lokalisieren. Im Rahmen einer solchen Anpassung ist gegebenenfalls über die Zeit zu integrieren.
  • Die örtliche Verschiebung kann bezüglich wenigstens eines Normbildes oder eines Normbilddatensatzes ermittelt werden. Hierzu werden ein Bild oder auch mehrere Bilder ausgewählt, die insbesondere eine im Hinblick auf die abzuklärende Fragestellung sehr gute oder sogar optimale Darstellung der betroffenen Strukturen im Organismus aufweisen. Anhand solcher Normbilder oder bestimmter Bereiche von Bildern mit einer guten Auflösung lässt sich eine Verschiebungsinformation mit der erforderlichen oder gewünschten Genauigkeit ermitteln.
  • Als Normbild oder für einen Normbilddatensatz kann eine mit dem zweiten bildgebenden Verfahren erstellte Bildaufnahme und/oder ein aus mehreren Bildaufnahmen bestimmtes Mittelbild des Untersuchungsbereichs oder eines Teils davon verwendet werden. Wird eine Bildaufnahme verwendet, so kann es sich hierbei um eine Bildaufnahme handeln, die z.B. ungefähr nach der Hälfte der Messzeit aufgenommen wurde oder die einer Ruheposition beziehungsweise besonders aussagekräftigen Positionen der dargestellten anatomischen Strukturen zuzuordnen ist. Die Bildaufnahme kann grundsätzlich beliebig aus den erstellten Bildaufnahmen ausgewählt werden, wobei jedoch eine einfache Bestimmung der Verschiebung im Bildraum möglich sein muss. Ebenso kann ein Mittelbild verwendet werden, das rechnerisch aus mehreren oder sogar allen Bildaufnahmen, die mit dem zweiten bildgebenden Verfahren angefertigt wurden, ermittelt wird. Aus einem solchen Mittelbild lässt sich zusätzlich eine Information im Hinblick auf eine mittlere Positionierung beziehungsweise Anordnung der dargestellten anatomischen Strukturen gewinnen.
  • Natürlich ist es ebenso möglich, Normbilder oder Normbilddatensätze früherer Untersuchungen des Patienten zu verwenden, um so bereits Hinweise auf mögliche Veränderungen gegenüber einer bisherigen Struktur beziehungsweise bisherigen funktionellen Eigenschaften, wie sie aus der Positronen-Emissions-Tomographie ermittelt werden, zu erhalten. Die Bewegung einzelner Bildpunkte kann dann zweckmäßigerweise relativ zu diesem Normbild oder Normbilddatensatz durch ein geeignetes Programmmittel festgelegt werden.
  • Erfindungsgemäß kann sowohl die Verschiebung aller einzelnen Punkte berücksichtigt werden, insbesondere, wenn die gesamte gezeigte anatomische Struktur für eine Befundung von Relevanz ist, oder es kann die Verschiebung endlicher Teilbereiche der Bildpunktmenge ermittelt werden, insbesondere in dem Fall, dass die Positronen-Emissions-Messinformationen in ihrer örtlichen Verteilung auf einen solchen Teilbereich eines mit dem zweiten Verfahren aufgenommenen Bildes beziehungsweise Mittelbildes beschränkt sind.
  • Die Bildaufnahmen mit dem zweiten bildgebenden Verfahren können zumindest während eines Teils des Messzeitraums kontinuierlich oder in Intervallen erstellt werden. Bei einer kontinuierlichen Bildaufnahme wird ein umfassendes Zeitraster für den gesamten Zeitraum der Positronen-Emissions-Messung erstellt, so dass bei einer Auswertung alle Informationen berücksichtigt werden können, deren Aufnahme bei einer Kombination der beiden Verfahren möglich ist. Bei einer Aufnahme in Intervallen wird die Menge des aufgenommenen Datenmaterials beschränkt und es werden gegebenenfalls Kosten für die Durchführung weiterer Bildaufnahmen oder Belastungen für den Patienten durch die Durchführung der Aufnahmen vermieden. Eine Aufnahme nur in bestimmten Intervallen kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn die Positronen-Emissions-Signale mit einer zeitlichen Häufung in einem bestimmten Zeitfenster des Messzeitraums zu erwarten sind.
  • Vorteilhafterweise wird die örtliche Verschiebung unter Verwendung von Transformationstabellen, insbesondere von Transformationstabellen für einzelne Punkte und/oder für Teilbereiche des zu untersuchenden Körperbereichs, ermittelt. So kann beispielsweise für jedes Bild oder jeden Bilddatensatz eines Zeitfensters des Messzeitraums eine Transformationstabelle angegeben werden, die für alle einzelnen Punkte oder aber insbesondere für besonders auffällige Teilbereiche des zu untersuchenden Körperbereichs die örtliche Verschiebung im Bezug auf das Normbild oder die Normbilder wiedergibt. Ein solcher Normbilddatensatz kann sich dabei wie ausgeführt aus mehreren Bildern zusammensetzen, es kann sich allerdings auch um einen Datensatz handeln, der zu einem Teilbereich eines Bildes gehört, der für die durchzuführende Untersuchung besonders relevant ist. Die Transformationstabelle wird aus den vorliegenden Bilddaten errechnet und bildet die Verschiebung gegenüber den Normdaten ab. Eine solche Transformationstabelle eignet sich besonders für die Bearbeitung mit Rechnersystemen beziehungsweise entsprechenden Programmmitteln, mit deren Hilfe eine spätere Bildbearbeitung oder eine erneute Bearbeitung des vorliegenden Materials möglich ist.
  • Die Positronen-Emissions-Messinformationen können zur Anpassung um den Betrag der ermittelten Verschiebung rückverschoben werden. Die räumliche Verschmierung der einzelnen Signale aus der Positronen-Emissions-Tomographie wird so im Rahmen der Nachbearbeitung rückgängig gemacht, um eine genaue Zuordnung zu einer anatomischen Struktur im Körper des Untersuchungsobjekts möglich zu machen. In der Positronen-Emissions-Aufnahme sind zunächst die einzelnen Punkte, die einen räumlich verschmierten Bereich bilden, in Abhängigkeit von den Bewegungsartefakten über einen weiten Bereich verteilt. Ist nun die diese Verteilung beschreibende Verschiebung beispielsweise gegenüber einem Normbild bestimmt worden, so werden die Punkte um den ermittelten Betrag zurückverschoben, entsprechend zur Position der zugehörigen anatomischen Struktur im Normbild. Im Bezug auf einzelne Objekte einer Bilddarstellung entspricht dies einer Verformung oder auch Verbie gung in Abhängigkeit der sich im Rahmen der Bewegung ändernden äußeren und inneren Form.
  • Die angepassten Positronen-Emissions-Messinformationen können bildlich dargestellt werden, insbesondere im Normbild oder Normbilddatensatz oder einem bereits Positronen-Emissions-Messinformationen enthaltenden Bild, insbesondere im Rahmen einer Bildüberlagerung oder Bildfusion. Eine bildliche Darstellung der aufgenommenen Messinformationen, nachdem diese mit Hilfe der ermittelten Verschiebung angepasst wurden, erleichtert die Befundung beziehungsweise Bewertung der erhaltenen Messergebnisse. Die Bilddarstellung der angepassten Messinformationen enthält nun keine auf eine mangelnde zeitliche Auflösung zurückgehende räumliche Verschmierung mehr, so dass die aufgenommenen Signale gut zugeordnet werden können. Eine bildliche Darstellung der Messinformationen lässt sich zudem leichter erfassen als eine rein zahlenmäßige Darstellung beispielsweise durch die Angabe von Transformationstabellen oder dergleichen. Der Arzt oder medizinische Assistent, der mit der Befundung beziehungsweise Datenauswertung betraut ist, kann auf eine gut aufgelöste Datendarstellung zurückgreifen, wodurch insbesondere Fehler durch eine falsche Zuordnung zu einer Anatomie vermieden werden. Eine solche Bilddarstellung kann ebenfalls für eine Weiterbearbeitung durch ein Bildbearbeitungsprogrammsystem verwendet werden.
  • Die Messinformationen des anderen bildgebenden Verfahrens können ebenfalls angepasst und gegebenenfalls bildlich dargestellt werden, insbesondere in einem Normbild oder Normbilddatensatz oder einem bereits Positronen-Emissions-Messinformationen enthaltenden Bild. Die Anpassung der Messinformationen des zweiten bildgebenden Verfahrens geschieht dabei im Hinblick auf ein als Referenz geltendes Normbild oder einen Normbilddatensatz, worunter eine Bildfolge mehrerer Bilder beziehungsweise eine Reihe von Bilddaten zu verstehen ist, die einem Teilbereich eines Bildes oder mehrerer Bilder zuzuordnen sind. Hierzu kann in Abhängigkeit der ermittelten örtlichen Verschiebung wiederum eine Rückverschiebung durch geführt werden, so dass die jeweils dargestellten und im weitesten Sinne zu verstehenden anatomischen Strukturen aufeinander abgebildet werden. Dies kann auch im Hinblick auf ein früher erstelltes Referenzbild, das nun als Normbild herangezogen wird, erfolgen. So können, nachdem die Verschiebungen durch Bewegungsartefakte herausgerechnet wurden, eine Reihe von Bildaufnahmen überlagert oder auch fusioniert werden, wobei es nun in der um Bewegungsartefakte bereinigten Form sofort möglich ist, die relevanten Bildinformationen, auch im Hinblick auf eine zeitliche Entwicklung, zu extrahieren.
  • Als zweites bildgebendes Verfahren kann ein Magnetresonanzverfahren und/oder Computertomographieverfahren und/oder Ultraschallverfahren und/oder Verfahren der optischen Tomographie und/oder Magnetfeldsensorverfahren und/oder ein bildlich umsetzbare medizinische Messdaten lieferndes Verfahren verwendet werden. Das Verfahren muss dabei eine zeitliche Auflösung aufweisen, die ausreichend ist, um die aus der Positronen-Emissions-Messung resultierende räumliche Verschmierung aufzulösen. Geeignet sind dabei Verfahren, an die eine besonders gute Darstellung des Untersuchungsbereichs in struktureller Hinsicht, also in Bezug auf die relevanten anatomischen Strukturen ermöglichen. Dabei sind als anatomische Strukturen alle Informationen im Hinblick auf den Untersuchungsbereich zu verstehen, die räumlich zuordbar sind, also insbesondere auch pathologische Veränderungen und dergleichen.
  • Um die Aufnahme mit dem zweiten bildgebenden Verfahren problemlos während des gesamten Zeitraums des Positronen-Emissions-Messung durchführen zu können, bietet sich ein Verfahren an, das zumindest weitgehend schädigungsfrei für den Patienten durchgeführt werden kann, beispielsweise die Magnetresonanztomographie. Die Wahl des zweiten Verfahrens hängt dabei auch von einer vermuteten Erkrankung des Patienten beziehungsweise deren Schwere ab, wobei als zweites Verfahren auch eine Kombination unterschiedlicher bildgebender Verfahren wie eines Magnetfeldsensorverfahres oder eines Ultra schallverfahres verwendet werden kann, die gegebenenfalls zeitgleich oder abwechselnd in gleichen Körperbereichen oder ergänzend in unterschiedlichen Körperbereichen beziehungsweise mit einer unterschiedlichen Genauigkeit angewandt werden können.
  • Die örtliche Verschiebung kann unmittelbar nach dem Ende eines ein Zeitfenster bildenden Teils des Messzeitraums ermittelt werden. Es können also jeweils über einen bestimmten Zeitraum Bildaufnahmen erstellt beziehungsweise es kann eine bestimmte Anzahl von Bildaufnahmen erstellt werden, woraufhin z.B. für zweidimensionale Schichtdaten oder einen rekonstruierten dreidimensionalen Datensatz eine örtliche Verschiebung, beispielsweise im Hinblick auf ein aus den Bildaufnahmen dieses Fensters gebildetes Normbild ermittelt wird. Anhand dieser ermittelten Verschiebung kann eine Datenanpassung erfolgen, so dass die neu aufgenommenen Messinformationen zweckmäßigerweise nach und nach in ein bereits vorhandenes Bild mit Positronen-Emissions-Messinformationen eingefügt werden, so dass es praktisch möglich wird, den Messverlauf nahezu in Echtzeit nachzuvollziehen.
  • Erfindungsgemäß werden mit der zeitlichen Auflösung des zweiten bildgebenden Verfahrens der Herzschlag und/oder die Atmung und/oder willkürliche und/oder unwillkürliche Bewegungen des Untersuchungsobjekts aufgelöst. Damit können solche gar nicht oder über einen längeren Messzeitraum nicht zu vermeidenden Bewegungen rechnerisch kompensiert werden, so dass sie bei der Messauswertung nicht zu Fehlern oder Problemen führen. So kann es für die Anwendung der Positronen-Emissions-Tomographie im Bereich der Onkologie sinnvoll sein, die Atembewegungen mittels einer geeigneten Software zu kompensieren, insbesondere im Zusammenhang mit Aufnahmen im Bereich von Thorax oder Oberbauch. Hierzu bietet sich ebenso wie im Bereich der Kardiologie die Verwendung der Magnetresonanztomographie als zweites bildgebendes Verfahren an. In der Kardiologie können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere Unsicherheiten aufgrund der ständig stattfindenden Herzbewegungen vermieden werden. Dabei bietet sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Vorteil, dass weniger oder gar keine der aufgenommenen Messdaten verworfen werden müssen. Insgesamt ist es möglich, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens diagnostischen Fragestellungen im Hinblick auf die Organfunktionen mit einer höheren Genauigkeit nachzugehen. Unsicherheiten aufgrund der räumlichen Verschmierung der Positronen-Emissions-Messinformationen, wie sie bisher vorlagen, werden vermieden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
  • 1 eine Ablaufskizze eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine beispielhafte Skizze zur Anpassung von Positronen-Emissions-Messinformationen in Abhängigkeit einer ermittelten Verschiebung, und
  • 3 eine Skizze einer zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtung.
  • In der 1 ist eine Ablaufskizze zu einem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt, die die Schritte S1 bis S5 umfasst. In dem zeitgleich ablaufenden Schritten S1 sowie S2 wird einerseits eine Positronen-Emissions-Messung durchgeführt, während andererseits mit einem zweiten bildgebenden Verfahren Bildaufnahmen mit hoher zeitlicher Auflösung erstellt werden. Zur Durchführung der Positronen-Emissions-Messung gemäß dem Schritt S1 erhält das Untersuchungsobjekt eine Markersubstanz, die Radionuklide aufweist, die bei einer Positronenaussendung zu einer Wechselwirkung mit Elektronen führen, bei der wiederum Gammastrahlung freigesetzt wird.
  • Die hier kontinuierlich während des gesamten Zeitraums der Positronen-Emissions-Messung angefertigten Bildaufnahmen mit dem zweiten bildgebenden Verfahren, das eine vergleichsweise hohe zeitliche Auflösung aufweist, werden dazu herangezogen, eine Verschiebung für die Bildaufnahmen aus den Schritten S2 und S1 zu ermitteln, also für die Bildaufnahmen des zweiten bildgebenden Verfahrens einerseits sowie die Messinformationen der Positronen-Emissions-Messung andererseits, in Abhängigkeit von der zunächst für das zweite bildgebende Verfahren ermittelten Verschiebung. Hierbei wird ausgenutzt, dass mit der Erstellung der Bildaufnahmen mit dem zweiten Verfahren ein Zeitraster des Messzeitraums erhalten wurde, mit dessen Hilfe es nun möglich ist, die Bewegungsvorgänge im Körper, beispielsweise die Atmung oder den Herzschlag oder auch Muskelbewegungen, nachzuvollziehen.
  • Hierzu werden, wie im Schritt S2a dargestellt, Normbilder beziehungsweise Transformationstabellen herangezogen, wobei als Normbild ein besonders typisches Bild eines Zeitfensters der Untersuchung verwendet wird. Die Transformationstabellen werden für jedes Bild eines Zeitfensters relativ zum als Bezug dienenden Normbild errechnet und bilden die Verschiebung der einzelnen Punkte der jeweiligen Bilder im Vergleich zu dem gegebenen Normbild ab.
  • Mit Hilfe der im Schritt S3 ermittelten Verschiebung können schließlich im Schritt S4 die Positronen-Emissions-Messinformationen aus dem Schritt S1 angepasst werden, um so die räumliche Verschmierung aufzulösen und eine klare Zuordnung zu anatomischen Strukturen zu ermöglichen. Ein aus der Positronen-Emissions-Messung als verschmiertes Signal hervorgehender Bereich kann so im Hinblick auf eine genau vorgegebene anatomische Strukturierung eines Normbilds kontrahiert werden, beziehungsweise es werden die Punkte, die die Ausschmierung bilden, entsprechend der stattgefundenen Bewegung rückverschoben.
  • Schließlich wird die Information aus der Positronen-Emissions-Messung zur besseren Auswertung im Schritt S5 bildlich dargestellt. Dabei wird nach dem Ende eines jeden Zeit fensters der Messung ein Hinzufügen der neu ermittelten Daten in ein vorhandenes Positronen-Emissions-Bild durchgeführt, um so die Messung nahezu in Echtzeit verfolgen zu können. Für eine bessere Zuordnung zu anatomischen Strukturen werden die Positronen-Emissions-Messinformationen in ein genauere anatomische Aussagen erlaubendes Bild eingefügt, das aus Aufnahmen des zweiten bildgebenden Verfahrens hervorgegangen ist.
  • In der 2 ist beispielhaft eine Skizze der Anpassung der Positronen-Emissions-Messinformationen in Abhängigkeit einer ermittelten Verschiebung dargestellt. Hierbei wird zunächst im Rahmen einer Positronen-Emissions-Messung eine Aufnahme 1 von Positronen-Emissions-Messinformationen angefertigt, während zeitgleich mittels eines zweiten bildgebenden Verfahrens die Aufnahmen 2a2c angefertigt werden, die dem gleichen zu untersuchenden Körperbereich eines Untersuchungsobjekts zuzuordnen sind wie die Aufnahme 1 aus der Positronen-Emissions-Tomographie. Das zweite bildgebende Verfahren weist im Vergleich zur Positronen-Emissions-Tomograpie eine bessere zeitliche Auflösung auf, so dass demgemäß im Unterschied zur Aufnahme 1 die anatomischen Strukturen in den Aufnahmen 2a2c deutlich zu erkennen sind. Die Aufnahme 1 ist demgegenüber räumlich verschmiert. Dies ist bedingt durch im Körper des Untersuchungsobjekts auftretende Bewegungsvorgänge wie Atmung oder Herzschlag.
  • Mit Hilfe des Zeitrasters für das betrachtete Zeitfenster der Messung können die abgelaufenen Bewegungsvorgänge nachvollzogen und entsprechend Verschiebungen der einzelnen Punkte der Aufnahmen 2a2c, die mit dem zweiten bildgebenden Verfahren erstellt worden sind, angegeben werden. Hierzu werden Transformationstabellen errechnet, die die jeweiligen Verschiebungen der einzelnen Punkte angeben. Demgemäß können die Verschiebungen für die Punkte der Aufnahme 1 aus der Positronen-Emissions-Messung nachvollzogen und so die räumliche Verschmierung der Positronen-Emissions-Signale aufgelöst werden. Die Positronen-Emissions-Messinformationen, die der Aufnahme 1 zugrunde liegen, werden in Abhängigkeit der mit Hilfe des zweiten bildgebenden Verfahrens ermittelten Verschiebung angepasst, woraufhin eine Bilddarstellung 3 angefertigt wird, bei der es sich um eine Überlagerung eines Normbildes, das als Mittelbild aus den Aufnahmen 2a2c des zweiten bildgebenden Verfahrens erhalten wurde, sowie der angepassten Positronen-Emissions-Messinformationen gemäß der Aufnahme 1 handelt. Mit Hilfe der Bilddarstellung 3 können die Positronen-Emissions-Signale deutlich einer zugehörigen anatomischen Struktur zugeordnet werden, wodurch eine bessere Auswertung dieser Daten möglich wird.
  • In der 3 ist schließlich eine Skizze einer zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtung 4 dargestellt, die über eine Messeinrichtung 5 verfügt, mit der sowohl Positronen-Emissions-Messinformationen als auch Magnetresonanzinformationen aufgenommen werden können. Der Patient 6, der sich auf einer Patientenliege 7 befindet, wird zur zeitgleichen Durchführung der Positronen-Emissions-Messung und der Aufnahme der Magnetresonanzdaten in die Messeinrichtung 5 eingeschoben, die ihrerseits über eine Datenverbindung mit der Verarbeitungseinrichtung 8 verbunden ist, die die Aufnahme von Bilddaten und Messinformationen steuert und für die Darstellung der Informationen beziehungsweise bearbeiteter Bilder an einem Bildausgabemittel 9 zuständig ist.
  • Mit Hilfe des Zeitrasters, das durch die Magnetresonanzmessung im Untersuchungszeitraum erhalten wird, kann für die Messinformationen des zweiten bildgebenden Verfahrens und in Abhängigkeit davon der Positronen-Emissions-Tomographie eine örtliche Verschiebung bestimmt werden, die die Bewegungsvorgänge im Körper des Untersuchungsobjekts für den Messzeitraum wiedergibt. Diese Verschiebung wird in Transformationstabellen aufgenommen. Typische Bewegungsvorgänge sind dabei die Atemvorgänge sowie die Herzbewegungen des Patienten 6.
  • Mittels der mit Hilfe der Verarbeitungseinrichtung 8 bestimmten Verschiebung können angepasste Positronen-Emissions-Messinformationen bestimmt werden, die anschließend am Bild ausgabemittel 9 bildlich dargestellt werden. Hierzu greift die Verarbeitungseinrichtung 8 auf entsprechende Rechnerkapazitäten zu. Für die Darstellung werden jeweils für ein einzelnes Zeitfenster der Messung die neu aufgenommenen und angepassten Positronen-Emissions-Messinformationen in ein bereits vorhandenes, nach Ablauf des ersten Zeitfensters erstelltes Positronen-Emissions-Bild eingefügt, um so eine Verfolgung der Signalentstehung über den Messzeitraum zu ermöglichen, ohne dass hierbei störende räumliche Verschmierungen in Kauf genommen werden müssten. Hierbei wird eine Bilddarstellung gewählt, der ein Normbild zugrunde liegt, das mit Hilfe der Magnetresonanzaufnahmen im ersten Zeitfenster erstellt wurde. In diesem Bild werden die Positronen-Emissions-Messinformationen in einer zeitlich integrierten Form dargestellt. Damit vereinfacht sich die Auswertung von Positronen-Emissions-Messinformationen, insbesondere im Hinblick auf ihre örtliche Zuordnung, deutlich.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Ermittlung von Positronen-Emissions-Messinformationen im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie, umfassend die Schritte: – Durchführung einer Positronen-Emissions-Messung in einem zu untersuchenden Körperbereich eines Untersuchungsobjekts zur Aufnahme von punktweise aufgelösten Positronen-Emissions-Messinformationen, – zur Bestimmung eines Zeitrasters der Messung zeitgleich Erstellung von Bildaufnahmen des zu untersuchenden Körperbereichs mit einer hohen zeitlichen Auflösung und mit punktweise aufgelösten Bilddaten mittels eines zweiten bildgebenden Verfahrens, – Ermittlung einer durch Bewegungsvorgänge des Untersuchungsobjekts bedingten im Messzeitraum auftretenden örtlichen Verschiebung der Punkte der einzelnen Bildaufnahmen des zweiten bildgebenden Verfahrens und in Abhängigkeit davon der Positronen-Emissions-Messinformationen für wenigstens einen Teil des Messzeitraums und des zu untersuchenden Körperbereichs und – Anpassung der Positronen-Emissions-Messinformationen in Abhängigkeit der ermittelten Verschiebung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die örtliche Verschiebung bezüglich wenigstens eines Normbildes oder eines Normbilddatensatzes ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Normbild oder für einen Normbilddatensatz eine mit dem zweiten bildgebenden Verfahren erstellte Bildaufnahme und/oder ein aus mehreren Bildaufnahmen bestimmtes Mittelbild verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmen mit dem zweiten bildgebenden Verfahren zumindest während eines Teils des Messzeitraums kontinuierlich oder in Intervallen erstellt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die örtliche Verschiebung unter Verwendung von Transformationstabellen, insbesondere von Transformationstabellen für einzelne Punkte und/oder für Teilbereiche des zu untersuchenden Körperbereichs, ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positronen-Emissions-Messinformationen zur Anpassung um den Betrag der ermittelten Verschiebung rückverschoben werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angepassten Positronen-Emissions-Messinformationen bildlich dargestellt werden, insbesondere im Normbild oder Normbilddatensatz oder einem bereits Positronen-Emissions-Messinformationen enthaltenden Bild, insbesondere im Rahmen einer Bildüberlagerung oder Bildfusion.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messinformationen des anderen bildgebenden Verfahrens angepasst und gegebenenfalls bildlich dargestellt werden, insbesondere in einem Normbild oder Normbilddatensatz oder einem bereits Positronen-Emissions-Messinformationen enthaltenden Bild.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites bildgebendes Verfahren ein Magnetresonanz verfahren und/oder Computertomographieverfahren und/oder Ultraschallverfahren und/oder Verfahren der optischen Tomographie und/oder Magnetfeldsensorverfahren und/oder ein bildlich umsetzbare medizinische Messdaten lieferndes Verfahren verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die örtliche Verschiebung unmittelbar nach dem Ende eines ein Zeitfenster bildenden Teils des Messzeitraums ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der zeitlichen Auflösung des zweiten bildgebenden Verfahrens der Herzschlag und/oder die Atmung und/oder willkürliche und/oder unwillkürliche Bewegungen des Untersuchungsobjekts aufgelöst werden.
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