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Phantom for magnetic resonance imaging tomography, has set of balls, where phantom is asymmetrically formed such that orientation of phantom during formation of image is determined from image of phantom

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DE102005050839B3
DE102005050839B3 DE200510050839 DE102005050839A DE102005050839B3 DE 102005050839 B3 DE102005050839 B3 DE 102005050839B3 DE 200510050839 DE200510050839 DE 200510050839 DE 102005050839 A DE102005050839 A DE 102005050839A DE 102005050839 B3 DE102005050839 B3 DE 102005050839B3
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DE
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phantom
formed
balls
image
lattice
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DE200510050839
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Jens Dr. Gühring
Arne Littmann
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Abstract

The phantom (1a) has a set of balls (3, 9, 11), and a three dimensional lattice that is formed by the arrangement of the balls in the phantom. The three dimensional lattice is formed by three principal axis. The phantom is asymmetrically formed such that orientation of the phantom during formation of an image is determined from an image of the phantom, where the balls comprise different diameter.

Description

  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft ein Phantom, das zur Kalibrierung von abbildenden Systemen eingesetzt wird, insbesondere bei Magnet-Resonanz-Abbildungssystemen zur Berechnung der räumlichen Verzerrungen. The invention relates to a phantom which is used for the calibration of imaging systems, especially in magnetic resonance imaging systems for the calculation of the spatial distortions.
  • [0002] [0002]
    Die Magnet-Resonanz-Tomographie (MR-Tomographie) hat sich in den letzten Jahren als bedeutendes bildgebendes Verfahren in der Medizin etabliert. The magnetic resonance imaging (MRI) has established itself as an important imaging method in medicine in recent years. MR-Abbildungssysteme, die Schnittbilder eines zu untersuchenden Objektes, insbesondere eines menschlichen Körpers oder Körperteils, unter Anwendung magnetischer Kernresonanzen erzeugen, sind an sich bekannt. MR imaging systems, the cross-sectional images of an object to be examined, in particular of a human body or body part, produce, using nuclear magnetic resonance, are known per se. Hierbei wird der zu untersuchende Körper in ein starkes homogenes statisches Magnetfeld, das sogenannte Hauptmagnetfeld, eingebracht, das in dem Körper eine Ausrichtung der Kernspins von Atomkernen, insbesondere von an Wasser gebundenen Wasserstoffatomkernen (Protonen), bewirkt. Here, the to be examined body is in a strong homogeneous static magnetic field, known as the main magnetic field is introduced which effects in the body, an alignment of the nuclear spins of atomic nuclei, in particular of water-bound hydrogen nuclei (protons). Mittels hochfrequenter Anregungspulse werden dann diese Kerne zu einer Präzessionsbewegung angeregt. Using high-frequency excitation pulses, these nuclei are then excited to precession. Nach dem Ende eines entsprechenden Hochfrequenz(HF)-Anregungspulses präzedieren die Atomkerne mit einer Frequenz, der sogenannten Larmorfrequenz, die von der Stärke des Hauptmagnetfeldes abhängt, und pendeln sich dann nach einer vorbestimmten gewebsabhängigen Relaxationszeit wieder in die durch das Hauptmagnetfeld vorgegebene Vorzugsrichtung ein. After the end of a respective radio frequency (RF) excitation pulse to precess the nuclei at a frequency, called the Larmor frequency, which depends on the strength of the main magnetic field, and then level off after a predetermined gewebsabhängigen relaxation back into the position predetermined by the main magnetic preferential direction a. Durch rechnerische und/oder messtechnische Analyse der integralen, hochfrequenten Kernsignale kann bezüglich einer Körperschicht aus der Verteilung der räumlichen Spindichte in Verbindung mit den Relaxationszeiten ein Bild generiert werden. By computational and / or measurement analysis of the integral, high-frequency signals core, an image can be generated with respect to a body layer from the distribution of spatial spin density in conjunction with the relaxation times. Die Zuordnung des infolge der Präzessionsbewegung nachweisbaren Kernresonanzsignals zum Ort seiner Entstehung erfolgt durch Anwendung linearer Feldgradienten. The assignment of the detectable due to the precession magnetic resonance signal to its place of origin by using linear gradients. Dazu werden entsprechende Gradientenfelder dem Hauptmagnetfeld überlagert und so gesteuert, dass nur in einer abzubildenden Schicht eine Anregung der Kerne erfolgt. Corresponding thereto gradient fields are superimposed on the main magnetic field and controlled so that only one layer is to be imaged, an excitation of the nuclei. Sowohl zur HF-Anregung der Kernspins als auch zur Detektion der Kernant wortsignale ist eine HF-Spuleneinrichtung erforderlich. Both for RF excitation of the nuclear spins and for detecting the Kernant word signals an RF coil means is required. Auf diesen physikalischen Effekten basierende Abbildungssysteme sind auch bekannt unter den Bezeichnungen Kernspin-Tomographie, Nuclear-Magnetic-Resonance (NMR)-Tomographie oder Magnetic-Resonance-Imaging (MRI). These physical effects-based imaging systems are also known under the names of magnetic resonance imaging, nuclear magnetic resonance (NMR) tomography or magnetic resonance imaging (MRI).
  • [0003] [0003]
    Abweichungen der Magnetfelder, insbesondere der räumlichen Verteilung ihrer Magnetfeldstärke, von ihren theoretisch vorgegebenen und berechneten Werten rufen im Bild geometrische Verzerrungen hervor. Deviations of the magnetic fields, in particular of the spatial distribution of its magnetic field strength, call from their theoretically predetermined and calculated values ​​in the image geometric distortions produced. Insbesondere Verfahren, die auf einer quantitativ genauen geometrischen Darstellung der zu untersuchenden Gebiete beruhen, sind hinsichtlich ihrer Qualität durch derartige Verzerrungen maßgeblich gemindert. In particular, methods which are based on a quantitatively precise geometric representation of the areas to be examined are reduced considerably with respect to their quality by such distortions.
  • [0004] [0004]
    Vornehmlich lassen sich vier verschiedene Ursachen identifizieren, die geometrische Verzerrung hervorrufen: Four different causes can be primarily identified that cause geometric distortion:
    • – Die magnetische Suszeptibilität variiert bei unterschiedlichen Materialien und bewirkt so eine geringfügige materialabhängige Änderung des Hauptmagnetfeldes. - The magnetic susceptibility varies for different materials and so causes a slight material dependent change of the main magnetic field.
    • – Statische Magnetfeldinhomogenitäten werden durch die sogenannte Shimmung des Magnetfeldes weitgehend ausgeglichen, geringe Restinhomogenitäten können aber dennoch verbleiben. - Static magnetic field inhomogeneities are largely offset by the so-called shimming of the magnetic field, but low residual inhomogeneities can remain still.
    • – Nichtlinearitäten der Gradientenspulen verursachen Verzerrungen in alle Richtungen. - non-linearities of the gradient coils cause distortion in all directions. Üblicherweise sind Gradientenspulen so entworfen, um derartige Verzerrungen im Isozentrum des Gerätes zu minimieren. Usually gradient coils are designed to minimize such distortions at the isocenter of the device. Daher treten derartige Effekte vornehmlich in Randbereichen von MRT-Bildern auf. Therefore, such effects occur primarily in peripheral areas of MRI images.
    • – Wirbelströme werden in konduktiven Materialien immer dann erzeugt, wenn Änderungen der Magnetfelder durchgeführt werden. - eddy currents are always generated in conductive materials when changes in the magnetic fields are carried out. Vornehmlich tritt dies beim Schalten der Gradientenfelder auf. This primarily occurs when switching the gradient fields. Die Stärke und die räumliche Verteilung der Wirbelströme hängen dabei von der angewendeten MRT-Sequenz ab. The strength and the spatial distribution of the eddy currents depend on the applied MRI sequence. Ihrerseits verursachen die Wirbelströme wiederum Magnetfelder, die sich anderen Magnetfeldern überlagern und so geometrische Verzeichnungen verursachen. In turn, the eddy currents in turn cause magnetic fields that overlap other magnetic fields and cause geometric distortions.
  • [0005] [0005]
    Eine Möglichkeit, geometrische Verzerrungen zu detektieren, die bei einer bestimmten MRT-Sequenz auftreten, ist die Verwendung eines Phantoms. One way to detect geometric distortions that occur in a particular MRI sequence is the use of a phantom. Derartige Phantome weisen meist ein dreidimensionales Gitter von Strukturen auf, die das zu entzerrende Gebiet ausfüllen und die sich in einem MRT-Bild deutlich darstellen. Such phantoms usually have a three-dimensional lattice structures, which fill the area to be equalized and the clear present themselves in an MRI image. Bei einem Abbild des Phantoms lässt sich das Abbild des dreidimensionalen Gitters mit dem ursprünglichen Gitter vergleichen. In an image of the phantom, the image of the three-dimensional grid can be compared with the original grille. Dadurch kann eine Verzeichnungskarte erstellt werden, die die Stärke und die Richtung der geometrischen Verzeichnungen in verschiedenen Raumpunkten kennzeichnet. This can creates a Verzeichnungskarte which characterizes the strength and the direction of the geometric distortions in different spatial points. Diese Verzeichnungskarte wird zur Korrektur geometrischer Verzeichnungen bei nachfolgend mit derselben MRT-Sequenz aufgezeichneten Bildern verwendet. This Verzeichnungskarte is used for the correction of geometric distortions in subsequently recorded with the same sequence MRI images.
  • [0006] [0006]
    Bislang existieren verschiedene hierfür konzipierte Phantome. So far, several of specially designed phantoms exist.
  • [0007] [0007]
    Das in der The in US 5,545,995 US 5,545,995 offenbarte Phantom weist eine Vielzahl von parallelen Stäben auf, deren Durchmesser entlang der Längsachse des Stabes variiert und so kegelförmige Strukturen bildet. disclosed phantom comprises a plurality of parallel rods, the diameter of which varies along the longitudinal axis of the rod, thus forming conical structures.
  • [0008] [0008]
    Die WO 2004/106962 A1 offenbart ein Phantom, dessen Gitterstruktur aus Ebenen aufgebaut ist, die ein quaderförmiges Gitter bilden. The WO 2004/106962 A1 discloses a phantom whose lattice structure is composed of layers that form a rectangular grid.
  • [0009] [0009]
    In der M. Breeuwer et al., "Detection and correction of geometric distortion in 3D MR images", Proc. In M. Breeuwer et al., "Detection and correction of geometric distortion in 3D MR images", Proc. SPIE 4322, 1110–1120, 2001 und in der M. Holden et al. SPIE 4322, 1110-1120, 2001 and in the M. Holden et al. "Sources and correction of higher order geometrical distortion for serial MR brain imaging", Proc. "Sources and correction of higher order geometrical distortion for serial MR brain imaging", Proc. SPIE 4322, 69–78 2001 sind Phantome offenbart, deren dreidimensionales Gitter aus Kugeln gebildet ist. SPIE 4322, 69-78, 2001, discloses phantoms whose three-dimensional framework is formed of balls.
  • [0010] [0010]
    All die offenbarten Phantome haben den Nachteil, dass sie eine gewisse Symmetrie aufweisen. All the disclosed phantoms have the disadvantage that they have a certain symmetry. Beispielsweise erzeugen die oben genannten Phantome ein im Wesentlichen gleiches Abbild, wenn sie um 90° oder um 180° entlang ihrer Längsachse rotiert werden. For example, the phantoms mentioned above produce a substantially identical image if they are rotated by 90 ° or 180 ° along its longitudinal axis. Lediglich kleine fertigungsbedingte Asymmetrien in der Gitterstruktur von Phantomen würden einen Rückschluss auf die genaue Lage des Phantoms ermöglichen. Only small production-related asymmetries in the lattice structure of phantoms would allow a conclusion on the exact location of the phantom. Allerdings ist das nicht zuverlässig möglich, da Abweichungen von der Gitterstruktur in dieser Größenordnung ebenso von geometrischen Verzerrungen des Abbildungssystems herrühren können. However, that is not reliably possible, since deviations from the lattice structure of this size as well can be caused by geometric distortion of the imaging system. Bislang muss daher manuell die Lage und die Orientierung des Phantoms mit der Lage und der Orientierung seines Abbildes abgeglichen werden. Therefore, so far the position and orientation of the phantom with the position and the orientation of its image has to be adjusted manually. Dies stellt insbesondere bei der serienmäßigen Verwendung des Phantoms zur Korrektur geometrischer Verzerrungen eine mögliche Fehlerquelle dar. Abweichungen von der Gitterstruktur, die von fertigungsbedingten Toleranzen herrühren, können nicht automatisch von Abweichungen getrennt werden, die von Magnetfeldinhomogenitäten herrühren. This is in particular in the standard using the phantom for correcting geometrical distortions, a possible source of error. Deviations of the lattice structure, resulting from manufacturing tolerances, can not be automatically separated from deviations resulting from magnetic field inhomogeneities.
  • [0011] [0011]
    In der In the US 4,888,555 US 4,888,555 wird ein Phantom zur Messung von Bildparametern, insbesondere auch der geometrischen Verzerrung offenbart. is a phantom for the measurement of image parameters, in particular also discloses the geometric distortion. Hierzu wird unter anderem jeweils ein ebenenförmiges Koordinatensystem-Gitter entlang drei zueinander orthogonaler Hauptebenen angeordnet. For this purpose, inter alia, a respective flat-shaped grid coordinate system along three mutually orthogonal principal planes is ordered. In das Koordinatensystem-Gitter können so genannte Auflösungselemente (engl: „resolution scales") eingesetzt werden. In the coordinate system mesh can be so-called resolution elements (german: "resolution scales") are used.
  • [0012] [0012]
    Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Phantom, das insbesondere zur Bestimmung geometrischer Verzerrungen bei einem Abbildungssystem verwendet wird, so auszugestalten, dass ein automatischer Abgleich seiner Orientierung und der Orientierung seines Abbildes ermöglicht wird bei gleichzeitig im Wesentlichen vollständiger Überdeckung des Abbildungsvolumens. Therefore, it is the object of the present invention, a phantom that is especially used for the determination of geometric distortions in an imaging system be designed so that an automatic adjustment of its orientation and the orientation of its image allowing, at the same time substantially complete coverage of the imaging volume.
  • [0013] [0013]
    Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Phantom nach Anspruch 1 gelöst. The object is inventively achieved by a phantom according to claim. 1
  • [0014] [0014]
    Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind jeweils Gegenstand von weiteren Patentansprüchen. Advantageous embodiments of the apparatus are the subject matter of further claims.
  • [0015] [0015]
    Das erfindungsgemäße Phantom nach Anspruch 1 weist eine Vielzahl gitterbildender Strukturen auf, durch deren Anordnung im Phantom ein dreidimensionales Gitter, das durch drei Hauptachsen charakterisiert ist, gebildet ist, wobei das Phantom asymmetrisch ausgebildet ist, so dass aus einem Abbild des Phantoms dessen Orientierung bei der Anfertigung des Abbildes in eindeutiger Weise ermittelbar ist. The invention phantom according to claim 1 has a multitude of lattice-forming structures, is constituted by the arrangement in phantom a three-dimensional lattice which is characterized by three main axes, wherein the phantom is formed asymmetrically, so that from an image of the phantom whose orientation in the production of the image can be determined in an unambiguous manner. Die Grundstruktur des Gitters ist dabei regelmäßig. The basic structure of the grid is regular. Durch die gitterbildenden Strukturen ist ein aus Elementarzellen aufgebautes Raumgitter geformt. Through the lattice forming structures constructed of unit cell space lattice is formed. Dies kann erreicht werden, indem zumindest eine der gitterbildenden Strukturen versetzt zur Grundstruktur des Raumgitters asymmetrisch angeordnet ist und/oder indem zumindest eine der gitterbildenden Strukturen an asymmetrischer Position von den anderen gitterbildenden Strukturen unterscheidbar ausgebildet ist, und/oder indem zumindest eine weitere Struktur an asymmetrischer Position im Phantom angeordnet ist. This can be achieved by at least one of the lattice forming structures added to the basic structure of the space lattice is arranged asymmetrically and / or by at least one of the lattice forming structures of asymmetric position of the other grid forming structures is distinguishable formed, and / or by at least one other structure of asymmetric position is disposed in the phantom.
  • [0016] [0016]
    Aufgrund der asymmetrischen Ausbildung kann auf die Orientierung des Phantoms bei der Anfertigung des Abbildes allein aus seinem Abbild geschlossen werden. Due to the asymmetric configuration can be closed to the orientation of the phantom with the making of the image alone of his image. Dadurch lassen sich bei der Erstellung geometrischer Verzeichnungskarten geometrische Verzerrungen genauer erfassen, da fertigungsbedingte Abweichungen von der idealen Gitterstruktur aufgrund der eindeutigen Kenntnis der Orientierung des Phantoms zuverlässig berücksichtigt werden können. This can be captured geometric distortions in more detail when creating geometric Verzeichnungskarten as production-related deviations from the ideal lattice structure due to the unique knowledge of the orientation of the phantom can be reliably taken into account.
  • [0017] [0017]
    In einer Variante geschieht dies dadurch, dass bei dem Phantom zumindest ein Teil der gitterbildenden Strukturen asymmetrisch angeordnet ist. In a variant, this is achieved in that in the phantom at least a portion of the lattice forming structures is arranged asymmetrically. Durch die asymmetrische Anordnung lediglich eines Teiles der gitterbildenden Strukturen bleibt die Gitterstruktur im Wesentlichen erhalten, sodass das Phantom seinen Zweck weiterhin erfüllt, nämlich ein Gitter zu liefern, das das zu entzerrende Abbildungsvolumen möglichst vollständig überdeckt. The asymmetric arrangement, only a portion of the lattice structures forming the grid structure is substantially retained, so that the phantom continues to fulfill its purpose, namely to provide a grating that completely as possible covers the imaging volume to be equalized. Üblicherweise reicht es aus, eine einzelne gitterbildende Struktur in asymmetrischer Position leicht versetzt zum Gitter anzuordnen. Usually, it is sufficient a single lattice forming structure in an asymmetric position slightly offset from the lattice to arrange. Die gitterbildende Struktur wird dabei aber so stark versetzt, dass sie im Abbild des Phantoms trotz der durch Magnetfeldinhomogenitäten hervorgerufen Verzerrungen zweifelsfrei identifiziert werden kann. The lattice-structure but is so strong added that it can be positively identified in the image of the phantom despite the distortions caused by magnetic field inhomogeneities.
  • [0018] [0018]
    In einer anderen Variante ist im Phantom zumindest eine weitere Struktur an asymmetrischer Position angeordnet. In another variant in phantom at least one other structure at an asymmetrical position is arranged. Diese weitere Struktur dient dabei vornehmlich der Feststellung der Orientierung des Phantoms. This further structure serves primarily the determination of the orientation of the phantom. Diese Variante hat den Vorteil, dass die zusätzliche Struktur, die sich in ihrer Form von den gitterbildenden Strukturen vorzugsweise deutlich unterscheidet, eindeutig trotz etwaiger geometrischer Verzerrungen identifiziert werden kann. This variant has the advantage that the additional structure that differs markedly preferably in shape of the grid-forming structures can be clearly identified despite any geometric distortion. Die Orientierung kann dadurch eindeutig festgelegt werden. The orientation can be clearly defined.
  • [0019] [0019]
    In einer weiteren Variante ist im Phantom zumindest eine der gitterbildenden Strukturen an asymmetrischer Position von den anderen gitterbildenden Strukturen unterscheidbar ausgebildet. In a further variant in phantom at least one of the lattice forming structures of asymmetric position of the other grid forming structures formed distinguishable. Unterscheidungsmerkmal kann dabei beispielsweise die Größe der zumindest einen gitterbildenden Struktur sein, die sich deutlich von den anderen gitterbildenden Strukturen unterscheidet. Differentiator may be at least one grid-forming structure, for example, the size of which differs significantly from the other grid-forming structures. Diese Variante hat den Vorteil, dass die weitgehend regelmäßige Gitterstruktur dabei selbst nicht geändert wird, was Vorteile bei der Implementierung eines Auswertungsalgorithmus hat. This variant has that largely regular lattice structure itself becomes not changed, which has advantages in implementing an evaluation algorithm the advantage.
  • [0020] [0020]
    In einer Ausbildungsform des Phantoms sind die gitterbildenden Strukturen kugelförmige Strukturen. In one form of the phantom the lattice forming structures are spherical structures. Die Symmetriebrechung ist dann in einer bevorzugten Ausführungsvariante dadurch verwirklicht, dass zumindest eine der kugelförmigen Strukturen einen von den anderen kugelförmigen Strukturen unterscheidbaren Durchmesser aufweist und in asymmetrischer Position angeordnet ist. The symmetry breaking is then realized in a preferred embodiment characterized in that at least one of the spherical structures having an distinguishable from the other spherical structures diameter and is disposed in an asymmetric position.
  • [0021] [0021]
    In einer weiteren Ausführungsvariante des Phantoms sind die gitterbildenden Strukturen eine Vielzahl von Ebenen, die derart angeordnet sind, dass sie sich schneiden und ein dreidimensionales Gitter bilden. In another embodiment of the phantom the lattice forming structures are a plurality of planes that are arranged such that they intersect and form a three dimensional lattice. Die Symmetriebrechung ist dann in einer bevorzugten Ausführungsvariante dadurch verwirklicht, dass zumindest eine der Ebenen außerhalb der Gitterstruktur angeordnet ist. The symmetry breaking is then realized in a preferred embodiment characterized in that at least one of the planes is disposed outside the lattice structure.
  • [0022] [0022]
    Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. The invention and advantageous embodiments according to the features of the dependent claims are explained below with reference to schematically shown embodiments in the drawing, without, however, being limited thereto.
  • [0023] [0023]
    Es zeigen Show it
  • [0024] [0024]
    1 1 und and 2 2 einen Längs- bzw. einen Querschnitt durch ein Phantom, dessen Gitterstruktur im Wesentlichen aus Kugeln gebildet wird, a longitudinal and a cross section through a phantom whose lattice structure is substantially formed from balls,
  • [0025] [0025]
    3 3 und and 4 4 einen Längs- bzw. einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsvariante eines Phantoms, dessen Gitterstruktur aus Kugeln gebildet wird, a longitudinal and a cross section through another embodiment of a phantom whose lattice structure is formed of balls,
  • [0026] [0026]
    5 5 und and 6 6 einen Längs- bzw. einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsvariante eines Phantoms, dessen Gitterstruktur aus Kugeln gebildet wird, a longitudinal and a cross section through a further embodiment of a phantom whose lattice structure is formed of balls,
  • [0027] [0027]
    7 7 eine dreidimensionale schematische Darstellung eines Phantoms, dessen Gitterstruktur aus sich schneidenden Ebenen gebildet wird. a three-dimensional schematic representation of a phantom whose lattice structure is formed of intersecting planes.
  • [0028] [0028]
    In In 1 1 und and 2 2 ist ein Längs- bzw. ein Querschnitt durch ein Phantom dargestellt, das sich zur Bestimmung geometrischer Verzeichnungen bei einem MRT-Gerät eignet. a longitudinal and a cross section is shown by a phantom that is suitable for the determination of geometric distortions in an MRI machine. Die gestichelten Linien II und II-II kennzeichnen jeweils den Ort des Längs- bzw. des Querschnittes. The-roan lines II and II-II each indicate the location of the longitudinal and of the cross section.
  • [0029] [0029]
    Die gitterbildenden Strukturen werden in dem Phantom The grid-forming structures in the phantom 1a 1a aus Kugeln of balls 3 3 gebildet. educated. In dem hier gezeigten Phantom In the example shown here Phantom 1a 1a sind die Kugeln the balls 3 3 als Hohlkugeln ausgebildet, die mit Wasser gefüllt sind. formed as hollow spheres that are filled with water. Zur einfacheren Füllbarkeit sind die Kugeln For ease of filler tolerance, the balls 3 3 durch Hohlstäbe by hollow rods 5 5 verbunden, so dass hierüber Wasser eingefüllt werden kann. connected, so here above water can be filled. Die Kugeln The balls 3 3 sind dabei in Polymethylmetacrylat are in polymethylmethacrylate 7 7 eingebettet, das sich in einem MRT-Bild von Wasser unterscheidbar darstellt. embedded illustrating be distinguishable in an MRI image of water.
  • [0030] [0030]
    Die Kugeln The balls 3 3 sind dabei so angeordnet, dass sie ein dreidimensionales, durch drei Hauptachsen charakterisiertes und aus Elementarzellen aufgebautes Gitter bilden. are arranged so that they form a three-dimensional-characterized by three main axes and lattice built up from unit cells.
  • [0031] [0031]
    Die Form der gitterbildenden Struktur als Kugel The shape of the lattice forming structure as a ball 3 3 hat dabei den Vorteil, dass ein eindeutiger Punkt, nämlich der Mittelpunkt, als kennzeichnender Gitterpunkt verwendet werden kann. this has the advantage that a unique point, namely the center point, can be used as a characterizing lattice point. Andere mögliche einfache Formen, die eine ähnliche Eigenschaft aufweisen und sich deshalb bei einem Phantom als gitterbildende Strukturen eignen, sind punktsymmetrische Strukturen, wie beispielsweise Quader oder Ellipsoide. Other possible simple shapes, which have a similar property, and therefore useful as a grid-forming structures in a Phantom, are point-symmetric structures such as cubes or ellipsoids.
  • [0032] [0032]
    Die Bestimmung der geometrischen Verzerrungen im Abbildungsvolumen wird durch die Gitterstruktur ermöglicht, die das Abbildungsvolumen im Wesentlichen vollständig ausfüllt. The determination of the geometric distortions in the imaging volume is facilitated by the grid structure, which completely fills the imaging volume substantially. Hierzu werden die geometrischen Verzerrungen der einzelnen Kugelpositionen in einem Abbild des Phantoms For this purpose, the geometric distortion of each ball positions in an image of the phantom 1a 1a gemessen und mit der Position der Kugeln and measuring the position of the balls 3 3 im Phantom the phantom 1a 1a verglichen. compared.
  • [0033] [0033]
    Eine Abweichung des Abbildes einer Kugel A deviation of the image of a ball 3 3 von ihrer vorgegebenen Sollposition kann dabei entweder von der geometrischen Verzeichnung des abbildenden Systems herrühren oder aufgrund kleiner fertigungsbedingter Abweichungen des Phantoms from its predetermined desired position can be derived either from the geometric distortion of the imaging system due to small production-related deviations of the Phantoms 1a 1a entstehen. arise. Nur wenn die Orientierung des Phantoms Only when the orientation of the phantom 1a 1a aus seinem Abbild stets eindeutig ermittelbar ist, können fertigungsbedingte Abweichungen bei der Bestimmung der geometrischen Verzeichnung berücksichtigt werden. from his image is always uniquely determined, production-related variations in determining the geometric distortion can be considered.
  • [0034] [0034]
    In dem in Where in 1 1 und and 2 2 gezeigten Phantom phantom shown 1a 1a ist dies durch zwei Kugeln this is by two balls 9 9 , . 11 11 ermöglicht, die sich in ihrer Größe von den übrigen Kugeln allows that in size from the other balls 3 3 unterscheiden. differ. Aufgrund der Anordnung der beiden Kugeln Because of the arrangement of the two balls 9 9 , . 11 11 in unterschiedlichem Abstand zur zentralen Kugel in different distances from the center ball 13 13 lässt sich aus dem Abbild des Phantoms can be calculated from the image of the phantom 1a 1a seine Orientierung bei der Anfertigung des Abbildes in eindeutiger Weise ermitteln. determine its orientation during the preparation of the image in a unique way. Eine Rotation um die Längsachse des Phantoms um 90° führt nun beispielsweise nicht mehr zu einem identischen Abbild. A rotation about the longitudinal axis of the phantom at 90 ° no longer causes, for example, to an identical image.
  • [0035] [0035]
    In In 3 3 und and 4 4 ist ein Längs- bzw. ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Phantoms is a longitudinal and a cross section through a further embodiment of the Phantoms 1b 1b dargestellt. shown. Die gestichelten Linien III-III und IV-IV kennzeichnen jeweils den Ort des Längs- bzw. des Querschnittes. The-roan lines III-III and IV-IV respectively indicate the location of the longitudinal and of the cross section.
  • [0036] [0036]
    In der hier dargestellten Ausführungsvariante unterscheidet sich nur eine Kugel In the illustrated embodiment variant, only one ball is different 15 15 in ihrer Größe von den anderen Kugeln in size from the other balls 3 3 . , Dadurch, dass sie außerhalb der beiden Spiegelebenen The fact that they are outside of the two mirror planes 17a 17a , . 17b 17b des Phantoms the phantom 1b 1b angeordnet ist, ist die Symmetrie des Phantoms is disposed is the symmetry of the Phantoms 1b 1b bereits nur durch diese eine Kugel already only through this a ball 15 15 in eindeutiger Weise gebrochen. broken in a unique way.
  • [0037] [0037]
    Die in In the 1 1 bis to 4 4 vorgestellten Ausführungsvarianten des Phantoms presented variants of the Phantoms 1a 1a , . 1b 1b haben den Vorteil, dass durch die Änderung der Größe einiger gitterbildenden Strukturen das Gitter selbst nicht verändert wird. have that the grid itself is not changed by changing the size of some lattice structures forming the advantage. Das Abbildungsvolumen wird weiterhin in regelmäßiger Weise durch die Gitterstruktur ausgefüllt. The imaging volume will continue to fill in a regular manner through the lattice structure.
  • [0038] [0038]
    In In 5 5 und and 6 6 ist ein Längs- bzw. ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Phantoms is a longitudinal and a cross section through a further embodiment of the Phantoms 1c 1c dargestellt. shown. Die gestrichelten Linien VV und VI-VI kennzeichnen jeweils den Ort des Längs- bzw. des Querschnittes. The dashed lines VV and VI-VI respectively indicate the location of the longitudinal and of the cross section.
  • [0039] [0039]
    In der hier dargestellten Ausführungsvariante ist zusätzlich zu den gitterbildenden Kugeln In the illustrated embodiment, it is in addition to the grid-forming balls 3 3 eine weitere Struktur another structure 19 19 zur Symmetriebrechung im Phantom eingebaut. built for symmetry breaking in the phantom.
  • [0040] [0040]
    7 7 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der ein quaderförmiges Phantom schematically shows an embodiment in which a cuboid Phantom 1d 1d eine aus Ebenen one of plains 21 21 gebildete Gitterstruktur enthält. includes lattice structure formed. Der Übersichtlichkeit halber sind die Ebenen in der z-Richtung nicht eingezeichnet. For clarity, the levels are not shown in the z-direction.
  • [0041] [0041]
    Dadurch, dass sich eine Ebene The fact that one level 23 23 in x-Richtung und eine weitere Ebene in the x direction and a further plane 25 25 in y-Richtung außerhalb der Gitterstruktur angeordnet sind, ist die Symmetrie des Phantoms are arranged in the y direction outside the lattice structure, the symmetry of the Phantoms 1d 1d gebrochen. Broken. Die Orientierung des Phantoms The orientation of the phantom 1d 1d kann aus einem von dem Phantom may consist of one of the phantom 1d 1d angefertigten Abbild in eindeutiger Weise ermittelt werden. custom built image are determined in a unique way.

Claims (5)

  1. Phantom, umfassend eine Vielzahl gitterbildender Strukturen ( Phantom comprising a plurality of grid-forming structures ( 3 3 , . 9 9 , . 11 11 , . 13 13 , . 15 15 , . 21 21 , . 23 23 , . 25 25 ), durch deren Anordnung im Phantom ( ) (By their arrangement in the phantom 1a 1a , . 1b 1b , . 1c 1c , . 1d 1d ) ein dreidimensionales, aus Elementarzellen aufgebautes Raumgitter, das durch drei Hauptachsen charakterisiert ist, gebildet ist, wobei das Phantom ( ) Is a three-dimensional space constructed of unit cell lattice which is characterized by three main axes formed, wherein the phantom ( 1a 1a , . 1b 1b , . 1c 1c , . 1d 1d ) asymmetrisch ausgebildet ist, sodass aus einem Abbild des Phantoms ( is formed asymmetrically), so that (from an image of the phantom 1a 1a , . 1b 1b , . 1c 1c , . 1d 1d ) dessen Orientierung bei der Anfertigung des Abbildes in eindeutiger Weise ermittelbar ist, – indem zumindest eine der gitterbildenden Strukturen ( ) Whose orientation in the fabrication of the image can be determined in an unambiguous manner, - by at least one of the lattice forming structures ( 23 23 , . 25 25 ) versetzt zu einer Grundstruktur des Raumgitters asymmetrisch angeordnet ist und/oder – indem zumindest eine der gitterbildenden Strukturen ( ) Was added to a basic structure of the space lattice is asymmetrically arranged and / or - by at least one of the lattice forming structures ( 9 9 , . 11 11 , . 15 15 ) an asymmetrischer Position von den anderen gitterbildenden Strukturen ( ) (An asymmetric position of the other grid forming structures 3 3 , . 13 13 ) unterscheidbar ausgebildet ist, und/oder – indem zumindest eine weitere Struktur ( ) Is distinguishable formed, and / or - by at least (a further structure 19 19 ) an asymmetrischer Position im Phantom ( ) (An asymmetric position in the phantom 1a 1a , . 1b 1b , . 1c 1c , . 1d 1d ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  2. Phantom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterbildenden Strukturen kugelförmige Strukturen ( Phantom according to claim 1, characterized in that the lattice forming structures spherical structures ( 3 3 ) sind. ) are.
  3. Phantom nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der kugelförmigen Strukturen ( Phantom according to claim 2, characterized in that at least one of the spherical structures ( 9 9 , . 11 11 , . 15 15 ) einen von den anderen kugelförmigen Strukturen ( ) One (from the other spherical structures 3 3 , . 13 13 ) unterscheidbaren Durchmesser aufweist und in asymmetrischer Position angeordnet ist. has) distinguishable diameter and is disposed in an asymmetric position.
  4. Phantom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterbildenden Strukturen eine Vielzahl von Ebenen ( Phantom according to claim 1, characterized in that the lattice forming structures (a plurality of planes 21 21 , . 23 23 , . 25 25 ) sind, die derart angeordnet sind, dass sie sich schneiden und ein Gitter bilden. ) Are arranged such that they intersect to form a grid.
  5. Phantom nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Phantom ( Phantom according to one of claims 1 to 4, characterized in that the phantom ( 1a 1a , . 1b 1b , . 1c 1c , . 1d 1d ) für die Bildgebung mit einem Magnet-Resonanz-Tomographie-Gerät ausgebildet ist. ) Is designed for imaging with a magnetic resonance imaging device.
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