DE102007009183A1

DE102007009183A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bilddarstellung von Objekten

Info

Publication number: DE102007009183A1
Application number: DE102007009183A
Authority: DE
Inventors: Diana Martin; Sebastian Dr. Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-08-28
Also published as: US20080214929A1; US8560050B2; JP2008206978A; CN101254134A; JP5769360B2; CN101254134B

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bilddarstellung von Objekten verwendet ein erstes und ein zweites bildgebendes Verfahren, die sich zumindest hinsichtlich der Ortsauflösung oder der Sensitivität unterscheiden. Des weiteren beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren zur Bilddarstellung die Schritte zum Erstellen einer Übersichtsaufnahme zumindest durch das erste oder das zweite bildgebende Verfahren; zum gleichzeitigen Planen der Messung des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens auf der Grundlage der Übersichtsaufnahme und zum gleichzeitigen Durchführen der geplanten Messungen des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens. Offenbart ist auch eine Vorrichtung (1), die das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchführt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Bilddarstellung von Objekten unter Verwendung eines ersten und eines zweiten bildgebenden Verfahrens, die sich zumindest hinsichtlich der Ortsauflösung oder der Sensitivität unterscheiden. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Bilddarstellung eignen sich insbesondere für medizinische Eingriffe.
In letzter Zeit gewinnen in der medizinischen Bildgebung so genannte „Hybridmodalitäten" zunehmend an Bedeutung, wie zum Beispiel PET/CT, SPECT/CT, MR/PET und MR/SPECT. Hierbei bedeuten:

PET:: Positronen-Emissions-Tomographie
CT:: Computertomographie
SPECT:: Single Photon Emission Computed Tomography
MR:: Magnetresonanztomographie

Vorteilhaft an diesen Kombinationen ist die Verbindung einer Modalität mit einer hohen Ortsauflösung (insbesondere MR oder CT) mit einer Modalität mit hoher Sensitivität (insbesondere Nuklearmedizin wie zum Beispiel SPECT oder PET, die im Folgenden durch NM abgekürzt werden).
Für eine optimale diagnostische Auswertung derartig akquirierter Datensätze ist bereits die passende Vorbereitung und Durchführung der Untersuchung wesentlich.
Bereits etablierte Verfahren nutzen eine sequenzielle Aufnahme beider Modalitäten. Dadurch ergibt sich auch in der Akquisitionsplanung eine sequenzielle Abfolge. Nacheinander werden zum Beispiel CT-Messungen und PET-Messungen geplant.
Für die simultane Akquisition zweier Modalitäten, wie sie zum Beispiel bei der Hybridmodalität MR/PET möglich ist, ist jedoch eine Möglichkeit wünschenswert, die sowohl die Bedienfreundlichkeit erhöht als auch die Qualität der Ergebnisdaten optimiert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilddarstellung von Objekten unter Verwendung eines ersten und eines zweiten bildgebenden Verfahrens vorzusehen, die sich zumindest hinsichtlich der Ortsauflösung oder der Sensitivität unterscheiden, wobei das Verfahren und die Vorrichtung eine simultane Akquisition zweier Modalitäten ohne Einbußen der Bedienfreundlichkeit und der Qualität der Ergebnisdaten ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bilddarstellung von Objekten verwendet ein erstes und ein zweites bildgebendes Verfahren, die sich zumindest hinsichtlich der Ortsauflösung oder der Sensitivität unterscheiden. Des Weiteren beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren zur Bilddarstellung Schritte zum Erstellen einer Übersichtsaufnahme zumindest durch das erste oder das zweite bildgebende Verfahren; zum gleichzeitigen Planen der Messungen des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens auf der Grundlage der Übersichtsaufnahme; und zum gleichzeitigen Durchführen der geplanten Messungen des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens.
Vorzugsweise wird bei dem gleichzeitigen Planen der Messungen des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens auf der Grundlage der Übersichtsaufnahme eine Benutzerschnittstelle verwendet, in der ein für das erste und das zweite bildgebende Verfahren gemeinsames Koordinatensystem definiert ist.
In vorteilhafter Weise wird damit sowohl der Bedienkomfort für den Anwender erhöht als auch die Qualität der Ergebnisdaten gesteigert, da die Messungen beider Modalitäten nahezu perfekt zueinander abgebildet werden können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in gleicher Weise durch eine Vorrichtung gelöst, die das vorstehend beschriebene Verfahren durchführt.
Mit Bezug auf die beiliegende Figur wird nunmehr ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Figur zeigt eine Vorrichtung 1 zur Bilddarstellung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung 1 ist ein kombiniertes MR/NM-Gerät, wie hier zum Beispiel ein MR/PET-Gerät (es wäre auch ein MR/SPECT-Gerät möglich), das eine simultane und isozentrische Messung von MR- und NM-Daten erlaubt.
Die Vorrichtung 1 hat eine bekannte MR-Röhre 2.
Koaxial innerhalb der MR-Röhre 2 sind mehrere, um die Längsrichtung paarweise gegenüberliegende PET-Detektionseinheiten 3 angeordnet. Die PET-Detektionseinheiten 3 bestehen vorzugsweise aus einem APD-Fotodiodenarray 5 mit einem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 und einer elektrischen Verstärkerschaltung (PMT) 6. Die Erfindung ist aber nicht auf die PET-Detektionseinheiten 3 mit dem APD-Fotodiodenarray 5 und dem vorgeschalteten Array aus LSO-Kristallen 4 beschränkt, sondern zur Detektion können gleichsam auch anders geartete Fotodioden, Kristalle und Vorrichtungen verwendet werden.
Entlang ihrer Längsrichtung definiert die MR-Röhre 2 ein zylindrisches, erstes Gesichtsfeld. Die Vielzahl der PET- Detektionseinheiten 3 definiert entlang der Längsrichtung z ein zylindrisches, zweites Gesichtsfeld. Vorzugsweise stimmt das zweite Gesichtsfeld der PET-Detektionseinheiten 3 im wesentlichem mit dem ersten Gesichtsfeld der MR-Röhre 2 überein. Realisiert wird dies zum Beispiel durch eine entsprechende Anpassung der Anordnungsdichte der PET-Detektionseinheiten 3 entlang der Längsrichtung z.
Die Bildverarbeitung erfolgt durch einen Rechner 7.
Nun wird beispielhaft ein Verfahren zur Bilddarstellung beschrieben, das durch die gezeigte Vorrichtung 1 zur Bilddarstellung durchgeführt wird.
Zunächst wird eine Übersichtsaufnahme eines Objektes vorzugsweise durch das MR-Verfahren mit geringer Auflösung erstellt. Derartige Übersichtsaufnahmen werden auch als „Scout" bezeichnet.
Auf der Grundlage der Übersichtsaufnahme werden nun die Planungen für die eigentlichen MR- und NM-Messungen durchgeführt. Die Planungen für die MR- und NM-Messungen erfolgen gleichzeitig, d. h. synchron und jeweils auf der Grundlage der bereits erstellten Übersichtsaufnahme.
Die Planungen beinhalten u. A. das allgemein bekannte Einstellen der für die MR- und NM-Messungen erforderlichen Parameter, wie zum Beispiel die Gesichtsfelder FoV (Field of view), die Schichtdicken und die Schichtabstände, das Messvolumen, die Gewichtungen der MR-Sequenzen (T1, T2), etc.
Zur Durchführung der gleichzeitigen Planung der MR- und NM-Messungen wird über den Rechner 7 eine geeignete Benutzerschnittstelle (User-Interface) bereitgestellt, die ein gemeinsames Koordinatensystem für die MR- und NM-Messungen definiert. Die Planung der kombinierten Messung erfolgt in der Benutzerschnittstelle in synchronisierter Darstellung.
Die Planung der MR- und NM-Messungen kann auch auf Bildern der zusammengeschlossenen Modalitäten erfolgen, zum Beispiel nicht nur auf der Grundlage von MR-Daten, sondern auch auf der Grundlage von PET-Daten oder fusionierten Daten. In diesem Fall müsste eine weitere Übersichtsaufnahme durch das NM-Verfahren erstellt werden.
Nach der Planung erfolgt das gleichzeitige Durchführen der geplanten MR- und NM-Messungen.
Die Messfelder (FoV) der simultan durchgeführten Messungen werden jeweils auf denselben Planungsbildern gleichzeitig dargestellt, und können gemeinsam oder separat zum Beispiel grafisch verändert/angepasst werden. Die Visualisierung kann benutzergesteuert umgeschaltet werden, zum Beispiel als Anzeige nur der MR-Messung, nur der PET-Messung oder eine kombinierte Darstellung. Dazu kann auch das NM-Rekonstruktionsvolumen direkt grafisch angepasst werden, zum Beispiel an das MR-Untersuchungsvolumen.
Für Untersuchungen, die über einen größeren Messbereich laufen, zum Beispiel Ganzkörperaufnahmen, können alle Etagen bzw. das komplette Untersuchungsvolumen, auch wenn es in mehrere Messschritte unterteilt wird, visualisiert werden. Dabei ist stets visualisiert, welche Teilschritte beider Modalitäten gleichzeitig ausgeführt werden. Dies kann zum Beispiel über Farbcodierung erfolgen.
Nicht nur die räumliche Zuordnung, sondern auch die zeitliche Zuordnung der kombinierten Akquisitionen werden in der Benutzerschnittstelle visualisiert.
Während die Messung und/oder Bildrekonstruktion der einen oder beider Modalitäten ausgeführt wird, kann der Benutzer in vorteilhafter Weise bereits weitere Planungen vornehmen. Sobald rekonstruierte Daten zumindest einer der beiden Modalitäten vorliegen, können diese Daten zur Planung folgender Messvorgänge verwendet werden. Dabei wird dem Benutzer stets der Fortschritt der jeweiligen Messvorgänge (bzw. Rekonstruktionen) visualisiert.
In vorteilhafter Weise wird damit sowohl der Bedienkomfort für den Anwender erhöht als auch die Qualität der Ergebnisdaten gesteigert, da die Messungen beider Modalitäten perfekt zueinander abgebildet werden können.
Die Erfindung ist nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind Abwandlungen und äquivalente Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich, der durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zur Bilddarstellung von Objekten unter Verwendung eines ersten und eines zweiten bildgebenden Verfahrens, die sich zumindest hinsichtlich der Ortsauflösung oder der Sensitivität unterscheiden, mit folgenden Schritten: Erstellen einer Übersichtsaufnahme zumindest durch das erste oder das zweite bildgebende Verfahren; Gleichzeitiges Planen der Messungen des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens auf der Grundlage der Übersichtsaufnahme; und Gleichzeitiges Durchführen der geplanten Messungen des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das gleichzeitige Planen der Messung des ersten und des zweiten bildgebenden Verfahrens auf der Grundlage der Übersichtsaufnahme eine Benutzerschnittstelle verwendet, in der ein für das erste und das zweite bildgebende Verfahren gemeinsames Koordinatensystem definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren mit einem Schritt zum überlagerten Darstellen der durch das erste bildgebende Verfahren aufgenommenen Bilder mit den durch das zweite bildgebende Verfahren aufgenommenen Bildern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste bildgebende Verfahren ein Magnetresonanztomographie-Verfahren (MR) oder ein Computertomographie-Verfahren (CT) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite bildgebende Verfahren ein Single-Photon-Emission-Computed-Tomography-Verfahren (SPECT) oder ein Positronen-Emissions-Tomographie-Verfahren (PET) ist.
Vorrichtung (1), die das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchführt.