DE102007058682B4

DE102007058682B4 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung

Info

Publication number: DE102007058682B4
Application number: DE102007058682.7A
Authority: DE
Inventors: Joachim Graessner; Bianca Samsula
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: US8085042B2; US20090146659A1; DE102007058682A1

Abstract

Verfahren zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung in einer MR-Anlage (5) mit den folgenden Schritten: – Vorgeben eines Volumens (10), welches durch die MR-Untersuchung abgedeckt wird, – Vorgeben von mindestens einem Volumenabschnitt (1, 2) innerhalb des vorgegebenen Volumens (10), und – automatisches Bestimmen mehrerer Schichten (11, 12) für die MR-Untersuchung derart, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) in zumindest einer der Schichten (11, 12) enthalten ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um Schichtpositionen für eine MR-Untersuchung automatisch zu bestimmen. Dabei werden diese Schichtpositionen insbesondere derart bestimmt, dass durch die MR-Untersuchung ein Volumen gemessen wird, welches einem vorgegebenen Volumen, beispielsweise einem Volumen, das ebenfalls von einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung gemessen wurde, entspricht. Es ist aber auch möglich, die Schichtpositionen derart zu bestimmen, dass vorbestimmte Volumenabschnitte, z. B. in einer vorherigen MR-Untersuchung erkannte Läsionen, möglichst optimal in den bestimmten Schichten enthalten sind.
Die DE 10 2006 007 057 A1 beschreibt ein Verfahren, wobei die Schichtdicke, der Schichtabstand, die Schichtzahl und/oder die Größe des Field of Views derart variiert werden, um die optimale Abdeckung bezogen auf ein Volumen zu ermitteln.
Die DE 10 2005 000 714 A1 offenbart ein Verfahren zur Bildgebung eines periodisch bewegten Objektbereichs.
Die DE 101 60 075 A1 beschreibt ein Verfahren, wobei ein abzubildender Bereich zweimal mit demselben Betriebsparametersatz aufgenommen wird.
Um aufgrund von MR-Bildern, welche durch eine Magnetresonanzanlage (MR-Anlage) erstellt werden, möglichst genaue Diagnosen erstellen zu können, ist es häufig notwendig, mehrere MR-Untersuchungen bzw. MR-Messungen desselben Volumens, z. B. des Bauchraums eines Patienten, durchzuführen. Dabei können sich diese MR-Untersuchungen hinsichtlich ihrer kontrastgebenden Verfahren (z. B. T1, T2, T2*) und/oder hinsichtlich ihrer Einstellungen bezüglich Schichtdicke, Schichtabstand, Anzahl der Schichten und Schichtrichtung unterscheiden.
Um nun mit mehreren MR-Untersuchungen eine möglichst genaue Diagnose geben zu können, wobei beispielsweise ein bestimmter Volumenbereich, z. B. ein bestimmtes Organ, in einem menschlichen Körper analysiert wird, ist es erforderlich, dass dieser bestimmte Volumenbereich in dem jeweiligen Volumen, welches von der jeweiligen MR-Untersuchung gemessen wird, enthalten ist. Nach dem Stand der Technik ist es allerdings nur möglich, bestimmte Parameter für eine MR-Untersuchung, wie z. B. die Schichtdicke, den Schichtabstand und die Anzahl der Schichten, manuell derart vorzugeben, dass der Volumenbereich innerhalb eines Volumens liegt, welches dann von der manuell eingestellten MR-Untersuchung gemessen wird.
Darüber hinaus tritt häufig der Fall auf, dass ein oder mehrere bestimmte Volumenabschnitte, z. B. ein oder mehrere Läsionen, welche bei einer MR-Untersuchung aufgefunden wurden, mit einer weiteren MR-Untersuchung weitergehend analysiert werden sollen. Nach dem Stand der Technik ist es dabei ebenfalls nur möglich, die entsprechenden Parameter für die weitere MR-Untersuchung manuell derart einzustellen, dass diese(r) Volumenabschnitt(e) möglichst gut innerhalb des Volumens liegt/en, welches dann von der weiteren MR-Untersuchung gemessen wird.
Wie gut der vorbestimmte Volumenbereich oder der mindestens eine vorbestimmte Volumenabschnitt dann von der weiteren MR-Untersuchung abgedeckt wird, hängt somit also nachteiligerweise maßgeblich von den Fertigkeiten der die entsprechende MR-Anlage bedienenden Bedienperson ab.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorab skizzierten Probleme derart zu lösen, dass eine Abdeckung des vorbestimmten Volumenabschnitts oder des mindestens einen vorbestimmten Volumenabschnitts zumindest nicht mehr so maßgeblich wie nach dem Stand der Technik von den Fertigkeiten der die MR-Anlage bedienenden Bedienperson abhängt.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung für eine MR-Anlage zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung nach Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung in einer MR-Anlage wird beschrieben. Dabei wird ein von der MR-Untersuchung zu messendes Volumen vorgegeben. Anschließend wird die MR-Untersuchung automatisch derart geplant, dass zumindest einer von folgenden Parametern

• eine Schichtrichtung Eine Richtung, in welcher die Schichten der MR-Untersuchung gemessen werden; die Schichtrichtung steht senkrecht auf der jeweils gemessenen Schicht.
• ein Schichtabstand Ein Abstand zwischen zwei benachbarten Schichten.
• eine Schichtdicke Eine Dicke der jeweiligen Schicht in der Schichtrichtung.
• eine Anzahl von Schichten Eine Anzahl der für die jeweilige MR-Untersuchung gemessenen Schichten.

Dabei wird zumindest einer der oben genannten Parameter derart angepasst, dass die geplante MR-Untersuchung ein Volumen misst, welches dem vorgegebenen Volumen entspricht. Mit anderen Worten ist es möglich, dass alle bis auf einen Parameter vorgegeben werden, und dann der verbleibende Parameter, z. B. der Schichtabstand oder die Anzahl der Schichten, derart automatisch angepasst wird, dass die Ausdehnung in der Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung (im Wesentlichen) gleich dem vorgegebenen Volumen ist. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass alle Parameter automatisch angepasst bzw. bestimmt werden, so dass die geplante MR-Untersuchung das vorgegebene Volumen misst.
Da das von der MR-Untersuchung zu messende Volumen vorgegeben werden kann, kann dieses Volumen nun derart bestimmt werden, dass ein interessierender Volumenbereich, z. B. ein bestimmtes Organ, innerhalb dieses Volumens liegt oder dass das vorgegebene Volumen dem Volumenbereich entspricht. Indem das vorgegebene Volumen derart gewählt wird, dass bestimmte Volumenabschnitte, welche bei einer vorherigen MR-Untersuchung erfasst wurden, in diesem vorgegebenen Volumen enthalten sind, ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass diese Volumenabschnitte auch in dem von der geplanten MR-Untersuchung gemessenen Volumen liegen.
Daher löst das vorab skizzierte erfindungsgemäße Verfahren die beiden oben beschriebenen Probleme nach dem Stand der Technik.
Vorteilhafterweise kann eine Schichttabelle bezüglich der geplanten MR-Untersuchung ausgegeben werden. Diese Schichttabelle enthält für jede Schicht der geplanten MR-Untersuchung jeweils eine Position und eine Ausrichtung. Falls die Ausrichtung bzw. Schichtrichtung für alle Schichten dieselbe ist, kann die Schichttabelle natürlich auch diese Schichtrichtung nur einmal global enthalten und für jede Schicht der geplanten MR-Untersuchung dann nur die jeweilige Position angeben.
Mittels der Schichttabelle erhält eine Bedienpersonen der zugehörigen MR-Anlage eine Information über die geplante MR-Untersuchung und kann abhängig von diesen Informationen gegebenenfalls Änderungen an der geplanten MR-Untersuchung bzw. an einem Protokoll für die geplante MR-Untersuchung vornehmen.
Zumindest einer von folgenden Parametern kann von einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung übernommen werden:

• die Schichtrichtung,
• der Schichtabstand,
• die Schichtdicke,
• die Anzahl der Schichten, und
• das vorgegebene Volumen.

Wenn beispielsweise das vorgegebene Volumen von einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung übernommen wird, wird erfindungsgemäß gewährleistet, dass auch eine dieser bereits durchgeführten MR-Untersuchung folgende MR-Untersuchung dasselbe Volumen misst. In diesem Fall wird das vorgegebene Volumen abhängig von dem Schichtabstand, der Schichtdicke und der Anzahl der Schichten der vorab durchgeführten MR-Untersuchung berechnet. Die Ausdehnung des vorgegebenen Volumens in der Schichtrichtung wird dabei durch die folgende Gleichung (1) berechnet. Ausdehnung in der Schichtrichtung = Anzahl der Schichten·Schichtdicke + Schichtabstand·(Anzahl der Schichten – 1) (1)
Dadurch kann eine beispielsweise aus einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung bekannte Ausdehnung in Schichtrichtung als eine normierende Größe auf ein Messprotokoll der weiteren zu planenden MR-Untersuchung übertragen werden. Bei dieser weiteren MR-Untersuchung kann dann z. B. der Schichtabstand verändert werden, wobei die Schichtdicke und die Schichtrichtung von der vorher durchgeführten MR-Untersuchung übernommen werden und die Anzahl der Schichten entsprechend angepasst wird. Natürlich ist es auch denkbar, dass auch die Schichtdicke verändert wird. Trotzdem ist gewährleistet, dass eine Abdeckung („Coverage”) bzw. ein von der weiteren MR-Untersuchung gemessenes Volumen im Wesentlichen gleich der Abdeckung der vorher durchgeführten MR-Untersuchung (also gleich dem von der vorher durchgeführten MR-Untersuchung gemessenen Volumen) ist.
Bei einer Erstellung eines Protokolls für die geplante weitere MR-Untersuchung kann demnach der gewünschte Abdeckungsbereich in Schichtrichtung fest definiert bzw. vorgegeben werden, so dass trotz einer Änderung von Anzahl der Schichten, Schichtabstand und Schichtdicke dennoch dieser Abdeckungsbereich von der geplanten MR-Untersuchung abgedeckt bzw. gemessen wird.
Natürlich ist es auch möglich, dass alle oben angegebenen Parameter von der geplanten MR-Untersuchung übernommen werden, da in diesem Fall das von der vorher durchgeführten MR-Untersuchung gemessene Volumen zwangsläufig dem von der geplanten MR-Untersuchung gemessenen Volumen entspricht.
Oft wird für die geplante MR-Untersuchung das vorgegebene Volumen von der vorher durchgeführten MR-Untersuchung errechnet und die Schichtrichtung von der vorher durchgeführten MR-Untersuchung übernommen. Die Parameter Schichtdicke, Schichtabstand und Anzahl der Schichten werden dann entsprechend angepasst bzw. bestimmt, damit das von der geplanten MR-Untersuchung zu messende Volumen dem vorgegebenen aus der vorher durchgeführten MR-Untersuchung abgeleiteten Volumen entspricht.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann zumindest ein Volumenabschnitt für die geplante MR-Untersuchung vorgegeben werden. Die Parameter Schichtrichtung, Schichtabstand, Schichtdicke und Anzahl der Schichten werden dann für die geplante MR-Untersuchung derart bestimmt, dass jeder des zumindest einen Volumenabschnitts in mindestens einer Schicht der geplanten MR-Untersuchung liegt.
Dabei ist der Term
”dass jeder des zumindest einen Volumenabschnitts in mindestens einer Schicht der geplanten MR-Untersuchung liegt”
eine Kurzform des Terms
”dass, wenn der zumindest eine Volumenabschnitt ein Volumenabschnitt ist, dieser Volumenabschnitt in mindestens einer Schicht der geplanten MR-Untersuchung liegt, und wenn der zumindest eine Volumenabschnitt aus mehreren Volumenabschnitten besteht, jeder dieser Volumenabschnitte in mindestens einer Schicht der geplanten MR-Untersuchung liegt”.
Andere Formulierungen, welche den Begriff „des zumindest einen Volumenabschnitts” (z. B. „viele des zumindest einen Volumenabschnitts”) enthalten, sind entsprechend zu interpretieren.
Bei dieser Ausführungsform ist also zum einen gewährleistet, dass die geplante MR-Untersuchung das vorgegebene Volumen misst, und zum anderen ist gewährleistet, dass bestimmte Volumenabschnitte, welche beispielsweise bei einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung aufgefallen sind, in den Schichten der geplanten MR-Untersuchung enthalten sind.
Der zumindest eine Volumenabschnitt kann dabei von einer Bedienpersonen der MR-Anlage in MR-Bildern bestimmt werden, welche von einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung erzeugt wurden.
Daher ist es vorteilhafterweise möglich, bestimmte interessierende Volumenabschnitte, z. B. Läsionen, welche in MR-Bildern von einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung aufgefallen und deshalb markiert worden sind, in MR-Bildern der geplanten MR-Untersuchung nochmals zu untersuchen, da erfindungsgemäß sichergestellt ist, dass diese Volumenabschnitte auch in den Schichten der geplanten MR-Untersuchung enthalten sind, mittels welcher die MR-Bilder der geplanten MR-Untersuchung erstellt werden.
Bezüglich der Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung sind folgende Varianten erfindungsgemäß möglich:

1. Die Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung entspricht im Wesentlichen einer vorgegebenen Schichtrichtung.
2. Die Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung liegt im Wesentlichen senkrecht zu einer vorgegebenen Schichtrichtung.
3. Die Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung bildet einen beliebigen Winkel zu einer vorgegebenen Schichtrichtung.

In allen drei oben genannten Varianten werden die Schichten der geplanten MR-Untersuchung automatisch derart bestimmt, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts in mindestens einer der Schichten der geplanten MR-Untersuchung liegt. Es ist allerdings insbesondere bei der Variante 3 auch möglich, die Schichtrichtung derart zu wählen, dass möglichst viele Volumenabschnitte in der einzelnen Schicht enthalten sind. Wenn beispielsweise vier Läsionen als vorbestimmte Läsionen in den Schichten der geplanten MR-Untersuchung enthalten sein sollen und es möglich ist, dass bei einer bestimmten Schichtrichtung jeweils zwei dieser Läsionen in derselben Schicht enthalten sind, dann würde bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Variante 3 die Schichtrichtung derart gewählt werden.
Wenn die jeweils für die drei Varianten vorgegebene Schichtrichtung die Schichtrichtung einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung ist, entspricht die Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung bei der Variante 1 im Wesentlichen der Schichtrichtung der vorher durchgeführten MR-Untersuchung. Bei der Variante 2 liegt die Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung dann im Wesentlichen senkrecht zu der Schichtrichtung der vorher durchgeführten MR-Untersuchung und bei der Variante 3 ist die Schichtrichtung der geplanten MR-Untersuchung quasi unabhängig von der Schichtrichtung der vorher durchgeführten MR-Untersuchung.
Damit die geplante MR-Untersuchung das vorgegebene Volumen misst, gibt es folgende drei wichtige Möglichkeiten:

1. Der Schichtabstand zwischen zwei Schichten wird automatisch angepasst.
2. Die Anzahl der Schichten wird automatisch angepasst.
3. Die Schichtdicke wird automatisch angepasst.

Bei der vorab beschriebenen Möglichkeit 1 sind insbesondere die Schichtdicke und die Anzahl der Schichten vorgegeben, während bei der Möglichkeit 2 insbesondere der Schichtabstand und die Schichtdicke vorgegeben sind und schließlich bei der Möglichkeit 3 insbesondere der Schichtabstand und die Anzahl der Schichten vorgegeben sind. Bei allen drei vorab aufgeführten Möglichkeiten sind also neben dem vorgegebenen Volumen zwei Parameter aus Schichtabstand, Schichtdicke und Anzahl der Schichten bekannt und der jeweils fehlende Parameter wird derart bestimmt, dass das von der geplanten MR-Untersuchung gemessene Volumen dem vorgegebenen Volumen entspricht.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Schichten der geplanten MR-Untersuchung derart bestimmt, dass mehrere diskrete bzw. voneinander getrennte Schichtgruppen erzeugt werden. Dabei besteht jede dieser Schichtgruppen aus mindestens einer für die MR-Untersuchung geplanten Schicht. Bei der Durchführung der MR-Untersuchung werden die Schicht oder die Schichten jeder diskreten Schichtgruppe als Block oder als Verknüpfung gemessen. Mit anderen Worten werden die Schichten der geplanten MR-Untersuchung nach bestimmten Kriterien derart in mehrere Schicht Gruppen geteilt, dass sich eine Schicht nur in einer Schichtgruppe befindet.
Es ist beispielsweise möglich, dass für die Schicht oder die Schichten der jeweiligen Schichtgruppe dieselbe Schichtrichtung und derselbe Schichtabstand gelten. (Der Schichtabstand hat natürlich nur Sinn, wenn die entsprechende Gruppe mehrere Schichten umfasst.) Mit anderen Worten zeichnen sich die Schichten derselben Schichtgruppe dadurch aus, dass diese Schichten denselben Schichtabstand und dieselbe Schichtrichtung aufweisen. Der Schichtabstand und die Schichtrichtung, welche für die eine Schichtgruppe gelten, unterscheiden sich dabei in der Regel von dem Schichtabstand und der Schichtrichtung einer anderen Schichtgruppe der MR-Untersuchung, weshalb es auch vorteilhaft ist, dass die Schichten einer Gruppe als Block oder als Verknüpfung gemessen werden, da die Einstellungen an der MR-Anlage zwischen zwei Schichten derselben Gruppe in der Regel weniger verändert werden müssen als zwischen zwei Schichten unterschiedlicher Gruppen.
Die Gruppen einer MR-Untersuchung können auch derart verteilt sein, dass ihre Verteilung der Verteilung der vorbestimmten Volumenabschnitte, d. h. beispielsweise der Verteilung von vorab gefundenen Läsionen, entspricht. Wurden beispielsweise in mehreren Bereichen Läsionen gefunden, dann kann jedem Bereich eine Gruppe zugeordnet werden, wobei die Schichten der jeweiligen Gruppe dann derart bestimmt werden, dass jede Läsion in dem entsprechenden Bereich in einer Schicht enthalten ist. Bereichen, in welchen keine Läsionen entdeckt wurden, werden dann vorteilhafterweise keine Gruppen und somit keine Schichten zugeordnet, wodurch eine Zeit zur Durchführung der geplanten MR-Untersuchung gesenkt werden kann.
Es ist demnach erfindungsgemäß möglich, für die geplante MR-Untersuchung mehrere diskrete Schichtgruppen zu bestimmen, wobei für jede Schichtgruppe der Schichtabstand und die Schichtkippung bzw. die Schichtrichtung derart angepasst werden, dass Läsionen in einem der Schichtgruppe zugeordneten Bereich möglichst optimal von den Schichten dieser Schichtgruppe erfasst werden. Dabei weicht eine Schichtrichtung einer ersten Gruppe, welcher eine zweite Gruppe messtechnisch nachfolgt, in der Regel nur gering (weniger als 10°) von einer Schichtrichtung der zweiten Gruppe ab.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auch mindestens ein Volumenabschnitt innerhalb des vorgegebenen Volumens vorgegeben. Abhängig von diesem mindestens einen Volumenabschnitt werden automatisch die mehreren Schichten für die MR-Untersuchung derart bestimmt, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts in mindestens einer dieser Schichten der geplanten MR-Untersuchung enthalten ist.
Damit löst das erfindungsgemäße Verfahren die beiden vorab aus dem Stand der Technik bekannten Probleme. Wenn ein interessierender Volumenbereich, z. B. ein Organ, gleich dem mindestens einen vorgegebenen Volumenabschnitt gesetzt wird, ist gewährleistet, dass dieser Volumenbereich von der geplanten MR-Untersuchung gemessen wird. Da das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, dass jeder vorgegebene Volumenabschnitt in mindestens einer Schicht der geplanten MR-Untersuchung enthalten ist, ist auch das zweite vorab aufgeführte Probleme nach dem Stand der Technik gelöst, dass vorab beispielsweise während einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung aufgefallene Volumenabschnitte, z. B. Läsionen, in den Schichten der geplanten MR-Untersuchung enthalten sind. Die Schichten der geplanten MR-Untersuchung können auch derart bestimmt werden, dass eine Schnittmenge zwischen dem mindestens einen Volumenabschnitt und den Schichten möglichst groß bzw. (im Wesentlichen) maximal ist. Mit anderen Worten werden die Schichten der geplanten MR-Untersuchung derart bestimmt, dass der oder die vorbestimmten Volumenabschnitte möglichst vollständig innerhalb der Schichten liegen. Wenn also ein vorbestimmter Volumenabschnitt von seinen Ausmaßen her in eine Schicht der geplanten MR-Untersuchung passen würde, wird auch eine der Schichten der geplanten MR-Untersuchung derart bestimmt, dass der vorbestimmte Volumenabschnitt vollständig in dieser Schicht liegt. Wenn dagegen ein vorbestimmter Volumenabschnitt derartige Ausmaße aufweist, dass er nicht nur in einer der Schichten der geplanten MR-Untersuchung enthalten sein kann, beispielsweise da seine Ausmaße in Schichtrichtung derart beschaffen sind, dass sie größer als eine maximale Schichtdicke sind, wird beispielsweise der Schichtabstand zwischen Schichten, welche eine Schnittmenge mit diesem vorbestimmten Volumenabschnitt aufweisen, auf einen minimal möglichen Wert gesetzt.
Der Term
„dass die Schnittmenge im Wesentlichen maximal ist”
ist dabei derart zu verstehen, dass das Maximum angestrebt wird, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren aber auch mit einem Ergebnis zufrieden gibt, welches um einen vorbestimmten Prozentsatz (z. B. 10%) unterhalb einer maximal denkbaren Lösung liegt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Volumen vorgegeben und die Schichten der geplanten MR-Untersuchung werden derart bestimmt, dass sichergestellt ist, dass die Schichten das vorgegebene Volumen messen. Dabei werden auch ein oder mehrere Volumenabschnitte vorgegeben und die Schichten der geplanten MR-Untersuchung werden derart bestimmt, dass sichergestellt ist, dass jeder der Volumenabschnitte in zumindest einer der Schichten liegt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die MR-Untersuchung durch 2D-Messungen oder durch 3D-Messungen durchgeführt werden. Es sei diesbezüglich darauf hingewiesen, dass man bei 3D-Messungen in der Regel nicht von Schichten sondern von Blöcken spricht, so dass bei einer 3D-Messung die Schichtdicke einer Blockdicke, der Schichtabstand einem Blockabstand zwischen zwei benachbarten Blöcken und die Anzahl der Schichten einer Anzahl von Blöcken entspricht. Die Schichtrichtung entspricht bei einer 3D-Messung einer Richtung, in welcher die Blöcke gemessen werden, so dass diese Richtung senkrecht auf dem jeweils gemessenen Block steht und in Richtung des als nächsten zu messenden Blocks zeigt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung für eine MR-Anlage zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Eingabeeinheit und eine Recheneinheit. Die Vorrichtung ist nun derart ausgestaltet, dass der Vorrichtung über die Eingabeeinheit ein Volumen vorgegeben werden kann, welches von der MR-Untersuchung zu messen ist. Mit Hilfe der Recheneinheit passt die Vorrichtung zumindest einen Parameter aus Schichtrichtung, Schichtabstand, Schichtdicke und Anzahl der Schichten bezüglich der geplanten MR-Untersuchung derart an, dass die MR-Untersuchung das vorgegebene Volumen misst bzw. eine Ausdehnung in Schichtrichtung dem vorgegebenen Volumen entspricht.
Über die Eingabeeinheit werden der Vorrichtung auch ein oder mehrere Volumenabschnitte vorgegeben. Mit Hilfe der Recheneinheit bestimmt die Vorrichtung anschließend Schichtpositionen von mehreren Schichten für die geplante MR-Untersuchung derart, dass der eine Volumenabschnitt oder jeder der mehreren Volumenabschnitte in mindestens einer der Schichten für die geplante MR-Untersuchung enthalten ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen, welche vorab bei der Diskussion des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind, weshalb hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage bereitgestellt, welche die vorab beschriebene Vorrichtung umfasst.
Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung einer Magnetresonanzanlage laden kann. Mit Programmmitteln und diesem Computerprogrammprodukt können alle vorab beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuereinrichtung läuft.
Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z. B. eine DVD, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung bzw. Recheneinheit einer Magnetresonanzanlage gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung kann das Problem der nahezu genau gleichen Volumenabdeckung bei mehreren MR-Untersuchungen mit unterschiedlichen Schicht- und Schichtabstands-Einstellungen bei komplementären Kontrasten (z. B. T1, T2, T2*) zumindest vereinfachen. Darüber hinaus wird durch die vorliegende Erfindung das Problem der schichtgenauen Erfassung von mehreren Läsionen gelöst. Dadurch können auch bei orthogonalen Schichtrichtungen (d. h. die Schichtrichtungen einer vorherigen MR-Untersuchung und einer folgenden auf den Ergebnissen der vorherigen MR-Untersuchung aufsetzenden MR-Untersuchung stehen senkrecht aufeinander) mehrere Läsionen in jeweilige Schichten der folgenden MR-Untersuchung eingepasst werden, so dass keine Gefahr besteht, dass bei Messungen mit einer Schichtlücke ein Befund (z. B. eine Läsion) übersehen wird, wodurch die Fehlerrate gesenkt wird.
Durch die nahezu genau gleiche Abdeckung wird eine genauere Beurteilung durch einen Befunder möglich. Indem die Schichten einer zu planenden MR-Untersuchung derart bestimmt werden, dass Läsionen jeweils in mindestens einer dieser Schichten enthalten sind, wird der Partial Volume Effekt (in einem Volumenelement werden z. B. aufgrund zu geringer Auflösung mehrere Gewebearten dargestellt) auch bei orthogonaler Schichtführung und bei manuell selektierten Zielläsionen vermindert.
Die vorliegende Erfindung eignet sich vorzugsweise für einen Einsatz bei Magnetresonanzanlagen, um ein von einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung durchgemessenes Volumen mit einer weiteren MR-Untersuchung nochmals durchzumessen oder um sicherzustellen, dass bestimmte Volumenabschnitte, welche in MR-Bildern einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung erfasst wurden, auch in MR-Bildern bzw. Schichten einer weiteren MR-Untersuchung enthalten sind. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann auch eingesetzt werden, wenn ein von einer beliebigen Stelle vorgegebenes Volumen von einer MR-Untersuchung gemessen werden soll oder wenn Schichten einer geplanten MR-Untersuchung derart bestimmt werden sollen, dass bestimmte vorgegebene Volumenabschnitte in diesen Schichten enthalten sind.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 zwei MR-Untersuchungen desselben Volumens.
2 jeweils zwei Schichten von zwei MR-Untersuchungen
3 schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage
In 3 ist schematisch eine MR-Anlage 5 dargestellt. Diese MR-Anlage weist einen Magneten 14 zur Erzeugung eines Polarisationsfeldes B0 auf, wobei eine Untersuchungsperson auf einer Liege 13 angeordnet ist. Die in einem Volumen 10 der Untersuchungsperson erzeugte Magnetisierung kann durch eine nicht gezeigte HF-Anordnung mit einem hochfrequenten Puls angeregt werden. Die Art und Weise, wie in einer Magnetresonanzanlage durch Einstrahlen einer Abfolge von HF-Pulsen und Gradienten ein MR-Bild erzeugt wird, ist dem Fachmann im Allgemeinen bekannt, so dass auf eine genaue Erklärung hiervon verzichtet wird.
In 1a ist ein Volumen 10' dargestellt, welches von einer ersten MR-Untersuchung mit 20 Schichten gemessen wurde, wobei jede Schicht eine Schichtdicke von 3 mm aufweist und ein Schichtabstand bzw. eine Schichtlücke zwischen zwei benachbarten Schichten jeweils 0,3 mm beträgt. Ausgehend von diesem von der ersten MR-Untersuchung gemessenen Volumen 10' werden nun die Parameter Anzahl der Schichten, Schichtdicke und Schichtabstand von einer zweiten MR-Untersuchung derart bestimmt, dass bei gleicher Schichtführung bzw. Schichtrichtung die zweite MR-Untersuchung das Volumen 10 misst, welches dem Volumen 10' entspricht. Beispielsweise wäre es für die zweite MR-Untersuchung möglich, dass die Schichtdicke mit 2 mm, der Schichtabstand mit 0,2 mm und die Anzahl der Schichten mit 30 bestimmt werden.
Man erkennt aus dem oben genannten Beispiel, dass die Ausdehnung in der Schichtrichtung nicht exakt mit dem vorgegebenen Volumen übereinstimmen muss. Es reicht aus, wenn bei einer konstanten Schichtdicke und einem konstanten Schichtabstand die Abdeckung der Schichten in der Schichtrichtung größer oder gleich einer Differenz aus einer entsprechenden Länge des vorgegebenen Volumens in Schichtrichtung und dem konstanten Schichtabstand ist.
In 2a ist eine erste Schicht 11' einer ersten MR-Untersuchung dargestellt und in 2c ist eine zweite Schicht 12' dieser ersten MR-Untersuchung dargestellt. Dabei ist bei der ersten MR-Untersuchung die Schichtführung transversal, d. h. die beiden dargestellten Schichten 11', 12' sind parallel zum Boden. Man erkennt, dass in der ersten Schicht 11' eine erste Läsion 1 und dass in der zweiten Schicht 12' eine zweite Läsion 2 abgebildet ist.
Diese beiden Läsionen 1, 2 werden nun beispielsweise von einem Arzt, welcher die durch die erste MR-Untersuchung erstellten MR-Bilder analysiert, markiert. Ausgehend von diesen beiden Läsionen 1, 2 bzw. diesen beiden Volumenabschnitten 1, 2 soll nun eine zweite MR-Untersuchung mit einer koronalen Schichtführung derart geplant werden, dass sichergestellt ist, dass sowohl die erste Läsion 1 als auch die zweite Läsion 2 jeweils in einer Schicht 11, 12 der zweiten MR-Untersuchung enthalten sind.
Ausgehend von den beiden Volumenabschnitten 1, 2 werden nun die Parameter Schichtabstand, Schichtdicke und Anzahl der Schichten für die zweite MR-Untersuchung derart bestimmt, dass sowohl die erste Läsion 1 als auch die zweite Läsion 2 zumindest in einer Schicht 11, 12 der zweiten MR-Untersuchung liegen.
Es sei darauf hingewiesen, dass es manuell nahezu unmöglich ist, die Parameter Schichtabstand, Schichtdicke und Anzahl der Schichten für die zweite MR-Untersuchung derart zu bestimmen, dass nicht entweder die erste Läsion 1 oder die zweite Läsion 2 oder gar beide in eine Schichtlücke bei der zweiten MR-Untersuchung fallen, da die transversale Schichtführung der ersten MR-Untersuchung senkrecht auf der koronalen Schichtführung der zweiten MR-Untersuchung steht, so dass beispielsweise auch eine einfache Übernahme der entsprechenden Parameter Schichtabstand, Schichtdicke und Anzahl der Schichten von der ersten MR-Untersuchung für die zweite MR-Untersuchung höchstens zufällig das gewünschte Ergebnis, dass nämlich beide Läsionen 1, 2 zumindest in einer Schicht der zweiten MR-Untersuchung liegen, zu Stande kommt.
Die in 3 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 5 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 8 zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 8 umfasst ihrerseits eine Eingabeeinheit 4 mit einer Anzeigeeinheit 3, eine Ausgabeeinheit 6 und eine Recheneinheit 7. Über die Eingabeeinheit 4 kann der Vorrichtung 8 ein Volumen 10' vorgegeben werden, welches von einer mittels der Vorrichtung 8 zu planenden MR-Untersuchung durchzumessen ist. Darüber hinaus ist es möglich, der Vorrichtung 8 über die Eingabeeinheit 4 bestimmte Volumenabschnitte 1, 2 vorzugeben, welche jeweils in zumindest einer Schicht 11, 12 der mittels der Vorrichtung 8 zu planenden MR-Untersuchung enthalten sein müssen. Dabei kann die Vorgabe dieser Volumenabschnitte 1, 2 derart erfolgen, dass in der Anzeigeeinheit 3 MR-Bilder einer vorher durchgeführten MR-Untersuchung angezeigt werden und in diesen MR-Bildern die Volumenabschnitte 1, 2, welche Läsionen entsprechen können, beispielsweise mit einer Computer-Maus markiert werden.
Bei der mittels der Eingabeeinheit 4 vorzunehmenden Eingabe gibt es nun folgende drei grundsätzliche Alternativen:

1. Vorgabe eines Volumens 10'
2. Vorgabe von Volumenabschnitten 1, 2
3. Vorgabe sowohl von einem Volumen 10' als auch von Volumenabschnitten 1, 2

Abhängig von dieser Vorgabe werden dann in der Recheneinheit 7 die Schichtpositionen der Schichten der zu planenden MR-Untersuchung bestimmt. Dabei können über die Eingabeeinheit 4 weiter bestimmte Parameter, wie Schichtdicke, Schichtabstand und Anzahl der Schichten, für die zu planende MR-Untersuchung vorgegeben werden, wobei natürlich berücksichtigt werden muss, dass die erfindungsgemäßen Verfahren umso mehr eingeschränkt werden, umso mehr Parameter vorgegeben werden.
Ausgehend von der entsprechenden Vorgabe berechnet dann die Recheneinheit 7 die Schichtpositionen der Schichten 11, 12 der zu planenden MR-Untersuchung für die oben angegebenen drei Alternativen wie folgt:

1. Die Schichten der geplanten MR-Untersuchung decken das vorgegebene Volumen ab.
2. Jeder der Volumenabschnitte 1, 2 ist zumindest in einer Schicht 11, 12 der geplanten MR-Untersuchung enthalten.
3. Die Schichten der geplanten MR-Untersuchung decken das vorgegebene Volumen 10' ab und jeder der Volumenabschnitte 1, 2 ist zumindest in einer dieser Schichten 11, 12 enthalten.

Claims

Verfahren zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung in einer MR-Anlage (5) mit den folgenden Schritten: – Vorgeben eines Volumens (10), welches durch die MR-Untersuchung abgedeckt wird, – Vorgeben von mindestens einem Volumenabschnitt (1, 2) innerhalb des vorgegebenen Volumens (10), und – automatisches Bestimmen mehrerer Schichten (11, 12) für die MR-Untersuchung derart, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) in zumindest einer der Schichten (11, 12) enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichttabelle für die MR-Untersuchung ausgegeben wird, welche eine Position und eine Ausrichtung für jede Schicht (11, 12) der MR-Untersuchung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Volumenabschnitt (1, 2) von einer Bedienperson der MR-Anlage (5) in MR-Bildern bestimmt wird, welche durch eine vorher durchgeführte MR-Untersuchung erzeugt wurden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (11, 12) der MR-Untersuchung derart bestimmt werden, dass eine Schnittmenge zwischen dem mindestens einen Volumenabschnitt (1, 2) und den Schichten (11, 12) im Wesentlichen maximal ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (11, 12) derart bestimmt werden, dass mehrere diskrete Schichtgruppen erzeugt werden, wobei jede Schichtgruppe aus mehreren Schichten besteht, und dass Schichten jeder der Schichtgruppen als Block oder als Verknüpfung gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die mindestens eine Schicht einer der jeweiligen Schichtgruppen derselbe Schichtabstand und dieselbe Schichtrichtung gelten.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilung des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) im Wesentlichen einer Verteilung der Schichtgruppen entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Parameter Schichtrichtung, Schichtabstand, Schichtdicke, Anzahl der Schichten für die MR-Untersuchung derart angepasst wird, dass eine Ausdehnung in der Schichtrichtung der MR-Untersuchung dem vorgegebenen Volumen (10) im Wesentlichen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Parameter aus einer Parametergruppe umfassend die Schichtrichtung, den Schichtabstand, die Schichtdicke, die Anzahl der Schichten und das vorgegebene Volumen (10') für die MR-Untersuchung von dem entsprechenden Parameter einer vorher durchgeführten Untersuchung übernommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Schichtrichtung vorgegeben wird, dass die Schichtrichtung der MR-Untersuchung im Wesentlichen mit der vorgegebenen Schichtrichtung übereinstimmt, dass die Schichten (11, 12) der MR-Untersuchung automatisch derart bestimmt werden, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) in zumindest einer der Schichten (11, 12) der MR-Untersuchung liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Schichtrichtung vorgegeben wird, dass die Schichtrichtung der MR-Untersuchung im Wesentlichen senkrecht zu der vorgegebenen Schichtrichtung bestimmt wird, dass die Schichten (11, 12) der MR-Untersuchung automatisch derart bestimmt werden, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) in zumindest einer der Schichten (11, 12) der MR-Untersuchung liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Schichtrichtung vorgegeben wird, dass die Schichtrichtung der MR-Untersuchung automatisch derart bestimmt wird, dass die jeweilige Schicht (11, 12) der MR-Untersuchung möglichst viele des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MR-Untersuchung mittels 2D-Messungen oder mittels 3D-Messungen durchgeführt wird.
Vorrichtung für eine MR-Anlage zur automatischen Bestimmung von Schichtpositionen bei einer MR-Untersuchung in der MR-Anlage (5), wobei die Vorrichtung (8) eine Eingabeeinheit (4) und eine Recheneinheit (7) umfasst, wobei die Vorrichtung (8) derart ausgestaltet ist, dass mittels der Eingabeeinheit (4) der Vorrichtung (8) ein Volumen (10), welches durch die MR-Untersuchung abgedeckt wird, und mindestens ein Volumenabschnitt (1, 2) innerhalb des Volumens (10) vorgebbar sind, dass die Vorrichtung (8) mittels der Recheneinheit (7) Schichtpositionen mehrerer Schichten (11, 12) für die MR-Untersuchung derart bestimmt, dass jeder des mindestens einen Volumenabschnitts (1, 2) in zumindest einer der Schichten (11, 12) enthalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2–13 ausgestaltet ist.
Magnetresonanzanlage mit einer Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15.
Software, welche direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit (7) einer Magnetresonanzanlage (5) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–13 auszuführen, wenn das Programm in der Recheneinheit (7) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit (7) einer Magnetresonanzanlage (5) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13 durchführen.