DE102008032479A1 - Verfahren zur Bestimmung von Schwächungswerten eines Objekts - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Bestimmung von Schwächungswerten eines Objekts umfasst folgende Verfahrensschritte: - ortsfeste Lagerung des Objekts, - Durchstrahlen des Objekts mittels einer Strahlenquelle (209), - Messung von Transmissionsdaten des Objekts mittels eines Detektionssystems, - Bestimmung wenigstens einer geometrischen Eigenschaft des Objekts anhand der Transmissionsdaten und - Zuweisen von Schwächungswerten zum Objekt anhand der geometrischen Eigenschaft.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Schwächungswerten eines Objekts und ein Magnetresonanzgerät.
  • Neben der Magnetresonanztomographie (MR) findet auch die Positronenemissionstomographie (PET) zunehmend weitere Verbreitung in der medizinischen Diagnose. Während es sich bei der MR um ein bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Strukturen und Schnittbildern im Inneren des Körpers handelt, ermöglicht die PET eine Visualisierung und Quantifizierung von Stoffwechselaktivitäten in-vivo.
  • Die PET nutzt die besonderen Eigenschaften der Positronenstrahler und der Positronen-Annihilation aus, um quantitativ die Funktion von Organen oder Zellbereichen zu bestimmen. Dem Patienten werden dabei vor der Untersuchung entsprechende Radiopharmaka verabreicht, die mit Radionukliden markiert sind. Die Radionuklide senden beim Zerfall Positronen aus, die nach kurzer Distanz mit einem Elektron in Wechselwirkung treten, wodurch eine so genannte Annihilation eintritt. Dabei entstehen zwei Gamma-Quanten, die in entgegengesetzter Richtung (um 180° versetzt) auseinander fliegen. Die Gamma-Quanten werden von zwei gegenüberliegenden PET-Detektormodulen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfasst (Koinzidenz-Messung), wodurch der Ort der Annihilation auf eine Position auf der Verbindungslinie zwischen diesen beiden Detektormodulen bestimmt wird.
  • Zum Nachweis muss das Detektormodul bei der PET im Allgemeinen einen Großteil der Gantry-Bogenlänge bedecken. Es ist in Detektorelemente von wenigen Millimetern Seitenlänge unterteilt. Jedes Detektorelement generiert bei Detektion eines Gamma-Quants eine Ereignisaufzeichnung, die die Zeit sowie den Nachweisort, d. h. das entsprechende Detektorelement an gibt. Diese Informationen werden an eine schnelle Logik übermittelt und verglichen. Fallen zwei Ereignisse in einem zeitlichen Maximalabstand zusammen, so wird von einem Gamma-Zerfallsprozess auf der Verbindungslinie zwischen den beiden zugehörigen Detektorelementen ausgegangen. Die Rekonstruktion des PET-Bildes erfolgt mit einem Tomografiealgorithmus, d. h. der sog. Rückprojektion.
  • Es ist bekannt, PET mit anderen tomografischen Verfahren, insbesondere der Computertomografie zu kombinieren. In kombinierten PET-CT-Geräten lässt sich beispielsweise die mangelhafte Ortauflösung von PET-Systemen ausgleichen. Gleichzeitig bietet die CT eine Darstellung der Anatomie des Patienten, so dass bei Überlagerung der CT- und PET-Daten genau feststellbar ist, wo im Körper sich die PET-Aktivität befunden hat. Bei kombinierten PET-CT-Geräten werden typischerweise ein PET-Gerät und ein CT-Gerät derart hintereinander angeordnet, dass der Patient innerhalb einer Untersuchung nahtlos vom einen in das andere Gerät transferiert werden kann. Die beiden Messungen können dann unmittelbar hintereinander erfolgen.
  • Vorteilhaft ist eine Kombination eines PET-Geräts mit einem MR-Gerät, da MR im Vergleich zu CT einen höheren Weichteilkontrast aufweist. Es sind bereits kombinierte MR-PET-Systeme bekannt, bei denen die PET-Detektoren innerhalb einer durch den MR-Magneten definierten Öffnung zusammen mit Gradientensystem und Anregungsspule angeordnet sind. Sie sind dabei neben der Anregungsspule positioniert, so dass die Untersuchungsvolumina des MR- und des PET-Systems nicht zusammenfallen, sondern in Z-Richtung versetzt sind. Folglich kann hier analog zum PET-CT-System keine gleichzeitige Messung von PET- und MR-Daten erfolgen.
  • Dabei ist es besonders zu bevorzugen, wenn das PET-Gerät innerhalb des MR-Geräts angeordnet ist und sich die beiden Untersuchungsvolumina überlagern. In diesem Fall lassen sich sowohl morphologische MR-Daten, als auch PET-Daten innerhalb eines Messdurchgangs ermitteln. Neben dem Effekt der Zeiter sparnis lassen sich beide Bilddatensätze auf einfache Weise überlagert darstellen, so dass eine Befundung für den Arzt erleichtert wird.
  • Zur Integration des PET- und des MR-Geräts ist es erforderlich, die PET-Detektoren innerhalb des MR-Geräts anzuordnen, so dass die Abbildungsvolumina isozentrisch liegen. Beispielsweise können die PET-Detektoren auf einer innerhalb des MR-Gerätes befindlichen Tragstruktur (Tragrohr, Gantry) angeordnet sein. Dies können beispielsweise 60 Detektoren in ringförmiger Anordnung auf dem Tragrohr sein. Für jeden der Detektoren, die auch zu Detektorblöcken zusammengefasst sein können, sind ein Kühlungsanschluss und elektrische Zuleitungen erforderlich. Diese sind ebenfalls im MR-Gerät anzuordnen. Zusätzlich ist eine Anzahl von Signalverarbeitungseinheiten erforderlich, die ebenfalls im MR-Gerät angeordnet werden. Diese sind über die elektrischen Zuleitungen mit den Detektoren verbunden und dienen zur Signalverarbeitung.
  • Im Fall einer Kombination von MR und PET in einem kombinierten System tritt jedoch eine Schwächung der Gamma-Quanten durch alles auf, was zwischen dem Entstehungsort der jeweiligen Gamma-Quanten und dem PET-Detektor liegt. Bei der Rekonstruktion von PET-Bildern muss diese Schwächung zur Verhinderung von Bildartefakten berücksichtigt werden. Zwischen dem Ort der Entstehung des Gamma-Quants im Körper des Patienten und dem nachweisenden PET-Detektor liegt zum einen Patientengewebe, im Allgemeinen Luft und ein Teil des MR-PET-Systems selbst, beispielsweise eine Verkleidung der Patientenöffnung oder eine Patientenliege. Die Schwächungswerte der zu berücksichtigenden Komponenten oder Zubehörteile werden in Schwächungskarten (μ-Map) zusammengefasst. Eine Schwächungskarte enthält dabei Schwächungswerte für jedes Volumenelement (Voxel) des untersuchten Volumens. So kann beispielsweise eine Schwächungskarte für den Patiententisch erzeugt werden. Gleiches gilt beispielsweise für Lokalspulen, die für MR-Untersuchungen am Patienten angebracht werden. Zur Erzeugung der Schwächungskarte ist es notwendig, die Schwächungswerte zu ermitteln und zusammenzufassen. Die Ermittlung kann beispielsweise durch eine CT-Aufnahme oder eine PET-Transmissionsmessung der jeweiligen Komponente erfolgen. Derartige Schwächungskarten können einmalig vermessen werden, da sich die Schwächungswerte über die Lebensdauer der jeweiligen Komponente nicht ändern. Für die Schwächungskorrektur sind vornehmlich große Unterschiede in der Schwächung zwischen den verschiedenen Geweben, vor allem Luft, Weichteile und Knochen von Bedeutung.
  • Bei PET-CT-Systemen ist es bekannt, aus CT-Aufnahmen eine Schwächungskarte unter Verwendung der Röntgenabsorptionskoeffizienten zu berechnen und für die Schwächungskorrektur von PET-Daten zu verwenden. Dies kann auch bei der Messung von Schwächungswerten der Komponenten genutzt werden. Bei PET-Systemen ist eine direkte Ermittlung der Schwächungskarte aus den eigentlichen Messdaten nicht möglich. Sie muss in Testmessungen mit homogenen PET-Phantomen gemessen werden, damit die Intensität der entstehenden Gamma-Quanten bekannt ist.
  • Es sind Verfahren bekannt, mittels denen aus anatomischen MR-Bildern Schwächungswerte des Körpers des Patienten ermittelt werden können und zur Schwächungskarte hinzugefügbar sind. Dabei werden spezielle MR-Sequenzen verwendet, durch die beispielsweise Knochen identifizierbar sind. Anhand der MR-Bilder ist es dann möglich, durch Kenntnis der Lage der Knochen im Strahlengang der Gamma-Quanten entsprechende Schwächungswerte zur Schwächungskarte hinzuzufügen.
  • Allerdings ist das Abbildungsvolumen des MR-Geräts im Allgemeinen nicht groß genug, um den gesamten Patienten abzubilden und somit Schwächungswerte für den gesamten Patienten bereitzustellen. Es ist zwar prinzipiell möglich, beispielsweise in mehreren Messungen den Rumpf und die Arme mittels MR abzubilden und damit die Schwächungswerte zu bestimmen, dies erfordert jedoch einen erhöhten Zeitaufwand. Außerdem ist es möglich, das Abbildungsvolumen des MR-Geräts durch konstruktive Maßnahmen soweit zu vergrößern, dass die gesamte Anatomie ei nes Patienten erfasst werden kann. Derartige Geräte sind jedoch sehr kostspielig. Es ist wünschenswert, auch Schwächungswerte bei MR-Geräten mit kleineren Abbildungsvolumina ermitteln zu können.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Schwächungswerten anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Magnetresonanzgerät gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bestimmung von Schwächungswerten eines Objekts folgende Verfahrensschritte:
    • – Ortsfeste Lagerung des Objekts,
    • – Durchstrahlen des Objekts mittels einer Strahlenquelle,
    • – Messung von Transmissionsdaten des Objekts mittels eines Detektionssystems,
    • – Bestimmung wenigstens einer geometrischen Eigenschaft des Objekts anhand der Transmissionsdaten und
    • – Zuweisen von Schwächungswerten zum Objekt anhand der geometrischen Eigenschaft.
  • Damit ist es möglich, sowohl Schwächungswerte von Objekten, die im Abbildungsvolumen, beispielsweise eines MR-PET-Systems, liegen zu ermitteln, als auch Schwächungswerte von Objekten, die außerhalb des Abbildungsvolumen liegen. Durch die Transmissionsmessung lässt sich beispielsweise im Vorfeld einer Untersuchung ohne langwierige Kalibrierung eine Schwächungskarte erstellen. Bevorzugt werden Schwächungswerte des Objekts für eine nachfolgende PET-Untersuchung ermittelt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die geometrische Lage und Abmessungen des Objekts zu ermitteln und wenigstens näherungsweise Schwächungswerte den entsprechenden Punkten im Raum zuzuweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Detektionssystem eine Vielzahl von Detektoren. Die geometrische Eigenschaft des Objekts ist ein Durchmesser und die Bestimmung des Durchmessers umfasst folgende Verfahrensschritte:
    • – Vergleich der Signalintensitäten der Detektoren,
    • – Identifikation der Detektoren, die durch das Objekt geschwächte Strahlung detektiert haben anhand der Signalintensität und
    • – Bestimmung des Durchmessers anhand der geometrischen Lage der identifizierten Detektoren und des Strahlengangs von der Strahlenquelle zum jeweiligen Detektor.
  • Da die Lage der Strahlungsquelle und der Detektoren relativ zueinander bei starrer Anordnung des Systems bekannt ist, lässt sich der Strahlengang von der Strahlenquelle zum jeweiligen Detektor auf einfache Weise ermitteln. Daher ist es möglich, aus dem Vergleich der gemessenen Signalintensitäten der Detektoren festzustellen, zwischen welchen Detektoren und der Strahlungsquelle das Objekt liegt. Liegt das Objekt beispielsweise auf einer Patientenliege, so lässt sich dessen Position noch genauer ermitteln. Bei PET-Systemen sind im Allgemeinen mehrere PET-Detektoren ringförmig um eine Patientenöffnung angeordnet. Die PET-Detektoren sind dabei vergleichsweise klein, so dass üblicherweise durch Objekte im Strahlengang mehrere der PET-Detektoren geschwächte Strahlung der Strahlungsquelle detektieren. Es lässt sich auf einfache Weise feststellen, welche der Detektoren geschwächte Strahlung detektiert und zu welchen der Detektoren die Strahlung ungeschwächt gelangt. Aus der Anzahl der nebeneinander liegenden Detektoren, die geschwächte Strahlung detektieren lässt sich sowohl die Lage des im Strahlengang befindlichen Objekts ermitteln, als auch dessen Größe.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Zuweisen von Schwächungswerten zum Objekt folgende Verfahrensschritte:
    • – Ermitteln wenigstens eines, im Objekt enthaltenen Materials,
    • – Ermitteln von Schwächungswerten des wenigstens einen Materials und
    • – Zuweisen der ermittelten Schwächungswerte zum Objekt.
  • Da die im Strahlengang während einer Untersuchung befindlichen Objekte im Allgemeinen bekannt sind, lässt sich das im Objekt enthaltene Material vergleichsweise leicht im Voraus ermitteln. Ebenfalls lassen sich Schwächungswerte der infrage kommenden Materialien bereits vorab ermitteln und beispielsweise in einer Datenbank hinterlegen. Somit lassen sich nach Ermittlungen der geometrischen Eigenschaften die Schwächungswerte bei Kenntnis des entsprechenden Objekts auf einfache Weise zuordnen.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die zugewiesenen Schwächungswerte des Objekts einer Schwächungskarte hinzugefügt werden, die bereits Schwächungswerte weiterer Objekte enthält. Somit lässt sich bei mehreren Transmissionsmessungen von verschiedenen Objekten eine Schwächungskarte für eine nachfolgende Untersuchung aufbauen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist das Objekt ein Arm eines Patienten. Insbesondere bei Untersuchungen mit kombinierten MR-PET-Systemen liegen die Arme des Patienten häufig außerhalb des Abbildungsvolumens, so dass eine Bestimmung der Schwächungswerte der Arme anhand einer MR-Messung nur unter erhöhtem Aufwand möglich ist. Es ist daher besonders bevorzugt, wenn die Arme des Patienten mittels der Strahlenquelle durchstrahlt werden und so ihre Lage und ihr Durchmesser und damit ihre Schwächungswerte unmittelbar vor einer folgenden MR-PET-Messung bestimmbar sind.
  • Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird durch ein Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit gelöst, wobei die PET-Einheit eine Vielzahl von Detektoren umfasst, die um eine Patientenöffnung angeordnet sind. Es ist eine Strahlenquelle vorgese hen, durch die Objekte innerhalb der Patientenöffnung durchstrahlbar sind, wobei die Strahlung mittels der Detektoren detektierbar ist. Durch das anbringen einer Strahlenquelle innerhalb des MR-Geräts lassen sich die Detektoren der PET-Einheit zu Transmissionsmessungen von in der Patientenöffnung befindlichen Objekten nutzen und so Schwächungswerte der Objekte bestimmen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Strahlenquelle derart ausgebildet, dass sie Gamma-Quanten emittiert. Diese lassen sich unmittelbar mit den Detektoren der PET-Einheit nachweisen. Das Vorsehen einer radioaktiven Strahlenquelle ist daher besonders bevorzugt.
  • Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung derart, dass die Strahlenquelle innerhalb der Patientenöffnung oberhalb eines Patiententisches angeordnet ist. Da sich die schwächenden Objekte im Allgemeinen auf dem Patiententisch befinden, lässt sich die Transmissionsmessung bei einer oberhalb des Patiententisches angeordneten Strahlenquelle besonders einfach durchführen. Besonders bevorzugt ist dabei die Strahlenquelle innerhalb einer HF-Anregungsspule angeordnet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Strahlenquelle beweglich gelagert. Es ist ein Abschirmbehälter vorgesehen, in den die Strahlenquelle bei Nichtbenutzung verschiebbar ist. Somit kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass durch die Strahlenquelle die eigentliche PET-Messung nicht verfälscht wird.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines MR-PET-Geräts,
  • 2 eine schematisches Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
  • 3 eine schematische Darstellung einer beweglichen Strahlenquelle.
  • Die Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen sich bevorzugt bei einem kombinierten MR-PET-Gerät verwenden. Ein kombiniertes Gerät hat den Vorteil, dass sowohl MR- als auch PET-Daten isozentrisch gewonnen werden können. Dies ermöglicht, das Untersuchungsvolumen innerhalb der interessierenden Region mit den Daten der ersten Modalität (PET) genau zu definieren und diese Informationen in der weiteren Modalität (z. B. Magnetresonanz) zu nutzen. Eine Übertragung der Volumeninformation der interessierenden Region von einem externen PET- auf ein MR-Gerät ist zwar möglich, jedoch ist ein erhöhter Aufwand für die Registrierung der Daten gegeben. Im Allgemeinen lassen sich an der auf dem PET-Datensatz ausgewählten interessierenden Region sämtliche mit Magnetresonanz oder sonstigen bildgebenden Verfahren bestimmbaren Daten ermitteln. Beispielsweise können statt der Spektroskopiedaten auch fMRI-Daten, Diffusions-Karten, T1 oder T2 gewichtete Bilder oder quantitative Parameter-Karten mittels Magnetresonanzuntersuchungen in der interessierenden Region gewonnen werden. Ebenfalls können Methoden der Computertomographie (z. B. Perfusionsmessung, Mehrfachenergiebildgebung) oder Röntgen eingesetzt werden. Vorteilhaft an dem beschriebenen Verfahren ist jeweils, dass sich die interessierende Region mittels des PET-Datensatzes sehr gezielt auf eine spezifisch vorliegende Pathologie des Patienten einengen lässt.
  • Ergänzend ist jedoch auch möglich, durch Verwendung mehrerer so genannter Tracer verschiedene biologische Eigenschaften im PET-Datensatz darzustellen und so die interessierende Region und das dadurch festgelegte Volumen noch weiter zu optimieren oder mehrere verschiedene Untersuchungsvolumina auf einmal auszuwählen, die dann in nachfolgenden Untersuchungen analysiert werden.
  • Die 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung 1 zur überlagerten MR- und PET-Bilddarstellung. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer bekannten MR-Röhre 2. Die MR-Röhre 2 definiert eine Längsrichtung z, die sich orthogonal zur Zeichnungsebene der 1 erstreckt.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, sind koaxial innerhalb der MR-Röhre 2 mehrere, um die Längsrichtung z paarweise gegenüberliegend angeordnete 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 (AMP) 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.
  • Die Bildverarbeitung zur überlagerten MR- und PET-Bilddarstellung erfolgt durch einen Rechner 7.
  • Entlang ihrer Längsrichtung z definiert die MR-Röhre 2 ein zylindrisches, erstes Gesichtsfeld. Die Vielzahl der PET-Detektionseinheiten 3 definiert entlang der Längsrichtung z ein zylindrisches, zweites Gesichtsfeld. Erfindungsgemäß stimmt das zweite Gesichtsfeld der PET-Detektionseinheiten 3 im wesentlichem mit dem ersten Gesichtsfeld der MR-Röhre 2 überein. Realisiert wird dies durch eine entsprechende Anpassung der Anordnungsdichte der PET-Detektionseinheiten 3 entlang der Längsrichtung z.
  • In der 2 ist erneut eine Patientenöffnung 101 eines MR-PET Geräts in einer Schnittansicht dargestellt. Die Patientenöffnung 101 wird durch einen Patiententunnel 103 definiert. Innerhalb der Patientenöffnung 101 ist eine Patientenliege 105 angeordnet. Auf der Patientenliege 105 befindet sich ein Patient 107, von dem im Querschnitt der Rumpf 109 und die Arme 111a und 111b dargestellt sind. Die Arme 111a und 111b des Patienten 107 sind mittels Lagerungshilfen 113a und 113b auf der Patientenliege 105 ortsfest gelagert. Außerhalb des Patiententunnels 103 sind eine HF-Anregungsspule 115 und ein PET-Detektionssytem 117 angeordnet. Das PET-Detektionssytem 117 umfasst mehrere PET-Detektoren 119. Innerhalb der HF-Anregungsspule 115 ist eine Strahlungsquelle 121 angeordnet. Diese sendet in einer Ausführungsform der Erfindung Gamma-Quanten aus. Alternativ ist es möglich, eine Röntgen-Quelle zu verwenden. Die von der Strahlungsquelle 121 ausgesandten Gamma-Quanten treffen auf die PET-Detektoren 119 des PET-Detektionssytem 117 und werden dort nachgewiesen. Im Falle von derart angeordneten PET-Detektoren 119, dass die Gamma-Quanten von der Strahlungsquelle 121 nicht durch ein im Strahlengang befindliches Objekt geschwächt werden ergibt sich bei den entsprechenden PET-Detektoren 119 eine erste Signalintensität. Bei PET-Detektoren 119, die durch Objekte im Strahlengang abgeschwächte Gamma-Quanten detektieren, ist die entsprechende Signalintensitäten im Vergleich zur ersten Signalintensität geringer. Dies ist exemplarisch in der 2 durch zwei Paare von Strahlengängen 123a und 123b dargestellt. Die Gamma-Quanten der dargestellten Strahlengänge 123a und 123b werden durch die Arme 111a und 111b des Patienten 107, die Lagerungshilfen 113a und 113b und die Patientenliege 105 geschwächt, bevor sie auf die entsprechenden PET-Detektoren 119 treffen.
  • Durch Vergleich der Signalintensitäten der PET-Detektoren 119 ist es möglich, diejenigen der PET-Detektoren 119 zu bestimmen, die durch die Arme 111a und 111b des Patienten 107 geschwächte Gamma-Quanten detektiert haben zu bestimmen. Durch Kenntnis dieser PET-Detektoren 119 und der Kenntnis ihrer geometrischen Lage ist es möglich, den Durchmesser und die Lage der Arme 111a und 111b zu ermitteln. Durch die ermittelten Daten werden den entsprechenden Raumpunkten Schwächungswerte für Gamma-Quanten zugewiesenen. Dabei kann in einer Näherung beispielsweise der Schwächungswert von Wasser verwendet werden. Das in den Armen befindliche Weichteilgewebe hat im Wesentlichen die gleichen Schwächungseigenschaften wie Wasser.
  • Alternativ ist es möglich gemittelte Schwächungswerte zu verwenden, die den Anteil von Knochengewebe in den Armen berücksichtigen. Somit lassen sich die Schwächungswerte von beliebigen Objekten innerhalb der Patientenöffnung 101 zu einer Schwächungskarte zusammenfügen, die dann im Rahmen einer folgenden PET-Untersuchung zur Schwächungskorrektur der gemessenen PET-Daten verwendet werden kann.
  • Ebenfalls ist es möglich, mittels eines MR-Bildes des Rumpfes 109 des Patienten 107 die innere Begrenzung der Arme 111a und 111b zu bestimmen und aus der Transmissionsmessung lediglich die äußere Begrenzung der Arme 111a und 111b des Patienten 107. Auch dann ist mit den Durchmesser und die Lage der Arme 111a und 111b bekannt, so dass Schwächungswerte entsprechend zuweisbar sind. Durch die verwendeten Lagerungshilfen 113a und 113b lassen sich die Arme 111a und 111b derart fixieren, dass eine ausreichend präzise Schwächungskarte bestimmbar ist.
  • Bei der Zuweisung der Schwächungswerte zu den Armen 111a und 111b des Patienten 107 wird der Arm näherungsweise als zylindrisches Objekt mit vorher bestimmten Schwächungswerten des entsprechenden Materials, also beispielsweise Wasser in der durch die Lagerungshilfen 113a und 113b definierten Position angenommen. Der Durchmesser des entsprechenden Zylinders kann dabei direkt aus Transmissionsmessungen oder der Kombination von Transmissionsmessungen mit dem MR-Bild gewonnen werden. In letzterem Fall kann die Anforderung an die Qualität der Projektionsmessung reduziert werden, was in einer geringeren Strahlenbelastung des Patienten und einer kürzeren Messzeit resultiert.
  • Es ist ebenfalls möglich, die geometrische Auflösung der Projektionsmessung dadurch zu verbessern, dass eine zweite Messung mit einer geringfügig verschobenen Strahlenquelle durchgeführt wird.
  • In der 3 ist in einem Längschnitt der obere Teil eines MR-PET-Geräts nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es ist lediglich der oberhalb einer Patientenöffnung 201 befindliche Teil einer HF-Anregungsspule 203 und eines PET-Detektionssytem 205 gezeigt. Dabei ist ein PET-Detektor 207 des PET-Detektionssytem 205 dargestellt. Innerhalb der HF-Anregungsspule 203 ist eine Strahlenquelle 209 angeordnet. Die Strahlungsquelle 209 ist in longitudinaler Richtung beweglich an einer Laufschiene 211 gelagert. Die Bewegungsrichtung der Strahlenquelle 209 ist durch den Doppelpfeil 213 symbolisiert. In longitudinaler Richtung versetzt sind Bleiabschirmungen 213 angeordnet. In der dargestellten Position ist die Strahlenquelle 209 derart angeordnet, dass die von ihr emittierten Gamma-Quanten durch die PET-Detektoren 207 nachweisbar sind, die ringförmig um die Patientenöffnung 201 angeordnet sind. Da dies jedoch bei einer PET-Untersuchung eines Patienten zu Messfehlern führen würde, wird die Strahlenquelle 209 nach der Ermittlung von Schwächungswerten entlang der Laufschiene 211 zwischen die Bleiabstimmungen 213 bewegt. Dadurch werden die von ihr emittierten Gamma-Quanten abgeschirmt und gelangen nicht mehr zu den PET-Detektoren 207. Eine Verfälschung von PET-Untersuchungen ist daher ausgeschlossen.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Bestimmung von Schwächungswerten eines Objekts, umfassend folgende Verfahrensschritte: – Ortsfeste Lagerung des Objekts, – Durchstrahlen des Objekts mittels einer Strahlenquelle (209), – Messung von Transmissionsdaten des Objekts mittels eines Detektionssystems, – Bestimmung wenigstens einer geometrischen Eigenschaft des Objekts anhand der Transmissionsdaten und – Zuweisen von Schwächungswerten zum Objekt anhand der geometrischen Eigenschaft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Detektionssystem eine Vielzahl von Detektoren umfasst und die geometrische Eigenschaft ein Durchmesser des Objekts ist, wobei die Bestimmung des Durchmessers folgende Verfahrensschritte umfasst: – Vergleich der Signalintensitäten der Detektoren, – Identifikation der Detektoren, die durch das Objekt geschwächte Strahlung detektiert haben anhand der Signalintensität und – Bestimmung des Durchmessers anhand der geometrischen Lage der identifizierten Detektoren und des Strahlengangs von der Strahlenquelle (209) zum jeweiligen Detektor.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zuweisen von Schwächungswerten zum Objekt folgende Verfahrensschritte umfasst: – Ermitteln wenigstens eines, im Objekt enthaltenen Materials, – Ermitteln von Schwächungswerten des wenigstens einen Materials und – Zuweisen der ermittelten Schwächungswerte zum Objekt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die zugewiesenen Schwächungswerte des Objekts einer Schwächungskarte hinzugefügt werden, die bereits Schwächungswerte weiterer Objekte enthält.
  5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Objekt ein Arm eines Patienten ist.
  6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die ortsfeste Lagerung des Objekts innerhalb einer Patientenöffnung (101) eines MR-PET-Systems erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem zur ortsfesten Lagerung eine Lagerungshilfe (113a, 113b) verwendet wird.
  8. Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit, wobei die PET-Einheit eine Vielzahl von Detektoren umfasst, die um eine Patientenöffnung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlenquelle (209) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass durch sie Objekte innerhalb der Patientenöffnung (101) durchstrahlbar sind und die Strahlung mittels der Detektoren detektierbar ist.
  9. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 8, bei dem die Strahlenquelle (209) derart ausgebildet ist, dass sie Gamma-Quanten emittiert.
  10. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 8 oder 9, bei dem Strahlenquelle (209) innerhalb der Patientenöffnung (101) oberhalb eines Patiententisches angeordnet ist.
  11. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die Strahlenquelle (209) innerhalb einer HF-Anregungsspule (115) angeordnet ist.
  12. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die Strahlenquelle (209) beweglich gelagert und ein Abschirmbehälter vorgesehen ist, in den die Strahlenquelle (209) bei Nichtbenutzung verschiebbar ist.
  13. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 12, bei dem der Abschirmbehälter außerhalb der HF-Anregungsspule (115) angeordnet ist.
  14. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem bei dem die Strahlenquelle (209) in eine radioaktive Punktquelle ist.
  15. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die Strahlenquelle (209) eine radioaktive Strichquelle ist.
  16. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem die Strahlenquelle (209) eine Röntgenquelle ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012214012A1 (de) * 2012-08-07 2014-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung zumindest eines strahlungsschwächenden Implantats für eine medizinische MR-PET-Bildgebung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8867814B2 (en) * 2012-10-04 2014-10-21 General Electric Company Methods and systems for generating a positron emission tomography attenuation correction map

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005015070A1 (de) * 2005-04-01 2006-10-19 Siemens Ag Kombiniertes Positronen-Emissions-Tomographie-und Magnetresonanz-Tomographie-Gerät
EP1788410A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-23 Hitachi, Ltd. Radiologische Bildgebungsvorrichtung und Bildgebungsverfahren mittels Transmission

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4137031C1 (en) * 1991-11-11 1993-04-08 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De Computer tomograph equipment providing three=dimensional scanning - relatively rotates measuring unit, consisting of X=ray radiator and radiation detector, and patient couch
US6081577A (en) * 1998-07-24 2000-06-27 Wake Forest University Method and system for creating task-dependent three-dimensional images
US6310968B1 (en) * 1998-11-24 2001-10-30 Picker International, Inc. Source-assisted attenuation correction for emission computed tomography
EP1424939A4 (de) * 2001-03-30 2005-05-18 Univ Duke Anwendungsspezifische emissions- und transmissionstomographie
US7428322B2 (en) * 2004-04-20 2008-09-23 Bio-Rad Laboratories, Inc. Imaging method and apparatus
US7889902B2 (en) * 2007-06-25 2011-02-15 Accuray Incorporated High quality volume rendering with graphics processing unit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005015070A1 (de) * 2005-04-01 2006-10-19 Siemens Ag Kombiniertes Positronen-Emissions-Tomographie-und Magnetresonanz-Tomographie-Gerät
EP1788410A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-23 Hitachi, Ltd. Radiologische Bildgebungsvorrichtung und Bildgebungsverfahren mittels Transmission

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KADHEM H. [u.a.]: Ultra Low Dose CT Attenuation Correction Maps for Emission Computed Tomography. In: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Board, 29.Oct.-1.Nov. 2006. Vol.4, 2123-2127 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012214012A1 (de) * 2012-08-07 2014-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung zumindest eines strahlungsschwächenden Implantats für eine medizinische MR-PET-Bildgebung

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