-
Die
Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Übertragen
von Nutzsignalen zwischen einem Sensor und einer Auswerteeinheit
in Anwesenheit wenigstens einer Störquelle nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1 bzw. Anspruch 15.
-
Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf die Übertragung von Detektorsignalen
an eine Signalverarbeitungseinrichtung in Anwesenheit wenigstens
einer Störquelle. Eine solche Situation ist die Übertragung
von PET-Detektorsignalen an eine Auswerteelektronik, wenn das Positronen-Emissions-Tomographie-(PET-)System
in einem Magnetresonanz-(MR-)Tomographen integriert ist. Bei der Übertragung
der PET-Detektorsignale an die Auswerteelektronik beeinflussen die
magnetischen und elektrischen Felder des MR-Gradientensystems die
analoge Signalverarbeitungselektronik des PET-Systems und können
insbesondere an empfindlichen Stellen (z. B. Photodetektoren und
Vorverstärker) störende Signale induzieren zu
den für den Betrieb des MR gewollten niederfrequenten Gradientenfeldern
(Frequenzbereich 0...10 kHz) kommen oftmals noch vom Gradientenverstärker
ausgehende Störfrequenzen im Bereich einiger 100 kHz, die
in den üblicherweise geschaltet betriebenen Leistungsendstufen
entstehen und durch Filter in den Gradientenzuleitungen oft nur
schwierig ausreichend zu unterdrücken sind. Die besondere
Problematik ist dabei die spektrale Überlappung mit den
Teilen des PET-Signalspektrums (unter 5 MHz), die für eine
hohe Genauigkeit bei der Messung der Energie der PET-Ereignisse
notwendig sind. Diese Energieauflösung ist wichtig zum
einen für die Qualifizierung von Pulspaaren gegenüber
gestreuten Quanten, und zum zweiten für das Anger-Verfahren
zur lateralen Lokalisation der Ionisierung innerhalb eines Szintillatorblocks.
-
Daher
ist die Übertragung von möglichst ungestörten
Sensorsignalen sehr wichtig.
-
Aus
DE 10 2006 027 417
A1 ist eine Sensorvorrichtung bekannt, die insbesondere
für einen PET-Detektor gedacht ist, der im zeitveränderlichen Magnetfeld
eines Magnetresonanztomographen betrieben wird. Er umfasst eine
Sensorschaltung zum Erzeugen eines Sensorsignals und eine Induktionsschaltung,
in der ein Kompensationssignal induziert wird. Diese Signale werden
derart miteinander kombiniert, dass Störsignale im Sensorsignal
kompensiert werden, welche durch das zeitveränderliche
Magnetfeld in der Sensorschaltung induziert werden.
-
Konstruktive
Maßnahmen wie Minimierung der von den Signalleitungen aufgespannten
Induktionsflächen oder elektrostatische Schirmung können die
Störeinkoppelung zwar verringern. Allerdings ist eine vollständige
Beseitigung der Einkoppelung wegen der schwierigen Randbedingungen
(z. B. Erwärmung, Vibration und sekundäre Gradientenfelder durch
Wirbelströme auf Schirmflächen) oftmals nicht möglich.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, Störungen der Sensorsignale
durch externe Störquellen soweit wie möglich zu
unterdrücken.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1
und das Übertragungssystem nach Anspruch 15. Bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen
Unteransprüche.
-
Erfindungsgemäß werden
diejenigen Signale von einer Störquelle erfasst, die ursächlich
mit den Störsignalen zusammenhängen. Das bedeutet
bei einem integrierten MR-PET-System, dass die das System anregenden
Gradientensignale erfasst werden und daraus die Störung
des Nutzsignals rekonstruiert wird. Die rekonstruierte Störung
wird dann von dem Mischsignal mit Anteilen an Störsignalen
und Anteilen an PET-(Nutz-)Signalen subtrahiert.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen
von Nutzsignalen zwischen einem Sensor und einer Auswerteeinheit
weist die Schritte auf: Erfassen eines Nutzsignals durch einen Signalaufnehmer
mit dem Sensor zum Erfassen des Nutzsignals und einer Signalverarbeitungseinrichtung
zum Aufbereiten des Nutzsignals, wobei an einem Ausgang des Signalaufnehmers
ein Mischsignal mit einer Nutzsignalkomponente und einer Störsignalkomponente
von wenigstens einer Störquelle anliegt, Erfassen von wenigstens
einem Störquellensignal von der wenigstens einen Störquelle,
Rekonstruieren der Störsignalkomponente in Abhängigkeit
von dem wenigstens einen Störquellensignal in einem linearen Filter
und Subtrahieren der rekonstruierten Störsignalkomponente
von dem Mischsignal, um die Nutzsignalkomponente zurückzugewinnen.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens weisen als weiteres Merkmal oder kombiniert als weitere
Merkmale auf, dass:
- – das Rekonstruieren
der Störsignalkomponente durch Faltung mit einer Impulsantwort,
deren Fouriertransformierte eine Filterübertragungsfunktion ist,
erfolgt;
- – die Filterübertragungsfunktion durch Kalibrieren des
Systems ermittelt wird;
- – zum Kalibrieren nacheinander M verschiedene Anregungsmuster
mit der wenigstens einen Störquelle generiert werden und
für jeden der N Sensoren parallel aufgezeichnet werden;
- – zum Kalibrieren mehrere Anregungsmuster gemittelt
werden;
- – unkorrelierte Signale, insbesondere zu Gradientensignalen
unkorrelierte Signale aus einer Hintergrundaktivität des
Sensors, beim Kalibrieren ausgeblendet werden;
- – die Ermittlung der Filterübertragungsfunktion adaptiv
erfolgt oder diese adaptiv verbessert wird;
- – das adaptive Ermitteln in einem vorgegebenen Zeitfenster
erfolgt;
- – das Mischsignal und das Störquellensignal
digitalisiert werden und das Filtern durch eine digitale Signalverarbeitung
erfolgt;
- – hochfrequente Signalanteile der Nutzsignalkomponente
zum Diskriminieren der Störsignalkomponente genutzt werden;
- – das Erfassen von einem Mischsignal und das Erfassen
von dem wenigstens einen Störquellensignal einerseits und
das Rekonstruieren der Störsignalkomponente und das Filtern
des Mischsignals andererseits zeitverschoben durchgeführt wird;
- – die Abtastrate für das Störquellensignal
niedriger als die Abtastrate des Mischsignals gewählt wird,
wenn die Störsignalkomponente nur den unteren Frequenzbereich
belegt;
- – das Filtern mit FFT-Algorithmen erfolgt;
- – die Nutzsignalkomponente ein PET-Detektorsignal umfasst
und die wenigstens eine Störquelle ein Gradientenspulensystem
in einem MRI-Magneten ist, wobei das Störquellensignal
ein Ansteuerungssignal für ein Gradientenspulensystem umfasst.
-
Das
erfindungsgemäße Übertragungssystem zum Übertragen
von Nutzsignalen zwischen einem Sensor und einer Auswerteeinheit
umfasst: wenigstens einen Signalaufnehmer mit dem Sensor zum Erfassen
eines Nutzsignals und einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Aufbereiten
des Nutzsignals, an dessen Ausgang ein Mischsignal mit einer Nutzsignalkomponente
und einer Störsignalkomponente von wenigstens einer Störquelle
anliegt, einen Störquellensignaleingang zum Erfassen von
wenigstens einem Störquellensignal von der wenigstens einen
Störquelle, ein Filter zum Rekonstruieren der Störsignalkomponente
in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Störquellensignal
und einen Subtrahierer zum Subtrahieren der rekonstruierten Störsignalkomponente
von dem Mischsignal, um die Nutzsignalkomponente zurückzugewinnen.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Übertragungssystems
weisen als weiteres Merkmal oder kombiniert als weitere Merkmale
auf, dass:
- – das Filter beim Rekonstruieren
der Störsignalkomponente von dem Mischsignal eine Impulsantwort
oder eine Filterübertragungsfunktion benutzt;
- – ein Speicher zum Abspeichern der Impulsantwort oder
Filterübertragungsfunktion, vorgesehen ist, die bei einem
Kalibrieren des Systems ermittelt wird;
- – in dem Speicher nacheinander M verschiedene Anregungsmuster,
die mit M Störquellen generiert werden und für
jeden der N Sensoren parallel aufgezeichnet werden, speicherbar
sind;
- – eine Mittelwerteinrichtung vorgesehen ist zum Bilden
von Mittelwerten aus mehreren gleichartigen Anregungsmustern;
- – ein Diskriminator vorgesehen ist zum Diskriminieren
von unkorrelierten Signalen aus der Störsignalkomponente;
- – ein Regelkreis zum adaptiven Ermitteln oder Verbessern
der Impulsantwort oder Übertragungsfunktion vorgesehen
ist;
- – ein Zeitdiskriminator vorgesehen ist zum adaptiven
Rekonstruieren in einem vorgegebenen Zeitfenster;
- – AD-Wandler vorgesehen sind zum Digitalisieren des
Mischsignals und des Störquellensignals und eine digitale
Signalverarbeitung zum Filtern;
- – ein Frequenzdiskriminiator zum Diskriminieren hochfrequenter
Signalanteile der Nutzsignalkomponente von der Störsignalkomponente
vorgesehen ist;
- – ein Zwischenspeicher vorgesehen ist zum Abspeichern
und Ausgeben von dem Mischsignal und von dem wenigstens einen Störquellensignal, so
dass das Erfassen von dem Mischsignal und dem Störquellensignal
einerseits und das Rekonstruieren der Störsignalkomponente
und das Filtern des Mischsignals andererseits zeitverschoben durchführbar
ist;
- – der AD-Wandler für das Störquellensignal
mit einer niedrigeren Abtastrate als der AD-Wandler für das
Mischsig nal arbeitet, wenn die Störsignalkomponente nur
den unteren Frequenzbereich belegt;
- – in dem Filter ein FFT-Algorithmus implementiert ist;
- – der Sensor einen PET-Detektor umfasst und die wenigstens
eine Störquelle ein Gradientenspulensystem in einem MRI-Magneten
ist, wobei das Störquellensignal ein Ansteuerungssignal
für ein Gradientenspulensystem umfasst.
-
Die
Erfindung hat den Vorteil, dass mit verhältnismäßig
geringem Aufwand an Material eine wirksame Kompensation von Störeinflüssen
in einem integrierten PET-MRI-Gerät erzielt werden kann
und u. U. auch ältere Geräte noch nachgerüstet
werden können.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, bei der
Bezug genommen wird auf die beigefügte Zeichnung mit einer Figur.
-
1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übertragungssystems.
-
Anhand
von 1 wird im folgenden das Prinzip des erfindungsgemäßen Übertragungssystems
erläutert. Mit dem Übertragungssystem wird von
einem Signalaufnehmer 1 ein Messsignal an eine Auswerteelektronik
weitergeleitet. Der Signalaufnehmer 1 umfasst dazu einen
Sensor 2, der insbesondere ein Detektor für eine
radioaktive Strahlung sein kann. Als Sensor kann aber je nach Anwendung
der Erfindung grundsätzlich auch eine Antenne eingesetzt
werden. Da die Ausgangssignale von Detektoren in der Regel sehr
schwach sind, müssen die Signale direkt am Detektorausgang
vorverstärkt werden und/oder digitalisiert werden. Dazu
weist der Signalaufnehmer 1 eine Aufbereitungseinrichtung 3 für
die Detektorsignale wie z. B. einen AD-Wandler auf. Obgleich die
Leitungen zwischen dem Sensor 2 und dem AD-Wandler 3 so
kurz wie möglich gehalten werden, ist es unvermeidlich,
dass elektromagnetische Störsignale in die Signalaufnehmerelektronik
einstreuen. Diese Stör signale stammen von einer Störquelle 4 in
der Umgebung des Signalaufnehmers 1 und lassen sich in
der Regel nicht völlig abschirmen. Von der Störquelle 4,
die insbesondere ein geschaltetes Magnetspulensystem sein kann,
wird ein elektromagnetisches Störsignal 5 bis
zum Signalaufnehmer 1 übertragen und koppelt dort
in die Aufbereitungselektronik ein. Symbolisch ist dies dargestellt mit
einem Einkopplungspunkt 6 innerhalb des Signalaufnehmers 1.
Die elektromagnetischen Störsignale 5 stammen
bei Gradientenspulen 8 insbesondere von den Verstärkern 7,
mit denen sie angesteuert werden. Die oftmals mit Pulsweitenmodulation
betriebenen Verstärkerendstufen verwenden Pulse mit steilen
Flanken und damit mit starken Oberwellen. Während die Spektren
zur Ansteuerung der Gradientenspulen 8 im Frequenzbereich
von bis zu 10 kHz liegen, tragen zu den Störsignalen noch
hochfrequente Anteile der Ansteuerpulse bis in den MHz-Bereich bei.
Diese hochfrequenten Anteile 5 werden in dem Signalaufnehmer 1 aufgefangen
und finden sich zusammen mit dem eigentlichen Nutzsignal am Ausgang
des Signalaufnehmers 1 wieder.
-
Neben
direkten elektromagnetischen Kopplungen können die Gradientenspulensignale
auch indirekt über Vibrationen in die Signalverarbeitung
einstreuen. Durch Lorenzkräfte erfahren die Gradientenspulen
Bewegungen, die mechanisch oder akustisch auf die signalführenden
Leiter des PET-Detektors übertragen werden. Deren Vibration
im starken magnetischen Grundfeld induziert wiederum störende Spannungen.
Auch diese sind durch eine lineare Übertragungsfunktion
mit den Gradientenströmen verknüpft und können
durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. erfindungsgemäße Übertragungssystem
ohne weitere Maßnahmen mit beseitigt werden.
-
Um
die mit den Schaltraten der Gradientenspulen korrelierten Störsignale
aus dem Mischsignal des Signalaufnehmers 1 zu eliminieren
und das eigentliche Nutzsignal des Sensors 2 zu isolieren,
wird von einer Kompensationseinheit 9 über einen
ihrer Eingänge 10 ein Störquellensignal
der Störquelle 4 eingelesen, der mit dem Störsignal
korreliert ist. Dieses Stör quellensignal wird in der Kompensationseinheit 9 unmittelbar
nach dem Eingang 10 in einem entsprechenden Schaltkreis 11 wie
z. B. einem AD-Wandler für die weitere Auswertung in der
Einheit 9 aufbereitet. Das aufbereitete Störquellensignal
wird von einer Filtereinrichtung 12 eingelesen, um ein
rekonstruiertes Störsignal, das dem eingekoppelten Störsignal
möglichst gleich ist, auszugeben. Mit dieser rekonstruierten
Störsignalkomponente soll die entsprechende reale Störsignalkomponente
in dem Ausgangssignal des Signalaufnehmers 1 kompensiert
werden. Das Eliminieren der Störsignalkomponente aus dem
Mischsignal vom Signalaufnehmer 1 mit Nutzsignalkomponente
und Störsignalkomponente erfolgt in einem Subtrahierer 13.
Dabei kann in diesem Subtrahierer 13 insbesondere dem Mischsignal von
dem Signalaufnehmer 1 die rekonstruierte Störsignalkomponente
(mit umgekehrten Vorzeichen) überlagert wird. Damit ist
der Störanteil im Mischsignal theoretisch eliminiert.
-
Beim
Eliminieren des Störsignalanteils in dem Mischsignal von
dem Signalaufnehmer 1 durch Subtraktion des rekonstruierten
Wertes für die Störung wird vorausgesetzt, dass
das Analogsystem im linearen Bereich betrieben wird und dass durch
Störungen keine Übersteuerungen hervorgerufen
werden, welche ein nichtlineares Verhalten zur Folge hätten.
Das System aus Gradientenspulen und PET-Empfänger lässt
sich dann als lineares Filter mit M Eingängen und N Ausgängen
auffassen. Die Übertragungsfunktion des Systems ist im
Frequenzbereich durch eine frequenzabhängige M×N-Matrix
H(f) darstellbar. Eine dazu äquivalente Darstellung im Zeitbereich
umfasst N×M Impulsantworten. Die M Eingänge werden
z. B. mit den drei Gradientenachsen belegt oder mit den sechs Zuleitungen
der Gradientenspulen, wenn auch voneinander teilweise unabhängige
Gleich- und Gegentaktstörungen beseitigt werden sollen.
An den N Ausgängen werden die ausgewerteten PET-Kanäle
aufgezeichnet, ggfs. nachdem ein Teil von ihnen vorher miteinander
kombiniert worden ist. Die Zahl der Ausgänge kann beispielsweise
200 betragen. Das System muss dazu über eine entspre chende
Anzahl von (nicht dargestellten) Speichern zum Abspeichern der Kalibrierungsmessung(en)
des Systems verfügen.
-
Die
Matrix der Übertragungsfunktionen H(f) ist im wesentlichen
statisch und kann durch einen Satz von Kalibrierungsmessungen einmalig
ermittelt werden. Dazu müssen nacheinander M verschiedene
Anregungsmuster (z. B. ein Impuls oder Chirp auf jeder Achse) mit
dem Gradientensystem generiert werden und die auf jedem der N Kanäle
eingekoppelten Antworten parallel aufgezeichnet werden. Zur Verbesserung
des Signal-Rausch-Verhältnisses bei der Kalibrierung wird
vorzugsweise eine Mittelung von mehreren Anregungen durchgeführt.
Dazu umfasst das System eine (nicht dargestellte) Mittelwerteinrichtung,
um Mittelwerte aus den mehreren Anregungsmustern zu bilden.
-
Bei
der Kalibrierung ist es möglich, dass die Kalibrierung
durch unerwünschte spontane radioaktive Ereignisse gestört
wird. Dies kann der Fall sein mit oder ohne PET-Strahler und ist
zurückzuführen auf eine Rest- oder Hintergrundaktivität
des Detektormaterials. Da diese spontanen Ereignisse jedoch unkorreliert
zu den Gradientensignalen sind, lassen sie sich durch Mittelung
gut unterdrücken. Hierfür ist in dem System ein
(nicht dargestellter) Diskriminator vorgesehen, der die unkorrelierten
Signale aus der Störsignalkomponente eliminiert. Darüber
hinaus lassen sich diese Pulse anhand ihrer steilen Flanken vorab
gut erkennen, und Abtastwerte in ihrer zeitlichen Nachbarschaft
können von der Mittelung ausgeschlossen werden. Hierfür
ist das System mit einem (nicht dargestellten) Zeitdiskriminator
ausgestattet.
-
Mit
dem so ”bereinigten” Signal wird eine Triggerung 18 durchgeführt,
um dem Signal einen genauen Ereigniszeitpunkt zuordnen zu können.
Das Signal wird gemäß der üblichen Funktion
eines PET außerdem in einer Koinzidenzauswertung 19 mit
einem zweiten Signal verglichen, um zu prüfen, ob beide
Signale auf denselben radioaktiven Zerfall zurückzuführen
sind. Ebenso wird das ”bereinigte” Signal einer
Energie- und Ort auswertung 20 unterzogen, um den Entstehungsort
des radioaktiven Zerfalls zu identifizieren.
-
Die
in 1 gezeigte Ausführungsform der Kompensationseinheit 9 lässt
neben einer einmaligen Kalibrierung auch die adaptive Anpassung
des für die Rekonstruktion des Störsignals benutzten
Filters zu. Mit einem adaptiven Filter ist eine weitergehende Korrektur
des Messsignals möglich. Dazu wird während der
laufenden Messung eine Korrelation eines jeden entstörten
PET-Ausgangssignals mit jedem der anregenden Gradienten durchführt,
und die Korrelationsergebnisse zur allmählichen Verbesserung
der Übertragungsfunktionen verwendet. Auch hier kann die
Adaption um empfangene PET-Pulse herum und in Zeiträumen
mit niedriger Gradientenaktivität ausgeblendet werden.
Durch die Adaption werden die verbleibenden Gradientenstörungen
mit fast beliebiger Genauigkeit zu Null hin geregelt, auch wenn
sich z. B. durch Erwärmungen die Geometrie des Systems
allmählich geändert hat.
-
Im
einzelnen wird das in dem Subtrahierer 13 bereinigte Signal
dazu mit dem Störquellensignal aus der Störquellensignalaufbereitung 11 in
einem Korrelator 14 verglichen. Das bereinigte Signal wird über eine
Rückkopplungsleitung 15 in den Korrelator 14 eingespeist,
das Störquelleneingangssignal wird über einen
Störquellensignalabgriff 16 ebenfalls in den Korrelator 14 eingespeist.
Der Ausgang des Korrelators liefert das Korrelationsergebnis, welches eine
Zeitfunktion darstellt, mit der die im Filter bis dahin verwendete
Impulsantwort verbessert wird. Im Idealfall sind die Signale auf
den beiden Leitungen gleich, und das Korrelationsergebnis 14 ist
Null, d. h. eine Änderung der Impulsantwort des Filters 12 ist nicht
notwendig. Anderenfalls, bei einer Abweichung des Signals auf der
Rückkopplungsleitung 15 von dem Störquellensignal
auf der Störquellensignalabgriffleitung 16, wird
die Impulsantwort des Filters 12 angepasst, so dass das
Signal auf der Rückkopplungsleitung 15 und das
Störquellensignal auf der Leitung 16 möglichst
keine korrelierten Anteile mehr haben. Dieses automatische Nachführen
der Impulsantwort (bzw. der dieser entsprechenden Übertragungsfunktion)
für das Filter 12 lässt sich durch eine
entsprechende Adaptionsfreigabeeinrichtung 17 aktivieren
oder deaktivieren, d. h. insbesondere lässt sich die Rekonstruktion
der Störsignalkomponente auf einen vorgegebenen Zeitrahmen
beschränken. Dazu ist in dem System ein (nicht dargestellter)
Zeitdiskriminator vorgesehen, mit dem das vorgegebenen Zeitfenster
zur Adaption geöffnet bzw. geschlossen wird.
-
Bei
allen oben genannten Arten der Störungseliminierung werden
das Mischsignal und das Störquellensignal vorzugsweise
digitalisiert, und das Filtern erfolgt durch eine digitale Signalverarbeitung. Da
moderne Formen der PET-Signalverarbeitung ohnehin jeden der N Kanäle
mit einem AD-Wandler erfassen, müssen nur noch die z. B.
sechs AD-Wandler 11 für die Ansteuersignale der
Gradientenspulen 8 hinzugefügt werden. Außerdem
ist es notwendig, in der digitalen Signalverarbeitung für
jeden der N Kanäle M Filter laufen zu lassen. Durch die
Digitalisierung der Auswertung und Filterung sind eine maximale
Flexibilität der Filterung und die Möglichkeit
ihrer Anpassung an veränderte Rahmenbedingungen gewährleistet.
So lassen sich beispielsweise auf einfache Art und Weise FFT-Algorithmen
zum Filtern des Mischsignals implementieren. Durch Verwendung von
gefensterten Fast-Fourier-Transformationen (FFT) für Filterung
im Frequenzbereich kann der Rechenaufwand im Vergleich zu einer
direkten Faltung im Zeitbereich reduziert werden. Ähnliches
gilt auch für die Korrelation für die Adaption
des Filters.
-
Auch
lässt sich bei digitaler Verarbeitung der Daten die Abtastrate
der jeweiligen Signale unterschiedlich wählen. So kann
die Abtastrate für das Störquellensignal am Eingang 10 niedriger
gewählt werden als die Abtastrate für das Mischsignal
von dem Signalaufnehmer 1, wenn das Störquellensignal bzw.
die Störsignalkomponente nur den unteren Frequenzbereich
belegt. Darüber hinaus lassen sich hochfrequente Signalanteile
der Nutzsignalkomponente zum Diskriminieren der Störsignalkomponente ausnutzen.
Das Herausfiltern dieser hochfre quenten Anteile erfolgt mit einem
(nicht dargestellten) Hochpass.
-
Auch
lassen sich aufgrund der unbegrenzten Kopierbarkeit von digitalen
Daten das Mischsignal und das Störquellensignal einerseits
und die Rekonstruktion der Störsignalkomponente und das
Subtrahieren vom Mischsignal andererseits zeitverschoben durchführen.
Das bedeutet, dass die Verarbeitung ”offline” möglich
ist: Die Signalkorrektur muss nicht in Echtzeit erfolgen, sondern
man kann die Gradientenkanäle parallel zu den PET-Kanälen
aufzeichnen und die Korrekturen a posteriori vor der Bildrekonstruktion
vornehmen. Dazu umfasst das System einen (nicht dargestellten) Zwischenspeicher,
in welchem das Mischsignal und das Störquellensignal abgespeichert
und gelesen werden kann, so dass das Erfassen von dem Mischsignal
und dem Störquellensignal einerseits und das Rekonstruieren
der Störsignalkomponente und das Filtern des Mischsignals
andererseits zeitverschoben durchführbar ist.
-
Somit
eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders
für die Anwendung bei MR-PET-Geräten, bei denen
die Nutzsignalkomponente ein PET-Detektorsignal umfasst und die
Störquelle ein MRI-Magnet ist, wobei als Störquellensignal
ein Ansteuerungssignal für ein Gradientenspulensystem verwendet
wird.
-
Für
die Anwendung bei MR-PET-Aufnahmen kann das Verfahren weiter optimiert
werden. So kann die Berechnung der gefilterten Signale auf die zeitliche
Umgebung von erkannten PET Koinzidenzpaaren beschränkt
werden. Praktisch ist es oft möglich, PET-Koinzidenzen
anhand der in den steilen Flanken enthaltenen hochfrequenten Signalanteile
auch in Gegenwart von niederfrequenten Gradientenstörungen
zu erkennen. Zur Ermittelung der Pulsenergien genügt es
dann, die Berechnung der gefilterten Gradientensignale nur für
wenige Samples in der Umgebung der Ereignisse durchzuführen.
Damit ist vor allem in Szenarien mit geringer Radioaktivität
eine Reduzie rung des Rechen- und Speicheraufwandes um Größenordnungen
möglich.
-
Die
Samplerate für das Gradientensignal kann niedriger als
die für das Mischsignal gewählt werden. Da die
von den Gradientenspulen hervorgerufenen Störspektren meist
nur den unteren Frequenzbereich belegen, müssen sie nicht
mit der vollen Abtastrate des PET-Systems abgetastet werden. Man
kann für den AD-Wandler 11 des Gradientensignals
auch eine niedrigere Abtastrate wählen (z. B. 2 MHz) und
später auf ein dichteres Abtastraster (z. B. 20 MHz) für
die Energieermittlung der PET-Ereignisse interpolieren. Damit kann
Rechenaufwand für die Filterung und bei Offline-Korrektur
auch Speicherplatz gespart werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006027417
A1 [0004]