-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Messdaten bei einer Hybrid-Bildgebungsvorrichtung, welche neben einer ersten Bildgebungsmodalität auch eine Emissionstomographie durchführen und anfertigen kann. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Hybrid-Bildgebungsvorrichtung. Derartige Hybrid-Bildgebungsvorrichtungen sind beispielsweise als kombinierte MR-PET-Systeme (MR für Magnetresonanz und PET für Positronen-Emissions-Tomographie) oder als kombinierte MR-SPECT (SPECT für ”Single Photon Emission Tomography”) bekannt.
-
Es sind kombinierte MR-PET-Systeme bzw. CT-PET-Systeme bekannt, bei denen im selben Hybrid-System sowohl MR- oder CT-Messdaten als auch Emissionstomographie-Messdaten aufgezeichnet werden können. Mit der ersten Bildgebungsmodalität (MR bzw. CT) kann das abzubildende Untersuchungsvolumen in einer ersten Abbildung dargestellt werden, die v. a. die anatomischen Verhältnisse im Untersuchungsobjekt wiedergibt. Mit der zweiten Bildgebungsmodalität (in diesem Fall PET) kann eine weitere Abbildung erzeugt werden. Es zeigt vorwiegend die Verteilung einer radioaktiven Substanz im Körper und kann dadurch biochemische und physiologische Funktionen abbilden (funktionelle Bildgebung).
-
Die parallele Erstellung einer Abbildung mit zwei unterschiedlichen Modalitäten erlaubt eine verbesserte Beurteilung eines Zustandes des Untersuchungsobjektes.
-
Bei einer Untersuchung wird oftmals das Untersuchungsobjekt bzw. der Patient an verschiedene Tischpositionen gefahren, um verschiedene Regionen des Patienten abbilden zu können. Bei einer PET-CT-Bildgebung ist ein Aufzeichnungsschema bekannt, bei dem PET-Messdaten sukzessive an verschiedenen Tischpositionen aufgezeichnet werden, mit einer vorbestimmten Aufzeichnungszeitdauer für jede Tischposition (sog. ”Steg and Shoot”-Schema). Die CT-Messdaten werden dann entweder vor oder nach Durchführung der PET-Messdatenaufzeichnung aufgezeichnet.
-
Die
DE 10 2008 004 469 A1 , die erst nach dem Anmeldetag dieser Anmeldung veröffentlicht wurde, offenbart ein Verfahren zur Planung einer kombinierten Untersuchung eines Objekts, wobei die Untersuchung mit einem PET-MR-Gerät durchgeführt werden kann.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Messdaten bei einer Hybrid-Bildgebungsvorrichtung anzugeben, das eine geringe Aufnahmezeitdauer der Messdaten und eine verbesserte Qualität und Übereinstimmung der aufgezeichneten Daten ermöglicht. Weiterhin ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hybrid-Bildgebungsvorrichtung anzugeben, mit der ein derartiges Verfahren durchgeführt werden kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Messdaten einer Hybrid-Bildgebungsvorrichtung, welche eine erste Teilvorrichtung für eine erste Bildgebungsmodalität und eine zweite Teilvorrichtung für eine Emissionstomographie umfasst, umfasst folgende Schritte:
- – Durchführen einer Messdatenaufzeichnung mit der ersten Teilvorrichtung, wobei bei der Messdatenaufzeichnung sukzessive verschiedene Tischpositionen angefahren werden,
- – Aufzeichnen von Emissionstomographie-Messdaten mit der zweiten Teilvorrichtung während der Durchführung der Messdatenaufzeichnung mit der ersten Teilvorrichtung an den verschiedenen Tischpositionen,
- – Zuordnen der aufgezeichneten Emissionstomographie-Messdaten zu den verschiedenen Tischpositionen,
- – Veränderung der Emissionstomographie-Messdaten, die verschiedenen Tischpositionen zugeordnet sind, bezüglich der aufgezeichneten Datenmenge derart, dass die Aufzeichnungszeitdauern, die den veränderten Datenmengen entsprechen, bei verschiedenen Tischpositionen einander angeglichen werden,
- – Rekonstruktion einer Emissionstomographie-Abbildung aus den veränderten Emissionstomographie-Messdaten.
-
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, dass zur Aufzeichnung der Messdaten mit der ersten Bildgebungsmodalität während des Aufzeichnungsvorganges oftmals verschiedene Tischpositionen angefahren werden müssen, die unterschiedlich lange beibehalten werden, da bei der ersten Bildgebungsmodalität unterschiedlich lange Zeiten zur Aufzeichnung der Messdaten für die unterschiedlichen Regionen des Untersuchungsobjektes benötigt werden. So kann z. B. das Aufzeichnen von MR-Messdaten für ein Bein weniger lange benötigen, als das Aufzeichnen von MR-Messdaten für ein Abdomen.
-
Es wurde aber erkannt, dass während der Durchführung der ersten Bildgebungsmodalität diese Zeit bereits vorteilhaft dafür verwendet werden kann, Emissionstomographie-Messdaten aufzuzeichnen. Allerdings wurde erkannt, dass allein eine parallele Aufzeichnung der Emissionstomographie-Messdaten nicht ausreicht, um ein Emissionstomographie-Abbildung mit der erforderlichen Qualität zu erhalten. Dies kommt daher, dass die unterschiedlichen Tischpositionen und die Zeitdauer, während der die unterschiedlichen Tischpositionen beibehalten werden, im Wesentlichen auf die erste Bildgebungsmodalität abgestimmt sind.
-
Für die weitere Verarbeitung der Emissionstomographie-Messdaten wird folglich vorgeschlagen, die aufgezeichneten Emissionstomographie-Messdaten hinsichtlich der aufgezeichneten Datenmenge und/oder hinsichtlich der Aufzeichnungszeitdauern bei den verschiedenen Tischpositionen zu analysieren. Bei der Emissionstomographie korreliert die Aufzeichnungszeitdauer der Emissionstomographie-Messdaten mit der aufgezeichneten Datenmenge. Die Emissionstomographie-Messdaten können dabei zusammen mit einem die Tischposition charakterisierenden Wert aufgezeichnet werden, sodass die Emissionstomographie-Messdaten nachträglich den Tischpositionen zuordenbar sind.
-
So kann z. B. ermittelt werden, ob bei den einzelnen oder allen Tischpositionen ausreichend viele oder ausreichend lange Emissionstomographie-Messdaten aufgezeichnet worden sind, um bei jeder Tischposition einen Mindeststandard an Qualität für die Rekonstruktion der jeweiligen Emissionstomographie zu erreichen.
-
So kann z. B. ermittelt werden, ob bei einzelnen oder einigen Tischpositionen mehr oder für längere Zeit Emissionstomographie-Messdaten aufgezeichnet worden sind als bei anderen Tischpositionen. Dies würde dazu führen, dass eine rekonstruierte Emissionstomographie bei einigen Bildabschnitten eine unterschiedliche Bildqualität aufweisen würde als bei anderen Bildabschnitten. Dies kann vor allem dann auffällig werden, wenn eine Gesamt-Emissionstomographie aus den einzelnen Emissionstomographie-Abschnitten rekonstruiert werden soll, da dann die Gesamt-Emissionstomographie Qualitätssprünge aufweisen würde.
-
Insgesamt werden also die aufgezeichneten Emissionstomographie-Messdaten hinsichtlich der aufgezeichneten Datenmenge bzw. hinsichtlich der Aufzeichnungszeitdauern analysiert und dahingehend verändert, dass unterschiedlichen Aufzeichnungszeitdauern angeglichen werden. Diese Angleichung kann hinsichtlich eines Qualitätskriteriums bei der Rekonstruktion der jeweiligen, einer der Tischpositionen zugeordneten Emissionstomographie durchgeführt werden, sodass beispielsweise die einzelnen Emissionstomographie-Abschnitte eine homogene Qualität aufweisen.
-
Dies wird erreicht, indem die den unterschiedlichen Tischpositionen zugeordneten Emissionstomographie-Daten verändert werden, und zwar hinsichtlich ihrer Datenmenge. Die Veränderung findet dabei derart statt, dass die Aufzeichnungszeitdauern, die jeweils der Datenmenge bei den verschiedenen Tischpositionen entsprechen, aneinander angeglichen werden, so dass die Datenaufnahmezeit bei den verschiedenen Tischpositionen im Wesentlichen gleich oder vergleichbar wird. Auf diese Weise lassen sich bei den verschiedenen Tischpositionen Emissionstomographie-Abschnitte rekonstruieren, die die gleiche Bildqualität aufweisen. Die Rekonstruktion einer Gesamt-Emissionstomographie aus den einzelnen Emissionstomographien ermöglicht es, eine homogenere Bildqualität zu erreichen.
-
Insgesamt ergibt sich durch das Aufzeichnungsschema eine geringere Aufnahmezeitdauer für beide Bildgebungsmodalitäten, da Emissionstomographie-Messdaten bereits während der Aufzeichnung der Messdaten für die erste Teilvorrichtung gewonnen werden. Artefakte bzw. mangelnde Übereinstimmungen der Emissionstomographie-Messdaten mit den Messdaten der ersten Teilvorrichtung, die bei einer sequentiellen Aufzeichnung der beiden Bildgebungsmodalitäten durch Patientenbewegung auftreten können und die dadurch eine Inkongruenz zwischen den beiden Bildgebungsmodalitäten darstellen können, werden reduziert bzw. treten weniger wahrscheinlich auf. Zudem erzeugt eine geringere Aufnahmezeitdauer weniger Betriebskosten und eine geringere Abnutzung der Hybrid-Bildgebungsvorrichtung beim Anfertigen einer kombinierten Abbildung mit beiden Bildgebungsmodalitäten.
-
Die Tischpositionen, die bei der ersten Bildgebungsmodalität zeitlich sukzessive angefahren werden, müssen nicht notwendigerweise auch räumlich aneinander anschließen. So kann z. B. bei einer ersten Tischposition das Gehirn eines Patienten im FoV (engl.: ”field of view”, Sichtfeld) der ersten Bildgebungsmodalität positioniert werden, und an einer zweiten Tischposition der Hüftbereich, falls diese Bereiche gezielt untersucht werden sollen. Eine Aufzeichnung von Messdaten an dazwischen liegenden Stationen, d. h. vom Hals, Thorax und Abdomen, muss nicht zwangsläufig stattfinden.
-
Die Veränderung der Emissionstomographie-Messdaten kann erreicht werden, indem bei zumindest einer der verschiedenen Tischpositionen eine Verringerung der dieser Tischposition zugeordneten, aufgezeichneten Emissionstomographie-Daten stattfindet, indem ein Teil dieser aufgezeichneten Emissionstomographie-Messdaten verworfen wird. Dies kann zum Beispiel dann vorteilhaft sein, wenn bei jeder Tischposition bereits eine vergleichbare Mindestmenge an Emissionstomographie-Messdaten aufgezeichnet worden ist, und wenn bei einer der Tischpositionen deutlich mehr Emissionstomographie-Messdaten als bei den anderen Tischpositionen aufgezeichnet worden sind. In diesem Fall kann es günstig sein, Messdaten bei dieser einen Tischpositionen zu verwerfen. Es wird keine zusätzliche Datenaufnahmezeit benötigt.
-
Die Veränderung der Emissionstomographie-Messdaten kann aber auch erreicht werden, indem bei zumindest einer der Tischpositionen eine Vermehrung der dieser Tischposition zugeordneten, aufgezeichneten Emissionstomographie-Daten stattfindet, indem an dieser Tischposition zusätzlich weitere Emissionstomographie-Messdaten aufgezeichnet werden. Dies kann z. B. dann vorteilhaft sein, wenn festgestellt wird, dass bei dieser einen Tischposition die Verweildauer bei der ersten Bildgebungsmodalität zu kurz war, um die erforderliche Mindestmenge eine Emissionstomographie-Messdaten für eine gewünschte Qualität bei der Rekonstruktion aufzuzeichnen. Diesem Fall kann diese Tischposition zusätzlich angefahren werden, um zusätzlich eine ergänzende Aufzeichnung der weiteren Messdaten durchzufuhren.
-
Beide Verfahren können auch kombiniert werden, d. h. bei einigen Tischpositionen kann eine ergänzende Aufzeichnung stattfinden, bei anderen Tischpositionen können Messdaten verworfen werden, so dass insgesamt die Aufzeichnungszeitdauer bei den unterschiedlichen Tischpositionen jeweils angepasst wird, um eine gleiche oder aufeinander abgestimmte Aufzeichnungszeitdauer zu erhalten.
-
In einer vorteilhaften Variante wird die zusätzliche Aufzeichnung der Emissionstomographie-Messdaten durchgeführt, nachdem die Aufzeichnung der Messdaten mit der ersten Teilvorrichtung abgeschlossen ist.
-
Alternativ und/oder zusätzlich kann die zusätzliche Aufzeichnung der Emissionstomographie-Messdaten durchgeführt werden, während die Messdatenaufzeichnung der ersten Teilvorrichtung durchgeführt wird. In letzterem Fall kann beispielsweise die Messdatenaufzeichnung mit der ersten Teilvorrichtung eine erste Teil-Messdatenaufzeichnung und eine zeitlich nachfolgende, zweite Teil-Messdatenaufzeichnung umfassen, zwischen denen eine Wartezeit liegt. Die Wartezeit kann z. B. dadurch bedingt sein, das die zweite Teil-Messdatenaufzeichnung einer gewissen Vorbereitungszeit bedarf. In diesem Fall kann die zusätzliche Aufzeichnung der Emissionstomographie-Messdaten während der Wartezeit durchgeführt werden, so dass sich eine optimale Ausnutzung der Hybrid-Bildgebungsvorrichtung ergibt.
-
In einer Variante des Verfahrens kann eine minimale Aufzeichnungszeitdauer bestimmt werden. Diese minimale Aufzeichnungszeitdauer liegt dann der Veränderung der Emissionstomographie-Messdaten hinsichtlich der Datenmenge zu Grunde, wobei bei jeder Tischposition die Aufzeichnungszeitdauern, die den veränderten Datenmengen entsprechen, größer sein sollen als die minimale Aufzeichnungszeitdauer. Die minimale Aufzeichnungszeitdauer kann beispielsweise auch von der Geometrie des zu untersuchenden Objekts abhängen.
-
In einer vorteilhaften Variante kann die minimale Aufzeichnungszeitdauer für verschiedene Tischpositionen getrennt bestimmt werden, in Anhängigkeit von der bei den jeweiligen Tischpositionen auftretenden Dämpfung von Emissionstomographie-Photonen. Mit dieser Ausgestaltung kann das Verfahren an die anatomischen Gegebenheiten des zu untersuchenden Objekts angepasst werden. So kann beispielsweise bei einer Tischpositionen, in der das Abdomen zur Bildgebung positioniert wird, eine größere minimale Aufzeichnungszeitdauer bestimmt werden, da eine stärkere Dämpfung der aus dem Abdomen emittierten Photonen auftritt, verglichen z. B. mit Tischpositionen, in der lediglich die Unterschenkel zur Abbildung positioniert werden.
-
Die Emissionstomographie kann beispielsweise eine Positronen-Emissions-Tomographie oder eine Single-Photon-Emissionscomputertomographie sein.
-
Die erfindungsgemäße Hybrid-Bildgebungsvorrichtung weist eine erste Teilvorrichtung für eine erste Bildgebungsmodalität, eine zweite Teilvorrichtung für eine Emissionstomographie und eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung der ersten und der zweiten Teilvorrichtung auf, wobei die Steuervorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
-
Die Steuervorrichtung ist dabei üblicherweise auf eine oder mehrere Rechnereinheiten aufgeteilt. So kann eine Rechnereinheit die Steuerung der ersten Teilvorrichtung zur Aufzeichnung der Messdaten übernehmen, eine andere Rechnereinheit die Steuerung der zweiten Teilvorrichtung zur Aufzeichnung der Messdaten, und eine weitere Rechnereinheit die Auswertung und Verarbeitung der aufgezeichneten Daten bis hin zur Rekonstruktion eines Bildes. Die Rechnereinheit, die andere Rechnereinheit und/oder eine zusätzliche Rechnereinheit können ebenfalls für die Steuerung des Patiententisches zuständig sein, um ihn zur Messdatenaufzeichnung entsprechend ansteuern und positionieren zu können. Insbesondere kann die Rekonstruktion einer Hybrid-Abbildung erfolgen, welche das zu untersuchende Objekt sowohl mit der ersten Bildgebungsmodalität als auch mit der Emissionstomographie darstellt.
-
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer als MR-PET ausgebildeten Hybrid-Bildgebungsvorrichtung,
-
2 eine schematische Darstellung der bei verschiedenen Tischpositionen aufgezeichneten Datenmengen,
-
3 eine Darstellung der unterschiedlichen Tischpositionen aufgezeichneten PET-Datenmengen,
-
4 eine Darstellung der PET-Datenmengen nach Angleichung an einen Schwellenwert,
-
5 eine Darstellung der PET-Datenmengen nach Angleichung an einen variablen Schwellenwert.
-
6 eine schematische Darstellung von Verfahrensschritten, die bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden.
-
1 zeigt ein bekanntes kombiniertes MR-PET-Gerät 1, das bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Ein kombiniertes MR-PET-Gerät hat den Vorteil, dass sowohl MR- als auch PET-Daten isozentrisch gewonnen werden können. Des Weiteren können die Messdaten zeitgleich aufgezeichnet werden.
-
Prinzipiell können parallele Aufzeichnungen auch dann durchgeführt werden, wenn das MR-PET-Gerät nicht isozentrisch ausgeführt ist. In diesem Fall kann eine simultane Messdatenaufzeichnung mit beiden Modalitäten jeweils für unterschiedliche Regionen durchgeführt werden.
-
Das MR-PET-Gerät 1 umfasst eine bekannte röhrenförmige MR-Einheit 2. Die MR-Einheit 2 ist nur schematisch angedeutet und definiert eine Längsrichtung z, die sich orthogonal zur Zeichnungsebene der 1 erstreckt.
-
Wie es in der 1 gezeigt ist, sind koaxial innerhalb der MR-Einheit 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 konnen gleichsam auch anders geartete Fotodioden, Kristalle und Vorrichtungen verwendet werden.
-
Während einer MR- und/oder PET-Untersuchung wird ein zu untersuchender Patient mit einem Patiententisch, kurz Tisch, sukzessive an verschiedenen Positionen gefahren, um jeweils den zu untersuchenden Abschnitt in den Untersuchungsbereich (Field-of-View) der MR-Einheit 2 bzw. der PET-Einheit zu fahren.
-
Das MR-PET-Gerät 1 wird durch eine Steuervorrichtung 7 gesteuert. Die Steuervorrichtung 7 kann z. B. eine erste Teileinrichtung 9 zur Steuerung der MR-Einheit und eine zweite Teileinrichtung 11 zur Steuerung der PET-Einheit zur Durchführung der Messdatenaufzeichnung umfassen. Die erste Teileinrichtung 9 und/oder die zweite Teileinrichtung 11 können ebenfalls den Patiententisch ansteuern und passend positionieren. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 7 einen Auswertungsrechner 13 umfassen, welcher mit den Teileinrichtungen 9, 11 in Verbindung steht, die aufgezeichneten Messdaten analysiert und ein Hybrid-Abbild 15 des Untersuchungsobjektes erstellen kann. Das Hybrid-Abbild 15 kann einem Anwender dargestellt werden oder in eine Speichereinheit gespeichert werden. Die Komponenten der Steuervorrichtung 7 stehen untereinander in Verbindung.
-
Eine derartige Vorrichtung ist im Stand der Technik bekannt.
-
Der Steuervorrichtung 7 mit ihren Einheiten 9, 11, 13 wird derart weitergebildet, dass das nachfolgend anhand von 2 bis 5 erläuterte neue Verfahren durchgeführt werden kann.
-
In 2 ist ein Untersuchungsablauf, aufgetragen gegen die Zeit t, zu sehen, der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
-
Der obere Teil T der Abbildung zeigt drei verschiedene Tischpositionen 31, 33, 35, die zur Durchführung der MR-Untersuchung angefahren werden. Diese Tischpositionen können beispielsweise einer Untersuchung des Gehirns, des Abdomens und der Beine entsprechen.
-
Der mittlere Teil MR der Abbildung zeigt die Aufzeichnung der MR-Messdaten. An der ersten Tischposition 31 werden die ersten MR-Messdaten 41 für das Gehirn, an der zweiten Tischposition 33 die zweiten MR-Messdaten 43 für das Abdomen und der dritten Tischposition 35 die dritten MR-Messdaten 45 für die Beine aufgezeichnet.
-
Zwischen den einzelnen MR-Messdatenaufzeichnungen vergeht jeweils eine gewisse Wartezeit. Während dieser Wartezeit wird die Untersuchung für die nächste Region vorbereitet und der Tisch an die entsprechende Position gefahren. Die Aufzeichnung der MR-Messdaten 41, 43, 45 benötigt an den einzelnen Tischpositionen 31, 33, 35 unterschiedlich lange.
-
Der untere Teil PET der Abbildung zeigt die Aufzeichnung der PET-Messdaten 51, 51', 53, 55. Es ist zu sehen, dass die PET-Messdaten teilweise parallel zu den MR-Messdaten 41, 43, 45 aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnung erfolgt dabei im Hintergrund im sogenannten List-Mode-Datenformat. Gleichzeitig werden die Tischpositionen 31, 33, 35 aufgezeichnet, so dass den PET-Messdaten 51, 51', 53, 55 im Verlauf der weiteren Verarbeitung zugeordnet werden kann, bei welcher Tischposition 31, 33, 35 sie jeweils aufgezeichnet sind.
-
Unter dem List-Mode-Datenformat versteht man bei einer Emissionstomographie die Roh-Daten, also die durch die Detektoren detektierten Ereignisse, welche zusammen mit einem Zeitstempel versehen aufgezeichnet werden. Dies Datenformat benötigt vergleichsweise viel Speicherplatz. Daher ist es bei der Emissionstomographie üblich, die Messdaten in einem bereits verarbeiteten Format aufzuzeichnen, das insgesamt weniger Speicherplatz benötigt, das aber zur Rekonstruktion einer herkömmlichen Emissionstomographie ausreicht.
-
Das List-Mode-Datenformat hat allerdings neben dem erwähnten Nachteil den Vorteil, dass es eine größere Flexibilität für die Bildrekonstruktion erlaubt, da die Daten im Nachhinein variabler be- und verarbeitet werden können und wird daher bei Ausführungsformen der Erfindung verwendet.
-
Die Aufzeichnung der PET-Messdaten 51, 51', 53, 55 erfolgt an den Tischpositionen 31, 33, 35 auch dann, wenn keine MR-Messdaten 41, 43, 45 aufgezeichnet werden, z. B. während der Wartezeit. Lediglich während der Patiententischbewegung wird die Aufzeichnung der PET-Messdaten 51, 51', 53, 55 unterbrochen. Falls eine längere Wartezeit auftritt, könnte der Tisch auch eigens für die Aufzeichnung von PET-Messdaten an eine Position gefahren werden, an der noch PET-Messdaten aufgezeichnet oder ergänzt werden müssen (hier nicht gezeigt).
-
Aufgrund der unterschiedlich langen Verweildauer an den Tischpositionen kommt es vor, dass bei einigen Tischpositionen weniger Daten bzw. weniger lang Daten aufgezeichnet worden sind als bei anderen Tischpositionen.
-
Es wurde jedoch vorab festgelegt, dass zur Erreichung eines Mindestmaßes an Qualität bei einer rekonstruierten PET-Abbildung bei jeder Tischposition ein Mindestmaß an Daten aufgezeichnet werden muss, symbolisiert durch den Balken 61, der die Mindest-Aufnahmezeitdauer darstellt.
-
In dem Beispiel ist zu sehen, dass an der ersten Tischposition 31 während der Aufzeichnung der ersten MR-Messdaten 41 erste PET-Messdaten 51 aufgezeichnet werden, deren Datenmenge im Vergleich zur erforderlichen Mindestmenge bzw. Mindestaufnahmezeit (Balken 61) zu gering ist.
-
An der zweiten Tischposition 33 werden hingegen ausreichend viele zweite PET-Messdaten 53 aufgezeichnet.
-
An der der dritten Tischposition 35 sind unmittelbar nach Abschluss der dritten MR-Messdaten 45 ebenfalls noch nicht ausreichend viele dritte PET-Messdaten 55 aufgezeichnet worden. Daher verbleibt unmittelbar nach Abschluss der Aufzeichnung der dritten MR-Messdaten 45 der Patient an der dritten Tischposition 35 und die Aufzeichnung der dritten PET-Messdaten 55 wird vervollständigt, so lange, bis eine Mindestmenge 61 an PET-Messdaten für die dritten Tischposition 35 erreicht worden ist.
-
Anschließend wird der Tisch wieder an die erste Tischposition 31 gefahren, um auch für die erste Tischposition 31 weitere erste PET-Messdaten 51' aufzuzeichnen, auch hier so lange, bis die geforderte Mindestmenge an PET-Messdaten 61 für die erste Tischposition 31 aufgezeichnet worden ist.
-
Nach Abschluss der Messdatenaufzeichnung liegt der in 3 dargestellten Sachverhalt für die PET-Messdaten vor. Aufgetragen ist die aufgezeichnete Datenmenge M gegenüber der dabei eingenommenen Tischposition P. Die aufgezeichneten PET-Messdaten 51, 51', 53, 55 werden sortiert und den einzelnen Tischpositionen 31, 33, 35 zugeordnet. Die linke Säule entspricht der ersten Tischposition 31, die mittlere Säule der zweiten Tischposition 33 und die rechte Säule der dritten Tischposition 35.
-
Trotz der zusätzlichen Aufzeichnung der weiteren ersten PET-Messdaten 51' und der verlängerten Aufzeichnung der dritten PET-Messdaten 55 für die erste und für die dritte Tischposition 31, 35 liegen noch unterschiedlich viele PET-Messdaten hinsichtlich der Datenmenge/Aufzeichnungszeitdauer vor, da bei der zweiten Tischposition 33 wesentlich mehr zweite PET-Messdaten 53 aufgezeichnet worden sind. Würde aus allen PET-Messdaten 51, 51', 53, 55 eine Gesamt-PET-Abbildung erstellt, wäre diese Abbildung hinsichtlich der Qualität schichtweise bzw. etagenweise uneinheitlich, insbesondere würden Schichten des Abdomen mit einer anderen Qualität dargestellt als Schichten der Beine bzw. des Kopfes. Dies kann einen Anwender, der die Abbildung beurteilen muss, irreführen.
-
Daher wird bei der weiteren Verarbeitung der Messdaten ein Teil 53' der zweiten PET-Messdaten 53 verworfen, wie in 4 dargestellt. Anschließend kann aus den derart ergänzten/bereinigten Messdaten eine Gesamt-PET-Abbildung erstellt werden, die das geschilderte Problem nicht aufweist.
-
5 zeigt eine Abwandlung des in 4 dargestellten Verfahrens. 4 zeigt für jede Tischposition 31, 33, 35 den gleichen Schwellwert 63, der dem Balken 61 entspricht. Es wird also die gleiche minimale Aufzeichnungszeitdauer zu Grunde gelegt, an der sich eine eventuelle weitere PET-Messdatenaufzeichnung oder Verwerfung von PET-Messdaten orientiert.
-
5 hingegen zeigt einen variablen Schwellwert 65, d. h. eine minimale Aufzeichnungszeitdauer, der von Tischposition zu Tischposition verschieden ist. Dieser variable Schwellwert 65 richtet sich nach der zu erwartenden Dampfung von Photonen, die bei der Emissionstomographie auftritt. Die zu erwartende Dämpfung kann z. B. aus den aufgezeichneten MR-Messdaten bzw. aus den daraus rekonstruierten MR-Bilddaten ermittelt oder abgeschätzt werden.
-
So ist im Abdomen eine stärkere Dämpfung der im Abdomen entstehenden Photonen zu erwarten als beispielsweise im Kopfbereich oder im Beinbereich. Aufgrund dessen wird die minimale Aufzeichnungszeitdauer für das Abdomen höher gewählt, um eine Datenmenge an PET-Messdaten für die Rekonstruktion zu erhalten.
-
Das hier erläuterte Verfahren und Varianten desselben sind besonders dann vorteilhaft, wenn zur PET-Bildgebung ein im Vergleich zur typischen Untersuchungszeitdauer langlebiger Tracer verwendet wird, z. B. 18F-FDG (18F-Fluordesoxyglucose). Falls je nach klinischer Anwendung ein kurzlebiger Tracer verwendet werden soll, kann auch ein klassisches Aufzeichnungsschema mit sequenzieller Aufzeichnung erst der PET-Messdaten und dann der MR-Messdaten von Vorteil sein. Die Hybrid-Bildgebungsvorrichtung ist daher derart ausgebildet, dass ein Anwender zwischen einem klassischen Aufzeichnungsschema und einem erfindungsgemäßen Verfahren wählen kann.
-
Die anhand von 3 bis 5 erläuterten Ausführungsbeispiele haben Tischpositionen, welche für die erste Bildgebungsmodalität und für die Emissionstomographie übereinstimmen. Dies ist nicht zwangsläufig notwendig.
-
Die Tischpositionen, die bei der ersten Bildgebungsmodalität angefahren werden, müssen auch nicht zur Gänze mit den Tischpositionen, die bei der Emissionstomographie angefahren werden, übereinstimmen.
-
Es kann z. B. der Fall vorkommen, dass das MR-Gerät ein FoV von 20 cm hat. Der Patient kann zur MR-Bildgebung an einer ersten Tischposition positioniert werden, mit der der Bereich von 0 cm bis 20 cm des Patienten gemessen und abgebildet werden kann. An einer zweiten Position wird der Bereich von 30 cm bis 50 cm des Patienten gemessen bzw. abgebildet.
-
Dabei konnen nach Abschluss der Messung zusätzliche PET-Messdaten aufgezeichnet werden, die den Bereich von 20 cm bis 30 cm auffüllen. Hierzu kann der Patient nach Abschluss der MR-Messungen an eine dritten Tischposition gefahren werden (die z. B. den Bereich von 15 cm bis 35 cm abdeckt), an welcher dann zusätzliche PET-Messdaten aufgezeichnet werden.
-
6 zeigt schematisch Verfahrensschritte, die bei einer Ausführungsform des Verfahrens ausgeführt werden können.
-
Zunächst wird eine MR-Übersichtsabbildung (sogenannte Scout-Abbildung) aufgezeichnet (Schritt 71). Diese MR-Übersichtsabbildung lässt sich mit wenig Zeitaufwand aufzeichnen, zum Beispiel innerhalb von 20 s pro Tischposition. Bereits während dieser Aufzeichnung können PET-Messdaten im Hintergrund aufgezeichnet werden (Schritt 73). Die MR-Übersichtsabbildung dient nicht diagnostischen Zwecken. Mit ihr werden die folgenden Schritte der nachfolgenden Akquisition geplant.
-
Weiterhin kann die MR-Übersichtsabbildung auch dazu dienen, eine Abschwächungskorrektur bei der Rekonstruktion der PET-Abbildung durchzuführen oder das Mindestmaß an PET-Messdaten zu bestimmen, das pro FoV aufgezeichnet werden soll. Zu diesem Zweck können aber auch eventuell zusätzliche MR-Messdaten aufgezeichnet werden, insbesondere, wenn die MR-Übersichtsabbildung mit Parametern aufgezeichnet wurde, die es nicht erlauben würden, eine Abschwächungskorrektur aus der MR-Übersichtsabbildung zu ermitteln.
-
Danach werden anhand der MR-Übersichtsabbildung die FoV's für die PET-Messungen definiert (Schritt 75). PET-Messdaten, die bereits während der MR-Übersichtsabbildung aufgezeichnet worden sind, können bereits auf den einzelnen FoV's zugeordnet werden.
-
In einem weiteren Schritt 77 erfolgt die Patienten- und krankheitsspezifische Planung der MR-Messung anhand der MR-Übersichtsabbildung. Während dieser Planungsphase werden keine MR-Messdaten aufgezeichnet. Allerdings erfolgt auch in dieser Planungsphase, welche eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, die Aufzeichnung von PET-Messdaten (Schritt 73), welche im Hintergrund permanent aufgezeichnet werden.
-
Falls gewünscht, kann in dieser Phase der Patient bzw. der Patiententisch bereits an verschiedenen Positionen gefahren werden, indem ermittelt wird, an welchen Tischpositionen PET-Messdaten noch fehlen bzw. fehlen werden.
-
Anschließend erfolgt die Aufzeichnung von MR-Messdaten (Schritt 79). Auch während dieser Aufzeichnung von MR-Messdaten werden parallel dazu PET-Messdaten weiterhin aufgezeichnet.
-
Nach Abschluss der Aufzeichnung der MR-Messdaten werden gegebenenfalls weitere PET-Messdaten aufgezeichnet (Schritt 81), und zwar solange, bis für alle FoV's, wie sie in Schritt 75 definiert wurden, ausreichend viele PET-Messdaten aufgezeichnet worden sind.
-
Nach Beendigung der gesamten Aufzeichnung von Messdaten erfolgt eine weitere Angleichung der PET-Messdaten wie anhand von 3 bis 5 erläutert wurde.
-
Aus den MR-Messdaten bzw. aus den PET-Messdaten werden einzelne MR- bzw. PET-Abbildungen und/oder ein Hybrid-Abbildung rekonstruiert (Schritt 83).
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- MR-PET-Gerät
- 2
- MR-Einheit
- 3
- PET-Detektionseinheiten
- 4
- LSO-Kristalle
- 5
- APD-Fotodiodenarray
- 6
- elektrische Verstärkerschaltung
- 7
- Steuervorrichtung
- 9
- erste Teileinrichtung
- 11
- zweite Teileinrichtung
- 13
- Auswertungsrechner
- 15
- Hybrid-Abbild
- 31
- erster Tischposition
- 33
- zweite Tischposition
- 35
- dritte Tischposition
- 41
- erste MR-Messdaten
- 43
- zweite MR-Messdaten
- 45
- dritte MR-Messdaten
- 51
- erste PET-Messdaten
- 53
- zweite PET-Messdaten
- 55
- dritte PET-Messdaten
- 51'
- weitere erste PET-Messdaten
- 53'
- Teil der zweiten PET-Messdaten
- 61
- Balken
- 63
- Schwellenwert
- 65
- variabler Schwellenwert
