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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme und Auswertung von mit einer kombinierten Magnetresonanz-PET-Vorrichtung gleichzeitig mit Magnetresonanzdaten aufgenommenen PET-Daten, wobei im Rahmen einer Pulssequenz zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten eine Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung, umfassend wenigstens eine Gradientenspule und wenigstens eine Hochfrequenzspule, angesteuert wird, sowie eine zugehörige kombinierte Magnetresonanz-PET-Vorrichtung.
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Bereits vor einiger Zeit wurde erkannt, dass eine Kombination der Bildaufnahmemodalitäten PET (Positronen-Emissions-Tomographie) und Magnetresonanz aufgrund der sich vorteilhaft ergänzenden Daten zweckmäßig ist. Daher wurden kombinierte Magnetresonanz-PET-Vorrichtungen vorgeschlagen, mit denen die gleichzeitige Aufnahme von folglich miteinander registrierten Magnetresonanzdaten und PET-Daten möglich ist.
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Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass die Aktivität der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung in einigen Fällen unbeabsichtigte Störungen des PET-Empfangs zur Folge hat. Dies betrifft insbesondere die Hochfrequenzstrahlung, die vom Magnetresonanzsystem gesendet wird und die Gradientenaktivität des Magnetresonanzsystems, die in den PET-Komponenten, die sich innerhalb des Magnetresonanzsystems befinden, temporäre Störungen hervorrufen.
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Zur Lösung dieser Problematik wurde vorgeschlagen, die Magnetresonanzkomponenten und die PET-Komponenten gegeneinander abzuschirmen. Derartige Vorschläge sind beispielsweise in der
DE 10 2007 007 623 A1 und der
DE 10 2005 015 071 A1 offenbart. Allerdings gelingt eine solche Abschirmung nicht immer vollständig, so dass die grundlegende Problematik auch unter Anwendung der dort beschriebenen Maßnahmen erhalten bleibt.
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Die Situation wird dadurch erschwert, dass viele derartige Störungen nur sporadisch auftreten, beispielsweise bei bestimmten Zuständen des Gesamtsystems oder sehr spezifischen Magnetresonanz-Pulssequenzen, die besondere Abfolgen von Gradienten oder Hochfrequenzpulsen enthalten. Da weitere Einflussfaktoren, beispielsweise die Temperatur, eine Rolle spielen können, ist es praktisch unmöglich, alle theoretisch möglichen Zustände des Systems zu testen und jegliche gegenseitige Beeinflussung auszuschließen.
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Besonders nachteilhaft wird die gegenseitige Beeinflussung immer dann, wenn hierdurch die PET-Daten so verfälscht werden, dass beispielsweise im medizinischen Bereich eine falsche oder gar keine Diagnose resultieren kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aufnahme- und Auswertungsverfahren anzugeben, mit welchem der Einfluss von durch die Magnetresonanzaufnahme bedingten Störungen auf den Auswertevorgang verringert oder idealerweise ganz vermieden werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:
- – Aufnahme der PET-Daten und Zuordnung der aufgenommenen PET-Daten nach Zeitpunkt der Aufnahme zu wenigstens zwei einem vorbestimmten Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung zugeordneten Datengruppen,
- – für jede Datengruppe Ermitteln eines Ähnlichkeitsmaßes der in ihr enthaltenen PET-Daten zu den gesamten PET-Daten und/oder zu PET-Daten wenigstens einer weiteren Datengruppe,
- – wobei bei einem einen Schwellwert unterschreitenden Ähnlichkeitsmaß die PET-Daten der Datengruppe verworfen und/oder gesondert weiter ausgewertet werden.
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Die Erfindung nutzt folglich die Erfahrung und das Wissen, dass solche Störungen in den meisten Fällen mit bestimmten Betriebszuständen der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung zusammenhängen, aus, um in beliebig genauer Abstrahierung die aufgenommenen PET-Daten verschiedenen Betriebszuständen zuzuordnen. Dies ist möglich, da die verwendeten Magnetresonanzsequenzen ja bereits vorher bekannt sind, d. h., es ist bekannt, zu welchem Zeitpunkt welcher Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung vorliegt. Auch bezüglich der PET-Daten wird letztlich für jedes Ereignis aufgezeichnet, zu welchem Zeitpunkt es auftrat. Auf diese Weise ist es möglich, die PET-Daten zeitlich zu gruppieren und festzustellen, bei welchem Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung sie aufgenommen wurden.
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Die gleichen Betriebszuständen der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung zugeordneten PET-Daten bilden mithin Datengruppen. Diese Datengruppen werden dann mit den gesamten aufgenommenen PET-Daten oder wenigstens einer anderen Datengruppe verglichen, um ein Ähnlichkeitsmaß zu ermitteln. Liegt eine Störung der PET-Datenaufnahme vor, so ist eine große Abweichung von den übrigen Daten in den anderen Betriebszuständen zu erwarten, so dass bei einem einen Schwellwert unterschreitenden Ähnlichkeitsmaß eine Störung der PET-Datenaufnahme mit hoher Wahrscheinlichkeit festgestellt werden kann. Die PET-Daten einer derart von den anderen PET-Daten abweichenden Datengruppe werden in der Folge der Auswertung der restlichen Daten entzogen, indem sie entweder von vorneherein als fehlerhaft verworfen werden oder gesondert weiter ausgewertet werden, wenn beispielsweise doch noch eine Korrektur denkbar ist oder die Störung nicht schwerwiegend genug ist, um die weitere Auswertung verfälschend zu beeinflussen.
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Anders ausgedrückt sollten unter ungestörten Bedingungen die PET-Daten nur zufällige Streuungen über die Zeit zeigen (Rauschen), so dass letztlich alle Datengruppen eine sehr hohe Korrelation aufweisen sollten und zu identischen Bildern wie die PET-Gesamtdaten führen sollten. Dies ändert sich, wenn beispielsweise PET-Daten, die während der steigenden Flanke eines Gradienten gemessen wurden, gestört sind, denn in einem solchen Fall zeigt die gestörte Datengruppe ein sehr geringes Ähnlichkeitsmaß, während alle anderen Datengruppen ein hohes Ähnlichkeitsmaß zeigen.
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Zusammenfassend ermöglicht es die Erfindung also, magnetresonanzbedingte PET-Störungen durch die Einteilung der PET-Daten gemäß durch die Pulssequenz bestimmter Betriebszustände der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung und die Ermittlung der Ähnlichkeit zwischen den entstehenden Datengruppen festzustellen. Damit kann vorteilhafterweise eine automatische Detektion und gegebenenfalls, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird, Korrektur von magnetresonanzbedingten PET-Störungen erreicht werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass bestimmten Betriebszuständen der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung zugeordnete Zustandsklassen definiert werden, wobei jeder in einer Pulssequenz auftretenden Zustandsklasse eine Datengruppe zugeordnet wird. In dieser Ausgestaltung sind bestimmte, insbesondere vordefinierte Zustandsklassen definiert, die bestimmten Betriebseigenschaften der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung entsprechen, welche selbstverständlich auch während einer oder mehrerer Pulssequenzen mehrfach auftreten können. Alle PET-Daten, die während einem Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurden, der dem der Zustandsklasse entspricht, werden dann einer Datengruppe zugeordnet. Im Prinzip kann man sich also vorstellen, dass die PET-Daten in Zeitscheiben aufgeteilt werden, wobei jede Zeitscheibe dem Betriebszustand einer Zustandsklasse entspricht. Die Zeitscheiben, die derselben Zustandsklasse angehören, werden zu einer einzigen Datengruppe zusammengefasst, für die dann das Ähnlichkeitsmaß bestimmt wird.
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Als Betriebszustände können die Aktivität der oder einer Gradientenspule, insbesondere ansteigende und/oder abfallende Flanken und/oder eine konstante Bestromung, und/oder der oder einer Hochfrequenzspule berücksichtigt werden. Dabei sei nochmals hervorgehoben, dass beliebig genau oder abstrahiert vorgegangen werden kann. Beispielsweise können Steigungen und Amplituden bzw. Steigungsbereiche und Amplitudenbereiche für die Gradienten unterschieden werden, wobei es aber genauso denkbar ist, alle Arten von ansteigenden oder abfallenden Flanken der Gradientenströme als einen bestimmten Betriebszustand anzusehen. Auch weitere Komponenten der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung können in ihren Betriebszuständen Berücksichtigung finden. Beispiele hierfür sind Empfangsspulen und elektronische Systeme.
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Gerade bei der Betrachtung von Zustandsklassen sollten jedoch letztlich nicht zu viele Zustandsklassen gewählt werden. Denn bei einer auf die Zustandsklassen bezogenen Statistik kann es vorteilhaft sein, viele Daten zu erhalten, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
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Zweckmäßigerweise können auch dem aktuellen Betriebszustand vorangegangene Betriebszustände bei der Zuordnung zu Datengruppen und/oder der Definition von Zustandsklassen berücksichtigt werden. So kann beispielsweise eine steigende Gradientenflanke nach einer fallenden anders behandelt werden als eine steigende Flanke nach einem Ruhezustand der Gradientenspule.
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Abweichungen und somit geringere Ähnlichkeitsmaße können auch dann auftreten, wenn außerhalb des Betriebszustands der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung liegende Umstände relevant sind, beispielsweise Herzschlag und/oder Atmung eines Patienten. Dabei handelt es sich um periodische Änderungen, die jedoch in den meisten Fällen nicht mit der Pulssequenz korrelieren dürften und sich mithin über die Zeit derart herausmitteln, dass nicht fehlerhaft eine Störung der Aufnahme angenommen wird. Probleme können diesbezüglich allenfalls dann auftreten, wenn die Datengruppen zu speziell gewählt werden, dass nur wenige, gegebenenfalls während eines anderen Herzzustands aufgenommene Daten darin enthalten sind, jedoch auch – und dieser Fall dürfte von größerer praktischer Relevanz sein wenn die Pulssequenzen durch ein Ereignis im Herzzyklus oder im Atemzyklus getriggert werden. Dann kann durchaus eine Korrelation zwischen der Pulssequenz und dem Herzschlag bzw. der Atmung auftreten.
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Eine Berücksichtigung des Patientenzustands kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass bei der Zuordnung der PET-Daten zu den Datengruppen noch wenigstens ein weiterer, insbesondere den Patientenzustand beschreibender Zusatzparameter berücksichtigt wird. Die Datengruppen bzw. die Aufteilung der gesamten PET-Daten sind dann nicht mehr nur aufgrund der Betriebszustände der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung definiert, sondern es wird zusätzlich als unterscheidender Parameter ein Zusatzparameter verwendet, der insbesondere den Patientenzustand beschreibt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die PET-Daten (und somit auch die Datengruppen) der Systole und der Diastole des untersuchten Patienten zugeordnet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei der Berechnung des Ähnlichkeitsmaßes nur PET-Daten berücksichtigt werden, die in den Zusatzparametern übereinstimmen. Beispielsweise können also während der Systole aufgenommene PET-Daten grundsätzlich nur mit solchen verglichen werden, die ebenfalls während der Systole aufgenommen wurden, und diastolische PET-Daten werden ebenso nur untereinander verglichen. Bei kontinuierlichen Zusatzparametern kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass Intervalle definiert werden, innerhalb denen ein Vergleich sinnvoll ist. Durch diese Ausgestaltungen können vorteilhafterweise bei Aufnahmen, auf die Patientenzustände wie Herzschlag und Atmung größeren Einfluss haben oder bei durch Patientenzustände getriggerten Pulssequenzen Einflüsse dieser Patientenzustände auf das Ähnlichkeitsmaß weitgehend ausgeschlossen werden. Nichtsdestotrotz sei angemerkt, dass es auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt, durch den Patientenzustand selbst hervorgerufene Störungen/Fehlmessungen gerade verwerfen zu wollen.
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Ähnlichkeitsmaße sind im Rahmen statistischer Betrachtungen weithin bekannt. Letztlich können beliebige geeignete Ähnlichkeitsmaße verwendet werden, beispielsweise Korrelationsmaße oder ein Chi-Quadrat-Test. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ähnlichkeitsmaß für die Rohdaten (sogenannte „List-Mode-Daten”) und/oder die Sinogramme und/oder Rekonstruktionsdatensätze (also Rekonstruktionen der durch die Datengruppen definierten Teildatensätze) ermittelt werden.
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Wie bereits erwähnt, kann bei der Ermittlung des Ähnlichkeitsmaßes mit den gesamten PET-Daten verglichen werden. Zweckmäßigerweise kann jedoch auch vorgesehen sein, dass als weitere Datengruppe bei der Ermittlung des Ähnlichkeitsmaßes eine einem inaktiven Betriebszustand der Magnetresonanzeinrichtung entsprechende Datengruppe verwendet wird. Eine PET-Datenaufnahme dauert im Vergleich zur Magnetresonanz-Datenaufnahme sehr lange, so dass weite Zeitbereiche vorliegen, in denen keine Komponente der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung aktiv ist – die Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung befindet sich in einem inaktiven Betriebszustand. Dann kann selbstverständlich auch keine Beeinflussung der PET-Daten durch Komponenten der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung erfolgen, so dass mithin davon ausgegangen werden kann, dass die Daten der entsprechenden Datengruppe störungsfrei aufgenommen wurden. Mithin eignen sie sich ideal als eine Vergleichsgrundlage.
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Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Ermittlung des Ähnlichkeitsmaßes bereits während der Aufnahme der PET-Daten erfolgt und bei einem den Schwellwert unterschreitenden Ähnlichkeitsmaß für wenigstens eine Datengruppe die PET-Datenaufnahme entsprechend verlängert wird. Die Ermittlung des Ähnlichkeitsmaßes kann beispielsweise während der PET-Datenaufnahme bereits erfolgen, wenn eine hinreichende Datenbasis vorhanden ist; beispielsweise also bei einer Datenmenge, die einen bestimmten Wert überschreitet, oder bei einer Zahl von Datengruppen, die eine bestimmte Zahl überschreitet. Dann kann bereits während der PET-Datenaufnahme überprüft werden, ob bei Betriebszuständen Störungen aufgetreten sind und PET-Daten der normalen Auswertung entzogen werden müssen. Das bedeutet aber, dass letztlich weniger auswertbare PET-Daten vorlägen. Dies ist unerwünscht, so dass bei noch laufender PET-Datenaufnahme vorgesehen sein kann, die PET-Datenaufnahme um eine Zeitspanne zu verlängern, die der Aufnahmezeit der abweichenden Datengruppe entspricht. So kann sichergestellt werden, dass in jedem Fall hinreichend viele PET-Daten vorliegen.
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Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass PET-Daten einer Datengruppe, die eine Störung der Datenaufnahme anzeigen, indem das Ähnlichkeitsmaß zu niedrig ist, schlichtweg verworfen werden. Ist jedoch beispielsweise der zu der Störung führende Effekt bekannt und kann korrigiert werden, so kann im Rahmen der gesonderten Auswertung eine Korrektur der PET-Daten der abweichenden Datengruppe erfolgen. Denkbar ist es jedoch auch, dass, selbst wenn die Natur des Effekts selber nicht genau bekannt ist, die Daten trotzdem noch verwertbare Informationen erhalten können. Daher kann im Rahmen der gesonderten Auswertung alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass aus den PET-Daten der abweichenden Datengruppe ein Rekonstruktionsdatensatz ermittelt wird und, insbesondere gleichzeitig mit einem Rekonstruktionsdatensatz der übrigen PET-Daten, einem Benutzer anzeigt wird. Der Benutzer kann dann folglich entscheiden, ob die PET-Daten der abweichenden Datengruppe verworfen werden sollen oder gar doch wieder mit in die übrigen PET-Daten eingefügt werden sollen. Denkbar ist es natürlich auch, dass der Benutzer die abweichenden PET-Daten vorhalten und getrennt auswerten möchte.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass Informationen bezüglich abweichender Datengruppen, insbesondere die Zustandsklasse und/oder die Größe der Abweichung, in einer Datenbank gespeichert werden. Auf diese Weise wird quasi nachverfolgt, bei welchen Betriebszuständen der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung Störungen des PET-Aufnahmebetriebs auftraten, so dass diese Daten gegebenenfalls später einer eigenen statistischen Analyse unterzogen werden können, um festzustellen, unter welchen Umständen Fehler auftreten und gegebenenfalls deren Ursache aufzufinden. Dies kann dann auch beispielsweise zu einer Möglichkeit führen, diese Daten in Rahmen der gesonderten Auswertung zu korrigieren und sie wieder den übrigen PET-Daten zuzufügen. Es ist auch denkbar, dass weitere Zusatzinformationen in der Datenbank gespeichert werden, insbesondere solche, die Umgebungsbedingungen, beispielsweise die Temperatur, beschreiben. Mit der Zeit tritt also immer klarer hervor, bei welchen Betriebszuständen, insbesondere bei welcher Zustandsklasse, PET-Störungen auftreten. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass durch Auswertung der Informationen wenigstens ein Betriebszustand, insbesondere eine Zustandsklasse, ermittelt wird, in der es zu Abweichungen kommt, wobei während dieses Betriebszustands aufgenommene PET-Daten verworfen werden. Auf diese Weise bildet das erfindungsgemäße Verfahren also die Grundlage für eine Lernfunktion, so dass beispielsweise für jede individuelle kombinierte Magnetresonanz-PET-Vorrichtung festgestellt werden kann, wann Störungen auftreten können. Allgemein oder nur in einem bestimmten Betriebsmodus, beispielsweise einem schnellen Betriebsmodus, können Daten während solcher Betriebszustände bzw. Zustandsklassen dann gleich verworfen werden. Insbesondere kann in einem solchen schnellen Betriebsmodus dann vorgesehen sein, dass keine Ermittlung von Ähnlichkeitsmaßen mehr erfolgt.
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In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Unterschreitung des Schwellwerts eine Warnmeldung ausgegeben wird und/oder nach der Aufnahme aller PET-Daten ein Anteil nicht zu einer Unterschreitung des Schwellwerts führender PET-Daten angezeigt wird. Auf diese Weise wird folglich der Benutzer genau darüber informiert, ob Störungen aufgetreten sind und im zweiten Fall sogar darüber, welchen Anteil der PET-Daten dies betrifft. Diese Information kann dann beispielsweise im Rahmen der Auswertung berücksichtigt werden oder es kann vorgesehen werden, doch noch eine weitere PET-Aufnahme anzufertigen. Läuft die PET-Aufnahme noch, so kann der Benutzer auch veranlassen, dass die PET-Datenaufnahme verlängert wird. Selbstverständlich können neben den beiden hier genannten Informationen auch weitere Informationen gesammelt und ausgegeben werden.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine kombinierte Magnetresonanz-PET-Vorrichtung mit einem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Steuergerät. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen.
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Mit einer solchen Vorrichtung ist es folglich, gegebenenfalls bereits während der Datenaufnahme, möglich, zu überprüfen, ob Störungen der PET-Datenaufnahme vorlagen und diese Daten der weiteren Betrachtung zu entziehen, so dass insgesamt eine sicherere und verlässlichere Auswertung der PET-Daten ermöglicht wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze zur Aufteilung der PET-Daten in Datengruppen,
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2 einen eine beispielhafte Störung der PET-Datenaufnahme zeigenden Graphen und
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3 eine erfindungsgemäße kombinierte Magnetresonanz-PET-Einrichtung.
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Zunächst soll nun das erfindungsgemäße Verfahren anhand der 1 näher erläutert werden. Dabei werden gleichzeitig mit PET-Daten 1 in einer kombinierten Magnetresonanz-PET-Vorrichtung Magnetresonanzdaten aufgenommen, wozu eine Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung mit drei Gradientenspulen und in diesem Fall einer Hochfrequenzspule angesteuert wird. Die Ansteuerung erfolgt anhand einer durch den oberen Teil der 1 repräsentierten Pulssequenz 2, wobei hier nur die Hochfrequenzpulse 3 und die Gradientenaktivität 4 dargestellt sind. Zur einfacheren Darstellung wurden sämtliche Gradientenspulen hier zur Bildung der Gradientenaktivitäten 4 zusammengefasst; selbstverständlich ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens aber auch möglich, jede Gradientenspule für sich zu betrachten.
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Die Hochfrequenzpulse 3 und die Gradientenaktivität 4 definieren letztlich Betriebszustände der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung. Verschiedene Betriebszustände, die durch die Pulssequenz 2 charakterisiert werden, werden dabei in Zustandsklassen zusammengefasst. Bei der in 1 beispielhaft vorgenommenen groben Einteilung liegen letztlich fünf verschiedene Zustandsklassen A–E vor. In der Zustandsklasse A liegt eine ansteigende Gradientenflanke vor, ohne dass ein Hochfrequenzpuls gegeben wird. Die Zustandsklasse B zeichnet sich durch einen konstanten Gradientenstrom aus, wobei gleichzeitig ein Hochfrequenzpuls 3 gegeben wird. Die Zustandsklasse C bezeichnet eine absteigende Flanke des Gradientenstroms ohne Hochfrequenzpuls 3, die Zustandsklasse D einen konstanten Gradientenstrom ohne gleichzeitigen Hochfrequenzpuls 3. Schließlich ist in 2 noch die Zustandsklasse E zu erkennen, in der die Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung inaktiv ist, das bedeutet, es liegt weder eine Gradientenaktivität 4 noch ein Hochfrequenzpuls 3 vor.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Einteilung in Zustandsklassen letztlich beliebig abstrakt oder genau vorgenommen werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, nach den einzelnen Gradientenspulen zu differenzieren oder gar Intervalle für die Steigungen der Flanken oder die Höhe des Konstantstroms zu definieren und damit die Zustandsklassen weiter zu unterteilen. Auch weitere Komponenten der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung und ihr Betriebszustand können berücksichtigt werden, beispielsweise Empfangsspulen und elektronische Systeme. Insbesondere sei jedoch hervorgehoben, dass es auch denkbar ist, vorangegangene Betriebszustände bei der Definition der Zustandsklassen zu berücksichtigen. So kann beispielsweise eine ansteigende Flanke, die unmittelbar auf eine abfallende Flanke folgt, anders beurteilt werden als eine ansteigende Flanke, die auf einen Ruhezustand folgt. In diesem Fall wäre, im Beispiel der 2 gesprochen, der zweite Anstieg des Gradientenstroms dann einer anderen Zustandsklasse, beispielsweise einer Klasse A', zuzuordnen.
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Auf diese Weise ist es mithin möglich, den zeitlichen Ablauf der Pulssequenz 2 in unterschiedliche, einer Zustandsklasse zugeordnete Zeitabschnitte zu unterteilen, die sich mithin durch den jeweiligen Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung unterscheiden.
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Es sei an dieser Stelle schon angemerkt, dass es in manchen Fällen sinnvoll sein kann, auch Zusatzparameter zu verwenden, die sich insbesondere auf den Zustand des aufzunehmenden Patienten beziehen können. Beispielsweise kann eine weitere Unterteilung der Zustandsklassen danach getroffen werden, ob gerade ein systolischer oder ein diastolischer Zustand vorliegt. Auch hier können selbstverständlich genauere Einteilungen vorgenommen werden, wobei darauf hinzuweisen ist, dass dann im weiteren Verlauf lediglich PET-Daten mit vergleichbaren Zusatzparametern verglichen werden.
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Nachdem anhand der Pulssequenz 2 die entsprechende Zeiteinteilung vorgenommen wurde, ist es möglich, die PET-Daten 1 nach ihrem Aufnahmezeitpunkt jeweils einer Datengruppe 5–9 zuzuordnen. Dabei werden alle PET-Daten 1, die in der Zustandsklasse A aufgenommen wurden, der Gruppe 5 zugeordnet, alle PET-Daten 1, die in der Zustandsklasse B aufgenommen wurden, der Datengruppe 6 zugeordnet, alle PET-Daten 1, die in der Zustandsklasse C aufgenommen wurden, der Datengruppe 7, alle PET-Daten 1, die in der Zustandsklasse D aufgenommen wurden, der Datengruppe 8 und alle PET-Daten 1, die in der Zustandsklasse E aufgenommen wurden, der Datengruppe 9 zugeordnet. Die gesamten PET-Daten 1 werden also in Teildatensätze, nämlich die Datengruppen 5–9, eingeteilt, wie durch die Pfeile 10 in 2 auch optisch dargestellt wird.
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In anderen Worten kann man sagen, dass durch die eingezeichnete Einteilung der Pulssequenz 2 die PET-Daten 1 in Zeitscheiben zerschnitten werden, wobei einem gleichen bzw. vergleichbaren Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung zugeordnete Zeitscheiben dann wiederum zu einer Datengruppe 5–9 zusammengefasst werden.
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In einem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun vorgesehen, für jede Datengruppe 5–9 ein Ähnlichkeitsmaß bezüglich eines Vergleichsdatensatzes zu ermitteln. Dieser Vergleichsdatensatz können die gesamten PET-Daten 1 sein, jedoch ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass jeweils die Datengruppen 5, 6, 7 und 8 mit der Datengruppe 9 verglichen werden, die ja die PET-Daten 1 enthält, die bei inaktivem Magnetresonanzaufnahmesystem aufgenommen wurden. Hier kann also keine durch die Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung bedingte Störung der PET-Datenaufnahme vorliegen.
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Das Ähnlichkeitsmaß, das beispielsweise auf einem Chi-Quadrat-Test basieren kann, gibt an, wie ähnlich sich die verglichenen PET-Daten sind, wobei die Rohdaten, die Sinogramme und/oder gar bereits rekonstruierte Rekonstruktionsdatensätze verglichen werden können. Unterschreitet das für eine Datengruppe 5–9 bestimmte Ähnlichkeitsmaß einen Schwellwert, so wird davon ausgegangen, dass in dem entsprechenden Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung eine Störung der PET-Datenaufnahme vorlag.
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Dies soll im Hinblick auf 2 an einem Beispiel näher erläutert werden. Dort sind zwei Graphen dargestellt, wobei der obere Graph eine Gradientenaktivität 11 zeigt, der untere Graph ein PET-Signal 12. Ersichtlich kommt es immer dann, wenn eine steigende Flanke 13 des Gradientenstromes vorliegt, zu einer deutlich erkennbaren Störung 14 im PET-Signal 12.
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Diese Störungen 14 treten folglich in der Zustandsklasse A aus 1 auf. Im Ergebnis bedeutet das, dass als Ähnlichkeitsmaß für die Datengruppe 5 ein den Schwellwert unterschreitender, geringer Wert gefunden wird, während für die Datengruppen 6, 7, 8 und 9 ein hoher Ähnlichkeitswert angezeigt wird, das bedeutet, die Daten korrelieren deutlich.
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Die PET-Daten der Datengruppe 5 werden nach dieser Feststellung der weiteren, üblichen Auswertung der PET-Daten 1 entzogen. Es kann vorgesehen sein, dass sie einfach verworfen werden, denkbar ist jedoch auch, dass sie einer gesonderten Auswertung unterzogen werden, beispielsweise, falls eine Korrektur bekannt ist, diese Korrektur auf sie angewandt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass aus den Daten der Datengruppe 5 ein eigener Rekonstruktionsdatensatz ermittelt wird und gleichzeitig mit dem aus den übrigen PET-Daten der Datengruppen 6, 7, 8 und 9 ermittelten Rekonstruktionsdatensatz angezeigt wird, so dass ein Benutzer entscheiden kann, wie mit den Daten weiter zu verfahren ist bzw., ob diese noch auswertbar oder verwertbare Informationen enthalten.
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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren bereits durchgeführt, während die PET-Datenaufnahme noch läuft, nämlich sobald eine hinreichende Datenbasis vorhanden ist. Dann kann zum einen vorgesehen sein, dass dann, wenn ein den Schwellwert unterschreitendes Ähnlichkeitsmaß vorliegt, eine Warnung oder dergleichen ausgegeben wird, so dass ein Benutzer erfährt, dass ein Teil seiner Daten vermutlich unbrauchbar sein wird. In jedem Fall ist aber vorgesehen, dass, sobald eine abweichende Datengruppe, im Beispiel die Datengruppe 5, festgestellt wird, die PET-Datenaufnahme automatisch um die Zeit verlängert wird, in der der Betriebszustand der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung der Zustandsklasse, hier Zustandsklasse A, entspricht. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass trotz des Verlustes der gestörten Daten eine ausreichende, insbesondere für jeden Aufnahmevorgang konstante, Menge an auswertbaren PET-Daten 1 vorliegt.
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In jedem Fall ist es sinnvoll, dem Benutzer danach anzuzeigen, welcher Anteil der PET-Daten 1 als störungsbelastet festgestellt wurde.
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Nach jeder PET-Datenaufnahme werden Informationen bezüglich aufgefundener, abweichender Datengruppen in eine Datenbank eingespeichert. Diese umfassen im Vorliegenden Fall die Zustandsklasse und die Größe der Abweichung, gegebenenfalls dargestellt über das Ähnlichkeitsmaß, wobei selbstverständlich auch noch andere Informationen mit in der Datenbank gespeichert werden können, insbesondere auch weitere Gesamtzustandsinformationen der Magnetresonanz-PET-Vorrichtung und ihrer Umgebung. Ein Beispiel für eine solche Zusatzinformation wäre beispielsweise ein Temperaturmesswert, da sich gezeigt hat, dass manche Störungen nur unter bestimmten Temperaturen auftreten. Im vorliegenden Fall würde also in der Datenbank die Information vorgehalten werden, dass in der Zustandsklasse A Störungen einer bestimmten Größe aufgetreten sind.
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Die Informationen in der Datenbank werden nun weiter ausgewertet, um festzustellen, unter welchen Bedingungen in welchen Betriebszuständen Störungen der PET-Messung auftreten. Dann kann insbesondere ein Betriebsmodus verwendet werden, in dem keine Ermittlung des Ähnlichkeitsmaßes mehr erfolgt, sondern PET-Daten, die in einem für Störungen bekannten Betriebszustand aufgenommen wurden, gleich verworfen werden und nicht an der Auswertung teilhaben. Selbstverständlich können auch hierbei weitere Informationen über die Umstände Berücksichtigung finden, beispielsweise eine Temperaturinformation, wenn die Störung nur in einem bestimmten Temperaturbereich stattfindet. So ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, über die Zeit eine Datenbank zu erstellen, durch die für die individuelle Magnetresonanz-PET-Vorrichtung Zustände identifiziert werden können, bei denen eine Störung der PET-Datenaufnahme durch die Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung, konkret die verwendete Pulssequenz 2, auftritt.
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3 zeigt schließlich eine erfindungsgemäße kombinierte Magnetresonanz-PET-Vorrichtung 15 in einer Prinzipskizze. Innerhalb einer Patientenaufnahme 16 eines Grundmagneten 17 sind zunächst als Teile einer Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung eine Hochfrequenzspule 18 und Gradientenspule 19 angeordnet. Innen eingeschoben ist ferner ein PET-Detektorring 20. Zur Steuerung der Vorrichtung 15 ist ferner ein Steuergerät 21 vorhanden.
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Um festzustellen, bei welchen Betriebszuständen der Magnetresonanzaufnahmeeinrichtung, insbesondere der Gradientenspule 19 und Hochfrequenzspule 18, Störungen bei der PET-Datenaufnahme auftreten, ist das Steuergerät 21 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es oben bereits beschrieben wurde, ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- PET-Daten
- 2
- Pulssequenz
- 3
- Hochfrequenzpuls
- 4
- Gradientenaktivität
- 5
- Datengruppe
- 6
- Datengruppe
- 7
- Datengruppe
- 8
- Datengruppe
- 9
- Datengruppe
- 10
- Pfeil
- 11
- Gradientenaktivität
- 12
- PET-Signal
- 13
- Flanke
- 14
- Störung
- 15
- Magnetresonanz-PET-Vorrichtung
- 16
- Patientenaufnahme
- 17
- Grundmagnet
- 18
- Hochfrequenzspule
- 19
- Gradientenspule
- 20
- PET-Detektorring
- 21
- Steuergerät
- A
- Zustandsklasse
- B
- Zustandsklasse
- C
- Zustandsklasse
- D
- Zustandsklasse
- E
- Zustandsklasse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007007623 A1 [0004]
- DE 102005015071 A1 [0004]
