DE102012107926A1

DE102012107926A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Kontrastmittelanreicherung

Info

Publication number: DE102012107926A1
Application number: DE102012107926.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Wawro
Original assignee: Digital Medics GmbH
Current assignee: Digital Medics GmbH
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-05-28
Also published as: EP2890994A1; US20150247909A1; WO2014033163A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln einer einem Unterzeitabschnitt eines zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf Daten einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz und basierend auf Daten einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, wobei der erste Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in einem ersten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist, wobei der zweite Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in dem zweiten Zeitabschnitt, welcher unterschiedlich zum ersten Zeitabschnitt ist, aufgenommen worden ist, wobei die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet sind und die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz.

Description

Der Gegenstand betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung bei einer kontrastmittelverstärkten Magnetresonanzaufnahme (MRT).
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist in den letzten 20 Jahren zu einem der wichtigsten nicht-invasiven bildgebenden Verfahren in der diagnostischen Radiologie geworden. Das Prinzip der MRT beruht auf der Aussendung einer Sequenz von transienten Radiofrequenzimpulsen (RF-Impulse) 110 auf ein Objekt (bspw. ein Mensch oder ein Tier) mit dem Koordinatensystem x = (x, y, z) welches in einem starken (beispielsweise >= 0.5T) statischen Magnetfeld platziert ist. Das statische Feld, auch als B →₀-Feld bezeichnet, stellt sicher, dass die magnetischen Momente der im Objekt 120 befindlichen Atomkerne (die Momente entstehen durch deren Spins) entlang der Feldlinien ausgerichtet sind. Durch die Einstrahlung der vorbezeichneten RF-Impulses 110 auf dieses Objekt 120, wie exemplarisch in 1a dargestellt, werden die ausgerichteten magnetischen Momente kurzzeitig ausgelenkt um dann in mit ihrem magnetischen Moment in abnehmender Amplitude um die Feldlinien des B →₀-Feldes zu präzedieren. Die Frequenz dieser Präzessionsbewegung wird Larmor-Frequenz (f_L) genannt und es gilt:
wobei γ die gyromagnetische Konstante bezeichnet. Um die Spins innerhalb des gegebenen Magnetfeldes auszurichten, müssen die transienten RF-Impulse mit der Larmor-Frequenz gesendet werden. Die Präzession der Spins wiederum senden ein elektromagnetisches Signal 130 aus, welches mittels geeigneter Antennen, in der Regel nach einer Echozeit T_E, aufgezeichnet und der weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Die Feldstärke des eingestrahlten RF-Impulses bestimmt dabei den Auslenkungs- oder Flipwinkel der Spins. Diese Art der MRT wird als Gradientenechosequenz bezeichnet. Eine weitere Art der Aufzeichnungstechnik ist die sogenannte Spinechosequenz, bei der nach der Einstrahlung des RF-Impulses zum Zeitpunkt
ein weiterer RF-Impuls eingestrahlt wird, der die Spins um 180° dreht. In beiden Fällen beginnen die Antennen mit der Aufzeichnung der von dem Objekt als Antwort abgestrahlten Radiowellen nach der Zeit T_E. Das aufgezeichnete Signal wird dann diskretisiert und zur Weiterverarbeitung in ein digitales Rechnersystem eingespeist.
Um in einer MRT-Aufnahme verschiedene chemische Zusammensetzungen (bspw. verschiedene Gewebetypen) zu differenzieren, wird ausgenutzt, dass die gyromagnetische Konstante γ in Abhängigkeit zu einer spezifischen Klasse von Atomkern steht. In der Regel wird hier das Wasserstoffatomkern (¹H-Proton) genutzt, da dieses im Körper in allen Geweben in unterschiedlicher Konzentration bzw. chemischer Bindung vorkommt. Die Konzentration respektive die chemische Bindung des Wasserstoffs hat Einfluss auf die Amplitude des aufgezeichneten Signals sowie auf die Zeit, die die angeregten Atome benötigen, um wieder gemäß des statischen B →₀-Feldes ausgerichtet zu sein und damit keine Radiowellen mehr abzustrahlen. Diese Zeitspanne wird als Relaxationszeit bezeichnet, wobei zwei Komponenten dieser Zeitspanne unterschieden werden: die T₁-Relaxation und die T₂-Relaxation. Die T₁-Relaxation bezeichnet dabei die Zeit, die benötigt wird um ca. 63% der Magnetisierung in Richtung des B →₀-Feldes zu erreichen und die T₂-Relaxation bezeichnet die Zeitspanne, die benötigt wird um 33% der initialen Quermagnetisierung, orthogonal zum B →₀-Feld, zu erreichen. Diese zweite Relaxationszeit ergibt sich aus dem Verlust der Phasenkohärenz der Präzessionsbewegung nach der Einstrahlung des RF-Impulses.
Unter der Annahme, dass das B →₀-Feld (weitestgehend) homogen ist, werden so nach der Einstrahlung des RF-Impulses 110 mit der passenden Larmor-Frequenz die Wasserstoffprotonen im gesamten Objekt ausgelenkt und strahlen danach ihrerseits Radiowellen ab. Um eine räumliche Kodierung des Objektes zu erzeugen, ist ein weiteres (lineares) Magnetfeld, das sogenannte Gradientenfeld G → = (G_x, G_y, G_z) notwendig. Dieses wird vor und nach der Einstrahlung des RF-Impulses angelegt, um so ein räumlich variables Magnetfeld B →(x) mit: B →(x) = B →₀ + G →(x) zu erzeugen. Damit variiert auch die Präzessionsfrequenz mit einer räumlichen Änderung von:
Daher werden durch den RF-Impuls bei Vorhandensein des Gradientenfeldes zum Zeitpunkt des Aussendens nur die Bereiche S_E des Objektes exzitiert, die die Bedingung:
erfüllen. Entsprechend werden durch die Antennen auch nur Signale aus dem Bereich S_E empfangen. Um das Signal in weitere Raumrichtungen zu differenzieren werden zwei weitere Techniken genutzt: die Frequenzkodierung und die Phasenkodierung. Bei diesen Techniken werden die von den exzitierten Objektbereichen ausgestrahlten Radiofrequenzwellen 130 in Sequenzen aufgezeichnet und in einem Vektorraum, den man als k-Raum bezeichnet, angeordnet. Im Falle eines (nahezu) zweidimensionalen exzitierten Bereiches, ist der k-Raum zweidimensional. Bei Volumensequenzaufnahmen ist der k-Raum dreidimensional. Die Frequenzkodierung ändert das Gradientenfeld nach dem initialen RF-Impuls, so dass der Gradient während der Aufnahmephase innerhalb einer Ebene des exzitierten Bereiches S_E in eine vorgegebene Richtung verläuft. Dieses Gradientenfeld verändert die Frequenz der von S_E abgestrahlten Radiowellen 130 in Abhängigkeit von der Position entlang der Frequenzkodierungsrichtung. Das so aufgezeichnete Signal 130 wird innerhalb des k-Raums 140 beispielsweise in einer Zeile oder Spalte abgelegt, wie es beispielhaft in 1a für eine exemplarische 2D-Aufnahme dargestellt ist. Um die verbliebene zweite Ebenenrichtung zu kodieren, werden sequentiell RF-Impulse in das Objekt gesendet, bei denen innerhalb des T_E Intervalls kurzzeitig ein entsprechendes Gradientenfeld in die verbliebene Richtung angelegt wird. Dieses Feld sorgt während der Anlegezeit, analog zur Frequenzkodierung, für eine Frequenzänderung und nach dem Abschalten des Feldes sind die Spins der Protonen in der Phasenlage entlang des Gradienten verschoben. Die Antennen beginnen dann nach Ablauf der T_E Zeit mit der Aufzeichnung während das Gradientenfeld für die Frequenzkodierung aufgeschaltet ist. Dieser Vorgang wird sequentiell mit steigendem Phasengradientenfeld wiederholt während die Ergebnisse entsprechend der verbliebenen Richtung im k-Raum abgelegt werden. Die Zeitspanne zwischen zwei Phasenkodierungsschritten wird Repetitionszeit T_R genannt.
Die MRT ist nicht auf zweidimensionale Abbildungen beschränkt. Es existieren verschiedene Techniken, um mit diesem Verfahren 3D-Volumendaten zu akquirieren. Eine dieser Techniken besteht darin, zwei ineinander verschachtelte Phasenkodierungsschritte zu nutzen. Man bezeichnet nun die Koordinaten des 3D k-Raums mit k = (k₁, k₂, k₃) und legt k₁ als die Frequenzkodierungsrichtung und k₂ und k₃ als die beiden Phasenkodierungsrichtungen fest. Analog zum 2D-Verfahren wird durch den RF-Impuls hier das gesamte Subvolumen angeregt und damit enthält jede Zeile im k-Raum Informationen aus allen Wasserstoffkernen des Subvolumens.
Die akquirierten k-Raum Daten enthalten die Signalantwort in Bezug auf Amplitude, Frequenz- und Phasenlage während der Akquisition, stellen jedoch kein Bild des untersuchten Objekts dar. Vielmehr messen die Antennen die transversale Magnetisierung der präzedierenden Wasserstoffkerne, die eine 2D-Quantität darstellt. Eine bevorzugte Schreibweise für die Kernmagnetisierung nutzt daher komplexe Zahlen der Form:
wobei T die Zeitspanne für die jeweilige Komponente des Gradientenfeldes G → darstellt. Das Gesamtsignal, das damit für das gesamte Objekt aufgezeichnet wird, ist damit gegeben als:
Setzt man nun k₁ = γG →_xT_x, k₂ = γG →_yT_y und k₃ = γG →_zT_z, lässt sich Gleichung (1) für diesen beispielhaften 3D-Fall schreiben als:
welches exakt die Fourier-Transformation F(l, m, n) der Signaldichte I(x, y, z) ist.
Betrachtet man ein infinitesimal kleines Subvolumen innerhalb des Objektes, dann ist die Signaldichte (oder Amplitude), die von den Antennen aufgezeichnet wird, abhängig von der Art der Aufnahmesequenz. Für eine Gradientenechosequenz ist die Signaldichte gegeben als:
wobei α den Flipwinkel, der initiale Winkel um den der RF-Puls die Longitudinalachse in the transversale Richtung auslenkt, ist. Der Parameter T • / 2 bezeichnet die Relaxationszeit für die T₂ Relaxation unter Berücksichtigung lokaler Inhomogenitäten und ρ bezeichnet die Protonendichte innerhalb des Subvolumens. Für Spin-Echo Sequenzen ist die Signaldichte definiert durch:
Die dynamische Kontrastmittel-MRT wird in der medizinischen Bildgebung vielfältig – von der Perfusionsanalyse bis hin zur Tumordetektion – eingesetzt. Das Prinzip hinter dieser Methode besteht darin, zunächst die Bilder (2D) oder Volumendaten (3D) des Patienten in nativer Form (d. h. ohne die Gabe von Kontrastmittel) zu akquirieren. Anschließend wird dem Patienten ein Kontrastmittel injiziert, das die Relaxationszeit in der Umgebung von Kontrastmittelpartikeln konzentrationsabhängig verändert.
Nach der Injektion des Kontrastmittels werden dieselben Bereiche des Patienten erneut in vorgeschriebenen Zeitintervallen aufgenommen. Das Ergebnis dieser Prozedur ist eine Zeitreihe bei der sich die Konzentrationen des Kontrastmittels in Gewebe und den Blutgefäßen je nach Zeitpunkt unterscheiden und sich Aufschlüsse über die Pharmakokinetik des Kontrastmittels und den damit verbundenen diagnostischen und therapeutischen Konsequenzen ergeben.
Ein signifikantes Problem in der oben beschriebenen Prozedur ist die temporale Auflösung in der Bildakquisition. Diese liegt technisch bedingt (weit) unterhalb der benötigten Auflösung um eine hinreichend adäquate Beurteilung der Pharmakokinetik des Kontrastmittels zu erreichen.
1b zeigt exemplarisch den zeitlichen Verlauf einer beispielhaften Kontrastmittelanreicherung im Körper des Patienten 130 nach Injektion des Kontrastmittels, wobei die Intensität der Kontrastmittelanreichung auf der y-Achse 150 dargestellt ist.
Eine 3D-Gradientenechosequenz für die MRT-Mammographie benötigt zum Beispiel 40–120 s für einen „Zeitpunkt” der Zeitreihe, d. h. für die Aufzeichnung eines vollständigen Datensatzes im k-Raum, wobei ca. 6–8 solcher Sequenzen für eine vollständige Akquisition benötigt werden. Eine physikalisch korrekte Modellierung der Pharmakokinetik setzt die Kenntnis einer arteriellen Inputfunktion (AIF) voraus, die im wesentlichen aus der Kontrastmittelkonzentration zu verschiedenen Zeitpunkten in einem großen arteriellen Gefäß ermittelt wird. Die technische Auflösung von 40–120 s ist im Vergleich zu den benötigten 3–5 s für die akkurate Messung einer AIF um mindestens eine Größenordnung zu niedrig.
Aus den zuvor aufgezeigten Nachteilen lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung mit einer verbesserten Schätzung einer Kontrastmittelkonzentration zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gegenständlich gelöst durch ein Verfahren, umfassend das Ermitteln einer einem Unterzeitabschnitt eines zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz und basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, wobei der erste Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in einem ersten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist, und wobei der zweite Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in dem zweiten Zeitabschnitt, welcher unterschiedlich zum ersten Zeitabschnitt ist, aufgenommen worden ist, wobei die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet sind und die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz.
Diese Aufgabe wird gegenständlich gelöst durch ein Computerprogramm-Produkt zum Ermitteln einer einem Unterzeitabschnitt eines zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz und basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, wobei das Computerprogramm-Produkt ein Programm zum Durchführen des Verfahrens umfasst.
Diese Aufgabe wird gegenständlich gelöst durch eine Vorrichtung, umfassend Mittel zum Durchführen des Verfahrens, insbesondere Mittel zum Ermitteln einer einem Unterzeitabschnitt eines zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz und basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, wobei der erste Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in einem ersten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist, und wobei der zweite Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in dem zweiten Zeitabschnitt, welcher unterschiedlich zum ersten Zeitabschnitt ist, aufgenommen worden ist, wobei die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet sind und die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz.
Diese Aufgabe wird ferner gegenständlich gelöst durch eine Vorrichtung, umfassend mindestens einen Prozessor, mindestens einen Computerprogrammcode enthaltenden Speicher, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dazu eingerichtet ist zusammen mit dem mindestens einen Prozessor, die Vorrichtung zumindest das vorstehend erläuterte Verfahren durchzuführen.
Beispielsweise kann das Verfahren das Auswählen der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz umfassen und auch das Auswählen der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz umfassen.
Der mehrdimensionale k-Raum kann beispielsweise ein zweidimensionaler k-Raum entsprechend einer zweidimensionalen MRT-Aufnahme sein, wobei der Datensatz ein zweidimensionales Bild beschreibt, oder der mehrdimensionale k-Raum kann beispielsweise auch ein dreidimensionaler k-Raum entsprechend einer dreidimensionaler MRT-Aufnahme sein, wobei der Datensatz ein dreidimensionales Bild beschreibt und somit einen Volumenbilddatensatz darstellen kann. Der erste Datensatz und/oder der zweite Datensatz kann ein Rohdatensatz einer MRT-Aufnahme sein.
Beispielsweise kann ein während einer MRT-Aufzeichnung im entsprechenden k-Raum aufgenommener Datensatz als Datensatz U α / n dargestellt werden, wobei der Index n für die Nummer des aufgenommenen Datensatzes steht, d. h. beispielsweise für die Zuordnung, dass der aufgenommene Datensatz der n-te Datensatz darstellt, und wobei der optionale Index α die jeweilige Antenne α ∊ {1, ..., A} aus einer Anzahl von A Antennen, d. h. mindestens einer Antenne, angeben kann. Jeder n-te Datensatz U α / n ist somit einem Zeitabschnitt zugeordnet, in welchem die Daten des jeweiligen Datensatzes U α / n aufgezeichnet worden sind.
Die Daten eines akquirierten Datensatzes U α / n sind daher einem Zeitabschnitt zugeordnet, in welchem die Aufzeichnung des Datensatzes U α / n während des Durchlaufens der einzelnen Frequenzschritte und Phasenschritte im k-Raum erfolgt ist.
So kann dieser Zeitabschnitt beispielsweise bei einer dreidimensionalen Gradientenechosequenz für eine MRT-Mammographie zum Beispiel zwischen ca. 40 s und 120 s betragen, wobei der Zeitabschnitt auch hiervon abweichende Werte aufweisen kann.
Beispielsweise kann ein Datensatz U α / n insgesamt m Datenwerte im k-Raum, welche aufeinanderfolgend sein können, umfassen, die beispielsweise während der MRT-Aufzeichnung durch Sampling erfasst werden:
Beispielsweise kann ein jeweiliger Datenwert u α / n,l , (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) genau einem Phasenschritt und genau einem Frequenzschritt zugeordnet sein. Ferner kann beispielsweise ein jeweiliger Datenwert u α / n,l der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) genau einem Aufnahmezeitpunkt innerhalb des Zeitabschnitts des Datensatzes mit l ∊ {1, ..., m} zugeordnet sein.
Je nach eingesetzten MRT-Verfahren können beispielsweise auch mehrere verschiedene Datenwerte u α / n,l , der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) dem gleichen Zeitpunkt bzw. im wesentlichen dem gleichen Zeitpunkt zugeordnet sein. Beispielsweise können Datenwerte u α / n,l , welche dem gleichen Phasenschritt und jeweils verschiedenen Frequenzschritte zugeordnet sein, dem gleichen bzw. im wesentlichen gleichen Zeitpunkt zugeordnet sein, während Datenwerte u α / n,l , welche unterschiedlichen Phasenschritten zugeordnet sind, jeweils verschiedenen Zeitpunkten entsprechend dem zeitlichen Auftreten des jeweiligen Phasenschritts zugeordnet sein können.
Es können jedoch auch sämtliche Datenwerte u α / n,l eines Datensatzes U α / n jeweils verschiedenen Zeitpunkten im Zeitabschnitt zugeordnet sein, wobei der zeitliche Abstand zwischen den aufgezeichneten Datenwerten jeweils gleich sein kann, oder wobei der zeitliche Abstand auch allerdings, je nach dem eingesetzten MRT-Verfahren, zwischen verschiedenen benachbarten Datenwerten unterschiedlich sein. Jeder der Datenwerte ist einem Zeitpunkt innerhalb des Zeitabschnitts des Datensatzes U α / n zugeordnet.
Die Darstellung der Datenwerte des Datensatz U α / n kann auch abweichend von (2) erfolgen, beispielsweise durch eine zwei- oder mehrdimensionale Matrix, in welcher die Datenwerte beispielsweise in Spalten und Zeilen abgelegt werden, d. h. ein jeweiliger Datenwert u α / n,l (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) kann beispielsweise einer Spalte und einer Zeile zugeordnet werden. Die Vielzahl von Datenwerten U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) können daher auch betrachtet werden als spezielle Darstellung eines mehrdimensionalen, wie beispielsweise zwei- oder dreidimensionalen, k-Raumes.
Der verwendete erste Datensatz, welcher ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgezeichnet wurde und welcher dem ersten Zeitabschnitt zugeordnet ist, beispielsweise als U α / 1 dargestellt werden.
Ferner kann der zweite Datensatz, welcher mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgezeichnet wurde und welcher dem zweiten Zeitabschnitt zugeordnet ist, kann beispielsweise als U α / 2 dargestellt werden.
Dieser zweite Zeitabschnitt kann beispielsweise zeitlich nach dem ersten Zeitabschnitt liegen. So kann beispielsweise der erste Datensatz die MRT-Aufnahme eines Patienten ohne Nutzung von Kontrastmittel sein, wobei nach dieser MRT-Aufnahme dem Patienten ein Kontrastmittel injiziert wird, und nach Injektion des Kontrastmittels eine zweite MRT-Aufnahme desselben Patienten, vorzugsweise in der selben Position wie während der ersten MRT-Aufnahme, zur Aufnahme des zweiten Datensatzes erfolgt.
Beispielsweise kann jedoch auch der zweite Datensatz zeitlich vor dem ersten Datensatz aufgenommen werden, d. h. der erste Zeitabschnitt kann beispielsweise auch zeitlich nach dem zweiten Zeitabschnitt liegen. So kann beispielsweise zunächst einem Patienten ein Kontrastmittel injiziert werden, und nach Injektion des Kontrastmittels erfolgt eine MRT-Aufnahme des Patienten zur Aufnahme des zweiten Datensatzes erfolgt. Anschließend wird beispielsweise so lange abgewartet, bis das zugeführte Kontrastmittel keinen wesentlichen Einfluss mehr auf eine MRT-Aufnahme hat, so dass dann eine weitere MRT-Aufnahme desselben Patienten, möglichst in gleicher Position, zur Aufnahme des ersten Datensatzes. Die Aufnahme des ersten Datensatzes ohne Einfluss von Kontrastmittel kann daher beispielsweise auch so verstanden werden, dann der Einfluss des Kontrastmittel vergleichsweise sehr gering ist zum frisch injizierten Kontrastmittel.
Aus dem ersten Datensatz U α / 1 kann beispielsweise eine Untermenge von Daten ausgewählt werden, wobei die Daten der Untermenge einem Unterzeitabschnitt des ersten Zeitabschnitts zugeordnet sind. Die Untermenge von Daten enthält somit weniger Datenwerte als der gesamte erste Datensatz U α / 1 , d. h, der Unterzeitabschnitt stellt einen Ausschnitt des ersten Zeitabschnitts dar. Beispielsweise kann die Untermenge von Daten diejenigen Datenwerte u α / 1,l , mit l ∊ {1, ..., m} umfassen, deren zugeordneten Zeitpunkte innerhalb des Unterzeitabschnitts liegen. Es können beispielsweise sämtliche Datenwerte aus dem erstem Datensatz U α / 1 , welche in dem Unterzeitabschnitt liegen, die Untermenge von Daten darstellen, oder es kann eine Auswahl von Datenwerten aus der Gesamtheit der Datenwerte des ersten Datensatzes, welche in dem Unterzeitabschnitt liegen, die Untermenge von Daten darstellen.
So kann die Untermenge von Daten beispielsweise insgesamt k Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 mit k < m umfassen, deren zugeordnete Zeitpunkte jeweils innerhalb des Unterzeitabschnitts liegen, wobei beispielweise die ausgewählten Datenwerte durch eine Menge von k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} mit x ∊ {1, ..., k} angegeben werden können, so dass beispielsweise ein jeweiliger x-ter Index i_x genau einem der Datenwerte aus den insgesamt k Datenwerte der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 eindeutig zugeordnet ist, wobei der Datenwert u α / 1,i diesem Datenwert entspricht. Somit stellen die Datenwerte
die k Datenwerte der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 dar, wobei beispielsweise die Auswahl der Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 durch die entsprechende Zuordnung der k Indizes i_x zu den entsprechenden Indizes {1, ..., m} im k-Raum vorgenommen werden kann.
Ferner kann beispielsweise aus dem zweiten Datensatz U α / 2 eine Untermenge von Daten ausgewählt werden, wobei die Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 weniger Datenwerte enthält als der gesamte zweite Datensatz U α / 2 , d. h, der Unterzeitabschnitt stellt einen Ausschnitt des zweiten Zeitabschnitts dar. Beispielsweise kann die Untermenge von Daten diejenigen Datenwerte u α / n,l mit l ∊ {1, ..., m} umfassen, deren Zeitpunkte innerhalb des Unterzeitabschnitts des zweiten Zeitabschnitts liegen. Es können beispielsweise sämtliche Datenwerte aus dem zweiten Datensatz U α / 2 , welche in dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts liegen, die Untermenge von Daten darstellen, oder es kann eine Auswahl von Datenwerten aus der Gesamtheit der Datenwerte des zweiten Datensatzes, welche in dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts liegen, als Untermenge von Daten betrachtet werden.
Die relative zeitliche Lage des Unterzeitabschnitts innerhalb des zweiten Zeitabschnitts kann daher der relativen zeitlichen Lage des Unterzeitabschnitts innerhalb des ersten Zeitabschnitts entsprechen, und die Länge des Unterzeitabschnitts des zweiten Zeitabschnitts kann im wesentlichen oder exakt der Länge des Unterzeitabschnitts des ersten Zeitabschnitts entsprechen.
Die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 und die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 weisen dabei die Eigenschaft aus, dass die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 .
Stellt z. B. ein Datenwert der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 den Datenwert u α / 2,l mit l ∊ {1, ..., m} dar, dann kann beispielsweise der entsprechend gleich im k-Raum liegende Datenwert der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz den entsprechenden Datenwert u α / 1,l , darstellen, da der gleiche Index l den jeweils gleichen Punkt im k-Raum darstellt. Somit kann beispielsweise die Untermenge von Daten des ersten Datensatz für jeden Datenwert u α / 2,l der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils einen im gleichen oder im wesentlich gleichen Punkt k-Raum liegenden Datenwert u α / 1,l aufweisen.
Umfasst die Untermenge von Daten des ersten Datensatzes beispielsweise insgesamt k Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 mit k < m, wobei die Datenwerte
die k Datenwerte der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 darstellen, so können die Datenwerte der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 beispielsweise durch die bereits für die Untermenge von Daten des ersten Datensatzes verwendete Menge von k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} mit x ∊ {1, ..., k} angegeben werden, so dass
die k Datenwerte des zweiten Datensatzes U α / 2 darstellen. Diese Zuordnung kann beispielsweise auch umgekehrt erfolgen, d. h., wenn die Datenwerte
die k Datenwerte der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 darstellen, so können die Datenwerte der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 beispielsweise durch eine bereits für die Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes verwendete Menge von k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} mit x ∊ {1, ..., k} angegeben werden, so dass
die k Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 2 darstellen.
Anschließend erfolgt ein Ermitteln eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 und basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 .
Hierbei wird beispielsweise ein einziger Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung für den Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts, im folgenden stets als zweiter Unterzeitabschnitts bezeichnet, ermittelt, wobei die Information ausgenutzt wird, dass die MRT-Aufnahme des ersten Datensatzes ohne Kontrastmittel erfolgt ist und die MRT-Aufnahme des zweiten Datensatzes unter Einfluss des Kontrastmittels erfolgt ist.
Da zur Ermittlung des Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung aus dem zweiten Datensatz diejenigen Daten verwendet werden, die während des zweiten Unterzeitabschnitts aufgezeichnet worden sind, d. h., es werden keine Daten aus dem zweiten Datensatz verwendet, die zwar im zweiten Zeitabschnitt, allerdings außerhalb des zweiten Unterzeitabschnitts liegen, verwendet werden, hat primär die im Körper des Patienten während dieses zweiten Unterzeitabschnitts vorliegende Kontrastmittelanreicherung Einfluss auf die Ermittlung des Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung.
Somit kann mit dem vorliegenden Verfahren die zeitliche Auflösung des ermittelten Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung gegenüber herkömmlichen Verfahren verbessert werden, die den Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf sämtlichen im k-Raum akquirierten Daten durchführen.
Beispielsweise kann durch entsprechende Wahl des Unterzeitabschnitts des zweiten Zeitabschnitts die zeitliche Auflösung des ermittelten Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung vorgegeben werden, beispielsweise einhergehend mit einem Abtausch zwischen der zeitlicher Auflösung und der Genauigkeit des ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung. Bei einem sehr kurz gewählten Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts ist dementsprechend die ausgewählte Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz und die entsprechend ausgewählte Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz relativ gering, d. h. es werden nur wenige Datenwerte verwendet, so dass zwar die zeitliche Auflösung hoch ist, die Genauigkeit des ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung jedoch gegenüber einem basierend auf einem längerem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitt ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung verringert ist.
Die Ermittlung des dem zweiten Unterzeitabschnitt zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz kann durch unterschiedliche Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch ein geeignetes Fittingverfahren, bei welchem ein Wert einer relativer Kontrastmittelanreicherung beispielsweise dadurch ermittelt wird, dass mit dem geeigneten Fittingverfahren ein Wert einer Kontrastmittelanreicherung bestimmt wird, welche die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz mit einer hinreichenden Genauigkeit auf die Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz unter Verwendung des Wertes einer Kontrastmittelanreicherung abbildet. Hierzu können unterschiedliche Fittingverfahren eingesetzt werden, die beispielsweise auf der Summe der kleinsten Fehlerquadrate oder auch auf anderen Verfahren basieren können.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verfahren das Auswählen der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und das Auswählen der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz umfasst.
Somit wird beispielsweise eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben zum Ermitteln einer einem Unterzeitabschnitt eines zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz und basierend auf einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, wobei der erste Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in einem ersten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist, und wobei der zweite Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in dem zweiten Zeitabschnitt, welcher unterschiedlich zum ersten Zeitabschnitt ist, aufgenommen worden ist, wobei die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet sind und die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der mehrdimensionale k-Raum in einer ersten Dimension mit einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert ist und in mindestens einer weiteren Dimension mit jeweils einer Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist.
So kann der k-Raum beispielsweise einen zweidimensionalen k-Raum darstellen, wobei eine erste Richtung im k-Raum entsprechend der ersten Dimension mit einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert ist, und wobei eine zweite Richtung im k-Raum, die vorzugsweise orthogonal zur ersten Richtung ist, entsprechend der zweiten Dimension mit einer Vielzahl von Phasenschritten kodiert ist.
Der k-Raum kann beispielsweise auch einen dreidimensionalen k-Raum darstellen, wobei eine erste Richtung im k-Raum entsprechend der ersten Dimension mit einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert ist, und wobei eine zweite Richtung im k-Raum, die vorzugsweise orthogonal zur ersten Richtung ist, entsprechend der zweiten Dimension mit einer Vielzahl von Phasenschritten kodiert ist, und wobei eine dritte Richtung im k-Raum, die vorzugsweise orthogonal zur ersten und zweiten Richtung ist, entsprechend einer dritten Dimension mit einer Vielzahl von Phasenschritten kodiert ist. Die Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der zweiten Dimension unterscheiden sich dabei beispielsweise von den Phasenschritten der dritten Dimension.
So können die Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der zweiten Dimension beispielsweise mit den Phasenschritten der Vielzahl von Phasenschritten der dritten Dimension verschachtelt sein. Es können jedoch auch andere Techniken bezüglich der Vorgabe der Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der zweiten Dimension und der Vorgabe der Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der dritten Dimension zur Aufnahme im dreidimensionalen k-Raum verwendet werden.
Während der MRT-Aufnahme werden beispielsweise die jeweiligen Phasenkodierungsschritte der mindestens einen weiteren Dimension im k-Raum durchlaufen und es kann währenddessen ein Datensatz U α / n im entsprechenden k-Raum aufgenommen werden.
Beispielsweise kann die Aufnahme eines Datensatzes U α / n im k-Raum derart erfolgen, dass die Aufzeichnung mit einem Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension beginnt, und für diesen gewählten Phasenschritt die entsprechend zugeordneten Daten im k-Raum aufgezeichnet werden, wobei diese für diesen ausgewählten Phasenschritt aufgezeichneten Daten jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind. Anschließend kann mit einem weiteren Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension fortgefahren werden, wobei wiederum für diesen gewählten Phasenschritt die entsprechend zugeordneten Daten im k-Raum aufgezeichnet werden, wobei die für diesen ausgewählten Phasenschritt aufgezeichneten Daten wiederum jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind, beispielsweise über einen Aufnahmeindex des von der Empfangsantenne empfangenen Signals. Somit kann beispielsweise jeder Phasenschritt der Vielzahl von Phasenschritten jeweils einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension durchlaufen werden, wobei die für diesen ausgewählten Phasenschritt aufgezeichneten Daten verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind, so dass beispielsweise ein Datensatz eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen k-Raums aufgezeichnet werden kann. Im zweidimensionalen k-Raum umfasst die mindestens eine weitere Dimension beispielsweise exakt eine weitere Dimension, welche mit einer Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist.
Im dreidimensionalen k-Raum umfasst die mindestens eine weitere Dimension beispielsweise exakt zwei weitere Dimensionen, wobei eine erste weitere Dimension der zwei weiteren Dimensionen mit einer ersten Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist und eine zweite weitere Dimension der zwei weiteren Dimensionen mit einer zweiten Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist. In diesem dreidimensionalen Fall wird während einer MRT-Aufnahme jeweils ein erster Phasenschritt aus der ersten Vielzahl von Phasenschritten und ein zweiter Phasenschritt aus der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zur Phasenkodierung in den beiden weiteren Dimensionen verwendet, wobei die dann im k-Raum für diesen ersten Phasenschritt der ersten weiteren Dimension und für diesen Phasenschritt der zweiten weiteren Dimension aufgezeichneten Daten wiederum jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind. So lässt sich beispielsweise eine vollständige 3D-Aufnahme erzeugen, in dem sämtliche Phasenschritte der ersten Vielzahl von Phasenschritten jeweils mit jedem Phasenschritt der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zu einem Paar von Phasenschritten kombiniert werden, und für jede Kombination im k-Raum die Daten aufgezeichnet werden, die wiederum jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind.
Bei der 3D-Aufnahme werden somit jeweils ein Phasenschritt der ersten Vielzahl von Phasenschritten zur Phasenkodierung in der ersten weiteren Dimension und jeweils ein Phasenschritt der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zur Phasenkodierung in der zweiten weiteren Dimension verwendet, wobei die Phasenkodierung in der ersten weiteren Dimension und die Phasenkodierung in der zweiten weiteren Dimension gleichzeitig vorgenommen wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass in der Raumrichtung der ersten weiteren Dimension ein Gradientenfeld entsprechend der Phasenkodierung der ersten weiteren Dimension und gleichzeitig in der Raumrichtung der zweiten weiteren Dimension ein Gradientenfeld entsprechend der Phasenkodierung der zweiten weiteren Dimension beaufschlagt wird, und vor dem Auslesen des Empfangssignals diese Gradientenfelder wieder abgeschaltet werden. Beispielsweise kann die X-Richtung eines Raums die erste Dimension darstellen, welche frequenzkodiert ist, wobei die erste weitere Dimension die Y-Richtung des Raums die erste weitere Dimension und die X-Richtung des Raums die zweite weitere Dimension sein, wobei zwei Gradientenfelder in Y- und Z-Richtung gleichzeitig moduliert werden, wobei die Stärke des Feldes des jeweiligen Gradientenfeldes der zwei Gradientenfelder die jeweiligen Phasenkodierung in die entsprechende Richtung, d. h. die entsprechende weitere Dimension, steuert. Die Daten eines akquirierten Datensatz U α / n sind daher einem Zeitabschnitt zugeordnet, in welchem die Aufzeichnung des Datensatzes U α / n während des Durchlaufens der einzelnen Phasenschritte bzw. Kombination von Paaren von Phasenschritten der ersten und zweiten weiteren Dimension im k-Raum erfolgt ist.
Beispielsweise kann ein jeweiliger Datenwert u α / n,l (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) im 2D-Fall genau einem Phasenschritt und genau einer Frequenz zugeordnet sein, oder im 3D-Fall kann beispielsweise ein jeweiliger Datenwert u α / n,l (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) genau einem ersten Phasenschritt aus der ersten Vielzahl von Phasenschritten, genau zweiten Phasenschritt aus der zweiten Vielzahl von Phasenschritten, d. h. einem Paar von Phasenschritten der ersten und zweiten weiteren Dimension, und genau einer Frequenz zugeordnet sein. Ferner kann beispielsweise ein jeweiliger Datenwert u α / n,l der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) genau einem Aufnahmezeitpunkt innerhalb des Zeitabschnitts des Datensatzes mit l ∊ {1, ..., m} zugeordnet sein.
Je nach eingesetzten MRT-Verfahren können beispielsweise auch mehrere verschiedene Datenwerte u α / n,l der Vielzahl von Datenwerten U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) dem gleichen Zeitpunkt bzw. im wesentlichen dem gleichen Zeitpunkt zugeordnet sein. Beispielsweise können Datenwerte u α / n,l , welche dem gleichen Phasenschritt bzw. dem gleichen Paar von Phasenschritten und jeweils verschiedenen Frequenzen zugeordnet sein, dem gleichen bzw. im wesentlichen gleichen Zeitpunkt zugeordnet sein, während Datenwerte u α / n,l , welche unterschiedlichen Phasenschritten bzw. unterschiedlichen Paaren von Phasenschritten zugeordnet sind, jeweils verschiedenen Zeitpunkten entsprechend dem zeitlichen Auftreten des jeweiligen Phasenschritts bzw. des jeweiligen Paars von Phasenschritten zugeordnet sein können.
Es können jedoch auch sämtliche Datenwerte u α / n,l eines Datensatzes U α / n jeweils verschiedenen Zeitpunkten im Zeitabschnitt zugeordnet sein, wobei der zeitliche Abstand zwischen den aufgezeichneten Datenwerten jeweils gleich sein kann, oder wobei der zeitliche Abstand auch allerdings, je nach dem eingesetzten MRT-Verfahren, zwischen verschiedenen benachbarten Datenwerten unterschiedlich sein. Jeder der Datenwerte ist einem Zeitpunkt innerhalb des Zeitabschnitts des Datensatzes U α / n zugeordnet.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts derart ausgewählt ist, dass die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension einem der folgenden zugeordnet sind: genau einem Phasenschritt der Vielzahl von Phasenschritten der Dimension, und mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten der Vielzahl von Phasenschritten der Dimension.
Somit kann beispielsweise genau ein Phasenschritt oder es können mehrere aufeinander folgende Phasenschritte aus der Vielzahl von Phasenschritten ausgewählt werden, und basierend auf diesem ausgewählten genau einem Phasenschritt bzw. den ausgewählten mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten können entsprechende Datenwerte aus dem zweiten Datensatz ausgewählt werden, d. h., Datenwerte, welche dem ausgewählten ersten Phasenschritt bzw. den ausgewählten mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten zugeordnet sind, wobei diese ausgewählten Datenwerte der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz zugeordnet werden.
Die entsprechend ausgewählten Datenwerte der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz sind daher einem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet, welcher von dem ausgewählten genau einem Phasenschritt bzw. den ausgewählten mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten abhängt.
Im 3D-Fall ist der ausgewählte Phasenschritt bzw. die mehreren aufeinander folgenden Phasenschritte beispielsweise der ersten weiteren Dimension zugeordnet, während gleichzeitig ein Phasenschritt oder mehrere aufeinander folgende Phasenschritte aus der zweiten Vielzahl von Phasenschritten ausgewählt werden, so dass die entsprechend ausgewählten Datenwerte der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz daher einem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet sind, welcher von dem ausgewählten genau einem Phasenschritt bzw. den ausgewählten mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten der ersten weiteren Dimension und von dem ausgewählten genau einem Phasenschritt bzw. den ausgewählten mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten der zweiten weiteren Dimension abhängt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts basierend auf Akquisitionsparametern des genau einen Phasenschritts bzw. der mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten, der Echozeit und der Repetitionszeit ermittelt wird.
Beispielsweise kann der Aufnahmezeitpunkt T(s) beim Start jedes Phasenschritts p_s (bzw. jedem Paar von Phasenschritten) einer Aufzeichnung eines n-ten Datensatzes U α / n wie folgt bestimmt werden: T(s, n) = (s – 1)T_R + T_E + t_n
So stellt T_R beispielsweise die Repetitionszeit zwischen zwei benachbarten Phasenschritten dar, T_E stellt beispielsweise die Zeit dar, nach deren Ablauf die Antennen mit der Aufzeichnung beginnen, und t_n stellt beispielsweise den Zeitpunkt des Beginns des ersten Phasenschritts s = 1 des n-ten Datensatzes U α / n dar.
Beispielsweise kann die Zeit der Aufzeichnung der verschiedenen Frequenzen zugeordneten Daten während eines Phasenschritts der Vielzahl von Phasenschritten vernachlässigbar klein sein, so dass die aufgezeichneten Datenwerte für diesen einen Phasenschritt p_s und die diesem Phasenschritt zugeordneten verschiedenen Frequenzen zumindest näherungsweise dem gleichen Zeitpunkt T(s) zugeordnet werden können.
Soll der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts ein relativ kurzer Zeitabschnitt darstellen, d. h. soll die zeitliche Auflösung des ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung relativ klein sein, so kann vorzugsweise nur ein einziger Phasenschritt bzw. im 3D-Fall nur ein einziges Paar von Phasenschritten ausgewählt werden, so dass sämtliche Datenwerte der Untermenge von Daten des ersten Datensatzes und der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes nur diesem einen ausgewählten Phasenschritt bzw. ausgewählten Paar von Phasenschritten zugeordnet sind.
Sind daher die Datenwerte der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes genau einem Phasenschritt p_s zugeordnet, wobei dieser Phasenschritt p_s beispielsweise auch ein Phasenschritt eines Paars von Phasenschritten sein kann, so liegt der entsprechende Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts beispielsweise im Zeitabschnitt zwischen T(s, n) und T(s + 1, n), und wenn die für diesen Phasenschritt p_s durchlaufenen Frequenzschritte in einer sehr kurzen Zeit durchlaufen werden, so kann der Unterzeitabschnitt näherungsweise als sehr kleiner Zeitabschnitt betrachtet werden, der bei T(s, n) beginnt und sehr kurz danach endet, d. h. der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts kann als näherungsweiser Zeitpunkt betrachtet werden.
Soll der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts beispielsweise ein etwas längerer Zeitabschnitt darstellen, d. h. soll die zeitliche Auflösung des ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung größer sein als beim zuvor genannten Beispiel, bei dem nur ein einziger Phasenschritt ausgewählt wird, so können vorzugsweise mehrere Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten ausgewählt, wobei diese mehreren Phasenschritte vorzugsweise unmittelbar benachbart sind, so dass die ausgewählte Untermenge von Daten des ersten Datensatzes und der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes diesen mehreren ausgewählten Phasenschritten zugeordnet sind. Im 3D-Fall können diese mehreren Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten die ausgewählten Phasenschritten der ersten Vielzahl von Phasenschritten der ersten weiteren Dimension sein, während gleichzeitig genau ein Phasenschritt oder mehrere benachbarte Phasenschritte der zweiten Vielzahl von Phasenschritten ausgewählt werden können, so dass entsprechende Paare von Phasenschritten aus den mehreren Phasenschritte der ersten Vielzahl von Phasenschritten und aus dem genau einem Phasenschritt bzw. den mehreren Phasenschritte der zweiten Vielzahl von Phasenschritten gebildet werden, so dass die ausgewählte Untermenge von Daten des ersten Datensatzes und der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes diesen Paaren von Phasenschritten zugeordnet sind.
Ferner kann, falls zwischen den einzelnen Frequenzen ein signifikanter Zeitraum liegt, der beispielsweise durch T_f definiert sei, der Zeitpunkt für einen bestimmten Phasenschritt p_s (bzw. ein Paar von Phasenschritten) und einer bestimmten Frequenz f_j beispielsweise wie folgt bestimmt werden: T(s, j, n) = (s – 1)T_R + (j – 1)T_f + T_E + t_n
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in der ersten Dimension einem der folgenden zugeordnet sind: genau einem Frequenzschritt der Vielzahl von Frequenzen, einer Untermenge von mehreren Frequenzen aus der Vielzahl von Frequenzen, und sämtliche Frequenzschritte der Vielzahl von Frequenzen.
Beispielsweise können die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz derart ermittelt werden, dass zunächst ein Phasenschritt p_s mit s ∊ {1, ..., w} der Vielzahl von w Phasenschritten p₁, ..., p_w bzw. im 3D-Fall ein Paar von Phasenschritten p_s,q mit s ∊ {1, ..., w} der ersten Vielzahl von w Phasenschritten p₁, ..., p_w und q der zweiten Vielzahl von w₂ Phasenschritten
ausgewählt wird, wobei dieser ausgewählte Phasenschritt p_s beispielsweise dem zuvor beschriebenen genau einem Phasenschritt entspricht oder aus den mehreren aufeinanderfolgen Phasenschritten ausgewählt wird bzw. im 3D-Fall das ausgewählte Paar von Phasenschritten p_s,q aus der Menge von Paaren von Phasenschritten ausgewählt wird, und wobei für diesen ausgewählten Phasenschritt p_s bzw. für jeder Paar von Phasenschritten p_s,q für jede Frequenz f_j mit j ∊ {1, ..., v} der genau einen Frequenz, oder der Untermenge von mehreren Frequenzen, oder sämtlichen Frequenzen der Vielzahl von v Frequenzen f₁, ..., f_v jeweils ein Datenwert u α / 2,l des zweiten Datensatzes U α / 2 ausgewählt werden, welcher dem ausgewählten Phasenschritt p_s bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten p_s,q und dem jeweiligen Frequenzschritt f_j zugeordnet ist und welcher der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz zugeordnet wird, und wobei der Index l den entsprechenden Punkt im k-Raum in Abhängigkeit von f_j und p_s bzw. p_s,q angibt.
Für jeden der ausgewählten Datenwerte u α / 2,l des zweiten Datensatzes U α / 2 kann ein entsprechender Datenwert u α / 1,l des ersten Datensatzes U α / 1 ausgewählt werden, wobei dieser Datenwert u α / 1,l des ersten Datensatzes U α / 1 ebenfalls dem ausgewählten Phasenschritt p_s bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten p_s,q und dem jeweiligen Frequenzschritt f_j zugeordnet ist und welcher der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz zugeordnet wird.
Dies kann beispielsweise für jeden der Phasenschritte des genau einen Phasenschritts bzw. der mehreren aufeinanderfolgenden Phasenschritte durchgeführt oder für jedes Paar von Phasenschritten werden, so dass anschließend die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz ausgewählt sind und, analog hierzu, die entsprechenden Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz ausgewählt werden können.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt wird basierend auf Differenzwerten zwischen den Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes und den Daten der Untermenge des ersten Datensatzes, wobei ein jeweiliger Differenzwert der Differenzwerte basierend auf der Differenz eines Datenwerts der Daten der Untermenge der zweiten Untermenge und des diesem Datenwert zugeordneten Datenwerts der Daten der Untermenge des ersten Datensatz gebildet wird.
So können beispielsweise Differenzwerte zwischen Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 und Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 gebildet werden, wobei ein jeweiliger Differenzwert d α / l basierend auf der Differenz eines Datenwerts u α / 2,l der Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 und des diesem Datenwerts u α / 2,l im k-Raum zugeordneten Datenwert u α / 1,l der Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 gebildet wird, beispielsweise durch d α / l = u α / 2,l – u α / 1,l.
Enthält beispielsweise die Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 und die Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils k ausgewählte Datenwerte und werden die zuvor erläuterten k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} verwendet, so kann ein x-ter Differenzwert (mit x ∊ {1, ..., k}) der insgesamt k Differenzwerte durch
berechnet werden.
Der jeweilige Datenwert
der Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 enthält beispielsweise die Signalantwort in Bezug auf Amplitude, Frequenz- und Phasenlage während der Akquisition im dem den Datenwert
zugeordneten Punkt im k-Raum, wobei die Signalantwort keinen durch ein Kontrastmittel bedingten Anteil aufweist. Im Vergleich zum jeweiligen Datenwert
der Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 2 enthält der zugeordnete Differenzwert
der Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 einen zusätzlichen Signalanteil Δ α / l , welcher beispielsweise proportional zur relativen Kontrastmittelanreicherung ist bzw. einen Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt:
Dieser zusätzliche Signalanteil
kann beispielsweise durch die Bildung des Differenzwertes
ermittelt werden und kann beispielsweise als eine Schätzung der relativen Kontrastmittelanreicherung für den dem Differenzwert
zugeordneten Punkt im k-Raum betrachtet werden.
Jeder der ermittelten Differenzwerte
kann daher beispielsweise als Schätzung der relativen Kontrastmittelanreicherung im jeweiligen Punkt im k-Raum betrachtet werden, so dass beispielsweise basierend auf einer Mittelung der ermittelten Differenzwerte (oder der Beträge der ermittelten Differenzwerte) der dem zweiten Unterzeitabschnitt zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt werden kann. Falls nur ein einziger Differenzwert ermittelt wird, so kann beispielsweise dieser Differenzwert oder der Betrag dieses Differenzwertes der dem zweiten Unterzeitabschnitt zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung betrachtet werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine Metrik basierend auf den ermittelten Differenzwerten berechnet wird, wobei die Metrik ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und einem Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Berechnen der Metrik für jeden der Differenzwerte das Berechnen eines Metrikdifferenzwertes, welcher die Differenz zwischen dem jeweiligen Differenzwert und einem Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt, umfasst, und das Berechnen der Metrik das Berechnen des Abweichungsmaßes auf Grundlage der berechneten Metrikdifferenzwerte umfasst.
Beispielsweise kann die Metrik dadurch berechnet werden, dass für jeden oder für eine Auswahl der ermittelten Differenzwerte d α / l ein Metrikdifferenzwert m' α / l berechnet wird, welcher basierend auf der Differenz zwischen dem jeweiligen Differenzwert d α / l und dem ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t berechnet wird. Beispielsweise kann für jeden der ermittelten Differenzwerte d α / l ein Metrikdifferenzwert m' α / l = d α / l – μ α / tc_l berechnet werden, wobei die optionale Konstante c_l auf den Wert eins gesetzt werden kann oder aber auch hiervon abweichende Werte aufweisen kann.
Enthält beispielsweise die Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 und die Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils k ausgewählte Datenwerte und werden die zuvor erläuterten k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} verwendet, so kann beispielsweise für jeden der k ermittelten Differenzwerte
ein Metrikdifferenzwert
berechnet werden.
Basierend auf den derart berechneten Metrikdifferenzwerten
kann die Metrik me^α bestimmt werden. So kann die Metrik beispielsweise die Summe der Beträge der Metrikdifferenzwerte oder die Summe der Quadrate der Metrikdifferenzwerte oder jegliche andere geeignete Summe basierend auf den Metrikdifferenzwerten darstellen, welche ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten
und dem ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t darstellt.
Beispielsweise kann die Metrik m^α als Summe der Quadrate der Metrikdifferenzwerte basierend auf folgender exemplarischer Berechnungsvorschrift berechnet werden:
Es können jedoch für die Berechnung von m^α auch andere Berechnungsvorschriften verwendet werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verfahren das Berechnen einer Mehrzahl von Metriken umfasst, wobei jeder der Vielzahl von Metriken jeweils einem unterschiedlichen Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung zugeordnet ist, und wobei das Verfahren die Auswahl desjenigen Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung, welcher derjenigen Metrik mit dem geringsten Abweichungsmaß zugeordnet ist, umfasst.
Somit kann beispielsweise in einem iterativen Verfahren so lange eine Metrik für einen jeweiligen Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung berechnet werden, bis die berechnete Metrik beispielsweise einer Abbruchbedingung entspricht, wobei die Abbruchbedingung derart ausgewählt ist, dass die Metrik, welche ein Maß für die Qualität des Werts des relativen Kontrastmittelanreichung darstellt, eine hinreichende Qualität des zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung anzeigt.
So kann ein Verfahren beispielsweise solange iterativ durchlaufen werden, bis ein Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung μ α / t ausgewählt wird, dessen zugeordnete Metrik die Abbruchbedingung erfüllt.
Das Verfahren kann auch derart durchgeführt, dass für eine Vielzahl von verschiedenen Werten einer relativen Kontrastmittelanreicherung jeweils die zugeordnete Metrik bestimmt, wobei derjenige Wert der Vielzahl von verschiedenen Werten einer relativen Kontrastmittelanreicherung als endgültig ermittelter Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung ausgewählt wird, dessen Metrik das geringste Abweichungsmaß im Vergleich zu den übrigen Metriken der übrigen Werte der relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Metrik eine Filterfunktion umfasst, wobei die Filterfunktion dazu eingerichtet ist, Daten aus der ersten Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und Daten aus der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz derart frequenzselektiv zu gewichten, so dass zumindest einige Daten, welche höheren Frequenzen zugeordnet sind, einen geringeren Einfluss auf die Metrik haben als Daten, welche geringeren Frequenzen zugeordnet sind.
Diese Filterfunktion kann beispielsweise durch eine entsprechende Gewichtung der einzelnen Metrikdifferenzwerte
durch jeweilige Filterkoeffizienten f_x (mit x ∊ {1, ..., k}) vorgenommen werden, beispielweise wie folgt:
Hierbei werden die Filterkoeffizienten f_x beispielsweise derart ausgewählt, dass ein erster Differenzwert
welcher über den Index i_x1 im k-Raum einer höheren Frequenz zugeordnet ist als die einem zweiten Differenzwert
im k-Raum zugeordnete Frequenz (entsprechend dem Index i_x2), durch den Filterkoeffizienten f_x1 stärker gedämpft wird als der zweite Differenzwert
durch den diesem zweiten Differenzwert
zugeordneten Filterkoeffizienten f_x2.
Die Filterfunktion kann somit eine Tiefpassfilterfunktion darstellen. Somit können in den höheren Frequenzbereichen des k-Raums zunehmend auftretende Störungen, beispielsweise Rauschen, verringert werden und damit Ermittlung der Wertes der relativen Kontrastmittelanreicherung für den zweiten Unterzeitabschnitt verbessert werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass basierend auf mindestens einem Unterbildraum im Bildraum durch Transformation des mindestens einen Unterbildraums in den k-Raum eine dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske im k-Raum berechnet wird, wobei das Ermitteln eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz ferner basierend auf der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske durchgeführt wird.
Beispielsweise kann eine Unterbildraummaske L^α = (l α / 1 , ..., l α / m ) im Bildraum dadurch erzeugt werden, dass diese Unterbildraummaske L^α = (l α / 1 , ..., l α / m ) in dem mindestens einen Unterbildraumbereich auf einen vordefinierten Wert q ≠ 0 gesetzt, während die übrigen Bereiche des Bildraums in der Unterbildraummaske auf Null gesetzt werden:
wobei x ∊ {1, ..., m} gilt und l_x der entsprechende Punkt im Bildraum darstellt.
So kann der mindestens eine Unterbildraumbereich im Bildraum beispielsweise zum Auswählen von mindestens einer interessanten Region („region of interest”), welche z. B. Blutgefäße, Läsionen, potentiell entzündliche Herde oder Organe umfassen, verwendet werden. Die kleinstmögliche Auswahl eines Unterbildraumbereichs ist beispielsweise ein einzelner Pixel oder ein einzelner Voxel.
Der mindestens eine ausgewählte Unterbildraumbereich, d. h. z. B. die diese Auswahlinformation umfassende Unterbildraummaske L^α, kann dann vom Bildraum in den k-Raum durch eine entsprechende Transformation F^–1, beispielsweise eine IFFT oder FFT, zur Berechnung einer dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α = (m α / 1, ..., m α / m) transformiert werden: M^α = F^–1L^α
Anschließend kann diese dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α zur Ermittlung des dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 2 und basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 verwendet werden.
Beispielsweise wird hierfür die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t im zumindest teilweise oder gänzlich mit der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α gefilterten k-Raum durchgeführt. Dies bedeutet beispielsweise, dass Anteile der Information des ersten und des zweiten Datensatzes, welche einem Bildraumbereich zugeordnet sind, der nicht in dem mindestens einen ausgewählten Unterbildraumbereich liegt, nicht oder nur sehr schwach einfließen in die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t .
Somit kann der Einfluss von Bereichen der MRT-Datensätze, in denen das Kontrastmittel keine oder nur sehr schwache Wirkung entfaltet, durch Abgrenzung dieser Bereiche mittels des ausgewählten mindestens einen Unterbildraumbereichs und der entsprechenden dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α für die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t reduziert bzw. ausgeschaltet werden, so dass die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t verbessert werden kann.
Beispielsweise kann die dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α für die Berechnung der Metrik me^α, welche ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und einem Wert der relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt verwendet werden, so dass beispielsweise die Metrik me^α zumindest teilweise basierend auf der dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α berechnet werden.
Enthält beispielsweise die Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 und die Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils k ausgewählte Datenwerte und werden die zuvor erläuterten k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} (mit x ∊ {1, ..., k}) verwendet, so können die im k-Raum entsprechend zugeordneten Maskierungsdatenwerte
der dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α zur Berechnung der jeweiligen Differenzwerte verwendet werden, beispielsweise kann für jeden der k ermittelten Differenzwerte
ein Metrikdifferenzwert
berechnet werden.
Ist somit für einen Punkt i_x im k-Raum eine starke Filterwirkung durch den entsprechenden Maskierungsdatenwert
gegeben, so wird der Einfluss des diesem Punkt im k-Raum zugeordneten Differenzwertes
vermindert.
Die Metrik me^α kann dann wie zuvor beschrieben basierend auf den Differenzwerten
welche basierend auf der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α berechnet wurden, berechnet werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verfahren das Auswählen des mindestens einen Unterbildraums im Bildraum basierend auf einer Darstellung des ersten oder des zweiten Datensatzes im Bildraum umfasst.
Beispielsweise kann der erste Datensatz U α / 1 oder der zweite Datensatz U α / 2 vom k-Raum in einen entsprechenden Datensatz im Bildraum transformiert werden, wobei hierfür eine geeignete Transformation wie beispielsweise durch eine FFT oder IFFT verwendet werden kann. Im folgenden sei ohne Einschränkung angekommen, dass es sich hierbei um den zweiten Datensatz U α / 2 handelt, es kann jedoch auch der erste Datensatz U α / 1 sein. In 5 ist ein solcher beispielhafter Datensatz 510 im k-Raum dargestellt, der durch geeignete Transformation F, wie beispielsweise durch eine FFT oder IFFT, in einen entsprechenden Datensatz V α / 2 = (v α / 2,1, ..., v α / 2,m) im Bildraum konvertiert werden kann: V α / 2 = FU α / 2
Anschließend wird basierend auf dem transformierten Datensatz V α / 2 der mindestens eine Unterbildraumbereich im Bildraum ausgewählt.
Dieses Auswählen kann beispielsweise durch einen Benutzer geschehen, wobei dem Benutzer der transformierte Datensatz V α / 2 im Bildraum angezeigt wird, und der Benutzer durch eine Benutzerschnittstelle den mindestens einen Unterbildraumbereich markiert, so dass basierend auf dieser Benutzereingabe die entsprechende Unterbildraummaske L^α erzeugt wird. Zum Auswählen dieses mindestens einen Unterbildraumbereichs können aber auch voll- oder semiautomatische Bildsegmentierungsalgorithmen verwendet werden, welche basierend auf dem transformierten Datensatz V α / 2 mindestens eine interessante Region als mindestens einen Unterbildraumbereich markieren.
Dementsprechend wird die Unterbildraummaske L^α = (l α / 1, ..., l α / m) im Bildbereich wie folgt ausgewählt:
Somit kann die Bildinformation aus dem ersten oder zweiten Datensatz zur Auswahl des mindestens einen Unterbildbereichs verwendet werden.
Wie bereits erläutert, kann die Unterbildraummaske L^α vom Bildraum durch die Transformation F^–1 zur Berechnung der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α = (m α / 1, ..., m α / 1) transformiert werden: M^α = F^–1L^α
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verfahren das Ermitteln eines Wertes einer absoluten Kontrastmittelanreicherung basierend auf dem ermittelten Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung und einer Lookup-Datenbank oder einer Abbildungsfunktion umfasst.
Diese Lookup-Datenbank kann beispielsweise eine nichtlineare Abhängigkeit der Werte einer absoluten Kontrastmittelanreicherung von den Werten der relativen Kontrastmittelanreicherung abbilden. Diese nichtlineare Abhängigkeit lässt sich beispielsweise durch ein Kalibrationsverfahren unter Nutzung von Kalibrationsphatomen herausrechnen.
Beispielsweise kann mit Hilfe der Lookup-Datenbank, die beispielsweise eine Lookup-Tabelle sein kann, für einen Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t ein zugeordneter Wert einer absoluten Kontrastmittelanreicherung μ' α / t bestimmt werden.
Beispielsweise kann zur Ermittlung eines Wertes einer absoluten Kontrastmittelanreicherung basierend auf dem ermittelten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung auch eine Abbildungsfunktion f^L verwendet werden, welche für eine Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t einen entsprechend zugeordneten Wert einer absoluten Kontrastmittelanreicherung μ' α / t basierend auf einem Modell ausgibt: μ' α / t = f^L(μ α / t)
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verfahren das Ermitteln einer Vielzahl von Werten einer relativen Kontrastmittelanreichung für eine Vielzahl von Unterzeitabschnitten des zweiten Zeitabschnitts basierend auf den Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und den Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz umfasst, wobei jeder der Werte einer relativen Kontrastmittelanreicherung jeweils einem unterschiedlichen Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten zugeordnet ist.
Beispielsweise kann ein Unterzeitabschnitt aus der Vielzahl von Unterzeitabschnitten ausgewählt werden.
Anschließend kann ein diesem ausgewählten Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneter Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf Daten einer ausgewählten Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und basierend auf Daten einer ausgewählten Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz ermittelt werden. Diese Ermittlung kann durch jedes der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden.
Dann kann beispielsweise überprüft, ob es einen weiteren Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten gibt, für welchen ein Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung zu ermitteln ist.
Beispielsweise kann geprüft werden, ob für einen Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten noch kein Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt worden ist. Falls ja, dann wird wiederum ein diesem ausgewählten Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneter Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf Daten einer ausgewählten Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und basierend auf Daten einer ausgewählten Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz ermittelt, wobei diese Ermittlung durch jedes der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden kann.
Wird festgestellt, dass kein weiterer Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitte, für den eine relative Kontrastmittelanreicherung zu ermitteln ist, so kann das Verfahren beispielsweise enden oder, optional, eine Weiterverarbeitung der ermittelten Werte einer relativen Kontrastmittelanreicherung durchführen.
Beispielsweise kann der zweite Zeitabschnitt in eine Vielzahl von Unterzeitabschnitten unterteilt werden, wobei für jeden der Unterzeitabschnitte ein entsprechender Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt wird. Beispielsweise kann die Vielzahl von Unterzeitabschnitte des zweiten Zeitabschnitts auch eine Auswahl von Unterzeitabschnitten des zweiten Zeitabschnitts darstellen, so dass nur für speziell ausgewählte Unterzeitabschnitte, die nicht dem gesamten zweiten Zeitabschnitt abdecken, jeweilige Werte von relativen Kontrastmittelanreicherungen ermittelt werden.
Beispielsweise können die Unterzeitabschnitte der Vielzahl von Unterzeitabschnitten so gewählt sein, dass mindestens ein Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten jeweils mit genau einem Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten zugeordnet ist, und/oder dass mindestens ein Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten jeweils mit mehreren, vorzugsweise benachbarten Phasenschritten aus der Vielzahl von Phasenschritten zugeordnet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnungen näher erläutert.
In den Figuren zeigen:
1a eine exemplarisches System zur Aufzeichnung einer zweidimensionalen MRT-Aufname;
1b eine exemplarische Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Kontrastmittel nach Injektion eines Kontrastmittels;
2 ein exemplarisches Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
3 ein exemplarisches Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
4 ein exemplarisches Verfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
5a eine erste exemplarische Darstellung der Berechnung einer Unterbildraummaske gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
5b eine zweite exemplarische Darstellung der Berechnung einer Unterbildraummaske gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
6a ein exemplarisches Verfahren gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
6b ein exemplarisches Verfahren gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; und
7 ein exemplarisches Verfahren gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt ein exemplarisches Verfahren 200 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Verfahren 200 umfasst in einem Schritt 210 das Auswählen einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz, wobei der erste Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst, welcher in einem ersten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist.
Der mehrdimensionale k-Raum kann beispielsweise ein zweidimensionaler k-Raum entsprechend einer zweidimensionalen MRT-Aufnahme sein, wobei der Datensatz ein zweidimensionales Bild beschreibt, oder der mehrdimensionale k-Raum kann beispielsweise auch ein dreidimensionaler k-Raum entsprechend einer dreidimensionaler MRT-Aufnahme sein, wobei der Datensatz ein dreidimensionales Bild beschreibt und somit einen Volumenbilddatensatz darstellen kann. Der erste Datensatz kann ein Rohdatensatz einer MRT-Aufnahme sein.
Der mehrdimensionale k-Raum kann beispielsweise in einer ersten Dimension mit einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert sein, wobei diese Vielzahl von Frequenzen eine Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzen darstellen können, mit welcher die MRT-Aufnahme aufgenommen wird.
Ferner kann der mehrdimensionale k-Raum beispielsweise in mindestens einer weiteren Richtung mit jeweils einer Vielzahl von Phasenschritten kodiert sind. Die Vielzahl von Phasenschritten einer jeweiligen Dimension der mindestens einen weiteren Dimension kann beispielsweise eine Vielzahl von verschiedenen Phasenwerten darstellen, wobei diese Vielzahl von verschiedenen Phasenwerten jeweils unterschiedlichen Phasenkodierungen in der jeweiligen weiteren Dimension zugeordnet sind, oder die Vielzahl von Phasenschritten einer jeweiligen Dimension der mindestens einen weiteren Dimension kann auch beispielsweise eine Vielzahl von verschiedenen Phasenindizes darstellen, wobei ein Phasenindex der Vielzahl von verschiedenen Phasenindizes beispielsweise jeweils genau einem Phasenschritt zugeordnet ist. Somit können beispielsweise bei der Phasenkodierung in einer jeweiligen Dimension der mindestens einen weiteren Dimension beispielsweise alle Phasenindizes der Vielzahl von verschiedenen Phasenindizes dieser jeweiligen Dimension oder eine Auswahl von Phasenindizes der Vielzahl von verschiedenen Phasenindizes dieser jeweiligen Dimensionen durchlaufen werden zur entsprechenden Phasenkodierung.
So kann der k-Raum beispielsweise einen zweidimensionalen k-Raum darstellen, wobei eine erste Richtung im k-Raum entsprechend der ersten Dimension mit einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert ist, und wobei eine zweite Richtung im k-Raum, die vorzugsweise orthogonal zur ersten Richtung ist, entsprechend der zweiten Dimension mit einer Vielzahl von Phasenschritten kodiert ist.
Der k-Raum kann beispielsweise auch einen dreidimensionalen k-Raum darstellen, wobei eine erste Richtung im k-Raum entsprechend der ersten Dimension mit einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert ist, und wobei eine zweite Richtung im k-Raum, die vorzugsweise orthogonal zur ersten Richtung ist, entsprechend der zweiten Dimension mit einer ersten Vielzahl von Phasenschritten kodiert ist, und wobei eine dritte Richtung im k-Raum, die vorzugsweise orthogonal zur ersten und zweiten Richtung ist, entsprechend einer dritten Dimension mit einer zweiten Vielzahl von Phasenschritten kodiert ist. Die Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der zweiten Dimension unterscheiden sich dabei beispielsweise von den Phasenschritten der dritten Dimension.
So können die Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der zweiten Dimension beispielsweise mit den Phasenschritten der Vielzahl von Phasenschritten der dritten Dimension verschachtelt sein. Es können jedoch auch andere Techniken bezüglich der Vorgabe der Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der zweiten Dimension und der Vorgabe der Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der dritten Dimension zur Aufnahme im dreidimensionalen k-Raum verwendet werden.
Während der MRT-Aufnahme werden beispielsweise die Phasenkodierungsschritte der mindestens einen weiteren Dimension im k-Raum durchlaufen und es kann währenddessen ein Datensatz U α / n im entsprechenden k-Raum aufgenommen werden, wobei der Index n für die Nummer des aufgenommenen Datensatzes steht, d. h. beispielsweise für die Zuordnung, dass der aufgenommene Datensatz der n-te Datensatz darstellt, und wobei der optionale Index α die jeweilige Antenne α ∊ {1, ..., A} aus einer Anzahl von A Antennen, d. h. mindestens einer Antenne, angibt. Jeder n-te Datensatz U α / n ist somit einem Zeitabschnitt zugeordnet, in welchem die Daten des jeweiligen Datensatzes U α / n aufgezeichnet worden sind.
Diese akquirierten k-Raum Daten des Datensatzes U α / n enthalten beispielsweise die Signalantwort in Bezug auf Amplitude, Frequenz- und Phasenlage während der Akquisition.
Beispielsweise kann die Aufnahme eines Datensatzes U α / n im k-Raum derart erfolgen, dass die Aufzeichnung mit einem Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension beginnt, und für diesen gewählten Phasenschritt die entsprechend im k-Raum zugeordneten Daten aufgezeichnet werden, wobei diese für diesen ausgewählten Phasenschritt aufgezeichneten Daten jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind, beispielsweise über den Aufnahmeindex des von der Empfangsantenne empfangenen Signals. Beispielsweise ist das in 1a für den exemplarischen 2D-Fall dargestellte Signal 130 einem ausgewählten Phasenschritt zugeordnet, und es werden in der exemplarisch dargestellte Zeile 1 die diesem Phasenschritt zugeordneten Daten aufgezeichnet, wobei jeder aufgezeichnete Datenwert dieser Daten beispielsweise einer Frequenz der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet ist, so dass anschließend beispielsweise die verschiedenen Datenwerte der aufgezeichneten Daten jeweils verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind.
Anschließend kann mit einem weiteren Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension fortgefahren werden, wobei wiederum für diesen gewählten Phasenschritt die entsprechend zugeordneten Daten im k-Raum aufgezeichnet werden, wobei die für diesen ausgewählten Phasenschritt aufgezeichneten Daten wiederum jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von der Frequenzen zugeordnet sind. Somit kann beispielsweise jeder Phasenschritt der Vielzahl von Phasenschritten jeweils einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension durchlaufen werden, wobei die für diesen ausgewählten Phasenschritt aufgezeichneten Daten verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind, so dass beispielsweise ein Datensatz eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen k-Raum aufgezeichnet werden kann. Im zweidimensionalen k-Raum umfasst die mindestens eine weitere Dimension beispielsweise exakt eine weitere Dimension, welche mit einer Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist.
Im dreidimensionalen k-Raum umfasst die mindestens eine weitere Dimension beispielsweise exakt zwei weitere Dimensionen umfassen, wobei eine erste weitere Dimension der zwei weiteren Dimensionen mit einer ersten Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist und eine zweite weitere Dimension der zwei weiteren Dimensionen mit einer zweiten Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist. In diesem dreidimensionalen Fall wird während einer MRT-Aufnahme jeweils ein erster Phasenschritt aus der ersten Vielzahl von Phasenschritten und ein zweiter Phasenschritt aus der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zur Phasenkodierung in den beiden weiteren Dimensionen verwendet, wobei die dann im k-Raum für diesen ersten Phasenschritt der ersten weiteren Dimension und für diesen Phasenschritt der zweiten weiteren Dimension aufgezeichneten Daten wiederum jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind. Das in 1a dargestellte Beispiel einer 2D-Aufzeichnung kann daher auch auf eine 3D-Aufzeichnung übertragen werden, wobei das empfangene Signal 130 einem ersten Phasenschritt aus der ersten Vielzahl von Phasenschritten und gleichzeitig einem zweiten Phasenschritt aus der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zugeordnet ist, und wobei beispielsweise in der exemplarisch dargestellte Zeile 1 die diesem ersten Phasenschritt und dem zweiten Phasenschritt zugeordneten Daten aufgezeichnet, wobei jeder aufgezeichnete Datenwert dieser Daten beispielsweise einer Frequenz der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet ist, so dass anschließend beispielsweise die verschiedenen Datenwerte der aufgezeichneten Daten jeweils verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind. So lässt sich beispielsweise eine vollständige 3D-Aufnahme erzeugen, in dem sämtliche Phasenschritt der ersten Vielzahl von Phasenschritten jeweils mit jedem Phasenschritt der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zu einem Paar von Phasenschritten kombiniert werden, und für jede Kombination im k-Raum die Daten aufgezeichnet werden, die wiederum jeweils den verschiedenen Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen zugeordnet sind.
Die Daten eines akquirierten Datensatzes U α / n sind daher einem Zeitabschnitt zugeordnet, in welchem die Aufzeichnung des Datensatzes U α / n während des Durchlaufens der einzelnen Phasenschritte bzw. Kombinationen von Paaren von Phasenschritten der ersten und zweiten weiteren Dimension im k-Raum erfolgt ist, wobei beispielsweise die jeweils für einen Phasenschritt bzw. für ein paar von Phasenschritten aufgezeichneten, den jeweils verschiedenen Frequenzen zugeordnete Daten beispielsweise dem näherungsweise gleichem Zeitpunkt oder unterschiedlichen Zeitpunkten zugeordnet sein können. Beispielsweise kann ein Datensatz U α / n insgesamt m im k-Raum aufeinander folgende Datenwerte umfassen, die beispielsweise während der MRT-Aufzeichnung durch Sampling erfasst werden: U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) (3)
Beispielsweise kann ein jeweiliger Datenwert u α / n,l (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) im 2D-Fall genau einem Phasenschritt und genau einer Frequenz zugeordnet sein, oder im 3D-Fall kann beispielsweise ein jeweiliger Datenwert u α / n,l (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) genau einem ersten Phasenschritt aus der ersten Vielzahl von Phasenschritten, genau zweiten Phasenschritt aus der zweiten Vielzahl von Phasenschritten, d. h. einem Paar von Phasenschritten der ersten und zweiten weiteren Dimension, und genau einer Frequenz zugeordnet sein. Ferner kann beispielsweise ein jeweiliger Datenwert u α / n,l der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) genau einem Aufnahmezeitpunkt innerhalb des Zeitabschnitts des Datensatzes mit l ∊ {1, ..., m} zugeordnet sein.
Je nach eingesetzten MRT-Verfahren können beispielsweise auch mehrere verschiedene Datenwerte u α / n,l der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) dem gleichen Zeitpunkt bzw. im wesentlichen dem gleichen Zeitpunkt zugeordnet sein. Beispielsweise können Datenwerte u α / n,l , welche dem gleichen Phasenschritt bzw. dem gleichen Paar von Phasenschritten und jeweils verschiedenen Frequenzen zugeordnet sein, dem gleichen bzw. im wesentlichen gleichen Zeitpunkt zugeordnet sein, während Datenwerte u α / n,l , welche unterschiedlichen Phasenschritten bzw. unterschiedlichen Paaren von Phasenschritten zugeordnet sind, jeweils verschiedenen Zeitpunkten entsprechend dem zeitlichen Auftreten des jeweiligen Phasenschritts bzw. des jeweiligen Paars von Phasenschritten zugeordnet sein können.
Es können jedoch auch sämtliche Datenwerte u α / n,l eines Datensatzes U α / n jeweils verschiedenen Zeitpunkten im Zeitabschnitt zugeordnet sein, wobei der zeitliche Abstand zwischen den aufgezeichneten Datenwerten jeweils gleich sein kann, oder wobei der zeitliche Abstand auch allerdings, je nach dem eingesetzten MRT-Verfahren, zwischen verschiedenen benachbarten Datenwerten unterschiedlich sein. Jeder der Datenwerte ist einem Zeitpunkt innerhalb des Zeitabschnitts des Datensatzes U α / n zugeordnet.
Die Darstellung der Datenwerte des Datensatz U α / n kann auch abweichend von (3) erfolgen, beispielsweise durch eine zwei- oder mehrdimensionale Matrix, in welcher die Datenwerte beispielsweise in Spalten und Zeilen abgelegt werden, d. h. ein jeweiliger Datenwert u α / n,l (mit l ∊ {1, ..., m}) der Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) kann beispielsweise einer Spalte und einer Zeile zugeordnet werden. Die Vielzahl von Datenwerte U α / n = (u α / n,1, ..., u α / n,m) können daher auch betrachtet werden als spezielle Darstellung eines mehrdimensionalen, wie beispielsweise zwei- oder dreidimensionalen, k-Raumes.
So kann dieser Zeitabschnitt beispielsweise bei einer dreidimensionalen Gradientenechosequenz für eine MRT-Mammographie zum Beispiel zwischen ca. 40 s und 120 s betragen, wobei der Zeitabschnitt auch hiervon abweichende Werte aufweisen kann.
Der in Schritt 210 verwendete erste Datensatz, welcher ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgezeichnet wurde und welcher einem ersten Zeitabschnitt zugeordnet ist, kann beispielsweise als U α / 1 dargestellt werden.
Im Schritt 210 wird eine Untermenge von Daten aus diesem ersten Datensatz U α / 1 ausgewählt, wobei die Daten der Untermenge einem Unterzeitabschnitt des ersten Zeitabschnitts zugeordnet sind. Die Untermenge von Daten enthält somit weniger Datenwerte als der gesamte erste Datensatz U α / 1 , d. h, der Unterzeitabschnitt stellt einen Ausschnitt des ersten Zeitabschnitts dar. Beispielsweise kann die Untermenge von Daten diejenigen Datenwerte u α / 1,l mit l ∊ {1, ..., m} umfassen, deren Zeitpunkte innerhalb des Unterzeitabschnitts liegen. Es können beispielsweise sämtliche Datenwerte aus dem erstem Datensatz U α / 1 , welche in dem Unterzeitabschnitt liegen, als Untermenge von Daten ausgewählt werden, oder es kann eine Auswahl von Datenwerten aus der Gesamtheit der Datenwerte des ersten Datensatzes, welche in dem Unterzeitabschnitt liegen, als Untermenge von Daten ausgewählt werden.
So kann die Untermenge von Daten beispielsweise insgesamt k ausgewählte Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 mit k < m umfassen, deren Zeitpunkte innerhalb des Unterzeitabschnitts liegen, wobei beispielweise die ausgewählten Datenwerte durch eine Menge von k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} mit x ∊ {1, ..., k} angegeben werden können, so dass beispielsweise ein jeweiliger x-ter Index i_x einem der Datenwerte aus den insgesamt k ausgewählten Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 eindeutig zugeordnet ist, so dass der Datenwert
diesem Datenwert entspricht. Somit stellen die Datenwerte
die k ausgewählten Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 dar, wobei die Auswahl der Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 durch die entsprechende Zuordnung der k Indizes i_x zu den entsprechenden Indizes {1, ..., m} im k-Raum vorgenommen werden kann.
Das Verfahren 200 umfasst in einem Schritt 220 ferner das Auswählen einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, wobei der zweite Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst, welcher in einem zweiten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist. Diese zweite Datensatz kann beispielsweise als U α / 2 bezeichnet werden, wobei die MRT-Aufnahme im k-Raum analog zu der zuvor allgemein beschriebenen Vorgehensweise erfolgen kann.
Dieser zweite Zeitabschnitt kann beispielsweise zeitlich nach dem ersten Zeitabschnitt liegen. So kann beispielsweise der erste Datensatz die MRT-Aufnahme eines Patienten ohne Nutzung von Kontrastmittel sein, wobei nach dieser MRT-Aufnahme dem Patienten ein Kontrastmittel injiziert wird, und nach Injektion des Kontrastmittels eine zweite MRT-Aufnahme desselben Patienten, vorzugsweise in der selben Position wie während der ersten MRT-Aufnahme, zur Aufnahme des zweiten Datensatzes erfolgt.
Beispielsweise kann jedoch auch der zweite Datensatz zeitlich vor dem ersten Datensatz aufgenommen werden, d. h. der erste Zeitabschnitt kann beispielsweise auch zeitlich nach dem zweiten Zeitabschnitt liegen. So kann beispielsweise zunächst einem Patienten ein Kontrastmittel injiziert werden, und nach Injektion des Kontrastmittels erfolgt eine MRT-Aufnahme des Patienten zur Aufnahme des zweiten Datensatzes. Anschließend wird beispielsweise so lange abgewartet, bis das zugeführte Kontrastmittel keinen wesentlichen Einfluss mehr auf eine MRT-Aufnahme hat, so dass dann eine weitere MRT-Aufnahme desselben Patienten, möglichst in gleicher Position, zur Aufnahme des ersten Datensatzes. Die Aufnahme des ersten Datensatzes ohne Einfluss von Kontrastmittel kann daher beispielsweise auch so verstanden werden, dann der Einfluss des Kontrastmittel vergleichsweise sehr gering ist zum frisch injizierten Kontrastmittel.
Die Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 enthält weniger Datenwerte als der gesamte zweite Datensatz U α / 2 , d. h, der Unterzeitabschnitt stellt einen Ausschnitt des zweiten Zeitabschnitts dar. Beispielsweise kann die Untermenge von Daten diejenigen Datenwerte u α / n,l mit l ∊ {1, ..., m} umfassen, deren Zeitpunkte innerhalb des Unterzeitabschnitts des zweiten Zeitabschnitts liegen. Es können beispielsweise sämtliche Datenwerte aus dem zweiten Datensatz U α / 2 , welche in dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts liegen, als Untermenge von Daten ausgewählt werden, oder es kann eine Auswahl von Datenwerten aus der Gesamtheit der Datenwerte des zweiten Datensatzes, welche in dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts liegen, als Untermenge von Daten ausgewählt werden.
Die relative zeitliche Lage des Unterzeitabschnitts des zweiten Zeitabschnitts kann daher der relativen zeitlichen Lage des Unterzeitabschnitts des ersten Zeitabschnitts entsprechen.
Die im Schritt 210 ausgewählten Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 und die im Schritt 220 ausgewählten Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 sind dabei derart ausgewählt, dass die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 .
Stellt z. B. ein Datenwert der in Schritt 220 ausgewählten Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 den Datenwert u α / 2,l mit l ∊ {1, ..., m} dar, dann kann beispielsweise der entsprechend gleich im k-Raum liegende Datenwert der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz durch den entsprechenden Datenwert u α / 1,l ausgewählt werden, da der gleiche Index l den jeweils gleichen Punkt im k-Raum darstellt. Somit kann beispielsweise die Untermenge von Daten des ersten Datensatz für jeden Datenwert u α / 2,l der in Schritt 220 ausgewählten Untermenge von Daten jeweils einen im gleichen oder im wesentlich gleichen Punkt k-Raum liegenden Datenwert u α / 1,l aufweisen.
Umfasst die Untermenge von Daten des ersten Datensatzes beispielsweise insgesamt k ausgewählte Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 mit k < m, wobei die Datenwerte
die k ausgewählten Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 1 darstellen, so können die ausgewählten Datenwerte des zweiten Datensatzes U α / 2 beispielsweise durch die bereits für die Untermenge von Daten des ersten Datensatzes verwendete Menge von k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} mit x ∊ {1, ..., k} angegeben werden, so dass
die k ausgewählten Datenwerte des zweiten Datensatzes U α / 2 darstellen.
Die Reihenfolge der Schritte 210 und 220 ist austauschbar. So können auch zuerst die Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes ausgewählt werden (Schritt 220) und nachfolgend beispielsweise die Untermenge von Daten des ersten Datensatzes ausgewählt werden (Schritt 210). Stellen beispielsweise die Datenwerte
die k Datenwerte der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 dar, beispielsweise ausgewählt in Schritt 220, so können die Datenwerte der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 beispielsweise durch eine bereits für die Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes verwendete Menge von k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} mit x ∊ {1, ..., k} angegeben werden, so dass
die k Datenwerte des ersten Datensatzes U α / 2 darstellen, die in Schritt 210 ausgewählt werden.
Das Auswählen der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes und das Auswählen der Untermenge von Daten des ersten Datensatzes in den Schritten 220 und 210 kann beispielsweise auch zusammenhängend erfolgen, wobei für einen ausgewählten Datenwert der Untermenge des ersten bzw. zweiten Datensatzes direkt der entsprechend zugeordnete Datenwert der Untermenge des zweiten bzw. ersten Datensatzes ausgewählt wird.
Anschließend umfasst das Verfahren in einem Schritt 230 das Ermitteln eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 und basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 .
Hierbei wird beispielsweise ein einziger Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung für den Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts, im folgenden stets als zweiter Unterzeitabschnitts bezeichnet, ermittelt, wobei die Information ausgenutzt wird, dass die MRT-Aufnahme des ersten Datensatzes ohne Kontrastmittel erfolgt ist und die MRT-Aufnahme des zweiten Datensatzes unter Einfluss des Kontrastmittels erfolgt ist.
Da zur Ermittlung des Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung ausschließlich Daten aus dem zweiten Datensatz verwendet werden, die während des zweiten Unterzeitabschnitts aufgezeichnet worden sind, d. h., es werden keine Daten aus dem zweiten Datensatz verwendet, die zwar im zweiten Zeitabschnitt, allerdings außerhalb des zweiten Unterzeitabschnitts liegen, verwendet werden, hat primär die im Körper des Patienten während dieses zweiten Unterzeitabschnitts vorliegende Kontrastmittelanreicherung Einfluss auf die Ermittlung des Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung.
Somit kann mit dem vorliegenden Verfahren die zeitliche Auflösung des in Schritt 230 ermittelten Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung gegenüber herkömmlichen Verfahren verbessert werden, die den Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf sämtlichen im k-Raum akquirierten Daten durchführen.
Die Ermittlung des dem zweiten Unterzeitabschnitt zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung in Schritt 230 kann durch unterschiedliche Verfahren durchgeführt werden.
So können beispielsweise Differenzwerte zwischen Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 und Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 gebildet werden, wobei ein jeweiliger Differenzwert d α / l basierend auf der Differenz eines Datenwerts u α / 2,l der Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 und des diesem Datenwerts u α / 2,l im k-Raum zugeordneten Datenwert u α / 1,l der Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 gebildet wird, beispielsweise durch d α / l = u α / 2,l – u α / 1,l.
Enthält beispielsweise die Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 und die Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils k ausgewählte Datenwerte und werden die zuvor erläuterten k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} verwendet, so kann ein x-ter Differenzwert (mit x ∊ {1, ..., k}) der insgesamt k Differenzwerte durch
berechnet werden.
Der jeweilige Datenwert
der Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 enthält beispielsweise die Signalantwort in Bezug auf Amplitude, Frequenz- und Phasenlage während der Akquisition im dem den Datenwert
zugeordneten Punkt im k-Raum, wobei die Signalantwort keinen durch ein Kontrastmittel bedingten Anteil aufweist. Im Vergleich zum jeweiligen Datenwert
der Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 enthält der zugeordnete Differenzwert
der Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 einen zusätzlichen Signalanteil Δ α / l , welcher proportional zur relativen Kontrastmittelanreicherung ist bzw. einen Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt:
Dieser zusätzliche Signalanteil
kann beispielsweise durch die Bildung des Differenzwertes
ermittelt werden und kann beispielsweise als eine Schätzung der relativen Kontrastmittelanreicherung für den dem Differenzwert
zugeordneten Punkt im k-Raum betrachtet werden.
Jeder der ermittelten Differenzwerte
kann daher als Schätzung der relativen Kontrastmittelanreicherung im jeweiligen Punkt im k-Raum betrachtet werden, so dass beispielsweise basierend auf einer Mittelung der ermittelten Differenzwerte (oder der Beträge der ermittelten Differenzwerte) der dem zweiten Unterzeitabschnitt zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt werden kann. Falls nur ein einziger Differenzwert ermittelt wird, so kann beispielsweise dieser Differenzwert oder der Betrag dieses Differenzwertes der dem zweiten Unterzeitabschnitt zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung betrachtet werden.
Es können jedoch auch andere Verfahren zur Ermittlung des dem zweiten Unterzeitabschnitts zugeordneten Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung verwendet werden.
3 zeigt ein exemplarisches Verfahren 300 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels.
Dieses Verfahren 300 kann beispielsweise zur Ermittlung eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in Schritt 230 des Verfahrens 200 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Das Verfahren 300 verwendet zur Ermittlung des dem zweiten Unterzeitabschnitts zugeordneten Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung in Schritt 230 die Berechnung einer Metrik basierend auf den ermittelten Differenzwerten, wobei die Metrik ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und einem Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt. Diese Differenzwerte stellen beispielsweise die zuvor beschriebenen Differenzwerte zwischen Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 und Daten der Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 dar.
In Schritt 310 wird ein Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ausgewählt. So kann hier zu Beginn des Verfahrens 300 beispielsweise ein geeigneter Startwert für die Schätzung des Werts einer relativen Kontrastmittelanreichung verwendet werden.
Nachfolgend wird in Schritt 320 für diesen ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung die Metrik bestimmt, welche ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und dem ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung, im Folgenden stets als μ α / t bezeichnet darstellt. Der Index t des Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t ist ein Indikator für den Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts.
Beispielsweise kann die Metrik dadurch berechnet werden, dass für jeden der ermittelten Differenzwerte d α / l ein Metrikdifferenzwert m' α / l berechnet wird, welcher basierend auf der Differenz zwischen dem jeweiligen Differenzwert d α / l und dem ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t berechnet wird. Beispielsweise kann für jeden der ermittelten Differenzwerte d α / l ein Metrikdifferenzwert m' α / l = d α / l – μ α / tc_l berechnet werden, wobei die optionale Konstante c_l auf den Wert eins gesetzt werden kann oder aber auch hiervon abweichende Werte aufweisen kann.
Enthält beispielsweise die Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 und die Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils k ausgewählte Datenwerte und werden die zuvor erläuterten k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} verwendet, so kann beispielsweise für jeden der k ermittelten Differenzwerte
ein Metrikdifferenzwert
berechnet werden.
Basierend auf den derart berechneten Metrikdifferenzwerten
kann in Schritt 320 die Metrik me^α bestimmt werden. So kann die Metrik beispielsweise die Summe der Beträge der Metrikdifferenzwerte oder die Summe der Quadrate der Metrikdifferenzwerte oder jegliche andere geeignete Summe basierend auf den Metrikdifferenzwerten darstellen, welche ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten
und dem ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t darstellt.
Beispielsweise kann die Metrik m^α als Summe der Quadrate der Metrikdifferenzwerte basierend auf folgender Berechnungsvorschrift berechnet werden:
In Schritt 330 kann dann beispielsweise geprüft werden, ob die in Schritt 320 berechnete Metrik me^α eine Abbruchbedingung erfüllt, d. h., ob das von der berechneten Metrik me^α dargestellte Abweichungsmaß unterhalb einem vorgegeben Grenzwert liegt.
Ist die Abbruchbedingung nicht erfüllt, d. h., wenn Metrik ein zu schlechtes Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und dem in Schritt 310 ausgewählten Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung μ α / t darstellt, so genügt der in Schritt 310 ausgewählte Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t nicht als endgültig ermittelter Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung und das Verfahren beginnt wieder in Schritt 310 mit der Wahl eines neuen, anderen Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung.
So kann das Verfahren 300 beispielsweise solange iterativ durchlaufen werden, bis ein in Schritt 310 einer Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung μ α / t ausgewählt wird, dessen in Schritt 320 berechneter Metrik die Abbruchbedingung in Schritt 330 erfüllt.
Das in 3 dargestellte Verfahren kann auch derart abgewandelt werden, dass für eine Vielzahl von verschiedenen Werten einer relativen Kontrastmittelanreicherung jeweils die zugeordnete Metrik bestimmt, analog zur Berechung in Schritt 320, wobei derjenige Wert der Vielzahl von verschiedenen Werten einer relativen Kontrastmittelanreicherung als endgültig ermittelter Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung ausgewählt wird, dessen Metrik das geringste Abweichungsmaß im Vergleich zu den übrigen Metriken der übrigen Werte der relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt.
Beispielsweise kann die in Schritt 320 berechnete Metrik auch eine optionale Filterfunktion umfassen, wobei die Filterfunktion dazu eingerichtet ist, Datenwerte aus der ersten Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und Daten aus der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz derart frequenzselektiv zu gewichten, wobei diese frequenzselektive Gewichtung beispielsweise durch eine Bandpassfilterfunktion realisiert werden kann, so dass beispielsweise zumindest einige Daten, welche hohen Frequenzen zugeordnet sind, und zumindest einige Daten, welche tiefen Frequenzen zugeordnet sind, einen geringeren Einfluss auf die Metrik haben als Daten, welche Frequenzen zwischen den hohen und tiefen Frequenzen zugeordnet sind.
Diese Filterfunktion kann beispielsweise durch eine entsprechende Gewichtung der einzelnen Metrikdifferenzwerte
durch jeweilige Filterkoeffizienten f_x (mit x ∊ {1, ..., k}) vorgenommen werden, wie beispielweise wie folgt:
Hierbei werden die Filterkoeffizienten f_x beispielsweise derart ausgewählt, dass ein erster Differenzwert
welcher über den Index i_x1 im k-Raum einer höheren Frequenz zugeordnet ist als die einem zweiten Differenzwert
im k-Raum zugeordnete Frequenz (entsprechend dem Index i_x2), durch den Filterkoeffizienten f_x1 stärker gedämpft wird als der zweite Differenzwert
durch den diesem zweiten Differenzwert
zugeordneten Filterkoeffizienten f_x1, und dass ein dritter Differenzwert
welcher über den Index i_x3 im k-Raum einer tieferen Frequenz zugeordnet ist als die dem zweiten Differenzwert
im k-Raum zugeordnete Frequenz (entsprechend dem Index i_x2), durch den Filterkoeffizienten f_x3 stärker gedämpft wird als der zweite Differenzwert
durch den diesem zweiten Differenzwert
zugeordneten Filterkoeffizienten f_x2,.
Die Filterfunktion kann somit eine Bandpassfilterfunktion darstellen. Somit können in den höheren Frequenzbereichen zunehmend auftretende Störungen, beispielsweise Rauschen, verringert werden und damit die in Schritt 230 durchgeführte Ermittlung der Wertes der relativen Kontrastmittelanreicherung für den zweiten Unterzeitabschnitt verbessert werden. Alternativ kann beispielsweise auch eine Tiefpassfilterfunktion verwendet werden.
4 zeigt ein exemplarisches Verfahren 400 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Dieses Verfahren 400 wird zusammen mit der in 5a ersten exemplarisch dargestellten Berechnung einer Unterbildraummaske gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und der in 5b zweiten exemplarisch dargestellten Berechnung einer Unterbildraummaske gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel erläutert.
Im Schritt 410 wird der erste Datensatz U α / 1 oder der zweite Datensatz U α / 2 vom k-Raum in einen entsprechenden Datensatz im Bildraum transformiert. Im folgenden sei ohne Einschränkung angekommen, dass es sich hierbei um den zweiten Datensatz U α / 2 handelt, es kann jedoch auch der erste Datensatz U α / 1 sein. In 5a bzw. 5b ist ein solcher beispielhafter Datensatz 510 im k-Raum dargestellt. Dieser Datensatz kann beispielsweise aus einer Mehrzahl von Zeilen gebildet werden, wobei jeder Zeile einem Phasenschritt oder einem Paar von Phasenschritt zugeordnet ist, wobei die Datenwerte einer Zeile jeweils den verschiedenen Frequenzen aus der Vielzahl der Frequenzen der k-Raums zugeordnet sind. Im beispielhaften 2D-Fall kann beispielweise die Zeile 511 dem ersten Phasenschritt aus der Vielzahl der Phasenschritte zugeordnet sein, die Zeile 512 dem zweiten Phasenschritt der Vielzahl der Phasenschritte zugeordnet sein, usw.
Der Datensatz 510 kann durch geeignete Transformation F 520, wie beispielsweise durch eine FFT oder IFFT, in einen entsprechenden Datensatz V α / 2 = (v α / 2,1, ..., v α / 2,m) im Bildraum konvertiert werden kann: V α / 2 = FU α / 2
In Schritt 420 wird basierend auf dem transformierten Datensatz V α / 2 mindestens ein Unterbildraumbereich im Bildraum ausgewählt.
Beispielsweise kann dieses Auswählen mindestens eines Unterbildraumbereichs im Bildraum dadurch erfolgen, dass eine Unterbildraummaske L^α = (l α / 1, ..., l α / m) in dem mindestens einen Unterbildraumbereich auf einen vordefinierten Wert q ≠ 0 gesetzt wird, während die übrigen Bereiche des Bildraums in der Unterbildraummaske auf Null gesetzt werden:
Der vordefinierte Wert q kann beispielsweise auf eins gesetzt werden oder auf einen anderen konstanten und von Null abweichenden Wert gesetzt werden.
Dieses Auswählen des mindestens einen Unterbildraumbereichs im Bildraum kann beispielsweise zum Auswählen von mindestens einer interessanten Region („region of interest”), welche z. B. Blutgefäße, Läsionen, potentiell entzündliche Herde oder Organe umfassen, verwendet werden. Die kleinstmögliche Auswahl eines Unterbildraumbereichs ist beispielsweise ein einzelner Pixel oder ein einzelner Voxel.
In 5a bzw. 5b ist ein in den Bildraum transformierter beispielhafter Datensatz V α / 2 dargestellt (siehe Bezugszeichen 530), wobei in 5a basierend auf diesem transformierten Datensatz V α / 2 im Bildraum 550 ein Unterbildraumbereich 551 ausgewählt bzw. in 5b basierend auf diesem transformierten Datensatz V α / 2 im Bildraum 550 ein Unterbildraumbereich 551' zur Erzeugung einer Unterbildraummaske ausgewählt wird, wie zuvor exemplarisch beschrieben.
Dieses Auswählen kann beispielsweise durch einen Benutzer geschehen, wobei dem Benutzer der transformierte Datensatz V α / 2 im Bildraum angezeigt wird, und der Benutzer durch eine Benutzerschnittstelle den mindestens einen Unterbildraumbereich 551 markiert, so dass basierend auf dieser Benutzereingabe die entsprechende Unterbildraummaske L^α erzeugt wird. Zum Auswählen dieses mindestens einen Unterbildraumbereichs 551 können aber auch voll- oder semiautomatische Bildsegmentierungsalgorithmen verwendet werden, welche basierend auf dem transformierten Datensatz V α / 2 mindestens eine interessante Region als mindestens einen Unterbildraumbereich 551 markieren.
Mathematisch gesehen kann beispielsweise der k-Raum als einer Zeitdomäne zugeordnet betrachtet werden, da hier das zeitlich empfangene Signal der Aufnahmeantenne abgetastet wird und somit bestimmten Zeitpunkten zugeordnete Datenwerte aufgenommen werden, wie bereits ausführlich dargelegt, auch wenn diese Datenwerte jeweils einem Phasenschritt oder einem Paar von Phasenwerten und jeweils einer Frequenz im k-Raum zugeordnet sind. Durch die Transformation 520 wird beispielsweise mathematische betrachtet eine Transformation von der Zeitdomäne in eine Frequenzdomäne durchgeführt, wobei diese Transformation beispielsweise für jede der im k-Raum dargestellten Zeilen (wie beispielsweise 511, 512) durchgeführt wird. Eine entsprechende transformierte Zeile im Bildraum 530 kann daher einem echten Frequenzspektrum, welches nicht mit den Frequenzen des k-Raums zusammenhängt, zugeordnet werden. Daher kann der Bildraum 530, beispielweise wie in 5b exemplarisch eingezeichnet, einem Frequenzspektrum 555 zugeordnet sein, wobei Datenwerte des Bildraums einer Frequenz aus diesem Frequenzspektrum zugeordnet sind.
Daher kann beispielweise gemäß einem Ausführungsbeispiel das Auswählen des mindestens einen Unterbildraumbereichs im Bildraum in Schritt 420 derart erfolgen, dass der mindestens eine Unterbildraumbereich mindestens einem Frequenzunterspektrum des Frequenzspektrums des Bildraums nicht zugeordnet ist, d. h., dass die Frequenzen des mindestens einen Unterbildraumbereichs aus dem Frequenzspektrum nicht dem mindesteins einem Frequenzunterspektrum zugeordnet sind. Wie im Bildraum 550' in 5b beispielhaft dargestellt ist, könnte beispielweise ein erstes Frequenzunterspektrum zwischen f₀ und f₁ des beispielhaft zwischen f₀ und f₃ liegenden Frequenzspektrums liegen und ein zweites Frequenzunterspektrum zwischen f₂ und f₃ liegen kann, wobei ein Unterbildraumbereich 551' so ausgewählt ist, dass dieser nicht in dem ersten Frequenzunterspektrum und dem zweiten Frequenzunterspektrum liegt.
Beispielsweise kann ein Frequenzunterspektrum derart gewählt werden, dass die Frequenz eines von außen einstrahlenden die MRT-Aufnahme störenden Störers in diesem Frequenzunterspektrum liegt, so dass dieser Störung für die anschließende Ermittlung des relativen Wertes einer Kontrastmittelanreicherung ausgeblendet werden kann.
Beispielsweise kann somit eine Region des Interesses im Bildraum 550' als Unterbildraummaske ausgewählt werden, wobei diejenigen Punkte im Bildraum 550', die in einem des mindestens einem Frequenzunterspektrums liegen, nicht in der Unterbildraummaske 550' ausgewählt werden.
In Schritt 430 wird der mindestens eine ausgewählte Unterbildraumbereich, d. h. z. B. die diese Auswahlinformation umfassende Unterbildraummaske L^α, vom Bildraum in den k-Raum durch eine entsprechende Transformation 560, beispielsweise eine IFFT oder FFT, welche eine inverse Transformation F^–1 zur Transformation 520 darstellt, zur Berechnung einer dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α = (m α / 1 , ..., m α / m ) transformiert: M^α = F^–1L^α
Anschließend kann diese dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α, in 5 exemplarisch durch Bezugszeichen 570 dargestellt, beispielsweise in Schritt 230 des in 2 dargestellten Verfahrens 200 zur Ermittlung des dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 2 und basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 .
Beispielsweise wird hierfür die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t im zumindest teilweise oder gänzlich mit der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α gefilterten k-Raum durchgeführt. Dies bedeutet beispielsweise, dass Anteile der Information des ersten und des zweiten Datensatzes, welche einem Bildraumbereich zugeordnet sind, der nicht in dem mindestens einen ausgewählten Unterbildraumbereich liegt, nicht oder nur sehr schwach einfließen in die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t .
Somit kann der Einfluss von Bereichen der MRT-Datensätze, in denen das Kontrastmittel keine oder nur sehr schwache Wirkung entfaltet, durch Abgrenzung dieser Bereiche mittels des ausgewählten mindestens einen Unterbildraumbereichs und der entsprechenden dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α für die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t reduziert bzw. ausgeschaltet werden, so dass die Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung μ α / t verbessert werden kann.
Beispielsweise kann die dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α für die Berechnung der Metrik me^α, welche ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und einem Wert der relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt verwendet werden, so dass beispielsweise die in Schritt 320 des Verfahrens 300 berechnete Metrik me^α zumindest teilweise basierend auf der dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α berechnet wird.
Enthält beispielsweise die Untermenge des ersten Datensatzes U α / 1 und die Untermenge des zweiten Datensatzes U α / 2 jeweils k ausgewählte Datenwerte und werden die zuvor erläuterten k Indizes i_x ∊ {1, ..., m} (mit x ∊ {1, ..., k}) verwendet, so können die im k-Raum entsprechend zugeordneten Maskierungsdatenwerte
der dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske M^α zur Berechnung der jeweiligen Differenzwerte verwendet werden, beispielsweise kann für jeden der k ermittelten Differenzwerte
ein Metrikdifferenzwert
berechnet werden.
Ist somit für einen Punkt i_x im k-Raum eine starke Filterwirkung durch den entsprechenden Maskierungsdatenwert
gegeben, so wird der Einfluss des diesem Punkt im k-Raum zugeordneten Differenzwert
vermindert.
Die Metrik me^α kann dann wie zuvor beschrieben basierend auf den Differenzwerten
welche basierend auf der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske M^α berechnet wurden, berechnet werden.
6a zeigt ein exemplarisches Verfahren 600 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Dieses Verfahren 600 kann beispielsweise zum Auswählen einer Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz gemäß Schritt 210 aus in 2 gezeigten Verfahrens 200 und zum Auswählen einer Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz gemäß Schritt 220 und zur Ermittlung eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung gemäß Schritt 230 dienen.
Dem exemplarischen Verfahren 600 wird die beispielhafte Annahme zugrunde gelegt, dass die Aufnahme eines Datensatzes U α / n im k-Raum derart erfolgt, dass die Aufzeichnung mit einem Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension beginnt, wobei beispielsweise im 3D-Fall dieser Phasenschritt ein Phasenschritt eines Paars von Phasenschritten der ersten weiteren und der zweiten weiteren Dimension sein kann, und für diesen gewählten Phasenschritt (bzw. im 3D-Fall ausgewähltem Paar von Phasenschritten) die den einzelnen Frequenzen der Vielzahl von der Frequenzen zugeordneten Daten im k-Raum aufgezeichnet werden. Anschließend kann mit einem weiteren Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension fortgefahren werden, wobei im 3D-Fall dieser weitere Phasenschritt ein Phasenschritt eines weiteren Paars von Phasenschritten der ersten weiteren und der zweiten weiteren Dimension sein kann, wobei wiederum für diesen gewählten Phasenschritt (bzw. im 3D-Fall ausgewähltem Paar von Phasenschritten) die den einzelnen Frequenzen der Vielzahl von der Frequenzen zugeordneten Daten im k-Raum aufgezeichnet werden. Somit kann beispielsweise für jeden einzelnen Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten der mindestens einen weiteren Dimension bzw. im 3D-Fall für jedes Paar von Phasenschritten die entsprechenden im k-Raum den verschiedenen Frequenzen zugeordneten Daten ausgezeichnet werden, so dass beispielsweise ein Datensatz eines zweidimensionalen oder dreidimensionalen k-Raum aufgezeichnet werden kann.
Die Schritte 610 bis 660 des Verfahrens 600 umfassen das Auswählen einer Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz U α / 1 sowie das Auswählen einer Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz U α / 2 .
Im Schritt 610 wird ein Phasenschritt p_s mit s ∊ {1, ..., w} der Vielzahl von w Phasenschritten p₁, ..., p_w ausgewählt. Im beispielhaften 3D-Fall umfasst dieser Schritt 610 das Auswählen eines Paars von Phasenschritte p_s,q mit s ∊ {1, ..., w}, wobei der Phasenschritt p_s beispielsweise der ausgewählte erste Phasenschritt der ersten Vielzahl von w Phasenschritten p₁, ..., p_w und ein ausgewählter Phasenschritt p'_q der ausgewählten zweite Phasenschritt der zweiten Vielzahl von w₂ Phasenschritten
darstellt, womit das den ersten Phasenschritt p_s und den zweiten Phasenschritt p'_q umfassende Paar von Phasenschritten p_s,q definiert sein kann.
Anschließend wird in Schritt 620 eine Frequenz f_j mit j ∊ {1, ..., v} der Vielzahl von v Frequenzen f₁, ..., f_v ausgewählt. Die Frequenz f_j kann beispielsweise einem Aufnahmeindex zugeordnet welche, welcher dem entsprechenden Datenwert aus der Vielzahl von im k-Raum dem ausgewählten Phasenschritt bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten aufgenommenen Datenwerten zugeordnet ist.
Basierend auf der Wahl des Phasenschrittes p_s (bzw. der Wahl des Paars von Phasenschritten p_s,q) und der Wahl der Frequenz f_j kann in Schritt 630 ein diesem Phasenschritt p_s (bzw. dem Paars von Phasenschritten p_s,q) und dieser Frequenz f_j im k-Raum zugeordneter Datenwert u α / 2,l aus dem zweiten Datensatz U α / 2 ausgewählt werden. Hierbei ist der in Schritt 610 ausgewählte Phasenschritt p_s (bzw. das ausgewählte Paars von Phasenschritten p_s,q) und die in Schritt 620 ausgewählte Frequenz f_j derart ausgewählt, dass der diesem Phasenschritt p_s (bzw. diesem Paars von Phasenschritten p_s,q) und dieser Frequenz f_j im k-Raum zugeordnete Datenwert u α / 2,l im Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts liegt, für welchen der Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung zu ermitteln ist, wobei der Index l den entsprechenden Punkt im k-Raum in Abhängigkeit von f_j und p_s (bzw. p_s,q) angibt.
Beispielsweise kann der Aufnahmezeitpunkt T(s) beim Start jedes Phasenschritts p_s einer Aufzeichnung eines n-ten Datensatzes U α / n wie folgt bestimmt werden: T(s, n) = (s – 1)T_R + T_E + t_n
So stellt T_R beispielsweise die Repetitionszeit zwischen zwei benachbarten Phasenschritten dar, T_E stellt beispielsweise die Zeit dar, nach deren Ablauf die Antennen mit der Aufzeichnung beginnen, und t_n stellt beispielsweise den Zeitpunkt des Beginns des ersten Phasenschritts s = 1 des n-ten Datensatzes U α / n dar. Im 3D-Fall kann der Aufnahmezeitpunkt T(s, q, n) beispielweise wie folgt bestimmt werden: T(s, q, n) = T'(T_R, s, q) + T_E + t_n, wobei T'(T_R, s, q) die aufsummierte Zeit sämtlicher Repetitionszeiten für sämtliche Kombinationen von Paaren von Phasenschritten, die vor dem Einstellen des Paars p_s,q bei der MRT-Aufzeichnung durchlaufen wurden, darstellen kann.
Je nach Aufzeichnungsart kann die Zeit der Aufzeichnung der Datenwerte für die verschiedenen Frequenzen während eines Phasenschritts vernachlässigbar klein sein, so dass die aufgezeichneten Datenwerte für diesen einen Phasenschritt p_s und die verschiedenen Frequenzen zumindest näherungsweise oder auch exakt dem gleichen Zeitpunkt T(s) zugeordnet werden können.
Falls beispielsweise zwischen den einzelnen Frequenzen ein zur Akquise eines Frequenzspektrums als Impulsantwort signifikanter Zeitraum liegt, der beispielsweise durch T_f definiert sei, so kann der Zeitpunkt für einen bestimmten Phasenschritt p_s und einen bestimmten Frequenzschritt f_j beispielsweise wie folgt bestimmt werden: T(s, j, n) = (s – 1)T_R + (j – 1)T_f + T_E + t_n, bzw. für ein bestimmtes Paar von Phasenschritten p_s,q wie folgt bestimmt werden: T(s, q, j, n) = T'(T_R, s, q) + (j – 1)T_f + T_E + t_n
Der dem ausgewählten Phasenschritt p_s (bzw. ausgewählten Paar von Phasenschritten p_s,q) und der ausgewählten Frequenz f_j im k-Raum zugeordneten Datenwert u α / 2,l wird in Schritt 630 der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz zugeordnet, beispielsweise durch Verwendung des zuvor beschriebenen Indizes i_x ∊ {1, ..., m}, wobei beispielsweise ein Zähler die Variable x des Indizes i_x von einem Startwert, wie beispielsweise 0 oder 1, pro Durchlauf der Schleife im Verfahren 600 durch Schritt 630 inkrementiert. Somit kann in Schritt 630 der Index i_x auf den entsprechend dem ausgewählten Phasenschritt p_s und der ausgewählten Frequenz f_j zugeordneten Index l = f(p_s, f_j), bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten p_s,q und der ausgewählten Frequenz f_j zugeordneten Index l = f(p_s,q, f_j) des k-Raums gesetzt werden: i_x = l.
Somit entspricht beispielsweise
dem x-ten Datenwert der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz, der im x-ten Durchlauf der Schleife des Verfahrens 600 in Schritt 630 ausgewählt und der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz zugeordnet worden ist.
Ähnlich zur Vorgehensweise in Schritt 630 kann in Schritt 640 basierend auf der Wahl des Phasenschrittes p_s (bzw. des Paars von Phasenschritten p_s,q) und der Wahl des Frequenzschrittes f_j ein diesem Phasenschritt p_s (bzw. diesem Paar von Phasenschritten p_s,q) und dieser Frequenz f_j im k-Raum zugeordneter Datenwert u α / 1,l aus dem ersten Datensatz U α / 1 ausgewählt werden. Da der Phasenschritt p_s (bzw. dem Paar von Phasenschritten p_s,q) und der Frequenz f_j gleich dem in Schritt 630 zugrunde gelegtem Phasenschritt p_s (bzw. Paar von Phasenschritten p_s,q) und der zugrunde gelegten Frequenz f_j ist, kann zur Auswahl des Datenwert u α / 1,l der bereits in Schritt 630 ausgewählte Index l verwendet werd, da der in Schritt 630 ausgewählte Datenwert u α / 2,l des zweiten Datensatzes im gleichen Punkt im k-Raum wie der in Schritt 640 ausgewählte Datenwert u α / 1,l des ersten Datensatzes liegt. Der derart ausgewählte Datenwert u α / 1,l aus dem ersten Datensatz U α / 1 liegt somit automatisch im Unterzeitabschnitt des ersten Zeitabschnitts.
Beispielsweise kann der der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz zugeordnete Datenwert u α / 1,l unter Verwendung des in Schritt 630 definierten Indizes i_x = 1 durch
ausgedrückt werden.
Somit werden in Schritt 630 und Schritt 640 jeweils ein Datenwert
des zweiten Datensatzes und ein Datenwert
des ersten Datensatzes liegen, die durch entsprechende Wahl des Phasenschrittes bzw. des Paars von Phasenschritten in Schritt 610 und der Frequenz in Schritt 620 jeweils im Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts bzw. ersten Zeitabschnitts liegen.
Die Reihenfolge der Schritte 630 und 640 kann beliebig vertauscht werden, die beiden Schritten 630 und 640 können auch gemeinsam durchgeführt werden.
In Schritt 650 kann überprüft werden, ob eine weiterer Frequenz im k-Raum zur Ermittlung des Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung verwendet werden soll. Falls ja, so springt das Verfahren wieder zu Schritt 620 und wählt diese weitere Frequenz als neue Frequenz aus.
Dementsprechend wird in Schritt 630 ein dem bereits zuvor in Schritt 610 ausgewählten Phasenschritt p_s (bzw. Paar von Phasenschritten p_s,q) und der in Schritt 620 neu ausgewählten Frequenz f_j im k-Raum zugeordneter Datenwert u α / 2,l aus dem zweiten Datensatz ausgewählt, wobei der Index l den entsprechenden Punkt im k-Raum in Abhängigkeit von f_j und p_s angibt. Beispielsweise kann der Zähler x des Indizes i_x inkrementiert werden und i_x = l gesetzt werden.
Analog hierzu wird in Schritt 640 ein dem bereits zuvor in Schritt 610 ausgewählten Phasenschritt p_s (bzw. Paar von Phasenschritten p_s,q) und der in Schritt 620 neu ausgewählten Frequenz f_j im k-Raum zugeordneter Datenwert u α / 1,l aus dem ersten Datensatz ausgewählt, wobei dieser Datenwert durch
ausgedrückt werden kann.
Somit kann in Schritt 630 der Untermenge der von Daten aus dem zweiten Datensatz der in Schritt 630 ausgewählte Datenwert u α / 2,l zugefügt werden und in Schritt 640 der Untermenge der von Daten aus dem ersten Datensatz der in Schritt 640 ausgewählte Datenwert
zugefügt werden.
Beispielsweise kann die Schleife zwischen den Schritten 620 und 650 solange durchlaufen werden, bis sämtliche Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen in Schritt 620 ausgewählt worden sind, wodurch für einen jeweils in Schritt 610 ausgewählten Phasenschritt (bzw. Paar von Phasenschritten) die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in der ersten Dimension sämtlichen Frequenzen zugeordnet sind und analog hierzu die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz in der ersten Dimension ebenfalls sämtlichen Frequenzen zugeordnet sind. Es kann beispielsweise durch die Schleife zwischen den Schritten 620 und 650 auch nur eine Untermenge von mehreren Frequenzen aus der Vielzahl von Frequenzen ausgewählt werden, oder diese Schleife kann auch gar nicht bzw. nur einmal durchlaufen werden, so dass nur eine einzige Frequenz ausgewählt wird und somit für den jeweiligen in Schritt 610 ausgewählten Phasenschritt (bzw. Paar von Phasenschritten) die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in der ersten Dimension nur dieser einzigen Frequenz zugeordnet sind, wobei der Schritt 650 entfallen kann.
Wird in Schritt 650 festgestellt, dass keine weiterer Frequenz mehr auszuwählen ist, so kann im optionalen Schritt 660 geprüft werden, ob noch ein weiterer Phasenschritt (bzw. Paar von Phasenschritten) auszuwählen ist.
Ist dies der Fall, d. h. die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz und dementsprechend die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz sollen noch mindestens einem weiteren Phasenschritt der Vielzahl von Phasenschritten zugeordnet werden, so springt das Verfahren zu Schritt 610 und wählt dort diesen Phasenschritt aus (bzw. einen entsprechendes neues Paar von Phasenschritten) und das Verfahren führt fort in Schritt 620 mit dem Auswählen einer Frequenz. Beispielsweise kann die Schleife zwischen den Schritten 620 und 650 genau die gleichen mindestens einen Frequenz, bzw. die Untermenge von Frequenzen aus der Vielzahl von Frequenzen oder sämtliche Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen auswählen.
Somit kann das Verfahren 600 beispielsweise für eine Untermenge von Phasenschritten der Vielzahl von Phasenschritten einer der weiteren Dimension durchgeführt werden, wobei die Untermenge von Phasenschritten vorzugsweise direkt aufeinanderfolgende Phasenschritte umfasst, wie beispielsweise bei der MRT-Aufzeichnung in dieser weiteren Dimension zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgende Phasenschritte. Beispielsweise kann im 3D-Fall der zweite Phasenschritt p'_q konstant bzw. gleich ausgewählt gehalten werden, und der in Schritt 610 neu ausgewählte Phasenschritt p_s wird aus der Untermenge von Phasenschritten der Vielzahl von Phasenschritten den einen weiteren Dimensionen ausgewählt, so dass durch die Auswahl des jeweils neuen Phasenschritts p_s in Schritt 610 entsprechend jeweils neue Paare von Phasenschritten p_s,q ausgewählt werden.
Bei der 3D-Aufnahme werden somit jeweils ein Phasenschritt der ersten Vielzahl von Phasenschritten zur Phasenkodierung in der ersten weiteren Dimension und jeweils ein Phasenschritt der zweiten Vielzahl von Phasenschritten zur Phasenkodierung in der zweiten weiteren Dimension ausgewählt, wobei dieser ausgewählte Phasenschritt in der ersten weiteren Dimension und der jeweils ausgewählte Phasenschritt in der zweiten weiteren Dimension als jeweiliges Paar von Phasenschritten zusammengefasst werden kann, wobei die Phasenkodierung in der ersten weiteren Dimension und die Phasenkodierung in der zweiten weiteren Dimension gleichzeitig entsprechend dem jeweiligen Paar von Phasenschritten vorgenommen werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass in der Raumrichtung der ersten weiteren Dimension ein Gradientenfeld entsprechend der Phasenkodierung der ersten weiteren Dimension und gleichzeitig in der Raumrichtung der zweiten weiteren Dimension ein Gradientenfeld entsprechend der Phasenkodierung der zweiten weiteren Dimension beaufschlagt wird, und vor dem Auslesen des Empfangssignals diese Gradientenfelder wieder abgeschaltet werden.
Die äußere Schleife des Verfahrens 610, d. h. das optionale Überprüfen in Schritt 660, ob eine weiterer Phasenschritt 660 (bzw. Paar von Phasenschritten) auszuwählen ist, kann jedoch auch entfallen und ist daher nur als optional zu betrachten, so dass das Verfahren 600 beispielsweise nur genau einen einzigen Phasenschritt (bzw. einem einzigen Paar von Phasenschritten) in Schritt 610 auswählt und nachfolgend von Schritt 650 direkt zum Ermitteln des dem Unterzeitabschnitts des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung springt.
Somit kann mit dem Verfahren 600 die Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes ausgewählt werden, wobei beim k-maligen Durchlaufen von Schritt 630 insgesamt k Datenwerte
des zweiten Datensatzes U α / 2 mit 1 ≤ k ≤ m die ausgewählten Datenwerte der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes darstellen, und mit dem Verfahren 600 kann die Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes ausgewählt werden, wobei beim k-maligen Durchlaufen von Schritt 640 insgesamt k Datenwerte
des zweiten Datensatzes U α / 1 mit 1 ≤ k < m die ausgewählten Datenwerte der Untermenge von Daten des ersten Datensatzes darstellen.
Basierend auf dieser ausgewählten Untermenge von Daten des ersten Datensatzes und auf dieser ausgewählten Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes kann in Schritt 670 ein dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneter Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt werden, wobei dieser Schritt beispielsweise wie in Schritt 230 der 2 und sämtlichen zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt werden kann.
Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass für jeden der Phasenschritte (bzw. jedes Paar von Phasenschritten) alle in S_E lokalisierten Spins zum aufgezeichneten Signal beitragen. Jeder Eintrag im aufgezeichneten k-Raum beinhaltet also Informationen aus dem gesamten Bereich und nicht nur aus räumlich lokalisierten Teilen von S_E.
Soll der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts ein relativ kurzer Zeitabschnitt darstellen, d. h. soll die zeitliche Auflösung des in Schritt 670 ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung relativ klein sein, so kann im Verfahren 600 vorzugsweise nur ein einziger Phasenschritt (bzw. ein einziges Paar von Phasenschritten) ausgewählt werden, so dass sämtliche Datenwerte der Untermenge von Daten des ersten Datensatzes und der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes nur diesem einen ausgewählten Phasenschritt (bzw. einzigem Paar von Phasenschritten) zugeordnet sind.
Sind daher die Datenwerte der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes genau einem Phasenschritt p_s (bzw. genau einem Paar von Phasenschritten p_s,q) zugeordnet, so liegt der entsprechende Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts beispielsweise im Zeitabschnitt zwischen T(s, n) und T(s + 1, n), und wenn die für diesen Phasenschritt p_s (bzw. Paar von Phasenschritten p_s,q) durchlaufenen Frequenzen während der Aufzeichnung in einer sehr kurzen Zeit durchlaufen werden, so kann der Unterzeitabschnitt näherungsweise als sehr kleiner Zeitabschnitt betrachtet werden, der bei T(s, n) beginnt und sehr kurz danach endet, d. h. der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts kann als näherungsweiser Zeitpunkt betrachtet werden.
Soll der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts beispielsweise ein etwas längerer Zeitabschnitt darstellen, d. h. soll die zeitliche Auflösung des in Schritt 670 ermittelten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung größer sein als beim zuvor genannten Beispiel, bei dem nur ein einziger Phasenschritt (bzw. ein einziges Paar von Phasenschritten) ausgewählt wird, so können im Verfahren 600 vorzugsweise mehrere Phasenschritte der Vielzahl von Phasenschritten (bzw. mehrere Paare von Phasenschritten) ausgewählt, wobei diese mehreren Phasenschritte (bzw. mehrere Paare von Phasenschritten) vorzugsweise unmittelbar benachbart sind, so dass die ausgewählte Untermenge von Daten des ersten Datensatzes und der Untermenge von Daten des zweiten Datensatzes diesen mehreren ausgewählten Phasenschritten (bzw. mehreren ausgewählten Paaren von Phasenschritten) zugeordnet sind.
Für die Ermittlung eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Werts einer relativen Kontrastmittelanreicherung kann das Verfahren beispielsweise zwischen dem Schritt 640 und dem Schritt 650 einen optionalen Schritt enthalten (nicht in 6 gezeigt), in welchem der Differenzwert zwischen dem unmittelbar zuvor in Schritt 630 ausgewähltem Datenwert
des zweiten Datensatzes und dem unmittelbar zuvor in Schritt 640 ausgewählten Datenwert
des ersten Datensatzes berechnet wird, beispielsweise wie folgt:
Diese Differenzwerte können beispielsweise auch erst nach Durchlaufen der Schleife bzw. Schleifen des Verfahrens 600 ermittelt werden, beispielsweise wie zuvor beschrieben.
Anschließend können die berechneten Differenzwerte
beispielsweise als Grundlage für die Berechnung mindestens einer Metrik im in 3 dargestellten Verfahren 300 zur Ermittlung eines Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung oder jedes der anderen zu vor beschriebene Verfahren verwendet werden.
Beispielsweise können aber auch die Differenzwerte zwischen den Datenwerten des zweiten Datensatzes und den Datenwerten des ersten Datensatzes vorab berechnet werden.
So können beispielsweise vorab sämtliche Differenzwerte D^α zwischen den Datenwerten der Daten des zweiten Datensatzes und den Datenwerten der Daten des ersten Datensatzes gebildet werden, wie beispielsweise durch D^α = U α / 2 – U α / 1, mit D^α = (d α / 1, ..., d α / m) und beispielsweise d α / 1 = u α / 2,l – u α / 1,l mit l ∊ {1, ..., m}.
Es können jedoch vorab auch nur Untermengen von Differenzwerten zwischen einer Untermenge von Datenwerten der Daten des zweiten Datensatzes und einer entsprechenden Untermenge von Datenwerten der Daten des ersten Datensatzes gebildet werden.
6b stellt ein exemplarisches Verfahren 600' gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, welches auf dem in 6a dargestellten exemplarischen Verfahren 600 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel basiert. Somit können die bezüglich des Verfahrens 600 ausgeführten Erläuterungen gleichermaßen, falls möglich, auf das Verfahren 600' gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiels übertragen werden, wobei dies insbesondere für die Schritte 610, 620, 650 (optional) und 660 (optional) gilt.
In Schritt 635 wird für den ausgewählten Phasenschritt (bzw. ausgewähltes Paar von Phasenschritten) und für die ausgewählte Frequenz ein Differenzwert
ermittelt, welcher eine Differenz zwischen einem dem ausgewählten Phasenschritt (bzw. ausgewählten Paar von Phasenschritten) und der ausgewählten Frequenz zugeordneten Datenwert
des zweiten Datensatzes und dem ausgewählten Phasenschritt (bzw. ausgewählten Paar von Phasenschritten) und der ausgewählten Frequenz zugeordneten Datenwert
des ersten Datensatzes darstellt, wo der Differenzwert
beispielsweise wie folgt definiert sein kann:
Der Differenzwert
wird somit basierend auf einem dem ausgewählten Phasenschritt (bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten) und der ausgewählten Frequenz zugeordneten Datenwert
des zweiten Datensatz, wobei dieser zugeordnete Datenwert
Teil der Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz darstellt, und basierend auf einem dem ausgewählten Phasenschritt (bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten) und der ausgewählten Frequenz zugeordneten Datenwert
des ersten Datensatzes, wobei dieser zugeordnete Datenwert
Teil der Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz darstellt, berechnet. Somit umfasst der Schritt 635 beispielsweise zumindest implizit das Auswählen eines dem ausgewählten Phasenschritt (bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten) und der ausgewählten Frequenz zugeordneten Datenwert
des zweiten Datensatzes (entsprechend Schritt 630 aus 6a) und das Auswählen eines dem ausgewählten Phasenschritt (bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten) und der ausgewählten Frequenz zugeordneten Datenwert
des ersten Datensatzes (entsprechend Schritt 640 aus 6a), da der in Schritt 635 ermittelte Differenzwert
aus diesen ausgewählten Datenwerten
gebildet wird.
Der Differenzwert
kann in Schritt 635 berechnet werden, er kann aber auch beispielsweise aus den bereits berechneten Differenzwerten, welche zuvor beschrieben worden sind, ermittelt werden. Hierfür wird beispielsweise der Index i_x auf den entsprechend dem ausgewählten Phasenschritt p_s (bzw. dem ausgewählten Paar von Phasenschritten p_s,q) und der ausgewählten Frequenz f_j zugeordneten Index l = f(p_s, f_j) (bzw. im 3D-Fall l = f(p_s,q, f_j)) des k-Raums gesetzt werden: i_x = f(p_s, f_j) bzw. i_x = f(p_s,q, f_j), und der entsprechende Differenzwert
aus den vorab berechneten Differenzwerten ermittelt.
In Schritt 670' des Verfahrens 600' wird ein dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneter Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf den in Schritt 635 bzw. den Schritten 635 ermittelten Differenzwerten ermittelt, wobei dieser Schritt beispielsweise wie in Schritt 230 der 2 und sämtlichen zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt werden kann.
In Bezug auf die Verfahren 600 und 600' werden die in den Schritten 610 und 620 ausgewählte Phasenschritte (bzw. Paare von Phasenschritte) und Frequenzen beispielsweise derart ausgewählt, dass der entsprechende Punkt im k-Raum (beispielsweise zwei- oder dreidimensional), welcher beispielsweise durch den Index i_x mit i_x = f(p_s, f_j) (bzw. i_x = f(p_s,q, f_j)) ausgedrückt werden kann, in Bezug auf den aufgenommenen zweiten Datensatz im Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts liegt. Somit werden nur Datenwerte aus dem zweiten Datensatz zur Ermittlung des diesem Unterzeitabschnitt zugeordneten Werts einer relativen Kontrastmittelanreichung in Schritt 670 oder in Schritt 670' verwendet, welche in diesem Unterzeitabschnitt aufgezeichnet worden sind.
7 zeigt ein exemplarisches Verfahren 700 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
Dieses exemplarische Verfahren 700 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel kann dazu verwendet werden, eine Mehrzahl von Werten einer relativen Kontrastmittelanreicherung zu ermitteln, wobei jeder der Werte einer relativen Kontrastmittelanreicherung jeweils einem unterschiedlichen Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet ist.
In Schritt 710 wird ein Unterzeitabschnitt aus dem zweiten Zeitabschnitt ausgewählt.
Anschließend wird in Schritt 720, in 7 gestrichelt dargestellt, ein diesem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneter Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung basierend auf Daten einer ausgewählten Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und basierend auf Daten einer ausgewählten Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz ermittelt. Dieser Schritt 720 kann durch jedes der zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise durch das in 2 dargestellte Verfahren, wobei der Schritt 210' in 7 dem Schritt 210 in 2 entspricht, der Schritt 220' in 7 dem Schritt 220 in 2 entspricht, und der Schritt 230' in 7 dem Schritt 230 in 2 entspricht, oder der Schritt 720 kann beispielsweise durch die Schritte 600 bis 670 des in 6a oder beispielsweise durch die Schritte 610 bis 670' des in 7a dargestellten Verfahrens 600 bzw. 600' realisiert werden.
In Schritt 730 wird überprüft, ob es einen weiteren Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts gibt, für welchen ein Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung zu ermitteln ist. Beispielsweise kann geprüft werden, ob für einen Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten noch kein Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt worden ist. Falls ja, dann springt das Verfahren zurück zu Schritt 710 und wählt diesen weiteren Unterzeitabschnitt in Schritt 710, so dass nachfolgend in Schritt 720 der diesem neu ausgewählten Unterzeitabschnitt zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt wird.
Wird in Schritt 730 festgestellt, dass kein weiterer Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts vorliegt, für den eine relative Kontrastmittelanreicherung zu ermitteln ist, so kann das Verfahren beispielsweise enden oder, optional, eine Weiterverarbeitung der ermittelten Werte einer relativen Kontrastmittelanreicherung durchführen.
Beispielsweise kann der zweite Zeitabschnitt in eine Vielzahl von Unterzeitabschnitten unterteilt werden, wobei für jeden der Unterzeitabschnitte ein entsprechender Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt wird. Beispielsweise kann die Vielzahl von Unterzeitabschnitte des zweiten Zeitabschnitts auch eine Auswahl von Unterzeitabschnitten des zweiten Zeitabschnitts darstellen, so dass nur für speziell ausgewählte Unterzeitabschnitte, die nicht dem gesamten zweiten Zeitabschnitt abdecken, jeweilige Werte von relativen Kontrastmittelanreicherungen ermittelt werden.
Beispielsweise können die Unterzeitabschnitte der Vielzahl von Unterzeitabschnitten so gewählt sein, dass mindestens ein Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten jeweils mit genau einem Phasenschritt aus der Vielzahl von Phasenschritten (bzw. genau einem Paar von Phasenschritten) zugeordnet ist, welcher dann beispielsweise in Schritt 610 des Verfahrens 600 oder 600' ausgewählt wird, und/oder dass mindestens ein Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten jeweils mit mehreren, vorzugsweise benachbarten Phasenschritten aus der Vielzahl von Phasenschritten (bzw. mehreren, vorzugsweise benachbarten Paaren von Phasenschritten) zugeordnet ist.
Die Unterzeitabschnitte können jeweils die gleiche Länge aufweisen, können aber beispielsweise auch unterschiedliche Längen aufweisen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verfahren das Ermitteln eines Wertes einer absoluten Kontrastmittelanreicherung basierend auf dem ermittelten Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung und einer Lookup-Datenbank oder einer Abbildungsfunktion umfasst.
Diese Lookup-Datenbank kann beispielsweise eine nichtlineare Abhängigkeit der Werte einer absoluten Kontrastmittelanreicherung von den Werten der relativen Kontrastmittelanreicherung abbilden. Diese nichtlineare Abhängigkeit lässt sich beispielsweise durch ein Kalibrationsverfahren unter Nutzung von Kalibrationsphatomen herausrechnen.

Claims

Verfahren, umfassend: – Ermitteln einer einem Unterzeitabschnitt eines zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf Daten einer Untermenge von Daten aus einem ersten Datensatz und basierend auf Daten einer Untermenge von Daten aus einem zweiten Datensatz, – wobei der erste Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer ohne Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in einem ersten Zeitabschnitt aufgenommen worden ist, – wobei der zweite Datensatz Daten eines mehrdimensionalen k-Raumes einer mit Einfluss eines Kontrastmittels aufgenommenen Magnetresonanzaufnahme umfasst und in dem zweiten Zeitabschnitt, welcher unterschiedlich zum ersten Zeitabschnitt ist, aufgenommen worden ist, – wobei die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnet sind und die Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz im wesentlichen dem gleichen Bereich im k-Raum zugeordnet sind wie die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrdimensionale k-Raum in einer ersten Dimension einer Vielzahl von Frequenzen frequenzkodiert ist und in mindestens einer weiteren Dimension mit jeweils einer Vielzahl von Phasenschritten phasenkodiert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts derart ist, dass die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in einer Dimension der mindestens einen weiteren Dimension einem der folgenden zugeordnet sind: – genau einem Phasenschritt der Vielzahl von Phasenschritten der Dimension, und – mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten der Vielzahl von Phasenschritten der Dimension.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts basierend auf Akquisitionsparametern des genau einen Phasenschritts bzw. der mehreren aufeinander folgenden Phasenschritten, der Echozeit und der Repetitionszeit ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz in der ersten Dimension einem der folgenden zugeordnet sind: – genau einer Frequenz der Vielzahl von Frequenzen, – einer Untermenge von mehreren Frequenzen aus der Vielzahl von Frequenzen, und – sämtliche Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordnete Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung ermittelt wird basierend auf Differenzwerten zwischen den Daten der Untermenge des zweiten Datensatzes und den Daten der Untermenge des ersten Datensatzes, wobei ein jeweiliger Differenzwert der Differenzwerte basierend auf der Differenz eines Datenwerts der Daten der Untermenge der zweiten Untermenge und des diesem Datenwert zugeordneten Datenwerts der Daten der Untermenge des ersten Datensatz gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Berechnen einer Metrik basierend auf den ermittelten Differenzwerten umfasst, wobei die Metrik ein Abweichungsmaß zwischen den Differenzwerten und einem Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen der Metrik für jeden der Differenzwerte das Berechnen eines Metrikdifferenzwertes, welcher die Differenz zwischen dem jeweiligen Differenzwert und einem Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung darstellt, umfasst, und das Berechnen der Metrik das Berechnen des Abweichungsmaßes auf Grundlage der berechneten Metrikdifferenzwerte umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Berechnen einer Mehrzahl von Metriken umfasst, wobei jeder der Vielzahl von Metriken jeweils einem unterschiedlichen Wert einer relativen Kontrastmittelanreicherung zugeordnet ist, und wobei das Verfahren die Auswahl desjenigen Wertes einer relativen Kontrastmittelanreicherung, welcher derjenigen Metrik mit dem geringsten Abweichungsmaß zugeordnet ist, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metrik eine Filterfunktion umfasst, wobei die Filterfunktion dazu eingerichtet ist, Daten aus der ersten Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und Daten aus der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz derart frequenzselektiv zu gewichten, so dass zumindest einige Daten, welche höheren Frequenzen zugeordnet sind, einen geringeren Einfluss auf die Metrik haben als Daten, welche geringeren Frequenzen zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf mindestens einem Unterbildraum im Bildraum durch Transformation des mindestens einen Unterbildraums in den k-Raum eine dem k-Raum zugeordnete Unterbildraummaske im k-Raum berechnet wird, wobei das Ermitteln eines dem Unterzeitabschnitt des zweiten Zeitabschnitts zugeordneten Wertes einer relativen Kontrastmittelanreichung basierend auf Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz ferner basierend auf der dem k-Raum zugeordneten Unterbildraummaske durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Auswählen des mindestens einen Unterbildraums im Bildraum basierend auf einer Darstellung des ersten oder des zweiten Datensatzes im Bildraum umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Ermitteln eines Wertes einer absoluten Kontrastmittelanreicherung basierend auf dem ermittelten Wert einer relativen Kontrastmittelanreichung und einer Lookup-Datenbank oder einer Abbildungsfunktion umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Ermitteln einer Vielzahl von Werten einer relativen Kontrastmittelanreichung für eine Vielzahl von Unterzeitabschnitten des zweiten Zeitabschnitts basierend auf den Daten der Untermenge von Daten aus dem ersten Datensatz und den Daten der Untermenge von Daten aus dem zweiten Datensatz umfasst, wobei jeder der Werte einer relativen Kontrastmittelanreicherung jeweils einem unterschiedlichen Unterzeitabschnitt der Vielzahl von Unterzeitabschnitten zugeordnet ist.
Computerprogramm umfassend Programmcode zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wenn das Computerprogramm durch einen Prozessor ausgeführt wird.
Computerlesbares Medium, auf welchem ein Computerprogramm gemäß Anspruch 15 gespeichert ist.
Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen.
Vorrichtung, umfassend mindestens einen Prozessor, mindestens einen Computerprogrammcode enthaltenden Speicher, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode dazu eingerichtet ist zusammen mit dem mindestens einen Prozessor, die Vorrichtung zumindest das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.