DE102012217997A1

DE102012217997A1 - Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern und Magnetresonanz-Anlage

Info

Publication number: DE102012217997A1
Application number: DE102012217997.6A
Authority: DE
Inventors: David Andrew Porter; Stefan Huwer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-04-03
Also published as: US20140091790A1; US9632161B2

Abstract

Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten Magnetresonanz-Bildern (31), die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder erfasst werden. Verschiedene Diffusionsgradientenfelder sind mindestens einer Gruppe (70) zugeordnet, wobei die Zuordnung zu Gruppen (70) so festgelegt ist, dass die Diffusionsgradientenfelder, die derselben Gruppe (70) zugeordnet sind, ein Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen. Das Verfahren umfasst für jede Gruppe das Erstellen eines MR-Ergebnisbilds (32) aus den zu der entsprechenden Gruppe zugehörigen MR-Bildern (31), so dass das MR-Ergebnisbild (32) eine unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung im Vergleich zu den MR-Bildern (31) aufweist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) basierend auf den mehreren MR-Ergebnisbildern (32) und das Anwenden der Intensitätskorrektur (33) auf die MR-Bilder (31).

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen Techniken zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder erfasst werden.
Diffusionsgewichtete Magnetresonanz(MR)-Bilder können in der klinischen Routine wichtige diagnostische Informationen, beispielsweise bei der Schlaganfall- und Tumordiagnostik liefern. Bei der diffusionsgewichteten MR-Bildgebung werden Diffusionsgradientenfelder in bestimmten Richtungen geschaltet, wobei die Diffusion von Wassermolekülen entlang des angelegten Diffusionsgradientenfelder das gemessene MR-Signal typischerweise abschwächt. In Gebieten mit geringerer (größerer) Diffusion erfolgt somit typischerweise eine geringere (größere) Signalabschwächung, so dass diese Gebiete bei einer bildgebenden MR-Messung einen vergrößerten (verringerten) Signalwert aufweisen können.
Die Stärke der Diffusionsgewichtung kann dabei mit der Stärke der angelegten Diffusionsgradientenfelder korreliert sein; typischerweise können stärkere (schwächere) Diffusionsgradientenfelder eine stärkere (schwächere) Diffusionsgewichtung der MR-Bilder bewirken. Aus der Diffusionsgewichtung kann z.B. eine Stärke der Diffusionabgeleitet werden, also eine quantitative Aussage erfolgen. Es kann grundsätzlich erstrebenswert sein, eine besonders starke bzw. große Diffusionsgewichtung zu erreichen; dies kann der Fall sein, da derart ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis in den diffusionsgewichteten MR-Bildern besonders groß ist, also z.B. eine physikalische Messgröße „Diffusion“ mit einer geringeren Unsicherheit behaftet sein kann. Nachfolgende klinische Anwendungen können derart besonders genau oder weniger fehleranfällig durchgeführt werden können.
Darüber hinaus sind Techniken bekannt, welche neben der ortsaufgelösten Information über die Stärke der Diffusion auch eine Information über die Orientierung bzw. Richtung der Diffusion bereit stellen und/oder die Stärke der Diffusion aufgelöst für verschiedene Raumrichtungen bereit stellen. Dies kann im Gegensatz zu Techniken stehen, welche die keine Richtungsabhängigkeit der Diffusion bereitstellen und z.B. die Diffusion proportional zu einem über die verschiedenen Raumrichtungen gemittelten Wert bereitstellen. Dies kann z.B. mittels der sog. Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) oder mittels der „High Angular Resolution Diffusion Imaging“ (HARDI) Techniken erfolgen. Siehe etwa „High Angular Resolution Diffusion Imaging Reveals Intravoxel White Matter Fiber Heterogeneity" von D. S. Tuch et al. in Mag. Reson. Med. 48 (2002) 577–582. Während solche Techniken unterschiedlichste Modelle zur winkelaufgelösten Bestimmung der Diffusion berücksichtigen, ist ihnen jedoch häufig gemein, dass zum Erfassen der MR-Bilder eine Vielzahl unterschiedlich orientierter Diffusionsgradientenfelder verwendet wird. Es kann darüber hinaus vorkommen, dass neben unterschiedlichen Orientierungen der Diffusionsgradientenfelder auch unterschiedliche Stärken der Diffusionsgradientenfelder berücksichtigt werden. Typische bekannte Messsequenzen umfassen z.B. 30–100 Diffusionsgradientenfelder mit unterschiedlicher Orientierung und/oder Stärke; das Durchführen der gesamten Diffusionsbildgebung kann dann eine Zeitdauer von mehreren Minuten bis mehreren Stunden benötigen, typischerweise zwischen 5 und 20 min.
Deshalb kann eine solche MR-Bildgebung in einer signifikanten Erwärmung von Gradientenspulen, die zur Erzeugung der Diffusionsgradientenfelder und der ortskodierenden Gradientenfelder verwendet werden, resultieren. Dies ist der Fall, da zur Diffusionsbildgebung die Diffusionsgradientenfelder vergleichsweise große Amplituden, lange zeitliche Dauer und häufige Wiederholung aufweisen können. In typischen MR-Anlagen kann diese erzeugte Wärme baulich bedingt auf Hochfrequenz(HF)-Spulen, etwa eine HF-Körperspule, übertragen werden, die zum Einstrahlen von HF-Pulsen zum Auslenken der Magnetisierung aus der Ruhelage und/oder zum Detektieren eines MR-Signals verwendet werden. Die Erwärmung der HF-Spulen kann in einer Änderung der elektrischen Eigenschaften der HF-Spule resultieren, z.B. durch eine direkte Temperaturabhängigkeit der elektrischen Komponenten und/oder durch eine geometrische Deformation der HF-Spule aufgrund der Erwärmung (z.B. Wärmeausdehnung). Deshalb kann aufgrund der zeitabhängigen Erwärmung der Komponenten der MR-Anlage eine Zeitabhängigkeit der elektrischen Eigenschaften der HF-Spule während einer MR-Messung vorliegen. Insbesondere kann aufgrund der Erwärmung der HF-Spulen eine zeitabhängige Amplitude der HF-Pulse resultieren, was wiederum zu einer Variation der Auslenkwinkel bzw. Kippwinkel der angeregten Magnetisierung führen kann. Dies kann zu einer zeitabhängigen Intensitätsschwankung in den diffusionsgewichteten MR-Bildern führen.
Insbesondere bei modernen MR-Anlagen mit einer großen Tunnelöffnung kann eine besonders große örtliche Nähe zwischen dem Gradientensystem und den HF-Spulen vorliegen. Deshalb können solche MR-Anlagen besonders sensitiv auf das oben beschriebene Problem der Erwärmung während Diffusionsbildgebung sein. Intensitätsschwankungen im Bereich von einigen Prozent bis einigen zehn Prozent sind bekannt.
Solche zeitabhängige Intensitätsschwankungen können auch als Drift bezeichnet werden und können allgemein wenig erstrebenswert sein, da z.B. die bestimmte Diffusion dadurch verfälscht werden kann. Solche Intensitätsschwankungen in den diffusionsgewichteten MR-Bildern kann z.B. auch als Signalfehler bezeichnet werden. Eine Verwertbarkeit der MR-Bilder für nachgeordnete Anwendungen kann aufgrund des Signalfehlers eingeschränkt sein.
Um diese Intensitätsschwankungen zu verringern, sind z.B. Lösungen bekannt, welche die Amplitude der HF-Pulse in einem Steuer-Regelkreis überwachen. Jedoch kann eine solche Lösung typischerweise einen Mehraufwand an Bauteilen bedeuten, sodass eine entsprechende Implementierung fehleranfällig und teuer sein kann.
Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern. Insbesondere besteht ein Bedarf für solche Techniken, welche eine hohe Zeitauflösung der Intensitätskorrektur bereitstellen ohne einen signifikanten Hardware-Mehraufwand zu bedingen und gleichzeitig die Messdauer der Diffusionsbildgebung nicht oder nur geringfügig verlängern.
Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder erfasst werden. Das Verfahren umfasst das Erfassen der diffusionsgewichteten MR-Bilder mit der Abfolge von Diffusionsgradientenfelder, wobei verschiedene Diffusionsgradientenfelder mindestens einer Gruppe zugeordnet sind und wobei die Zuordnung zu Gruppen so festgelegt ist, dass die Diffusionsgradientenfelder, die derselben Gruppe zugeordnet sind, ein Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen. Das Verfahren umfasst weiterhin für jede Gruppe das Erstellen eines MR-Ergebnisbilds aus den zu der entsprechenden Gruppe zugehörigen MR-Bildern, sodass das MR-Ergebnisbild eine unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung im Vergleich zu den MR-Bildern aufweist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen der Intensitätskorrektur basierend auf mehreren der MR-Ergebnisbilder und das Anwenden der Intensitätskorrektur auf die MR-Bilder.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also folgendes Konzept zugrunde liegen: Die MR-Ergebnisbilder können aus den MR-Bildern erstellt werden und zwar so, dass die MR-Ergebnisbilder keine oder nur einen geringe Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen; dies kann bedeuten, dass die Diffusionsgewichtung der MR-Ergebnisbilder invariant gegenüber einer Richtung bzw. Rotation des Objekts ist. Intensitätsvariationen über Zeit und/oder Ort in den MR-Ergebnisbildern können derart weniger stark oder nicht von Diffusionseffekten, insbesondere von einer Richtung von Diffusionsgradientenfeldern, abhängen. Etwaige Intensitätsschwankungen in den MR-Ergebnisbildern können insbesondere systematische Fehler betreffen, die z.B. insbesondere aus Erwärmungseffekten resultieren können. Mittels der MR-Ergebnisbilder können diese Intensitätsschwankungen quantifiziert werden und aus den MR-Bildern entfernt bzw. herausgerechnet werden (Intensitätskorrektur). Hierbei sind die Techniken zum Erstellen der MR-Ergebnisbilder nicht besonders limitiert und es werden erfindungsgemäß unterschiedlichste Ausführungsformen abgedeckt.
In anderen Worten kann das Verfahren die zeitabhängige Intensitätskorrektur von MR-Bildern einer Diffusionsbildgebung betreffen. Intensitätskorrektur kann hierbei bedeuten: Entfernen oder Verringern von Intensitätsschwankungen von Bildpunktwerten einzelner Bildpunkte der MR-Bilder, die anders bedingt sind, als durch Diffusion. Dies kann insbesondere solche Intensitätsschwankungen betreffen, die durch zeitabhängige Erwärmung verschiedener MR-Komponenten bedingt sind. Intensität kann hierbei gleich oder proportional zu dem Bildpunktwert bzw. gleich oder proportional zu einer Amplitude eines MR-Signals, aus dem der Bildpunktwert bestimmt wird, sein. Das Bestimmen der Intensitätskorrektur kann z.B. individuell für verschiedene Bildpunkte (bildpunktweise) des jeweiligen MR-Ergebnisbilds geschehen. Das Anwenden der Intensitätskorrektur kann z.B. individuell für verschiedene Bildpunkte des jeweiligen MR-Bilds geschehen.
Die Diffusionsgradientenfelder können in anderen Worten diffusionskodierende Gradientenfelder sein (engl. „diffusion gradient fields“). Die Diffusionsgradientenfelder können einen Signalwert von sich entlang der entsprechenden Richtung bewegenden Kernmagnetischen-Momenten verändern, z.B. verringern. Z.B. kann ein Paar Diffusionsgradientenfelder für ein einzelnes MR-Bild ein Grundmagnetfeld entlang einer vorgegebenen Richtung um einen vorgegebenen Betrag vor und nach einem 180°-HF-Puls variieren. Grundsätzlich sind dem Fachmann entsprechende Techniken für zur Erzeugung der diffusionsgewichteten MR-Bilder mittels der Diffusionsgradientenfelder bekannt, etwa aus „Wie funktioniert MRI?" von Weishaupt et al. erschienen in Springer Medizin Verlag Heidelberg (2009), sodass hier keine weiteren Details erläutert werden müssen.
Durch das Anwenden der Intensitätskorrektur können in anderen Worten intensitätskorrigierte MR-Bilder erhalten werden. Die diffusionsgewichteten und intensitätskorrigierten MR-Bilder können nachfolgend zu spezieller Bildgebung bzw. für Auswertetechniken (Datenanalyse) verwertet werden, etwa mittels der DTI Technik, siehe P. B. Kingsley „Introduction to Diffusion Tensor Imaging Mathematics" in Concepts Mag. Reson. Part A 28A (2006) 101. Es ist auch möglich die intensitätskorrigierten MR-Bilder nachgeordnet für andere Techniken der Datenanalyse zu verwenden, etwa solche, welche mehrere Diffusionstensoren berücksichtigen („Analysis of partial volume effects in diffusion- tensor MRI" von A. L. Alexander in Proc. Intl. Sot. Mag. Reson. Med. 8 (2000) 781) oder der sog. Diffusions-Kurtosis-Bildgebung, siehe hierzu „Three- dimensional characterization of non- gaussian water diffusion in humans using diffusion kurtosis imaging" von H. Lu in NMR in Biomed. 19 (2006) 236–247. Diese Beispiele sind rein illustrativ und nicht beschränkend. Z.B. können die diffusionsgewichteten MR-Bilder, welche mittels des Verfahrens gemäß dem gegenwärtigen Aspekt erhalten werden, auch für nichtlineare Modelle verwendet werden, z.B. in Bezug auf unbekannte Parameter, welche durch Anpassen eines Modells an die MR-Bilder bestimmt werden. Ein Beispiel hierfür wäre z.B. die „Diffusion Spectrum Imaging“ (DSI) Bildgebung, siehe hierzu V. J. Wedeen in Proc. ISMRM, 8th Annual Meeting, Denver (2000) 82 und "Mapping complex tissue architecture with diffusion spectrum magnetic resonance imaging" von Van Wedeen et al. in Magn. Reson. Med 54 (2005) 1377–1387.
Allgemein formuliert kann eine nachfolgende Datenanalyse der mittels des Verfahrens gemäß dem gegenwärtigen Aspekt erfassten MR-Bilder nicht besonders beschränkt sein und vielfältige Techniken können Anwendung finden. Die erfindungsgemäße Intensitätskorrektur kann nämlich bereits früher ansetzen und ganz oder teilweise unabhängig von der nachfolgenden Datenanalyse sein.
Die verwendeten Diffusionsgradientenfelder können z.B. basierend auf dem Typ und Art der nachfolgenden Datenanalyse festgelegt sein. Z.B. kann es für die DTI entbehrlich sein, Diffusionsgradientenfelder mit unterschiedlicher Stärke zu erfassen, während gerade dies für die Kurtosisbildgebung erstrebenswert sein kann. Häufig kann es erstrebenswert sein, MR-Bilder für Diffusionsgradientenfelder zu erfassen, die gleichmäßig über alle Raumrichtung (also z.B. im dreidimensionalen Raum) verteilt sind. Solche und entsprechende Aspekte können in Bezug auf die verwendeten Diffusionsgradientenfelder berücksichtigt werden.
Während die Stärke und Orientierung der verwendeten Diffusionsgradientenfelder maßgeblich für die Durchführbarkeit der nachfolgenden Datenanalyse sein kann, kann im Allgemeinen aber die Abfolge, also eine Sortierung oder Sequenz mit der die zugehörigen MR-Bilder erfasst werden, der verwendeten Diffusionsgradientenfelder für die nachfolgende Analyse von nachrangiger Bedeutung sein, da z.B. eine Umsortierung der MR-Bilder vor der Datenanalyse stattfinden kann. Die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder kann vorgegeben sein; es ist aber auch möglich, dass das Verfahren umfasst: Planen der Abfolge von Diffusionsgradientenfelder. Es ist diesbezüglich möglich, dass z.B. in Abhängigkeit der nachfolgenden Datenanalyse die Diffusionsgradientenfelder vorgegeben sind und die Abfolge geplant wird, sodass die Zuordnung zu den Gruppen erfindungsgemäß festgelegt ist und das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllt wird.
Das Orthogonalitäts-Kriterium kann z.B. ein Kriterium bezeichnen, welches eine bestimmte Abweichung zur Orthogonalität betrifft, z.B. wechselseitig zwischen zwei Diffusionsgradientenfeldern. Praktisch gesprochen: Sind zwei Diffusionsgradientenfelder nicht vollkommen orthogonal (senkrecht) zueinander, schließen also einen Winkel 90°-x miteinander ein, so kann das Orthogonalitäts-Kriterium für Werte x kleiner als ein Schwellenwert erfüllt sein. Das Orthogonalitäts-Kriterium kann z.B. einen Winkel zwischen den Diffusionsgradientenfeldern betreffen, die derselben Gruppe zugeordnet sind. Z.B. kann der Winkel ungefähr 90° betragen oder eine Differenz zu 90° aufweisen, die kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist. Der Schwellenwert kann vorgegeben sein. Das Orthogonalitäts-Kriterium kann z.B. bewirken, dass die Diffusionsgradientenfelder einer Gruppe wechselseitig möglichst linear unabhängig voneinander sind bzw. wechselseitig möglichst senkrecht aufeinander stehen. Möglichst linear unabhängig kann hierbei bedeuten, dass ein Skalarprodukt der betreffenden Diffusionsgradientenfelder oder dazu proportionaler oder paralleler Vektoren kleiner als ein z.B. vorgegebener Schwellenwert ist.
Wird das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllt, so kann es besonders einfach möglich sein, das MR-Ergebnisbild aus den zu einer Gruppe zugehörigen MR-Bildern zu erstellen. Z.B. kann das Erstellen des MR-Ergebnisbilds aus den zu der entsprechenden Gruppe zugehörigen MR-Bildern das Berechnen des geometrischen Mittels der MR-Bilder der entsprechenden Gruppe als MR-Ergebnisbild umfassen. In einem besonders einfachen Fall, in dem die zu einer Gruppe zugehörigen MR-Bilder wechselseitig senkrecht aufeinander stehen, kann dann das MR-Ergebnisbild einem spurgewichteten MR-Ergebnisbild entsprechen. Das spurgewichtete MR-Ergebnisbild kann keine oder eine stark unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen. Das MR-Ergebnisbild kann als spurgewichtet bezeichnet werden, da seine Bildpunktwerte eine Funktion der Spur (Summe der Diagonalelemente) des zugrundeliegenden Diffusiontensors sind, und die Spur invariant gegenüber Rotation des Diffusionstensors ist (richtungsunabhängig). Die Spur kann insbesondere unabhängig von dem Referenzkoordinatensystem sein, in dem der Diffusionstensor ausgedrückt ist. Bei einem weniger restriktiven Orthogonalitäts-Kriterium (d.h. es sind Abweichungen gegenüber der vollen Orthogonalität zulässig) kann das MR-Ergebnisbild als pseudo-spurgewichtet bezeichnet werden. Dies kann der Fall sein, wenn die MR-Bilder, die derselben Gruppe zugeordnet sind, nicht vollkommen senkrecht aufeinander stehen und z.B. einen Winkel miteinander einschließen, der von 90° verschieden ist. In einem solchen Fall können die MR-Ergebnisbilder eine geringe verbleibende Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen. Auf der anderen Seite kann der Effekt einer flexibleren Wahl der Diffusionsgradientenfelder und/oder deren Abfolge erreicht werden.
Z.B. kann das Orthogonalitäts-Kriterium durch folgende Gleichung beschrieben werden: max(|DV₁·DV₂|,|DV₁·DV₃|,|DV₂·DV₃|) < S, (1)
Dabei ist max(a, b, c) eine Funktion ist, welche das Maximum von a, b und c als Funktionswert zurückgibt. DV_i ist der i-te, z.B. auf die Länge 1 normierte, Diffusionsgradient der jeweiligen Gruppe und S ist ein Schwellenwert. S kann vorgegeben sein. Volle Orthogonalität wäre für S = 0 gegeben. S > 0 kann einem weniger restriktiven Orthogonalitäts-Kriterium entsprechen. Kleine Werte von S können eine flexiblere Wahl der Abfolge der Diffusionsgradientenfelder bzw. der Diffusionsgradientenfelder selbst erlauben, während gleichzeitig pseudo-spurgewichtete MR-Ergebnisbilder mit einer geringen verbleibenden Richtungsabhängigkeit Diffusionsgewichtung (Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung) erhalten werden können.
Für die Intensitätskorrektur der gegenwärtigen Erfindung kann es erstrebenswert sein, auch eine solche Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung weiter zu unterdrücken bzw. zu entfernen. Insbesondere im Vergleich zu einer Bewegungskorrektur basierend auf den MR-Ergebnisbildern kann die Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung für die Intensitätskorrektur besonders hinderlich sein: Bei der Bewegungskorrektur kann eine Bildregistrierung leichte Intensitätsschwankungen aufgrund der Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung typischerweise tolerieren da Konturen im Gegensatz zu absoluten Bildpunktwerten maßgeblich sein können. Bei der Intensitätskorrektur kann es aber erstrebenswert sein, die Intensitätsschwankungen aufgrund der Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung besonders stark zu unterdrücken.
Verschiedenste Ausführungsformen können erreichen, dass die Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung unterdrückt oder entfernt wird bzw. die Intensitätskorrektur der MR-Bilder verbessert wird. Z.B. kann es in einer besonders einfachen Ausführungsform möglich sein, eine Ortsfrequenzraum(k-Raum)-Darstellung der MR-Ergebnisbilder einer Tiefpassfilterung zu unterziehen. Typischerweise kann die Diffusionsgewichtung eine starke Abhängigkeit vom Ort aufweisen, z.B. also einen großen Wert der Ableitung der Intensität nach dem Ort aufweisen. Durch das Tiefpassfiltern der Ortsfrequenzraum-Darstellung der MR-Ergebnisbilder kann derart die Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung weiter unterdrückt oder entfernt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren weiterhin das iterative Durchführen der folgenden Schritte, jeweils für verschiedene Bildpunkte der intensitätskorrigierten MR-Bilder, umfassen: Abschätzen eines Diffusionstensors basierend auf den intensitätskorrigierten MR-Bildern und Bestimmen einer weiteren Intensitätskorrektur aus dem abgeschätztem Diffusionstensor und den intensitätskorrigierten MR-Bildern; und Anwenden der weiteren Intensitätskorrektur auf die intensitätskorrigierten MR-Bilder. Das iterative Durchführen kann abgebrochen werden, wenn ein vorgegebenes Konvergenzkriterium erfüllt ist.
Z.B. kann das vorgegebene Konvergenzkriterium eine Veränderung des Diffusionstensors oder einzelner Komponenten des Diffusionstensors zwischen zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Iterationsdurchgängen bezeichnen. Es wäre auch möglich, dass das Konvergenzkriterium alternativ oder zusätzlich eine Anzahl von Iterationsdurchgängen bezeichnet, also einen Abbruch nach z.B. vier oder zwanzig oder mehr Iterationen vorgibt.
Zum Beispiel kann das Abschätzen des Diffusionstensors das Anpassen von Bildpunktwerten des Diffusionstensors basierend auf den Bildpunktwerten des jeweiligen Bildpunkts der intensitätskorrigierten MR-Bilder und basierend auf b-Werten der Diffusionsgradientenfelder umfassen.
Anpassen kann hierbei eine Kurvenanpassung bzw. Fit bezeichnen, wobei als Eingangswerte die b-Werte und die intensitätskorrigierten MR-Bilder dienen können und der Diffusionstensor angepasst wird.
b-Werte sind dem Fachmann in Bezug auf Diffusionsgradientenfelder und die sogenannte b-Matrix bekannt. Die b-Matrix kann Eigenschaften der Diffusionsgradientenfelder beschreiben, etwa Stärke und/oder Orientierung und/oder Dauer etc. Die b-Werte können insbesondere von einer Stärke der Diffusionsgradientenfelder abhängen. Z.B. können die b-Werte as vereinfachte Form der b-Matrix für den Fall einer einzelnen Richtung von Diffusionsgradientenfeldern verstanden werden.
Z.B. kann das Abschätzen des Diffusionstensors basierend auf der sogenannten Stejkstal-Tanner-Gleichung erfolgen, bzw. auf einer daraus abgeleiteten Gleichung. Z.B. ist aus der Eingangs genannten Publikation von P. Kingsley folgende Gleichung bekannt: ln(S_t) = –b_xxtD_xx – b_yytD_yy – b_zztD_zz – 2_bxytD_xy – 2b_xztD_xz – 2b_yztD_yz + ln(S₀), (2) wobei b_xxt, b_yyt, b_zzt, b_xyt, b_xzt, b_yzt die Elemente der sog. b-Matrix zu verschiedenen Zeitpunkten, also für verschiedene Diffusionsgradientenfelder der Abfolge sind; S_t bezeichnet den Bildpunktwert eines intensitätskorrigierten MR-Bilds (also z.B. des MR-Bilds auf welches die Intensitätskorrektur angewendet wurde, die aus den MR-Ergebnisbildern erhalten wurde), das zum Zeitpunkt t mit dem entsprechenden Diffusionsgradientenfeld erfasst wird. S₀ bezeichnet einen Parameter, welcher einem MR-Bild ohne jegliche Diffusionsgewichtung entspricht (also z.B. bei b = 0).
Das Abschätzen des Diffusionstensors kann daher z.B. die gesamte zeitliche Evolution S_t des Bildpunktwerts eines bestimmten Bildpunkts berücksichtigen. Das Anwenden der weiteren Intensitätskorrektur auf die intensitätskorrigierten MR-Bilder kann dann den derart abgeschätzten Diffusionstensor berücksichtigen: insbesondere kann eine Abweichung zwischen den Bildpunktwerten der intensitätskorrigierten MR-Bildern und der, basierend auf dem Diffusionstensor berechneten, rechten Seite der Gleichung 2 der Intensitätsschwankung z.B. aufgrund von Erwärmung zuzurechnen sein: ln(S_t) = –b_xxtD_xx – b_yytD_yy – b_zztD_zz – 2_bxytD_xy – 2b_xztD_xz – 2b_yztD_yz + ln(S₀) + Δ, (2a) wo Δ die Abweichung ist. In einer einfachen Ausführungsform kann Δ die weitere Intensitätskorrektur bezeichnen, die dann von den Bildpunktwerten der intensitätskorrigierten MR-Bilder S_t abgezogen wird.
Das iterative Durchführen der Schritte „Abschätzen“ und „Anwenden der weiteren Intensitätskorrektur“ kann es daher erlauben, den „wahren“ Diffusionstensor möglichst genau zu bestimmen, d.h. mit einem vergleichsweise geringen Fehler – dadurch kann auch eine verbesserte Intensitätskorrektur für die MR-Bilder erreicht werden. Insbesondere kann der Fehler geringer sein, als wenn die Intensitätskorrektur lediglich basierend auf den MR-Ergebnisbilder basiert, die z.B. aus einem geometrischen Mittel der MR-Bilder als (pseudo-)spurgewichtete MR-Ergebnisbilder berechnet werden.
Die Zuordnung der Diffusionsgradientenfelder zu den Gruppen kann so festgelegt sein, dass ein oder mehrere der folgenden Kriterien erfüllt werden: eine vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder sind jeweils derselben Gruppe zugeordnet, wobei die vorbestimmte Anzahl vorzugsweise gleich drei ist; aufeinanderfolgenden Gruppen sind kein oder ein oder zwei Diffusionsgradientenfelder gemeinsam zugeordnet; Diffusionsgradientenfelder, die derselben Gruppe zugeordnet sind, schließen einen Winkel zueinander ein, dessen Differenz zu 90° kleiner als ein vorgegebener Winkel-Schwellenwert ist; Diffusionsgradientenfelder, die derselben Gruppe zugeordnet sind, weisen gleiche b-Werte auf.
Da einem Diffusionsgradientenfeld ein MR-Bild zugeordnet ist, werden im Folgenden diese Kriterien analog auch für die MR-Bilder diskutiert.
Werden ein oder mehrere solcher Kriterien erfüllt, so kann es besonders einfach möglich sein, die MR-Ergebnisbilder zu erstellen; insbesondere kann es möglich sein, dass die MR-Ergebnisbilder keine oder nur eine vergleichsweise geringe Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen. Z.B. können drei zur selben Gruppe gehörige MR-Bilder immer orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zueinander sein und damit z.B. wechselseitig das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen. Wird das MR-Ergebnisbild als (pseudo-)spurgewichtetes MR-Ergebnisbild z.B. aus dem geometrischen Mittel erhalten, so kann es vorteilhaft sein, wenn die MR-Bilder derselben Gruppe denselben b-Wert aufweisen.
Gleichzeitig erlauben es solche Kriterien, eine geringe oder größere Anzahl von MR-Ergebnisbilder pro Zeit zu erhalten. Sind nämlich z.B. aufeinanderfolgenden Gruppen zwei oder drei oder mehr MR-Bilder gleichzeitig zugeordnet, so können pro Anzahl von MR-Bildern mehr MR-Ergebnisbilder erstellt werden. Dies illustriert das folgende nicht limitierende Beispiel: Sind z.B. aufeinanderfolgenden Gruppen kein (zwei) MR-Bilder gleichzeitig zugeordnet, so können, z.B. bei jeweils drei MR-Bildern pro Gruppe, pro sechs MR-Bilder jeweils zwei (vier) MR-Ergebnisbilder erhalten werden. Derart kann eine geringere (höhere) zeitliche Auflösung der Intensitätskorrektur erreicht werden.
Voranstehend wurden unter anderem Techniken erläutert, welche es erlauben, dass die MR-Ergebnisbilder keine oder nur eine besonders geringe Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen. Nachfolgend werden Techniken erläutert, welche es erlauben, basierend auf solchen MR-Ergebnisbildern die Intensitätskorrektur durchzuführen.
Z.B. kann das Bestimmen der Intensitätskorrektur bildpunktsweise das Bestimmen einer zeitlichen Skalierung der Intensität aus den MR-Ergebnisbildern umfassen. Das Anwenden der Intensitätskorrektur kann bildpunktweise das Normieren der Intensität der MR-Bilder auf einen Referenzintensitätswert basierend auf der bestimmten zeitlichen Skalierung umfassen.
Mit anderen Worten kann eine zeitliche Evolution der Intensität in den MR-Ergebnisbildern betrachtet werden. Gemäß den voranstehend beschriebenen Techniken kann es möglich sein, dass die zeitliche Evolution der Intensität nicht oder nur zu einem geringen Anteil aus einer Diffusionsgewichtung resultiert (insbesondere wenn die MR-Bilder einer Gruppe den selben b-Wert aufweisen), sondern vielmehr bzw. überwiegend aus z.B. unerwünschten Effekten, wie sie bei einer Erwärmung der MR-Komponenten resultieren können. Dies kann der Fall sein, da die MR-Ergebnisbilder keine oder nur eine geringe Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen können. Derart kann der entsprechende möglicherweise unerwünschte Beitrag in der zeitlichen Evolution der Intensität der MR-Bilder separiert bzw. herausgerechnet werden.
Z.B. kann das Bestimmen der Intensitätskorrektur ein oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: Tiefpassfiltern einer Ortsfrequenzraum-Darstellung der MR-Ergebnisbilder; Unterdrücken von Hintergrund-Rauschen der MR-Ergebnisbilder; für verschiedene Bildpunkte des MR-Ergebnisbilds: Bestimmen eines Bruchteils der Intensität gegenüber einem Referenzintensitätswert des Bildpunkts als Intensitätskorrektur.
Die Intensitäten der einzelnen Bildpunkte der MR-Ergebnisbilder können z.B. so normiert werden, dass der Referenzintensitätswert gleich Eins ist. Z.B. kann der Referenzintensitätswert als der Intensitätswert des entsprechenden Bildpunkts des MR-Ergebnisbilds bei t=0 oder einer anderen Referenzzeit sein. In anderen Worten kann der Referenzintensitätswert der Intensitätswert des entsprechenden Bildpunkts des zeitlich ersten MR-Ergebnisbilds sein. Dem kann die Erkenntnis zugrunde liegen, dass die Erwärmung der MR-Komponenten und damit Intensitätsverfälschung erst mit fortlaufender Zeit zunimmt und an Einfluss gewinnt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder erfasst werden, wobei das Verfahren das Erfassen der diffusionsgewichteten MR-Bilder mit der Abfolge der Diffusionsgradientenfelder umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin für jeden Bildpunkt der diffusionsgewichteten MR-Bilder: Abschätzen eines Diffusionstensors basierend auf den MR-Bildern und basierend auf einem Modell der Zeitabhängigkeit der Intensität. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen der Intensitätskorrektur basierend auf dem Modell der Zeitabhängigkeit und das Anwenden der Intensitätskorrektur auf die MR-Bilder.
In dem Verfahren gemäß dem gegenwärtig diskutierten Aspekt kann es entbehrlich sein, eine Gruppierung der Diffusionsgradientenfelder bzw. der MR-Bilder in Bezug auf das Orthogonalitäts-Kriterium vorzunehmen. In einer besonders einfachen Ausführungsform muss daher die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder keine besonderen Kriterien erfüllen. Dies kann der Fall sein, da basierend auf dem abgeschätzten Diffusionstensor für jedes MR-Bild einzeln und unter Berücksichtigung der jeweiligen b-Werte die Intensitätskorrektur bestimmt werden kann. Hierzu kann wiederum die oben genannte Gleichung (2) oder vergleichbare Gleichungen verwendet werden, ergänzt um das Modell f_t der Zeitabhängigkeit der: ln(S_t) = –b_xxtD_xx – b_yytD_yy – b_zztD_zz – 2_bxytD_xy – 2b_xztD_xz – 2b_yztD_yz + ln(S₀) + f_t, (3)
Hierbei kann das Modell f_t der Zeitabhängigkeit den Beitrag zu dem MR-Bildern S_t beschreiben, der aufgrund von Intensitätsschwankungen, etwa durch Erwärmung, hervorgerufen wird. Deshalb kann basierend auf dem zeitabhängigen Modell f_t die Intensitätskorrektur berechnet werden.
Einer solchen Technik liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Zeitabhängigkeit der Intensität durch das Modell angenähert werden kann. Das Modell kann z.B. von mindestens einem Parameter abhängig sein und daher z.B. als parameterabhängig bezeichnet werden. Derart kann z.B. die Zeitabhängigkeit qualitativ (Kurvenverlauf, charakteristische Punkte der Kurve) vorgegeben sein, wobei eine quantitative Anpassung durch die Wahl der Parameter geschehen kann.
Das Modell der Zeitabhängigkeit kann ganz oder teilweise vorgegeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Modell der Zeitabhängigkeit ein oder mehrere der folgenden Effekte berücksichtigt: eine zeitabhängige Erwärmung von Gradientenspulen; eine polynomiale Abhängigkeit der Intensität von der Zeit; eine trigonometrische Abhängigkeit der Intensität von der Zeit; eine örtliche Abhängigkeit zwischen verschiedenen Bildpunkten.
Es ist auch möglich, dass die örtliche Abhängigkeit als Randbedingung in Bezug auf benachbarte Bildpunkte berücksichtigt wird. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass die polynomiale und/oder trigonometrische Abhängigkeit als Reihenentwicklung bis zu einer vorgegebenen Ordnung berücksichtigt wird.
Das Modell kann also z.B. durch folgende Funktionen beschrieben werden: f_t = k₁t + k₂t² + k₃t³ + k₄t⁴ + ..., (4) oder
wobei die k_i die Parameter der verschiedenen Glieder der Reihenentwicklung bezeichnen und 0 ≤ t ≤ N – 1, wo t, wie in Gleichung 2 und 3, die Zeiten der MR-Bilder indiziert. In Gl. (4) und (5) wäre die Ordnung gleich vier; es ist aber möglich höhere oder niedrigere Ordnungen zu berücksichtigen. Die Lösung für benachbarte Bildpunkte kann z.B. als Randbedingung bei den Gleichungen 4 und 5 berücksichtigt werden. Z.B. das Abschätzen des Diffusionstensors entsprechend der oben genannten Gleichung weiterhin umfassen: Bestimmen der Parameter des Modells und/oder des Diffusionstensors durch Anpassung (z.B. sog. „Fit“). Hierbei können der Diffusionstensor und die Parameter k_i in einer Ausführungsform in ein und derselben Anpassungsroutine bestimmt werden, also in ein und demselben Fit.
Gemäß dem gegenwärtigen Aspekt ist es z.B. möglich, dass in der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern zumindest einige aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder unterschiedliche b-Werte aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass in der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern eine örtliche Ableitung aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder einen Wert annimmt, der größer als ein vorgegebener Änderungs-Schwellenwert ist.
Es sollte verstanden werden, dass in dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher auf dem Bestimmen der MR-Ergebnisbilder als (pseudo)-spurgewichtete Bilder beruht, es nicht oder nur eingeschränkt möglich ist, unterschiedliche b-Werte zu verwenden.
Weisen in dem gegenwärtig diskutierten Aspekt z.B. aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder unterschiedliche b-Werte bzw. unterschiedliche Stärken der Diffusionsgradientenfelder auf, so kann dies in Bezug auf nachfolgende Analysetechniken von Vorteil sein. Z.B. können verschiedene der eingangs genannten Techniken zur Auswertung der diffusionsgewichteten MR-Bilder die unterschiedlichen b-Werte berücksichtigen, was eine erhöhte Genauigkeit in der Datenanalyse ermöglichen kann.
Z.B. kann das Verfahren weiterhin umfassen: Planen der Abfolge der Diffusionsgradientenfelder, so dass aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder eine örtliche Ableitung aufweisen, die größer als der vorgegebene Änderungsschwellenwert ist. Nimmt die örtliche Ableitung aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder einen Wert an, der größer als der vorgegebene Änderungsschwellenwert ist, so kann dies den Effekt haben, dass die Diffusionsgewichtung der diffusionsgewichteten MR-Bilder eine starke zeitliche Abhängigkeit aufweist – da aufeinanderfolgende MR-Bilder mit Diffusionsgradientenfeldern erfasst werden können, welche eine z.B. sehr unterschiedliche Orientierung aufweisen. Dies kann mit anderen Worten bewirken, dass Intensitätsschwankungen in den MR-Bildern, die aufgrund der Diffusionsgewichtung entstehen, eine starke zeitliche Abhängigkeit aufweisen. Im Gegensatz dazu kann es möglich sein, dass Intensitätsschwankungen in den MR-Bildern, welche aufgrund einer Erwärmung der verschiedenen MR-Komponenten entstehen, eine vergleichsweise geringe zeitliche Abhängigkeit aufweisen, sich also nur langsam mit der Zeit ändern. Wird die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder dahingehend festgelegt, dass die örtliche Ableitung der Diffusionsgradientenfelder einen großen Wert annimmt, kann dementsprechend gut zwischen den vergleichsweise schnellen Intensitätsschwankungen aufgrund der Diffusionsgewichtung und den vergleichsweise langsamen Intensitätsschwankungen aufgrund der Erwärmung diskriminiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine MR-Anlage, welche zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder erfasst werden, eingerichtet ist. Die MR-Anlage umfasst eine Empfangseinheit, welche eingerichtet ist, um die diffusionsgewichteten MR-Bilder mit der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern zu erfassen, wobei verschiedene Diffusionsgradientenfelder mindestens einer Gruppe zugeordnet sind, wobei die Zuordnung zu Gruppen so festgelegt ist, dass die Diffusionsgradientenfelder, die derselben Gruppe zugeordnet sind, ein Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen. Die MR-Anlage umfasst weiterhin eine Rechnereinheit, welche eingerichtet ist, um folgende Schritte durchzuführen: Für jede Gruppe: Erstellen eines MR-Ergebnisbilds aus den zu der entsprechenden Gruppe zugehörigen MR-Bildern, sodass das MR-Ergebnisbild eine unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung im Vergleich zu den MR-Bildern aufweist; und Bestimmen der Intensitätskorrektur basierend auf mehreren der MR-Ergebnisbildern; und Anwenden der Intensitätskorrektur auf die MR-Bilder.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine MR-Anlage, welche zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder erfasst werden, eingerichtet ist. Die MR-Anlage umfasst eine Empfangseinheit, welche eingerichtet ist, um die diffusionsgewichteten MR-Bilder mit der Abfolge der Diffusionsgradientenfelder zu erfassen.
Die MR-Anlage umfasst weiterhin eine Rechnereinheit, welche eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: Für jeden Bildpunkt der diffusionsgewichteten MR-Bilder: Abschätzen eines Diffusionstensors basierend auf den MR-Bildern und basierend auf einem Modell einer Zeitabhängigkeit der Intensität; und Bestimmen der Intensitätskorrektur basierend auf dem Modell der Zeitabhängigkeit der Intensität; und Anwenden der Intensitätskorrektur auf die MR-Bilder.
Für solche MR-Anlagen gemäß den gegenwärtig diskutierten Aspekten können Effekte erzielt werden, welche vergleichbar sind mit den Effekten, welche für die Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.
Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombination verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombination oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können Merkmale der Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur gemäß der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung miteinander kombiniert werden; z.B. können Merkmale, welche in Bezug auf das Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur, bei dem eine Zuordnung der Diffusionsgradientenfelder zu Gruppen vorliegt, mit den Merkmalen kombiniert werden, welche in Bezug auf das Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, bei dem das Modell der Zeitabhängigkeit der Intensität berücksichtigt wird, kombiniert werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
1 eine schematische Ansicht einer MR-Anlage ist, welche zur Durchführung erfindungsgemäßer Techniken geeignet ist;
2 eine zweidimensionale Ansicht der Orientierung von Diffusionsgradientenfeldern illustriert;
3 einen Diffusionstensor als Ellipse graphisch illustriert;
4 diffusionsgewichtete MR-Bilder, MR-Ergebnisbilder mit unterdrückter Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung und eine aus den MR-Ergebnisbildern bestimmte Intensitätskorrektur schematisch illustriert;
5 eine zeitliche Skalierung der der Intensität für einen Bildpunkt eines diffusionsgewichteten MR-Bilds und eines MR-Ergebnisbilds mit unterdrückter Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung, sowie einen Referenzintensitätswert illustriert;
6 ein Flussdiagramm für das Bestimmen der Intensitätskorrektur ist;
7 Techniken zum Bestimmen der MR-Ergebnisbilder als spurgewichtete MR-Ergebnisbilder bzw. als pseudospurgewichtete MR-Ergebnisbilder illustriert;
8 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur gemäß einem Aspekt der Erfindung ist;
9 ein Flussdiagramm für eine Ausführungsform des Verfahrens der 8 ist, welche eine iterative Abschätzung des Diffusionstensors umfasst; und
10 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist, welches ein Modell einer Zeitabhängigkeit der Intensität berücksichtigt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die verschiedenen Ausführungsformen betreffen Techniken, welche eine zeitabhängige Intensitätskorrektur von diffusionsgewichteten MR-Bildern ermöglichen. Hierbei werden in verschiedenen Ausführungsformen MR-Ergebnisbilder aus den MR-Bildern erstellt, welche eine unterdrückte, also keine oder nur eine geringe Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung (Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung) aufweisen – insbesondere im Vergleich zu den MR- Bildern. Eine zeitliche Skalierung der Intensität einzelner Bildpunkte der MR-Ergebnisbilder kann dann aus den MR-Bildern entfernt werden, sodass die übrigbleibende Skalierung der Intensität vornehmlich der Diffusionsgewichtung zuzuordnen ist. Unerwünschte Beiträge zur Intensität, etwa aus der Erwärmung von MR-Komponenten, können derart verringert oder eliminiert werden.
Darüber hinaus betreffen verschiedene Ausführungsformen Techniken, welche auf einer Bestimmung des Diffusionstensors basierend auf den MR-Bildern (z.B. intensitätskorrigiert mittels der MR-Ergebnisbilder) beruhen. Durch das Bestimmen des Diffusionstensors kann eine eventuell in den MR-Bildern verbliebene zeitliche Skalierung der Intensität aufgrund von Erwärmung weiter unterdrückt werden. Es sollte verstanden werden, dass unabhängig von der Verwendung eines Diffusionstensors nachfolgende Datenanalyse in der Diffusionsbildgebung nicht auf die Verwendung eines Diffusionstensor-Modells beschränkt ist.
1 zeigt schematisch eine Magnetresonanz(MR)-Anlage 230 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die MR-Anlage 230 weist einen Magneten 210 zur Erzeugung eines Grundmagnetfelds auf. Z.B. kann der Magnet 210 ein Röhrenmagnet sein und das Grundmagnetfeld parallel zur Längsachse der Röhre stehen. Die Längsachse der Röhre bezeichnet eine erste Richtung A. Der Durchmesser der Röhre ist mit d gekennzeichnet.
Ein Untersuchungsobjekt, hier eine Untersuchungsperson 211, kann auf einem Liegetisch 213 durch die Röhre in den Magneten 210 geschoben werden. Der Tisch 213 ist entlang der Richtung A positionierbar. Die MR-Anlage 230 weist weiterhin ein Gradientensystem 214 zur Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für die Bildgebung und zur Ortskodierung von erfassten MR-Daten verwendet werden können und/oder zur Diffusionsbildgebung zur Diffusionskodierung (Diffusionsgradientenfelder). Typischerweise umfasst das Gradientensystem 214 mindestens drei separat ansteuerbare Spulen oder Spulensätze auf, welche es ermöglichen, entlang beliebiger Raumrichtungen (Gradientenachsen) die Gradientenfelder anzuwenden und zu schalten. Die entsprechenden Spulen werden als Kanäle des Gradientensystems 214 bezeichnet.
Zur Anregung der sich im Grundmagnetfeld ergebenden Polarisation bzw. Ausrichtung der Magnetisierung der Kernspins (Kernmagnetische-Momente) ist eine sind ein oder mehrere Hochfrequenz(HF)-Spulen 215, etwa eine HF-Spulenanordnung / oder eine Körperspule, vorgesehen. Diese können einen amplitudenmodulierten HF-Anregungspuls in die Untersuchungsperson 211 einstrahlen, um die Magnetisierung aus der Ruhelage (typischerweise parallel zum Grundmagnetfeld) auszulenken, d.h. eine Transversalmagnetisierung (senkrecht zum Grundfeld) zu erzeugen. Zur Erzeugung solcher HF-Anregungspulse wird ein HF-Signalgenerator 220 mit Amplitudenmodulationseinheit verwendet. Dieser ist die über einen Sende-Empfangs-Schalter 225 mit der HF-Spule 215 gekoppelt. Zur Steuerung des Gradientensystems 214 ist eine Gradienteneinheit 223 vorgesehen. Eine Empfangseinheit 222 eines Empfangssystems 225 empfängt MR-Signale der relaxierenden Transversalmagnetisierung (Spin-Echos oder Gradienten-Echos etc.). Dazu ist die Empfangseinheit 222 mit der HF-Spule 215 über den Sende-Empfangs-Schalter 225 gekoppelt.
Eine Bedieneinheit 212 erlaubt die Ein- und Ausgabe von und zu einem Benutzer der MR-Anlage 230. Die Bedieneinheit 212 kann z.B. einen Bildschirm, eine Tastatur, eine Maus, Speichermedien, Datenverbindungen usf. umfassen.
Weiterhin ist eine Rechnereinheit 221 vorgesehen, die zur Planung und Durchführung der Diffusionsbildgebung verwendet werden kann. Die Rechnereinheit 221 kann eine separate Einheit sein oder kann z.B. als funktionale Einheit z.B. als Software und/oder Hardware in einem Anlagenrechner der MR-Anlage 230 oder auch extern implementiert sein.
Für die Diffusionsbildgebung werden zunächst diffusionsgewichtete MR-Bilder erfasst. Dazu werden Diffusionsgradientenfelder 50 (siehe 2) von der Gradienteneinheit 223 mittels dem Gradientensystem 214 in unterschiedlichen Raumrichtungen (im dreidimensionalen Raum) und/oder mit unterschiedlicher Stärke erzeugt. In 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine zweidimensionale Ansicht dargestellt. Die Richtungen in 2 können sich z.B. auf die Bz Komponenten des magnetischen Felds B beziehen, also z.B. dBz/dx, dBz/dy, dBz/dz bezeichnen, wo x, y, z die Raumrichtungen beschreiben. Die Diffusionsgradientenfelder 50 weisen darüber hinaus eine bestimmte Dauer auf. Typischerweise werden die Diffusionsgradientenfelder in Zweierpaaren vor und nach einem 180°-HF-Puls angelegt, wobei die zu einem Zweierpaar zugehörigen Diffusionsgradientenfelder eine bestimmte zeitliche Beabstandung aufweisen. Proportional zur Stärke der Diffusionsgradientenfelder ist der sog. b-Wert 51, der in 2 einer Länge der Vektoren entspricht und für zwei Werte schematisch durch die gestrichelten Kreise illustriert ist.
Typischerweise können z.B. zwischen 10 und 100 verschiedene Diffusionsgradientenfelder zum Erfassen einer entsprechenden Anzahl an MR-Bildern verwendet werden. Eine solche Messung kann Zeitdauern im Minuten- oder Stunden-Bereich aufweisen. Grundsätzlich kann folgender Trend formuliert werden: je größer die Anzahl an Diffusionsgradientenfelder, desto größer die Genauigkeit in der Bestimmung der Diffusionswerte. Z.B. können die b-Werte in einem Bereich von 0–2000 s/mm² liegen, vorzugsweise um die 1000 s/mm². Typischerweise weisen diffusionsgewichtete MR-Bilder, welche mit einem geringen b-Wert (z.B. 0–50 s/mm²) erfasst sind, eine stark unterschiedliche Intensität gegenüber MR-Bildern auf, die stark diffusionsgewichtet sind, etwa mit b = 1000 s/mm².
Aus den diffusionsgewichteten MR-Bildern kann durch geeignete Techniken z.B. ein Diffusiontensor 40 für jeden Bildpunkt 35 berechnet werden (siehe 3). Der Diffusionstensor 40 kann graphisch als Ellipse dargestellt werden, wobei die Hauptachsen der Ellipse entlang dessen Eigenvektoren ausgerichtet sind. Je nach Referenzkoordinatensystem, in dem der Diffusionstensor 40 dargestellt wird, weisen die Einträge des Tensors unterschiedliche Werte auf. Invariant gegenüber dem Referenzkoordinatensystem ist z.B. die Spur des Diffusionstensors 40. Dem Fachmann sind die entsprechenden Techniken zum Berechnen des Diffusionstensors 40 bekannt, z.B. im Rahmen der DTI.
In 4 sind die Abhängigkeiten zwischen den diffusionsgewichteten MR-Bildern 31, dem MR-Ergebnisbild 32, welches eine verringerte oder unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweist, und der Intensitätskorrektur 33 schematisch dargestellt. Die voranstehend genannten Größen sind jeweils für die verschiedenen Bildpunkte 35 bestimmt (bildpunktweise). Je nach Ausführungsform und Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es z.B. möglich, dass aus einer Gruppe 70 mit drei zugeordneten diffusionsgewichteten MR-Bildern 31 ein einzelnes MR-Ergebnisbild 32 erhalten wird. Die anhand des MR-Ergebnisbilds 32 bestimmte Intensitätskorrektur 33 kann dann wiederum auf alle drei MR-Bilder 31 der Gruppe 70 angewendet werden. 4 ist nicht limitierend: es wäre auch möglich, dass pro diffusionsgewichtetem MR-Bild 31 ein MR-Ergebnisbild 32 oder eine andere Anzahl erhalten wird.
In Bezug auf 5 ist die Intensitätskorrektur 33 näher illustriert. Dargestellt ist der Verlauf der Intensität 60 z.B. eines bestimmten Bildpunkts 35 über der Zeit; hierbei bezeichnet die durchgezogene Linie die Intensität 60 des diffusionsgewichteten MR-Bilds 31 und die gestrichelte Linie bezeichnet die Intensität des MR-Ergebnisbilds 32. Die Intensitätskorrektur 33 ist als Differenz gegenüber einem Intensitätsreferenzwert 61 (gepunktet – gestrichelte – Linie) eingezeichnet. In der Ausführungsform der 5 ist der Intensitätsreferenzwert 61 derjenige Intensitätswert 60, der für das in der zeitlichen Abfolge erste MR-Ergebnisbild 32 erhalten wird. Im Allgemeinen kann auch ein anderer Intensitätsreferenzwert 61 verwendet werden.
Wie aus der 5 ersichtlich ist, weisen sowohl die diffusionsgewichteten MR-Bilder 31, als auch die MR-Ergebnisbilder 32 eine Zeitabhängigkeit der Intensität 60 auf. Hierbei ist die Zeitabhängigkeit der Intensität 60 der diffusionsgewichteten MR-Bilder 31 der Zeitabhängigkeit der Intensität 60 der MR-Ergebnisbilder 32 überlagert: während ein Anteil der Zeitabhängigkeit der Intensität 60 der diffusionsgewichteten MR-Bilder 31 aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Diffusionsgradientenfelder 50 auftritt, d.h. in der Diffusionsgewichtung begründet ist, wird ein weiterer Anteil z.B. durch zeitabhängige Veränderung der Temperatur bestimmter Komponenten der MR-Anlage 230 bewirkt. Die erstgenannte Komponente ist in den MR-Ergebnisbildern 32 unterdrückt, welche als (pseudo-)spurgewichtete Bilder keine oder nur eine geringe Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen.
Zur Komponente der Intensität 60, die durch Erwärmung hervorgerufen wird: Da typischerweise, wie vorangehend beschrieben, bei der Diffusionsbildgebung eine Vielzahl starker Diffusionsgradientenfelder 50 verwendet wird, können sich im Verlauf der Messung die Gradientenspulen des Gradientensystems 214 erwärmen. Typischerweise weist das Gradientensystem 214 eine große bauliche Nähe zu den HF-Spulen 215 auf, so dass diese in Folge der Erwärmung des Gradientensystems 214 auch erwärmt werden. Dies kann insbesondere der Fall sein für solche MR-Anlagen 230, welche einen großen Durchmesser d der Röhre des Magnets 210 aufweisen. Eine Erwärmung der HF-Spulen 215 kann wiederum eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften und/oder der Anordnung und Form der HF-Spulen 215 bewirken. Verändern sich einige oder alle dieser Parameter, so kann dies bewirken, dass sich die Amplituden der von den HF-Spulen 215 ausgesendeten magnetischen Wechselfelder (zur Anregung der Kern-Magnetisierung) über die Zeit verändern. Dann kann z.B. insbesondere ein Auslenkwinkel der Kernmagnetisierung aus ihrer Ruhelage verändert werden. Ein veränderter Auslenkwinkel der Kernmagnetisierung aus ihrer Ruhelage schlägt sich wiederum nieder in einer zeitabhängigen Änderung der Intensität 60, wie sie in 5 in Bezug auf die MR-Ergebnisbilder 32 und MR-Bilder 31 dargestellt ist. Diese zeitabhängige Veränderung der Intensität 60 aufgrund von Erwärmung der MR-Komponenten 214, 215 kann ein unerwünschter Nebeneffekt sein und nachfolgend werden Techniken dargelegt, welche es erlauben, eine Intensitätskorrektur durchzuführen, die diese Effekte verringert oder beseitigt.
Es sollte verstanden werden, dass 5 illustrativ in mehrfacher Hinsicht ist: zum einen weisen die Beiträge der Intensität 60 aufgrund von Richtungsabhängigkeiten der Diffusionsgewichtung (nur durchgezogene Linie) und Erwärmung (gestrichelte Linie und durchgezogene Linie) in 5 unterschiedliche Zeitabhängigkeiten auf. Im Allgemeinen kann jede der beiden Beiträge unterschiedliche Zeitabhängigkeiten aufweisen; z.B. kann insbesondere die Zeitabhängigkeit des Beitrags aus der Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung eine schnellere oder langsamere Zeitabhängigkeit aufweisen. Dies kann nämlich durch die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder 50, insbesondere deren Richtung, beeinflusst werden. Zum anderen kann eine Amplitude der Beiträge der Intensität 60 aus Diffusionsgewichtung einerseits und Erwärmung andererseits ein anderes Verhältnis aufweisen als in 5. In 5 ist der Beitrag der Intensität 60 aus der Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung vergleichsweise gering gegenüber dem
Beitrag aus Erwärmung (z.B. etwa 5–10%). Jedoch kann der Beitrag der Intensität 60 aus der Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung auch wesentlich größere Anteile annehmen – z.B. 50% oder 100% oder 200% oder mehr – gegenüber dem Beitrag aus Erwärmung. Dies kann nämlich z.B. durch den b-Wert der Diffusionsgradientenfelder 50 beeinflusst werden.
Grundsätzlich beruhen diese Techniken zur Intensitätskorrektur 33 auf der Erkenntnis, dass die MR-Ergebnisbilder 32 keine oder nur eine geringe Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung (Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung) aufweisen und zeitliche Abhängigkeiten der Intensität 60 daher z.B. aus einem thermischen Drift resultiert – insbesondere wenn die MR-Bilder mit gleichen b-Werten der Diffusionsgradientenfelder 50 erfasst werden. Bei unterschiedlichen b-Werten der Diffusionsgradientenfelder 50 kann dies in der Auswertung der 5 zusätzlich berücksichtigt werden. Der Unterschied bzw. die Differenz zwischen der Intensität 60 und dem Referenz-Intensitätswert 61 (in 5 mit vertikalen Pfeilen illustriert) kann dann zur Berechnung der Intensitätskorrektur 33 verwendet werden. Z.B. kann die Intensitätskorrektur 33 in 5 aus dem Bruchteil des Intensitätswert 60 der MR-Ergebnisbilder (gestrichelten Linie) an der Intensität des Referenzintensitätswerts 61 (gestrichelt-gepunkteten Linie) berechnet werden; hierbei kann vorher ein Normieren der Intensität 60 derart geschehen, dass der Referenzintensitätswert gleich 1 beträgt.
Das Bestimmen der Intensitätskorrektur 33 anhand der MR-Ergebnisbilder 32 ist in dem Flussdiagramm der 6 weiter illustriert. Das entsprechende Verfahren startet in Schritt S1. Zunächst erfolgt in Schritt S2 ein Tiefpassfiltern einer Ortsfrequenzraum(k-Raum)-Darstellung des MR-Ergebnisbilds 32 (Schritt S2). Das Tiefpassfiltern in Schritt S2 kann bewirken, dass eine möglicherweise verbleibende Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung in den MR-Ergebnisbildern 32 weiter unterdrückt bzw. beseitigt wird. Dies ist der Fall, da typischerweise Schwankungen der Intensität 60 aufgrund von Diffusionsgewichtung eine starke örtliche Abhängigkeit im Ortsfrequenzraum aufweisen. Deshalb kann das Tiefpassfiltern diesen Beitrag unterdrücken. Der Schritt S2 kann auch als örtliche Glättung bezeichnet werden.
In Schritt S3 erfolgt das Maskieren des entsprechenden MR-Ergebnisbilds 32 zum Unterdrücken von Hintergrundrauschen (also Signal außerhalb des Untersuchungsobjekts bzw. in Bereichen in denen vornehmlich Luft gegenwärtig ist). Im Detail kann hierzu z.B. eine binäre Bildmaske (z.B. Werte: 1 oder 0) für jedes MR-Ergebnisbild 32 erzeugt werden; dies kann umfassen: für jeden Bildpunkt, summieren von Intensitätswerten des Bildpunkts für alle MR-Bilder 31; und für jeden Bildpunkt 35, das Durchführen eines Schwellenwertvergleichs dieser Summe mit einem Intensitätsschwellenwert. Ist z.B. diese Summe größer als der Intensitätsschwellenwert, so kann der Maske an dieser Stelle der Wert Eins zugewiesen werden. Im gegenteiligen Fall kann der Maske an dieser Stelle der Wert Null zugewiesen werden. Der Intensitätsschwellenwert kann derart gewählt oder vorgegeben sein, dass der Maske Werte von Null an solchen Bildpunkten 35 zugewiesen werden, welche außerhalb des Untersuchungsobjekts bzw. des Untersuchungsperson 211 liegen. Dann kann ein Unterdrücken von Hintergrundrauschen durch Maskieren der entsprechenden Bildpunkte erfolgen. Die Schritte S2 und S3 sind z.B. optionale Schritte.
In Schritt S4 kann dann für alle unmaskierten Bildpunkte, d.h. z.B. diejenigen Bildpunkte, welchen in der Maske einen Wert gleich Eins zugewiesen wurde, ein Normieren der Intensitäten 60 erfolgen. Hierbei kann das Numieren bedeuten: Normalisieren der zeitabhängigen Intensität 60, so dass die zeitabhängige Intensität 60 bei t = 0 (erstes MR-Ergebnisbild 32) einem Wert von Eins entspricht. Dieser Wert Eins kann dann in der Darstellung der 5 dem Referenzidentitätswert 61 (gepunktet-gestrichelte Linie) entsprechen.
In Schritt S5 erfolgt das Bestimmen der Intensitätskorrektur 33 aus der Differenz der (normierten) Intensität 60 der MR-Ergebnisbilder 32 gegenüber dem Referenzintensitätswert 61. Es ist z.B. möglich, die Intensitätskorrektur 33 dem Bruchteil der Intensität 60 der MR-Ergebnisbilder 32 gegenüber dem Referenzintensitätswert 61 entspricht. Das Anwenden der Intensitätskorrektur auf die MR-Bilder kann dann das Teilen des jeweiligen Bildpunktwerts der MR-Bilder 31 durch die Intensitätskorrektur 33 beinhalten.
Im Beispiel der 5 könnte die Intensitätskorrektur 33 also Werte zwischen 1,0 und etwa 0,5 aufweisen.
Voranstehend wurden die Techniken zum Bestimmen und Anwenden der Intensitätskorrektur basierend auf den MR-Ergebnisbildern 32 erläutert. Diese Techniken sind typischerweise unabhängig von den Techniken, welche die MR-Ergebnisbilder 32 liefern. Nachfolgend wird erläutert, wie gemäß unterschiedlicher Aspekte der Erfindung die MR-Ergebnisbilder 32 aus den diffusionsgewichteten MR-Bildern 31 erhalten werden können.
Zum Beispiel können in verschiedenen Ausführungsformen die MR-Bilder 31 mit einer bestimmten Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern 50 erfasst werden und zwar derart, dass die verschiedenen Diffusionsgradientenfelder 50 (und damit die MR-Bilder 31) jeweils mindestens einer Gruppe 70 zugeordnet sind. Die Zuordnung zu den Gruppen 70 ist so festgelegt, dass die Diffusiongradientenfelder 50 einer Gruppe 70 jeweils ein Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen und z.B. jeweils drei Diffusionsgradientenfelder 50 zu einer Gruppe 70 gehören und z.B. alle gleiche b-Werte aufweisen.
Das Orthogonalitäts-Kriterium kann z.B. bedeuten, dass die Diffusionsgradientenfelder 50 einer Gruppe 70 wechselseitig senkrecht oder möglichst senkrecht zueinander stehen (z.B. um < 20°, vorzugsweise < 10°, besonders vorzugsweise < 3° gegenüber der vollen Orthogonalität verkippt). In anderen Worten: Die Diffusionsgradientenfelder 50, die einer Gruppe 70 zugeordnet sind, sind wechselseitig möglichst senkrecht zueinander. Die verschiedenen Diffusionsgradientenfelder 50 einer Gruppe 70 weisen darüber hinaus alle den gleichen b-Wert 51 auf, d.h. die Diffusionsgradientenfelder 50 haben gleiche Stärke (jedoch können sie unterschiedliche Orientierung aufweisen). Eine entsprechende Definition des Orthogonalitäts-Kriteriums ist die obenstehende Gleichung 1.
Wird bei voller Orthogonalität (annähernder Orthogonalität, welche das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllt) das geometrische Mittel aus den zu einer Gruppe 70 zugehörigen Diffusionsgradientenfeldern 50 berechnet, so entspricht das derart erhaltene MR-Ergebnisbild 32 einem spurgewichteten (pseudospurgewichteten) MR-Ergebnisbild 32 mit einer sehr stark (stark) unterdrückten Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung, d.h. im Wesentlichen keiner (einer geringen) Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung.
In 7 ist schematisch dargestellt, wie jeweils drei Diffusionsgradienten 50 (und damit diffusionsgewichtete MR-Bilder 31) einer Gruppe 70 (und damit einem spurgwichteten bzw. pseudo-spurgewichteten MR-Ergebnisbild 32) zugeordnet werden können. Z.B. können die MR-Bilder 31 der 7 alle gleiche b-Werte aufweisen. 7 ist als Ausschnitt einer längeren Aufnahmesequenz zu interpretieren.
Bei jeder der drei dargestellten Varianten A bis C sind die diffusionsgewichteten MR-Bilder 31 derart den jeweiligen MR-Ergebnisbildern 32 zugeordnet, dass die den drei diffusionsgewichteten MR-Bildern 31 der jeweiligen Gruppe 70 zugeordneten Diffusionsgradienten 50 möglichst senkrecht zueinander angeordnet sind. Die MR-Ergebnisbilder 32 können z.B. aus einer geometrischen Mittelwertbildung aus den MR-Bildern 31 erhalten werden, was durch die jeweils drei verbindenden Pfeile graphisch illustriert ist. Alternativ können die MR-Ergebnisbilder 32 z.B. aus vier MR-Bildern erhalten werden, welche eine tetrahedrale Anordnung der zugehörigen Diffusionsgradientenfelder aufweisen.
Grundsätzlich kann also die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder 50 bzw. der zugehörigen MR-Bilder 31 maßgeblich für das Erfüllen des Orthogonalitäts-Kriteriums sein. Deshalb kann z.B. bei einer vorgegebenen (nicht geordneten) Menge der Diffusionsgradientenfelder 50 eine Sortierung geschehen, so dass die Abfolge für jeweils aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder 50 das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllt.
Bei Variante A teilen sich die einzelnen Gruppen 70 kein Diffusionsgradientenfeld 50 (bzw. MR-Bilder 31), bei Variante B teilen sich die einzelnen Gruppen 70 jeweils ein Diffusionsgradientenfeld 50 (bzw. MR-Bild 31) und bei Variante C teilen sich die einzelnen Gruppen 70 jeweils zwei Diffusionsgradientenfeld 50 (bzw. MR-Bilder 31).
Pro Gruppe 70 wird ein MR-Ergebnisbild 32 erhalten. Während im Fall der Variante A eine Anzahl von MR-Ergebnisbildern 32 (bzw. Gruppen 70) pro Zeitintervall vergleichsweise gering ist, kann hierbei ein restriktiveres Orthogonalitäts-Kriterium gewährleistet werden. In den Varianten B und C ist jeweils die Zeitauflösung der MR-Ergebnisbilder 32 größer, jedoch wird nur ein weniger restriktives Orthogonalitäts-Kriterium erfüllt, d.h. verschiedene Difussionsgradientenfelder 50 einer Gruppe 70 sind nicht vollkommen senkrecht zueinander. Da die zeitabhängige Intensitätskorrektur 33 maßgeblich auf den MR-Ergebnisbildern 32 beruht, kann eine Zeitauflösung der Intensitätskorrektur 33 z.B. für die Variante A geringer als für die Varianten B und C sein. Andererseits kann es mit der Variante A möglich sein, dass die Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung der MR-Ergebnisbilder 32 im Vergleich zu den Varianten B und C geringer ist. Beide Faktoren können eine Genauigkeit der Intensitätskorrektur 33 beeinflussen.
In 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur 33 nach einem Ausführungsbeispiel dargestellt, welches z.B. die in Bezug auf die 7 beschriebenen Techniken zum Bestimmen der MR-Ergebnisbilder 32 aus den zu einer Gruppe 70 zugehörigen MR-Bildern 31 einsetzt.
Das Verfahren beginnt mit Schritt T1. In Schritt T2 erfolgt das Erfassen der MR-Bilder 31 mit der Abfolge der gruppierten Diffusionsgradientenfelder 50. Hierbei kann die Abfolge bzw. Gruppierung der Diffusionsgradientenfelder 50 so erfolgen, dass für diejenigen Diffusionsgradientenfelder 50, welche zu einer Gruppe 70 zugehörig sind, jeweils das Orthogonalitäts-Kriterium, wie es voranstehend in Bezug auf die 7 erläutert wurde, erfüllt wird.
Diesbezüglich wäre es möglich, vor Schritt T2 einen weiteren optionalen Schritt vorzusehen (in 8 nicht gezeigt): der optionale Schritt kann das Planen der Abfolge der ortskodierenden Diffusionsgradientenfelder 50 beinhalten. Z.B. kann die Anzahl, Orientierung und Stärke der Diffusionsgradientenfelder 50 vorgegeben sein – z.B. durch die nachfolgende Datenanalyse, die auf den MR-Bildern 31 basiert. Dann kann in dem optionalen Schritt die Abfolge durch Sortieren der Diffusionsgradientenfelder 50 bestimmt werden. Das Sortieren kann hierbei so erfolgen, dass aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder 50 zu einer Gruppe 70 gehören. Das Sortieren kann so erfolgen dass die Diffusionsgradientenfelder 50 jeder Gruppe 70 wechselseitig möglichst senkrecht aufeinander stehen, d.h. das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen.
Dann erfolgt in Schritt T3 für jede Gruppe 70 das Erstellen eines MR-Ergebnisbilds 32 aus den zugehörigen MR-Bildern 31. Dies bedeutet, dass typischerweise aus drei zu einer Gruppe 70 zugehörigen MR-Bilder 31 ein MR-Ergebnisbild 32 erstellt wird, z.B. durch geometrische Mittelwertbildung. Da die diffusionsgewichteten MR-Bilder 31 jeder Gruppe 70 das Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen und z.B. gleiche b-Werte aufweisen, entspricht das in Schritt T3 erstellte MR-Ergebnisbild 32 einem spurgewichteten oder einem pseudo-spurgewichteten MR-Ergebnisbild 32. Deshalb weist das MR-Ergebnisbild 32 keine oder nur eine geringe Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung auf.
In Schritt T4 erfolgt für jeden Bildpunkt 35 der MR-Ergebnisbilder 32 das Bestimmen einer Intensitätskorrektur 33. In Schritt T5 erfolgt für jeden Bildpunkt 35 der MR-Bilder 31 das Anwenden der in Schritt T4 bestimmten Intensitätskorrektur 33. Die Schritte T4 und T5 können z.B. mittels der in Bezug auf die 6 beschriebenen Schritte durchgeführt werden.
Das Verfahren endet in Schritt T6.
Es sollte verstanden werden, dass insbesondere in dem Fall, dass die in Schritt T3 erstellten MR-Ergebnisbilder 32 pseudo-spurgewichtete MR-Bilder 32 sind (d.h. wenn die zu einer Gruppe 70 zugehörigen MR-Bilder 31 nicht vollständig orthogonal zueinander sind und / oder z.B. die b-Werte nicht ganz gleich sind), die MR-Ergebnisbilder 32 eine geringe Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung aufweisen können. Deshalb kann die Intensitätskorrektur der MR-Bilder 31 fehlerbehaftet sein. Es kann erstrebenswert sein, auch diese Rest-Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung zu verringern bzw. zu unterdrücken, bzw. die Intensitätskorrketur zu verbessern.
Dazu dient z.B. auch Schritt S2 der 6. Es ist diesbezüglich auch möglich, die Schritte der 9z.B. anschließend an die Schritte der 8 durchzuführen. Dies wird nachfolgend erläutert.
In Schritt U1 erfolgt das Abschätzen des Diffusionstensors aus den intensitätskorrigierten MR-Bildern und den b-Werten der zugehörigen Diffusionsgradientenfeldern. Dies kann z.B. mit der Gleichung 2 erfolgen, bei der die S_t die intensitätskorrigierten MR-Bilder sind (also das Ergebnis z.B. des Schritts T5 der 8). Zusammen mit den b-Werten können diese die Eingangsparameter für eine Kurvenanpassung zum Erhalten des Diffusionstensors basierend auf Gleichung 2 sein.
Es wäre auch möglich, in Schritt U1 andere, z.B. aus der Stejkstal-Tanner-Gleichung abgeleitete Formeln einzusetzen. Es sollte verstanden werden, dass anstatt der Gleichung 2 auch andere Modelle verwendet werden können, z.B. Modelle, welche mehrere Diffusionstensoren berücksichtigen usf. Dem Fachmann sind vielfache Modelle zum Beschreiben der Diffusionsgewichtung in Abhängigkeit der intensitätskorrigierten MR-Bilder bekannt, sodass hier keine weiteren Details genannt werden müssen. Grundsätzlich können in Schritt U1 Modelle verwendet werden, welche eine Beziehung zwischen einer die Diffusion quantifizierenden Größe und den Messwerten bzw. den Diffusionsgradientenfeldern herstellen.
Es sollte verstanden werden, dass auch wenn die nachfolgende Datenanalyse der Diffusionsbildgebung kompliziertere Modelle, etwa mehrfache Diffusionstensoren oder Kurtosisbildgebung verwenden, die Schritte U1, U2, U3 in jedem Fall mit dem herkömmlichen und vergleichsweise einfachen Diffusionstensormodell der Gleichung 2 durchgeführt werden können.
In Schritt U2 erfolgt das Bestimmen der weiteren Intensitätskorrektur aus dem abgeschätzten Diffusionstensor und den intensitätskorrigierten MR-Bildern. Z.B. kann sich, wenn Gleichung 2 verwendet wird, eine Abweichung bzw. Differenz zwischen dem jeweiligen intensitätskorrigierten MR-Bild und dem abgeschätzten Diffusionstensor ergeben (siehe auch Gleichung 2a). Diese Abweichung kann als die weitere Intensitätskorrektur verwendet werden und in Schritt U3 von den intensitätskorrigierten MR-Bildern subtrahiert werden.
Wird in Schritt U4 Konvergenz des Diffusionstensors festgestellt (z.B. zwischen zwei Iterationen der Schritte U1–U3 oder auch maximale Iterationsanzahl erreicht), so endet das Verfahren in Schritt U5. Andernfalls werden die Schritte U1, U2, U3 erneut durchgeführt – und zwar mit den MR-Bildern, die aus Schritt U3 erhalten werden.
Es sollte verstanden werden, dass die Schritte U1–U3 bzw. U4 bildpunktaufgelöst, d.h. für jeden Bildpunkt der MR-Bilder, durchgeführt werden.
Die Ausführungsformen, die voranstehend in Bezug auf die 6–9 beschrieben wurden, beruhen auf eine Gruppierung der MR-Bilder 31 dergestalt, dass die MR-Ergebnisbilder 32 als spurgewichtete oder pseudo-spurgewichtete MR-Ergebnisbilder 32 z.B. durch geometrische Mittelwertbildung der zu einer Gruppe 70 gehörigen MR-Bilder 31 ermittelt werden. Nachfolgend wird in Bezug auf die 9 ein weiterer Aspekt der Erfindung illustriert, bei dem insbesondere keine Zuordnung der Diffusionsgradientenfelder 50 bzw. der MR-Bilder 31 zu Gruppen 70 erfolgt und auch nicht notwendigerweise MR-Ergebnisbilder erstellt werden. Dies kann zur Folge haben, dass aufeinanderfolgende MR-Bilder 31 flexibler gewählt werden können uns insbesondere deren Abfolge nicht hinsichtlich des Orthogonalitäts-Kriteriums sortiert werden muss bzw. z.B. unterschiedliche b-Werte verwendet werden können.
Das Verfahren beginnt in Schritt V1. In Schritt V2 erfolgt das Erfassen der MR-Bilder 31 mit der Abfolge von Diffusionsgradientenfelder 50. Wie obenstehend dargelegt, muss die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder 50 im Vergleich zu anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht das Orthogonalitäts-Kriterium für aufeinanderfolgend erfasste bzw. gruppierte MR-Bilder 31 erfüllen. Darüber hinaus ist es möglich, dass in der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern 50 zumindest einige aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder 50 unterschiedliche b-Werte aufweisen, d.h. dass aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder 50 unterschiedliche Stärke haben.
Es ist auch möglich, dass die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder 50 derart festgelegt bzw. sortiert ist, dass die Orientierung der Diffusionsgradientenfelder 50 stark als Funktion der Zeit variiert, d.h. dass eine örtliche Ableitung aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder 50 einen Wert annimmt, der größer als ein vorgegebener Änderungsschwellenwert ist. Derart kann erreicht werden, dass eine zeitliche Ableitung der Intensität 60, die aufgrund der Diffusionsgewichtung der MR-Bilder 31 resultiert, größer als eine zeitliche Abhängigkeit der Intensität 60 aufgrund von Erwärmung der MR-Komponenten 214, 215 ist. Dies wurde voranstehend in Bezug auf die 5 diskutiert.
Während die Abfolge der Diffusionsgradientenfelder 50 in den Ausführungsformen der 6–9 einerseits und der 10 andererseits also hinsichtlich unterschiedlicher Kriterien festgelegt sein kann (unterschiedliche b-Werte 51 bzw. Orthogonalitäts-Kriterium), kann zumindest das Merkmal der großen Differenz der Orientierung aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder 50 für beide Ausführungsformen erstrebenswert sein. Allgemein formuliert kann es nämlich erstrebenswert sein, die Änderung der Intensität 60 aufgrund unterschiedlicher der Diffusionsgewichtung der MR-Bilder 31 mit einer starken zeitlichen Abhängigkeit (in Bezug auf aufeinanderfolgend erfasste MR-Bilder 31) zu erhalten, sodass die vergleichsweise langsame zeitliche Abhängigkeit der Intensität 60 aufgrund von Erwärmung der MR-Komponenten 214, 215 dagegen diskriminiert werden kann.
In Schritt V3 erfolgt für jeden Bildpunkt 35 der MR-Bilder 31 das Abschätzen des Diffusionstensors 40 unter Berücksichtigung des Modells der Zeitabhängigkeit (siehe Gleichung 3) der Intensität 60. Z.B. kann das Modell durch eine Reihenentwicklung in polynomieller Basis (siehe Gleichung 4) oder trigonometrischer Basis (siehe Gleichung 5) ausgedrückt werden. Es kann dann die Gleichung 3 zum Bestimmen des Diffusionstensors 40 und der MR-Ergebnisbilder 32 verwendet werden, z.B. mittels Anpassung bzw. Fit. Die Parameter k_i des Modells können in diesem Fit mitbestimmt werden. Da für die k_i eine bestimmte Ortsabhängigkeit erwartet wird, kann diese Ortsabhängigkeit als z.B. Randbedingung zwischen benachbarten Bildpunkten 35 bei dem Fit berücksichtigt werden.
Im Allgemeinen können, wie z.B. in Bezug auf 9 dargelegt, andere Modelle (anstatt Gleichung 3) verwendet werden – also etwa Multitensor-Modelle etc.
In Schritt V4 wird die Intensitätskorrektur aus dem Modell der Zeitabhängigkeit der Intensität bestimmt – also auch unter Berücksichtigung der Parameter, welche in Schritt V3 durch Fit bestimmt wurden. Z.B. kann das Modell der Zeitabhängigkeit den Beitrag zu der Signalintensität in den MR-Bildern quantifizieren (z.B. als Skalierungsfaktoren bezeichnet), der aufgrund der Erwärmung bzw. anderer unerwünschter Effekte hervorgerufen wird. Deshalb kann die Intensitätskorrektur aus dem Modell der Zeitabhängigkeit direkt bestimmt werden. In einer besonders einfachen Ausführungsform entspricht die Intensitätskorrektur dem Wert des Modells der Zeitabhängigkeit der Intensität, der z.B. durch Fit erhalten wird, und das Anwenden der Intensitätskorrektur entspricht dem Subtrahieren dieses Werts von den MR-Bildern.
Der Schritt V5 entspricht dem Schritt T5 der 8. Das Verfahren endet in Schritt V6.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Zum Beispiel kann es möglich sein, dass einzelne Schritte der 6, 8, 9, 10 in einer unterschiedlichen Reihenfolge oder zu getrennten Zeiten durchgeführt werden. Insbesondere müssen die Intensitätskorrektur 33 und das Erstellen der MR-Ergebnisbilder 32 in keinem engen zeitlichen Zusammenhang mit dem Erfassen der MR-Bilder 31 stehen.
Während die Einheiten in der 1 als einzelne Elemente gezeichnet wurden, sollte verstanden werden, dass es möglich ist, einzelne Einheiten zu kombinieren, z.B. als Hardware und/oder Software. 1 illustriert insbesondere die Einheiten in Bezug auf ihre Funktionalität und es ist möglich, die Funktionalität der Einheiten durch Softwarecode oder Hardwareelemente von übergeordneten Einheiten zu realisieren. Zum Beispiel wäre es insbesondere möglich, die Rechnereinheit 221 ganz oder teilweise in einen Anlagen-Rechner der MR-Anlage 230 zu integrieren oder aber ganz oder teilweise außerhalb der MR-Anlage zu implementieren.
Es wäre darüber hinaus möglich, die Techniken zum Bestimmen des Diffusionstensors, wie sie z.B. in Bezug auf die 9 und 10 voranstehend beschrieben wurden, für andere Zwecke als die Intensitätskorrektur einzusetzen. Im Allgemeinen ist es nämlich möglich, mittels der erfindungsgemäßen Techniken aus diffusionsgewichtete MR-Bilder, welche einen Intensitätsbeitrag aus anderen Quellen als der Diffusionsgewichtung aufweisen, den Diffusionstensor zu bestimmen. Diesbezüglich sind z.B. die Schritte V4 und V5 der 10 optional. Dies kann insbesondere dann zutreffen, wenn zur nachfolgenden Datenanalyse eine DTI Technik verwendet wird, bei der lediglich oder vorrangig die Kenntnis des Diffusionstensors maßgeblich ist, jedoch eine genaue Kenntnis der intensitätskorrigierten MR-Bilder entbehrlich oder von untergeordneter Relevanz ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur (33) von diffusionsgewichteten Magnetresonanz(MR)-Bildern (31), die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder (50) erfasst werden, das Verfahren umfassend: – Erfassen der diffusionsgewichteten MR-Bilder (31) mit der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern (50), wobei verschiedene Diffusionsgradientenfelder (50) mindestens einer Gruppe (70) zugeordnet sind, wobei die Zuordnung zu Gruppen (70) so festgelegt ist, dass die Diffusionsgradientenfelder (50), die derselben Gruppe (70) zugeordnet sind, ein Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen, – Für jede Gruppe (70): Erstellen eines MR-Ergebnisbilds (32) aus den zu der entsprechenden Gruppe (70) zugehörigen MR-Bildern (31), sodass das MR-Ergebnisbild (32) eine unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung im Vergleich zu den MR-Bildern (31) aufweist, – Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) basierend auf mehreren der MR-Ergebnisbildern (32), – Anwenden der Intensitätskorrektur (33) auf die MR-Bilder (31).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: – iteratives Durchführen der folgenden Schritte jeweils für verschiedene Bildpunkte (35) der intensitätskorrigierten MR-Bilder (31): – Abschätzen eines Diffusionstensors (40) basierend auf den intensitätskorrigierten MR-Bildern (31), – Bestimmen einer weiteren Intensitätskorrektur aus dem abgeschätztem Diffusionstensor (40) und den intensitätskorrigierten MR-Bildern (31); – Anwenden der weiteren Intensitätskorrektur auf die intensitätskorrigierten MR-Bilder (31), wobei das iterative Durchführen abgebrochen wird, wenn ein vorgegebenes Konvergenzkriterium erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Abschätzen des Diffusionstensors (40) umfasst: – Anpassen von Bildpunktwerten des Diffusionstensors (40) basierend auf den Bildpunktwerten des jeweiligen Bildpunkts (35) der intensitätskorrigierten MR-Bilder (31) und basierend auf b-Werten (51) der Diffusionsgradientenfelder (50).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Erstellen des MR-Ergebnisbilds (32) aus den zu der entsprechenden Gruppe (70) zugehörigen MR-Bildern (31) umfasst: – Berechnen des geometrischen Mittels der MR-Bilder (31) der entsprechenden Gruppe (70) als MR-Ergebnisbild (32).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Zuordnung der Diffusionsgradientenfelder (50) zu den Gruppen (70) so festgelegt ist, dass ein oder mehrere der folgenden Kriterien erfüllt werden: – eine vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder (50) sind jeweils derselben Gruppe (70) zugeordnet, wobei die vorbestimmte Anzahl vorzugsweise gleich drei ist; – aufeinanderfolgenden Gruppen (70) sind kein oder ein oder zwei Diffusionsgradientenfelder (50) gemeinsam zugeordnet; – Diffusionsgradientenfelder (50), die derselben Gruppe (70) zugeordnet sind, schließen einen Winkel zueinander ein, dessen Differenz zu 90° kleiner als ein vorgegebener Winkel-Schwellenwert ist; – Diffusionsgradientenfelder (50), die derselben Gruppe (70) zugeordnet sind, weisen gleiche b-Werte (51) auf.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) bildpunktsweise umfasst: – Bestimmen einer zeitlichen Skalierung der Intensität (60) aus den MR-Ergebnisbildern (32); und wobei das Anwenden der Intensitätskorrektur bildpunktweise umfasst: – Normieren der Intensität (60) der MR-Bilder (31) auf einen Referenzintensitätswert (61) basierend auf der bestimmten zeitlichen Skalierung.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) ein oder mehrere der folgenden Elemente umfasst: – Tiefpassfiltern einer Ortsfrequenzraum-Darstellung der MR-Ergebnisbilder (32), – Unterdrücken von Hintergrund-Rauschen der MR-Ergebnisbilder (32), – Für verschiedene Bildpunkte (35) des MR-Ergebnisbilds (32): Bestimmen eines Bruchteils der Intensität gegenüber einem Referenzintensitätswert (61) des Bildpunkts (35) als Intensitätskorrektur (33).
Verfahren zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur (33) von diffusionsgewichteten Magnetresonanz(MR)-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder (50) erfasst werden, das Verfahren umfassend: – Erfassen der diffusionsgewichteten MR-Bilder (31) mit der Abfolge der Diffusionsgradientenfelder (50), – Für jeden Bildpunkt der diffusionsgewichteten MR-Bilder (31): Abschätzen eines Diffusionstensors (40) basierend auf den MR-Bildern (31) und basierend auf einem Modell (f_t) einer Zeitabhängigkeit der Intensität (60), – Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) basierend auf dem Modell (f_t) der Zeitabhängigkeit, – Anwenden der Intensitätskorrektur (33) auf die MR-Bilder (31).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Modell (f_t) der Zeitabhängigkeit ganz oder teilweise vorgegeben ist und/oder wobei das Modell (f_t) der Zeitabhängigkeit ein oder mehrere der folgenden Effekte berücksichtigt: – eine zeitabhängige Erwärmung von Gradientenspulen; – eine polynomiale Abhängigkeit der Intensität (60) von der Zeit; – eine trigonometrische Abhängigkeit der Intensität (60) von der Zeit; – eine örtliche Abhängigkeit zwischen verschiedenen Bildpunkten (35).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die örtliche Abhängigkeit als Randbedingung in Bezug auf benachbarte Bildpunkte (35) berücksichtigt wird, und/oder wobei die polynomiale und/oder trigonometrische Abhängigkeit als Reihenentwicklung bis zu einer vorgegebenen Ordnung berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche wobei in der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern (50) zumindest einige aufeinanderfolgende Diffusionsgradientenfelder (50) unterschiedliche b-Werte (51) aufweisen und/oder wobei in der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern (50) eine örtliche Ableitung aufeinanderfolgender Diffusionsgradientenfelder (50) einen Wert annimmt, der größer als ein vorgegebener Änderungs-Schwellenwert ist.
MR-Anlage (230), welche zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur (33) von diffusionsgewichteten Magnetresonanz(MR)-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder (50) erfasst werden, eingerichtet ist, die MR-Anlage (230) umfassend: – eine Empfangseinheit (222), welche eingerichtet ist, um die diffusionsgewichteten MR-Bilder (31) mit der Abfolge von Diffusionsgradientenfeldern (50) zu erfassen, wobei verschiedene Diffusionsgradientenfelder (50) mindestens einer Gruppe (70) zugeordnet sind, wobei die Zuordnung zu Gruppen (70) so festgelegt ist, dass die Diffusionsgradientenfelder (50), die derselben Gruppe (70) zugeordnet sind, wechselseitig ein Orthogonalitäts-Kriterium erfüllen, – eine Rechnereinheit (221), welche eingerichtet ist, um folgende Schritte durchzuführen: – Für jede Gruppe (70): Erstellen eines MR-Ergebnisbilds (32) aus den zu der entsprechenden Gruppe (70) zugehörigen MR-Bildern (31), sodass das MR-Ergebnisbild (32) eine unterdrückte Richtungsabhängigkeit der Diffusionsgewichtung im Vergleich zu den MR-Bildern (31) aufweist, – Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) basierend auf mehreren der MR-Ergebnisbildern (32), – Anwenden der Intensitätskorrektur (33) auf die MR-Bilder (31).
MR-Anlage (230), welche zur zeitabhängigen Intensitätskorrektur (33) von diffusionsgewichteten Magnetresonanz(MR)-Bildern, die mit einer Abfolge verschiedener Diffusionsgradientenfelder (50) erfasst werden, eingerichtet ist, die MR-Anlage (230) umfassend: – eine Empfangseinheit (222), welche eingerichtet ist, um die diffusionsgewichteten MR-Bilder (31) mit der Abfolge der Diffusionsgradientenfelder (50) zu erfassen, – eine Rechnereinheit (221), welche eingerichtet ist, um die folgenden Schritte durchzuführen: – Für jeden Bildpunkt der diffusionsgewichteten MR-Bilder (31): Abschätzen eines Diffusionstensors (40) basierend auf den MR-Bildern (31) und basierend auf einem Modell (f_t) einer Zeitabhängigkeit der Intensität (60), – Bestimmen der Intensitätskorrektur (33) basierend auf dem Modell (f_t) der Zeitabhängigkeit, – Anwenden der Intensitätskorrektur (33) auf die MR-Bilder (31).
MR-Anlage (230) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die MR-Anlage (230) eingerichtet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7 und/oder 8–11 durchzuführen.