DE102013201724A1 - Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung Download PDF

Info

Publication number
DE102013201724A1
DE102013201724A1 DE201310201724 DE102013201724A DE102013201724A1 DE 102013201724 A1 DE102013201724 A1 DE 102013201724A1 DE 201310201724 DE201310201724 DE 201310201724 DE 102013201724 A DE102013201724 A DE 102013201724A DE 102013201724 A1 DE102013201724 A1 DE 102013201724A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
joint
raw data
movement
space
data sets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201310201724
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Wundrak
Jan Paul
Volker Rasche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sirona Dental Systems GmbH
Original Assignee
Sirona Dental Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sirona Dental Systems GmbH filed Critical Sirona Dental Systems GmbH
Priority to DE201310201724 priority Critical patent/DE102013201724A1/de
Publication of DE102013201724A1 publication Critical patent/DE102013201724A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528Joints
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/563Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
    • G01R33/56375Intentional motion of the sample during MR, e.g. moving table imaging
    • G01R33/56391Intentional motion of the sample during MR, e.g. moving table imaging involving motion of a part of the sample with respect to another part of the sample, e.g. MRI of active joint motion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4538Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
    • A61B5/4542Evaluating the mouth, e.g. the jaw
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/4818MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
    • G01R33/4824MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a non-Cartesian trajectory

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenbildern (3, 4) eines Gelenks (1) eines Menschen (2) in verschiedenen Phasen einer Bewegung mittels magnetresonanztomographisch erzeugter Rohdatensätze (t1... tx), wobei eine zumindest einen Teil des Gelenks (1) umfassende Schicht oder Volumen über ein Zeitintervall (T) vermessen wird, indem Rohdatensätze (t1... tx) erzeugt und abgespeichert werden. Zumindest einige der Rohdatensätze (t1... tx) oder zumindest Teile von zumindest einigen Rohdatensätzen (t1... tx) werden einzeln oder in Gruppen von mindestens zwei Rohdatensätzen (t1... tx) hinsichtlich einer von der Bewegung des Gelenks abhängigen Eigenschaft ausgewertet und den Rohdatensätzen (t1... tx) ein Wert (W) der Eigenschaft zugeordnet. Zumindest diese Rohdatensätze (t1... tx) werden in Gruppen (G) mit dem gleichen oder in demselben Intervall liegendem Wert (W) sortiert. Zumindest für einige Gruppen (G) wird aus den Rohdatensätzen der Gruppe ein Schicht- oder Volumenbild errechnet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenbildern eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung mittels magnetresonanztomographisch erzeugter Rohdatensätze, wobei eine zumindest einen Teil des Gelenks umfassende Schicht oder ein zumindest einen Teil des Gelenks umfassendes Volumen über ein Zeitintervall vermessen wird, indem während des Zeitintervalls gemäß einer Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Kombinationen aus Hochfrequenzimpulsen und Gradientenfeldern bestimmter Frequenz und Stärke geschaltet und Frequenzsignale gemessen werden, wobei die Messsequenz einer Abtastung eines k-Raums entlang einer k-Raum-Trajektorie entspricht, die aus mehreren k-Raum-Teiltrajektorien zusammengesetzt ist, wobei zu jeder k-Raum-Teiltrajektorie während des Zeitintervalls ein Rohdatensatz erzeugt und abgespeichert wird.
  • Stand der Technik
  • Die Magnetresonanztomographie ist inzwischen ein gerade in der Medizin sehr häufig eingesetztes Bildgebungsverfahren, wobei es viele bekannte Verfahren zur Erzeugung von Schicht- und Volumenbildern von näherungsweise unbewegten Objekten gibt.
  • Das Erzeugen von Bilddaten von bewegten Objekten mittels der Magnetresonanztomographie gestaltet sich jedoch schwierig, da eine Echtzeitmessung aufgrund der notwendigen Dauer einzelner Messsequenzen in der Magnetresonanztomographie oftmals nicht möglich ist.
  • Für sich wiederholende Bewegungsabläufe, beispielsweise zyklisch bewegte Gelenke oder ein schlagendes Herz, ist es jedoch möglich, die sich wiederholende Bewegung über einen längeren Zeitraum zu vermessen. Hierdurch werden mehrfach Messdaten zu verschiedenen Phasen der Bewegung erzeugt, so dass am Ende des Messzeitraums zumindest zu einigen dieser Phasen der Bewegung jeweils ausreichend Messdaten vorliegen. Diese können jeweils zusammengefasst und zu einem Bild verrechnet werden, welches das Gelenk oder das Herz in einer bestimmten Phase der Bewegung zeigt.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, die eine Zuordnung von magnetresonanztomographisch erzeugten Rohdaten zu einzelnen Phasen einer Bewegung ermöglichen.
  • Wird ein Kiefergelenk vermessen, so kann das Sortieren der Messdaten entsprechend der Phasen der Bewegung beispielsweise ermöglicht werden, indem zusätzlich zu einer Bilderzeugungseinheit ein aus der DE 10 2009 027 356 A1 bekannter Messapparat eingesetzt wird, der während des gesamten Aufnahmezeitraums die Lage von Oberkiefer und Unterkiefer zueinander vermisst, wobei die entsprechende Information den Messdaten der verwendeten Bildaufnahmeeinheit zugeordnet wird.
  • Zur Vermessung eines schlagenden Herzens ist es beispielsweise möglich, die Messdaten mit einem gleichzeitig aufgenommenen Elektrokardiogrammsignal zu synchronisieren und die Daten entsprechend der zugeordneten Werte des Elektrokardiogrammsignals zu sortieren.
  • Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass ein zusätzlicher Messapparat und zusätzliche Speicher- und Rechenkapazitäten notwendig sind.
  • Zur Vermessung eines schlagenden Herzens sind auch Verfahren bekannt, die ohne ein zusätzlich erzeugtes Messsignal auskommen. Beispielsweise beschreiben Andrew C. Larson et al. in „Self-Gated Cardiac Cine MRI", Magnetic Resonance in Medicine, January 2004, Volume 51, Issue 1, pages 93–102, unter anderem ein Verfahren, welches vorsieht, einen k-Raum wiederholt radial abzutasten und aus den zeitlich aufeinanderfolgenden k-Raum-Projektionen eine zeitliche Entwicklung einer Massenschwerpunktsposition in den Projektionen zu bestimmen. Diese auch als MR-Kymogram bezeichnete zeitliche Entwicklung der Massenschwerpunktsposition ermöglicht es, die gemessenen Rohdaten gemäß der einzelnen Phasen der Herzbewegung zu sortieren und Bilder der einzelnen Phasen der Herzbewegung zu erzeugen.
  • Bei diesem Cardiac-Selfgating (c-sg) werden zwei Bewegungen behandelt, nämlich der Atem und der Herzschlag. Um andere Einflüsse auf das Gating Signal auszublenden, wird ein Bandpassfilter verwendet. Das Band wird in den Bereich der zu erwartenden Atem- und Herzfrequenz gelegt, also 40–120/min und ungefähr 10/min. Weiterhin wird beim Herz in der Regel der Zeitpunkt einer bestimmten Herz-Phase anhand von EKG-Peaks bestimmt und dazwischen linear interpoliert. Die Bewegung selbst kann bei einer Herzaufnahmen nicht beeinflusst werden.
  • Die Messung selbst erfolgt mit Signalen für zwei Spektralkomponenten für Wasser und Fett in einem Zustand, der als „out of phase“, also phasenverschieden bezeichnet ist und der auf einer leicht unterschiedlichen Resonanzfrequenz der Protonen beruht in Abgrenzung zu einem Signal „in phase“, also gleichphasig.
  • Die Aufgabe dieser Erfindung besteht daher darin, ein einfaches Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenbildern eines bewegten Gelenks bereitzustellen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenbildern eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung mittels magnetresonanztomographisch erzeugter Rohdatensätze, wobei eine zumindest einen Teil des Gelenks umfassende Schicht oder ein zumindest einen Teil des Gelenks umfassendes Volumen über ein Zeitintervall vermessen wird. Zur Vermessung wird während des Zeitintervalls gemäß einer Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Kombinationen aus Hochfrequenzimpulsen und Gradientenfeldern bestimmter Frequenz und Stärke geschaltet und Frequenzsignale gemessen. Die Messsequenz entspricht dabei einer Abtastung eines k-Raums entlang einer k-Raum-Trajektorie, die aus mehreren k-Raum-Teiltrajektorien zusammengesetzt ist. Zu jeder k-Raum-Teiltrajektorie wird während des Zeitintervalls ein Rohdatensatz erzeugt und abgespeichert. Zumindest einige der Rohdatensätze oder zumindest Teile von zumindest einigen Rohdatensätzen werden einzeln oder in Gruppen von mindestens zwei Rohdatensätzen (t1... tx) hinsichtlich einer von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft ausgewertet und jeweils ein Wert der bewegungsabhängigen Eigenschaft bestimmt. Der jeweilige Wert wird dem oder den jeweiligen ausgewerteten Rohdatensätzen zugeordnet. Zumindest die Rohdatensätze, denen ein Wert der Eigenschaft zugeordnet wurde, werden entsprechend der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft in Gruppen mit gleichem Wert oder in Gruppen mit in einem gleichen Intervall liegendem Wert sortiert und zumindest für einige Gruppen wird aus den Rohdatensätzen der Gruppe ein Schicht- oder Volumenbild errechnet.
  • Zumindest einige der k-Raum-Teiltrajektorien verlaufen durch einen Mittelpunkt des k-Raums und sind jeweils zueinander verdreht, wobei während des Zeitintervalls T n k-Raum-Teiltrajektorien mit unterschiedlichen winkelmäßigen Positionen im k-Raum abgetastet werden, wobei die n k-Raum-Teiltrajektorien den k-Raum hinsichtlich ihrer winkelmäßigen Position aperiodisch abtasten.
  • Bei dem Gelenk handelt es sich um ein Kiefergelenk und es wird eine zyklische Bewegung des Gelenks vermessen, wobei das Zeitintervall mehrere Zyklen der Bewegung abdeckt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, magnetresonanztomographische Bilder eines Gelenks eines Patienten in verschiedenen Phasen einer Bewegung des Gelenks zu erzeugen. So wird ein Kiefergelenk eines Patienten über ein Zeitintervall vermessen, in dem der Patient mehrere Zyklen einer Kaubewegung ausführt oder den Mund öffnet und schließt, wobei jeweils für verschiedene Stellungen des Kiefergelenks Bilder erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es insbesondere die Kaubewegung des Kiefergelenks auf einfache Weise magnetresonanztomographisch darzustellen, wobei die Kaubewegung in normalem Tempo ausgeführt werden kann und insbesondere die Geschwindigkeit der Datenakquisition des verwendeten MRT-Systems keine besonderen Anforderungen erfüllen muss.
  • Zur magnetresonanztomographischen Vermessung des Gelenks wird eine als Messsequenz bezeichnete zeitliche Abfolge von Kombinationen aus magnetischen Gradientenfeldern, Hochfrequenzimpulsen und Signalempfangszeiten verwendet, die während des Zeitintervalls der Messung ein- oder mehrfach durchlaufen wird. Die Messsequenz gibt dabei die zeitlichen Verläufe der Frequenzen und Feldstärken der Gradientenfelder und Frequenzimpulse vor.
  • Aus der gewählten Messsequenz ergibt sich die k-Raum-Trajektorie, also die Abfolge der Messpunkte im k-Raum, wobei mit k-Raum ein zum Ortsraum Fourier-transformierter linearer Vektorraum eines zwei- oder dreidimensionalen komplexen Wellenvektors k bezeichnet wird. Entsprechend ist für den k-Raum auch die Bezeichnung Wellenvektorraum üblich.
  • Je nach gewählter Messsequenz kann der k-Raum entlang von beispielsweise waagerecht oder senkrecht verlaufenden Linien gemäß einem kartesischen Koordinatensystem oder auch entlang von radial von einem Mittelpunkt des k-Raums nach außen verlaufenden Linien, sogenannten Speichen bzw. „Spokes“ oder „Profilen“ abgetastet werden. Auch spiralförmige von der Mitte des k-Raums nach außen verlaufende Linien sind üblich. Diese einzelnen Linien im k-Raum, die jeweils einen Teil der gesamten k-Raum-Trajektorie bilden, werden für die Erläuterung der Erfindung im folgenden als k-Raum-Teiltrajektorie bezeichnet. Für k-Raum-Teiltrajektorien sind auch die Bezeichnungen Projektion oder Projektionsaufnahme üblich, da die Fouriertransformierte eines radialen Spokes die Projektion des Bildes ist, was aus der Anwendung des „Fourier-Slice-Theorem“, auch bezeichnet als Projection-slice-Theorem, bekannt ist.
  • Die während des Zeitintervalls bei der Abtastung des k-Raums gemessenen Rohdatensätze werden beispielsweise hintereinander in einer Speichereinheit abgelegt.
  • Ein Rohdatensatz kann das bei der Vermessung eines einzigen Punktes im k-Raum aufgezeichnete Signal sein. Ein Rohdatensatz kann auch die bei der Vermessung einer k-Raum-Teiltrajektorie aufgezeichneten Signale oder die Signale jeder beliebigen anderen Gruppierung aus Messpunkten im k-Raum enthalten. In der Praxis wird gleichzeitig eine ganze k-Raum-Linie in Richtung der Frequenzkodierung gemessen, da dafür keine zusätzliche Zeit aufzuwenden ist.
  • Die Rohdatensätze weisen einige Eigenschaften auf, die mit der Bewegung des Gelenks so korreliert sind, dass sie sich bei Änderung der Gelenkstellung ebenfalls ändern. Eine von der Phase der Bewegung des Gelenks abhängige Eigenschaft kann beispielsweise die über einen Rohdatensatz aufsummierte Energie bzw. die in einem vom Rohdatensatz erfassten Bereich enthaltene Masse sein.
  • Für zumindest einige der Rohdatensätze wird eine solche von der Bewegung abhängige Eigenschaft bestimmt, so dass diese Rohdatensätze entsprechend dieser Eigenschaft und somit entsprechend der Phase der Bewegung sortiert werden können. Rohdatensätze mit beispielsweise jeweils gleichem oder ähnlichem Wert der Eigenschaft, enthalten Bilddaten des Gelenks bei gleicher bzw. ähnlicher Phase der Bewegung, also bei einer gleichen oder ähnlichen Gelenkstellung. Diese Rohdaten mit jeweils gleicher oder ähnlicher Gelenkstellung werden in jeweils einer Gruppe zusammengefasst, um hieraus ein Schicht- oder Volumenbild des Gelenks bei der entsprechenden Gelenkstellung bzw. Phase der Bewegung zu erzeugen.
  • Wenn der Wert der Eigenschaft allein noch nicht eindeutig ist, weil etwa da der Wert während einer Bewegung nicht notwendigerweise monoton fällt oder steigt, müssen weitere Eigenschaften ausgewertet werden.
  • Es ist bekannt, dass ein einziges 1D Fouriertransformiertes Profil einer Projektion der aufgenommenen Schicht entspricht. Für ein in Ruhe befindliches Objekt sollte die Gesamtsumme der Projektion über die Zeit konstant bleiben und unabhängig vom radialen Profilwinkel. Für ein Objekt mit einer sich wiederholenden Bewegung sollte ein Zusammenhang zwischen der Veränderung der Gesamtsumme und dem Bewegungszustand des Objekts bestehen. Eine Filterung der Gesamtsumme jeder Projektion für radial abhängige Einflüsse und die Darstellung über der Zeit führt zu einem Kymogramm.
  • Aus den 1D Masseschwerpunkten wird eine Eigenschaft abgeleitet. Dabei könnte für mehrere k-Raum-Teiltrajektorien, beispielsweise zwei bis sechs k-Raum-Teiltrajektorien eine zweidimensionale Massenschwerpunktsposition als Wert der bewegungsabhängigen Eigenschaft für die mehreren verwendeten k-Raum-Teiltrajektorien bzw. die entsprechenden Rohdatensätze errechnet werden. Hierfür könnte beispielsweise für jede der mehreren k-Raum-Teiltrajektorien eine eindimensionale Massenschwerpunktsposition bestimmt werden, die quasi jeweils der zweidimensionalen Massenschwerpunktsposition des Objekts aus verschiedenen Winkeln entsprechen und mittels einer Least-Square-Lösung die zweidimensionale Massenposition berechnet werden.
  • Diese 2D Punkte können dann wieder auf eine Hauptachse projiziert werden, um ein 1D-Kymogram zu erhalten, siehe Larson, Seiten 4–5.
  • Es ist auch möglich, die Winkelposition des Gelenks, also die Phase der Bewegung des Gelenks selbst als Eigenschaft heranzuziehen, indem jeweils aus mehreren, beispielsweise 10 bis 14, k-Raum-Teiltrajektorien niedrig aufgelöste Bilder rekonstruiert werden und mittel Kreuzkorrelationen oder Autokorrelationen die jeweilige Gelenkposition in diesen niedrig aufgelösten Bildern ermittelt wird.
  • Auch Kombinationen und Abwandlungen der vorgenannten Varianten sind möglich, um zumindest einigen Rohdatensätzen einen von der Phase der Bewegung des Gelenks abhängigen Wert zuzuordnen.
  • Anstelle von radialen Abtastungen bzw. Spokes können auch andere k-Raum-Trajektorien ausgewertet werden, etwa Spiralarme.
  • Es kann sinnvoll sein, nicht nur Rohdatensätze mit gleichem Wert der Eigenschaft bzw. gleicher Phase der Bewegung zusammenzufassen, sondern die Gruppen aus Rohdatensätzen zu bilden, deren Phase der Bewegung einem gleichen Phasenintervall liegen bzw. deren Wert der Eigenschaft in einem gleichen Intervall der möglichen Werte der Eigenschaft liegen.
  • Eine von der Bewegung abhängige Eigenschaft kann allerdings auch schon für Teile eines Rohdatensatzes bzw. für einzelne k-Raum-Messpunkten bestimmt werden. Insbesondere kann es ausreichen, jeweils nur einen Messpunkt im Mittelpunkt des k-Raums hinsichtlich einer von der Bewegung des Gelenks abhängigen Eigenschaft auszuwerten, da die k-Raum Mitte dem Durchschnitt aller anderen Punkte im Bildraum entspricht.
  • Weiterhin kann es auch sinnvoll sein, zwei Rohdatensätze gemeinsam auszuwerten. Beispielsweise kann aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Rohdatensätzen ein 2D-Bild erzeugt werden, welches dann hinsichtlich einer bewegungsabhängigen Eigenschaft ausgewertet wird. Wenn die Rohdatensätze k-Raum Spokes sind, sind mehr als zwei radiale Spokes erforderlich, um ein verarbeitbares 2D-Bild zu erzeugen. Wenn die Rohdatensätze auf Spiralen beruhen, hängt es von der Form der Spiralen ab, wie viele Rohdatensätze man benötigt.
  • Dabei wird eine zyklische Bewegung des Gelenks vermessen, wobei das Zeitintervall mehrere Zyklen der Bewegung abdeckt.
  • Handelt es sich bei der Bewegung des Gelenks um eine zyklische Bewegung, werden alle Phasen der Bewegung mit der Zeit mehrfach wiederholt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die Bewegung nicht in Echtzeit vermessen zu müssen, also nicht während eines einzigen Durchlaufs der Bewegung ausreichend Rohdaten für Bilder in den verschiedenen Phasen der Bewegung zu erzeugen. Vielmehr kann über ein Zeitintervall gemessen werden, welches mehrere Wiederholungen der Bewegung abdeckt, wobei zu verschiedenen Zeitpunkten während des Zeitintervalls Rohdatensätze erzeugt werden. Je länger das Zeitintervall dauert, umso mehr Rohdatensätze von verschiedenen Phasen der zyklischen Bewegung liegen vor. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es nun, die erzeugten Rohdatensätze entsprechend der jeweiligen Phasen der Bewegung bzw. der entsprechenden Gelenkstellung zu sortieren, wozu allein die aufgenommenen Rohdaten selbst verwendet werden. Es ist also nicht notwendig, weitere Messeinrichtungen einzusetzen und/oder weitere Messdaten aufzunehmen, um eine Zuordnung der aufgenommenen Rohdaten zu den verschiedenen Phasen der Bewegung vorzunehmen.
  • Zumindest einige der k-Raum-Teiltrajektorien verlaufen durch einen Mittelpunkt des k-Raums.
  • Der Wert am Mittelpunkt des k-Raums stellt den Durchschnitt aller Werte an allen Punkten im Bildraum dar. Ist dieser Punkt in allen Rohdatensätzen enthalten, so kann sichergestellt werden, dass alle Rohdatensätze Informationen über den gesamten Bildraum enthalten. Weiterhin sichert eine Überabtastung des zentralen Bereichs des k-Raums eine hohe Robustheit gegenüber Bewegungsartefakten.
  • Während des Zeitintervalls werden n k-Raum-Teiltrajektorien mit unterschiedlichen winkelmäßigen Positionen im k-Raum abgetastet, wobei die n k-Raum-Teiltrajektorien den k-Raum hinsichtlich ihrer winkelmäßigen Position aperiodisch abtasten.
  • Durch eine nicht periodische Abtastung können Schwebungen der Abtastung des k-Raum, insbesondere hinsichtlich der Winkelverteilung der k-Raum-Teiltrajektorien in den einzelnen Gruppen, vermieden und dadurch die Qualität der Schicht- oder Volumenbilder verbessert werden. Solche Schwebungen können sich insbesondere ergeben, wenn eine zyklische Bewegung des Gelenks beispielsweise entlang einer radialen k-Raum-Trajektorie mit hinsichtlich des Winkels zwischen aufeinanderfolgenden k-Raum-Teiltrajektorien bzw. Spokes periodischen Schritten abgetastet wird.
  • Vorteilhafterweise kann als Bewegung von mehr als 10 bis höchstens 40 Zyklen/min ausgegangen werden. Bei der Gelenkbewegung muss der Patient instruiert oder sogar trainiert werden, das Gelenk möglichst reproduzierbar und 1-dimensional zu bewegen, also keine mahlende Kaubewegung auszuführen. Das Verfahren funktioniert auch bei sich während der Kaubewegung verändernder Kaugeschwindigkeit.
  • Für die Messung des Kiefergelenks wird entweder ein Kopfspule oder eine noch kleinere Spule, die auf das Kiefergelenk aufgelegt wird, verwendet. Es wird „In-Phase“ gemessen, damit das Fett im spongiösen Knochen hervorgehoben und das recht kleine Gelenk kontrastreicher wird.
  • Vorteilhafterweise können die k-Raum-Teiltrajektorien radial oder spiralförmig im k-Raum verlaufen.
  • Im Vergleich zu einer kartesischen Abtastung des k-Raums hat eine radiale oder spiralförmige Abtastung den Vorteil, dass der zentrale Bereich des k-Raums um den Mittelpunkt des k-Raums stark überabgetastet wird, was eine hohe Robustheit gegenüber Bewegungsartefakten erwarten lässt
  • Weiterhin stellt die radiale k-Raum-Trajektorie den kürzesten Weg dar, um vom Mittelpunkt des k-Raums zu einer durch die zu erreichende Ortsauflösung bestimmten maximalen Ortsfrequenz zu gelangen, wodurch sehr kurze Akquisitionszeiten möglich werden, wie in der Dissertation von Falko Lohberger, Heidelberg, 2006, ausgeführt wird.
  • Vorteilhafterweise wird der k-Raum mittels der zeitlich aufeinanderfolgenden winkelmäßigen Positionen der n k-Raum-Teiltrajektorien in mindestens n/100 Umläufen abgetastet.
  • Um für eine Anzahl xsize von Pixeln im Bild in einer Dimension die Nyquist-Frequenz zu erreichen, muss eine Anzahl von xsize·pi/2 Spokes gemessen werden. Allerdings sind radiale Sequenzen gegen Unterabtastung sehr robust, so dass in den üblichen Berechnung normalerweise die vorhandene Anzahl n der Spokes als eine ausreichende Abtastung angenommen wird. Bei nicht bewegten Bildern wird in der Praxis z.B. in 1 Grad-Schritten der Winkel erhöht und nur ein einziger Umlauf durchgeführt, bei bewegten Objekten kann für die Zahl der Umläufe bezogen auf die n k-Raum-Teiltrajektorien ein Bruch eingestellt werden, der in der Praxis von n/100 bis etwa n/5 geht.
  • Vorteilhafterweise schließen zeitlich aufeinanderfolgend abgetastete k-Raum-Teiltrajektorien einen Winkel ein, der dem Goldenen Winkel entspricht.
  • Der Goldenen Winkel, also ein Winkel von 137,5° bzw. 222,5°, stellt eine einfache und sichere Möglichkeit dar, Schwebungen hinsichtlich der Abtastung des k-Raums zu vermeiden.
  • Vorteilhafterweise werden die Rohdatensätze mit einer zeitlichen Zuordnung abgespeichert.
  • Die Information über den Zeitpunkt der Aufnahme eines Rohdatensatzes kann beispielsweise dann hilfreich bzw. notwendig sein, wenn nur für einige Rohdatensätze eine von der Phase der Bewegung abhängige Eigenschaft bestimmt wird und die Phase der Bewegung für die übrigen Rohdatensätze interpoliert werden soll. Auch für das Auffinden eines zeitlich vorangegangen oder nachfolgend aufgenommenen Rohdatensatzes zur Berechnung eines 2D-Bildes kann eine zeitliche Zuordnung hilfreich sein.
  • Vorteilhafterweise ist das Zeitintervall in Teilintervalle von gleicher Dauer unterteilt, wobei an einem Ende jedes Teilintervalls ein Rohdatensatz erzeugt wird und wobei die Rohdatensätze als zeitliche Zuordnung gemäß der zeitlichen Reihenfolge ihrer Erzeugung abgespeichert werden. Hierdurch kann auf einfache Weise eine zeitliche Zuordnung der einzelnen Rohdatensätze realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise wird zu jedem Rohdatensatz ein Zeitstempel als zeitliche Zuordnung abgespeichert. Als Zeitstempel wird das Zuordnen eines Zeitpunkts in einem geeigneten Format bezeichnet. Es wird also zu jedem Rohdatensatz der Zeitpunkt seiner Erzeugung, beispielsweise in Form einer absoluten oder auch einer relativen Zeitangabe abgespeichert. Ein Zeitstempel stellt eine übliche und einfache Umsetzung einer zeitlichen Zuordnung von Daten dar.
  • Vorteilhafterweise werden die Rohdatensätze hinsichtlich einer Energieverteilung, einer Massenverteilung, einer Position eines Massenschwerpunkts, einer Gelenkposition oder der Phase der Bewegung ausgewertet.
  • Die Energie in einem Rohdatensatz kann genauso wie die Massenverteilung bzw. der Position des Schwerpunkts mit der Bewegung des Gelenks korreliert sein. Daher ist es möglich beispielsweise für einzelne oder auch mehrere k-Raum-Teiltrajektorien durch Berechnung eines beispielsweise eindimensionalen Massenintegrals oder einer eindimensionalen oder zweidimensionale Position eines Massenschwerpunkts einen bewegungsabhängigen Wert zu bestimmen.
  • Es ist aber auch möglich, die Gelenkposition bzw. die Phase der Bewegung anhand von mehreren k-Raum-Teiltrajektorien zu bestimmen, indem aus den mehreren k-Raum-Teiltrajektorien niedrig aufgelöste Bilder rekonstruiert werden und in diesen Bildern beispielsweise mittels Kreuz- oder Autokorrelation die Phase der Bewegung bzw. die Gelenkposition bestimmt wird.
  • Vorteilhafterweise wird ein Teil des Gelenks mittels einer Fixiervorrichtung in seiner Bewegung eingeschränkt, etwa indem das Kiefergelenk bei fixiertem Kopf vermessen wird, der darüber hinaus überstreckt sein kann.
  • Hierdurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass kein Drift des Gelenks während der Vermessung auftritt und die Bewegung des Gelenks immer vom gleichen Ort ausgehend ausgeführt wird.
  • Vorteilhafterweise wird eine Driftbewegung des Gelenks während des Zeitintervalls ermittelt und eine Korrektur der von der den Rohdatensätzen zugeordneten Werter der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft oder eine Korrektur der den Rohdatensätzen zugeordneten Phase oder des zugeordneten Phasenintervalls der Bewegung vorgenommen.
  • Eine Driftbewegung führt insbesondere dazu, dass sich für verschiedene Rohdatensätze, die Bilddaten des Gelenks mit derselben Gelenkstellung enthalten, der jeweils bestimmte Wert der von der Phase der Bewegung des Gelenks abhängigen Eigenschaft unterscheiden unterscheidet. Dies kann zu einer fehlerhaften Zuordnung zu den Gruppen führen.
  • Außerdem unterscheidet sich die Position des Gelenks bzw. aller anderen enthaltenen Punkte in solchen Rohdatensätzen, so dass eine Korrelation der Rohdatensätze zur Erzeugung eines Schicht- oder Volumenbildes auf einfache Weise nicht ohne Qualitätsverlust möglich ist.
  • Der Drift lässt sich beispielsweise anhand der ausgewerteten von der Phase der Bewegung des Gelenks abhängigen Eigenschaft der Rohdatensätze ermitteln, da der Drift zu einer Variation des Wertes führt. Beispielsweise führt ein gleichmäßiger langsamer Drift bei einer zyklischen Bewegung, die sich in einem zeitlich periodischen Verlauf der von der Bewegung abhängigen Eigenschaft wiederspiegelt, zu einem linearen Anstieg dieses zeitlich periodischen Verlaufs. Dieser kann dann beispielsweise interpoliert werden und eine entsprechende Korrektur, der Werte der Eigenschaft und/oder der Rohdaten vorgenommen werden.
  • Vorteilhafterweise werden bei Berechnung der Schicht- oder Volumenaufnahme aus den Rohdatensätzen einer Gruppe die Rohdatensätze in Abhängigkeit von einer winkelgemäßen Position der jeweiligen entsprechenden k-Raum-Teiltrajektorie gewichtet.
  • Durch eine winkelmäßige Wichtung der Rohdatensätze einer Gruppen können Qualitätseinbußen des zu erzeugenden Volumen- oder Schichtbilds ausgeglichen werden, die durch eine nicht gleichmäßige Abtastung des k-Raums durch die Rohdaten dieser Gruppe, also beispielsweise durch eine Schwebung hinsichtlich der Winkelverteilung der entsprechenden k-Raum-Teiltrajektorien erzeugt werden.
  • Wichtungen der Rohdaten zum Ausgleich einer ungleichmäßigen k-Raum Abtastung werden häufig auch als „density compensation“ bezeichnet. Es sind verschiedene Algorithmen bekannt. Beispielsweise können für alle möglichen k-Raum-Trajektorien Voronoi-Diagramme verwendet werden. Es sind aber auch spezielle, auf einen Trajektorientyp, beispielsweise auf radiale k-Raum-Teiltrajektorien zugeschnittene und dadurch oft sehr einfache Algorithmen bekannt, um eine solche Wichtung der Messdaten durchzuführen.
  • Beispielsweise wird die bei radialer Abtastung von der Mitte nach außen abnehmende Dichte der Messpunkte im k-Raum häufig durch eine einfache Gewichtung mit einer Rampenfunktion ausgeglichen.
  • Eine winkelmäßige Wichtung von beispielsweise radial verlaufenden k-Raum-Teiltrajektorien kann beispielsweise vorsehen, zu jeder k-Raum-Teiltrajektorie den Winkel zur zeitlich vorangegangen abgetasteten k-Raum-Teiltrajektorie sowie den Winkel zur zeitlich nachfolgend abgetasteten k-Raum-Teiltrajektorie heranzuziehen und die k-Raum-Teiltrajektorie entsprechend dem Mittelwert aus diesen beiden Winkeln zu wichten.
  • Vorteilhafterweise wird zumindest den Rohdatensätzen, für die ein Wert der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft bestimmt wurde, anhand des Werts eine Phase oder ein Phasenintervall der Bewegung zugeordnet.
  • Da die ausgewertete Eigenschaft bzw. der bestimmte Wert der Eigenschaft von der Phase der Bewegung des Gelenks abhängt, ist es möglich, jedem Rohdatensatz, dem ein Wert zugeordnet wurde, die Phase der Bewegung des Gelenks anhand dieses Werts zuzuordnen. Wird beispielsweise ein Kiefergelenk vermessen, so kann jedem Rohdatensatz die Gelenkstellung zugeordnet werden, also ob der Rohdatensatz Daten zu einem geschlossenen Kiefer, zu einem offenen Kiefer oder einer Zwischenposition enthält. Dadurch ist es beispielsweise möglich, zu entscheiden, ob für alle Gruppen bzw. für welche Gruppen ein Schicht- oder Volumenbild errechnet werden soll, je nachdem welche Gelenkpositionen von Interesse sind.
  • Den Rohdatensätzen, denen kein Wert zugeordnet wurde, kann eine Phase der Bewegung oder ein Phasenintervall beispielsweise durch Interpolation und/oder entsprechend einer zeitlichen Korrelation zu Rohdatensätzen mit zugeordnetem Wert zugeordnet werden.
  • Vorteilhafterweise wird für die Rohdatensätze, denen kein Wert der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft zugeordnet ist, der Wert der Eigenschaft interpoliert und werden diese Rohdatensätze anhand des interpolierten Wertes in die Gruppe mit gleichem Wert oder in die Gruppe mit in dem gleichen Intervall liegendem Wert sortiert.
  • Hierdurch ist es möglich, eine Auswertung der bewegungsabhängigen Eigenschaft nur für einige Rohdatensätze durchzuführen und trotzdem alle Rohdatensätze für die Volumen- oder Schichtbilder zu verwenden.
  • Vorteilhafterweise werden die Rohdatensätze, denen kein Wert der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft zugeordnet ist, entsprechend einer zeitlichen Korrelation zu den Rohdatensätzen, für die ein Wert bestimmt wurde, in die Gruppen sortiert.
  • Dies stellt eine weitere Variante dafür dar, dass nur für einige Rohdatensätze eine Auswertung der bewegungsabhängigen Eigenschaft vorgenommen wird und trotzdem alle Rohdatensätze für die Volumen- oder Schichtbilder verwendet werden können. Je nach zeitlichem Verlauf der Bewegung und dem zeitlichen Abstand der Zeitpunkte der Erzeugung der Rohdaten kann es beispielsweise sinnvoll sein, die Rohdatensätze, für die kein Wert bestimmt wurde, jeweils in die Gruppe einzusortieren, in die der zeitlich nächstliegend erzeugte Rohdatensatz sortiert wurde, für den ein Wert bestimmt worden ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt die
  • 1 schematisch zumindest Teile eines erfindungsgemäßen Verfahrensverlaufs, die
  • 2 eine zeitliche Entwicklung einer von einer Bewegung eines Gelenks abhängigen Eigenschaft, die
  • 3 ein Volumenbild, die
  • 4 eine kartesische k-Raum-Trajektorie, die
  • 5 eine radiale k-Raum-Trajektorie und die
  • 6 eine Fixiervorrichtung, einen daran fixierten Patienten und eine Position eines Aufnahmevolumens.
  • Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist der Verlauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest in Teilen schematisch dargestellt. Mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten MRT-Systems werden während eines Zeitintervalls T Messdaten in Form von Rohdatensätzen t1, t2, t3... tx eines Gelenks 1 eines Patienten 2 erzeugt und nacheinander in einem Speicherbereich einer Speichereinheit abgelegt.
  • Beispielhaft ist hier ein Kiefergelenk 1 dargestellt. Es können aber auch andere Gelenke in Bewegung vermessen werden, beispielsweise ein Kniegelenk. Die Ausgestaltung des für die Vermessung verwendete MRT-Systems richtet sich insbesondere nach dem zu vermessenden Gelenk bzw. nach dem zu vermessenden Bewegungsradius des Gelenks.
  • Die Rohdatensätze t1... tx könnten aber auch in jeder beliebigen anderen Anordnung in dem Speicherbereich des Speichers abgelegt werden.
  • Bewegt der Patient 2 das Kiefergelenk 1 während des Zeitintervalls T, führt er beispielsweise eine gleichmäßige Kaubewegung aus oder öffnet und schließt er den Mund periodisch, so weisen die abgespeicherten Rohdatensätze t1... tx Eigenschaften auf, die sich in Abhängigkeit von dieser Bewegung ändern. Ein Beispiel einer solchen Eigenschaft ist eine Gesamtenergie eines Rohdatensatzes t1... tx. Die Gesamtenergie eines Rohdatensatzes kann beispielsweise durch Summation über den Rohdatensatz t1... tx errechnet werden, so dass jedem Rohdatensatz t1... tx ein Wert E als Gesamtenergie zuordenbar ist, der sich nach der Stellung des Kiefergelenks 1 zu einem Aufnahmezeitpunkt des entsprechenden Rohdatensatzes t1... tx richtet.
  • Trägt man die für die einzelnen Rohdatensätze t1... tx bestimmten Werte E der Eigenschaft in der Reihenfolge der abgespeicherten Rohdatensätze t1... tx hintereinander auf, so ergibt ein Verlauf, welcher der Änderung der Kiefergelenksstellung aufgrund der Bewegung entspricht. Ein solcher Verlauf der Werte E der Eigenschaft ist in 2 dargestellt. Wurde das Kiefergelenk 1 während des Zeitintervalls der Messung beispielsweise periodisch bewegt, so weist auch der Verlauf der Werte E einen periodischen Verlauf mit der gleichen Periode auf.
  • Die aus den Rohdatensätzen t1... tx selbst bestimmbaren Werte E der von der Phase der Bewegung des Kiefergelenks 1 abhängigen Eigenschaft geben somit Auskunft darüber, zu welcher Phase der Bewegung ein Rohdatensatz t1... tx aufgenommen wurde. Wird jeder Rohdatensatz t1... tx hinsichtlich einer solchen von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft ausgewertet, so können die Rohdatensätze t1... tx hinsichtlich der Phasen der Bewegung sortiert werden.
  • Hierfür werden die Rohdatensätze t1... tx mit Hilfe der den einzelnen Rohdatensätzen t1... tx zugeordneten Werte E der Eigenschaft in Gruppen G eingeteilt, wobei jeweils Rohdatensätze t1... tx, deren Wert E der Eigenschaft übereinstimmt oder in einem übereinstimmenden Intervall ∆x, ∆y... liegt, in einer Gruppe G zusammengefasst werden.
  • Anschließend wird für jede Gruppe G aus den Rohdatensätzen t1... tx der Gruppe ein Schichtbild 3 oder auch ein in 3 skizziertes Volumenbild 4 errechnet.
  • Es wäre auch möglich, nur für einige der Rohdatensätze t1... tx einen Wert E einer bewegungsabhängigen Eigenschaft zu bestimmen. Werte E für die übrigen Rohdatensätze t1... tx könnten interpoliert werden. Es wäre auch möglich, die Rohdatensätze t1... tx, für die Werte E bestimmt wurden, entsprechend dieser Werte zu sortieren und die übrigen Rohdatensätze t1... tx entsprechend einer zeitlichen Korrelation zu den sortierten Rohdatensätzen t1... tx in die entsprechenden Gruppen G zu sortieren.
  • Die mittels Magnetresonanztomographie erzeugten Rohdaten sind Frequenzsignale, die beispielsweise mittels einer Empfangsspule zu einem bestimmten, durch eine Messsequenz festgelegten Zeitpunkt gemessen werden. Die einzelnen Messereignisse entsprechen Messpunkten 5 in einem k-Raum, also einem zum Ortsraum Fourier-transformierten, linearen Vektorraum eines zwei- oder dreidimensionalen komplexen Wellenvektors k. Die Reihenfolge, in der Messpunkte 5 im k-Raum abgetastet werden, wird als k-Raum-Trajektorie 6 bezeichnet und ebenfalls durch die Messsequenz festgelegt. Eine k-Raum-Trajektorie 6 kann beispielsweise entlang eines Gitters in einem kartesischen Koordinatensystem im k-Raum verlaufen, wie es in 4 dargestellt ist.
  • Der k-Raum kann auch radial abgetastet werden. Eine entsprechende radiale k-Raum-Trajektorie 6 ist in 5 dargestellt, wobei die einzelnen, von einem Mittelpunkt des k-Raums nach außen verlaufenden Arme auch als Speichen, Spokes, Profile, Projektionsaufnahmen oder k-Raum-Teiltrajektorien 7 bezeichnet werden.
  • Die im Ausführungsbeispiel hintereinander in einem Speicherbereich abgelegten Rohdatensätze t1... tx können beispielsweise die bei Abtastung einer radialen k-Raum-Teiltrajektorie 7, also einer Speiche erhaltenen Signale sein. Es wäre aber auch möglich, dass diese Rohdatensätze t1... tx jeweils dem bei Abtastung eines Punktes der k-Raum-Trajektorie 6 erhaltenen Signal oder einer beliebigen Gruppierung solcher Signale entsprechen.
  • Für die Vermessung wird der Patient 2 so in dem MRT-System positioniert, dass ein Aufnahmevolumen 8 oder eine Aufnahmeschicht das Kiefergelenk 1 des Patienten 2 zumindest teilweise enthält. Um sicher zu stellen, dass sich diese Position während des Zeitintervalls T der Vermessung nicht ändert, kann eine Fixierung 9 vorgesehen sein, die einen Teil des Gelenks fixiert, während der andere Teil des Gelenks bewegbar bleibt. In 6 ist beispielhaft eine Stirnstütze als Fixiervorrichtung 9 dargestellt, die es ermöglicht, den Oberkiefer eines Patienten 2 zu positionieren, wobei der Unterkiefer frei bewegbar bleibt, so dass ein Öffnen des Mundes bzw. eine Kaubewegung möglich ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gelenk
    2
    Patient
    3
    Schichtbild
    4
    Volumenbild
    5
    Messpunkt im k-Raum
    6
    k-Raum-Trajektorie
    7
    k-Raum-Teiltrajektorie
    8
    Aufnahmevolumen
    9
    Fixiervorrichtung
    E
    Wert der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft
    G
    Gruppe
    T
    Zeitintervall
    t1... tx
    Rohdatensätze
    ∆x, ∆y...
    Intervall möglicher Werte E der Eigenschaft
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009027356 A1 [0006]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Andrew C. Larson et al. in „Self-Gated Cardiac Cine MRI“, Magnetic Resonance in Medicine, January 2004, Volume 51, Issue 1, pages 93–102 [0009]
    • Dissertation von Falko Lohberger, Heidelberg, 2006 [0043]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenbildern (3, 4) eines Gelenks (1) eines Menschen (2) in verschiedenen Phasen einer Bewegung mittels magnetresonanztomographisch erzeugter Rohdatensätze (t1, t2, t3... tx), wobei eine zumindest einen Teil des Gelenks (1) umfassende Schicht oder ein zumindest einen Teil des Gelenks umfassendes Volumen (8) über ein Zeitintervall (T) vermessen wird, indem während des Zeitintervalls (T) gemäß einer Messsequenz eine zeitliche Abfolge von Kombinationen aus Hochfrequenzimpulsen und Gradientenfeldern bestimmter Frequenz und Stärke geschaltet und Frequenzsignale gemessen werden, wobei die Messsequenz einer Abtastung eines k-Raums entlang einer k-Raum-Trajektorie (6) entspricht, die aus mehreren k-Raum-Teiltrajektorien (7) zusammengesetzt ist, wobei zu jeder k-Raum-Teiltrajektorie (7) während des Zeitintervalls (T) ein Rohdatensatz (t1... tx) erzeugt und abgespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, a. dass zumindest einige der Rohdatensätze (t1... tx) oder zumindest Teile von zumindest einigen Rohdatensätzen (t1... tx) einzeln oder in Gruppen von mindestens zwei Rohdatensätzen (t1... tx) hinsichtlich einer von der Phase der Bewegung des Gelenks (1) abhängigen Eigenschaft ausgewertet werden und jeweils ein Wert (W) der Eigenschaft bestimmt und dem oder den jeweiligen ausgewerteten Rohdatensätzen (t1... tx) zugeordnet wird, b. dass zumindest die Rohdatensätze (t1... tx, denen ein Wert (W) der Eigenschaft zugeordnet wurde, entsprechend der von der Phase der Bewegung des Gelenks (1) abhängigen Eigenschaft in Gruppen (G) mit dem gleichen Wert (W) oder in Gruppen (G) mit in einem gleichen Intervall (∆x) liegendem Wert (W) sortiert werden und c. dass für zumindest für einige Gruppen (G) aus den Rohdatensätzen (t1... tx) der Gruppe (G) ein Schicht- oder Volumenbild (3, 4) errechnet wird. d. dass zumindest einige der k-Raum-Teiltrajektorien (7) durch einen Mittelpunkt des k-Raums verlaufen und jeweils zueinander verdreht sind und e. dass während des Zeitintervalls (T) n k-Raum-Teiltrajektorien (7) mit unterschiedlichen winkelmäßigen Positionen im k-Raum abgetastet werden, wobei die n k-Raum-Teiltrajektorien (7) den k-Raum hinsichtlich ihrer winkelmäßigen Position aperiodisch abtasten, f. wobei das Gelenk (1) ein Kiefergelenk ist und wobei eine zyklische Bewegung des Gelenks (1) vermessen wird, wobei das Zeitintervall mehrere Zyklen der Bewegung abdeckt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die k-Raum-Teiltrajektorien (7) radial oder spiralförmig im k-Raum verlaufen.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der k-Raum mittels der zeitlich aufeinanderfolgenden winkelmäßigen Positionen der n k-Raum-Teiltrajektorien (7) in mindestens n/100 Umläufen abgetastet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich aufeinanderfolgend abgetastete k-Raum-Teiltrajektorien (7) einen Winkel einschließen, der dem Goldenen Winkel entspricht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdatensätze (t1... tx) mit einer zeitlichen Zuordnung abgespeichert werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall (T) in Teilintervalle von gleicher Dauer unterteilt ist, wobei an einem Ende jedes Teilintervalls ein Rohdatensatz (t1... tx) erzeugt wird und wobei die Rohdatensätze (t1... tx) als zeitliche Zuordnung gemäß der zeitlichen Reihenfolge ihrer Erzeugung abgespeichert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Rohdatensatz (t1... tx) ein Zeitstempel als zeitliche Zuordnung abgespeichert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdatensätze (t1... tx) hinsichtlich einer Energieverteilung, einer Massenverteilung, einer Position eines Massenschwerpunkts, einer Gelenksposition oder der Phase der Bewegung ausgewertet werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Gelenks (1) mittels einer Fixiervorrichtung (9) in seiner Bewegung eingeschränkt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Driftbewegung des Gelenks (1) während des Zeitintervalls (T) ermittelt und eine Korrektur der den Rohdatensätzen (t1... tx) zugeordneten Werte (E) der von der Phase der Bewegung abhängigen Eigenschaft oder eine Korrektur der den Rohdatensätzen (t1... tx) zugeordneten Phase der Bewegung oder des zugeordneten Phasenintervalls der Bewegung vorgenommen wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Berechnung der Schicht- oder Volumenbilder (3, 4) aus den Rohdatensätzen (t1... tx) einer Gruppe (G) die Rohdatensätze (t1... tx) in Abhängigkeit von einer winkelgemäßen Position der jeweiligen entsprechenden k-Raum-Teiltrajektorie (7) gewichtet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest den Rohdatensätzen (t1... tx), denen ein Wert (W) der von der Phase der Bewegung des Gelenks (1) abhängigen Eigenschaft zugeordnet wurde, anhand des Werts (W) eine Phase oder ein Phasenintervall der Bewegung des Gelenks (1) zugeordnet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die Rohdatensätze (t1... tx), denen kein Wert (W) der von der Phase der Bewegung des Gelenks (1) abhängigen Eigenschaft zugeordnet ist, der Wert (W) der Eigenschaft interpoliert wird und diese Rohdatensätze (t1... tx) anhand des interpolierten Wertes (W) in die Gruppe (G) mit gleichem Wert (W) oder in die Gruppe (G) mit in dem gleichen Intervall liegendem Wert (W) sortiert werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohdatensätze (t1... tx), denen kein Wert (W) der von der Phase der Bewegung des Gelenks (1) abhängigen Eigenschaft zugeordnet ist, entsprechend einer zeitlichen Korrelation zu den Rohdatensätzen (t1... tx), denen ein Wert (W) zugeordnet wurde, in die Gruppen (G) sortiert werden.
DE201310201724 2013-02-01 2013-02-01 Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung Ceased DE102013201724A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310201724 DE102013201724A1 (de) 2013-02-01 2013-02-01 Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310201724 DE102013201724A1 (de) 2013-02-01 2013-02-01 Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013201724A1 true DE102013201724A1 (de) 2014-08-07

Family

ID=51206041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310201724 Ceased DE102013201724A1 (de) 2013-02-01 2013-02-01 Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013201724A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204446A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographen und Magnetresonanztomograph
DE102014216402B4 (de) 2014-08-19 2018-12-27 Siemens Healthcare Gmbh Signalverarbeitung in einem Magnetresonanztomographiegerät

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027356A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Sirona Dental Systems Gmbh Bildgebendes System zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes sowie Verfahren zu dessen Betrieb

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027356A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Sirona Dental Systems Gmbh Bildgebendes System zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes sowie Verfahren zu dessen Betrieb

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Andrew C. Larson et al. in "Self-Gated Cardiac Cine MRI", Magnetic Resonance in Medicine, January 2004, Volume 51, Issue 1, pages 93-102
BUERGER C. [et al.]: Nonrigid Motion Modeling of the Liver From 3-D Undersampled Self-Gated Golden-Radial Phase Encoded MRI. In: IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 31, March 2012, No. 3, S. 805 - 815. - ISSN 0278-0062 *
BUERGER C. [et al.]: Nonrigid Motion Modeling of the Liver From 3-D Undersampled Self-Gated Golden-Radial Phase Encoded MRI. In: IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 31, March 2012, No. 3, S. 805 – 815. - ISSN 0278-0062
Dissertation von Falko Lohberger, Heidelberg, 2006

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204446A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographen und Magnetresonanztomograph
US10191129B2 (en) 2014-03-11 2019-01-29 Siemens Aktiengesellschaft Operating a magnetic resonance tomograph
DE102014216402B4 (de) 2014-08-19 2018-12-27 Siemens Healthcare Gmbh Signalverarbeitung in einem Magnetresonanztomographiegerät
US10436868B2 (en) 2014-08-19 2019-10-08 Siemens Aktiengesellschaft Signal processing in a magnetic resonance tomography device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69213167T2 (de) Dekonvolutionsfilter für eine CT-Anlage
DE102007028660B3 (de) Verfahren zur Korrektur von Bewegungsartefakten bei der Aufnahme von MR-Bildern
DE3751690T2 (de) Anordnung zur dynamischen Abtastung während periodischer Verstellung
DE102014219915B3 (de) Verfahren zur Kompensation von durch eine zyklische Bewegung eines Patienten auftretenden Ortszuordnungsfehlern von PET-Daten und Bildaufnahmesystem
DE102013100349B4 (de) Echoplanare MR-Bildgebung mit zickzack-artigen k-Raum-Trajektorien
EP0843178B1 (de) MR-Verfahren zur Reduzierung von Bewegungsartefakten und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE102009019592B4 (de) Verfahren zur getriggerten Messung an einem Magnetresonanztomograhiegerät sowie ein Magnetresonanztomographiegerät hierfür
EP3299833A1 (de) Verbesserte erzeugung von bildpunkt-zeit-serien eines untersuchungsobjektes mittels magnetresonanztechnik
DE3817195A1 (de) Verfahren zum reduzieren von artefakten in einem bild
DE102014215954B4 (de) Leise Magnetresonanz-Angiographiebildgebung
DE102014218653A1 (de) Prospektive Bewegungskorrektur
DE102012218289A1 (de) Bewegungskorrigierte PET-Bilder
DE102011085766A1 (de) Rasche Erstellung von bezüglich eines Kontrasts gewichteten MR-Bildern
DE68927362T2 (de) Verfahren zur retrospektiven Austastung der magnetischen Kernresonanz-Daten
DE102008025674B4 (de) Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zur Aufnahme von medizinischen Bildern eines sich bewegenden Objekts
EP3557276A1 (de) Verfahren und steuereinrichtung zur erzeugung von magnetresonanzaufnahmen innerhalb und ausserhalb des b0-homogenitätsvolumens
EP2930525B1 (de) Dynamische mr-bildgebung mit variablem kontrast
EP0615135B1 (de) MR-Verfahren zur zwei- oder dreidimensionalen Abbildung eines Untersuchungsbereichs und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE102016224175A1 (de) EPI mit Zickzack-Trajektorie und paralleler Bildgebung
DE102013218281A1 (de) Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung
DE102013201724A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Schicht- oder Volumenaufnahmen eines Gelenks eines Menschen in verschiedenen Phasen einer Bewegung
DE102014209437B3 (de) Verfahren zur Erzeugung magnetresonanztomographischer Aufnahmen von zyklischer Bewegung
EP3550318A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer b0-karte mittels eines magnetresonanz-fingerabdruckverfahrens
DE102015215584A1 (de) Verfahren und System zur Rekonstruktion von Planungsbildern
DE102009061198B3 (de) Verfahren zur getriggerten Messung an einem Magnetresonanztomographiegerät sowie ein Magnetresonanztomographiegerät hierfür

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIRONA DENTAL SYSTEMS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIRONA DENTAL SYSTEMS GMBH, 64625 BENSHEIM, DE

Effective date: 20140721

R082 Change of representative

Representative=s name: SOMMER, PETER, DIPL.-WIRTSCH.-ING., DE

Effective date: 20140721

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20141104