DE102013215521A1

DE102013215521A1 - Verfahren zur Aufnahme von akustisch evozierte Potentiale beschreibenden EEG-Daten und Magnetresonanzeinrichtung

Info

Publication number: DE102013215521A1
Application number: DE102013215521.2A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schmidt; Martin Ringholz; Martin Grandy
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Verfahren zur Aufnahme von akustisch evozierte Potentiale beschreibenden EEG-Daten einer Person in einer Magnetresonanzeinrichtung (11), wobei die EEG-Daten nach einem akustischen, an die Person gegebenen Evozierungssignal aufgenommen werden, wobei das Evozierungssignal durch wenigstens eine Gradientenspule (15) der Magnetresonanzeinrichtung (11) ausgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von akustisch evozierte Potenziale beschreibenden EEG-Daten einer Person in einer Magnetresonanzeinrichtung, wobei die EEG-Daten nach einem akustischen, an die Person gegebenen Evozierungssignal aufgenommen werden. Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzeinrichtung.
Evozierte Potentiale (EP) und deren Vermessung sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt. Sie dienen dazu, verschiedene Sinnessysteme neurophysiologisch zu untersuchen, so dass beispielsweise festgestellt werden kann, ob und wie ein elektrischer Impuls oder ein anderer Sinnesreiz im Gehirn ankommt und verarbeitet wird. Dazu wird an eine zu untersuchende Person ein Evozierungssignal gegeben, woraufhin durch verschiedene Messmethoden, beispielsweise EEG-Elektroden an der Kopfhaut, Daten aufgenommen werden können. Bekannte Beispiele für evozierte Potentiale sind:

– visuell evozierte Potentiale (VEP), bei denen die Verarbeitung optischer Reize vermessen wird. Als Evozierungssignal kann ein Blitz, der beispielsweise über eine spezielle „Blitzbrille“ gegeben werden kann, und/oder die Betrachtung eines wechselnden Schachbrettmusters an einem Bildschirm herangezogen werden.
– Zur Messung von akustisch evozierten Potentialen (AEP) ist es bekannt, akustische Evozierungssignale an die Person auszugeben, wobei häufig ein Kopfhörer verwendet wird.
– Mit der Betrachtung von somato-sensibel evozierten Potentialen (SEP) wird die Gefühlsleitung (sensibles System) untersucht. Hierzu wird als Evozierungssignal beispielsweise ein leichter Stromimpuls gegeben.
– Die Stimulation des motorischen Systems, das die „freiwilligen“ Bewegungen steuert, wird durch motorisch evozierte Potentiale (MEP) beschrieben. Dabei kann als Evozierungssignal eine magnetische Stimulation vorgenommen werden.

Ein hauptsächliches Anwendungsgebiet für die Messung evozierter Potentiale ist die Neurochirurgie. Beispielsweise kann im Verlauf einer Tumorresektion wiederholt überprüft werden, ob auf bestimmte Reize reagierende Hirnareale bei der Tumorresektion betroffen sind, wenn die Gabe des Evozierungssignals intraoperativ bei wachem Patienten vorgenommen wird. Einige der Systeme zur Messung für evozierte Potentiale bzw. für die Verabreichung der Evozierungssignale sind als magnetresonanzkompatibel bekannt, so dass auch funktionelle Magnetresonanzbildgebung (fMRI) eingesetzt werden kann, um Magnetresonanzdaten aufzunehmen, die mit den die evozierten Potentiale beschreibenden EEG-Daten korreliert betrachtet werden können. Funktionelle Magnetresonanzdaten beschreiben die Auswirkungen von Reizen meist auf einer längeren Zeitskala.
Gerade im Hinblick auf akustisch evozierte Potentiale existieren bei Verwendung in einer Magnetresonanzeinrichtung Schwierigkeiten. Dabei ist zum einen zu beachten, dass die Magnetresonanzeinrichtung selbst starke Geräusche erzeugt, die wiederum akustische Potentiale evozieren. Da die Lautstärke von Magnetresonanzeinrichtungen häufig auch über 100 dB(A) liegt und übliche Kopfhörer nur bis zu 30 dB Dämpfung erzeugen, sind Evozierungssignale schwer wahrnehmbar. Wird ein getrenntes System zur Vermessung von evozierten Potentialen verwendet, das mittels EEG-Elektroden die Potentiale vermisst, kann es vorkommen, dass die Gradientenspulen der Magnetresonanzeinrichtung in den Kabeln der EEG-Messeinrichtung Ströme erzeugen, die die Messung ihrerseits verfälschen. Dies alles erschwert eine gleichzeitige Messung von EEG-Daten und Magnetresonanzdaten, die jeweils akustisch evozierte Effekte beschreiben.
Ein stärker dämpfender Gehörschutz würde eine Kombination von Kopfhörern und Ohrstöpseln erfordern, wodurch das Einspielen der Geräusche erschwert wird. Zudem sei angemerkt, dass gegensätzliche Auslegungsziele vorliegen: gerade bei neurophysiologischen Untersuchungen ist ein maximales Signal-Rausch-Verhältnis notwendig, das bedingt, dass die Elemente der Kopfspule möglichst eng am Kopf anliegen. Hieraus folgt aber, dass ein zur Sendung des akustischen Evozierungssignals genutzter Kopfhörer möglichst flach ist, so dass die Dämpfung des Kopfhörers weiter verschlechtert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Messung von akustisch evozierten Potentialen in einer Magnetresonanzeinrichtung anzugeben, welches insbesondere baulich einfach zu realisieren ist und zur Ausgabe eines deutlich erkennbaren akustischen Evozierungssignals in der Lage ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Evozierungssignal durch wenigstens eine Gradientenspule der Magnetresonanzeinrichtung ausgegeben wird.
Die Magnetresonanzeinrichtung selbst wird also genutzt, um das Evozierungssignal zu erzeugen, konkret die Gradientenspulen. Die Nutzung von Gradientenspulen zur gezielten Ausgabe von Geräuschen ist im Stand der Technik grundsätzlich bereits bekannt, nachdem beispielsweise vorgeschlagen wurde, Sprachkommandos, insbesondere Atemanhaltekommandos, durch eine entsprechende Ansteuerung der Gradientenspulen auszugeben. Die vorliegende Erfindung schlägt nun vor, die Gradientenspulen auch zu nutzen, um das akustische Evozierungssignal auszugeben, dessen akustisch evozierte Potentiale dann mit einer EEG-Messeinrichtung, beispielsweise über EEG-Elektroden, vermessen werden können. Zusätzlich können auch, insbesondere gleichzeitig mit den EEG-Daten, mit der Magnetresonanzeinrichtung durch funktionelle Bildgebung Magnetresonanzdaten aufgenommen werden sollen. Nachdem Magnetresonanzeinrichtungen und die verwendeten Magnetresonanzsequenzen im Stand der Technik immer mehr auf eine möglichst große Reduzierung der Geräuschabgabe ausgelegt werden, wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass eine gezielte Geräuscherzeugung über die Gradientenspulen deutlich lauter als die sonstigen Geräusche der Magnetresonanzeinrichtung, die im Rahmen der Magnetresonanzsequenz erzeugt werden, realisiert werden kann. Diese Geräusche sind für eine in der Magnetresonanzeinrichtung befindliche Person äußerst deutlich zu unterscheiden und zu erkennen; sie heben sich vom Hintergrund der sonstigen Geräusche der Magnetresonanzeinrichtung, der relativ gleichmäßig verläuft, ab, so dass sie als akustische Evozierungssignale verwendet werden können.
Entsprechend wird vorgeschlagen, die eigentlich störenden Geräusche des Gradientenspulensystems positiv zu nutzen, um die Potentiale zu evozieren. Während der Magnetresonanzmessung können mithin akustisch evozierte Potentiale vermessen werden, wobei mit besonderem Vorteil das Evozierungssignal durch wenigstens einen Gradientenpuls erzeugt wird, der Teil einer Magnetresonanzsequenz zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten ist. Diese Integration des das Evozierungssignal erzeugenden Gradientenpulses in die Magnetresonanzsequenz stellt sicher, dass die zeitliche Abfolge des akustischen Evozierungssignals und des Datenaufnahmezeitraums exakt bekannt ist bzw. festgelegt werden kann, so dass dann, wenn die Wartezeit bis zum Vermessen der evozierten Potentiale genau wie eine ideale Länge zum Vermessen der Potentiale vorgegeben ist, ein ideales Auslesefenster genutzt werden kann. Es ist also eine genaue Zeittriggerung von der Geräuscherzeugung zum Auslesefenster möglich, bevorzugt dann, wenn eine Kommunikationsverbindung zu der EEG-Messeinrichtung besteht. Dann kann die zur Aufnahme der EEG-Daten zu verwendende EEG-Messeinrichtung durch eine Steuereinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung allgemein angesteuert werden und konkret ein Triggersignal erhalten, welches nach der Erzeugung des akustisches Evozierungssignals und Ablauf der Wartezeit die Aufnahme der EEG-Daten, bevorzugt gemeinsam mit Magnetresonanzdaten, startet.
Dies gilt selbstverständlich auch allgemein und unabhängig von der Aufnahme von Magnetresonanzdaten. Wird eine in die Magnetresonanzeinrichtung integrierte EEG-Messeinrichtung verwendet, entfallen ein komplexer Datenaustausch und eine Synchronisierung mit einem externen System bzw. einer externen Vorrichtung.
Dabei ist festzuhalten, dass ein externes System zum Erzeugen der akustischen Evozierungssignale im Rahmen der vorliegenden Erfindung bereits grundsätzlich entfallen kann, da diese über die Gradientenspulen der Magnetresonanzeinrichtung erzeugt werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Funktion der Erzeugung der akustischen Evozierungssignale in die Magnetresonanzeinrichtung integriert wird. Ergebnis ist ein elegantes System, welches der grundsätzlichen Methode zur weiteren klinischen Anwendung verhelfen kann. Zudem ist das hier vorgeschlagene Verfahren weniger fehlerträchtig, insbesondere im Hinblick auf Fehlfunktionen eines dedizierten Systems zur Erzeugung der Evozierungssignale oder eines schlechten Sitzes des Kopfhörers. Insgesamt wird eine hervorragende Lösung zum Monitoring in der Neurochirurgie bei intraoperativer Magnetresonanzbildgebung gegeben.
In konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, wie bereits angedeutet wurde, dass das Evozierungssignal eine größere Lautstärke als alle anderen im Rahmen der Magnetresonanz erzeugten Geräusche aufweist, insbesondere die Lautstärke aller anderen im Rahmen der Magnetresonanzsequenz erzeugten Geräusche wenigstens um 50 % übersteigt. Wie bereits dargelegt wurde, bietet gerade der Trend, immer leisere Magnetresonanzsequenzen zu schaffen, die Möglichkeit, sich von diesen deutlich abhebende Geräusche mittels der Gradientenspulen zu erzeugen, die sich mithin deutlich vom ansonsten gleichmäßigen Verlauf der Geräusche der Magnetresonanzsequenz abheben und somit eine definierte Evozierung von Potentialen erlauben. Dabei ist bevorzugt die Schwankung der Lautstärke der sonstigen im Rahmen der Magnetresonanzsequenz erzeugten Geräusche beschränkt, um diese Gleichmäßigkeit zu erreichen; insbesondere ist eine derartige Schwankung deutlich kleiner, beispielsweise maximal 10 % des Unterschieds vom Evozierungssignal zu den sonstigen erzeugten Geräuschen, was das Hervorstechen des Evozierungssignals weiter unterstützt.
Eine konkrete Ausgestaltung sieht vor, dass die Lautstärke des Evozierungssignals wenigstens 20 dB, bevorzugt wenigstens 30 dB, über der Lautstärke des lautesten sonstigen Geräuschs der Magnetresonanzsequenz liegt. Es lassen sich mithin deutliche Lautstärkenunterschiede erzeugen, so dass das Evozierungssignal aus den sonstigen Geräuschen der Magnetresonanzsequenz deutlich heraussticht.
In einer weniger bevorzugten Alternative kann wenigstens ein zur Magnetresonanzdatengewinnung beitragender Gradientenpuls der vorgegebenen Magnetresonanzsequenz zur Erzielung einer höheren Lautstärke für das Evozierungssignal verändert werden. Es ist also denkbar, wenn eine Magnetresonanzsequenz, beispielsweise eine Standard-fMRI-Magnetresonanzsequenz, vorliegt, einen ohnehin in dieser Magnetresonanzsequenz enthaltenen Gradientenpuls so zu gestalten, dass die Lautstärke bzw. der Schalldruck möglichst hoch ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem der Gradientenpuls von kurzer Zeitdauer im Vergleich zur Vorgabe ausgestaltet wird.
Demgegenüber bevorzugt ist es alternativ möglich, dass als der Gradientenpuls ein zusätzlicher, nicht zur Magnetresonanzdatengewinnung beitragender Zusatzpuls verwendet wird, der die Magnetresonanzdatengewinnung nicht beeinflusst. Es können also zusätzliche Gradientenpulse in die Magnetresonanzsequenz integriert werden, die nur den Zweck haben, akustische Potentiale zu evozieren, mithin das Evozierungssignal zu erzeugen. Dieser Zusatzpuls wird so gestaltet, dass die restliche Magnetresonanzsequenz, konkret also die Magnetresonanzdatengewinnung, nicht gestört wird. Dabei existieren mehrere Möglichkeiten, dies zu erreichen.
So kann zum einen vorgesehen sein, dass der Zusatzpuls außerhalb einer Anregungszeitdauer in Schichtselektionsrichtung gegeben wird. Teil jeder Magnetresonanzsequenz ist die Anregung, die meist schichtselektiv durchgeführt wird, das bedeutet, über einen Schichtselektionsgradienten wird eine bestimmte Schicht ausgewählt, auf die das parallel gegebene Hochfrequenz-Anregungssignal wirkt. Dies wird als die Anregungszeitdauer bezeichnet. Ist die Anregung erst erfolgt, haben Gradienten in Schichtselektionsrichtung keinerlei Wirkung mehr, das heißt, sie beeinflussen die Signale in der Messschicht nicht. Daher bieten sich Gradienten in Schichtselektionsrichtung besonders an, um mit möglichst wenig Einfluss auf die Messung das Evozierungssignal zu erzeugen.
Denkbar ist es jedoch auch, dass als der Zusatzpuls ein sich in seinen Effekten im Messbereich der Magnetresonanzdaten selbst neutralisierender Zusatzpuls verwendet wird und/oder ein die Effekte des Zusatzpulses im Messbereich neutralisierender Gegenpuls geschaltet wird. Sich in ihren Auswirkungen auf den Messvorgang, also die Magnetresonanzdatengewinnung, selbst neutralisierende Gradientenpulse, die Geräusche erzeugen, sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt. Es bietet sich hier eine Art Wellenform an, die Anteile im positiven und im negativen Bereich des Gradienten hat, die sich gegenseitig aufheben, beispielsweise eine Dreieckswellenform der Frequenz, die auch das zu erzeugende Geräusch, welches als Evozierungssignal dient, haben soll. Möglich ist es jedoch auch, Effekte auf die präzedierenden Spins durch einen gegenläufigen Gradienten, den Gegenpuls, zu neutralisieren, der dann so ausgestaltet wird, dass von ihm keine lauten Geräusche ausgehen, mithin das Evozierungssignal in seiner Alleinstellung, wie sie beschrieben wurde, nicht beeinträchtigt wird.
Wie bereits dargelegt wurde, bietet insbesondere die Integration des Gradientenpulses in die Magnetresonanzsequenz den Vorteil, dass gezielt die geeigneten Zeiträume hergestellt werden, um die akustisch evozierten Signale wie gewünscht zu vermessen. Dabei wird unterschieden zwischen den frühen evozierten Potentialen, die beispielsweise schon nach 5 bis 10 ms vermessen werden können, und den spät evozierten Potentialen, welche beispielsweise ab einer Wartezeit von 100 ms nach dem Evozierungssignal vermessen werden sollen. Dabei gilt grundsätzlich, dass die frühen akustisch evozierten Potentiale klinisch besonders relevant sind und daher bevorzugt vermessen werden können. Mithin wird die Magnetresonanzfrequenz so ausgestaltet, dass der Gradientenpuls, der ja das Evozierungssignal erzeugt, und der Datenaufnahmezeitraum, in dem die EEG-Daten aufgenommen werden und idealerweise auch Magnetresonanzdaten ausgelesen werden, um eine für die spezielle Datengewinnungsaufgabe optimale Wartezeit beabstandet sind.
Dabei kann konkret vorgesehen sein, dass die Wartezeit von der Gabe des Gradientenpulses bis zum Datenaufnahmezeitraum für die wenigstens teilweise gleichzeitig mit den EEG-Daten aufzunehmenden Magnetresonanzdaten in einem Bereich von 5 ms bis 300 ms gewählt wird. Je nachdem also, welche akustisch evozierten Potentiale gemessen werden sollen, wird die Wartezeit gewählt und die Magnetresonanzsequenz wird entsprechend ausgestaltet. Dabei wird darauf hingewiesen, dass eine Anpassung einer vorgegebenen Magnetresonanzsequenz sich nicht zwangsläufig in der zeitlichen Abfolge der enthaltenen Pulse erschöpft, sondern auch andere Modifikationen vorgenommen werden können, um den korrekten Zeitablauf zu sichern. So kann vorgesehen sein, dass bei einer vorgegebenen Magnetresonanzsequenz die zeitliche Abfolge von einzelnen Pulsen der Magnetresonanzsequenz und/oder die Dauer von einzelnen Pulsen der Magnetresonanzsequenz und/oder die Dauer von einzelnen Pulsen der Magnetresonanzsequenz und/oder die Repetitionszeit so angepasst wird, dass die vorbestimmte Wartezeit realisiert wird. Es ist also beispielsweise eine Streckung anderer Gradientenpulse denkbar, die Repetitionszeit kann erhöht werden und dergleichen. Die letztgenannte Maßnahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn lange Wartezeiten realisiert werden sollen, so dass beispielsweise der Gradientenpuls, der das Evozierungssignal erzeugt, bereits deutlich vor einer Anregung gegeben wird. Auch bei Magnetresonanzsequenzen, die eine grundsätzlich ohnehin niedrige Repetitionszeit bzw. eine niedrige Echozeit aufweisen, kann es selbst bei der Vermessung der frühen akustisch evozierten Potentiale zweckmäßig sein, bereits vor dem Anregungszeitraum das Evozierungssignal zu geben und entsprechend die Repetitionszeit zu verlängern, damit der zur Gabe des Evozierungssignals verwendete Gradientenpuls die Datenaufnahme des vorherigen Repetitionsintervalls nicht stört. Auch Pausenzeiten können in die Magnetresonanzsequenz eingefügt werden, beispielsweise, wenn akustisch evozierte Potentiale erst noch abklingen sollen, bevor eine neue Evozierung erfolgt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann, wie bereits angedeutet, vorgesehen sein, dass zeitgleich mit der Aufnahme der EEG-Daten aufgenommene Magnetresonanzdaten gemeinsam mit den EEG-Daten ausgewertet werden. Werden die EEG-Daten und zusätzlich Magnetresonanzdaten aufgenommen, existieren zwei komplementäre Verfahren zur Gewinnung von Daten zu den akustisch evozierten Potentialen, die sich vom Informationsgehalt gegenseitig ergänzen können. Die EEG-Daten und die Magnetresonanzdaten können gemeinsam ausgewertet werden, um Korrelationen festzustellen und Schlüsse hieraus zu ziehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass EEG-Daten und/oder Magnetresonanzdaten nach mehreren Evozierungssignalen aufgenommen und statistisch ausgewertet werden. Die erfindungsgemäße Methode erlaubt vorteilhafterweise eine wiederholte Messung und somit eine Mittelung über viele EEG-Daten bzw. Magnetresonanzdaten, so dass der störende Einfluss von Rauschen reduziert werden kann.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es die Erfindung in ihrer allgemeinsten Form auch erlaubt, nur eine Messung von EEG-Daten nach einem Evozierungssignal der Magnetresonanzeinrichtung vorzusehen. Insbesondere kann es dafür nicht einmal notwendig sein, Magnetresonanzsequenzen gezielt anzupassen, denn es ist möglich, bei einer vorgegebenen Magnetresonanzsequenz einen geeigneten Zeitpunkt für die EEG-Messung automatisch zu ermitteln. Dabei kann ein Algorithmus verwendet werden, der die längste Zeitdauer ohne Geräuschentwicklung durch die Gradientenpulse der Magnetresonanzsequenz bestimmt sowie die lautesten Gradientenpulse detektiert. Ergibt sich dadurch ein geeignetes Messfenster, kann dieses für die Aufnahme der EEG-Daten verwendet werden, wobei es selbstverständlich auch denkbar ist, wie oben beschrieben die Magnetresonanzsequenz gezielt so auszulegen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt das Evozierungssignal gegeben wird, auch wenn nur EEG-Daten gemessen werden sollen. Auch außerhalb von Magnetresonanzsequenzen können im übrigen Gradientenpulse verwendet werden, um akustische Evozierungssignale zu erzeugen.
Weiterhin sei angemerkt, dass es in speziellen Fällen, in denen es, beispielsweise aufgrund der speziellen Struktur der Magnetresonanzsequenz oder der Nähe anderer Geräuschquellen, nicht möglich ist, die Magnetresonanzeinrichtung zu verwenden, dennoch wiederum konventionelle Kopfhörer eingesetzt werden können.
Wie bereits erwähnt wurde, werden EEG-Daten meist über EEK-Elektroden der EEG-Messeinrichtung aufgenommen, wobei vorliegend die EEG-Messeinrichtung insgesamt magnetresonanzkompatibel ausgestaltet ist. Es ist insbesondere denkbar, dass die EEG-Datenaufnahme über implantierte EEG-Elektroden erfolgt. EEG-Messeinrichtungen, die magnetresonanzkompatibel sind, insbesondere also magnetresonanzkompatible Elektroden und abgeschirmte Signalleitungen verwenden, wurden im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, genau wie insbesondere über einen bestimmten Zeitraum implantierte EEG-Elektroden bekannt ist, um eine intrakraniale Ableitung von EEG-Daten zu ermöglichen.
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, aufweisend Gradientenspulen zur Erzeugung eines Gradientenfeldes und eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung zur Erzeugung eines akustischen Evozierungssignals bei der Messung von akustisch evozierten Potentialen durch Ansteuerung wenigstens einer Gradientenspule ausgebildet ist. Zur Aufnahme der EEG-Daten ist eine EEG-Messeinrichtung vorgesehen, die magnetresonanzkompatibel und auch in die Magnetresonanzeinrichtung integriert sein kann. Insbesondere kann die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung übertragen, so dass mit dieser auch die Vorteile der Erfindung erhalten werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine Magnetresonanzsequenz, und
2 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung.
1 zeigt eine Magnetresonanzsequenz, wobei eine vorgegebene, grundsätzlich bekannte FLASH-Magnetresonanzsequenz zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erweitert wurde. Dabei wird zunächst ein Schichtselektionsgradient 1 angelegt, woraufhin wie grundsätzlich bekannt ein Anregungssignal 2 gegeben wird. Die y-Gradienten 3 symbolisieren die Phasencodierungsgradienten, wobei für jede Repetition wie bekannt ein anderer Phasencodierungsgradient geschaltet wird. Denkbar, jedoch hier nicht näher dargestellt, ist es zudem, einen 3D-Codierungsgradienten (als z-Gradient) einzusetzen.
Sodann wird, wie grundsätzlich bekannt, der Auslesegradient 4, hier als x-Gradient, geschaltet und nach der Echozeit TE beginnt der Datenaufnahmezeitraum 5, in dem Magnetresonanzdaten aufgenommen werden. Der Verlauf des Magnetresonanzsignals S zeigt zunächst noch das uncodierte Signal 6 und zum Datenaufnahmezeitraum 5 das codierte Signal 7.
Vorliegend soll nun die dargestellte Magnetresonanzsequenz genutzt werden, um zusätzlich zu den Magnetresonanzdaten EEG-Daten, die akustisch evozierte Potentiale im Gehirn einer Person beschreiben, aufzunehmen. Die grundsätzliche Idee dabei ist es, das die Potentiale evozierende Evozierungssignal durch wenigstens eine Gradientenspule der Magnetresonanzeinrichtung zu erzeugen. Dabei ist vorliegend ein Fall dargestellt, in dem die Echozeit TE recht kurz ist, beispielsweise 4 ms beträgt. Um, wie bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die frühen akustisch evozierten Potentiale sinnvoll auch innerhalb des Datenaufnahmezeitraums 5 vermessen zu können, sollte eine Wartezeit 8 vom Evozierungssignal bis zum Datenaufnahmezeitraum 5 größer als 4 ms sein, beispielsweise 7 ms betragen. Mithin wird die Magnetresonanzsequenz, wie in 1 dargestellt, um einen zusätzlichen Gradientenpuls 9, also einen Zusatzpuls, ergänzt, der das akustische Evozierungssignal zu der Wartezeit 8 vor dem Datenaufnahmezeitraum 5 erzeugt, in dem auch EEG-Daten des EEG-Signals 10 aufzunehmen. Der Gradientenpuls 9 weist dabei vorliegend eine Frequenz auf, die der des auszugebenden Evozierungssignals entspricht, und ist so ausgestaltet, dass keine Effekte auf die anschließende Magnetresonanzdatengewinnung resultieren. Der Gradientenpuls 9 hat mithin keinerlei Auswirkung auf den eigentlichen Messvorgang und „neutralisiert“ sich sozusagen selbst, was seine Effekte angeht. Vorliegend ist dies im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der Gradientenpuls 9 gleich viele positive wie negative Anteile aufweist.
Die Ausgestaltung des Gradientenpulses 9 orientiert sich ferner daran, das Evozierungssignal als solches wahrnehmbar zu machen. Dabei ist zunächst anzumerken, dass die restliche dargestellte Magnetresonanzsequenz so ausgestaltet ist, dass ein möglichst niedriger, gleichmäßiger Geräuschpegel vorliegt, das bedeutet, die Lautstärken der übrigen Pulse der Magnetresonanzsequenz liegen in einem bestimmten, relativ engen Lautstärkebereich. Von diesem Lautstärkebereich weicht das durch den Gradientenpuls erzeugte Evozierungssignal nun deutlich ab, vorliegend, indem die Lautstärke des Evozierungssignals wenigstens 30 dB über der Lautstärke des lautesten sonstigen Geräuschs der Magnetresonanzsequenz liegt. Das Evozierungssignal sticht also aus dem ansonsten monoton wirkenden Geräuschhintergrund der Magnetresonanzsequenz deutlich heraus.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der als Zusatzpuls ausgebildete Gradientenpuls 9 bzw. seine Effekte auch durch einen (deutlich leiseren) Gegenpuls neutralisiert werden können, um Einflüsse auf die Datengewinnung zu vermeiden. Auch ist es denkbar, den Gradientenpuls 9 grundsätzlich in Richtung des Schichtselektionsgradienten (hier des z-Gradienten) außerhalb des Anregungszeitraums zu geben, da dann ebenso Einflüsse auf die Magnetresonanzdatengewinnung minimal gehalten werden. Schließlich ist es statt der Ergänzung der Magnetresonanzsequenz um einen Zusatzpuls 9 auch möglich, einen bereits vorhandenen Gradientenpuls so zu verändern, dass er ein deutlich lauteres Geräusch erzeugt, das als Evozierungssignal verwendet werden kann.
Beim in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist also vor der Anregung noch ein weiterer Gradientenpuls 9, der Gradientenpuls für das akustische Evozierungssignal, notwendig, so dass, um diese Zeit zu schaffen, die Repetitionszeit TR ohnehin zu verlängern ist, wobei es zusätzlich zweckmäßig ist, auch den Datenaufnahmezeitraum 5 den Bedingungen anzupassen, ihn vorliegend also zu verlängern. Eine zeitliche Anpassung, um die Wartezeit 8 korrekt zu realisieren, ist auch bezüglich anderer Pulse der Magnetresonanzsequenz grundsätzlich denkbar.
Nach dem Ende des Datenaufnahmezeitraums 5 kann im Übrigen auch eine Pause eingefügt werden, die der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht dargestellt ist. Diese Pause kann genutzt werden, damit akustisch evozierte Potentiale vor der Gabe des nächsten Evozierungssignals abklingen können.
Parallel zu den Magnetresonanzdaten im Datenaufnahmezeitraum 5 wird über EEG-Elektroden, die magnetresonanzkompatibel und gegebenenfalls auch in die zu untersuchende Person implantiert sind (intrakraniale Ableitung), einer EEG-Messeinrichtung das EEG-Signal 10 vermessen, um zu den Magnetresonanzdaten auch EEG-Daten zu erhalten, die die akustisch evozierten Potentiale beschreiben. Die Magnetresonanzdaten und die EEG-Daten können gemeinsam ausgewertet werden. Zum Start der Aufnahme der EEG-Daten kann die Steuereinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung ein Triggersignal, dass den Beginn des Datenaufnahmezeitraums 5 anzeigt, an die EEG-Messeinrichtung geben, beispielsweise über eine entsprechende Kommunikationsverbindung, wobei die EEG-Messeinrichtung allerdings auch einen fest vorgesehenen Teil der Magnetresonanzeinrichtung bilden kann.
Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Echozeit TE kleiner als die Wartezeit 8. Dies muss nicht immer so sein, denn es sind auch Sequenzen mit größeren Echozeiten TE bekannt. Dann kann es selbstverständlich möglich sein, dass der zusätzliche Gradientenpuls 9 auch erst nach der Anregung gegeben wird. Diese Möglichkeit zur perfekten zeitlichen Abstimmung durch Integration des Evozierungssignals in die Magnetresonanzsequenz ist einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung.
Die in 1 dargestellte Messung kann zweckmäßig für den aufzunehmenden Messbereich mehrfach wiederholt werden, um dann eine statistische Auswertung durchzuführen, so dass Rauscheffekte reduziert werden können.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 11. Diese weist wie grundsätzlich bekannt eine Hauptmagneteinheit 12 auf, die den Grundfeldmagneten enthält, der das Grundmagnetfeld erzeugt. Die Patientenaufnahme 13 umgebend sind eine Hochfrequenzspule (Körperspule, body coil) 14 und die Gradientenspulen 15 angeordnet. Zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten des Kopfes einer Person werden üblicherweise Hochfrequenz-Lokalspulen, sogenannte Kopfspulen, eingesetzt, wobei eine solche hier der Übersichtlichkeit halber nicht näher gezeigt ist.
Der Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung 11 wird durch eine Steuereinrichtung 16 gesteuert, welche auch eine Sequenzsteuerungseinheit (Sequencer) enthalten kann. Die Steuereinrichtung 16, insbesondere die Sequenzsteuerungseinheit, ist nun dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, das bedeutet, eine vorgegebene Magnetresonanzsequenz kann so modifiziert und/oder ergänzt werden, dass ein akustisches Evozierungssignal durch zumindest eine der Gradientenspulen 15 gegeben wird und nach einer Wartezeit kann die Aufnahme von EEG-Daten durch eine EEG-Messeinrichtung 17 angestoßen werden. Selbstverständlich können derartige Sequenzen auch bereits vorgegeben werden. Insbesondere werden also die Gradientenspulen 15 mit dem Gradientenpuls 9 angesteuert, um das akustische Evozierungssignal zu erzeugen, wobei nach der Wartezeit 8 der Datenaufnahmezeitraum 5 beginnt.
Die EEG-Elektroden der EEG-Messeinrichtung 17 sind der Übersichtlichkeit halber in 2 nicht näher dargestellt, wobei nochmals erwähnt sei, dass auch implantierte EEG-Elektroden zur intrakranialen Ableitung eingesetzt werden können.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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.
Bezugszeichenliste

1: Schichtselektionsgradient
2: Anregungssignal
3: y-Gradienten
4: Auslesegradient
5: Datenaufnahmezeitraum
6: Signal
7: Signal
8: Wartezeit
9: Gradientenpuls
10: EEG-Signal
11: Magnetresonanzeinrichtung
12: Hauptmagneteinheit
13: Patientenaufnahme
14: Hochfrequenzspule
15: Gradientenspulen
16: Steuereinrichtung
17: EEG-Messeinrichtung

Claims

Verfahren zur Aufnahme von akustisch evozierte Potentiale beschreibenden EEG-Daten einer Person in einer Magnetresonanzeinrichtung (11), wobei die EEG-Daten nach einem akustischen, an die Person gegebenen Evozierungssignal aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Evozierungssignal durch wenigstens eine Gradientenspule (15) der Magnetresonanzeinrichtung (11) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Evozierungssignal durch wenigstens einen Gradientenpuls (9) erzeugt wird, der Teil einer Magnetresonanzsequenz zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Evozierungssignal eine größere Lautstärke als alle anderen im Rahmen der Magnetresonanzsequenz erzeugten Geräusche aufweist, insbesondere die Lautstärke aller anderen im Rahmen der Magnetresonanzsequenz erzeugten Geräusche wenigstens um 50% übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautstärke des Evozierungssignals wenigstens 20 dB, bevorzugt wenigstens 30 dB, über der Lautstärke des lautesten sonstigen Geräuschs der Magnetresonanzsequenz liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zur Magnetresonanzdatengewinnung beitragender Gradientenpuls der vorgegebenen Magnetresonanzsequenz zur Erzielung einer höheren Lautstärke für das Evozierungssignal verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als der Gradientenpuls (9) ein zusätzlicher, nicht zur Magnetresonanzdatengewinnung beitragender Zusatzpuls verwendet wird, der die Magnetresonanzdatengewinnung nicht beeinflusst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzpuls außerhalb einer Anregungszeitdauer in Schichtselektionsrichtung gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als der Zusatzpuls ein sich in seinen Effekten im Messbereich der Magnetresonanzdaten selbst neutralisierender Zusatzpuls verwendet wird und/oder ein die Effekte des Zusatzpulses im Messbereich neutralisierender Gegenpuls geschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit (8) von der Gabe des Gradientenpulses (9) bis zum Datenaufnahmezeitraum (5) für die wenigstens teilweise gleichzeitig mit den EEG-Daten aufzunehmenden Magnetresonanzdaten in einem Bereich von 5 ms bis 300 ms gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorgegebenen Magnetresonanzsequenz die zeitliche Abfolge von einzelnen Pulsen der Magnetresonanzsequenz und/oder die Dauer von einzelnen Pulsen der Magnetresonanzsequenz und/oder die Repetitionszeit so angepasst wird, dass die vorbestimmte Wartezeit (8) realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenaufnahmezeitraum (5) für die Magnetresonanzdaten gegenüber einer Vorgabe für die Magnetresonanzsequenz verlängert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich mit der Aufnahme der EEG-Daten aufgenommene Magnetresonanzdaten gemeinsam mit den EEG-Daten ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Magnetresonanzdaten und/oder EEG-Daten nach mehreren Evozierungssignalen aufgenommen und statistisch ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Aufnahme der EEG-Daten zu verwendende EEG-Messeinrichtung (17) durch eine Steuereinrichtung (16) der Magnetresonanzeinrichtung (11) angesteuert wird und/oder die Aufnahme der EEG-Daten über mehrere EEG-Elektroden an der Person erfolgt, insbesondere über implantierte EEG-Elektroden.
Magnetresonanzeinrichtung (11), aufweisend Gradientenspulen (15) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes und eine Steuereinrichtung (16), wobei die Steuereinrichtung (16) zur Erzeugung eines akustischen Evozierungssignals bei der Messung von akustisch evozierten Potentialen durch Ansteuerung wenigstens einer Gradientenspule (15) ausgebildet ist.