DE102013219257B4

DE102013219257B4 - Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte von Oberflächenspulen eines Magnetresonanz-PET-Geräts

Info

Publication number: DE102013219257B4
Application number: DE102013219257.6A
Authority: DE
Inventors: René KARTMANN; Ralf Ladebeck; Harald H. QUICK; Stefan RIETSCH
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: US9541622B2; DE102013219257A1; US20150087958A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte zumindest einer Oberflächenspule eines kombinierten Magnetresonanz-Positronen-Emissions-Tomographie-Geräts (Magnetresonanz-PET-Geräts), wobei die zumindest eine Oberflächenspule mehrere Spulenelemente aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Aufnehmen von Magnetresonanz-Bilddaten mit der zumindest einen Oberflächenspule während einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten, wobei das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten ein Aufnehmen und/oder Rekonstruieren von Einzelbildern der Spulenelemente umfasst,
- Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule anhand der Einzelbilder der Spulenelemente und
- Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule anhand der rekonstruierten Position der zumindest einen Oberflächenspule.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte zumindest einer Oberflächenspule eines kombinierten Magnetresonanz-PET-Geräts, ein Magnetresonanz-PET-Gerät und ein Computerprogrammprodukt.
Lokale Oberflächenspulen mit Hochfrequenzantennen werden zur Erfassung von Hochfrequenzsignalen und/oder Magnetresonanz-Signalen für Magnetresonanz-Untersuchungen in Kombination mit einer Positronen-Emissions-Tomographie-Untersuchung (PET-Untersuchung) eingesetzt. Bei der Kombination von Magnetresonanz-Untersuchungen mit PET-Untersuchungen ist eine möglichst genaue Kenntnis einer Position und/oder einer Anordnung und/ oder einer Geometrie der Oberflächenspulen erforderlich, um eine Signalschwächung, die Photonen einer PET-Untersuchung bei einem Durchqueren der Oberflächenspulen erfahren, exakt zu bestimmen. Werden Oberflächenspulen bei der Schwächungskorrektur nicht berücksichtigt, kann dies zu fehlenden PET-Ereignissen in den PET-Daten und/oder zu Bildartefakten in den rekonstruierten Bilddaten führen. Bei der Schwächungskorrektur von Oberflächenspulen besteht jedoch die Schwierigkeit, dass die lokalen Oberflächenspulen an unterschiedlichen Positionen am Patienten angeordnet werden können und häufig flexibel ausgebildet sind. Daher weisen Oberflächenspulen oft eine unbekannte Geometrie und/oder unbekannte Anordnung und/ oder unbekannte Position während der Untersuchung auf.
Aus der Schrift Kartmann et al., „Simultaneous PET/MR imaging: Automatic attenuation correction of flexible RF coils“, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med., 2013, 21, 0830 ist eine automatische Positionserkennung von Oberflächenspulen mittels geeigneter zusätzlicher Marker bekannt. Zusätzliche Marker bedeuten jedoch auch zusätzlichen Aufwand im Spulendesign und/oder bei der Nachrüstung der Oberflächenspulen. Zudem können diskrete Magnetresonanz-Marker bei einer Patientenuntersuchung virtuell in das Magnetresonanz-Bild eingefaltet werden und somit nicht vorhandene Läsionen vortäuschen.
Aus der Schrift von Paulus et al., „Simultaneous PET/MR imaging: MR-based attenuation correction of local radiofrequency surface coils“, Medical Physics 39, 4306 (2012) ist eine markerbasierte Schwächungskorrektur von Lokalspulen bekannt.
Aus der DE 10 2010 041 587 A1 ist eine Unterdrückung von Störsignalen, welche von einer Lokalspule bei der Magnetresonanztomographie erzeugt werden, durch eine Störsignalmessung mittels der Lokalspule bekannt.
Aus der DE 102 07 736 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Position einer Lokalspule durch Anpassung eines Empfindlichkeitsprofils der Lokalspule bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Erkennung der Position zumindest einer Oberflächenspule während einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte zumindest einer Oberflächenspule eines kombinierten Magnetresonanz-Positronen-Emissions-Tomographie-Geräts (Magnetresonanz-PET-Geräts), wobei die zumindest eine Oberflächenspule mehrere Spulenelemente aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte:

- Aufnehmen von Magnetresonanz-Bilddaten mit der zumindest einen Oberflächenspule während einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten, wobei das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten ein Aufnehmen und/oder Rekonstruieren von Einzelbildern der Spulenelemente umfasst,
- Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule anhand der Einzelbilder der Spulenelemente und - Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule anhand der rekonstruierten Position der zumindest einen Oberflächenspule.

Das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten mit der zumindest einen Oberflächenspule erfolgt während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung. Dies bedeutet, dass die Magnetresonanz-Bilddaten nach der Positionierung eines Patienten innerhalb eines Magnetresonanz-PET-Geräts zur Aufnahme von diagnostischen Bilddaten zu diagnostischen Zwecken aufgenommen werden. Die Position des Patienten wird zwischen der Aufnahme der Magnetresonanz-Bilddaten und der diagnostischen Bilddaten vorzugsweise beibehalten, so dass die Position der zumindest einen Oberflächenspule zwischen der Aufnahme der Magnetresonanz-Bilddaten und der diagnostischen Bilddaten beibehalten wird. Das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten mit der zumindest einen Oberflächenspule kann zusätzlich zu dem Aufnehmen von diagnostischen Bilddaten erfolgen. Mittels der Magnetresonanz-Bilddaten kann dann die Position der zumindest einen Oberflächenspule rekonstruiert werden. Typischerweise werden dann die Magnetresonanz-Bilddaten nicht für diagnostische Zwecke verwendet. Es können, möglicherweise zusätzlich zu den Magnetresonanz-Bilddaten, auch mit der zumindest einen Oberflächenspule aufgenommene diagnostische Bilddaten zum Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule verwendet werden. Die Magnetresonanz-Bilddaten können während einer Lokalisierungsaufnahme (Übersichtsaufnahme), welche üblicherweise zu Beginn der Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten durchgeführt wird, aufgenommen werden. Darin liegt der Vorteil dass kein zusätzlicher Zeitaufwand zur Akquisition der Magnetresonanz-Bilddaten während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung erforderlich ist.
Mit dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ist das Rekonstruieren derjenigen Position der Oberflächenspule gemeint, welche die Oberflächenspule während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung bezüglich des Patienten hat. Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule kann während und/oder nach der Magnetresonanz-PET-Untersuchung erfolgen. Zum Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule können auch Magnetresonanz-Bilddaten hinzugezogen werden, die mit von einer Oberflächenspule verschiedenen Spule, zum Beispiel einer in das Magnetresonanz-PET-Gerät integrierten Körperspule oder einer Kopf-Hals-Spule aufgenommen werden. Der Grundgedanke des Rekonstruierens der Position der zumindest einen Oberflächenspule anhand der mit der zumindest einen Oberflächenspule aufgenommen Magnetresonanz-Bilddaten ist, dass sich die Position der Oberflächenspule typischerweise in den Magnetresonanz-Bilddaten wiederspiegelt. Eine Veränderung der Position der Oberflächenspule führt somit vorzugsweise zu einer Veränderung der Magnetresonanz-Bilddaten. In der Nähe einer Hochfrequenzantenneneinheit einer Oberflächenspule ist typischerweise ein höheres Magnetresonanz-Signal und/oder Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu erwarten. Der Grund dafür ist, dass das Magnetresonanz-Signal typischerweise mit zunehmendem Abstand zur Signalquelle abnimmt. Das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule kann somit anhand der aufgenommenen Magnetresonanz-Signale oder des Magnetresonanz-Signalprofils, welches auch als B1-Signalprofils der zumindest einen Oberflächenspule bezeichnet wird, erfolgen.
Das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule kann relativ zu einem Bezugspunkt des Magnetresonanz-PET-Geräts erfolgen. Der Bezugspunkt des Magnetresonanz-PET-Geräts kann das Isozentrum einer Magnetresonanz-Einheit oder einer PET-Einheit des Magnetresonanz-PET-Geräts sein. Der Bezugspunkt kann der Ursprung des Koordinatensystems des Magnetresonanz-PET-Geräts sein, der beispielsweise im Zentrum des Untersuchungsvolumens liegt. Der Bezugspunkt kann auch ein beliebiger anderer Ort im Magnetresonanz-PET-Gerät sein. Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule kann auch relativ zu einem Bezugspunkt eines im Magnetresonanz-PET-Gerät positionierten Untersuchungsobjekts erfolgen. Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson oder ein Phantom sein. Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule relativ zu einem Bezugspunkt eines Untersuchungsobjekts kann implizit eine Bestimmung der Position relativ zu einem Bezugspunkt des Magnetresonanz-PET-Geräts umfassen, da die Position des Untersuchungsobjekts im Magnetresonanz-PET-Gerät typischerweise, beispielsweise aus den Magnetresonanz-Bilddaten, bekannt ist. Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule kann ein Rekonstruieren der Lage der Oberflächenspule im Magnetresonanz-PET-Gerät umfassen. Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule kann auch ein Rekonstruieren der Form und/oder Orientierung und/oder Geometrie der Oberflächenspule und/oder einzelner Spulenelemente der Oberflächenspule umfassen. Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule kann unabhängig von einer zu untersuchenden Körperregion und/oder einer Größe eines Patienten erfolgen.
Eine Schwächungskarte einer Oberflächenspule umfasst typischerweise eine ortsaufgelöste Information über die Schwächungswerte der Oberflächenspule bezüglich der Schwächung von Photonen, insbesondere von Photonen mit einer Energie von 511 keV. Die Schwächungswerte der Oberflächenspule hängen unter anderem vom Material und der Materialstärke der Oberflächenspule ab. Die Schwächungswerte sind typischerweise in der Form von linearen Schwächungskoeffizienten mit der Einheit 1/cm hinterlegt. Eine Schwächungskarte kann zur Schwächungskorrektur von PET-Daten verwendet werden. Bezüglich der Schwächungskorrektur ist derjenige Teil der Oberflächenspule relevant, welcher zwischen dem Entstehungsort der Gamma-Quanten und dem PET-Detektor liegt.
Das Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte zumindest einer Oberflächenspule kann ein Erstellen und/oder Laden einer allgemeinen Schwächungskarte umfassen. Eine allgemeine Schwächungskarte einer Oberflächenspule kann eine Schwächungskarte sein, welche nicht an die Position und Geometrie der Oberflächenspule angepasst ist. Die allgemeine Schwächungskarte kann dabei aus einer Datenbank geladen werden. In der Datenbank können die allgemeinen Schwächungskarten von verschiedenen Oberflächenspulen gespeichert sein. Die Datenbank kann in das Magnetresonanz-PET-Gerät integriert sein und/oder auf einem Server hinterlegt sein, auf welchen das Magnetresonanz-PET-Gerät zugreifen kann. Auch kann das Laden der allgemeinen Schwächungskarte von einem Datenträger erfolgen. Das Erstellen der allgemeinen Schwächungskarte der Oberflächenspule kann mittels eines Computertomographen, eines Strahlentherapiegeräts oder einer PET-Transmissionsmessung erfolgen.
Das Bestimmen einer positionsabhängigen Schwächungskarte kann mittels der rekonstruierten tatsächlichen Position und/oder Geometrie der Oberflächenspule im Untersuchungsvolumen während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung erfolgen. Für eine Schwächungskorrektur der Oberflächenspule sollte die Position der Oberflächenspule mit einer Genauigkeit von maximal 10 mm, vorteilhafterweise maximal 5 mm, idealerweise maximal 3 mm bestimmt werden. Das Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte kann eine Anpassung und/oder eine Registrierung und/oder eine Transformation der allgemeinen Schwächungskarte der Oberflächenspule anhand der rekonstruierten Position der Oberflächenspule umfassen. Die Transformation der allgemeinen Schwächungskarte kann rigide sein und somit nur eine Verschiebung der allgemeinen Schwächungskarte in zumindest einer Raumrichtung umfassen. Die Transformation kann allerdings auch nicht-rigide sein und dabei die Form der Oberflächenspule in der allgemeinen Schwächungskarte verändern.
Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann die individuelle Position der flexiblen Oberflächenspule oder mehrerer flexiblen Oberflächenspulen ohne die Verwendung von Markern oder Markierungen inhärent bestimmt werden. Die Position wird weiterhin vorteilhafterweise automatisch oder nur mit minimaler Benutzerintervention bestimmt werden. Somit ist eine automatisierte Schwächungskorrektur der Oberflächenspulen in der kombinierten Magnetresonanz-PET-Bildgebung möglich. Zusätzlicher Zeitaufwand für die Akquisition der Magnetresonanz-Bilddaten ist nicht zwingend erforderlich, da bereits vorhandene Magnetresonanz-Bilddaten zur Bestimmung der Position der Oberflächenspule verwendet werden können. Damit unterliegen die mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens generierten PET-Daten vorteilhafterweise nicht oder nur vermindert den durch die Anwesenheit der Oberflächenspulen ausgelösten Quantifizierungsfehlern und Artefakten.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ein Aufnehmen von Körperspulen-Bilddaten während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung des Patienten mit einer Körperspule des Magnetresonanz-PET-Geräts erfolgt, wobei vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule die Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Körperspulen-Bilddaten normalisiert werden und das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung anhand der normalisierten Magnetresonanz-Bilddaten und/oder der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Die Körperspule ist typischerweise fest in dem Magnetresonanz-PET-Gerät integriert. Oberflächenspulen sind typischerweise frei auf dem Patienten und/oder auf der Oberfläche eines Untersuchungsobjektions, insbesondere auf der Körperfläche einer Untersuchungsperson, positionierbar. Die Körperspule kann ein Aufnehmen von Magnetresonanz-Signalen aus dem gesamten im Magnetresonanz-PET-Gerät positionierten Untersuchungsobjekt ermöglichen. Gleichzeitig ist die Körperspule typischerweise zum Aussenden von Hochfrequenz-Wellen zur Anregung der Spins im Untersuchungsobjekt vorgesehen. Im Gegensatz zu der Aufnahme von Magnetresonanz-Signalen mittels einer Oberflächenspule, führt die Aufnahme von Magnetresonanz-Signalen mit der Körperspule typischerweise zu einer weitgehend homogenen Ausleuchtung des Untersuchungsobjekts. Dagegen sind Magnetresonanz-Bilddaten, die ausschließlich mit Oberflächenspulen aufgenommen wurden, typischerweise nicht wie die Körperspulen-Bilddaten homogen ausgeleuchtet. Die Normalisierung der mittels der Oberflächenspule aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Körperspulen-Bilddaten kann zu einer Homogenisierung eines Empfangsprofils der Oberflächenspule führen. Das Empfangsprofil einer Oberflächenspule ist typischerweise abhängig von der Beschaffenheit des Untersuchungsobjekts. Mittels der Normalisierung der Körperspulen-Bilddaten kann das Empfangsprofil der Oberflächenspule unabhängig von der Beschaffenheit des Untersuchungsobjekts werden. Das homogenisierte Empfangsprofil der Oberflächenspule kann für ein genaueres Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule verwendet werden. Daher erfolgt das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule vorzugsweise anhand der mittels der Körperspulen-Bilddaten normalisierten Magnetresonanz-Bilddaten. Für bestimmte Zwecke können die nicht normalisierten Magnetresonanz-Bilddaten zum Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule hinzugezogen werden. Das Aufnehmen der Körperspulen-Bilddaten kann vorteilhafterweise unter im Wesentlichen den gleichen Voraussetzungen, zum Beispiel mit der gleichen Position des Untersuchungsobjekts und/oder mit der gleichen Bildgebungssequenz und gleichen Sequenzparametern, wie das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten mit der Oberflächenspule erfolgen. Zusätzlich oder anstatt der Aufnahme von Körperspulen-Bilddaten während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung können auch während einer Untersuchung erstellte Spulen-Sensitivitätskarten (coil sensitivity maps) zum Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule hinzugezogen werden. Diese Spulen-Sensitivitätskarten können mittels einer Lokalisierungsmessung automatisch erzeugt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ein Kalibrierungsprozess durchgeführt wird, wobei der Kalibrierungsprozess ein Ausgeben von Trainingsdaten umfasst, wobei das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule unter Berücksichtigung der Trainingsdaten durchgeführt wird. Der Kalibrierungsprozess kann vorzugsweise vor der Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten durchgeführt werden. In dem Kalibrierungsprozess können Phantommessungen und/oder Messungen von Trainingspersonen und/oder bereits aufgenommene Patientenmessungen verwendet werden. Im Kalibrierungsprozess können auch mehrere Messungen, beispielsweise von mehreren Trainingspersonen, zusammen verwendet werden, um die Genauigkeit der Trainingsdaten zu erhöhen. Dann kann beispielsweise über die mittels den mehreren Messungen gewonnenen Trainingsdaten gemittelt werden oder eine andere Rechenoperation, beispielsweise eine Maximalwertbildung, auf die die mittels der mehreren Messungen gewonnenen Trainingsdaten angewandt werden. In dem Kalibrierungsprozess ist vorteilhafterweise die Position der Oberflächenspulen bekannt oder messbar. Aus den bekannten Positionen der Oberflächenspule in dem Kalibrierungsprozess und den in dem Kalibrierungsprozess aufgenommenen Bilddaten können dann Trainingsdaten erstellt werden. Diese Trainingsdaten können dann bei einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten mit unbekannter Position der Oberflächenspule anhand der aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten eine Rekonstruktion der Spulenposition ermöglichen. Das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule kann dabei folgende Schritte umfassen: Durchführen zumindest einer Rechenoperation, wobei die Eingangsdaten der Rechenoperation die während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung des Patienten aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten und die Trainingsdaten umfassen, und Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule anhand der Ausgangsdaten der Rechenoperation und/oder der Trainingsdaten. Die Magnetresonanz-Bilddaten sind hierbei die während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung des Patienten mit der Oberflächenspule aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten. Die Magnetresonanz-Bilddaten können mittels der mit der Körperspule aufgenommenen Körperspulen-Bilddaten normalisiert worden sein. Die Rechenoperation kann die Magnetresonanz-Bilddaten derart mit den Trainingsdaten in eine Beziehung setzen, dass die Ergebnisse der Rechenoperation das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule ermöglichen. Eine vorteilhafte exemplarische Methode zur Verwendung eines Kalibrierungsprozesses für die Rekonstruktion der Position der zumindest einen Oberflächenspule umfasst die Registrierung von im Kalibrierungsprozess aufgenommenen Trainingsbilddatensätzen auf die während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten. Anhand der gewonnenen Registrierungsparameter kann dann eine Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule an die tatsächliche Position der Oberflächenspule angepasst werden. Je nach Umfang der Trainingsdaten kann mit dieser Methode die Position der Oberflächenspule mit einer hohen Präzision bestimmt werden.
Die Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Oberflächenspule mehrere Spulenelemente aufweist, wobei das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten ein Aufnehmen und/oder Rekonstruieren der Einzelbilder der Spulenelemente umfasst. Eine Oberflächenspule kann 1-64 Spulenelemente, typischerweise jedoch 4-8 Spulenelemente, aufweisen. Jedes Spulenelement, auch Spulenkanal genannt, kann eine Hochfrequenzantenneneinheit zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen, insbesondere eine Empfangsspule oder Empfangseinheit, darstellen. Die Spulenelemente können zu Gruppen von jeweils mehreren Spulenelementen zusammengefasst sein. Jedes Spulenelement der Oberflächenspule kann mit seiner individuellen Signalempfangscharakteristik zur Signalempfangscharakteristik der gesamten Oberflächenspule beitragen. Bei einer typischen Aufnahme von Magnetresonanz-Signalen werden die Einzelbilder der einzelnen Spulenelemente zu einem Gesamtbild zusammengefasst. Es kann allerdings an einem Magnetresonanz-PET-Gerät ein Modus aktiviert werden, so dass die mittels der einzelnen Spulenelemente aufgenommenen Einzelbilder abgespeichert werden. Auch können die Einzelbilder aus einem Gesamtbild rekonstruiert werden. Typischerweise werden die Einzelbilder mittels einer Modenmatrix zu verschiedenen Moden zusammengeschaltet. Das Rekonstruieren der Einzelbilder kann daher eine Rückrechnung von den Moden der Modenmatrix auf die Einzelbilder umfassen. Die Einzelbilder können mittels Körperspulen-Bilddaten vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule normalisiert werden. Die Einzelbilder können dafür benutzt werden, um auf die Position des zu dem jeweiligen Einzelbild des Spulenelements gehörenden Spulenelements zu schließen. Von den Positionen der Spulenelemente kann dann auf die Position der Oberflächenspule geschlossen werden. Je mehr Spulenelemente eine Oberflächenspule aufweist, desto genauer kann dann die Position der Oberflächenspule bestimmt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ein Bestimmen zumindest einer Referenzform für zumindest ein Spulenelement anhand der Einzelbilder umfasst. Es kann für jedes Spulenelement zumindest eine Referenzform bestimmt werden. Typischerweise wird für jedes Spulenelement genau eine Referenzform bestimmt. Es kann auch für eine Gruppe von Spulenelementen zumindest eine gemeinsame Referenzform bestimmt werden. Zur Bestimmung der Referenzform eines Spulenelements kann das zu diesem Spulenelement gehörende Einzelbild verwendet werden. Die Referenzform kann ein Referenzpunkt sein, sie kann allerdings auch eine Referenzfläche oder ein Referenzvolumen sein. Die Referenzform kann eine Bestimmung der Position und/oder einen Rückschluss auf die Position der Spulenelemente ermöglichen. Die Referenzform kann abhängig von ihrer Position im Raum und/oder ihrer Entfernung zu dem Spulenelement der Oberflächenspule die Rekonstruktion der Position des Spulenelements ermöglichen. Mittels mehrerer Referenzformen kann dann die Form und/oder Position der Oberflächenspule auf dem Untersuchungsobjekt bestimmt werden. Beispielsweise kann die Referenzform die Signaleindringtiefe des mittels der Spulenelemente empfangenen Magnetresonanz-Signals in das Untersuchungsobjekt beschreiben. Aus dieser Signaleindringtiefe kann dann auf die Position der Spulenelemente und damit auf die Position der Oberflächenspule rückgeschlossen werden. Die Referenzform kann somit vorteilhafterweise das Signalprofil des Spulenelements repräsentieren und/oder eine Abstrahierung des Signalprofils des Spulenelements darstellen. Vorteilhafterweise kann die Bestimmung der Referenzform an eine mögliche Deformation des Untersuchungsobjekts angepasst sein.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Bestimmen der zumindest einen Referenzform eine Schwellwertanalyse einer Signalintensitätsverteilung in den Einzelbildern und/oder eine Bestimmung eines Schwerpunkts der Signalintensitätsverteilung in den Einzelbildern umfasst. Eine Schwellwertanalyse (Thresholding) der Signalintensitätsverteilung kann eine Segmentierung der Signalintensitätsverteilung umfassen. Ein geeigneter Schwellwert (Threshold) kann automatisch aus den Magnetresonanz-Bilddaten bestimmt werden und/oder manuell festgelegt werden. Die Schwellwertanalyse kann dann die Signalintensitätsverteilung, auch B1 Profil genannt, des Spulenelements extrahieren. Dabei kann dann das zum Spulenelement gehörende Referenzvolumen in den Einzelbildern des Spulenelements segmentiert werden. Dafür kann zuvor eine Glättung der Einzelbilder, beispielsweise mittels eines Gauß-Filters, erfolgen. Die Bestimmung des Schwerpunkts der Signalintensitätsverteilung eines Spulenelements kann in den segmentierten Einzelbildern oder nicht segmentierten Einzelbildern erfolgen. Der Schwerpunkt kann dann den Referenzpunkt des Spulenelements darstellen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte ein Integrieren einer allgemeinen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule in eine zur Schwächungskorrektur von PET-Bilddatensätzen genutzte globale Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts umfasst, wobei das Integrieren der allgemeinen Schwächungskarte eine Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte anhand der Referenzformen der Spulenelemente umfasst. Die Schwächungskorrektur der PET-Bilddatensätze kann vor und/oder während der Rekonstruktion der PET-Bilddatensätze erfolgen. In der globalen Schwächungskarte sind typischerweise die Schwächungsdaten des Untersuchungsobjekts und/oder weiterer Hardwarekomponenten, beispielsweise der Patientenliege oder ortsfester Magnetresonanz-Spulen, hinterlegt. Die positionsabhängige Schwächungskarte der Oberflächenspule kann dann nachträglich an der richtigen Stelle und/oder mit der richtigen Geometrie der Oberflächenspule in die globale Schwächungskarte integriert werden. Das Integrieren kann mittels Addition der Schwächungswerte der Oberflächenspule zu den Schwächungswerten der globalen Schwächungskarte erfolgen. Die Schwächungskorrektur der PET-Bilddatensätze kann dann mit der kombinierten Schwächungskarte erfolgen, welche die Schwächungswerte der globalen Schwächungskarte und der Oberflächenspule enthält. Die Schwächungskorrektur der PET-Bilddatensätze mittels der kombinierten Schwächungskarte kann dann derart erfolgen, dass die von einen Detektor aufgenommenen Ereignisse unter Berücksichtigung der zwischen dem Detektor und den Ursprung der Gamma-Quanten liegenden Schwächungswerte der kombinierten Schwächungskarte korrigiert werden. Die Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte kann einen Vorgang umfassen, bei welchem die allgemeine Schwächungskarte derart verändert wird, dass sie an die Position und/oder Geometrie der Oberflächenspule angepasst wird. Hierbei kann eine positionsabhängige Schwächungskarte der Oberflächenspule erstellt werden. Die Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte kann beispielsweise anhand der ermittelten Referenzpunkte im Sinne einer Landmarken-Registrierung durchgeführt werden. Vorteilhafterweise werden bekannte Referenzformen und/oder Positionen der Referenzformen der Spulenelemente auf die aus den Magnetresonanz-Bilddaten ermittelten Referenzformen registriert und daraus Registrierungsparameter ermittelt. Diese Registrierungsparameter können dann verwendet werden, um die allgemeine Schwächungskarte der Oberflächenspule in die globale Schwächungskarte zu registrieren. Die Methode des Rekonstruierens der Position der Oberflächenspulen anhand der Referenzformen der Einzelbilder der Spulenelemente zeichnet sich durch eine große Robustheit aus. Sie kann prinzipiell bei jeglichen Untersuchungsobjekt angewendet werden und erfordert nicht zwingend einen vorher durchgeführten Kalibrierungsprozess. Mittels eines Kalibrierungsprozesses kann möglicherweise jedoch die Genauigkeit der Methode des Rekonstruierens der Position der Oberflächenspulen anhand der Referenzformen der Einzelbilder der Spulenelemente verbessert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Kalibrierungsprozess folgende Schritte umfasst: Aufnehmen von mehreren Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätzen von zumindest einem Trainingsobjekt mit zumindest einer Oberflächenspule, wobei die zumindest eine Oberflächenspule zur Aufnahme der einzelnen Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze an unterschiedlichen Positionen bezüglich eines Bezugspunkts des Magnetresonanz-PET-Geräts und/oder eines Bezugspunkts des Trainingsobjekts positioniert wird, Durchführen einer Hauptkomponentenanalyse unter Verwendung der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze als Eingangsdaten, und Ausgeben der Trainingsdaten, welche Ergebnisse der Hauptkomponentenanalyse umfassen. Die in den folgenden Ausführungsbeispielen dargestellte Methode erfordert zwingend die Durchführung eines Kalibrierungsprozesses Die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschriebene Methode kann zusätzlich zu den in den vorherigen Ausführungsbeispielen dargestellten Methode zur Rekonstruktion der Position der Oberflächenspule anhand der Einzelbilder der Spulenelemente verwendet werden und somit die Genauigkeit der bereits dargestellten Methode verbessern. Die im Folgenden dargestellte Methode kann auch separat von der bereits dargestellten Methode verwendet werden. Das Trainingsobjekt kann eine Trainingsperson sein. Das Trainingsobjekt kann auch ein Phantom sein. Das Aufnehmen der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze erfolgt vorteilhafterweise mittels einer definierten Magnetresonanz-Bildgebungssequenz, zum Beispiel einer 3D Flash VIBE oder Dixon VIBE Sequenz. Jeder Trainingsbilddatensatz kann dabei mit den gleichen Bildgebungsparametern, beispielsweise der Größe des Field-of-view, aufgenommen werden. Auch kann jeder Trainingsbilddatensatz mit einer gleichen Positionierung des Trainingsobjekts aufgenommen werden. Die Position der Oberflächenspule beim Aufnehmen der Trainingsbilddatensätze ist vorteilhafterweise bekannt sein und kann abgespeichert werden. Für jeden Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz kann neben einem Bild mit der Oberflächenspule auch ein Bild mit der Körperspule aufgenommen werden. Dieses kann wie bereits beschrieben dann zur Normalisierung des Bildes der Oberflächenspule hinzugezogen werden.. Es wird eine Hauptkomponentenanalyse zum Erstellen der Trainingsdaten verwendet. Eine Hauptkomponentenanalyse ist auch als principle component analysis bekannt, wobei das mathematische Verfahren typischerweise eine Hauptachsentransformation oder Singulärwertzerlegung umfasst. Die Durchführung einer Hauptkomponentenanalyse ist dem Fachmann bekannt, so dass hier auf eine genauere Beschreibung der Durchführung einer Hauptkomponentenanalyse verzichtet wird. Die Durchführung der Hauptkomponentenanalyse kann mittels der Trainingsbilddatensätze, Einzelbildern von Spulenelementen in den Trainingsbilddatensätzen und/oder einzelnen Moden einer Modenmatrix der Trainingsbilddatensätze durchgeführt werden. Die Hauptkomponentenanalyse dient zur Ermittlung von Hauptkomponenten, welche den Eingangsdatensatz beschreiben. Vorteilhafterweise bieten die Hauptkomponenten eine gute Annäherung an den Eingangsdatensatz. In diesem Fall können die Hauptkomponenten die Veränderung der Position der Oberflächenspule zwischen einzelnen Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätzen beschreiben. Die mittels der Hauptkomponentenanalyse ausgegebenen Trainingsdaten können somit die Veränderung in den Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätzen durch die Umpositionierung der Oberflächenspule zwischen der Aufnahme der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze beschreiben. Die ausgegebenen Trainingsdaten können die in der Hauptkomponentenanalyse ermittelten Hauptkomponenten umfassen. Vorteilhafterweise werden die Hauptkomponenten mit den dazugehörigen größten Eigenwerten als Trainingsdaten ausgegeben, da diese Hauptkomponenten die Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze am besten beschreiben. Die Trainingsdaten können auch die bekannte Position der Oberflächenspule bei der Aufnahme der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze umfassen. Die Trainingsdaten können die Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze umfassen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Aufnehmen der mehreren Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze ein schrittweises Verschieben der zumindest einen Oberflächenspule zur Aufnahme der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze in zumindest einer Raumrichtung umfasst. Die Oberflächenspule kann vor dem Aufnehmen von jedem Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz verschoben werden. Die Verschiebung kann dabei in regelmäßigen Schritten erfolgen. Die Schritte können im Abstand von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern, insbesondere im Abstand von einem bis drei Zentimetern, durchgeführt werden. Möglich ist ein separates Verschieben der Oberflächenspule in jeder der drei Raumrichtungen. Die Verschiebung kann entlang der Richtung des Hauptmagnetfelds und/oder horizontal senkrecht dazu und/oder vertikal senkrecht dazu durchgeführt werden. Die Verschiebung der Oberflächenspule kann auf der Körperoberfläche einer Trainingsperson oder auf der Oberfläche eines Phantoms erfolgen. Nach jeder Verschiebung der Oberflächenspule werden dann ein Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz und möglicherweise ein Körperspulen-Bilddatensatz mit der Körperspule zur Normalisierung des Magnetresonanz-Trainingsbildatensatzes aufgenommen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass zwischen dem Aufnehmen der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze und dem Durchführen der Hauptkomponentenanalyse ein Aufbereiten der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze erfolgt und die Hauptkomponentenanalyse unter Verwendung der aufbereiteten Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze als Eingangsdaten durchgeführt wird. Die Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze können voneinander getrennt oder in Kombination miteinander für die Hauptkomponentenanalyse aufbereitet werden. Das Aufbereiten der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze kann eine Reduktion der Dimensionen der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze ermöglichen. Somit kann die Größe der Eingangsdaten für die Hauptkomponentenanalyse verringert werden und die Rechenzeit der Hauptkomponentenanalyse verkürzt werden. Das Aufbereiten der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze kann vorteilhafte Rechenoperationen umfassen. Ein vorteilhaftes Aufbereiten der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze kann eine schichtweise Mittelwertbildung der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätzen bezüglich zumindest einer Raumrichtung sein. Möglich sind auch andere Rechenoperationen, zum Beispiel eine Medianbildung oder eine Mittelung über mehrere Schichten oder nur einen Teil einer Schicht. Die schichtweise Mittelung kann entlang der Richtung des Hauptmagnetfelds und/oder horizontal senkrecht dazu und/oder vertikal senkrecht dazu durchgeführt werden. Die aufbereiteten Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze können dann anstelle der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze als Eingangsdaten der Hauptkomponentenanalyse verwendet werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte ein Integrieren einer allgemeinen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule in eine zur Schwächungskorrektur von PET-Bilddatensätzen genutzte globale Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts umfasst, wobei das Integrieren der allgemeinen Schwächungskarte eine Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte anhand der rekonstruierten Position der zumindest einen Oberflächenspule umfasst. Insbesondere kann die unter Berücksichtigung der Trainingsdaten rekonstruierte Position der Oberflächenspule zur Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte hinzugezogen werden. Die allgemeine Schwächungskarte kann somit mit einer hohen Genauigkeit registriert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule eine Verwendung von Informationen eines Aufbau und/oder einer Geometrie der zumindest einen Oberflächenspule und/oder einer Beschaffenheit eines während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung untersuchten Untersuchungsobjekts umfasst. Die bekannte Spulengeometrie kann Einschränkungen für die mögliche Position der Spulenelemente der Oberflächenspule bereitstellen. Auch können Bewegungsfreiheitsgrade der Oberflächenspule bei der Positionsbestimmung eingeschränkt sein. Informationen über die bekannte Spulengeometrie können in einer Datenbank hinterlegt sein. Informationen über die Beschaffenheit des während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung untersuchten Untersuchungsobjekts können aus den aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten gewonnen werden. Dabei kann beispielsweise die Körperkontur eines Untersuchungsobjekts aus den Magnetresonanz-Bilddaten extrahiert werden. Die Beschaffenheit des Untersuchungsobjekts kann Einschränkungen für die Position der Oberflächenspule bereitstellen. So können beispielsweise die Oberflächenspule oder Teile der Oberflächenspule nicht innerhalb des Körpers eines Untersuchungsobjekts liegen. Auch kann die Körperoberfläche einen Anhaltspunkt dafür bieten, wo die Oberflächenspule positioniert ist.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanz-PET-Gerät weist eine Recheneinheit auf, wobei das Magnetresonanz-PET-Gerät dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das Magnetresonanz-PET-Gerät weist zumindest eine Oberflächenspule auf und kann ein Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte der zumindest einer Oberflächenspule ausführen. Dafür umfasst das Magnetresonanz-PET-Gerät eine Aufnahmeeinheit, welche dazu ausgebildet ist, ein Aufnehmen von Magnetresonanz-Bilddaten mit der zumindest einen Oberflächenspule während einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten durchzuführen. Weiterhin umfasst das Magnetresonanz-PET-Gerät eine Rekonstruktionseinheit, welche dazu ausgebildet ist, ein Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule anhand der aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten durchzuführen. Weiterhin umfasst das Magnetresonanz-PET-Gerät eine Bestimmungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, ein Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule anhand der rekonstruierten Position der zumindest einen Oberflächenspule durchzuführen. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetresonanz-PET-Geräts sind analog zu den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Ein solches Magnetresonanz-PET-Gerät ermöglicht somit die automatische und effiziente Schwächungskorrektur der Oberflächenspulen. Damit unterliegen die mittels eines erfindungsgemäßen Magnetresonanz-PET-Geräts generierten Daten nicht den durch die Anwesenheit der Oberflächenspulen ausgelösten Quantifizierungsfehlern und Artefakten. Die Recheneinheit kann separat von dem Magnetresonanz-PET-Gerät installiert sein. Die Recheneinheit kann mit dem Magnetresonanz-PET-Gerät verbunden sein. Das Magnetresonanz-PET-Gerät kann mit der Recheneinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft ausführen. Die Recheneinheit des Magnetresonanz-PET-Geräts kann zumindest Teile eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen und/oder Steuerungsinformationen an das Magnetresonanz-PET-Gerät senden und/oder Steuerungssignale vom Magnetresonanz-PET-Gerät empfangen, welche zumindest Teile eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen. Dafür kann die Recheneinheit Steuerungskomponenten aufweisen, welche zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens nötig und/oder vorteilhaft sind. Auf einer Speichereinheit der Recheneinheit können Computerprogramme und weitere Software gespeichert sein, mittels derer ein Prozessor der Recheneinheit einen Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch steuert und/oder ausführt.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanz-PET-Geräts ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanz-PET-Geräts ausgeführt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann, der mit dem Magnetresonanz-PET-Gerät direkt verbunden oder als Teil des Magnetresonanz-PET-Geräts ausgebildet sein kann. Weiterhin können elektronisch lesbare Steuerinformationen auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit eines Magnetresonanz-PET-Geräts ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere ein Computerprogrammprodukt, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in der Recheneinheit des Magnetresonanz-PET-Geräts gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:

1 ein kombiniertes Magnetresonanz-PET-Gerät mit einer Oberflächenspule zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 beispielhafte Positionen einer Oberflächenspule auf einer Trainingsperson während eines Kalibrierungsprozesses der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
5 eine axiale und koronale Darstellung von Signalintensitätsprofilen einer Oberflächenspule auf einem Untersuchungsobjekt, und
6 eine Normalisierung von Magnetresonanz-Bilddaten durch mit einer Körperspule aufgenommene Körperspulen-Bilddaten.

1 zeigt ein kombiniertes Magnetresonanz-PET-Gerät 10 mit einer Oberflächenspule 30 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 umfasst eine Magnetresonanz-Vorrichtung 11 und eine Positronen-Emissions-Tomographie-Vorrichtung 12 (PET-Vorrichtung 12).
Die Magnetresonanz-Vorrichtung 11 umfasst eine Magneteinheit 13 und einen von der Magneteinheit 13 umgebenen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjekts 15, insbesondere eines Patienten 15, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umgeben ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 ist hierzu bewegbar innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 16 angeordnet.
Die Magneteinheit 13 umfasst einen Hauptmagneten 17, der im Betrieb der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 zu einer Erzeugung eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18 ausgelegt ist. Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Zudem umfasst die Magneteinheit 13 eine Körperspule 20, die zu einer Anregung einer Polarisation vorgesehen ist, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt. Die Körperspule 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen vorgesehen. Die Körperspule 20 ist fest innerhalb der Magneteinheit integriert.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten der Gradientenspuleneinheit 19 und zur Steuerung der Körperspule 20 weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10, insbesondere die Magnetresonanz-Vorrichtung 11, eine Magnetresonanz-Steuereinheit 21 auf. Die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 steuert zentral die Magnetresonanz-Vorrichtung 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Hierzu umfasst die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eine nicht näher dargestellte Gradientensteuereinheit und eine nicht näher dargestellte Hochfrequenzantennensteuereinheit. Zudem umfasst die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eine Magnetresonanz-Auswerteeinheit zu einer Auswertung von Magnetresonanz-Bilddaten.
Die Magnetresonanz-Vorrichtung 11 weist eine Oberflächenspule 30 auf, die zu einem Empfangen von Magnetresonanz-Signalen ausgelegt ist. Die Oberflächenspule 30 wird für eine Magnetresonanz-Untersuchung von einem medizinischen Bedienpersonal auf einen zu untersuchenden Körperbereich des Patienten 15 angelegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Oberflächenspule 30 von einer Körperantenneneinheit gebildet. Grundsätzlich ist auch eine Ausgestaltung der Oberflächenspule 30 als Knieantenneneinheit und/oder Rückenantenneneinheit usw. jederzeit denkbar. Auch ist es denkbar, dass mehr als eine Oberflächenspule 30 auf dem Patienten 15 positioniert wird. Typisch ist eine Verwendung von bis zu zehn Oberflächenspulen 30 zur Aufnahme der Magnetresonanz-Signale.
Die dargestellte Magnetresonanz-Vorrichtung 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanz-Vorrichtungen 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanz-Vorrichtung 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
Die PET-Vorrichtung 12 umfasst mehrere Positronen-Emissions-Tomographie-Detektormodule 22 (PET-Detektormodule 22), die zu einer Ringform angeordnet sind und den Patientenaufnahmebereich 14 in der Umfangsrichtung umgeben. Die PET-Detektormodule 22 weisen jeweils mehrere, nicht näher dargestellte Positronen-Emissions-Tomographie-Detektorelemente (PET-Detektorelemente) auf, die zu einem PET-Detektorarray angeordnet sind, das ein Szintillationsdetektorarray mit Szintillationskristallen, beispielsweise LSO-Kristalle, umfasst. Des Weiteren umfassen die PET-Detektormodule 22 jeweils ein Photodiodenarray, beispielsweise Avalanche-Photodiodenarray oder APD-Photodiodenarray, die dem Szintillationsdetektorarray nachgeschaltet innerhalb der PET-Detektormodule 22 angeordnet sind.
Mittels der PET-Detektormodule 22 werden Photonenpaare, die aus der Annihilation eines Positrons mit einem Elektron resultieren, erfasst. Trajektorien der beiden Photonen schließen einen Winkel von 180° ein. Zudem weisen die beiden Photonen jeweils eine Energie von 511 keV auf. Das Positron wird hierbei von einem Radiopharmakon emittiert, wobei das Radiopharmakon über eine Injektion dem Patienten 15 verabreicht wird. Beim Durchlaufen von Materie können die bei der Annihilation entstandenen Photonen abgeschwächt werden, wobei die Abschwächungswahrscheinlichkeit von der Pfadlänge durch die Materie und dem entsprechenden Abschwächungskoeffizienten der Materie abhängt. Dementsprechend ist bei einer Auswertung der PET-Signale eine Korrektur dieser Signale bezüglich der Abschwächung durch Komponenten, die sich im Strahlengang befinden, notwendig.
Zudem weisen die PET-Detektormodule 22 jeweils eine Detektorelektronik auf, die eine elektrische Verstärkerschaltung und weitere, nicht näher dargestellte Elektronikkomponenten umfasst. Zu einer Steuerung der Detektoreleketronik und der PET-Detektormodule 22 weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10, insbesondere die PET-Vorrichtung 12, eine PET-Steuereinheit 23 auf. Die PET-Steuereinheit 23 steuert zentral die PET-Vorrichtung 12. Zudem umfasst die PET-Steuereinheit 23 eine PET-Auswerteeinheit zu einer Auswertung von PET-Daten. Die dargestellte PET-Vorrichtung 12 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die PET-Vorrichtungen 12 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer PET-Vorrichtung 12 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
Das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 weist zudem eine zentrale Recheneinheit 24 auf, die beispielsweise eine Erfassung und/ oder eine Auswertung von Magnetresonanz-Bilddaten und von PET-Bilddaten aufeinander abstimmt. Die Recheneinheit 24 kann eine zentrale Systemsteuereinheit sein. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten können auf einer Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 für einen Bediener angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels welcher Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Bediener eingegeben werden können. Die Recheneinheit 24 kann die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 und/oder die PET-Steuereinheit 23 umfassen.
Die zentrale Recheneinheit 24 des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 weist zudem eine Auswerteeinheit 27 auf, die anhand der erfassten Magnetresonanz-Bilddaten ein Rekonstruieren einer Position der Oberflächenspule 30 durchführt. Anhand einer Information über eine Ausgestaltung und/oder eine Materialbeschaffenheit der Oberflächenspule 30 wird von der Auswerteeinheit 27 eine allgemeine Schwächungskarte mit Schwächungswerten berechnet, welche die Schwächung beschreibt, die Photonen beim Durchdringen der Oberflächenspule 30 während einer PET-Datenerfassung erfahren. Die allgemeine Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 kann von der Auswerteeinheit 27 anhand der rekonstruierten Position der Oberflächenspule 30 in eine globale Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts 10, die für eine Bildrekonstruktion der PET-Daten der PET-Messung verwendet wird, integriert werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Während einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten 15 werden in einem ersten Verfahrensschritt 100 mit zumindest einer Oberflächenspule 30 Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 aufgenommen. Die Oberflächenspule 30 umfasst dabei mehrere Spulenelemente 501 (siehe 5). Bereits während der Aufnahme der Magnetresonanz-Bilddaten können die Einzelbilder der Spulenelemente 501 aufgenommen werden. Es können auch in einem weiteren Verfahrensschritt 110 aus den Magnetresonanz-Bilddaten die Einzelbilder der Spulenelemente 501 der Oberflächenspule 30 mittels der Magnetresonanz-Steuereinheit 21 und/oder der Recheneinheit 24 rekonstruiert werden. Daraufhin oder zuvor werden in einem weiteren Verfahrensschritt 120 mittels der Körperspule 20 des Magnetresonanz-PET-Gerät und der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 Körperspulen-Bilddaten aufgenommen. In einem weiteren Verfahrensschritt 130 werden die Einzelbilder der Spulenelemente 501 mittels der Körperspulen-Bilddaten normalisiert (siehe 6). Dies kann von der Magnetresonanz-Steuereinheit 21 und/ oder der Recheneinheit 24 durchgeführt werden. In den normalisierten Einzelbildern erfolgt eine Referenzformbestimmung 140 durch die Recheneinheit 24, bei welcher für jedes Einzelbild eine Referenzform, insbesondere ein Referenzpunkt, bestimmt wird. Hierfür wird in einem weiteren Verfahrensschritt 141 über eine Schwellwertanalyse das Signalintensitätsprofils 502 (siehe 5) des Spulenelements 501 der Oberflächenspule 30 mittels extrahiert. In einem weiteren Verfahrensschritt 142 wird ein Schwerpunkt als Referenzpunkt des Signalintensitätsprofils 502 bestimmt. In einem weiteren Verfahrensschritt 150 erfolgt eine Registrierung der bekannten Referenzpunkte einer allgemeinen Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 auf die ermittelten Referenzpunkte der Spulenelemente 501. Anhand der aus dieser Registrierung gewonnenen Registrierungsparameter wird eine allgemeine Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 in einem weiteren Verfahrensschritt 160 zu einer globalen Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 registriert. Die registrierte positionsabhängige Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 wird in einem weiteren Verfahrensschritt 170 zur globalen Schwächungskarte addiert und/oder in diese integriert. Der Registrierungsprozess der allgemeinen Schwächungskarte wird mittels der Recheneinheit 24 und/oder mittels der Auswerteeinheit 27 der Recheneinheit 24, ausgeführt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird ein Kalibrierungsprozess 200 zum Ermitteln von Trainingsdaten durchgeführt. Danach wird ein Rekonstruktionsprozess 300 zur Rekonstruktion der Position der Oberflächenspule 30 und Integrierung der allgemeinen Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 unter Berücksichtigung von im Kalibrierungsprozess 200 gewonnenen Trainingsdaten durchgeführt. Beschrieben ist eine Positionsbestimmung der Oberflächenspule 30 entlang einer Raumrichtung. Das Verfahren kann für die anderen beiden Raumrichtungen identisch durchgeführt werden.
Während des Kalibrierungsprozesses 200 werden in einem weiteren Verfahrensschritt 210 zunächst von einer Trainingsperson 400 (siehe 4) mit zumindest einer Oberflächenspule 30 und der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 mehrere Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze aufgenommen. Für die Aufnahme von jedem Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz wird die Oberflächenspule 30 jeweils auf einer anderen Position bezüglich eines Bezugspunkts des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 oder der Trainingsperson 400 positioniert. Die Positionierung umfasst ein Verschieben der Oberflächenspule 30 in definierten Schritten entlang einer Raumrichtung, beispielsweise der Richtung des Hauptmagnetfelds 18. Jeder Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz wird in einem weiteren Verfahrensschritt 230 mittels mit einer Körperspule 20 in einem weiteren Verfahrensschritt 220 aufgenommenen Körperspulen-Bilddaten normalisiert (siehe 6). Dies wird von der Magnetresonanz-Steuereinheit 21 und/oder der Recheneinheit 24 durchgeführt. Für jeden Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz wird jeweils die gleiche Magnetresonanz-Bildgebungssequenz, beispielsweise eine 3D Flash VIBE oder eine Dixon VIBE Sequenz, mit einem gleichen Gesichtsfeld (Field-of-view) sowohl für den Trainingsbilddatensatz, als auch die Körperspulen-Bilddaten verwendet. Daraufhin werden in einem weiteren Verfahrensschritt 240 die Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze aufbereitet, wobei die Intensitäten der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze senkrecht zu der Verschiebungsrichtung der Oberflächenspule 30 schichtweise gemittelt werden. Es werden somit mittels der Recheneinheit 24 und/oder der Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eindimensionale Signalintensitätsprofile aus den dreidimensionalen Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätzen generiert. Die eindimensionalen Signalintensitätsprofile werden in einem weiteren Verfahrensschritt 250 mittels einer Hauptkomponentenanalyse ausgewertet, wobei die Hauptkomponente mit dem größten Eigenwert ausgegeben wird. Die Hauptkomponentenanalyse wird vorzugsweise mittels der Recheneinheit 24 durchgeführt. Die Hauptkomponente mit dem größten Eigenwert kann die Verschiebung der Oberflächenspule 30 entlang der Verschiebungsrichtung genau charakterisieren. Daraufhin werden in einem weiteren Verfahrensschritt 260 Skalarprodukte aus dem Hauptkomponenten mit dem größten Eigenwert und den aus jedem Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz gewonnenen eindimensionalen Signalintensitätsprofilen berechnet. Die Werte der Skalarprodukte werden in einem weiteren Verfahrensschritt 270 über die bekannten Positionen der Oberflächenspule während der Aufnahme der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze aufgetragen und es wird eine Fitkurve bestimmt. Die Verfahrensschritte 200 bis 270 werden mittels der Recheneinheit 24 ausgeführt.
Für den Rekonstruktionsprozess 300 werden der Magnetresonanz-PET-Untersuchung des Patienten 15 in einem weiteren Verfahrensschritt 310 Magnetresonanz-Bilddaten mit zumindest einer Oberflächenspule 30 und der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 aufgenommen. Die Magnetresonanz-Bilddaten werden mit in einem weiteren Verfahrensschritt 320 aufgenommen Körperspulen Bilddaten in einem weiteren Verfahrensschritt 330 normalisiert (siehe 6). In einem weiteren Verfahrensschritt 340 erfolgt wieder eine Aufbereitung der normalisierten Magnetresonanz-Bilddaten, wobei die Magnetresonanz-Bilddaten senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Kalibrierungsprozesses 200 schichtweise gemittelt werden. Die Magnetresonanz-Bilddaten werden somit auf ein eindimensionales Signalintensitätsprofil reduziert. Es wird nun in einem weiteren Verfahrensschritt 350 das Skalarprodukt aus dem aus der Hauptkomponentenanalyse gewonnenen Hauptkomponenten mit dem größten Eigenwert und den während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung bestimmten eindimensionalen Signalintensitätsprofil berechnet. Der Wert des Skalarprodukts wird in einem weiteren Verfahrensschritt 360 anhand der Parameter der berechneten Fitkurve auf eine Position der Oberflächenspule während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung entlang der Verschiebungsrichtung des Kalibrierungsprozesses 200 umgerechnet. Die Verfahrensschritte 300-360 werden mittels der Recheneinheit 24 ausgeführt. Die Verfahrensschritte 300-360 können für jede der drei Raumrichtungen (Verschiebungsrichtungen) wiederholt werden.
Das Rekonstruieren der Position der Oberflächenspule 30 wird vorteilhafterweise dabei unter Verwendung der bekannten Spulengeometrie der Oberflächenspule 30 und/oder der Beschaffenheit eines während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung untersuchten Untersuchungsobjekts 15 durchgeführt. Anhand der rekonstruierten dreidimensionalen Position der Oberflächenspule 30 wird in einem weiteren Verfahrensschritt 370 eine Registrierung der zuvor aufgenommenen allgemeinen Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 zur globalen Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 durchgeführt. Schließlich wird in einem weiteren Verfahrensschritt 380 die registrierte positionsabhängige Schwächungskarte der Oberflächenspule 30 zur globalen Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts addiert und/oder in diese integriert. Der Registrierungsprozess der allgemeinen Schwächungskarte kann mittels der Recheneinheit 24 und/oder mittels der Auswerteeinheit 27 der Recheneinheit 24 ausgeführt werden.
Die in 2 und 3 dargestellten Verfahrensschritte 100-380 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von der Recheneinheit 24 zusammen mit dem Magnetresonanz-PET-Gerät 10 ausgeführt. Hierzu umfasst die Recheneinheit 24 eine dazu erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit der Recheneinheit 24 gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software in der Recheneinheit 24 mittels einer Prozessoreinheit des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 ausgeführt wird. Entscheidend ist, dass die Rekonstruktion der Position der Oberflächenspule 30 nicht auf eine Oberflächenspule 30 eingeschränkt ist. Es können die Positionen von beliebig vielen Oberflächenspulen 30, welche bei der Magnetresonanz-PET-Untersuchung eingesetzt werden, rekonstruiert werden. Dafür kann auch der Kalibrierungsprozess 200 mit mehreren Oberflächenspulen 30 durchgeführt werden.
4 zeigt beispielhafte Positionen einer Oberflächenspule 30 auf einer Trainingsperson 400 während eines Kalibrierungsprozesses 200 der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Während des Kalibrierungsprozesses 200 wird die Oberflächenspule 30 schrittweiseauf der Trainingsperson 400 verschoben. Nach jeder Verschiebung der Oberflächenspule 30 findet eine Aufnahme eines Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatz und eines Körperspulen-Bilddatensatzes mittels der Magnetresonanz-Vorrichtung 11 zur Normalisierung des Magnetresonanz-Trainingsbilddatensatzes statt. Gezeigt ist die Verschiebung der Oberflächenspule 30 über einen Beckenbereich der Trainingsperson 400. Es sind die Positionen des Zentrums der Oberflächenspule 30 durch Punkte angezeigt und die Verschiebung der Oberflächenspule 30 durch Verbindungslinien zwischen den Punkten. Im gezeigten Fall findet eine Verschiebung der Oberflächenspule 30 über zwanzig verschiedene Positionen statt. Dabei wird die Oberflächenspule 30 zunächst an 5 verschiedenen Stellen entlang der Längsrichtung der Trainingsperson 400 (der z-Richtung) in Abständen von 2 cm positioniert. Dann wird die Oberflächenspule 30 senkrecht zur Längsrichtung (x-Richtung) um 2 cm verschoben und es findet wieder eine Positionierung der Oberflächenspule 30 an 5 verschiedenen Stellen in z-Richtung statt. Dieser Prozess wird noch zweimal wiederholt. Dadurch können sich beispielsweise für die Position der Oberflächenspule 30 in z-Richtung vier Fitkurven mit jeweils fünf Messpunkten ergeben. Die Parameter der Fitkurven können dann über die vier Fitkurven gemittelt werden, so dass die Rekonstruktion der Position der Oberflächenspule 30 genauer wird. Gezeigt ist nur ein Kalibrierungsprozess 200 im Beckenbereich der Trainingsperson 400 in zwei Raumrichtungen. Der Kalibrierungsprozess 200 kann vorteilhafterweise auch an anderen Stellen der Trainingsperson 400, beispielsweise im Thoraxbereich, durchgeführt werden. Auch kann der Kalibrierungsprozess 200 für drei Raumrichtungen durchgeführt werden.
5 zeigt eine axiale und eine koronale Darstellung von Signalintensitätsprofilen 502 einer Oberflächenspule 30 auf einer Trainingsperson 400 oder einem Patienten 15. Die Oberflächenspule 30 ist aus mehreren Spulenelementen 501 aufgebaut. Sie umfasst im gezeigten Fall 6 Spulenelemente 501, welche zu zwei Gruppen aus je drei Spulenelementen 501 angeordnet sind. Jedes Spulenelement 501 trägt mit seinem individuellen Signalintensitätsprofil 502 zum Empfangsprofil der gesamten Oberflächenspule 30 bei. Die Signalintensitätsprofile 502 der Spulenelemente 501 sind in der axialen und der koronalen Ansicht schematisch skizziert. Sie haben näherungsweise die Form einer Halbkugel mit einer bestimmten Signaleindringtiefe in das Untersuchungsobjekt 15,400. In der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens (siehe 2) werden die individuellen Signalintensitätsprofile 502 der Spulenelemente 501 extrahiert und Referenzformen bezüglich der Signalintensitätsprofile 502 bestimmt. Anhand dieser Referenzformen wird dann die Position der Oberflächenspule 30 rekonstruiert.
6 zeigt eine Normalisierung von Magnetresonanz-Bilddaten mittels mit einer Körperspule 20 aufgenommenen Körperspulen-Bilddaten. Die Normalisierung wird mittels der Recheneinheit 24 oder der Magnetresonanz-Steuereinheit 21 ausgeführt. Es ist jeweils eine gemessene Signalintensität auf einer Intensitätsachse 630 über der Raumkoordinate einer Ortsachse 640 aufgetragen. Gezeigt ist aufgrund einer besseren Übersichtlichkeit nur ein eindimensionaler Schnitt, ein Signalprofil, durch die jeweiligen Bilddaten. Das mit der Oberflächenspule aufgenommene Oberflächenspulen-Signalprofil 600 weist näherungsweise ein gaußförmiges Signalprofil 601 auf. Das mit der Körperspule aufgenommene Körperspulen-Signalprofil 610 weist näherungsweise ein rechteckiges, homogenes Signalprofil 611 auf.
Im vorliegenden Fall sei ein Untersuchungsobjekt 15 aufgenommen worden, welches an einer gewissen Stelle ein vermindertes Signal aufweist. Das verminderte Signal kann zum Beispiel aus der Lunge des Untersuchungsobjekts stammen. Das verminderte Signal äußert sich in einem ersten Signaleinbruch 602 im Oberflächenspulen-Signalprofil 600 und in einem zweiten Signaleinbruch 612 im Körperspulen-Signalprofil 610. Daher liegt bezüglich des Oberflächenspulen-Signalprofils 600 kein gaußförmiges Signalprofil 601 mehr vor.
Ein gaußförmiges Signalprofil 601 ist allerdings wünschenswert für eine vereinfachte und genauere Rekonstruktion der Position der Oberflächenspule 30. Aus diesem Grund wird während der Normalisierung der Magnetresonanz-Bilddaten das Oberflächenspulen-Signalprofil 600 durch das Körperspulen-Signalprofil 610 geteilt. Im Bereich des Signaleinbruchs 602,612 wird das geringere Signal im Oberflächenspulen-Signalprofil 602 durch das geringere Signal im Körperspulen-Signalprofil 612 geteilt. Durch das Teilen der beiden Signalprofile ergibt sich näherungsweise das gewünschte gaußförmige Oberflächenspulen-Signalprofil 620 in den normalisierten Magnetresonanz-Bilddaten.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte zumindest einer Oberflächenspule eines kombinierten Magnetresonanz-Positronen-Emissions-Tomographie-Geräts (Magnetresonanz-PET-Geräts), wobei die zumindest eine Oberflächenspule mehrere Spulenelemente aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Aufnehmen von Magnetresonanz-Bilddaten mit der zumindest einen Oberflächenspule während einer Magnetresonanz-PET-Untersuchung eines Patienten, wobei das Aufnehmen der Magnetresonanz-Bilddaten ein Aufnehmen und/oder Rekonstruieren von Einzelbildern der Spulenelemente umfasst, - Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule anhand der Einzelbilder der Spulenelemente und - Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule anhand der rekonstruierten Position der zumindest einen Oberflächenspule.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ein Aufnehmen von Körperspulen-Bilddaten während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung des Patienten mit einer Körperspule des Magnetresonanz-PET-Geräts erfolgt, wobei vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule die Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Körperspulen-Bilddaten normalisiert werden und das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung anhand der normalisierten Magnetresonanz-Bilddaten und/oder der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ein Kalibrierungsprozess durchgeführt wird, wobei der Kalibrierungsprozess ein Ausgeben von Trainingsdaten umfasst, wobei das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule unter Berücksichtigung der Trainingsdaten durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule ein Bestimmen zumindest einer Referenzform für zumindest ein Spulenelement anhand der Einzelbilder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen der zumindest einen Referenzform eine Schwellwertanalyse einer Signalintensitätsverteilung in den Einzelbildern und/oder eine Bestimmung eines Schwerpunkts der Signalintensitätsverteilung in den Einzelbildern umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei das Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte ein Integrieren einer allgemeinen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule in eine zur Schwächungskorrektur von PET-Bilddatensätzen genutzte globale Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts umfasst, wobei das Integrieren der allgemeinen Schwächungskarte eine Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte anhand der Referenzformen der Spulenelemente umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Kalibrierungsprozess folgende Schritte umfasst: - Aufnehmen von mehreren Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätzen von zumindest einem Trainingsobjekt mit zumindest einer Oberflächenspule, wobei die zumindest eine Oberflächenspule zur Aufnahme der einzelnen Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze an unterschiedlichen Positionen bezüglich eines Bezugspunkts des Magnetresonanz-PET-Geräts und/oder eines Bezugspunkts des Trainingsobjekts positioniert wird, - Durchführen einer Hauptkomponentenanalyse unter Verwendung der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze als Eingangsdaten, und - Ausgeben der Trainingsdaten, welche Ergebnisse der Hauptkomponentenanalyse umfassen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Aufnehmen der mehreren Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze ein schrittweises Verschieben der zumindest einen Oberflächenspule zur Aufnahme der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze in zumindest einer Raumrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei zwischen dem Aufnehmen der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze und dem Durchführen der Hauptkomponentenanalyse ein Aufbereiten der Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze erfolgt und die Hauptkomponentenanalyse unter Verwendung der aufbereiteten Magnetresonanz-Trainingsbilddatensätze als Eingangsdaten durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der positionsabhängigen Schwächungskarte ein Integrieren einer allgemeinen Schwächungskarte der zumindest einen Oberflächenspule in eine zur Schwächungskorrektur von PET-Bilddatensätzen genutzte globale Schwächungskarte des Magnetresonanz-PET-Geräts umfasst, wobei das Integrieren der allgemeinen Schwächungskarte eine Registrierung der allgemeinen Schwächungskarte anhand der rekonstruierten Position der zumindest einen Oberflächenspule umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rekonstruieren der Position der zumindest einen Oberflächenspule eine Verwendung von Informationen eines Aufbau und/ oder einer Geometrie der zumindest einen Oberflächenspule und/oder einer Beschaffenheit eines während der Magnetresonanz-PET-Untersuchung untersuchten Untersuchungsobjekts umfasst.
Magnetresonanz-PET-Gerät mit einer Recheneinheit, wobei das Magnetresonanz-PET-Gerät dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11 auszuführen.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Magnetresonanz-PET-Geräts ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Magnetresonanz-PET-Geräts ausgeführt wird.