DE102014204381A1

DE102014204381A1 - Verfahren zur Planung einer Brachytherapie Behandlung

Info

Publication number: DE102014204381A1
Application number: DE102014204381.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schmidt; David Grodzki
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: US20150258349A1; US10143853B2; DE102014204381B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Brachytherapie Behandlung umfassend folgende Verfahrensschritte:
– Erfassen von ersten Magnetresonanz-Bilddaten eines Patienten mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz, welche ein erstes Untersuchungsvolumen aufweist, wobei ein abzubildender Bereich des Patienten derart im ersten Untersuchungsvolumen positioniert ist, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest einen Applikator für die Brachytherapie, welcher sich im Patienten befindet, zumindest teilweise enthalten, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz erste Messparameter umfasst, welche zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen,
– Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten und
– Erstellen eines Bestrahlungsplans unter Verwendung der extrahierten Position des zumindest einen Applikators.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Brachytherapie Behandlung und ein Bestrahlungsplanungssystem.
Bei einer Brachytherapie, auch interne Strahlentherapie, Kurzdistanz-Strahlentherapie oder Therapie mit umschlossenen Strahlenquellen genannt, werden Strahlenquellen, welche radioaktive Substanzen umfassen, in einen Körper eines Patienten eingebracht, um lokal im Körper des Patienten Zielgewebe, beispielsweise Tumoren, durch Strahlung zu schädigen oder zu vernichten. Dabei kann die Strahlenbelastung für gesundes Gewebe des Körpers minimiert werden, weil die Strahlenquellen radioaktive Substanzen mit einer kurzen Strahlungsreichweite, beispielsweise Betastrahler oder Gammastrahler geringer Energie, enthalten können. Weiterhin erfolgt die Bestrahlung lokal von innerhalb des Körpers und muss nicht, wie beispielsweise bei einer externen Strahlentherapie mittels eines Linearbeschleunigers, erst von außerhalb des Körpers durch gesundes Gewebe zum Zielgewebe durchdringen. Die Strahlenquellen werden typischerweise mittels zumindest eines Applikators, insbesondere mittels mehreren Applikatoren, in den Körper eingeführt.
Für die Brachytherapie können permanent in den Körper implantierte Strahlenquellen verwendet werden. Diese permanent implantierten Strahlenquellen sind typischerweise mittels als Kapseln ausgebildeten Applikatoren, auch Seeds genannt, in der Nähe des Zielgewebes implantiert. Dieses Verfahren entspricht einer Brachytherapie mittels Strahlenquellen, welche eine niedrige Dosisleistung, typischerweise unter 2 Gray pro Stunde, aufweisen. Solch eine Brachytherapie wird auch Low-Dose-Rate-Brachytherapie (LDR-Brachytherapie) genannt.
Alternativ kann für die Brachytherapie auch zumindest ein als eine Hohlnadel und/oder Katheter ausgebildeter Applikator in den Körper in der Nähe des Zielgewebes implantiert sein. Durch diese können dann temporär Strahlenquellen, typischerweise mit einer hohen Dosisleistung, typischerweise größer als 12 Gray pro Stunde, geführt werden. Dieses Verfahren wird auch High-Dose-Rate-Brachytherapie (HDR-Brachytherapie) genannt.
Für eine Brachytherapie Behandlung wird, insbesondere wenn der zumindest eine Applikator in den Körper implantiert ist, typischerweise ein Bestrahlungsplan erstellt. Dieser Bestrahlungsplan sieht zum Beispiel vor, wie lange und/oder wie oft bei einer HDR-Brachytherapie die Strahlenquellen in der Nähe des Zielgewebes verweilen sollen. Alternativ oder zusätzlich kann der Bestrahlungsplan auch eine Empfehlung für eine Implantation weiterer Applikatoren, insbesondere bei einer LDR-Brachytherapie, vorsehen. Selbstverständlich kann der Bestrahlungsplan auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Maßnahmen vorsehen.
Für das Erstellen des Bestrahlungsplans ist typischerweise eine Dosisberechnung, insbesondere wenn der zumindest eine Applikator bereits in den Körper implantiert ist, erforderlich. Für die Dosisberechnung ist dabei eine, möglichst genaue, Kenntnis über die Position des zumindest einen Applikators, insbesondere in Bezug auf das Zielgewebe und/oder umliegendes Gewebe erforderlich. Umliegendes Gewebe kann beispielsweise nicht zur Bestrahlung vorgesehenes strahlenempfindliches Risikogewebe (organs at risk, OAR) sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Planung einer Brachytherapie Behandlung mittels Magnetresonanz-Bildgebung 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 Planung einer Brachytherapie Behandlung umfassend folgende Verfahrensschritte:

– Erfassen von ersten Magnetresonanz-Bilddaten eines Patienten mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz, welche ein erstes Untersuchungsvolumen aufweist, wobei ein abzubildender Bereich des Patienten derart im ersten Untersuchungsvolumen positioniert ist, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest einen Applikator für die Brachytherapie, welcher sich im Patienten befindet, zumindest teilweise enthalten, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz erste Messparameter umfasst, welche zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen,
– Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten und
– Erstellen eines Bestrahlungsplans unter Verwendung der extrahierten Position des zumindest einen Applikators.

Das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt dabei mittels eines Magnetresonanzgeräts und/oder einer Magnetresonanz-Bildgebungsmodalität eines kombinierten medizinischen Bildgebungsgeräts. Das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten wird auch Magnetresonanz-Bildgebung genannt. In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper des Patienten mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse, insbesondere Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenz-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten eines Untersuchungsvolumens können schließlich die gewünschten Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsvolumens rekonstruiert werden. Für eine bestimmte Magnetresonanz-Messung ist daher eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz, auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, insbesondere Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenpulsen in verschiedenen Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden.
Der zumindest eine Applikator befindet sich insbesondere bereits im Patienten. Somit befindet sich der zumindest eine Applikator insbesondere bereits vor Beginn des Erfassens der ersten Magnetresonanz-Bilddaten im Patienten. Insbesondere ist der zumindest eine Applikator in der Nähe oder direkt bei einem zu bestrahlenden Zielgewebe des Patienten positioniert. Der zumindest eine Applikator kann als Hohlnadel und/oder Katheter ausgebildet sein. Dann weist der zumindest eine Applikator typischerweise eine Umwandung auf, welche einen hohlen Innenbereich umgibt. Durch den zumindest einen Applikator können dann Strahlenquellen, insbesondere für eine HDR-Brachytherapie, geführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Applikator auch als Kapsel (Seed) ausgebildet sein, welche die Strahlenquellen enthält. Diese Art des zumindest einen Applikators ist dann typischerweise permanent in den Körper des Patienten für insbesondere eine LDR-Brachytherapie, implantiert.
Dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten den zumindest einen Applikator für die Brachytherapie zumindest teilweise enthalten, bedeutet insbesondere, dass zumindest ein Teil des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten dargestellt wird. Die ersten Magnetresonanz-Bilddaten können somit einen einzelnen Applikator, mehrere Applikatoren oder alle Applikatoren abbilden. Der zumindest eine Applikator kann dabei vollständig in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten abgebildet sein oder auch nur teilweise, wobei dann insbesondere derjenige Teil des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten dargestellt wird, welcher sich in der Nähe des Zielgewebes befindet.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass Computertomographie-Aufnahmen typischerweise eine relativ genaue Bestimmung der Positionen von Applikatoren für die Brachytherapie ermöglichen, allerdings typischerweise einen schlechten Weichteilkontrast aufweisen. In Magnetresonanz-Bilddaten, welche mittels Magnetresonanz-Sequenzen aufgenommen werden, liegt dagegen typischerweise ein sehr guter Weichteilkontrast vor, so dass beispielsweise besonders einfach Zielgewebe von umliegenden Gewebe in den Magnetresonanz-Bilddaten unterschieden werden kann. In üblichen Magnetresonanz-Sequenzen, welche beispielsweise einen anatomischen Kontrast aufweisen, sind jedoch die Applikatoren schwer zu erkennen, da die Applikatoren typischerweise eine Signalauslöschung bewirken und somit schwer von signalarmen Gewebe unterscheidbar sind. Somit ist in üblichen Magnetresonanz-Sequenzen ein automatisches Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators schwierig.
Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine erste Magnetresonanz-Sequenz mit ersten Messparametern zur Darstellung des zumindest einen Applikators verwendet wird, wobei die ersten Messparameter zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen. Vorteilhafterweise weist die erste Magnetresonanz-Sequenz derartige erste Messparameter auf, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten eine besonders vorteilhafte Darstellung des zumindest einen Applikators ermöglichen. Dafür kann die erste Magnetresonanz-Sequenz spezifisch zur Darstellung des Materials des zumindest einen Applikators, welches beispielsweise Metall sein kann, ausgebildet sein. Der zumindest eine Applikator kann sich somit in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten deutlich vom umliegenden Gewebe, beispielsweise dem Zielgewebe, abheben. Der zumindest eine Applikator kann auch einen derartigen Kontrast zum umliegenden Gewebe aufweisen, dass ein Randbereich des zumindest einen Applikators einen Kontrast zum umliegenden Gewebe aufweist.
Daher kann ein besonders einfaches Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen. Das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators kann insbesondere ein Bestimmen einer Lage und/oder einer Form und/oder einer Ausrichtung des zumindest einen Applikators umfassen. Zur Bestimmung der Lage des zumindest einen Applikators kann die erste Magnetresonanz-Sequenz entlang mehrerer Raumrichtungen gemessen werden. Anhand der Kenntnis über die Position des zumindest einen Applikators kann schließlich, insbesondere unter Hinzuziehung von anatomischen Bildinformationen, der Bestrahlungsplan erstellt werden. Der Bestrahlungsplan kann zusätzlich anhand der bekannten spezifischen Aktivität der zumindest einen Strahlenquelle, welche in den zumindest einen Applikator eingeführt werden soll oder bereits eingeführt ist, erstellt werden. Somit ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine besonders vorteilhafte Bestrahlungsplanung für die Brachytherapie mittels Magnetresonanz-Bildgebung möglich. Beispielsweise kann anhand der ermittelten Position des zumindest einen Applikators und einer Information über eine Dosisleistung einer sich im zumindest einen Applikator befindenden Strahlenquelle, eine Dosisverteilung bestimmt werden. Diese kann beispielsweise farbig einem anatomischen Bild überlagert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass zweite Magnetresonanz-Bilddaten des Patienten mittels einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz erfasst werden und das Erstellen des Bestrahlungsplans unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten durchgeführt wird. Somit wird dann vorteilhafterweise der Bestrahlungsplan sowohl anhand der ersten Magnetresonanz-Bilddaten, als auch anhand der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten erstellt. Die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten können dabei zusätzlich zu den ersten Magnetresonanz-Bilddaten wertvolle Zusatzinformationen bereitstellen, welche für das Erstellen des Bestrahlungsplans nützlich oder notwendig sind. Selbstverständlich können auch beliebig weitere, von den ersten Magnetresonanz-Bilddaten und den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten verschiedene, Magnetresonanz-Bilddaten erfasst werden, wobei dann das Erstellen des Bestrahlungsplans unter Verwendung der weiteren Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen kann.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die zweite Magnetresonanz-Sequenz ein zweites Untersuchungsvolumen aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass es zumindest teilweise mit dem ersten Untersuchungsvolumen übereinstimmt. Dies bedeutet insbesondere, dass das zweite Untersuchungsvolumen mit dem ersten Untersuchungsvolumen räumlich überlappt. Das zweite Untersuchungsvolumen entspricht vorteilhafterweise dem ersten Untersuchungsvolumen. Durch die Korrespondenz des ersten Untersuchungsvolumens und des zweiten Untersuchungsvolumens können besonders vorteilhaft die ersten Magnetresonanz-Bilddaten und die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten zum Erstellen des Bestrahlungsplans in Kombination verwendet werden. Der Überlapp des ersten Untersuchungsvolumens mit dem zweiten Untersuchungsvolumen kann dazu verwendet werden um die ersten Magnetresonanz-Bilddaten mit den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten räumlich abzustimmen. Somit kann anhand des Überlapps des ersten Untersuchungsvolumens mit dem zweiten Untersuchungsvolumen der zumindest eine Applikator in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten in einen räumlichen Bezug zu anatomischen Strukturen aus den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten gebracht werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die zweite Magnetresonanz-Sequenz zweite Messparameter umfasst, welche zu einem anatomischen Kontrast in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten führen. Dafür kann die zweite Magnetresonanz-Sequenz beispielsweise als Spin-Echo-Sequenz und/oder als Turbo-Spin-Echo-Sequenz und/oder als Gradienten-Echo-Sequenz und/oder als eine weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Pulssequenz ausgebildet sein. Die zweite Magnetresonanz-Sequenz ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass sie besser zum Darstellen der Anatomie des Patienten als zum Darstellen des sich im Patienten befindenden zumindest einen Applikators ausgebildet ist. Dafür kann die zweite Magnetresonanz-Sequenz beispielsweise einen besonders ausgeprägten Weichteilkontrast aufweisen. Somit kann beispielsweise der Kontrast zwischen Zielgewebe und umliegenden Gewebe in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten stärker ausgeprägt sein als in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten. In den mittels der zweiten Magnetresonanz-Sequenz aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten wird dann typischerweise der zumindest eine Applikator als Signalauslöschung und/oder als signalarmer Bereich, insbesondere ohne Kontrast oder nur mit sehr niedrigen Kontrast zu umliegenden Gewebe, dargestellt. Daher weisen die erste Magnetresonanz-Sequenz und die zweite Magnetresonanz-Sequenz vorteilhafterweise voneinander verschiedene Kontrastmechanismen auf.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten Zielgewebe segmentiert wird. Das Zielgewebe umfasst dabei insbesondere diejenigen Zielstrukturen im Körper des Patienten, welche mittels der Brachytherapie bestrahlt werden sollen. Zur Segmentierung des Zielgewebes in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten ist es insbesondere vorteilhaft, dass die zweite Magnetresonanz-Sequenz zweite Messparameter umfasst, welche zu einem anatomischen Kontrast, beispielsweise einem T1-gewichteten oder T2-gewichteten oder diffusionsgewichteten Kontrast, in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten führen. Somit stellt sich das Zielgewebe besonders deutlich in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten dar und kann somit besonders einfach in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten segmentiert werden. Selbstverständlich kann in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten auch Risikogewebe, welches bei der Bestrahlung vermieden werden soll und/oder besonders strahlenempfindlich ist, segmentiert werden. Die ersten Magnetresonanz-Bilddaten und die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten gehen somit insbesondere unterschiedlich in die Erstellung des Bestrahlungsplans ein. Während anhand der ersten Magnetresonanz-Bilddaten die Position des zumindest einen Applikators extrahiert wird, können die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten zum Segmentieren des Zielgewebes und/oder des Risikogewebes verwendet werden. Dem Zielgewebe kann dann eine Strahlendosis bei der Bestrahlungsplanung zugewiesen werden. Dem Risikogewebe kann bei der Bestrahlungsplanung eine Maximaldosis zugewiesen werden, welche bei der Brachytherapie nicht überschritten werden darf. Somit ergänzen sich die ersten Magnetresonanz-Bilddaten und die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten besonders vorteilhaft bei der Bestrahlungsplanung.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die ersten Messparameter zu einem hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen. Die ersten Messparameter können beispielsweise zu dem hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf Zielgewebe und/oder Risikogewebe führen. Das Vorliegen des hyperintensen Kontrasts des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe bedeutet insbesondere, dass der zumindest eine Applikator in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten heller, das heißt beispielsweise mit höheren Grauwerten und/oder höheren Signalstärken, als das umliegende Gewebe dargestellt wird. Die erste Magnetresonanz-Sequenz umfasst somit vorteilhafterweise solche erste Messparameter, dass der zumindest eine Applikator gezielt hell in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten dargestellt wird. Somit kann die Position des zumindest einen Applikators besonders einfach für das Erstellen des Bestrahlungsplans segmentiert werden. Der zumindest eine Applikator weist magnetische Eigenschaften auf, welche bekannt sein können. Die magnetischen Eigenschaften können beispielsweise Größe und/oder Form und/oder Zusammensetzung des zumindest einen Applikators umfassen. Somit können die ersten Messparameter der ersten Magnetresonanz-Sequenz auf die magnetischen Eigenschaften des zumindest einen Applikators abgestimmt sein. Dies kann beispielsweise bewirken, dass ein besonders vorteilhafter, beispielsweise optimierter, hyperintenser Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe vorliegt.
Damit der zumindest eine Applikator mit einem hyperintensen Kontrast dargestellt werden kann, ist die erste Magnetresonanz-Sequenz vorteilhafterweise eine sogenannte „White-Iron“ Magnetresonanz-Sequenz. Eine solche Magnetresonanz-Sequenz kann gezielt Bereiche des Untersuchungsvolumens, in denen das Magnetfeld verändert ist, beispielsweise aufgrund der Anwesenheit eines aus Metall bestehenden Applikators, mit einem hyperintensen Kontrast darstellen. Übrige Bereiche, beispielsweise umliegendes Gewebe wie Zielgewebe oder Risikogewebe, werden von einer „White-Iron“ Magnetresonanz-Sequenz typischerweise signalarm dargestellt. Ist die erste Magnetresonanz-Sequenz eine Gradientenecho-Sequenz, so kann die erste Magnetresonanz-Sequenz dafür vorteilhafterweise gezielte Gradientendephasierungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Magnetresonanz-Sequenz Eigenschaften gemäß der in dem folgenden zwei Abschnitten beschriebenen Ausführungsformen aufweisen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Magnetresonanz-Sequenz zumindest einen Wassersättigungspuls umfasst, welcher eine Sättigung von Wassergewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten bewirkt. Ein Sättigungspuls kann bewirken, dass ein Wert einer Magnetisierung, beispielsweise der Längsmagnetisierung, in einem Untersuchungsvolumen weitgehend auf null gesetzt wird. Ein Sättigungspuls ist dabei typischerweise gewebespezifisch, das heißt ein Sättigungspuls setzt nur die Magnetisierung einer bestimmten Gewebeart weitgehend auf null. Ein Sättigungspuls kann dafür einen Spoilergradient zur Dephasierung der Magnetisierung umfassen. Nach Anwendung eines Sättigungspulses liegt typischerweise nur noch eine Quermagnetisierung, insbesondere für die bestimmte Gewebeart, vor. Sättigungspulse können somit die Art des Gewebes selektieren, aus welchen Magnetresonanz-Signale aufgenommen werden können. Wassersättigungspulse können insbesondere die Längsmagnetisierung von Wassergewebe auf null setzen (sättigen). Insbesondere soll der zumindest eine Wassersättigungspuls die Magnetisierung von dem Wassergewebe sättigen, dessen Magnetisierung aufgrund eines Abstands zu dem zumindest einen Applikator unbeeinflusst von der Anwesenheit des zumindest einen Applikators ist. Dafür wird der zumindest eine Wassersättigungspuls bevorzugt resonant zu der Frequenz von ungestörtem Wassergewebe eingestrahlt. Somit führt der zumindest eine Wassersättigungspuls vorteilhafterweise zu einer Sättigung vom bezüglich des zumindest einen Applikators umliegenden Gewebe und somit zu einem, insbesondere hyperintensen, Kontrast zwischen dem zumindest einem Applikator und dem umliegenden Gewebe. Der zumindest eine Wassersättigungspuls ist ein vorteilhafter Bestandteil einer sogenannten „White-Iron“ Magnetresonanz-Sequenz und führt vorteilhafterweise zu dem hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe. Dafür wird der zumindest eine Wassersättigungspuls vorteilhafterweise kombiniert mit dem im folgenden Abschnitt beschriebenen zumindest einen Fettsättigungspuls eingesetzt.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Magnetresonanz-Sequenz zumindest einen Fettsättigungspuls umfasst, welcher eine Sättigung von Fettgewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten bewirkt. Fettsättigungspulse können insbesondere die Längsmagnetisierung von Fettgewebe auf null setzen (sättigen). Insbesondere führt eine erste Magnetresonanz-Sequenz mit dem zumindest einen besagten Wassersättigungspuls und dem zumindest einen Fettsättigungspuls zu dem besagten hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe. Mittels der Fettsättigung können Bildteile in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten gesättigt werden, welche Fettgewebe und somit keinen Applikator darstellen. Somit kann die Segmentierung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erleichtert werden. Der zumindest eine Fettsättigungspuls ist ein vorteilhafter Bestandteil einer sogenannten „White-Iron“ Magnetresonanz-Sequenz und führt vorteilhafterweise zu dem hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe. Dafür wird der zumindest eine Fettsättigungspuls vorteilhafterweise kombiniert mit dem im vorherigen Abschnitt beschriebenen zumindest einen Wassersättigungspuls eingesetzt.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten mehrere Schichtbilder umfassen und die ersten Messparameter zu einem Schichtabstand zwischen Schichtbildern der ersten Magnetresonanz-Bilddaten von zumindest 5 mm führen. Somit weisen die ersten Magnetresonanz-Bilddaten vorteilhafterweise einen großen Schichtabstand auf. Insbesondere die Position eines röhrenförmig und/oder nadelförmig ausgebildeten Applikators kann besonders einfach anhand der ersten Magnetresonanz-Bilddaten mit einem großen Schichtabstand, insbesondere von zumindest 5 mm, bestimmt werden. Auch können vorteilhafterweise zur Bestimmung der Position eines derart ausgebildeten Applikators auch nur wenige Schichten verwendet werden. Somit können die ersten Magnetresonanz-Bilddaten vorteilhafterweise mit einem geringen Messaufwand und/oder einer geringen Messzeit aufgenommen werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Segmentierung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Für die Segmentierung des zumindest einen Applikators können dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Segmentierungsalgorithmen, beispielsweise ein Region-Growing-Algorithmus, verwendet werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass in einer Datenbank eine Information über eine räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators hinterlegt ist, wobei das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels eines Abrufens und Verwendens der Information über die räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators erfolgt. Dafür kann die Größe und/oder Form des zumindest einen Applikators in der Datenbank hinterlegt sein. Werden verschiedene Applikatoren verwendet, so können die Größen und/oder Formen der verschiedenen Applikatoren in der Datenbank hinterlegt sein. Anhand der Darstellung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten kann erkannt werden, welcher Applikator der verschiedenen Applikatoren sich im Patienten befindet. Diese Erkennung kann automatisch und/oder durch Ausmessen der Darstellung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen. Selbstverständlich kann auch manuell mittels einer Eingabeeinheit ein Applikator der verschiedenen Applikatoren ausgewählt werden. Die Größe und/oder Form des erkannten und/oder ausgewählten zumindest einen Applikators können dann für das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators verwendet werden. Dem Benutzer kann auch ein Bild bereitgestellt werden, welches den zumindest einen Applikator anhand der in der Datenbank hinterlegten Größe und/oder Form des zumindest einen Applikators darstellt. Befinden sich mehrere Applikatoren im Patienten, so kann zum Extrahieren der Positionen der mehreren Applikatoren die Anzahl der Applikatoren in einem Teilbereich der ersten Magnetresonanz-Bilddaten anhand geometrischer Verzerrungen, beispielsweise einer Stärke der geometrischen Verzerrungen, der ersten Magnetresonanz-Bilddaten bestimmt werden.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Bestrahlungsplanungssystem, welches eine Schnittstelle und eine Recheneinheit mit einem Bildverarbeitungsmodul und einem Planungsmodul umfasst, wobei

– die Schnittstelle zum Erfassen von ersten Magnetresonanz-Bilddaten eines Patienten ausgebildet ist, wobei die ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz aufgenommen sind, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz ein erstes Untersuchungsvolumen aufweist, wobei ein abzubildender Bereich des Patienten derart im ersten Untersuchungsvolumen positioniert ist, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest einen Applikator für die Brachytherapie, welcher sich im Patienten befindet, zumindest teilweise enthalten, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz erste Messparameter umfasst, welche zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen,
– das Bildverarbeitungsmodul zum Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten ausgebildet ist und
– das Planungsmodul zum Erstellen eines Bestrahlungsplans unter Verwendung der extrahierten Position des zumindest einen Applikators ausgebildet ist.

Das Bildverarbeitungsmodul ist dabei derart auf die mittels der Schnittstelle erfassten ersten Magnetresonanz-Bilddaten abgestimmt, dass das Bildverarbeitungsmodul eine gezielte Analyse der ersten Magnetresonanz-Bilddaten zum Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators durchführen kann. Die Schnittstelle und die Recheneinheit mit dem Bildverarbeitungsmodul und dem Planungsmodul sind somit dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Eine Ausführungsform des Bestrahlungsplanungssystems sieht vor, dass das Bestrahlungsplanungssystem eine weitere Schnittstelle umfasst, welche dazu ausgebildet ist, zweite Magnetresonanz-Bilddaten des Patienten zu erfassen, welche mittels einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz aufgenommen sind und dass das Planungsmodul dazu ausgebildet ist, das Erstellen des Bestrahlungsplans unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten durchzuführen.
Vorteilhafterweise ist gemäß einer Ausführungsform des Bestrahlungsplanungssystems das Bildverarbeitungsmodul zur Verarbeitung der ersten Magnetresonanz-Bilddaten und/oder der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten ausgelegt. Vorteilhafterweise ist das Bildverarbeitungsmodul dafür auf die Charakteristika der ersten Magnetresonanz-Bilddaten und/oder der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten abgestimmt.
So kann die zweite Magnetresonanz-Sequenz ein zweites Untersuchungsvolumen aufweisen, welches derart ausgebildet ist, dass es zumindest teilweise mit dem ersten Untersuchungsvolumen übereinstimmt. Dann kann das Bildverarbeitungsmodul vorteilhafterweise eine Korrespondenz zwischen dem ersten Untersuchungsvolumen und dem zweiten Untersuchungsvolumen herstellen.
Eine mögliche Eigenschaft der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten ist, dass die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten einen anatomischen Kontrast aufweisen.
Das Bildverarbeitungsmodul kann in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten auch Zielgewebe segmentieren.
Eine mögliche Eigenschaft der ersten Magnetresonanz-Bilddaten ist, dass der zumindest einen Applikator in Bezug auf das umliegende Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten einen hyperintensen Kontrast aufweist. Die ersten Magnetresonanz-Bilddaten können auch eine Wassersättigung und/oder eine Fettsättigung aufweisen. Die ersten Magnetresonanz-Bilddaten können mehrere Schichtbilder mit einem Schichtabstand von zumindest 5 mm umfassen.
Eine Ausführungsform des Bestrahlungsplanungssystems, insbesondere des Bildverarbeitungsmoduls, sieht vor, dass das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Segmentierung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
Eine Ausführungsform des Bestrahlungsplanungssystems, insbesondere des Bildverarbeitungsmoduls, sieht vor, dass in einer Datenbank eine Information über eine räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators hinterlegt ist, wobei das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels eines Abrufens und Verwendens der Information über die räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators erfolgt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Bestrahlungsplanungssystems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module, insbesondere durch Hardware-Module, ausgebildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Bestrahlungsplanungssystem in einer schematischen Darstellung,
2 ein erfindungsgemäßes mit einem Magnetresonanzgerät verbundenes Bestrahlungsplanungssystem in einer schematischen Darstellung,
3 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
5 eine Darstellung von zweiten Magnetresonanz-Bilddaten und
6 eine Darstellung von ersten Magnetresonanz-Bilddaten.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes mit einem Magnetresonanzgerät 11 verbundenes Bestrahlungsplanungssystem 35 in einer schematischen Darstellung.
Das Bestrahlungsplanungssystem 35 umfasst eine Schnittstelle 36, sowie eine Recheneinheit 37 mit einem Bildverarbeitungsmodul 38 und einem Planungsmodul 39. Weiterhin umfasst das Bestrahlungsplanungssystem 35 eine Anzeigeeinheit 8 und eine Eingabeeinheit 9. Das Bestrahlungsplanungssystem 35 ist zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Die Schnittstelle 36 ist zum Erfassen von ersten Magnetresonanz-Bilddaten eines Magnetresonanzgeräts 11 ausgebildet. Das Bestrahlungsplanungssystem 35 kann auch eine weitere, nicht dargestellte, Schnittstelle zum Erfassen von zweiten Magnetresonanz-Bilddaten aufweisen. Das Bildverarbeitungsmodul 38 ist zum Verarbeiten der mittels der Schnittstelle 36 erfassten ersten Magnetresonanz-Bilddaten ausgebildet. Dafür ist das Bildverarbeitungsmodul 38 bezüglich eines Datenaustauschs mit der Schnittstelle 36 verbunden. Das Planungsmodul 39 ist zum Erstellen eines Bestrahlungsplans basierend auf einem Ergebnis des Bildverarbeitungsmoduls 38 ausgebildet. Dafür ist das Planungsmodul 39 bezüglich eines Datenaustauschs mit dem Bildverarbeitungsmodul 38 verbunden. Der Bestrahlungsplan kann schließlich auf der Anzeigeeinheit 8, beispielsweise einem Monitor, für einen Benutzer dargestellt werden und mittels der Eingabeeinheit 9, beispielsweise einer Tastatur, bearbeitet werden.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes mit einem Magnetresonanzgerät 11 verbundenes Bestrahlungsplanungssystem 35 in einer schematischen Darstellung. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 1, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 1 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Liegentisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist. Die Magneteinheit 13 ist mittels einer Gehäuseverkleidung 31 des Magnetresonanzgeräts nach außen abgeschirmt.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanz-Sequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. So ist die Hochfrequenzantenneneinheit 29 beispielsweise zum Aussenden von Wassersättigungspulsen und Fettsättigungspulsen ausgelegt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen, insbesondere aus dem Patienten 15, ausgebildet.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuereinheit 24 auf. Die Steuereinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie mittels der Steuereinheit 24 rekonstruierte Magnetresonanz-Bilddaten können auf einem nicht dargestellten Monitor des Magnetresonanzgeräts 11 für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 ein nicht dargestelltes Eingabemedium auf, mittels dessen Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuereinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 umfassen.
Rekonstruierte Magnetresonanz-Bilddaten können von der Steuereinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 zur Schnittstelle 36 des Bestrahlungsplanungssystems 35 übertragen werden und dann von der Schnittstelle 36 erfasst werden. Dafür ist die Schnittstelle 36 bezüglich eines Datenaustauschs mit dem Magnetresonanzgerät 11, insbesondere mit der Steuereinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11, verbunden. Das Bestrahlungsplanungssystem 35 kann dann die erfassten Magnetresonanz-Bilddaten als Grundlage für das Erstellen eines Bestrahlungsplans verwenden. Das Bestrahlungsplanungssystem 35 ist somit zusammen mit dem Magnetresonanzgerät 11 zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Planung einer Brachytherapie Behandlung. In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfasst ein Magnetresonanzgerät 11 erste Magnetresonanz-Bilddaten eines Patienten 15 mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz. Die erste Magnetresonanz-Sequenz weist ein erstes Untersuchungsvolumen auf, wobei ein abzubildender Bereich des Patienten 15 derart im ersten Untersuchungsvolumen positioniert ist, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest einen Applikator für die Brachytherapie, welcher sich im Patienten befindet, zumindest teilweise enthalten. Die erste Magnetresonanz-Sequenz umfasst erste Messparameter, welche zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 41 wird mittels eines Bildverarbeitungsmoduls 38 einer Recheneinheit 37 eines Bestrahlungsplanungssystems 35 die Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten extrahiert.
In einem weiteren Verfahrensschritt 42 wird mittels eines Planungsmoduls 39 der Recheneinheit 37 des Bestrahlungsplanungssystems 35 unter Verwendung der extrahierten Position des zumindest einen Applikators ein Bestrahlungsplan erstellt. Der Bestrahlungsplan kann dann beispielsweise auf der Anzeigeeinheit 8 des Bestrahlungsplanungssystems 35 angezeigt werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 3, wobei bezüglich gleich bleibender Verfahrensschritte auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 3 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleiche Verfahrensschritte sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
Die in 4 gezeigte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 41, 42 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 3. Zusätzlich umfasst die in 4 gezeigte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 4 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur ein Teil der in 3 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 4 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
Der erste Verfahrensschritt 40, das Erfassen der ersten Magnetresonanz-Bilddaten, umfasst einen ersten Unterschritt 40a, während welchem die ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels des Magnetresonanzgeräts 11 aufgenommen werden. Dabei führen die ersten Messparameter zu einem hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten. Dafür umfasst die erste Magnetresonanz-Sequenz zumindest einen Wassersättigungspuls, welcher eine Sättigung von Wassergewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten bewirkt. Weiterhin umfasst die erste Magnetresonanz-Sequenz zumindest einen Fettsättigungspuls, welcher eine Sättigung von Fettgewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten bewirkt. Der zumindest eine Wassersättigungspuls und der zumindest eine Fettsättigungspuls werden von der Hochfrequenzantenneneinheit 20 des Magnetresonanzgeräts 11 ausgesendet. Die ersten Magnetresonanz-Bilddaten umfassen mehrere Schichtbilder und die ersten Messparameter führen zu einem Schichtabstand zwischen Schichtbildern der ersten Magnetresonanz-Bilddaten von zumindest 5 mm.
Der erste Verfahrensschritt 40, das Erfassen der ersten Magnetresonanz-Bilddaten, umfasst einen zweiten Unterschritt 40b, während welchem die ersten Magnetresonanz-Bilddaten von der Steuereinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 zu einer Schnittstelle 36 des Bestrahlungsplanungssystems 35 übertragen werden und von der Schnittstelle 36 erfasst werden, damit sie vom Bestrahlungsplanungssystem 35 weiterverarbeitet werden können.
Der weitere Verfahrensschritt 41, das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators, umfasst einen ersten Unterschritt 41a, während welchem eine Segmentierung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Der weitere Verfahrensschritt 41, das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators, umfasst einen zweiten Unterschritt 41b, während welchem Informationen über die räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators aus einer Datenbank abgerufen und verwendet werden.
Weiterhin werden in einem weiteren Verfahrensschritt 43 mittels des Magnetresonanzgeräts 11 zweite Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz erfasst. Die zweite Magnetresonanz-Sequenz weist ein zweites Untersuchungsvolumen auf, welches derart ausgebildet ist, dass es zumindest teilweise mit dem ersten Untersuchungsvolumen übereinstimmt. Weiterhin umfasst die zweite Magnetresonanz-Sequenz zweite Messparameter, welche zu einem anatomischen Kontrast in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten führen. In einem weiteren Verfahrensschritt 44 werden die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer weiteren Schnittstelle vom Bestrahlungsplanungssystem 35 erfasst. Die Recheneinheit 37 des Bestrahlungsplanungssystems 35 segmentiert in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten Zielgewebe für die Brachytherapie-Bestrahlung. Dies ist in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten besonders einfach möglich, da diese einen anatomischen Kontrast aufweisen. Schließlich wird das Erstellen des Bestrahlungsplans im weiteren Verfahrensschritt 42 unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten, insbesondere anhand des segmentierten Zielgewebes, durchgeführt.
Somit ergänzen sich die ersten Magnetresonanz-Bilddaten und die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten vorteilhaft bei der Erstellung des Bestrahlungsplans.
Die in 3 und 4 gezeigten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vom Bestrahlungsplanungssystem 35 ausgeführt. Hierzu umfasst das Bestrahlungsplanungssystem 35 erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit des Bestrahlungsplanungssystems 35 gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software im Bestrahlungsplanungssystem 35 mittels einer Recheneinheit 37 des Bestrahlungsplanungssystems 35 ausgeführt wird.
5 zeigt eine Darstellung von zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50. Dabei dient 5 zur Veranschaulichung der Kontrastunterschiede zwischen Fettgewebe 52, 52a, Wassergewebe 53, 53a und Applikatoren 54, 54a in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50.
Die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50 weisen einen anatomischen Kontrast auf. In den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50 ist Fettgewebe 52 mit einem deutlichen Kontrast zu Wassergewebe 53 dargestellt. Die Applikatoren 54 sind lediglich als Signalauslöschung dargestellt und sind somit schwer vom Fettgewebe 52 und/oder Wassergewebe 53 unterscheidbar. Die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50 sind somit beispielsweise besonders vorteilhaft zur Segmentierung von Zielgewebe geeignet. Die Positionen der Applikatoren 54 lassen sich aufgrund des geringen Kontrasts nur schwer in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50 extrahieren.
6 zeigt eine Darstellung von ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51. Dabei dient 6 zur Veranschaulichung der Kontrastunterschiede zwischen Fettgewebe 52, 52a, Wassergewebe 53, 53a und Applikatoren 54, 54a in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51.
Die ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 weisen einen hyperintensen Kontrast der Applikatoren 54a in Bezug auf umliegendes Gewebe, beispielsweise Fettgewebe 52a und/oder Wassergewebe 53a auf. Die Applikatoren 54a sind somit in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 heller als das Fettgewebe 52a und/oder Wassergewebe 53a. Dies liegt daran, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz, welche zumindest einen Wassersättigungspuls und zumindest einen Fettsättigungspuls einsetzt, aufgenommen worden sind.
Spins in der unmittelbaren Nachbarschaft zu den Applikatoren 54a werden durch die Anwesenheit der Applikatoren 54a beeinflusst, so dass der zumindest eine Wassersättigungspuls und zumindest eine Fettsättigungspuls die Spins in der unmittelbaren Nachbarschaft zu den Applikatoren 54a nicht sättigen. Somit sättigen der zumindest eine Wassersättigungspuls und zumindest eine Fettsättigungspuls lediglich das Fettgewebe 52a und Wassergewebe 53a in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51. Somit werden die Applikatoren 54a in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 heller als das Fettgewebe 52a und/oder Wassergewebe 53a dargestellt.
Die Applikatoren 54a können aufgrund des hyperintensen Kontrasts besonders einfach in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 segmentiert werden und die Positionen der Applikatoren 54a können besonders einfach in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 bestimmt werden. Somit ergänzen sich die ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 und die zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50 besonders vorteilhaft für die Erstellung eines Bestrahlungsplans. In den ersten Magnetresonanz-Bilddaten 51 können nämlich die Positionen der Applikatoren 54a besonders einfach bestimmt werden und in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten 50 kann das Zielgewebe für die Bestrahlung, beispielsweise Fettgewebe 52, besonders einfach segmentiert werden.
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 Planung einer Brachytherapie Behandlung umfassend folgende Verfahrensschritte: – Erfassen von ersten Magnetresonanz-Bilddaten eines Patienten mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz, welche ein erstes Untersuchungsvolumen aufweist, wobei ein abzubildender Bereich des Patienten derart im ersten Untersuchungsvolumen positioniert ist, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest einen Applikator für die Brachytherapie, welcher sich im Patienten befindet, zumindest teilweise enthalten, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz erste Messparameter umfasst, welche zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen, – Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten und – Erstellen eines Bestrahlungsplans unter Verwendung der extrahierten Position des zumindest einen Applikators.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zweite Magnetresonanz-Bilddaten des Patienten mittels einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz erfasst werden und das Erstellen des Bestrahlungsplans unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Bilddaten durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite Magnetresonanz-Sequenz ein zweites Untersuchungsvolumen aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass es zumindest teilweise mit dem ersten Untersuchungsvolumen übereinstimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die zweite Magnetresonanz-Sequenz zweite Messparameter umfasst, welche zu einem anatomischen Kontrast in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten führen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2–4, wobei in den zweiten Magnetresonanz-Bilddaten Zielgewebe segmentiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Messparameter zu einem hyperintensen Kontrast des zumindest einen Applikators in Bezug auf das umliegende Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz zumindest einen Wassersättigungspuls umfasst, welcher eine Sättigung von Wassergewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten bewirkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz zumindest einen Fettsättigungspuls umfasst, welcher eine Sättigung von Fettgewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten bewirkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Magnetresonanz-Bilddaten mehrere Schichtbilder umfassen und die ersten Messparameter zu einem Schichtabstand zwischen Schichtbildern der ersten Magnetresonanz-Bilddaten von zumindest 5 mm führen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Segmentierung des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einer Datenbank eine Information über eine räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators hinterlegt ist, wobei das Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels eines Abrufens und Verwendens der Information über die räumliche Konfiguration des zumindest einen Applikators erfolgt.
Bestrahlungsplanungssystem, welches eine Schnittstelle und eine Recheneinheit mit einem Bildverarbeitungsmodul und einem Planungsmodul umfasst, wobei – die Schnittstelle zum Erfassen von ersten Magnetresonanz-Bilddaten eines Patienten ausgebildet ist, wobei die ersten Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer ersten Magnetresonanz-Sequenz aufgenommen sind, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz ein erstes Untersuchungsvolumen aufweist, wobei ein abzubildender Bereich des Patienten derart im ersten Untersuchungsvolumen positioniert ist, dass die ersten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest einen Applikator für die Brachytherapie, welcher sich im Patienten befindet, zumindest teilweise enthalten, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz erste Messparameter umfasst, welche zu einem Kontrast zwischen dem zumindest einen Applikator und umliegenden Gewebe in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten führen, – das Bildverarbeitungsmodul zum Extrahieren der Position des zumindest einen Applikators in den ersten Magnetresonanz-Bilddaten ausgebildet ist und – das Planungsmodul zum Erstellen eines Bestrahlungsplans unter Verwendung der extrahierten Position des zumindest einen Applikators ausgebildet ist.