DE102014215956A1

DE102014215956A1 - Verfahren zum Magnetresonanz-Fingerprinting

Info

Publication number: DE102014215956A1
Application number: DE102014215956.3A
Authority: DE
Inventors: David Grodzki; Stefan Huwer; Esther Raithel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-02-18
Also published as: US20160097830A1

Abstract

Um eine Berücksichtigung einer Bewegung eines Untersuchungsobjekts bei einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode zu ermöglichen, wird ein Verfahren zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts vorgeschlagen, welches folgende Verfahrensschritte umfasst: – Erfassen von mehreren Magnetresonanz-Rohbildern eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode, – Generieren von mehreren Magnetresonanz-Signalverläufen aus den Magnetresonanz-Rohbildern, wobei die mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe über verschiedene Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet werden, – Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei mit jedem Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufen ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters verknüpft ist, – Bestimmen einer mittels einer Bewegungskorrektur bewegungskorrigierten Gewebeparameterkarte anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs und – Bereitstellen der Gewebeparameterkarte.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts und ein Magnetresonanzgerät.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper einer Untersuchungsperson, insbesondere eines 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 können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.
Aus der Schrift Ma et al., „Magnetic Resonance Fingerprinting", Nature, 495, 187–192 (14 March 2013) ist eine Magnetresonanz-Fingerprinting Methode bekannt, mittels welcher quantitative Werte von Gewebeparametern eines Untersuchungsobjekts bestimmt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine auf eine Bewegung des Untersuchungsobjekts abgestimmte Magnetresonanz-Fingerprinting Methode zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

– Erfassen von mehreren Magnetresonanz-Rohbildern eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode,
– Generieren von mehreren Magnetresonanz-Signalverläufen aus den Magnetresonanz-Rohbildern, wobei die mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe über verschiedene Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet werden,
– Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei mit jedem Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufen ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters verknüpft ist,
– Bestimmen einer mittels einer Bewegungskorrektur bewegungskorrigierten Gewebeparameterkarte anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs und
– Bereitstellen der Gewebeparameterkarte.

Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson oder ein Phantom sein. Das Bereitstellen der Gewebeparameterkarte kann eine Ausgabe der Gewebeparameterkarte für einen Benutzer auf einer Anzeigeeinheit umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Bereitstellen der Gewebeparameterkarte ein Abspeichern der Gewebeparameterkarte auf einer Datenbank umfassen. Insbesondere umfasst die Gewebeparameterkarte eine ortsaufgelöste Verteilung des Werts des zumindest einen Gewebeparameters in einem Untersuchungsbereich. Der zumindest eine Gewebeparameter charakterisiert vorteilhafterweise eine physikalische Eigenschaft eines Gewebes des Untersuchungsobjekts, von welchem der Magnetresonanz-Signalverlauf erfasst wurde. Insbesondere kann der zumindest eine Gewebeparameter eine Reaktion des Gewebes auf eine Hochfrequenz-Anregung quantifizieren. Ein Gewebe des Untersuchungsobjekts kann beispielsweise ein Hirngewebe, ein Knochengewebe, ein Fettgewebe, ein Muskelgewebe, usw. sein. Selbstverständlich können auch Gewebeparameter für andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Gewebearten des Untersuchungsobjekts bestimmt werden.
Der zumindest eine Gewebeparameter kann von einem oder mehreren der folgenden Gewebeparameter gebildet werden: eine T1-Relaxationszeit, eine T2-Relaxationszeit, ein Diffusionswert (beispielsweise ein scheinbarer Diffusionskoeffizient, apparent diffusion coefficient, ADC), ein Magnetisierungsmoment, eine Protonendichte, eine Resonanzfrequenz, eine Konzentration eines Stoffs, eine Temperatur, usw. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Gewebeparameter denkbar. Es können auch mehrere Werte von verschiedenen Gewebeparametern bestimmt werden, wobei hierbei eine beliebige Kombination der genannten Gewebeparameter denkbar ist.
Das Erfassen der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder des Untersuchungsbereichs umfasst typischerweise für jedes Magnetresonanz-Rohbild der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder ein Erfassen von mehreren ortsaufgelösten Magnetresonanz-Signalwerten. Diese Signalwerte liegen insbesondere in einem Bildbereich eines Untersuchungsbereichs. Die Signalwerte liegen insbesondere nicht in einem k-Raum vor. Die Magnetresonanz-Rohbilder sind dabei typischerweise nicht dazu bestimmt, beispielsweise auf einer Anzeigeeinheit, bereitgestellt zu werden. Die Magnetresonanz-Rohbilder sind insbesondere dazu ausschließlich bestimmt, als Eingangsdaten zum Bestimmen der Gewebeparameterkarte verwendet zu werden. Die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode umfasst insbesondere, dass für das Erfassen der verschiedenen Magnetresonanz-Rohbilder verschiedene Aufnahmeparameter gesetzt werden. Die Aufnahmeparameter können dabei in einer pseudorandominisierten Weise variiert werden. Somit können auch die mehreren generierten Magnetresonanz-Signalverläufe einen pseudorandominisierten Verlauf der Magnetresonanz-Signale darstellen. Mögliche Aufnahmeparameter, welche bei der Akquisition der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder verändert werden, sind beispielsweise eine Echozeit, eine Ausbildung und/oder Anzahl von Hochfrequenz-Pulsen, eine Ausbildung und/oder Anzahl von Gradientenpulsen, eine Diffusionskodierung usw. Die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder können dabei während mehreren Repetitionszeiten erfasst werden, wobei jeweils ein Magnetresonanz-Rohbild der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder während einer Repetitionszeit der mehreren Repetitionszeiten erfasst werden kann. Damit werden die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder insbesondere zeitlich aufeinanderfolgend, insbesondere in einem definierten Zeitraster, aufgenommen. Die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder weisen dabei insbesondere ein gleiches Aufnahmevolumen (field of view, FOV) auf. So stellen die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder insbesondere eine zeitliche Entwicklung der aufgenommenen Magnetresonanz-Signale in dem Aufnahmevolumen dar.
Über die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder werden dann insbesondere mehrere ortsabhängige Magnetresonanz-Signalverläufe generiert. Die verschiedenen Magnetresonanz-Signalverläufe werden dabei insbesondere jeweils über korrespondierende Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder generiert. Ein Magnetresonanz-Signalverlauf der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe kann somit angeben, wie sich ein Signalwert eines Voxels der mehreren Voxel über die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder verändert. Jeder Magnetresonanz-Signalverlauf gibt somit insbesondere eine Veränderung von aufgenommenen Magnetresonanz-Signalwerten über die Zeitdauer des Erfassens der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder an. Eine Zeitauflösung der Magnetresonanz-Signalverläufe ist dabei insbesondere durch einen zeitlichen Abstand des Erfassens von zwei Magnetresonanz-Rohbildern der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet.
Insbesondere sind den verschiedenen Datenbank-Signalverläufen jeweils ein unterschiedlicher Wert des zumindest einen Gewebeparameters zugeordnet. Ein Datenbank-Signalverlauf stellt insbesondere den bei der Magnetresonanz-Fingerprinting-Methode zu erwartenden Signalverlauf dar, wenn eine Probe, deren Wert des zumindest einen Gewebeparameters dem zugehörigen Datenbankwert entspricht, untersucht wird. Die Datenbank-Signalverläufe können beispielsweise in einer Kalibrierungsmessung ermittelt werden und/oder simuliert werden.
Die Magnetresonanz-Fingerprinting-Methode sieht dann typischerweise vor, dass ein Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe zu dem Magnetresonanz-Signalverlauf anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs zugeordnet wird. Dabei kann insbesondere derjenige Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe dem Magnetresonanz-Signalverlauf zugeordnet werden, welcher die größte Ähnlichkeit mit dem Magnetresonanz-Signalverlauf aufweist. Die Ähnlichkeit kann dabei beispielsweise in einer Korrelationsanalyse ermittelt werden. Der zu dem zugeordneten Datenbank-Signalverlauf gehörende Datenbankwert des zumindest einen Gewebeparameters kann dann als gemessener Wert des zumindest einen Gewebeparameters gesetzt werden. Die an verschiedenen Stellen im Untersuchungsbereich gemessenen Werte des zumindest einen Gewebeparameters können dann in der Gewebeparameterkarte hinterlegt werden. Die Gewebeparameterkarte ist somit insbesondere ortsaufgelöst ausgebildet. Der anhand des Signalvergleichs bestimmte Wert des zumindest einen Gewebeparameters stellt dann insbesondere einen tatsächlichen Messwert dar, während die Datenbankwerte des zumindest einen Gewebeparameters virtuelle Werte des zumindest einen Gewebeparameters darstellen. Dass die Datenbankwerte virtuelle Werte darstellen bedeutet hierbei insbesondere, dass die Datenbankwerte nicht mit bei der konkreten Untersuchung des Untersuchungsobjekts bestimmt werden, sondern bereits zuvor in der Datenbank vorliegen.
Den Datenbank-Signalverläufen können auch jeweils mehrere Datenbankwerte von mehreren Gewebeparametern zugeordnet sein. Dann können mittels eines Signalvergleichs mehrere Werte des zumindest einen Gewebeparameters gleichzeitig bestimmt werden. Es ist lediglich das Erfassen von einem einzelnen Magnetresonanz-Signalverlauf für ein Voxel des Untersuchungsbereichs nötig, um alle Werte der mehreren Gewebeparameter mittels der Magnetresonanz-Fingerprinting-Methode für den Voxel zu bestimmen. Für eine detailliertere Beschreibung einer exemplarischen Funktionsweise einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode wird auf die eingangs zitierte Schrift von Ma et al. verwiesen.
Das zeitlich aufeinanderfolgende Erfassen der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, über welche die Magnetresonanz-Signalverläufe generiert werden, kann die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode anfällig für eine Bewegung des Untersuchungsobjekts machen. Die Bewegung des Untersuchungsobjekts kann dabei insbesondere zwischen dem Erfassen von zwei Magnetresonanz-Rohbildern der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder stattfinden. Beispielsweise kann eine Atembewegung und/oder Herzbewegung des Untersuchungsobjekts vorliegen. Auch können willkürliche Bewegungen von Gliedmaßen des Untersuchungsobjekts vorliegen. Die Bewegung des Untersuchungsobjekts kann zu bewegungsinduzierten Abweichungen in den generierten Magnetresonanz-Signalverläufen führen. Dies kann dann insbesondere zu Problemen beim Signalvergleich der aufgrund der Bewegung veränderten Magnetresonanz-Signalverläufen mit den Datenbank-Signalverläufen führen, da den Datenbank-Signalverläufen typischerweise keine Bewegungsinformation zugrundeliegt. Dies kann zu fehlerhaften Zuordnungen des zumindest einen Gewebeparameters führen. Dies kann wiederum zu einer Verschlechterung einer Aussagekraft der Gewebeparameterkarte führen. Dabei spielt die Bewegung des Untersuchungsobjekts bei der Magnetresonanz-Fingerprinting Methode insbesondere dann eine größere Rolle, wenn die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder über einen längeren Zeitraum aufgenommen werden.
Ein Teil einer Bewegung des Untersuchungsobjekts kann bei dem Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit den Datenbank-Signalverläufen kompensiert werden. Hierbei kann es beispielsweise auf die Sensitivität eines bei dem Signalvergleich eingesetzten Mustererkennungs-Algorithmus bezüglich Bewegung ankommen. Trotzdem wird bei dieser Art der Bewegungskompensation während des Signalvergleichs ein Teil des Magnetresonanz-Signalverlaufs unberücksichtigt bleiben, was zu einer Verringerung einer Genauigkeit der bestimmte Werte des zumindest einen Gewebeparameters führt.
Daher wird nun vorgeschlagen, eine dedizierte Bewegungskorrektur während des Magnetresonanz-Fingerprinting Verfahrens einzusetzen. Diese dedizierte Bewegungskorrektur geht dabei insbesondere über eine mögliche implizite Bewegungskorrektur beim Magnetresonanz-Signalvergleich hinaus. Vorteilhafterweise ist Bewegungskorrektur entkoppelt vom Magnetresonanz-Signalvergleich. Das bedeutet insbesondere, dass Bewegungskorrektur nicht während dem Signalvergleich, welcher zum Bestimmen der Werte des zumindest einen Gewebeparameters für die Gewebeparameterkarte eingesetzt wird, erfolgt.
Für die Bewegungskorrektur werden in den folgenden Abschnitten zwei Möglichkeiten vorgestellt: Die Bewegungskorrektur kann entweder auf zumindest ein Magnetresonanz-Rohbild oder auf zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlauf angewandt werden. Es ist auch denkbar, dass sowohl die Magnetresonanz-Rohbilder als auch die Magnetresonanz-Signalverläufe bewegungskorrigiert werden. So kann zunächst zumindest ein Magnetresonanz-Rohbild bewegungskorrigiert werden und dann noch der auf Grundlage des bewegungskorrigierten zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds generierte Magnetresonanz-Signalverlauf bewegungskorrigiert werden. Das zumindest eine bewegungskorrigierte Magnetresonanz-Rohbild und/oder der zumindest eine bewegungskorrigierte Magnetresonanz-Signalverlauf kann somit weiter verarbeitet werden. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Möglichkeiten zur Bewegungskorrektur denkbar.
Derart ist eine auf eine Bewegung des Untersuchungsobjekts abgestimmte Magnetresonanz-Fingerprinting Methode möglich. Die dedizierte Bewegungskorrektur kann dabei zu einer verbesserten Berücksichtigung der Bewegung des Untersuchungsobjekts führen als wenn lediglich implizit bei dem Signalvergleich eine Bewegung des Untersuchungsobjekts berücksichtigt wird. Die vorgeschlagene Bewegungskorrektur führt vorteilhafterweise zu einer Erhöhung der Genauigkeit bei dem Signalvergleich, so dass genauere Werte des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt werden können. Somit können die Qualität und Aussagekraft der Gewebeparameterkarte erhöht werden. Gleichzeitig wird die Robustheit des Magnetresonanz-Fingerprinting Verfahrens verbessert. Es ist beispielsweise mittels der vorgeschlagenen Bewegungskorrektur möglich, den Magnetresonanz-Signalverlauf richtig zuzuordnen, selbst wenn keine ausreichend langen Zeitintervalle ohne eine Bewegung des Untersuchungsobjekts vorliegen. Auch können mit der vorgeschlagenen Methode rigide und nicht-rigide Bewegungen des Untersuchungsobjekts kompensiert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein Teil der Bewegungskorrektur vor dem Verfahrensschritt des Signalvergleichs erfolgt. Es kann auch die gesamte Bewegungskorrektur vor dem Signalvergleich erfolgen. Somit kann der Signalvergleich anhand der bewegungskorrigierten Magnetresonanz-Signalverläufe erfolgen. So kann beispielsweise der passende Datenbank-Signalverlauf dem Magnetresonanz-Signalverlauf im Signalverlauf zugeordnet werden. Der zu dem Magnetresonanz-Signalverlauf passende Datenbank-Signalverlauf ist dabei insbesondere derjenige Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe, welcher auf einem gleichen Gewebe basiert wie der Magnetresonanz-Signalverlauf.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungskorrektur eine Korrektur einer während des Erfassens der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder auftretenden Bewegung des Untersuchungsobjekts umfasst. So kann die relevante Bewegung des Untersuchungsobjekts, welche während der Datenerfassung vorliegt, bewegungskorrigiert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungskorrektur eine Rohbild-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Rohbilds der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder umfasst. Die Rohbild-Bewegungskorrektur umfasst dabei insbesondere eine Bewegungskorrektur eines Bildinhalts des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds. So findet die Rohbild-Bewegungskorrektur typischerweise im zweidimensionalen oder dreidimensionalen Raum statt.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Rohbild-Bewegungskorrektur auf das zumindest eine Magnetresonanz-Rohbild zumindest teilweise vor dem Verfahrensschritt des Generierens der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe angewandt wird. So kann das zumindest eine bewegungskorrigierte Magnetresonanz-Rohbild in das Generieren der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe eingehen. Es können auch alle Magnetresonanz-Rohbilder bewegungskorrigiert werden. Werden nur ein Teil der Magnetresonanz-Rohbilder in der Rohbild-Bewegungskorrektur bewegungskorrigiert, so kann der Magnetresonanz-Signalverlauf gleichzeitig über die nichtbewegungskorrigierten und die bewegungskorrigierten Magnetresonanz-Rohbilder generiert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungskorrektur eine Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Signalverlaufs der Magnetresonanz-Signalverläufe umfasst. Die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur umfasst dabei insbesondere eine Bewegungskorrektur des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs nach der Generierung des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs. Derart wird bei der Signalverlaufs-Bewegungskorrektur typischerweise der zumindest eine eindimensionale Magnetresonanz-Signalverlauf bewegungskorrigiert
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest teilweise auf den zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlauf vor dem Verfahrensschritt des Signalvergleichs angewandt wird. So kann der Signalvergleich unter Verwendung des in der Signalverlaufs-Bewegungskorrektur bewegungskorrigierten zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgen. So kann ein Ergebnis des Signalvergleichs verbessert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass anhand einer Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder ein erwarteter Wert des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird, wobei die Bewegungskorrektur unter Verwendung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters erfolgt. Der zu erwartender Wert des zumindest einen Gewebeparameters ist insbesondere einem zu erwartenden Signalverlauf zugeordnet. Ist der zu erwartende Signalverlauf ein bestimmter Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe, so ist insbesondere der zu erwartende Wert des zumindest einen Gewebeparameters der dem bestimmten Datenbank-Signalverlauf zugeordnete Datenbankwert des zumindest einen Gewebeparameters. So kann alternativ oder zusätzlich zum erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters auch ein erwarteter Signalverlauf bestimmt werden. Die Bewegungskorrektur kann dann auch unter Berücksichtigung des erwarteten Signalverlaufs erfolgen. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher basierend auf einem ersten Teil der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder bestimmt wird, kann eine Schätzung für einen weiteren Wert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher auf Grundlage eines zweiten Teils der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder bestimmt wird, bieten. Weicht dieser weitere Wert des zumindest einen Gewebeparameters von dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters, beispielsweise wegen einer Bewegung des Untersuchungsobjekts ab, so kann diese Bewegung derart kompensiert werden, dass der weitere Wert des zumindest einen Gewebeparameters an den erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters angepasst wird. Es können dabei insbesondere mehrere erwartete Werte des zumindest einen Gewebeparameters für verschiedene Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder generiert werden. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters kann eine Schätzung für einen Messwert des zumindest einen Gewebeparameters sein, welche auf Grundlage eines ersten Teils der Magnetresonanz-Rohbilder erstellt wird. Der zu erwartende Wert des zumindest einen Gewebeparameter kann, insbesondere in Zusammenhang mit einer Standardabweichung des zu erwartenden Werts des zumindest einen Gewebeparameters, einen Bereich festlegen, in welchem ein Messwert des zumindest einen Gewebeparameters ohne Einfluss einer Bewegung des Untersuchungsobjekts zu erwarten ist. Insgesamt stellt der zu erwartende Wert des zumindest einen Gewebeparameters einen vorteilhaften Ausgangspunkt und/oder einen vorteilhaften Eingangsparameter zum Durchführen der Bewegungskorrektur dar.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bestimmung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters ein Generieren eines Teil-Signalverlaufs über die Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, einen Teil-Signalvergleich des Teil-Signalverlaufs mit den korrespondierenden Teilen der mehreren Datenbank-Signalverläufe und ein Bestimmen des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Ergebnisses des Teil-Signalvergleichs umfasst. Korrespondierende Teilbereiche von zwei Signalverläufen sind dabei insbesondere diejenigen Teilbereiche der zwei Signalverläufe, welche ein gleiches Start-Magnetresonanz-Rohbild und End-Magnetresonanz-Rohbild aufweisen. Das Start-Magnetresonanz-Rohbild und das End-Magnetresonanz-Rohbild legen dabei insbesondere denjenigen Abschnitt der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder fest, über welchen der Signalverlauf gebildet wird. Der Teil-Signalvergleich ist dabei insbesondere entkoppelt von dem Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit den Datenbank-Signalverläufen. Vorteilhafterweise ist der Teil-Signalvergleich vor dem Beginn des Signalvergleichs abgeschlossen. Vorteilhafterweise wird für das Generieren des Teil-Signalverlaufs eine Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder verwendet, bei deren Erfassen nur eine geringe Bewegung des Untersuchungsobjekts vorliegt. Die Größe der Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder wird dabei vorteilhafterweise klein genug gewählt, dass eine Bewegung des Untersuchungsobjekts nur einen kleinen Einfluss hat. Gleichzeitig wird die Größe der Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder vorteilhafterweise groß genug gewählt, dass eine hinreichend genaue Bestimmung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters erfolgen kann. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters ist dann insbesondere derjenige Datenbankwert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher mit dem im Teil-Signalvergleich ermittelten Datenbank-Signalverlauf verknüpft ist. So verläuft die Bestimmung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters insbesondere analog zu der eingangs beschriebenen Bestimmung der Gewebeparameterkarte, mit dem Unterschied, dass nur jeweils korrespondierende Abschnitte der Signalverläufe betrachtet werden. So kann besonders einfach ein zuverlässiger Wert zumindest einen Gewebeparameters bestimmt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur umfasst: Gewebeparameter-Vergleich eines auf Grundlage eines Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmten Werts des zumindest einen Gewebeparameters mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters und Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs anhand des Ergebnisses des Gewebeparameter-Vergleichs. Eine diesem Teilbereich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs zugrunde liegende Teilmenge der Magnetresonanz-Rohbilder ist dabei insbesondere anders ausgebildet als die Teilmenge der Magnetresonanz-Rohbilder, welcher dem Teil-Signalverlauf zugrunde liegt. Die dem Teilbereich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs zugrunde liegende Teilmenge der Magnetresonanz-Rohbilder ist vorteilhafterweise disjunkt von der dem Teil-Signalverlauf zugrunde liegende Teilmenge der Magnetresonanz-Rohbilder ausgebildet. Der Teil-Signalverlauf kann derart zum Bestimmen des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters verwendet werden. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters kann dann zur Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs verwendet werden. Der Gewebeparameter-Vergleich umfasst vorteilhafterweise eine Bestimmung einer Abweichung des bestimmten Werts des zumindest einen Gewebeparameters vom erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters. Liegt eine Abweichung der Werte des zumindest einen Gewebeparameters vor, so kann diese durch eine Bewegung des Untersuchungsobjekts bedingt sein. So können Teilbereiche des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs identifiziert werden, welche einen von einem erwarteten Signalverlauf abweichenden Signalverlauf aufweisen. Solche Teilbereiche des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs werden insbesondere abweichende Teilbereiche genannt. Diese abweichenden Teilbereiche können dann korrigiert werden. Beispielsweise ist es denkbar, die abweichenden Teilbereiche bei dem folgenden Signalvergleich nicht zu berücksichtigen. Besonders vorteilhafterweise kann die Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs ein Ersetzen oder Entfernen des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs umfassen, wenn bei dem Gewebeparametervergleich eine Abweichung festgestellt wird. So kann der Signalvergleich unter Verwendung einer größeren Datengrundlage durchgeführt werden und eine verbesserte Gewebeparameterkarte bestimmt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs unter Verwendung eines Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgt, welcher in einer räumlichen Umgebung des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs erfasst worden ist. Insbesondere kann ein im vorherigen Abschnitt beschriebener abweichender Teilbereich in dieser Weise korrigiert werden. Der Teilbereich kann dabei derart korrigiert werden, dass er durch einen korrespondierenden Abschnitt des Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs ersetzt wird. So kann der Teilbereich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs durch einen korrespondierenden Ersatz-Teilbereich des Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs ersetzt werden. Ein auf Grundlage des Ersatz-Teilbereichs bestimmter Wert des zumindest einen Gewebeparameters stimmt dann insbesondere besser mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters überein als ein auf Grundlage des Teilbereichs bestimmter Wert des zumindest einen Gewebeparameters. Zur räumlichen Umgebung des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs können insbesondere mehrere potentielle Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverläufe zählen, welche in einem maximalen räumlichen Abstand zum Magnetresonanz-Signalverlauf erfasst worden sind. Dieser maximale Abstand kann durch eine typische zu erwartende Bewegung des Untersuchungsobjekts bestimmt sein. So kann bei einer zu kompensierenden flachen Atembewegung des Untersuchungsobjekts der maximale Abstand kleiner sein als bei einer zu kompensierenden Bewegung einer Gliedmaße des Untersuchungsobjekts. Innerhalb dieses maximalen Abstands kann dann der Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlauf der mehreren potentiellen Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverläufe bestimmt werden, welcher am besten zur Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs geeignet ist. Für die Bestimmung des geeigneten Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs kann wieder ein Teil-Signalvergleich mit dem zum erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters verknüpften erwarteten Datenbank-Signalverlauf durchgeführt werden. Eine einmal bestimmte räumliche Transformationsvorschrift zur Abbildung eines Teilbereichs eines Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs auf den Teilbereich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs kann auch für eine Korrektur von anderen Magnetresonanz-Signalverläufen verwendet werden. So kann der Teilbereich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs besonders effektiv korrigiert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Rohbild-Bewegungskorrektur umfasst: ein Erkennen einer ersten Positionierung des Untersuchungsobjekts in einem ersten Magnetresonanz-Rohbild der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, ein Erkennen einer zweiten Positionierung des Untersuchungsobjekts in dem zumindest einen Magnetresonanz-Rohbild und eine Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds anhand der erkannten ersten Positionierung und zweiten Positionierung. Die in den folgenden Abschnitten beschriebene Rohbild-Bewegungskorrektur kann unabhängig von der in den vorherigen Abschnitten beschriebenen Signalverlaufs-Bewegungskorrektur eingesetzt werden. Alternativ kann die in den folgenden Abschnitten beschriebene Rohbild-Bewegungskorrektur kombiniert mit der in den vorherigen Abschnitten beschriebenen Signalverlaufs-Bewegungskorrektur eingesetzt werden. Die Positionierung des Untersuchungsobjekts kann beispielsweise mittels einer Kantenerkennung und/oder unter Verwendung von auf gegenseitiger Information basierten Optimierungsansätzen (mutual information based optimization) bestimmt werden. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Verfahren zur Bestimmung der Positionierung des Untersuchungsobjekts denkbar. Insbesondere wird die Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds derart durchgeführt, dass die Positionierung des Untersuchungsobjekts im transformierten zumindest einen Magnetresonanz-Rohbild an die erste Positionierung des Untersuchungsobjekts angepasst wird. Die Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds kann mittels einer rigiden Registrierung unter Verwendung einer Rotationsmatrix und einer Translationsmatrix erfolgen. Diese Vorgehensweise ist vor allem bei einer rigiden Körperbewegung, beispielsweise eines Kopfs und/oder Gehirns des Untersuchungsobjekts, und/oder bei einer großen Anzahl von Schichten des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds vorteilhaft. Es kann auch eine nicht-rigide Registrierung zur Bestimmung der Transformation durchgeführt werden, um beispielsweise eine Bewegung eines Magens des Untersuchungsobjekts zu korrigieren. Die Korrektur einer Veränderung einer Positionierung des Untersuchungsobjekts kann auch eine Korrektur von einer Veränderung von einer Positionierung von Organen des Untersuchungsobjekts umfassen. Das so transformierte Magnetresonanz-Rohbild kann bei der Generierung des Magnetresonanz-Signalverlaufs verwendet werden. So kann der Magnetresonanz-Signalverlauf besonders vorteilhaft auf eine Veränderung einer Positionierung des Untersuchungsobjekts während des Erfassens der Magnetresonanz-Rohbilder abgestimmt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds unter Verwendung einer Transformationsvorschrift erfolgt, wobei die Transformationsvorschrift anhand der erkannten ersten Positionierung, der zweiten Positionierung und anhand des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird. Dafür erfolgt die Bestimmung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters insbesondere vor der Rohbild-Bewegungskorrektur. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters kann einen besonders vorteilhaften zusätzlichen Parameter bei der Bestimmung der Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds darstellen. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters kann so bei der Rohbild-Bewegungskorrektur eingesetzt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters in einen bei der Bestimmung der Transformationsvorschrift verwendeten Regularisierungsterm derart eingeht, dass ein weiterer Wert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher auf Grundlage eines unter Verwendung des transformierten zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds generierten Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmt wird, möglichst genau mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters übereinstimmt. Derart kann die Transformationsvorschrift zur Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds ermittelt werden. Es ist denkbar, dass der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters als Strafterm in den Regularisierungsterm eingeht. Der Strafterm kann beispielsweise aufgrund einer Bewegung des Untersuchungsobjekts eingeführte Abweichung eines bestimmten Werts des zumindest einen Gewebeparameters vom erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters bestrafen. So kann eine solche Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds verhindert werden. Gleichermaßen kann hier auf Grundlage des mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters verknüpften erwarteten Datenbank-Signalverlaufs ein signalverlaufsbasiertes Ähnlichkeitsmaß zur Bestimmung der Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds eingesetzt werden. So können die Rohbild-Bewegungskorrektur und die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur besonders vorteilhaft integriert durchgeführt werden. Gleichzeitig ist es denkbar zur Vorhersage einer Bewegung des Untersuchungsobjekts ein Bewegungsmodell des Untersuchungsobjekts einzuführen.
Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Magnetresonanzgerät mit einer Rohbilderfassungseinheit, einer Recheneinheit und einer Bereitstellungseinheit, wobei die Recheneinheit eine Signalverlaufsgenerierungseinheit, einer Signalvergleichseinheit, eine Bestimmungseinheit und eine Bewegungskorrektureinheit umfasst, wobei das Magnetresonanzgerät dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Das Magnetresonanzgerät ist somit dazu ausgebildet, ein Verfahren zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts auszuführen. Die Rohbilderfassungseinheit ist zum Erfassen von mehreren Magnetresonanz-Rohbildern eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode ausgebildet. Die Signalverlaufsgenerierungseinheit ist zum Generieren von mehreren Magnetresonanz-Signalverläufen aus den Magnetresonanz-Rohbildern, wobei die mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe über verschiedene Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet werden, ausgebildet. Die Signalvergleichseinheit ist zum Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei mit jedem Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufen ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters verknüpft ist, ausgebildet. Die Bestimmungseinheit ist zu einem Bestimmen einer Gewebeparameterkarte anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs ausgebildet. Die Bewegungskorrektureinheit ist dabei dazu ausgebildet, eine Bewegungskorrektur der Gewebeparameterkarte derart durchzuführen, dass die Gewebeparameterkarte bewegungskorrigiert ist. Die Bereitstellungseinheit ist zum Bereitstellen der Gewebeparameterkarte ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass zumindest ein Teil der Bewegungskorrektur vor dem Verfahrensschritt des Signalvergleichs erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Bewegungskorrektur eine Korrektur einer während des Erfassens der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder auftretenden Bewegung des Untersuchungsobjekts umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Bewegungskorrektur eine Rohbild-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Rohbilds der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Rohbild-Bewegungskorrektur auf das zumindest eine Magnetresonanz-Rohbild zumindest teilweise vor dem Verfahrensschritt des Generierens der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe angewandt wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Bewegungskorrektur eine Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Signalverlaufs der Magnetresonanz-Signalverläufe umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest teilweise auf den zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlauf vor dem Verfahrensschritt des Signalvergleichs angewandt wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass anhand einer Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder ein erwarteter Wert des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird, wobei die Bewegungskorrektur unter Verwendung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sind die Signalverlaufsgenerierungseinheit, die Signalvergleichseinheit und die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Bestimmung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters ein Generieren eines Teil-Signalverlaufs über die Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, einen Teil-Signalvergleich des Teil-Signalverlaufs mit den korrespondierenden Teilen der mehreren Datenbank-Signalverläufe und ein Bestimmen des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Ergebnisses des Teil-Signalvergleichs umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sind die Signalvergleichseinheit und die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur umfasst:

– Gewebeparameter-Vergleich eines auf Grundlage eines Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmten Werts des zumindest einen Gewebeparameters mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters und
– Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs anhand des Ergebnisses des Gewebeparameter-Vergleichs.

Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs unter Verwendung eines Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgt, welcher in einer räumlichen Umgebung des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs erfasst worden ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Rohbild-Bewegungskorrektur umfasst:

– ein Erkennen einer ersten Positionierung des Untersuchungsobjekts in einem ersten Magnetresonanz-Rohbild der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder,
– ein Erkennen einer zweiten Positionierung des Untersuchungsobjekts in dem zumindest einen Magnetresonanz-Rohbild und
– eine Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds anhand der erkannten ersten Positionierung und zweiten Positionierung.

Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass die Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds unter Verwendung einer Transformationsvorschrift erfolgt, wobei die Transformationsvorschrift anhand der erkannten ersten Positionierung, der zweiten Positionierung und anhand des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts ist die Bewegungskorrektureinheit derart ausgebildet, dass der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters in einen bei der Bestimmung der Transformationsvorschrift verwendeten Regularisierungsterm derart eingeht, dass ein weiterer Wert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher auf Grundlage eines unter Verwendung des transformierten zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds generierten Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmt wird, möglichst genau mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters übereinstimmt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts 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 Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
4 ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 stellt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 schematisch dar. 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 Untersuchungsobjekts 15, im vorliegenden Fall 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. 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 Recheneinheit 24 auf. Die Recheneinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanz-Bilder können auf einer Bereitstellungseinheit 25, im vorliegenden Fall einer Anzeigeeinheit 25, des Magnetresonanzgeräts 11 für einen Benutzer bereitgestellt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Recheneinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
Die Recheneinheit 24 umfasst im dargestellten Fall eine Signalverlaufsgenerierungseinheit 33, eine Signalvergleichseinheit 34, eine Bestimmungseinheit 35 und eine Bewegungskorrektureinheit 36. Die Bewegungskorrektureinheit 36 kann insbesondere eine nicht dargestellte Rohbild-Bewegungskorrektureinheit und/oder eine nicht dargestellte Signalverlaufs-Bewegungskorrektureinheit umfassen.
Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst weiterhin eine Rohbilderfassungseinheit 32. Die Rohbilderfassungseinheit 32 wird im vorliegenden Fall von der Magneteinheit 13 zusammen mit der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und der Gradientensteuereinheit 28 gebildet. Das Magnetresonanzgerät 11 ist somit zusammen mit der Rohbilderfassungseinheit 32, der Recheneinheit 24 und der Bereitstellungseinheit 25 zur Ausführung 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.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts 15 unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts 15.
In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfasst die Rohbilderfassungseinheit 32 mehrere Magnetresonanz-Rohbilder eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts 15 mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode. Die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode beinhaltet dabei insbesondere, dass bei der Aufnahme der Magnetresonanz-Rohbilder pseudorandominisiert veränderte Aufnahmeparameter eingesetzt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt ein Generieren von mehreren Magnetresonanz-Signalverläufen über die Magnetresonanz-Rohbilder mittels der Signalverlaufsgenerierungseinheit 33, wobei die mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe über verschiedene Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet werden. Insbesondere wird dabei über jedes Voxel der Magnetresonanz-Rohbilder ein Signalverlauf über die mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet.
In einem weiteren Verfahrensschritt 44 führt die Signalvergleichseinheit 34 einen Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen durch, wobei mit jedem Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufen ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters verknüpft ist. Die Datenbank ist dabei insbesondere im Sinne eines Datenaustauschs mit der Recheneinheit 24 verbunden. Jedem der Datenbank-Signalverläufe ist typischerweise ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters zugeordnet. Die Magnetresonanz-Signalverläufe werden exemplarisch mit jedem der Datenbank-Signalverläufe verglichen. Der Signalvergleich kann mittels eines gängigen Mustererkennungsverfahrens und/oder durch eine Korrelationsanalyse erfolgen. Bei dem Signalvergleich wird für jeden Vergleich dann ein Vergleichsparameter ausgegeben, welcher den Grad der Übereinstimmung der Magnetresonanz-Signalverläufe mit den Datenbank-Signalverläufen charakterisiert.
In einem weiteren Verfahrensschritt 45 bestimmt eine Bestimmungseinheit 35 eine bewegungskorrigierte Gewebeparameterkarte anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs. Dafür ist eine Bewegungskorrektur der Gewebeparameterkarte mittels der Bewegungskorrektureinheit 36 erfolgt. In der bewegungskorrigierten Gewebeparameterkarte ist dann eine während des Erfassens der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder erfolgte Bewegung des Untersuchungsobjekts 15 berücksichtigt. Der Inhalt der Gewebeparameterkarte wird exemplarisch derart bestimmt, dass für jeden Magnetresonanz-Signalverlauf ein passender Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe ermittelt wird Der passende Datenbank-Signalverlauf weist dabei insbesondere die größte Übereinstimmung mit dem Magnetresonanz-Signalverlauf auf. Ein mit dem passenden Datenbank-Signalverlauf verknüpfte Datenbankwert des zumindest einen Gewebeparameters kann dann in die Gewebeparameterkarte eingefügt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 46 erfolgt ein Bereitstellen der Gewebeparameterkarte mittels der Bereitstellungseinheit 25. Im gezeigten Fall erfolgt ein Anzeigen der Gewebeparameterkarte, wobei die Bereitstellungseinheit 25 als Anzeigeeinheit ausgebildet ist. Es ist auch denkbar, dass die Gewebeparameterkarte in einer Datenbank abgespeichert wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts 15 unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts 15.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 2, wobei bezüglich gleich bleibender Verfahrensschritte auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 2 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Verfahrensschritte sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
Die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 42, 44, 45, 46 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 2 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
Im in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel wird die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs beschrieben. Es ist auch denkbar, dass die in 3 gezeigte Signalverlaufs-Bewegungskorrektur kombiniert mit der in 4 dargestellten Rohbild-Bewegungskorrektur eingesetzt wird.
Auf den weiteren Verfahrensschritt 42 folgt ein weiterer Verfahrensschritt 43 erfolgen, bei welchem die Bewegungskorrektureinheit 36 eine Bewegung des Untersuchungsobjekts 15 während dem Erfassen der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder mittels einer Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Signalverlaufs der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe berücksichtigt.
Im gezeigten Fall erfolgt die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur vollständig vor einem Signalvergleich in einem weiteren Verfahrensschritt 42. So wird die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur auf den zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlauf vor dem Signalvergleich im weiteren Verfahrensschritt 42 angewandt. Die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur kann auch nur zumindest teilweise vor dem Signalvergleich erfolgen. Die gezeigte Anordnung des zweiten optionalen Verfahrensschritts 43 ist als nur exemplarisch anzusehen, auch wenn sie wie gezeigt besonders vorteilhaft ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt 47 erfolgt eine Bestimmung eines erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand einer Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder mittels der Bewegungskorrektureinheit 36. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters wird insbesondere für jedes Voxel des Magnetresonanz-Rohbilds bestimmt. An dieser Stelle wird exemplarisch die Bestimmung eines Werts des zumindest einen Gewebeparameters für ein Voxel beschrieben.
Dazu wird in einem ersten Unterschritt 47a des weiteren Verfahrensschritts 47 für dieses Voxel ein Teil-Signalverlauf über die Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder bestimmt. Dieser Teil-Signalverlauf stellt dabei insbesondere einen Abschnitt des am Voxel erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs dar.
In einem zweiten Unterschritt 47b des weiteren Verfahrensschritts 47 erfolgt ein Teil-Signalvergleich des Teil-Signalverlaufs mit den korrespondierenden Teilen der mehreren Datenbank-Signalverläufe. Für den Teil-Signalvergleich werden Abschnitte der Datenbank-Signalverläufe eingesetzt. In dem Teil-Signalvergleich kann ein passender Datenbank-Signalverlauf ermittelt werden, dessen Abschnitt beispielsweise am besten mit dem Teil-Signalverlauf korreliert.
In einem dritten Unterschritt 47c des weiteren Verfahrensschritts 47 wird der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters für dieses Voxel anhand des Ergebnisses des Teil-Signalvergleichs bestimmt. Insbesondere kann der mit dem passenden Datenbank-Signalverlauf verknüpfte Datenbankwert des zumindest einen Gewebeparameters als erwarteter Wert des zumindest einen Gewebeparameters gesetzt werden.
Dieser Vorgang kann für jedes Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder wiederholt werden, so dass für jedes Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder ein erwarteter Wert des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird. Es ist auch vorteilhaft, für ein einzelnes Voxel mehrere erwartete Werte des zumindest einen Gewebeparameters auf Grundlage von verschiedenen Teilmengen der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder zu bestimmen. So können anhand eines Schiebefensters (sliding windows) jeweils aufeinanderfolgende Magnetresonanz-Rohbilder zur Bestimmung von verschiedenen Werten des zumindest einen Gewebeparameters hinzugezogen werden. Es ist auch alternativ oder zusätzlich denkbar, dass ein erwarteter Wertebereich des zumindest einen Gewebeparameters auf Grundlage einer statistischen Modellierung, beispielsweise unter Verwendung einer iterativen gaußschen Schätzung von Erwartungswert und Standardabweichung des erwarteten Gewebeparameters, bestimmt wird. Um verbesserte Schätzungen des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters zu erhalten ist es auch denkbar, dass eine Filterung der Schätzung, beispielsweise mittels eines Kalmanfilters, erfolgt.
Die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur im weiteren Verfahrensschritt 43 erfolgt unter Berücksichtigung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters.
Dazu erfolgt in einem ersten Unterschritt 43a des weiteren Verfahrensschritts 43 ein Gewebeparameter-Vergleich eines auf Grundlage eines Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmten Werts des zumindest einen Gewebeparameters mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters. Hierbei kann beispielsweise festgestellt werden, ob der auf Grundlage des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmter Wert des zumindest einen Gewebeparameters mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters übereinstimmt oder diesem zumindest ähnelt. Ist dies nicht der Fall, so kann die Abweichung aufgrund einer Bewegung des Untersuchungsobjekts 15 vorliegen.
So kann in einem zweiten Unterschritt 43b des weiteren Verfahrensschritts 43 eine Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs anhand des Ergebnisses des Gewebeparameter-Vergleichs erfolgen. Beispielsweise kann der Teilbereich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs bei einem folgenden Signalvergleich des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs mit den Datenbank-Signalverläufen zum Bestimmen der Gewebeparameterkarte ausgenommen werden.
Es ist jedoch besonders vorteilhaft, dass die Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs unter Verwendung eines Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgt, welcher in einer räumlichen Umgebung des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs erfasst worden ist. So kann in einem dritten Teilschritt 43c des weiteren Verfahrensschritts 43 der Teilbereich des Magnetresonanz-Signalverlaufs durch einen korrespondierenden Teilbereich des Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs ersetzt werden. So kann beispielsweise eine räumliche Zuordnung des Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs auf den zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlauf erfolgen. Diese räumliche Zuordnung kann beispielsweise durch eine Translationsvorschrift beschrieben werden. Diese einmal bestimmte Translationsvorschrift kann auch verwendet werden, um andere Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverläufe auf andere Magnetresonanz-Signalverläufe abzubilden, um Teilbereiche der anderen Magnetresonanz-Signalverläufe zu korrigieren.
Der so bewegungskorrigierte zumindest eine Magnetresonanz-Signalverlauf kann dann im weiteren Verfahrensschritt 44 mit den Datenbank-Signalverläufen zum Bestimmen eines Werts der Gewebeparameterkarte verglichen werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Magnetresonanz-Fingerprinting eines Untersuchungsobjekts 15 unter Berücksichtigung einer Bewegung des Untersuchungsobjekts 15.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 2, wobei bezüglich gleich bleibender Verfahrensschritte auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 2 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Verfahrensschritte sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
Die in 4 gezeigte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 42, 44, 45, 46 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 4 gezeigte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens den Verfahrensschritt 47 mit seinen Unterschritten 47a, 47b, 47c aus der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 3. Zusätzlich umfasst die in 4 gezeigte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 4 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 2 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 4 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen
Im in 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel wird die Rohbild-Bewegungskorrektur des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds beschrieben. Es ist auch denkbar, dass die in 4 gezeigte Rohbild-Bewegungskorrektur kombiniert mit der in 3 dargestellten Signalverlaufs-Bewegungskorrektur eingesetzt wird.
Auf den ersten Verfahrensschritt 40 folgt ein weiterer Verfahrensschritt 41 folgen, bei welchem die Bewegungskorrektureinheit 36 eine Bewegung des Untersuchungsobjekts während dem Erfassen der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder mittels einer Rohbild-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Rohbilds der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder berücksichtigt. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass sowohl die Rohbild-Bewegungskorrektur im ersten optionalen Verfahrensschritt 41 als auch die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur im zweiten optionalen Verfahrensschritt 43 erfolgt.
Im gezeigten Fall erfolgt die Rohbild-Bewegungskorrektur vollständig vor einem Signalvergleich in einem weiteren Verfahrensschritt 42. So wird die Rohbild-Bewegungskorrektur auf das zumindest eine Magnetresonanz-Rohbild vor dem Generieren der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe im weiteren Verfahrensschritt 42 angewandt. Die Rohbild-Bewegungskorrektur kann auch nur zumindest teilweise vor dem Signalvergleich erfolgen. Die gezeigte Anordnung des ersten optionalen Verfahrensschritts 41 ist als nur exemplarisch anzusehen, auch wenn sie wie gezeigt besonders vorteilhaft ist. Die Rohbild-Bewegungskorrektur kann dabei insbesondere eine Bewegungskorrektur eines Bildinhalts der Magnetresonanz-Rohbilder umfassen.
Die Rohbild-Bewegungskorrektur im weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt unter Berücksichtigung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters. Der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters wird dabei im weiteren Verfahrensschritt 47 beispielsweise mittels einer in 3 beschriebenen Methode bestimmt.
Der weitere Verfahrensschritt 41 umfasst dabei einen ersten Unterschritt 41a, in welchem eine ersten Positionierung des Untersuchungsobjekts 15 in einem ersten Magnetresonanz-Rohbild der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, erkannt wird.
In einem zweiten Unterschritt 41b des weiteren Verfahrensschritts 41 wird eine zweite Positionierung des Untersuchungsobjekts 15 in dem zumindest einen Magnetresonanz-Rohbild, welches korrigiert werden soll, erkannt. Das erste Magnetresonanz-Rohbild ist dabei insbesondere in einer Phase von wenig Bewegung des Untersuchungsobjekts 15 aufgenommen worden. So kann es ein vorteilhaftes Referenzbild zur Korrektur der Bewegung in dem zumindest einen Magnetresonanz-Rohbild darstellen.
In einem dritten Unterschritt 41c des weiteren Verfahrensschritts 41 erfolgt dann eine Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds anhand der erkannten ersten Positionierung und der zweiten Positionierung. Mittels der Transformation kann das Magnetresonanz-Rohbild bewegungskorrigiert werden.
Die Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds erfolgt dabei unter Verwendung einer Transformationsvorschrift, wobei die Transformationsvorschrift in einem vierten Unterschritt 41d des weiteren Verfahrensschritts 41 anhand der erkannten ersten Positionierung, der erkannten zweiten Positionierung und anhand des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird.
Vorteilhaft ist es dabei, dass der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters in einem bei der Bestimmung der Transformationsvorschrift verwendeten Regularisierungsterm eingeht. Der Regularisierungsterm ist dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass ein weiterer Wert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher auf Grundlage eines unter Verwendung des transformierten zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds generierten Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmt wird, möglichst genau mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters übereinstimmt.
Selbstverständlich kann der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters auch auf eine andere Weise in die Bestimmung der Transformationsvorschrift eingehen. Beispielsweise kann auch ein signalverlaufsbasiertes Ähnlichkeitsmaß zum Bestimmen der Transformationsvorschrift verwendet werden. Das signalverlaufsbasierte Ähnlichkeitsmaß kann dabei auf einem mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters verknüpften erwarteten Datenbank-Signalverlauf basieren.
Das so bewegungskorrigierte zumindest eine Magnetresonanz-Rohbild kann in das Generieren der Magnetresonanz-Signalverläufe im weiteren Verfahrensschritt 42 eingehen.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Schrift Ma et al., „Magnetic Resonance Fingerprinting“, Nature, 495, 187–192 (14 March 2013) [0003]

Claims

Verfahren zum Magnetresonanz-Fingerprinting mit Bewegungskorrektur eines Untersuchungsobjekts, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Erfassen von mehreren Magnetresonanz-Rohbildern eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode, – Generieren von mehreren Magnetresonanz-Signalverläufen aus den Magnetresonanz-Rohbildern, wobei die mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe über verschiedene Voxel der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder gebildet werden, – Signalvergleich der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei mit jedem Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufen ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters verknüpft ist, – Bestimmen einer mittels einer Bewegungskorrektur bewegungskorrigierten Gewebeparameterkarte anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs und – Bereitstellen der Gewebeparameterkarte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil der Bewegungskorrektur vor dem Verfahrensschritt des Signalvergleichs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungskorrektur eine Korrektur einer während des Erfassens der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder auftretenden Bewegung des Untersuchungsobjekts umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungskorrektur eine Rohbild-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Rohbilds der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Rohbild-Bewegungskorrektur auf das zumindest eine Magnetresonanz-Rohbild zumindest teilweise vor dem Verfahrensschritt des Generierens der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe angewandt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungskorrektur eine Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest eines Magnetresonanz-Signalverlaufs der Magnetresonanz-Signalverläufe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur zumindest teilweise auf den zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlauf vor dem Verfahrensschritt des Signalvergleichs angewandt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand einer Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder ein erwarteter Wert des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird, wobei die Bewegungskorrektur unter Verwendung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Bestimmung des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters ein Generieren eines Teil-Signalverlaufs über die Teilmenge der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, einen Teil-Signalvergleich des Teil-Signalverlaufs mit den korrespondierenden Teilen der mehreren Datenbank-Signalverläufe und ein Bestimmen des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Ergebnisses des Teil-Signalvergleichs umfasst.
Verfahren nach Ansprüchen 6 und 8, wobei die Signalverlaufs-Bewegungskorrektur umfasst: – Gewebeparameter-Vergleich eines auf Grundlage eines Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmten Werts des zumindest einen Gewebeparameters mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters und – Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs anhand des Ergebnisses des Gewebeparameter-Vergleichs.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Korrektur des Teilbereichs des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs unter Verwendung eines Umgebungs-Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgt, welcher in einer räumlichen Umgebung des zumindest einen Magnetresonanz-Signalverlaufs erfasst worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Rohbild-Bewegungskorrektur umfasst: – ein Erkennen einer ersten Positionierung des Untersuchungsobjekts in einem ersten Magnetresonanz-Rohbild der mehreren Magnetresonanz-Rohbilder, – ein Erkennen einer zweiten Positionierung des Untersuchungsobjekts in dem zumindest einen Magnetresonanz-Rohbild und – eine Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds anhand der erkannten ersten Positionierung und zweiten Positionierung.
Verfahren nach Ansprüchen 8 und 12, wobei die Transformation des zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds unter Verwendung einer Transformationsvorschrift erfolgt, wobei die Transformationsvorschrift anhand der erkannten ersten Positionierung, der zweiten Positionierung und anhand des erwarteten Werts des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der erwartete Wert des zumindest einen Gewebeparameters in einen bei der Bestimmung der Transformationsvorschrift verwendeten Regularisierungsterm derart eingeht, dass ein weiterer Wert des zumindest einen Gewebeparameters, welcher auf Grundlage eines unter Verwendung des transformierten zumindest einen Magnetresonanz-Rohbilds generierten Magnetresonanz-Signalverlaufs bestimmt wird, möglichst genau mit dem erwarteten Wert des zumindest einen Gewebeparameters übereinstimmt.
Magnetresonanzgerät mit einer Rohbilderfassungseinheit, einer Recheneinheit und einer Bereitstellungseinheit, wobei die Recheneinheit eine Signalverlaufsgenerierungseinheit, einer Signalvergleichseinheit, eine Bestimmungseinheit und eine Bewegungskorrektureinheit umfasst, wobei das Magnetresonanzgerät dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.