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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten, ein Rechensystem und ein Computerprogrammprodukt
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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 Gradientenschaltungen ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse, beispielsweise 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.
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Für eine bestimmte Messung ist daher eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz, auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, beispielsweise Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenschaltungen 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.
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Dem Fachmann sind Magnetresonanz-Sequenzen, welche eine Dixon-Aufnahmetechnik zum Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten vorsehen, bekannt. Mittels der Dixon-Aufnahmetechnik können typischerweise ein Fettgewebe und Wassergewebe in einem Körper eines Untersuchungsobjekts getrennt visualisiert werden. Dabei macht sich die Dixon-Aufnahmetechnik unterschiedliche Resonanzfrequenzen von Protonen im Fettgewebe und Wassergewebe zunutze.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein besonders vorteilhaft auf ein Untersuchungsobjekt abgestimmtes Vorgehen zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten aus mittels einer Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Magnetresonanz-Messdaten anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
- – Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten eines Untersuchungsobjekts mittels einer Dixon-Aufnahmetechnik,
- – Bereitstellen eines Modells, welches Modelldaten umfasst, welche auf das Untersuchungsobjekt, von welchem die Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden, abgestimmt werden,
- – Rekonstruktion zumindest eines Gewebebilds aus den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung des auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modells, wobei das zumindest eine Gewebebild zumindest ein Fett-Bild und/oder zumindest ein Wasser-Bild umfasst.
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Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson oder ein Phantom sein. Das rekonstruierte zumindest eine Fett-Bild und/oder Wasser-Bild wird insbesondere bereitgestellt, also einem Benutzer auf einer Anzeigeeinheit angezeigt und/oder in einer Datenbank abgespeichert. Das zumindest eine Gewebebild stellt insbesondere zumindest ein bestimmtes Gewebe des Untersuchungsobjekts hervorgehoben dar. Das zumindest eine Fett-Bild stellt dabei insbesondere ein Fettgewebe des Untersuchungsobjekts hervorgehoben dar, wobei ein Wassergewebe des Untersuchungsobjekts unterdrückt ist. Das zumindest eine Wasser-Bild stellt dabei insbesondere ein Wassergewebe des Untersuchungsobjekts hervorgehoben dar, wobei ein Fettgewebe des Untersuchungsobjekts unterdrückt ist. Das zumindest eine Gewebebild kann auch weitere Gewebetypen abbilden. Im üblichen Fall umfasst das zumindest eine Gewebebild allerdings ausschließlich das zumindest eine Fett-Bild und/oder zumindest eine Wasser-Bild. Von diesem Fall soll im folgenden auch exemplarisch ausgegangen werden.
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Magnetresonanz-Messdaten können beispielsweise mittels Anlegen von Phasenkodiergradienten und Frequenzkodiergradienten und Aufnehmen der resultierenden Magnetresonanz-Signale mittels einer Hochfrequenz-Spule erfasst werden. Somit stehen die Magnetresonanz-Messdaten typischerweise nicht direkt für eine fachkundige Person zur Diagnose zur Verfügung. Vielmehr sieht das erfindungsgemäße Verfahren ein Vorgehen vor, wobei aus den erfassten Magnetresonanz-Messdaten zumindest ein Fett-Bild und/oder Wasser-Bild rekonstruiert wird, welches auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden kann und/oder einer fachkundigen Person zur Erstellung einer Diagnose zur Verfügung gestellt werden kann.
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Die Dixon-Aufnahmetechnik zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten ist vorteilhafterweise eine 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik. Die 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik ist aufgrund ihrer Geschwindigkeit und einer damit einhergehenden Unempfindlichkeit gegenüber Bewegungen des Untersuchungsobjekts üblicherweise eine bevorzugte Dixon-Aufnahmetechnik. So sieht die 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik insbesondere ein Erfassen von zumindest einem ersten Magnetresonanz-Bild (inphase Bild) mit einem phasengleichen Fett-Wasser-Signal und zumindest einem zweiten Magnetresonanz-Bild (opposed-phase bild) mit einem, insbesondere um 180° verschobenen, phasenverschobenen Fett-Wasser-Signal vor. Zum Erfassen des zumindest einen zweiten Magnetresonanz-Bilds kann beispielsweise ein anderer Auslesegradient als zum Erfassen des ersten Magnetresonanz-Bilds geschaltet werden, um die Phasenverschiebung zwischen dem Fett-Signal und Wasser-Signal zu erreichen. Das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild und das zumindest eine zweite Magnetresonanz-Bild können dann zusammen nachverarbeitet werden, damit zumindest ein Fett-Bild und/oder Wasser-Bild aus dem zumindest einem ersten Magnetresonanz-Bild und zumindest einem zweiten Magnetresonanz-Bild rekonstruiert werden kann. Die Nachverarbeitung des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und des zumindest einen zweiten Magnetresonanz-Bilds kann dabei eine, insbesondere gewichtete, Addition und/oder Subtraktion des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und des zumindest einen zweiten Magnetresonanz-Bilds vorsehen. Für die Nachverarbeitung des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und des zumindest einen zweiten Magnetresonanz-Bilds kann dabei eine Phasenkorrektur, auch Phase-Unwrapping genannt, des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und/oder des zumindest einen zweiten Magnetresonanz-Bilds nötig sein. Die 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik ist dabei dem Fachmann bekannt, so dass hier nicht genauer auf sie eingegangen werden soll.
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Es sei zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf die 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik eingeschränkt ist. Es können beispielsweise auch eine dem Fachmann bekannte 1-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik oder eine dem Fachmann bekannte 3-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik, welche ein Erfassen von drei Magnetresonanz-Bildern vorsieht, zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt werden. Weiterhin sei zu erwähnen, dass die Magnetresonanz-Messdaten insbesondere das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild und das zumindest eine zweite Magnetresonanz-Bild umfassen. Die Magnetresonanz-Messdaten umfassen insbesondere nicht das zumindest eine Fett-Bild und/oder das zumindest eine Wasser-Bild, welches aus den Magnetresonanz-Messdaten vielmehr rekonstruiert werden soll. Es sei auch darauf hingewiesen, dass das Modell vorteilhafterweise nicht bei der erwähnten Phasenkorrektur des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und des zumindest einen zweiten Magnetresonanz-Bilds eingesetzt wird. Das Modell soll vielmehr vorteilhafterweise zur Rekonstruktion des zumindest eines Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds aus dem zumindest einen phasenkorrigierten ersten Magnetresonanz-Bild und dem zumindest einen phasenkorrigierten zweiten Magnetresonanz-Bild eingesetzt werden. Vor der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds wird also insbesondere eine Phasenkorrektur der Magnetresonanz-Messdaten durchgeführt, wobei phasenkorrigierte Magnetresonanz-Messdaten erzeugt werden, wobei die Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds aus den phasenkorrigierten Magnetresonanz-Messdaten erfolgt.
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Das Bereitstellen des Modells kann ein Laden eines vorgegebenen Modells aus einer Datenbank umfassen, wobei dann die Modelldaten an das Untersuchungsobjekt angepasst werden. Das Bereitstellen des Modells kann auch ein Generieren des Modells, insbesondere auf Grundlage von vom Untersuchungsobjekt erfassten Untersuchungsobjekt-Parametern, umfassen. Die Modelldaten sind insbesondere spezifisch für das Untersuchungsobjekt, von welchem die Magnetresonanz-Bilddaten erfasst werden. Die Modelldaten können auch bereits auf das Untersuchungsobjekt, von welchem die Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden, abgestimmt sein. Die Modelldaten können dabei eine körperspezifische Eigenschaft abbilden, welche dem Untersuchungsobjekt zugeordnet ist. Die Modelldaten sind derart typischerweise verschieden für unterschiedliche Untersuchungsobjekte, welche mittels des Magnetresonanzgeräts untersucht werden. Die Modelldaten werden insbesondere von dem Untersuchungsobjekt erfasst, wenn das Untersuchungsobjekt innerhalb des Magnetresonanzgeräts zum Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten positioniert ist. Die Modelldaten können dabei einen Einfluss des Untersuchungsobjekts auf das Erfassen der Magnetresonanz-Bilddaten charakterisieren. So können die Modelldaten Randbedingungen festlegen, unter welchem die Magnetresonanz-Bilddaten erfasst werden.
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Allerdings werden die Modelldaten insbesondere nicht von einem Benutzer während eines Einstellens der Magnetresonanz-Sequenz vorgegeben. So sind die Modelldaten insbesondere verschieden zu Sequenzparametern der Magnetresonanz-Sequenz, welche typischerweise von einem Benutzer vorgegeben werden. So umfassen die Modelldaten beispielsweise nicht eine Einstellung eines Bildgebungsbereichs (Aufnahmevolumen, field of view, FOV) der Magnetresonanz-Sequenz, selbst wenn dieser Bildgebungsbereich an das Untersuchungsobjekt angepasst wurde.
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Das Modell mit den auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modelldaten kann als ein Eingangsparameter in einen Algorithmus eingehen, mittels welchem das zumindest eine Fett-Bild und/oder das zumindest eine Wasser-Bild rekonstruiert wird. Das zumindest eine Fett-Bild und/oder das zumindest eine Wasser-Bild kann auch innerhalb von zumindest einer Randbedingung rekonstruiert werden, wobei die zumindest eine Randbedingung vorteilhafterweise auf dem auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modell basiert. Die Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds aus den Magnetresonanz-Messdaten kann insbesondere unter Verwendung zumindest einer Zusatzinformation erfolgen, welche aus dem auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modell gewonnen wird.
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Vorteilhafterweise kann das auf das Untersuchungsobjekt abgestimmte Modell eine Information über eine Verteilung von verschiedenen Gewebetypen, insbesondere eines Fettgewebes und/oder eines Wassergewebes, des Untersuchungsobjekts umfassen. Derart kann die Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds besonders vorteilhaft auf dem Modell basieren, wie in einem der folgenden Abschnitte noch beschrieben. Insbesondere kann so eine Zuordnung von Fett-Signalen und/oder Wasser-Signalen zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung des Modells besonders vorteilhaft erfolgen. Dabei kann das auf das Untersuchungsobjekt abgestimmte Modell besonders vorteilhaft einen Ausgangspunkt darstellen, von welchem eine Zuordnung der Fett-Signale und/oder Wasser-Signale zu den Magnetresonanz-Messdaten ausgehen kann. Verschiedene Möglichkeiten, wie das auf das Untersuchungsobjekt abgestimmte Modell bei der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds verwendet werden kann, sind in folgenden Abschnitten beschrieben. Beispielsweise ist ein Vergleich von zumindest einem berechneten vorläufigen Fett-Bild und/oder Wasser-Bild mit dem Modell denkbar. Es ist auch denkbar, dass das Modell direkt in eine Wahrscheinlichkeitsberechnung einer Zuordnung von Fett-Signalen und/oder Wasser-Signalen eingeht.
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Dem erfindungsgemäßen Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass bei der Dixon-Aufnahmetechnik häufig eine eindeutige Zuordnung von Fett-Signalen und/oder Wasser-Signalen zu den Magnetresonanz-Messdaten unter ausschließlicher Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten fehlerbehaftet sein kann. Insbesondere bei der 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik ist oft eine eindeutige Trennung zwischen Fett-Signalen und Wasser-Signalen in den erfassten Magnetresonanz-Messdaten nicht möglich. Ein möglicher Grund dafür ist beispielsweise, dass die mittels der 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Magnetresonanz-Messdaten typischerweise lediglich zwei Magnetresonanz-Bilder umfassen, anhand welcher ein globaler Frequenzoffset und eine Frequenzverschiebung zwischen Fettsignalen und Wassersignalen nicht getrennt berücksichtigt werden können. Derart kann es bei einer herkömmlichen Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds unter alleiniger Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten zu falschen Zuordnungen von Fett-Signalen und/oder Wasser-Signalen zu den Magnetresonanz-Messdaten kommen. Beispielsweise kann eine falsche Zuordnungsentscheidung zu einer globalen Vertauschung des zumindest einen Fett-Bilds und zumindest einen Wasser-Bilds führen. Ein Grund hierfür kann ein unbekannter globaler Frequenzoffset und/oder Phasenoffset, welcher für alle Voxel der Magnetresonanz-Messdaten gilt, in den Magnetresonanz-Messdaten sein. Auch ist eine lokale, räumlich begrenzte Vertauschung von Fett-Signalen und Wasser-Signalen, beispielsweise aufgrund von lokalen Phaseninkonsistenzen, bei einer herkömmlichen Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds möglich. Diese kann möglicherweise sich, beispielsweise bei Verwendung eines Region-Growing-Algorithmus, in weitere Bildbereiche des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds fortpflanzen.
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Die Verwendung des auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modells bei der Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds kann eine, insbesondere eindeutige, Zuordnung von Fett-Signalen und/oder Wasser-Signalen zu den Magnetresonanz-Messdaten ermöglichen. Insbesondere kann mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens eine lokale Vertauschung von Wasser-Signalen und Fett-Signalen und/oder eine globale Vertauschung des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds zumindest teilweise, vorteilhafterweise größtenteils oder vollständig, vermieden werden. Derart kann eine Bildqualität und/oder eine Zuverlässigkeit des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds erhöht werden. Insbesondere können Artefakte in dem zumindest einen Fett-Bild und/oder Wasser-Bild reduziert werden, vorteilhafterweise komplett verhindert werden. Der fachkundige Betrachter des erfindungsgemäß rekonstruierten zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds kann sich besonders vorteilhaft darauf verlassen, dass das zumindest eine Fett-Bild und/oder das zumindest eine Wasser-Bild die richtige Gewebeart des Untersuchungsobjekts abbildet. Eine weitere, möglicherweise aufwändige, Konsistenzprüfung des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds kann besonders vorteilhaft entfallen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Modelldaten von weiteren Untersuchungsobjekten, welche von dem Untersuchungsobjekt verschieden sind, stammen, wobei die Modelldaten an das Untersuchungsobjekt angepasst werden. Die weiteren Untersuchungsobjekte umfassen insbesondere nicht das Untersuchungsobjekt, von welchem die Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden und an welches die Modelldaten angepasst werden sollen. Die Modelldaten sind insbesondere Modellbilddaten, welche von den weiteren Untersuchungsobjekten zuvor aufgenommen worden sind. Das heißt, dass die Modelldaten vorteilhafterweise eine Gewebeverteilung, insbesondere von Fettgewebe und/oder Wassergewebe, in den weiteren Untersuchungsobjekt beschreiben. Die Modelldaten, welche von den weiteren Untersuchungsobjekten stammen, können insbesondere als Atlas hinterlegt sein. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Modelldaten eine Mittelung über Bilddaten von mehreren weiteren Untersuchungsobjekten darstellen. Die Modelldaten, insbesondere der Atlas, können in einer zentralen Datenbank, welche mit mehreren Magnetresonanzgeräten hinsichtlich eines Datenaustauschs verbunden ist, oder in einer lokalen Datenbank, welche mit einem spezifischen Magnetresonanzgerät hinsichtlich eines Datenaustauschs verbunden ist, hinterlegt sein. Derart können für die Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds die Modelldaten, insbesondere der Atlas, aus der zentralen Datenbank oder der lokalen Datenbank geladen werden.
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Das Anpassen der Modelldaten an das Untersuchungsobjekt kann ein Registrieren und/oder Reformatieren und/oder Reskalieren der Modelldaten umfassen. Die Modelldaten werden vorteilhafterweise derart an das Untersuchungsobjekt angepasst, dass die angepassten Modelldaten in einem ähnlichen Format wie das zumindest eine, insbesondere vorläufige, Fett-Bild und/oder Wasser-Bild vorliegen. Derart kann vorteilhafterweise besonders einfach ein im vorherigen Abschnitt beschriebener Vergleich zwischen den Modelldaten und dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder Wasser-Bild erfolgen. Die Modelldaten der weiteren Untersuchungsobjekte können besonders vorteilhafte, für eine breite Patientenpopulation, Zusatzinformationen bereitstellen, welche bei der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds berücksichtigt werden können und/oder welche eine Überprüfung der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds ermöglichen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Modelldaten eine Modellverteilung von Fettgewebe und/oder Wassergewebe umfassen. Die Modellverteilung kann eine räumliche Verteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes darstellen. Die Modellverteilung kann aus Modelldaten, welche von den im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen weiteren Untersuchungsobjekten erfasst werden, abgeleitet werden. Die Modellverteilung kann auch basierend auf den Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts gebildet werden. In der Modellverteilung kann so eine Annahme für eine Verteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes vorgegeben sein. Die Modellverteilung stellt insbesondere nicht die tatsächliche Verteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes im Untersuchungsobjekt dar. Die Modellverteilung kann jedoch einen vorteilhaften Ausgangspunkt zur Rekonstruktion der tatsächlichen Verteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes im Untersuchungsobjekt darstellen. Beispielsweise kann ein in einem der folgenden Abschnitte beschriebener Vergleich zwischen dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder dem zumindest einen vorläufigen Wasser-Bild mit dem Modell einen Vergleich der Modellverteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes mit einer Verteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes in dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder dem zumindest einen vorläufigen Wasser-Bild umfassen. Die Modellverteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes kann auch direkt bei einer erstmaligen Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten verwendet werden. Die Modellverteilung kann ermöglichen, dass besonders einfach Inkonsistenzen in einem vorläufigen rekonstruierten Fett-Bild und/oder Wasser-Bild detektiert werden können.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten ein Erfassen von zumindest einem ersten Magnetresonanz-Bild mit einem phasengleichen Fett-Wasser-Signal und zumindest einem zweiten Magnetresonanz-Bild mit einem phasenverschobenen Fett-Wasser-Signal umfasst, wobei die Modelldaten das erste Magnetresonanz-Bild und/oder zweite Magnetresonanz-Bild umfassen. Insbesondere können das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild und das zumindest eine zweite Magnetresonanz-Bild mittels einer 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik, wie in einem der vorhergehenden Abschnitte beschrieben, erfasst werden. Das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild stellt dann insbesondere das in-phase Bild und das zumindest eine zweite Magnetresonanz-Bild das opposedphase Bild dar.
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Das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild und/oder zumindest eine zweite Magnetresonanz-Bild kann besonders vorteilhaft als Modelldaten in das Modell integriert werden. Derart ist das Modell besonders vorteilhaft auf das Untersuchungsobjekt abgestimmt. Das Modell wird insbesondere derart spezifisch für das Untersuchungsobjekt generiert. Weiterhin können vorteilhafterweise zusätzliche Aufnahmen für die Modelldaten entfallen, da das Erfassen des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und/oder zweiten Magnetresonanz-Bilds üblicherweise standardmäßig von der Dixon-Aufnahmemethode vorgesehen ist. Für eine Berücksichtigung des zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bilds und/oder zweiten Magnetresonanz-Bilds bei der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds kann es vorteilhaft sein, das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild und/oder zweite Magnetresonanz-Bild weiterzuverarbeiten. Eine mögliche Weiterverarbeitungsmethode, nämlich eine Segmentierung von einem Organ, ist in einem der folgenden Abschnitte beschrieben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein vorläufiges Gewebebild aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert wird, wobei das zumindest eine vorläufige Gewebebild zumindest ein vorläufiges Fett-Bild und/oder zumindest ein vorläufiges Wasser-Bild umfasst, ein Vergleich zwischen dem zumindest einen vorläufigen Gewebebild mit den Modelldaten erfolgt und die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs erfolgt. Das zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder Wasser-Bild kann mittels eines herkömmlichen Verfahrens aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert werden. Es ist denkbar, dass bei der Rekonstruktion des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds das auf das Untersuchungsobjekt abgestimmte Modell unberücksichtigt bleibt. Das zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder Wasser-Bild kann insbesondere unter Verwendung eines Standard-Modells, welches verschieden zum Modell ist und insbesondere nicht auf das Untersuchungsobjekt abgestimmt ist, rekonstruiert werden. Das zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder Wasser-Bild wird insbesondere nicht unmittelbar nach der Rekonstruktion bereitgestellt, also nicht einem Benutzer angezeigt und/oder in einer Datenbank abgespeichert.
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Vielmehr soll zuvor ein Vergleich des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds mit dem Modell erfolgen. Beispielsweise können die auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modelldaten des Modells Modellbilddaten umfassen, welche mit dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds verglichen werden. Die Modellbilddaten können dabei eine erwartete Verteilung von Fettgewebe und/oder Wassergewebe umfassen. Das Ergebnis des Vergleichs kann einen Vergleichsparameter umfassen, welcher eine ausreichende Validität und/oder Artefaktfreiheit des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds bewertet. Beispielsweise kann eine ausreichende Validität und/oder Artefaktfreiheit des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds vorliegen, wenn eine konsistente Übereinstimmung des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds mit den Modelldaten vorliegt. Sofern der Vergleichsparameter einen ausreichenden Wert aufweist, beispielsweise über einem vorgegebenen Schwellwert liegt, so kann das zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder Wasser-Bild direkt als tatsächliches Fett-Bild und/oder Wasser-Bild, welches bereitgestellt werden soll, gesetzt werden. Ist der Vergleichsparameter ungenügend, so können das zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder Wasser-Bild, insbesondere unter Verwendung des Modells, angepasst werden und/oder nochmals rekonstruiert werden. Der Vergleichsparameter kann insbesondere dann ungenügend sein, wenn der Vergleich des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds mit den Modelldaten ergibt, dass globale und/oder lokale Vertauschungen von Fettsignalen und Wassersignalen in dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder Wasser-Bild vorliegen.
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Derart kann eine weitgehend fehlerfreie Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds unter Verwendung des Ergebnisses des Vergleichs besonders einfach ermöglicht werden. Der Vergleich zwischen dem Modell und dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder Wasser-Bild kann global über das gesamte zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder Wasser-Bild erfolgen. Es ist auch denkbar, dass der besagte Vergleich alternativ oder zusätzlich lokal, das heißt insbesondere in einem räumlich begrenzten Bereich des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds, erfolgt. Dann kann der Vergleichsparameter einen lokalen Verlässlichkeitsindex aufweisen, welcher eine lokale räumlich begrenzte Zuverlässigkeit der vorläufigen Rekonstruktion des vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds beschreibt. Der nachträgliche Vergleich zur Überprüfung des vorläufigen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds stellt eine besonders einfache und schnelle Methode dar, wie eine konsistente Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds sicher gestellt werden kann.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds eine Zuordnung einer Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der Modelldaten umfasst. Die Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten kann eine Zuordnung von Fettsignalen und/oder Wassersignalen zu den Magnetresonanz-Messdaten umfassen. Anhand des auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modells kann dabei insbesondere festgestellt werden, ob Magnetresonanz-Signale, welche von den Magnetresonanz-Messdaten umfasst werden, Fettsignalen und/oder Wassersignalen zuzuordnen sind. Dies bedeutet insbesondere, dass festgestellt werden kann, ob die Magnetresonanz-Signale von einem Fettgewebe und/oder einem Wassergewebe des Untersuchungsobjekts stammen. Dafür kann das auf das Untersuchungsobjekt abgestimmte Modell besonders geeignet sein, da mittels des Modells beispielsweise eine bereits vorgenommene Zuordnung überprüft werden kann und/oder da das Modell bei der Zuordnung wertvolle Zusatzinformationen, beispielsweise einen Startpunkt für die Zuordnung, bereitstellen kann.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Modelldaten eine Segmentierung von zumindest einem Organ in den Magnetresonanz-Messdaten umfasst, wobei die Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung des segmentierten zumindest einen Organs erfolgt. Es ist gleichermäßig auch denkbar, dass in den Modelldaten, welche von den weiteren Untersuchungsobjekten stammen zumindest einem Organ segmentiert wird. Insbesondere wird ein derartiges Organ in dem zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bild und/oder zweiten Magnetresonanz-Bild segmentiert, von welchem eine Zuordnung zu einem Fettgewebe oder Wassergewebe bekannt ist. Möglichkeiten zur Segmentierung des zumindest einen Organs sind dem Fachmann bekannt, so dass hier nicht genauer auf sie eingegangen werden soll. So kann besonders einfach bei einem Vergleich des vorläufigen rekonstruierten Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds mit den Modell eine Inkonsistenz zwischen dem segmentierten Organ in dem zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bild und/oder zweiten Magnetresonanz-Bild und einer entsprechenden Gewebezuweisung in dem vorläufigen rekonstruierten Fett-Bild und/oder Wasser-Bild festgestellt werden. Auch kann das segmentierte Organ direkt in die Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds eingehen. Beispielsweise können in den Magnetresonanz-Messdaten potentielle Gebiete für ein Vorliegen eines Fettsignals und/oder Wassersignals anhand des segmentierten Organs eingeschränkt und/oder identifiziert werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, die Modelldaten eine B0-Verteilung des Untersuchungsobjekts umfassen. Eine solche B0-Verteilung wird typischerweise vor dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten vom Untersuchungsobjekt erfasst. Das Erfassen der B0-Verteilung kann eine Messung einer Feldverteilung eines Hauptmagnetfelds, auch B0-Feld genannt, des Magnetresonanzgeräts umfassen. Die B0-Verteilung wird insbesondere dann gemessen, wenn das Untersuchungsobjekt in einen Patientenaufnahmebereich des Magnetresonanzgeräts eingebracht worden ist. Unter Berücksichtigung der B0-Verteilung werden üblicherweise Shimeinstellungen ermittelt, mittels welcher eine Shimeinheit angesteuert wird, um eine möglichst optimale Homogenität des Hauptmagnetfelds zu erzielen. Die B0-Verteilung wird dabei auch B0-Map oder B0-Feldkarte genannt. Die B0-Verteilung eignet sich besonders vorteilhaft als Modelldaten, da sie üblicherweise standardmäßig vor dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten erfasst wird und besonders vorteilhaft auf das Untersuchungsobjekt abgestimmt ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein vorläufiges Gewebebild aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert wird, wobei das zumindest eine vorläufige Gewebebild zumindest ein vorläufiges Fett-Bild und/oder zumindest ein vorläufiges Wasser-Bild umfasst, aus dem zumindest einen vorläufigen Gewebebild eine Korrekturkarte generiert wird, eine Korrektur der B0-Verteilung des Untersuchungsobjekts unter Verwendung der Korrekturkarte erfolgt, wobei eine korrigierte B0-Verteilung berechnet wird, eine Analyse der korrigierten B0-Verteilung erfolgt und die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds unter Verwendung eines Ergebnisses der Analyse erfolgt. Die Korrekturkarte kann dabei insbesondere Phasenkorrekturen und/oder Frequenzkorrekturen umfassen, welche sich aus den rekonstruierten zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder zumindest einen vorläufigen Wasser-Bild ergeben. Die Korrekturkarte kann daraufhin auf die erfasste B0-Verteilung angewandt werden. Die B0-Verteilung ist dabei vorteilhafterweise nach einem Shimvorgang aufgenommen. Die Analyse der korrigierten B0-Verteilung kann ein Feststellen von diskreten Sprüngen in der korrigierten B0-Verteilung umfassen. Die diskreten Sprünge liegen typischerweise dabei zwischen verschiedenen Gewebearten mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen von Protonen vor. Werden diskrete Sprünge in der korrigierten B0-Verteilung festgestellt, so kann auf eine lokale oder globale Inkonsistenz des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder zumindest einen vorläufigen Wasser-Bilds geschlossen werden. So kann beispielsweise eine erneute Rekonstruktion des zumindest einen vorläufigen Fett-Bilds und/oder zumindest einen vorläufigen Wasser-Bilds erfolgen. Hat dahingehend die Analyse der korrigierten B0-Verteilung ergeben, dass die korrigierte B0-Verteilung flach ist, das heißt insbesondere keine diskreten Sprünge aufweist, so können das zumindest eine vorläufige Fett-Bild und/oder zumindest eine vorläufige Fett-Bild als finales Fett-Bild und/oder Wasser-Bild der Rekonstruktion gesetzt werden.
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Das erfindungsgemäße Rechensystem umfasst eine Messdatenerfassungseinheit, eine Bereitstellungseinheit und eine Rekonstruktionseinheit, wobei das Rechensystem zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
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Somit ist das erfindungsgemäße Rechensystem zum Ausführen eines Verfahrens zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten ausgebildet. Die Messdatenerfassungseinheit ist zum Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten eines Untersuchungsobjekts mittels einer Dixon-Aufnahmetechnik ausgebildet. Die Bereitstellungseinheit ist zum Bereitstellen eines Modells, welches Modelldaten umfasst, welche auf das Untersuchungsobjekt, von welchem die Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden, abgestimmt werden, ausgebildet. Die Rekonstruktionseinheit ist zur Rekonstruktion zumindest eines Gewebebilds aus den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung des auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modells, wobei das zumindest eine Gewebebild zumindest ein Fett-Bild und/oder zumindest ein Wasser-Bild umfasst, ausgebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems ist die Bereitstellungseinheit derart ausgebildet, dass die Modelldaten von weiteren Untersuchungsobjekten, welche von dem Untersuchungsobjekt verschieden sind, stammen, wobei die Modelldaten an das Untersuchungsobjekt angepasst werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems ist die Bereitstellungseinheit derart ausgebildet, dass die Modelldaten eine Modellverteilung von Fettgewebe und/oder Wassergewebe umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems sind die Messdatenerfassungseinheit und die Bereitstellungseinheit derart ausgebildet, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten ein Erfassen von zumindest einem ersten Magnetresonanz-Bild mit einem phasengleichen Fett-Wasser-Signal und zumindest einem zweiten Magnetresonanz-Bild mit einem phasenverschobenen Fett-Wasser-Signal umfasst, wobei die Modelldaten das erste Magnetresonanz-Bild und/oder zweite Magnetresonanz-Bild umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems ist die Rekonstruktionseinheit derart ausgebildet, dass zumindest ein vorläufiges Gewebebild aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert wird, wobei das zumindest eine vorläufige Gewebebild zumindest ein vorläufiges Fett-Bild und/oder zumindest ein vorläufiges Wasser-Bild umfasst, ein Vergleich zwischen dem zumindest einen vorläufigen Gewebebild mit den Modelldaten erfolgt und die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs erfolgt.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems ist die Rekonstruktionseinheit derart ausgebildet, dass die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds eine Zuordnung einer Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der Modelldaten umfasst.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems sind die Bereitstellungseinheit und die Rekonstruktionseinheit derart ausgebildet, dass die Modelldaten eine Segmentierung von zumindest einem Organ in den Magnetresonanz-Messdaten umfasst, wobei die Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung des segmentierten zumindest einen Organs erfolgt.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems ist die Bereitstellungseinheit derart ausgebildet, dass die Modelldaten eine B0-Verteilung des Untersuchungsobjekts umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Rechensystems sind die Bereitstellungseinheit und die Rekonstruktionseinheit derart ausgebildet, dass zumindest ein vorläufiges Gewebebild aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert wird, wobei das zumindest eine vorläufige Gewebebild zumindest ein vorläufiges Fett-Bild und/oder zumindest ein vorläufiges Wasser-Bild umfasst, aus dem zumindest einen vorläufigen Gewebebild eine Korrekturkarte generiert wird, eine Korrektur der B0-Verteilung des Untersuchungsobjekts unter Verwendung der Korrekturkarte erfolgt, wobei eine korrigierte B0-Verteilung berechnet wird, eine Analyse der korrigierten B0-Verteilung erfolgt und die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds unter Verwendung eines Ergebnisses der Analyse erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines Rechensystems ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des Rechensystems ausgeführt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann, der mit dem Rechensystem direkt verbunden oder als Teil des Rechensystems ausgebildet sein kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit des Rechensystems ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit des Rechensystems gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. So kann die Erfindung auch von dem besagten computerlesbaren Medium und/oder dem besagten elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Rechensystems und des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts 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.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein System, umfassend ein Magnetresonanzgerät und ein erfindungsgemäßes Rechensystem in einer schematischen Darstellung,
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2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
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3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
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5 ein Ablaufdiagramm einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 stellt ein System 1, umfassend ein Magnetresonanzgerät 11 und ein erfindungsgemäßes Rechensystem 35 schematisch dar.
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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, 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.
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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.
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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.
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Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst weiterhin eine Bilddatenerfassungseinheit 32. Die Bilddatenerfassungseinheit 32 wird im vorliegenden Fall von der Magneteinheit 13 zusammen mit der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und der Gradientensteuereinheit 28 gebildet.
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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.
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Das erfindungsgemäße Rechensystem 35 umfasst eine Messdatenerfassungseinheit 36, eine Bereitstellungseinheit 37 und eine Rekonstruktionseinheit 38. Die Messdatenerfassungseinheit 36 erfasst Magnetresonanz-Messdaten, welche mittels der Bilddatenerfassungseinheit 32 des Magnetresonanzgeräts 11 aufgenommen worden sind. Dafür sind die Messdatenerfassungseinheit 36 und die Bilddatenerfassungseinheit 32 hinsichtlich eines Datenaustauschs, im gezeigten Fall über die Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11, verbunden. Das von der Rekonstruktionseinheit 38 aus den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung eines Modells rekonstruierte zumindest eine Fett-Bild und/oder Wasser-Bild kann von der Rekonstruktionseinheit 38 an die Anzeigeeinheit 25 des Magnetresonanzgeräts 11 zur Anzeige übertragen. Dafür ist die Rekonstruktionseinheit 38 vorteilhafterweise mit der Anzeigeeinheit 25 hinsichtlich eines Datenaustauschs verbunden.
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Das Rechensystem 35 ist somit zusammen mit der Messdatenerfassungseinheit 36, der Bereitstellungseinheit 37 und der Rekonstruktionseinheit 38 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten ausgelegt. Insbesondere ist es denkbar, dass das Rechensystem 35 auch unabhängig von dem dargestellten Magnetresonanzgerät 11 das erfindungsgemäße Verfahren ausführen. Dafür kann das Rechensystem 35 beispielsweise mittels der Messdatenerfassungseinheit 36 bereits aufgenommene Magnetresonanz-Messdaten erfassen, beispielsweise aus einer Datenbank laden. Das Rechensystem 35 kann dann auch mit einer separaten Anzeigeeinheit verbunden sein, damit das von der Rekonstruktionseinheit 38 rekonstruierte zumindest eine Fett-Bild und/oder Wasser-Bild angezeigt werden kann. Das von der Rekonstruktionseinheit 38 rekonstruierte zumindest eine Fett-Bild und/oder Wasser-Bild kann auch direkt vom Rechensystem 35 in einer Datenbank für ein späteres Abrufen abgespeichert werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten.
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In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfasst die Messdatenerfassungseinheit 36 Magnetresonanz-Messdaten eines Untersuchungsobjekts 15 mittels einer Dixon-Aufnahmetechnik. Die Messdatenerfassungseinheit 36 kann dafür beispielsweise bereits mittels der Dixon-Aufnahmetechnik erfasste Magnetresonanz-Messdaten aus einer Datenbank laden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Bereitstellen eines Modells mittels der Bereitstellungseinheit 37, wobei das Modell Modelldaten umfasst, welche auf das Untersuchungsobjekt 15, von welchem die Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden, abgestimmt werden. Das Modell kann dabei insbesondere aus einer Datenbank geladen werden.
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In einen weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt eine Rekonstruktion zumindest eines Gewebebilds aus den Magnetresonanz- Messdaten unter Verwendung des auf das Untersuchungsobjekt abgestimmten Modells, wobei das zumindest eine Gewebebild zumindest ein Fett-Bild und/oder zumindest ein Wasser-Bild umfasst, mittels der Rekonstruktionseinheit 38. Das rekonstruierte zumindest eine Fett-Bild und/oder Wasser-Bild kann daraufhin bereitgestellt werden, das heißt beispielsweise einem Benutzer auf der Anzeigeeinheit 25 angezeigt werden und/oder in einer Datenbank abgespeichert werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten.
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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.
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Die in 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 41, 42 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 3 gezeigte 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.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die 3–5 verschiedene Möglichkeiten zur Berücksichtigung des Modells bei der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds darstellen. Dabei ist das Vorgehen der 3–5 nur exemplarisch zu sehen. Der Fachmann kann auch eine beliebige Kombination der in den 3–5 dargestellten Elemente und Vorgehensweisen einsetzen.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform weist das Modell Modelldaten M auf, welche von weiteren Untersuchungsobjekten, welche von dem Untersuchungsobjekt verschieden sind, stammen. Der weitere Verfahrensschritt 41, das Bereitstellen des Modells, weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Unterschritt A auf, in welchem die Modelldaten M an das Untersuchungsobjekt 15 angepasst werden. Das Anpassen der Modelldaten M kann dabei beispielsweise ein Registrieren der Modelldaten M auf die im weiteren Verfahrensschritt 40 aufgenommenen Magnetresonanz-Messdaten umfassen.
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Die Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder zumindest einen Wasser-Bilds im weiteren Verfahrensschritt 42 umfasst eine Zuordnung einer Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung des bereitgestellten Modells. Hierbei umfassen die Modelldaten eine Modellverteilung von Fettgewebe und/oder Wassergewebe in den weiteren Untersuchungsobjekten, wobei die Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung der Modellverteilung des Fettgewebes und/oder Wassergewebes erfolgt. Im folgenden Abschnitt ist eine mögliche Vorgehensweise zur Berücksichtigung der Modelldaten bei der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds beschrieben. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Vorgehensweisen denkbar.
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Im dargestellten Fall erfolgt wird in einem ersten Unterschritt 42A des weiteren Verfahrensschritts 42 zumindest ein vorläufiges Gewebebild aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert, wobei das zumindest eine vorläufige Gewebebild zumindest ein vorläufiges Fett-Bild und/oder zumindest ein vorläufiges Wasser-Bild umfasst. In einem weiteren Unterschritt 42B des weiteren Verfahrensschritts 42 erfolgt ein Vergleich zwischen dem zumindest einen vorläufigen Gewebebild mit dem Modell. Hierbei können die im weiteren Verfahrensschritt 41 bereitgestellten und an das Untersuchungsobjekt 15 angepassten Modelldaten M verwendet werden. So kann ein Vergleich zwischen dem zumindest einen vorläufigen Fett-Bild und/oder dem zumindest einen vorläufigen Wasser-Bild und den Modelldaten M erfolgen. In einem weiteren Unterschritt 42C des weiteren Verfahrensschritts 42 erfolgt die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds unter Verwendung eines Ergebnisses des Vergleichs.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten.
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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.
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Die in 4 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 41, 42 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 4 gezeigte 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.
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Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten ein Erfassen von zumindest einem ersten Magnetresonanz-Bild IP mit einem phasengleichen Fett-Wasser-Signal und zumindest einem zweiten Magnetresonanz-Bild IO mit einem phasenverschobenen Fett-Wasser-Signal. Dies kann besonders vorteilhaft mittels einer 2-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik erfolgen. Das zumindest eine erste Magnetresonanz-Bild IP und zweite Magnetresonanz-Bild IO können auch Teil einer mittels einer 3-Punkt-Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Messdaten sein.
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Die Modelldaten, welche im weiteren Verfahrensschritt 41 bereitgestellt werden, umfasst dann das erste Magnetresonanz-Bild IP und/oder zweite Magnetresonanz-Bild OP. Insbesondere umfassen die Modelldaten eine Segmentierung S von zumindest einem Organ in dem zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bild IP und/oder zweiten Magnetresonanz-Bild OP. Dafür kann der weitere Verfahrensschritt 41 einen Unterschritt 41B aufweisen, in welchem eine Segmentierung des zumindest einen Organs in dem zumindest einen ersten Magnetresonanz-Bild IP und/oder zweiten Magnetresonanz-Bild OP erfolgt.
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Die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds im weiteren Verfahrensschritt 42 umfasst eine Zuordnung einer Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz- Messdaten unter Verwendung des bereitgestellten Modells im einem Unterschritt 42D des weiteren Verfahrensschritts 42. Die Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation zu den Magnetresonanz-Messdaten kann besonders vorteilhaft unter Verwendung der Segmentierung S des zumindest einen Organs erfolgen. So kann die Segmentierung S beispielsweise einen besonders vorteilhaften Ausgangspunkt für die Zuordnung der Fettinformation und/oder Wasserinformation darstellen.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rekonstruktion von Magnetresonanz-Bilddaten.
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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.
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Die in 5 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 41, 42 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 5 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 5 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 2 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 5 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
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Im in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Modelldaten eine B0-Verteilung B0 des Untersuchungsobjekts. Diese B0-Verteilung B0 wird insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt 43 vor dem Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mittels eines dem Fachmann bekannten Verfahrens erfasst. Diese B0-Verteilung B0 kann dann im weiteren Verfahrensschritt 42 besonders vorteilhaft bei der Rekonstruktion des zumindest einen Fett-Bilds und/oder Wasser-Bilds verwendet werden. Eine denkbare Vorgehensweise von mehreren möglichen Vorgehensweisen hierzu ist im folgenden Abschnitt beschrieben.
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In einem weiteren Unterschritt 42E des weiteren Verfahrensschritts 42 wird zumindest ein vorläufiges Gewebebild aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruiert, wobei das zumindest eine vorläufige Gewebebild zumindest ein vorläufiges Fett-Bild und/oder zumindest ein vorläufiges Wasser-Bild umfasst. In einem weiteren Unterschritt 42F des weiteren Verfahrensschritts 42 wird aus dem zumindest einen vorläufigen Gewebebild eine Korrekturkarte generiert. In einem weiteren Unterschritt 42G des weiteren Verfahrensschritts 42 erfolgt eine Korrektur der B0-Verteilung des Untersuchungsobjekts unter Verwendung der Korrekturkarte, wobei eine korrigierte B0-Verteilung berechnet wird. In einem weiteren Unterschritt 42H des weiteren Verfahrensschritts 42 erfolgt eine Analyse der korrigierten B0-Verteilung. In einem weiteren Unterschritt 42I des weiteren Verfahrensschritts 42 erfolgt die Rekonstruktion des zumindest einen Gewebebilds unter Verwendung eines Ergebnisses der Analyse.
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Die in 2–5 dargestellten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von der Recheneinheit ausgeführt. Hierzu umfasst die Recheneinheit erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit der Recheneinheit gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software in der Recheneinheit mittels einer Prozessoreinheit der Recheneinheit ausgeführt wird.
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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.
