DE102015203932B4

DE102015203932B4 - Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten in Anwesenheit eines magnetischen Störfeldes

Info

Publication number: DE102015203932B4
Application number: DE102015203932.3A
Authority: DE
Inventors: Theresa Bachschmidt; Mathias Nittka; Matthias Fenchel; Björn Jakoby
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: US20160259024A1; DE102015203932A1; US10386441B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten, ein kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät und ein Computerprogrammprodukt. Um eine verbesserte Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten im Umfeld eines Störobjekts zu ermöglichen, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten für eine kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts in einem Untersuchungsbereich, wobei in dem Untersuchungsbereich ein Störobjekt positioniert ist, welches bei der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung ein magnetisches Störfeld verursacht, die folgenden Verfahrensschritte: – Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, wobei zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet wird, welche dazu ausgelegt ist, Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds zumindest teilweise zu kompensieren, – Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit, – Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten – Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der generierten Schwächungskarte.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten, ein kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät und ein Computerprogrammprodukt.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem oder Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 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.
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.
Die Positronenemissionstomographie (PET) oder Einzelphotonenemissionstomographie (SPECT) sind bildgebende Verfahren in der Nuklearmedizin, bei denen typischerweise Schnittbilder von einem Untersuchungsobjekt erzeugt werden, indem die Verteilung einer schwach radioaktiv markierten Substanz im Körper des Untersuchungsobjekts mit einer Strahlungsdetektoreinheit, insbesondere einer speziell ausgebildeten PET-Detektoreinheit oder einer SPECT-Detektoreinheit, gemessen und sichtbar gemacht wird. Auf diese Weise können biochemische und physiologische Vorgänge in einem Organ des Untersuchungsobjekts dargestellt werden. Dabei wird einem Untersuchungsobjekt vor einer Untersuchung typischerweise ein Radionuklid oder eine mit einem Radionuklid markierte Substanz injiziert.
Für eine PET-Untersuchung emittiert das Radionuklid Positronen. Bei der Wechselwirkung eines Positrons mit einem Elektron im Körper des Untersuchungsobjekts werden zwei Photonen in entgegengesetzte Richtungen emittiert und die Koinzidenzen mit der PET-Detektoreinheit des PET-Geräts registriert. Aus den registrierten Zufallsereignissen können die räumliche Verteilung des Radionuklids im Körperinneren ermittelt und Schnittbilder vom Körperinneren des Lebewesens erzeugt werden.
Zur Auswertung der Ergebnisse einer Emissionstomographie-Messung ist eine Schwächungskarte nötig, welche eine ortsaufgelöste Verteilung der Schwächungswerte des Gewebes des aktuellen Untersuchungsobjekts umfasst. Die Schwächungswerte sind typischerweise in der Form von linearen Schwächungskoeffizienten mit der Einheit 1/cm hinterlegt. Bezüglich der Schwächungskorrektur ist insbesondere das Gewebe des Untersuchungsobjekts relevant, welches zwischen dem Entstehungsort der Photonen und dem Emissionstomographie-Detektor liegt. Mit Hilfe der Schwächungskarte werden bei der Auswertung die Emissionstomographie-Messdaten korrigiert. Im Falle der PET-Bildgebung umfasst die Schwächungskarte insbesondere die Schwächungswerte bezüglich Photonen mit einer Energie von 511 keV.
Häufig werden medizinische Untersuchungen mittels kombinierter medizinischer Bildgebungsgeräte durchgeführt, welche mehr als eine Bildgebungsmodalität, typischerweise zwei Bildgebungsmodalitäten, aufweisen. In diesen medizinischen Untersuchungen werden diagnostische Messdaten von einem Untersuchungsobjekt mittels der mehreren, insbesondere zwei, Bildgebungsmodalitäten, insbesondere gleichzeitig, erfasst. Die Beurteilung der aus den diagnostischen Messdaten rekonstruierten diagnostischen Bilddaten wird damit einer fachkundigen Person erleichtert, da ihr die Bilddaten beider Bildgebungsmodalitäten zur Verfügung stehen. Beispielsweise sind kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräte bekannt. Darunter fallen beispielsweise ein kombiniertes Magnetresonanz-Positronenemissionstomographie-Gerät (Magnetresonanz-PET-Gerät) oder ein kombiniertes Magnetresonanz-Einzelphotonenemissionstomographie-Gerät (Magnetresonanz-SPECT-Gerät).
Typischerweise wird die Schwächungskarte für die Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten auf Grundlage von Magnetresonanz-Messdaten generiert. Dabei kann beispielsweise auf Magnetresonanz-Messdaten zurückgegriffen werden, welche mittels einer Gradienten-Echo-basierten Sequenz akquiriert worden sind. Deren Vorteil ist insbesondere eine kurze Akquisitionszeit, so dass dreidimensionale Magnetresonanz-Messdaten zum Generieren der Schwächungskarte während eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts akquiriert werden können, um Bewegungsartefakte aufgrund von Atmung zu minimieren.
Häufig befindet sich bei der Magnetresonanz-Bildgebung ein Störobjekt im Untersuchungsobjekt, welches zumindest lokal die Magnetresonanz-Bildgebung stört. Ein solches Störobjekt kann beispielsweise Metall umfassen. Mögliche Störobjekte sind beispielsweise Zahnimplantate, Zahnspangen, Clips von Operationen (vor allem im Thoraxbereich), Herzschrittmacher, Schrauben (vor allem im Wirbelsäulenbereich) oder Gelenkersatzstücke, wie beispielsweise Knieimplantate oder Hüftimplantate. Das Störobjekt kann ein magnetisches Störfeld verursachen, welches sich vor allem aus der veränderten magnetischen Suszeptibilität des Metalls, welches im Störobjekt enthalten ist, ergibt. Das magnetische Störfeld kann zu Suszeptibilitätsartefakten führen, welche typischerweise mit einer Stärke des Hauptmagnetfelds des Magnetresonanzgeräts zunehmen.
Das benannte Störfeld, insbesondere die Suszeptibilitätsartefakte, können zu Signalauslöschungen in den Magnetresonanz-Messdaten führen. Es ist auch denkbar, dass das Störfeld zu Signalüberhöhungen führen kann. Generell kann derart das Störfeld zu Signaländerungen führen, unter welche im Folgenden Signalauslöschungen und/oder Signalüberhöhungen fallen sollen. Für diese Signaländerungen kann bei dem Generieren der Schwächungskarte aus den Magnetresonanz-Messdaten typischerweise kein geeigneter Schwächungswert ermittelt werden. Dies kann zu lokal fehlerhaften Emissionstomographie-Bilddaten, welche mittels einer solchen Schwächungskarte schwächungskorrigiert wurden, führen.
Burger et al., „Hybrid PET/MR Imaging: An Algorithm to Reduce Metal Artifacts from Dental Implants in Dixon-Based Attenuation Map Generation Using a Multiacquisition Variable-Resonance Image Combination Sequence”, doi 10.2967/jnumed.114.145862, J Nucl Med, beschreibt ein Verfahren zur Schwächungskorrektur in der PET/MR-Bildgebung mit einer MAVRIC-Sequenz zur Reduktion von Metall-Artefakten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten im Umfeld eines Störobjekts zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände nach den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten für eine kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts in einem Untersuchungsbereich, wobei in dem Untersuchungsbereich ein Störobjekt positioniert ist, welches bei der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung ein magnetisches Störfeld verursacht, umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

– Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, wobei zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet wird, welche dazu ausgelegt ist, Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds zumindest teilweise zu kompensieren,
– Generierung einer Störobjekt-Information unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten, wobei die Störobjekt-Information zumindest eine Information über ein Material des Störobjekts umfasst,
– Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit,
– Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten und unter Berücksichtigung der Störobjekt-Information,
– Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der generierten Schwächungskarte.

Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson, ein Tier oder ein Phantom sein. Der Untersuchungsbereich, auch Aufnahmevolumen (field of view, FOV) genannt, stellt insbesondere ein Volumen dar, welches in Magnetresonanz-Bilddaten und/oder Emissionstomographie-Bilddaten abgebildet wird. Der Untersuchungsbereich wird typischerweise durch einen Benutzer, beispielsweise auf einer Übersichtsaufnahme (Localizer), festgelegt. Selbstverständlich kann der Untersuchungsbereich alternativ oder zusätzlich auch automatisch, beispielsweise auf Grundlage eines ausgewählten Protokolls, festgelegt werden.
Das Störobjekt zeichnet sich insbesondere durch eine magnetische Suszeptibilität aus, welche sich von der magnetischen Suszeptibilität eines das Störobjekt umgebenden Materials, insbesondere Gewebes, unterscheidet. Insbesondere ist die magnetische Suszeptibilität des Störobjekts höher, insbesondere mehr zweimal so hoch, insbesondere mehr als fünfmal so hoch, insbesondere mehr als zehnmal so hoch, insbesondere mehr als fünfzehnmal so hoch, als die magnetische Suszeptibilität des Materials, welches das Störobjekt umgibt. Demnach kann dieses Störobjekt zu dem magnetischen Störfeld führen, welches eine Abbildung des Störobjekts erschweren kann und/oder zu Bildartefakten in einer Umgebung des Störobjekts in den Magnetresonanz-Messdaten führen kann.
Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten kann zumindest teilweise simultan erfolgen. Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten erfolgt vorteilhafterweise größtenteils, höchst vorteilhafterweise vollständig simultan. Dies bedeutet insbesondere, dass die Emissionstomographie-Messdaten gleichzeitig zu den Magnetresonanz-Messdaten von dem Untersuchungsobjekt erfasst werden. Derart kann die Untersuchungsdauer der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung reduziert werden. Weiterhin kann sichergestellt werden, dass die Emissionstomographie-Messdaten besonders vorteilhaft auf die Magnetresonanz-Messdaten abgestimmt sind, da beispielsweise eine gleiche Positionierung des Untersuchungsobjekts während des Erfassens der Emissionstomographie-Messdaten und der Magnetresonanz-Messdaten vorliegt.
Das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten kann derart erfolgen, dass mittels der Magnetresonanz-Messdaten eine Information über eine ortsaufgelöste Verteilung von Schwächungswerten eines Gewebes des Untersuchungsobjekts ermittelt wird. Mittels der Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten können Emissionstomographie-Bilddaten erzeugt werden. Die erzeugten Emissionstomographie-Bilddaten werden insbesondere bereitgestellt, also einem Benutzer auf einer Anzeigeeinheit angezeigt und/oder in einer Datenbank abgespeichert.
Die zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten verwendete Magnetresonanz-Sequenz weist insbesondere geeignete Sequenzparameter auf, damit die Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds besonders vorteilhaft kompensiert werden können. Die Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere die Sequenzparameter, sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass eine Signalauslöschung in einer Umgebung des Störobjekts verringert wird. Insbesondere wird die Signalauslöschung aufgrund der geeigneten Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere mit den geeigneten Sequenzparametern, gegenüber einer standardmäßig zum Generieren der Schwächungskarte eingesetzten Magnetresonanz-Sequenz mit Standard-Sequenzparametern verringert. Die Magnetresonanz-Sequenz kann Sequenzbestandteile enthalten, welche aktiv zu einer Reduktion von einer vom magnetischen Störfeld bedingten Signalauslöschung beitragen. Dass das magnetische Störfeld kompensiert wird, kann auch bedeuten, dass eine Auswirkung einer Anwesenheit des Störobjekts weitgehend verringert wird. Beispielsweise kann das Störobjekt durch die Kompensation des magnetischen Störfelds möglicherweise in den Magnetresonanz-Messdaten nicht mehr erkennbar sein.
Es liegen verschiedene Möglichkeiten, welche in folgenden Abschnitten noch genauer beschrieben sind, zur zumindest teilweisen Kompensation des magnetischen Störfelds vor. So kann eine Magnetresonanz-Sequenz, welche dediziert Metallartefakte korrigiert, zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt werden. Es kann auch eine geeignete Wahl von Sequenzparametern der Magnetresonanz-Sequenz, beispielsweise einer Anregungs-Bandbreite, einer Auslese-Bandbreite, einer Echozeit, einer Auflösung oder einer Gradientenfeldstärke, erfolgen. Es ist auch eine vorteilhafte Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten, beispielsweise ein geeignetes Auffüllen von Signalauslöschungen, für das Generieren der Schwächungskarte denkbar.
Die so erfassten Magnetresonanz-Messdaten können eine besonders vorteilhafte Grundlage zum Generieren der Schwächungskarte bilden. In der so generierten Schwächungskarte können Signaländerungen aufgrund des Störobjekts zumindest teilweise, vorteilhafterweise vollständig, vermieden werden. Derart kann, insbesondere lokal in einer Umgebung des Störobjekts, eine besonders genaue und/oder zuverlässige Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten mittels der so generierten Schwächungskarte erfolgen. Die so rekonstruierten Emissionstomographie-Bilddaten können weniger Artefakte aufgrund des Störobjekts und/oder eine erhöhte Bildqualität, insbesondere in einer räumlichen Umgebung des Störobjekts, aufweisen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten generiert werden und die Magnetresonanz-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben werden, wobei die Magnetresonanz-Messdaten derart beschaffen sind, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen. Dass die Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen, kann bedeuten, dass sie einen klinisch relevanten Kontrast aufweisen. Derart kann festgelegt werden, dass die Magnetresonanz-Bilddaten dann eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen, wenn zumindest ein Bildqualitätsparameter größer als zumindest ein Mindestwert ist. Der zumindest eine Bildqualitätsparameter kann beispielsweise aus folgender Liste ausgewählt werden: Ein Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) der Magnetresonanz-Bilddaten, ein Kontrast-zu-Rauschverhältnis (CNR) der Magnetresonanz-Bilddaten, eine Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten, eine Artefakt-freiheit der Magnetresonanz-Bilddaten. Für das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten wird somit vorteilhafterweise eine diagnostische Magnetresonanz-Sequenz verwendet. Derart können die Magnetresonanz-Messdaten sowohl zum Generieren der Schwächungskarte als auch zum Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten, welche auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden, verwendet werden. Vorteilhafterweise werden die gleichen Magnetresonanz-Messdaten sowohl zum Generieren der Schwächungskarte als auch zum Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten verwendet. Das heißt insbesondere, dass aus einem einzelnen Satz von in einem k-Raum hinterlegten Informationen sowohl die Schwächungskarte als auch die Magnetresonanz-Bilddaten generiert werden. Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen erfüllen die Magnetresonanz-Messdaten demnach eine besonders vorteilhafte Doppelfunktion. Die mittels der diagnostischen Magnetresonanz-Sequenz erfassten Magnetresonanz-Messdaten können insbesondere zusätzlich zu mittels einer dedizierten Magnetresonanz-Sequenz, welche dediziert zur Generierung einer Schwächungskarte geeignet ist, in die Generierung der Schwächungskarte eingehen. Die Verwendung der dedizierten Magnetresonanz-Sequenz kann alternativ auch entfallen. Die Verwendung der mittels der diagnostischen Magnetresonanz-Sequenz akquirierten Magnetresonanz-Messdaten für die Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten kann den Vorteil bieten, dass die so akquirierten Magnetresonanz-Messdaten weniger Signaländerungen aufgrund des magnetischen Störfelds als Magnetresonanz-Messdaten aufweisen, welche mittels einer dedizierten Magnetresonanz-Sequenz, welche dediziert zur Generierung einer Schwächungskarte geeignet ist, akquiriert werden. Die diagnostische Magnetresonanz-Sequenz, welche zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt wird, kann derart gezielt zur Reduktion von Metallartefakten ausgebildet sein.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der folgenden Einstellungen für Sequenzparameter aufweist: einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert für eine Anregungs-Bandbreite, einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert für eine Auslese-Bandbreite, einen gegenüber einem Standardwert erniedrigten Wert für eine Echozeit, einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert einer Gradientenfeldstärke. Insbesondere kann die Magnetresonanz-Sequenz einen sehr hohen Wert für die Anregungs-Bandbreite und/oder einen sehr hohen Wert für die Auslese-Bandbreite und/oder einen sehr niedrigen Wert für die Echozeit und/oder einen sehr hohen Wert für die Gradientenfeldstärke umfassen. Die sehr geringe Echozeit ist insbesondere beim Einsatz in Kombination mit einer Gradientenechosequenz sehr vorteilhaft. Beispielsweise können bei 3 Tesla Hochfrequenz-Pulse mit einer Anregungsbandbreite von 4 kHz, anstatt eines Standardwerts von 1 kHz, eingesetzt werden. Die Hochfrequenz-Pulse können auch eine Auslese-Bandbreite von 700 Hz pro Pixel, anstatt eines Standardwerts von 200 Hz pro Pixel, aufweisen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der folgenden Einstellungen für Sequenzparameter aufweist: einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Anregungs-Bandbreite, einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Auslese-Bandbreite, einen minimalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Echozeit, einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert einer Gradientenfeldstärke. Die jeweiligen Maximalwerte können insbesondere von der Art des Magnetresonanzgeräts und/oder der Magnetresonanzvorrichtung des kombinierten Magnetresoanz-Emissionstomographie-Geräts abhängen. Insbesondere kann die Magnetresonanz-Sequenz die genannten Einstellungen der Sequenzparameter aufweisen und aus folgender Gruppe gewählt werden: FLASH 3D VIBE, DIXON-MAVRIC, UTE-MAVRIC, 3D TSE DIXON. Die genannten Einstellungen der Sequenzparameter können separat voneinander gewählt werden. Beispielsweise kann lediglich ein maximal möglicher Wert für die Anregungs-Bandbreite, usw. gewählt werden. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass beliebige Kombinationen aus den genannten Einstellungen der Sequenzparameter gewählt werden. So können beispielsweise gleichzeitig die Anregungs-Bandbreite und die Auslese-Bandbreite maximiert werden, usw. Die genannten Einstellungen für die Sequenzparameter sind insbesondere jeder für sich oder in Kombination besonders gut geeignet, dass die Magnetresonanz-Sequenz mit den so gewählten Sequenzparametern besonders vorteilhaft dazu ausgelegt ist, Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds zumindest teilweise zu kompensieren. So kann die besonders kurze Echozeit und/oder die Maximierung der Gradientenfeldstärke dazu führen, dass Magnetresonanz-Signale von dem Störobjekt mittels der Magnetresonanz-Sequenz erfasst werden können. Die Maximierung der Anregungs-Bandbreite kann zu einer Reduktion der Sensitivität der Magnetresonanz-Sequenz auf Suszeptibilitätsunterschiede, insbesondere senkrecht zu einer Schichtrichtung, führen. Die Maximierung der Auslese-Bandbreite kann zu einer Reduktion der Sensitivität der Magnetresonanz-Sequenz auf Suszeptibilitätsunterschiede, insbesondere parallel zu einer Schichtrichtung, führen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz mehrere Akquisitionen unter Verwendung von verschiedenen Trägerfrequenzen umfasst. Ein solches Vorgehen bei der Akquisition der Magnetresonanz-Messdaten ist auch als MAVRIC-Verfahren („Multi-Acquisition Variable-Resonance Image Combination”-Verfahren) bekannt. Das MAVRIC-Verfahren kann dabei beispielsweise mit einer Turbo-Spin-Echo Magnetresonanz-Sequenz oder einer UTE(ultrashort echo time)-Magnetresonanz-Sequenz kombiniert werden. Die während der mehreren Akquisitionen aufgenommenen Messdaten bilden dann insbesondere gemeinsam die Magnetresonanz-Messdaten. Die während der mehreren Akquisitionen aufgenommenen Messdaten können zu den Magnetresonanz-Messdaten zusammengeführt werden, beispielsweise mittels einer, möglicherweise quadratischen, Addition in einem Bildbereich. Insbesondere wird in den mehreren Akquisitionen wiederholt ein gleiches Sequenzschema zur Akquisition der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt, wobei für die mehreren Akquisitionen jeweils eine unterschiedliche Trägerfrequenz verwendet wird. So wird insbesondere für eine erste Akquisition der mehreren Akquisitionen eine erste Trägerfrequenz und für eine zweite Akquisition der mehreren Akquisitionen eine zweite Trägerfrequenz verwendet, wobei sich die erste Trägerfrequenz und die zweite Trägerfrequenz unterscheiden. Selbstverständlich können die Magnetresonanz-Messdaten auch in mehr als zwei Akquisitionen erfasst werden. Die Anzahl der Akquisitionen kann dabei flexibel gewählt werden. Sie kann sich an der Stärke einer gewünschten Reduktion von aufgrund des Störobjekts vorliegenden Bildartefakten, beispielsweise einer Stärke von Signaländerungen und/oder von Bildverzerrungen, orientieren. Die Trägerfrequenz kann dabei eine Resonanzfrequenz und/oder eine Anregefrequenz und/oder eine Empfangsfrequenz für die Magnetresonanz-Bildgebung bilden. Eine Differenz zwischen zwei verschiedenen Trägerfrequenzen, welche während unterschiedlicher Akquisitionen der mehreren Akquisitionen eingesetzt wird, kann dabei einer Bandbreite eines Anregungspulses der Magnetresonanz-Sequenz entsprechen. Derart kann das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten ein Erfassen von resonanten und nicht resonanten (off-resonant) Magnetresonanz-Messdaten umfassen. Derart können vorteilhafterweise Magnetresonanz-Signale von einem Material, welches sich in einer unmittelbaren Umgebung des Störobjekts befindet, erfasst werden. Ein Grund dafür ist, dass das magnetische Störfeld des Störobjekts typischerweise zu einer Veränderung der Resonanzfrequenz der Protonen in unmittelbarer Umgebung des Störobjekts führt. Signale, die von diesen Protonen mit den verschobenen Resonanzfrequenzen ausgehen, können vorteilhafterweise mittels des vorgeschlagenen Einsatzes von mehreren Akquisitionen mit verschiedenen Trägerfrequenzen erfasst werden. So können die Magnetresonanz-Messdaten vorteilhafterweise Informationen über ein Gewebe in einer unmittelbaren Umgebung des Störobjekts umfassen. Derart kann eine Signalauslöschung, welche durch das Störobjekt verursacht wird, vorteilhafterweise verringert oder komplett vermieden werden. Die Qualität der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Schwächungskarte kann so erhöht werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die mehreren Akquisitionen separat voneinander mit einer Akquisitionspause zwischen den mehreren Akquisitionen erfolgen, wobei die Dauer einer einzelnen Akquisition der mehreren Akquisitionen auf eine Dauer eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts abgestimmt ist. Die Akquisitionspause hat dann insbesondere eine derartige Mindestlänge, dass das Untersuchungsobjekt während der Akquisitionspause, insbesondere tief, einatmen kann. Das wiederholte Ausspielen des Sequenzschemas der Magnetresonanz-Sequenz in den mehreren Akquisitionen kann dazu führen, dass die Dauer der Magnetresonanz-Sequenz größer ist als die Dauer eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts. Ein solcher Atemanhaltevorgang kann maximal insbesondere so lange dauern, wie das Untersuchungsobjekt im Liegen die Luft anhalten kann. So kann die Dauer eines Atemanhaltevorgangs typischerweise zwischen 10–40 Sekunden, beispielsweise 20 Sekunden, betragen. Dass die Dauer der einzelnen Akquisition auf die Dauer des Atemanhaltevorgangs abgestimmt ist, kann insbesondere bedeuten, dass die Dauer der einzelnen Akquisition kürzer oder gleich der Dauer des Atemanhaltevorgangs ist. Das Aufteilen der mehreren Akquisitionen auf die mehreren Atemanhaltevorgänge kann es ermöglichen, dass das Untersuchungsobjekt während der einzelnen Akquisitionen die Luft anhalten kann. Derart können Atemartefakte in den Magnetresonanz-Messdaten vermieden werden und es kann so die Qualität der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Schwächungskarte erhöht werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz derartige Sequenzparameter aufweist, dass eine Auflösung der Magnetresonanz-Messdaten in einer Schicht feiner ist als (1.5 × 1.5) mm². Insbesondere ist die Auflösung in der Schicht feiner als (1.2 × 1.2) mm², vorteilhafterweise feiner als (0.8 × 0.8) mm², höchst vorteilhafterweise feiner als (0.5 × 0.5) mm². Mit der Auflösung in einer Schicht ist insbesondere eine in-plane Auflösung gemeint. Vorteilhafterweise wird diese Wahl der Auflösung in Kombination mit einer Wahl von geeigneten Sequenzparametern, wie beispielsweise einer maximalen Auslese- und/oder Anregungsbandbreite und/oder einer minimalen Echozeit und/oder einer maximalen Gradientenfeldstärke getroffen. Die höhere Auflösung führt insbesondere zu kleineren Voxeln in den Magnetresonanz-Messdaten. Derart können vorteilhafterweise kleinere Dephasierungen aufgrund des magnetischen Störfelds des Störobjekts innerhalb der Voxel der Magnetresonanz-Messdaten vorliegen. So können wiederum Signaländerungen in den Magnetresonanz-Messdaten reduziert werden und es kann derart die Qualität der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Schwächungskarte erhöht werden. Gleichzeitig kann die Schwächungskarte feinere Strukturen abbilden, wodurch eine Genauigkeit der Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten erhöht werden kann.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass unter Verwendung einer ersten Magnetresonanz-Sequenz erste Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden und unter Verwendung einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz zweite Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden, wobei das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der ersten Magnetresonanz-Messdaten und der zweiten Magnetresonanz-Messdaten erfolgt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass das Generieren der Schwächungskarte ein Generieren einer vorläufigen Schwächungskarte unter Verwendung der ersten Magnetresonanz-Messdaten und eine Anpassung der vorläufigen Schwächungskarte unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten umfasst. Die ersten Magnetresonanz-Messdaten und die zweiten Magnetresonanz-Messdaten können alternativ auch zusammen in das Generieren der Schwächungskarte eingehen. So können die Bildinhalte der ersten Magnetresonanz-Messdaten mit Bildinhalten der zweiten Magnetresonanz-Messdaten kombiniert werden, wobei dann die kombinierten Bildinhalte in das Generieren der Schwächungskarte eingehen. Generell ist es vorteilhaft, wenn die zweiten Magnetresonanz-Messdaten zu den ersten Magnetresonanz-Messdaten komplementäre und/oder ergänzende Informationen über das Störobjekt und/oder ein Gewebe, welches das Störobjekt umgibt, umfassen. Dazu können beispielsweise die zweiten Magnetresonanz-Messdaten eine höhere Auflösung als die ersten Magnetresonanz-Messdaten aufweisen, wie in einem der folgenden Abschnitte beschrieben wird. Die zweiten Magnetresonanz-Messdaten können insbesondere das Störobjekt gezielt abbilden. Dagegen können die ersten Magnetresonanz-Messdaten einen größeren Körperbereich als die zweiten Magnetresonanz-Messdaten abdecken und somit Informationen über eine Schwächung der Emissionstomographie-Messdaten aus dem größeren Körperbereich umfassen. Insbesondere ist dabei die erste Magnetresonanz-Sequenz verschieden zu der zweiten Magnetresonanz-Sequenz ausgebildet, beispielsweise in Hinblick auf eine Art der Magnetresonanz-Sequenz und/oder in Hinblick auf verwendete Sequenzparameter. Zum Erfassen der ersten Magnetresonanz-Messdaten kann insbesondere eine standardmäßig zum Erstellen der Schwächungskarte eingesetzte Magnetresonanz-Sequenz eingesetzt werden. Zum Erfassen der zweiten Magnetresonanz-Messdaten wird vorteilhafterweise eine speziell für die Bildgebung in einem Umfeld des Störobjekts optimierte Magnetresonanz-Sequenz verwendet. Die ersten Magnetresonanz-Messdaten und die zweiten Magnetresonanz-Messdaten werden insbesondere in zwei voneinander disjunkten Aufnahmevorgängen getrennt voneinander erfasst. Die zweiten Magnetresonanz-Messdaten können über die ersten Magnetresonanz-Messdaten hinausgehende Zusatzinformationen bereitstellen, so dass die mittels der zweiten Magnetresonanz-Messdaten angepasste Schwächungskarte genauere Informationen in Hinblick auf eine Schwächung in einer räumlichen Umgebung des Störobjekts als die vorläufige Schwächungskarte aufweist. Beispielsweise kann die angepasste Schwächungskarte weniger Signaländerungen als die vorläufige Schwächungskarte aufweisen. Derart kann eine Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten besonders vorteilhaft unter Verwendung der so angepassten Schwächungskarte erfolgen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Magnetresonanz-Sequenz und die zweite Magnetresonanz-Sequenz derartige Sequenzparameter aufweisen, dass die Auflösung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten in zumindest einer Raumrichtung feiner ist als die Auflösung der ersten Magnetresonanz-Messdaten. Derart kann insbesondere eine räumliche Umgebung des Störobjekts in den zweiten Magnetresonanz-Messdaten mit einer feineren Auflösung abgebildet werden als in den ersten Magnetresonanz-Messdaten. Dass die Auflösung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten feiner als die Auflösung der ersten Magnetresonanz-Messdaten ist, bedeutet insbesondere, dass die Auflösung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten höher ist als die Auflösung der ersten Magnetresonanz-Messdaten bzw. dass zumindest eine Kantenlänge von Voxeln der zweiten Magnetresonanz-Messdaten kleiner ist als die korrespondierende Kantenlänge von Voxeln der ersten Magnetresonanz-Messdaten. Insbesondere ist, wie im folgenden Abschnitt beschrieben, ein Untersuchungsbereich der zweiten Magnetresonanz-Messdaten, der mit feinerer Auflösung abgebildet wird, kleiner als ein Untersuchungsbereich der ersten Magnetresonanz-Messdaten. Mittels der Verwendung der feineren Auflösung können die zweiten Magnetresonanz-Messdaten insbesondere den Bereich um das Störobjekt besonders vorteilhaft zum Generieren der Schwächungskarte abbilden. Beispielsweise kann so eine Reduktion von Artefakten in den zweiten Magnetresonanz-Messdaten, insbesondere spezifisch für eine räumliche Umgebung des Störobjekts, gegenüber den ersten Magnetresonanz-Messdaten erreicht werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Magnetresonanz-Sequenz ein erstes Aufnahmevolumen aufweist und die zweite Magnetresonanz-Sequenz ein zweites Aufnahmevolumen aufweist, wobei das zweite Aufnahmevolumen ein Teilvolumen des ersten Aufnahmevolumens darstellt und das zweite Aufnahmevolumen zumindest denjenigen Teilbereich des Untersuchungsbereichs, in welchem das Störobjekt lokalisiert ist, enthält. Derart ist insbesondere das zweite Aufnahmevolumen kleiner als das erste Aufnahmevolumen. Weiterhin ist insbesondere das zweite Aufnahmevolumen vollständig im ersten Aufnahmevolumen enthalten. Das zweite Aufnahmevolumen wird derart vorteilhafterweise wiederholt sowohl bei der Akquisition der ersten Magnetresonanz-Messdaten als auch bei der Akquisition der zweiten Magnetresonanz-Messdaten, insbesondere hierbei mit höherer Auflösung, aufgenommen. Das zweite Aufnahmevolumen kann spezifisch denjenigen Teilbereich des Untersuchungsbereichs, in welchem das Störobjekt lokalisiert ist, abbilden. Das erste Aufnahmevolumen kann dagegen einen größeren Körperbereich des Untersuchungsbereichs abbilden und möglicherweise eine Ganzkörperaufnahme sein. Die Verwendung eines kleineren Aufnahmevolumens für die Aufnahme der zweiten Magnetresonanz-Messdaten kann zu einer kürzeren Aufnahmezeit der zweiten Magnetresonanz-Sequenz führen. Derart ist es beispielsweise möglich, die zweiten Magnetresonanz-Messdaten in einem einzigen Atemanhaltevorgang des Untersuchungsobjekts aufzunehmen. Derart kann die Aufnahmezeit verkürzt werden und/oder Atemartefakte in den zweiten Magnetresonanz-Messdaten können reduziert werden. Gleichzeitig können die zweiten Magnetresonanz-Messdaten den räumlichen Bereich um das Störobjekt spezifisch für das Generieren der Schwächungskarte abbilden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus folgender erster Gruppe umfasst: FLASH 3D VIBE, DIXON-MAVRIC, UTE-MAVRIC, 3D TSE DIXON. Insbesondere kann eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus der ersten Gruppe zum Aufnehmen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt werden. Das beschriebene MAVRIC-Verfahren eignet sich insbesondere besonders vorteilhaft in Kombination mit einer FLASH- oder UTE-(ultrakurze Echozeit-)Aufnahme zu einer Reduktion von Artefakten aufgrund des magnetischen Störfelds, das durch das Störobjekt verursacht wird. Das MAVRIC-Verfahren kann dabei besonders vorteilhaft mit standardmäßig zum Generieren der Schwächungskarte verwendeten Magnetresonanz-Sequenzen, wie beispielsweise der FLASH 3D VIBE- oder der UTE-Sequenz, kombiniert werden. Weiterhin ist eine Kombination des MAVRIC-Verfahrens insbesondere mit nicht-selektiven, möglicherweise klinischen, Sequenzen, bei denen ein Volumen angeregt wird, vorteilhaft. Die mittels der 3D TSE DIXON-Sequenz aufgenommenen Magnetresonanz-Messdaten können insbesondere auch zu Magnetresonanz-Bilddaten rekonstruiert werden, die eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen. Derart können die mittels der 3D TSE DIXON-Sequenz aufgenommenen Magnetresonanz-Messdaten besonders vorteilhaft eine Doppelrolle erfüllen. Sie können nämlich gleichzeitig zum Generieren der Schwächungskarte und zum Generieren von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten eingesetzt werden. Insbesondere wird für die beschriebenen Sequenzen die in einem der vorhergehenden Abschnitte beschriebene Einstellung für Sequenzparameter, beispielsweise eine maximale Anregungs-Bandbreite und/oder maximale Auslese-Bandbreite und/oder eine minimale Echozeit und/oder eine maximale Gradientenfeldstärke eingesetzt. Derart können mittels der beschriebenen Magnetresonanz-Sequenzen besonders vorteilhaft Magnetresonanz-Messdaten zum Generieren der Schwächungskarte akquiriert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus folgender zweiter Gruppe umfasst: TSE, TSE-VAT, SEMAC, MAVRIC. Insbesondere kann eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus der zweiten Gruppe zum Aufnehmen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt werden. Das SEMAC(Slice Encoding for Metal Artifact Correction)-Verfahren bietet dabei ähnliche Vorteile wie das bereits erwähnte MAVRIC-Verfahren. Weiterhin ist eine Kombination des SEMAC-Verfahrens insbesondere mit selektiven, möglicherweise klinischen, Sequenzen, bei denen einzelne Schichten angeregt werden, vorteilhaft. Ähnliches gilt für den Einsatz des VAT(view angle tilting)-Verfahrens. Die mittels der genannten Magnetresonanz-Sequenzen akquirierten Magnetresonanz-Messdaten weisen insbesondere eine besonders hohe Reduktion von Artefakten aufgrund des Störobjekts auf und können so insbesondere besonders deutlich ein Material und/oder eine Form des Störobjekts widergeben. Beispielsweise kann eine Signalauslöschung aufgrund des magnetischen Störfelds bei Verwendung der genannten Magnetresonanz-Sequenzen besonders vorteilhaft reduziert werden. Gleichzeitig kann mittels der genannten Magnetresonanz-Sequenzen, insbesondere des VAT-, SEMAC- oder MAVRIC-Verfahrens, eine Verzerrung von Bildinhalten der Magnetresonanz-Messdaten, insbesondere in einer räumlichen Umgebung des Störobjekts, besonders vorteilhaft korrigiert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Sequenz eine UTE-MAVRIC-Sequenz umfasst. Die Kombination aus der Bildgebung mit ultrakurzen Echozeiten und dem MAVRIC-Verfahren hat sich als besonders vorteilhaft zur Reduktion von Signaländerungen aufgrund des magnetischen Störfelds und derart zur Bildgebung im Umfeld des Störobjekts herausgestellt.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Magnetresonanz-Sequenz aus der ersten Gruppe und die zweite Magnetresonanz-Sequenz aus der zweiten Gruppe ausgewählt werden. Derart können beispielsweise mittels einer der genannten Magnetresonanz-Sequenzen der ersten Gruppe erste Magnetresonanz-Messdaten und mittels einer der genannten Magnetresonanz-Sequenzen aus der zweiten Gruppe zweite Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden. Die zweiten Magnetresonanz-Messdaten können dabei aus einem kleineren Aufnahmevolumen als die ersten Magnetresonanz-Messdaten aufgenommen werden. Gleichzeitig können die zweiten Magnetresonanz-Messdaten eine höhere Auflösung als die ersten Magnetresonanz-Messdaten aufweisen. Beispielsweise können die zweiten Magnetresonanz-Messdaten besonders vorteilhaft zu einer Korrektur von Signaländerungen aufgrund des magnetischen Störfelds, welche in den ersten Magnetresonanz-Messdaten auftreten, verwendet werden. So können die so akquirierten zweiten Magnetresonanz-Messdaten insbesondere zu den ersten Magnetresonanz-Messdaten wertvolle Zusatzinformationen zum Generieren der Schwächungskarte, welche insbesondere selektiv spezifisch für eine räumliche Umgebung des Störobjekts sind, bereitstellen. Beispielsweise kann, wie in einem der folgenden Abschnitte beschrieben, ein Schwächungswert bei dem Generieren der Schwächungskarte besonders vorteilhaft auf Grundlage der zweiten Magnetresonanz-Messdaten gewählt werden. Beispielsweise kann ein Unterschied einer Signalauslöschung aufgrund des magnetischen Störfelds zwischen den ersten Magnetresonanz-Messdaten und den zweiten Magnetresonanz-Messdaten bestimmt werden. Auf Grundlage dieses bestimmten Unterschieds kann dann ein Bereich in der Schwächungskarte bestimmt werden, welcher dann mit einem geeigneten Schwächungswert, beispielsweise einem Schwächungswert von Gewebe und/oder Metall, versehen werden kann. Dies ist ein Beispiel, wie die derart aufgenommenen zweiten Magnetresonanz-Messdaten vorteilhaft in Kombination mit den ersten Magnetresonanz-Messdaten in das Generieren der Schwächungskarte eingehen können.
Erfindungsgemäß wird unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten eine Störobjekt-Information generiert, wobei die Störobjekt-Information zumindest eine Information über ein Material des Störobjekts umfasst, wobei die Schwächungskarte unter Berücksichtigung der Störobjekt-Information generiert wird.
Derart kann beispielsweise auf Grundlage der Magnetresonanz-Messdaten eine Segmentierung des Störobjekts erfolgen. Die Störobjekt-Information kann dann eine Geometrie und/oder eine Form des Störobjekts umfassen. Dann kann bei dem Generieren der Schwächungskarte das segmentierte Störobjekt mit einem geeigneten linearen Schwächungskoeffizienten aufgefüllt werden.
Die Geometrie des Störobjekts kann beispielsweise berücksichtigt werden, indem verschiedene Teile des Störobjekts bei dem Generieren der Schwächungskarte mit unterschiedlichen linearen Schwächungskoeffizienten aufgefüllt werden. Beispielsweise bestehen Hüftimplantate häufig aus einem Titan-Schaft, wobei ein um das Titanschaft umliegendes Gewebe kaum von Signalauslöschung betroffen ist, und einem Kopf aus CoCr, welcher eine hohe Signalauslöschung in dem um den Kopf liegenden Gewebe verursacht. Entsprechend können bei dem Generieren der Schwächungskarte diese beiden Teile des Hüftimplantats bei der Bestimmung des Anteils von Metall/Gewebe am Anteil der Signalauslöschung separat betrachtet werden. Dafür kann die Störobjekts-Information beispielsweise eine Information über eine Lokalisierung und/oder eine Geometrie des Titanschafts und des Kopfs des Hüftgelenks umfassen.
Hierbei können gewisse Vorkenntnisse über das Störobjekt und/oder die verwendete Magnetresonanz-Sequenz verwendet werden. Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass eine Signalauslöschung und/oder eine Verzerrung in den Magnetresonanz-Messdaten typischerweise stark von dem Material und/oder der Form und/oder der Orientierung des Störobjekts und/oder von der gewählten Magnetresonanz-Sequenz zum Aufnehmen der Magnetresonanz-Messdaten abhängt. Derart kann beispielsweise die Stärke der Signalauslöschung aufgrund des magnetischen Störfelds abgeschätzt werden. Beispielsweise verursacht CoCr als Material des Störobjekts stärkere Signalauslöschungen als Titan. Beispielsweise korrigiert die Verwendung von SEMAC mit 20 Kodierschritten als Magnetresonanz-Sequenz Verzerrungen besser als die Verwendung von SEMAC mit 12 Kodierschritten. Entsprechend kann bei dem Generieren der Schwächungskarte der Anteil des Metalls/Gewebes am Anteil der gesamten restlichen Signalauslöschung abgeschätzt werden.
Ein Bereich einer Signalauslöschung in den Magnetresonanz-Messdaten kann für das Generieren der Schwächungskarte besonders vorteilhaft mit einem Schwächungswert des Materials des Störobjekts, beispielsweise von Metall, aufgefüllt werden. Der Metalltyp und/oder der Schwächungswert kann dabei von einem Benutzer manuell angegeben werden. Es ist auch denkbar, dass lediglich ein Schwächungskoeffizient von Gewebe zum Auffüllen der Signalauslöschung verwendet wird, insbesondere wenn das Material des Störobjekts nicht bekannt ist. Dies kann eine Verbesserung darstellen, da eine Signalauslöschung aufgrund des magnetischen Störfelds sich typischerweise über das eigentliche Störobjekt in das umliegende Gewebe erstreckt. Hierbei kann der Bereich der Signalauslöschung vorteilhafterweise von außen nach innen mit dem geschätzten Anteil des Gewebes aufgefüllt werden. Dieses Auffüllen kann homogen oder ungleichmäßig, insbesondere entsprechend der Störobjekt-Information, erfolgen. Insbesondere kann dabei der Anteil an Gewebe an der Signalauslöschung auf Grundlage der Magnetresonanz-Messdaten geschätzt werden, insbesondere auf Grundlage der Stärke einer Abweichung von Magnetresonanz-Signalen von der Resonanz-Frequenz in den Magnetresonanz-Messdaten und/oder auf Grundlage von bekannten Eigenschaften der Magnetresonanz-Sequenz, die zum Erfassen der Magnetresonanz-Daten verwendet werden.
Mittels einer der beschriebenen Vorgehen kann besonders vorteilhaft für das Generieren der Schwächungskarte eine aufgrund des Störobjekts verursachte Signalauslöschung in den Magnetresonanz-Messdaten mit einem linearen Schwächungskoeffizienten, welcher basierend auf der Störobjekt-Information ermittelt wird, aufgefüllt werden. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Möglichkeiten zum Reduzieren der Signalauslöschung zum Generieren der Schwächungskarte denkbar.
Das erfindungsgemäße kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät umfasst eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, eine Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit und einer Recheneinheit, welche eine Schwächungskartengenerierungseinheit und eine Schwächungskorrektureinheit umfasst, wobei das kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Somit ist das kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät zum Ausführen eines Verfahrens zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten für eine kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts in einem Untersuchungsbereich, wobei in dem Untersuchungsbereich ein Störobjekt positioniert ist, welches bei der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung ein magnetisches Störfeld verursacht, ausgebildet.
Die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit ist zu einem Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts ausgebildet, wobei zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet wird, welche dazu ausgelegt ist, Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds zumindest teilweise zu kompensieren. Die Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit ist zu einem Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts ausgebildet. Die Schwächungskartengenerierungseinheit ist zu einem Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten ausgebildet. Die Schwächungskorrektureinheit ist zu einer Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der generierten Schwächungskarte ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ausgeführt wird. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann, der mit dem kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät direkt verbunden oder als Teil des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 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 kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert sind. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 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.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt wurden. 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 kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät 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 exemplarisches Ausführungsbeispiel für eine Einstellung von Aufnahmevolumina einer ersten und einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät in einer schematischen Darstellung. Das dargestellte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät ist exemplarisch als Magnetresonanz-Positronenemissionstomographiegerät (Magnetresonanz-PET-Gerät) 10 ausgebildet. Das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 umfasst eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11. Weiterhin umfasst das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 exemplarisch eine Positronen-Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit (PET-Messdatenerfassungseinheit) 12. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät als Magnetresonanz-Einzelphotonenemissionstomographiegerät (Magnetresonanz-SPECT-Gerät) ausgebildet ist. Das Magnetresonanz-SPECT-Gerät wird dann insbesondere statt der PET-Messdatenerfassungseinheit 12 eine Einzelphotonenemissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit (SPECT-Messdatenerfassungseinheit) umfassen.
Die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 umfasst eine Magneteinheit 13 und einen von der Magneteinheit 13 umgebenen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjekts 15, insbesondere eines Patienten 15, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umgeben ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 ist hierzu bewegbar innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 angeordnet.
Die Magneteinheit 13 umfasst einen Hauptmagneten 17, der im Betrieb der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 zu einer Erzeugung eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18 ausgelegt ist. Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Zudem umfasst die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 integrierte, Körperspule ausgebildet ist, die zu einer Anregung einer Polarisation vorgesehen ist, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen vorgesehen.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten der Gradientenspuleneinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantenneneinheit 20 weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10, insbesondere die Magnetresonanz-Messdatenerfassungs-einheit 11, eine Magnetresonanz-Steuereinheit 21 auf. Die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 steuert zentral die Magnetresonanz-Vorrichtung 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Hierzu umfasst die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eine nicht näher dargestellte Gradientensteuereinheit und eine nicht näher dargestellte Hochfrequenzantennensteuereinheit. Zudem umfasst die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit zu einer Auswertung von Magnetresonanz-Bilddaten.
Die dargestellte Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheiten 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
Die PET-Messdatenerfassungseinheit 12 umfasst mehrere Positronen-Emissions-Tomographie-Detektormodule 22 (PET-Detektormodule 22), die zu einer Ringform angeordnet sind und den Patientenaufnahmebereich 14 in der Umfangsrichtung umgeben. Die PET-Detektormodule 22 weisen jeweils mehrere, nicht näher dargestellte Positronen-Emissions-Tomographie-Detektorelemente (PET-Detektorelemente) auf, die zu einem PET-Detektorarray angeordnet sind, das ein Szintillationsdetektorarray mit Szintillationskristallen, beispielsweise LSO-Kristalle, umfasst. Des Weiteren umfassen die PET-Detektormodule 22 jeweils ein Photodiodenarray, beispielsweise Avalanche-Photodiodenarray oder APD-Photodiodenarray, die dem Szintillationsdetektorarray nachgeschaltet innerhalb der PET-Detektormodule 22 angeordnet sind.
Mittels der PET-Detektormodule 22 werden Photonenpaare, die aus der Annihilation eines Positrons mit einem Elektron resultieren, erfasst. Trajektorien der beiden Photonen schließen einen Winkel von 180° ein. Zudem weisen die beiden Photonen jeweils eine Energie von 511 keV auf. Das Positron wird hierbei von einem Radiopharmakon emittiert, wobei das Radiopharmakon über eine Injektion dem Patienten 15 verabreicht wird. Beim Durchlaufen von Materie können die bei der Annihilation entstandenen Photonen abgeschwächt werden, wobei die Abschwächungswahrscheinlichkeit von der Pfadlänge durch die Materie und dem entsprechenden Abschwächungskoeffizienten der Materie abhängt. Dementsprechend ist bei einer Auswertung der PET-Signale eine Korrektur dieser Signale bezüglich der Abschwächung durch Komponenten, die sich im Strahlengang befinden, notwendig.
Zudem weisen die PET-Detektormodule 22 jeweils eine Detektorelektronik auf, die eine elektrische Verstärkerschaltung und weitere, nicht näher dargestellte Elektronikkomponenten umfasst. Zu einer Steuerung der Detektoreleketronik und der PET-Detektormodule 22 weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10, insbesondere die PET-Messdatenerfassungseinheit 12, eine PET-Steuereinheit 23 auf. Die PET-Steuereinheit 23 steuert zentral die PET-Messdatenerfassungseinheit 12. Zudem umfasst die PET-Steuereinheit 23 eine Auswerteeinheit zu einer Auswertung von PET-Daten.
Die dargestellte PET-Messdatenerfassungseinheit 12 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die PET-Messdatenerfassungseinheiten 12 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer PET-Messdatenerfassungseinheit 12 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
Das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 weist zudem eine zentrale Recheneinheit 24 auf, die beispielsweise eine Erfassung und/oder eine Auswertung von Magnetresonanz-Messdaten und von PET-Messdaten aufeinander abstimmt. Die Recheneinheit 24 kann eine zentrale Systemsteuereinheit sein. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten können auf einer Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels welcher Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Recheneinheit 24 kann die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 und/oder die PET-Steuereinheit 23 umfassen.
Die Recheneinheit 24 umfasst weiterhin eine Magnetresonanz-Schwächungskartengenerierungseinheit 33 und eine Schwächungskorrektureinheit 34.
Derart ist das dargestellte Magnetresonanz-PET-Gerät 10 zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten ausgebildet.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten.
In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11, wobei zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet wird, welche dazu ausgelegt ist, Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds zumindest teilweise zu kompensieren. Die Magnetresonanz-Sequenz legt dabei insbesondere eine Abfolge von Steuerbefehlen fest, anhand von welchen die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 die Magnetresonanz-Messdaten erfasst.
In einem weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels der Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit 12. Insbesondere kann eine simultane Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung des Untersuchungsobjekts 15 mittels des Magnetresonanz-Emissionstomographiegeräts 10 erfolgen. Während dieser simultanen Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung erfolgt zumindest teilweise simultan das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 40 und das Erfassen der Emissionstomographie-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 41. Die Magnetresonanz-Messdaten und die Emissionstomographie-Messdaten werden dabei vom gleichen Untersuchungsobjekt 15 erfasst.
In einem weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt ein Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten mittels der Schwächungskartengenerierungseinheit 33.
In einem weiteren Verfahrensschritt 43 erfolgt eine Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der generierten Schwächungskarte mittels der Schwächungskorrektureinheit 34. Mittels der Schwächungskorrektur können Emissionstomographie-Bilddaten aus den Emissionstomographie-Messdaten rekonstruiert werden. Die Emissionstomographie-Bilddaten können anschließend bereitgestellt werden, insbesondere auf der Anzeigeeinheit 25 ausgegeben oder in einer Datenbank abgespeichert werden. Die Emissionstomographie-Bilddaten können insbesondere fusioniert mit Magnetresonanz-Bilddaten, welche vorteilhafterweise auf Grundlage der Magnetresonanz-Messdaten generiert werden, auf der Anzeigeeinheit 25 dargestellt werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten.
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, 41, 42, 43 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.
Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 41 umfasst im gezeigten Fall ein Erfassen von ersten Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung einer ersten Magnetresonanz-Sequenz und ein Erfassen von zweiten Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz.
Vorteilhafterweise weisen die erste Magnetresonanz-Sequenz und die zweite Magnetresonanz-Sequenz derartige Sequenzparameter auf, dass die Auflösung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten in zumindest einer Raumrichtung feiner ist als die-Auflösung der ersten Magnetresonanz-Messdaten. Weiterhin definiert die erste Magnetresonanz-Sequenz vorteilhafterweise ein erstes Aufnahmevolumen und die zweite Magnetresonanz-Sequenz ein zweites Aufnahmevolumen, wobei das zweite Aufnahmevolumen ein Teilvolumen des ersten Aufnahmevolumens darstellt und das zweite Aufnahmevolumen zumindest denjenigen Teilbereich des Untersuchungsbereichs, in welchem das Störobjekt lokalisiert ist, enthält.
In 4 ist ein exemplarisches Ausführungsbeispiel für eine Einstellung von Aufnahmevolumina der ersten Magnetresonanz-Sequenz und der zweiten Magnetresonanz-Sequenz dargestellt. 4 zeigt eine axiale Schicht des Untersuchungsobjekts 15, in welcher ein Störobjekt 50 positioniert ist. Das Störobjekt 50 verursacht bei der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung ein magnetisches Störfeld, welches eine Signalauslöschung 52 in den mittels der ersten Magnetresonanz-Sequenz aufgenommenen Magnetresonanz-Messdaten in einer räumlichen Umgebung des Störobjekts 50 verursacht. Die erste Magnetresonanz-Sequenz umfasst dabei ein erstes Aufnahmevolumen 51, welches die gesamte axiale Schicht, insbesondere in einer niedrigen Auflösung, darstellt. Die zweite Magnetresonanz-Sequenz umfasst ein zweites Aufnahmevolumen 53, welches gezielt das Störobjekt und/oder die Signalauslöschung 52, insbesondere mit einer hohen Auflösung, abbildet. Das zweite Aufnahmevolumen 53 stellt dabei insbesondere einen Teilbereich des ersten Aufnahmevolumens 51 dar. In den mittels der zweiten Magnetresonanz-Sequenz aufgenommenen zweiten Magnetresonanz-Messdaten kann dann aufgrund der geeigneten Wahl der Magnetresonanz-Sequenz und/oder Sequenzparameter die Signalauslöschung gegenüber den ersten Magnetresonanz-Messdaten reduziert sein.
Die Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere die erste Magnetresonanz-Sequenz und/oder die zweite Magnetresonanz-Sequenz, umfasst vorteilhafterweise zumindest eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus folgender erster Gruppe: FLASH 3D VIBE, DIXON-MAVRIC, UTE-MAVRIC, 3D TSE DIXON. Die Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere die erste Magnetresonanz-Sequenz und/oder die zweite Magnetresonanz-Sequenz, kann auch zumindest eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus folgender zweiter Gruppe umfassen: TSE, TSE-VAT, SEMAC, MAVRIC. Besonders bevorzugt umfasst die Magnetresonanz-Sequenz eine UTE-MAVRIC-Sequenz. Vorteilhaferweise wird die erste Magnetresonanz-Sequenz aus der ersten Gruppe und die zweite Magnetresonanz-Sequenz aus der zweiten Gruppe ausgewählt.
Die Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere die erste Magnetresonanz-Sequenz und/oder die zweite Magnetresonanz-Sequenz, kann derartige Sequenzparameter aufweisen, dass die Auflösung der Magnetresonanz-Messdaten in einer Schicht feiner ist als (1,5 × 1,5) mm². Die Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere die erste Magnetresonanz-Sequenz und/oder die zweite Magnetresonanz-Sequenz, kann weiterhin zumindest eine der folgenden Einstellungen für Sequenzparameter aufweisen:

– einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert für eine Anregungs-Bandbreite,
– einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert für eine Auslese-Bandbreite,
– einen gegenüber einem Standardwert erniedrigten Wert für eine Echozeit,
– einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert einer Gradientenfeldstärke.

Bevorzugt umfasst die Magnetresonanz-Sequenz, insbesondere die erste Magnetresonanz-Sequenz und/oder die zweite Magnetresonanz-Sequenz, zumindest eine der folgenden Einstellungen für Sequenzparameter:

– einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Anregungs-Bandbreite,
– einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Auslese-Bandbreite,
– einen minimalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Echozeit,
– einen maximale für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert einer Gradientenfeldstärke.

Im Folgenden sind einige Beispiele für mögliche Magnetresonanz-Sequenzen, insbesondere für mögliche erste Magnetresonanz-Sequenzen oder zweite Magnetresonanz-Sequenzen, aufgeführt. Selbstverständlich kann der Fachmann, insbesondere ausgehend von diesen Beispielen, eine geeignete Wahl für die Magnetresonanz-Sequenz zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten treffen:

– FLASH 3D VIBE DIXON oder UTE, insbesondere mit einer maximalen Anregungs-Bandbreite und/oder einer maximalen Auslese-Bandbreite und/oder einer minimalen Echozeit. Weiterhin wird für diese Sequenzen vorteilhafterweise eine hohe Auflösung, beispielsweise von 0,5 × 0,5 mm² in einer Schichtrichtung, verwendet.
– FLASH 3D VIBE DIXON-MAVRIC oder UTE-MAVRIC. Grundlage für die MAVRIC-Technik kann auch eine andere 3D GRE-Sequenz bilden. Auch hier kann wieder eine maximale Anregungs-Bandbreite und/oder eine maximale Auslese-Bandbreite und/oder eine minimale Echozeit eingesetzt werden. Weiterhin wird für diese Sequenzen vorteilhafterweise ebenfalls eine hohe Auflösung verwendet, beispielsweise von 0,5 × 0,5 mm² in einer Schichtrichtung. Für diese Sequenzen wird, wie in Teilschritt 40-2 der 3 dargestellt, nicht nur eine Akquisition durchgeführt, sondern die Sequenz wird vorteilhafterweise auf verschiedenen Trägerfrequenzen wiederholt.
– 3D TSE DIXON, insbesondere mit einer maximalen Anregungs-Bandbreite und/oder maximalen Gradientenfeldstärke. Auch diese Sequenz wird vorteilhafterweise mit einer hohen Auflösung, beispielsweise von 0,5 × 0,5 mm², zur Reduzierung von Signalauslöschungen eingesetzt. Eine derartige Sequenz eignet sich, beispielsweise aufgrund der reduzierten Suszeptibilitätsartefakte, besonders gut auch zum Rekonstruieren von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten, wie im Verfahrensschritt 44 von 3 gezeigt.
– Magnetresonanz-Sequenzen mit einer minimalen Verzerrung aufgrund von Metall, beispielsweise eine hoch aufgelöste TSE oder TSE-VAT, eine SEMAC-Sequenz oder eine MAVRIC-Sequenz.

Im gezeigten Fall umfasst die zweite Magnetresonanz-Sequenz zwei Akquisitionen A1, A2 unter Verwendung von verschiedenen Trägerfrequenzen. Die zweite Magnetresonanz-Sequenz kann auch mehr als zwei Akquisitionen A1, A2 umfassen. Dies ist auch für die erste Magnetresonanz-Sequenz denkbar. Die mehreren Akquisitionen A1, A2 können dabei separat voneinander mit einer Akquisitionspause zwischen den mehreren Akquisitionen A1, A2 erfolgen, wobei vorteilhafterweise die Dauer einer einzelnen Akquisition der mehreren Akquisitionen A1, A2 auf eine Dauer eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts 15 abgestimmt ist.
Das Generieren der Schwächungskarte im weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt unter Verwendung der ersten Magnetresonanz-Messdaten und der zweiten Magnetresonanz-Messdaten. Beispielsweise wird in einem ersten Teilschritt 42-1 des weiteren Verfahrensschritts 42 eine vorläufige Schwächungskarte unter Verwendung der ersten Magnetresonanz-Messdaten generiert. In einem zweiten Teilschritt 42-2 des weiteren Verfahrensschritts 42 erfolgt eine Anpassung der vorläufigen Schwächungskarte unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten.
Das Generieren der Schwächungskarte kann umfassen, dass in einem Teilschritt 42I des weiteren Verfahrensschritts 42 unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten eine Störobjekt-Information generiert wird, wobei die Störobjekt-Information zumindest eine Information über ein Material des Störobjekts umfasst. Die Schwächungskarte kann dann im Teilschritt 42-1 und/oder im Teilschritt 42-2 unter Berücksichtigung der Störobjekt-Information generiert werden. Für das Generieren der Schwächungskarte im weiteren Verfahrensschritt 42 kann eine aufgrund des Störobjekts verursachte Signalauslöschung in den Magnetresonanz-Messdaten mit einem linearen Schwächungskoeffizienten, welcher basierend auf der Störobjekt-Information ermittelt wird, aufgefüllt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 44 werden Magnetresonanz-Bilddaten aus den im weiteren Verfahrensschritt 40 erfassten Magnetresonanz-Messdaten generiert. Die Magnetresonanz-Bilddaten können dann, insbesondere fusioniert mit den Emissionstomographie-Bilddaten, auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben werden. Hierbei sind die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen. Das Generieren der Schwächungskarte im weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt dabei, wie in 3 dargestellt, vorteilhafterweise auf Grundlage der gleichen Magnetresonanz-Messdaten, welche auch für die Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden. Die mittels der zumindest einen Magnetresonanz-Sequenz erfassten Magnetresonanz-Messdaten können also zum Einen zur Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten und zum Anderen zum Generieren der Schwächungskarte verwendet werden. Es werden dabei insbesondere die Magnetresonanz-Bilddaten ausgegeben, welchen diejenigen Magnetresonanz-Messdaten zugrunde liegen, welche für das Generieren der Schwächungskarte verwendet wurden.
Die in 2–3 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.
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.

Claims

Verfahren zur Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten für eine kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts in einem Untersuchungsbereich, wobei in dem Untersuchungsbereich ein Störobjekt positioniert ist, welches bei der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Bildgebung ein magnetisches Störfeld verursacht, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, wobei zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet wird, welche dazu ausgelegt ist, Störungen aufgrund des magnetischen Störfelds zumindest teilweise zu kompensieren, – Generierung einer Störobjekt-Information unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten, wobei die Störobjekt-Information zumindest eine Information über ein Material des Störobjekts umfasst, – Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit, – Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten und unter Berücksichtigung der Störobjekt-Information, – Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der generierten Schwächungskarte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten generiert werden und die Magnetresonanz-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben werden, wobei die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der folgenden Einstellungen für Sequenzparameter aufweist: – einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert für eine Anregungs-Bandbreite, – einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert für eine Auslese-Bandbreite, – einen gegenüber einem Standardwert erniedrigten Wert für eine Echozeit, – einen gegenüber einem Standardwert erhöhten Wert einer Gradientenfeldstärke.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der folgenden Einstellungen für Sequenzparameter aufweist: – einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Anregungs-Bandbreite, – einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Auslese-Bandbreite, – einen minimalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert für eine Echozeit, – einen maximalen für die Magnetresonanz-Sequenz möglichen Wert einer Gradientenfeldstärke.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz mehrere Akquisitionen unter Verwendung von verschiedenen Trägerfrequenzen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mehreren Akquisitionen separat voneinander mit einer Akquisitionspause zwischen den mehreren Akquisitionen erfolgen, wobei eine Dauer einer einzelnen Akquisition der mehreren Akquisitionen auf eine Dauer eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts abgestimmt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz derartige Sequenzparameter aufweist, dass eine Auflösung der Magnetresonanz-Messdaten in einer Schicht feiner ist als (1,5 × 1,5) mm².
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unter Verwendung einer ersten Magnetresonanz-Sequenz erste Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden und unter Verwendung einer zweiten Magnetresonanz-Sequenz zweite Magnetresonanz-Messdaten erfasst werden, wobei das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der ersten Magnetresonanz-Messdaten und der zweiten Magnetresonanz-Messdaten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Generieren einer vorläufigen Schwächungskarte unter Verwendung der ersten Magnetresonanz-Messdaten und eine Anpassung der vorläufigen Schwächungskarte unter Verwendung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten, wobei eine angepasste Schwächungskarte generiert wird, erfolgt und die Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der angepassten Schwächungskarte erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–9, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz und die zweite Magnetresonanz-Sequenz derartige Sequenzparameter aufweisen, dass die Auflösung der zweiten Magnetresonanz-Messdaten in zumindest einer Raumrichtung feiner ist als die Auflösung der ersten Magnetresonanz-Messdaten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz ein erstes Aufnahmevolumen und die zweite Magnetresonanz-Sequenz ein zweites Aufnahmevolumen definiert, wobei das zweite Aufnahmevolumen ein Teilvolumen des ersten Aufnahmevolumens darstellt und das zweite Aufnahmevolumen zumindest denjenigen Teilbereich des Untersuchungsbereichs, in welchem das Störobjekt lokalisiert ist, enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus folgender erster Gruppe umfasst: FLASH 3D VIBE, DIXON-MAVRIC, UTE-MAVRIC, 3D TSE DIXON.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz zumindest eine der Magnetresonanz-Sequenzen aus folgender zweiter Gruppe umfasst: TSE, TSE-VAT, SEMAC, MAVRIC.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Sequenz eine UTE-MAVRIC Sequenz umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10 und nach Anspruch 12 und Anspruch 13, wobei die erste Magnetresonanz-Sequenz aus der ersten Gruppe und die zweite Magnetresonanz-Sequenz aus der zweiten Gruppe ausgewählt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für das Generieren der Schwächungskarte eine aufgrund des Störobjekts verursachte Signalauslöschung in den Magnetresonanz-Messdaten mit einem linearen Schwächungskoeffizienten, welcher basierend auf der Störobjekt-Information ermittelt wird, aufgefüllt wird.
Kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät umfassend eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, eine Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit und einer Recheneinheit, welche eine Schwächungskartengenerierungseinheit und eine Schwächungskorrektureinheit umfasst, wobei das kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–16 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ausgeführt wird.