DE102015215778B4

DE102015215778B4 - Verfahren zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten

Info

Publication number: DE102015215778B4
Application number: DE102015215778.4A
Authority: DE
Inventors: Lars Lauer
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: US20170052240A1; US10054655B2; DE102015215778A1

Abstract

Verfahren zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten, umfassend folgende Verfahrensschritte:- Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt umfassen,- Anlegen einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei ein erster Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und ein zweiter Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist,- Anpassen der Baumstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter wobei eine angepasste Baumstruktur erstellt wird, und- Anzeigen der angepassten Baumstruktur für einen Benutzer auf einer Anzeigeeinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten, eine Recheneinheit, ein Magnetresonanzgerät, ein erstes Computerprogrammprodukt, ein Verfahren zu einem Abspeichern von Magnetresonanz-Daten in einem Rechensystem und ein zweites Computerprogrammprodukt.
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.
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.
Mittels Magnetresonanz-Bildgebung ist es möglich, ortsaufgelöste Verteilung von Gewebeparametern eines Untersuchungsobjekts zu erfassen. Die Gewebeparameter charakterisieren vorteilhafterweise eine physikalische Eigenschaft des Gewebes, von welchem die Magnetresonanz-Signale erfasst werden. Insbesondere können die Gewebeparameter eine Reaktion des Gewebes des Untersuchungsobjekts auf eine Hochfrequenz-Anregung quantifizieren. Die Gewebeparameter können dabei vorteilhafterweise unabhängig von Messbedingungen, wie beispielsweise Parametereinstellungen, Justagemessungen, Spulenintensitäten, Softwareversionen oder von einem Typ eines Magnetresonanzgeräts, mittels Magnetresonanz-Bildgebung quantifiziert werden.
Mittels verschiedener Magnetresonanz-Verfahren oder mittels eines kombinierten Verfahrens können vorteilhafterweise mehrere unterschiedliche Gewebeparameter des Untersuchungsobjekts quantifiziert werden. In einem herkömmlichen Verfahren werden dann die mehreren Gewebeparameter typischerweise separat voneinander, beispielsweise in unterschiedlichen Bildfenstern, dargestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Darstellung von mehreren mittels Magnetresonanz-Bildgebung erfassten Gewebeparametern zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt umfassen,
- Anlegen einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei ein erster Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und ein zweiter Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist,
- Anpassen der Baumstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter wobei eine angepasste Baumstruktur erstellt wird, und
- Anzeigen der angepassten Baumstruktur für einen Benutzer auf einer Anzeigeeinheit.

Das Erfassen der Magnetresonanz-Daten kann eine Aufnahme der Magnetresonanz-Daten mittels eines Magnetresonanzgeräts oder ein Laden von bereits aufgenommenen Magnetresonanz-Daten aus einer Datenbank umfassen. Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, ein gesunder Proband, ein Tier oder ein Phantom sein.
Eine Auswahl möglicher Gewebeparameter für die mehreren Gewebeparameter ist: ein T1-Wert (T1-Relaxationszeit), ein T2-Wert (T2-Relaxationszeit), ein Diffusionswert (beispielsweise ein scheinbarer Diffusionskoeffizient, apparent diffusion coefficient, ADC), ein Magnetisierungsmoment, eine Protonendichte, ein extrazelluläres Volumen, eine Resonanzfrequenz, eine Konzentration eines Stoffs, usw. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Gewebeparameter denkbar. Aus den genannten Gewebeparametern kann eine beliebige Kombination bestimmt werden. Die mehreren Gewebeparameter werden insbesondere vom gleichen Untersuchungsobjekt, vorteilhafterweise vom gleichen Untersuchungsbereich, bestimmt. Die mehreren Gewebeparameter können vorteilhafterweise in einer einzelnen Untersuchung des Untersuchungsobjekts mittels des Magnetresonanzgeräts bestimmt werden.
Zum Erfassen der mehreren Gewebeparameter kann ein quantitatives Magnetresonanz-Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann in einem dem Fachmann bekannten T1-Mapping (bzw. T2-Mapping) Verfahren eine ortsaufgelöste Verteilung des T1-Werts (bzw. T2-Werts) im Untersuchungsobjekt bestimmt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Verwendung eines Magnetresonanz-Fingerprinting Verfahrens, welches eine gleichzeitige Bestimmung der ortsaufgelösten Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter ermöglicht, erwiesen. Ein mögliches Magnetresonanz-Fingerprinting Verfahren ist beispielsweise aus der Schrift Ma et al., „Magnetic Resonance Fingerprinting“, Nature, 495, 187-192 (14 March 2013) bekannt. Die vorgeschlagene angepasste Baumstruktur kann sich derart als besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Darstellung von mittels eines Magnetresonanz-Fingerprinting Verfahrens gewonnener Magnetresonanz-Daten erweisen. Gerade in einem Routine-Workflow einer Betrachtung von mittels eines Magnetresonanz-Fingerprinting Verfahrens gewonnener Magnetresonanz-Daten kann die vorgeschlagene angepasste Baumstruktur besonders vorteilhaft eingesetzt werden, beispielsweise um einen ersten Überblick über die Werte der verschiedenen Gewebeparameter des Untersuchungsobjekts zu bekommen.
Die Werte der mehreren Gewebeparameter stellen insbesondere absolute physikalische Größen dar. Somit steht vorteilhafterweise ein Wert eines Gewebeparameters in einem direkten Zusammenhang mit einem physikalischen Messwert. Der Wert des Gewebeparameters an einem bestimmten Ortspunkt kann insbesondere eine physikalische Einheit aufweisen. Somit können vorteilhafterweise mittels verschiedener quantitativer Magnetresonanz-Verfahren, möglicherweise unter unterschiedlicher Messbedingungen, aufgenommene Magnetresonanz-Daten direkt miteinander verglichen werden.
Mittels des vorgeschlagenen Vorgehens können nun besonders effizient und/oder besonders leicht für einen Betrachter erfassbar die mittels Magnetresonanz-Bildgebung erfassten Werte von mehreren Gewebeparametern auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden. Die vorgeschlagene Darstellungsmethode unterscheidet sich dabei grundlegend von bereits bekannten Darstellungsmethoden, wie beispielsweise einer Darstellung in Graustufen bzw. mit einer Farbkodierung, einer Histogrammdarstellung, einer Punktwolkendarstellung oder einer Kombination der genannten Darstellungsmethoden.
Vielmehr soll die vorgeschlagene Baumstruktur eine intuitive und insbesondere in ihrer Dimensionalität unbegrenzte Möglichkeit zur Darstellung der Werte der mehreren Gewebeparameter bieten. Die vorgeschlagene Baumstruktur soll insbesondere Kombinationen der Werte der mehreren Gewebeparameter, welche von einem gleichen Bildvoxel und/oder Bildpixel eines Untersuchungsbereichs im Untersuchungsobjekt erfasst werden, darstellen können. Die Darstellung der Werte der mehreren Gewebeparameter in der angepassten Baumstruktur soll insbesondere ortsunabhängig, d.h. nicht mehr ortsaufgelöst, erfolgen. Der angepassten Baumstruktur lässt sich also insbesondere eine Information über die räumliche Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter nicht mehr entnehmen. Vielmehr soll die angepasste Baumstruktur eine Darstellung der Werte der mehreren Gewebeparameter, insbesondere eine Darstellung einer Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter in verschiedenen Wertebereichen und/oder Werteräumen, ermöglichen.
Das Anlegen der Baumstruktur kann insbesondere einen Aufbau und/oder ein Laden einer generischen Baumstruktur, insbesondere einer grundlegenden Topologie für die Baumstruktur, umfassen. Die Baumstruktur kann dabei insbesondere anhand der gewählten mehreren Gewebeparameter angelegt werden. Derart spiegelt die angelegte Baumstruktur insbesondere ausschließlich einen grundlegenden Aufbau der Baumstruktur, beispielsweise eine Anzahl von Dimensionen der Baumstruktur, wieder. Die tatsächlichen vom Untersuchungsobjekt gemessenen Werte der mehreren Gewebeparameter fließen insbesondere beim Anlegen der Baumstruktur noch nicht, sondern erst beim Anpassen der Baumstruktur.
Beim Anlegen der Baumstruktur kann insbesondere festgelegt werden, welchen Dimensionen der Baumstruktur welche Gewebeparametern der mehreren Gewebeparameter zugeordnet sind und somit welche Dimensionen der Baumstruktur welche Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter repräsentieren Dass der erste Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist, kann also insbesondere bedeuten, dass der Stamm der Baumstruktur den ersten Gewebeparameter repräsentiert. Dass der zweite Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist, kann also insbesondere bedeuten, dass die mehreren ersten Baumelemente den zweiten Gewebeparameter repräsentieren. Die mehreren ersten Baumelemente können dabei beispielsweise als Äste, welche vom Stamm abzweigen, angeordnet sein. Derart repräsentieren sowohl der Stamm als auch die mehreren ersten Baumelemente jeweils einen Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter, also jeweils eine quantitative Dimension. Selbstverständlich sind noch weitere Baumelemente, welche wiederum von den ersten Baumelementen abzweigen, in der Baumstruktur denkbar. Diese weiteren Baumelemente können beispielsweise als Blätter, welche am ersten Baumelement angeordnet sind, ausgebildet sein oder als Seitenäste, welche vom ersten Baumelement abzweigen. Die weiteren Baumelemente können wiederum einen weiteren Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter, also eine weitere quantitative Dimension, repräsentieren. Alternativ können die weiteren Baumelemente auch lediglich, beispielsweise gemäß ihrer Positionierung, Werte des ersten Gewebeparameters und/oder des zweiten Gewebeparameters repräsentieren.
Die angelegte Baumstruktur repräsentiert demnach zunächst insbesondere lediglich den grundlegenden Aufbau der Baumstruktur, beispielsweise welcher Dimension der Baumstruktur welcher Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter zugeordnet werden soll. Die angelegte Baumstruktur wird daher anschließend anhand der tatsächlich vom Untersuchungsobjekt erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter angepasst. Die so angepasste Baumstruktur kann derart eine Repräsentation der vom Untersuchungsobjekt gemessenen Werte der mehreren Gewebeparameter darstellen.
Das Anpassen der Baumstruktur kann gemäß einem Algorithmus erfolgen, wobei als Eingangsparameter des Algorithmus die angelegte Baumstruktur und die ortsaufgelöste Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter dienen und als Ausgangsparameter des Algorithmus die angepasste Baumstruktur vorliegt. Insbesondere spiegelt sich dabei die ortsaufgelöste Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter in einer Form der angepassten Baumstruktur wieder. Unterschiedliche Werte der mehreren Gewebeparameter führen so insbesondere zu unterschiedlichen Formen der angepassten Baumstruktur.
Denkbare Möglichkeiten zum Anpassen der Baumstruktur anhand der Werte der mehreren Gewebeparameter ist ein Festlegen einer Anzahl der mehreren ersten Baumelemente, ein Festlegen von Positionen am Stamm, von welchen die mehreren ersten Baumelemente abzweigen, ein Festlegen einer Dicke des Stamms und/oder der mehreren ersten Baumelemente, usw. Besonders vorteilhaft kann jeweils eine Anordnung der Baumelemente der nächsthöheren Dimension an den Baumelementen der niedrigeren Dimension die Werte der mehreren Gewebeparameter der niedrigeren Dimension in der angepassten Baumstruktur kodieren. Verschiedene Möglichkeiten zum Anpassen der Baumstruktur anhand der Werte der mehreren Gewebeparameter sind in folgenden Abschnitten noch genauer beschrieben.
Da Werte von mehreren Gewebeparametern vom gleichen Untersuchungsobjekt, vorteilhafterweise auch vom gleichen Untersuchungsbereichs, erfasst werden sollen, gibt es insbesondere mehrere Tupel von Werten von verschiedenen Gewebeparametern, welche von einer gleichen Position im Untersuchungsobjekt erfasst werden. Diese Tupel der Werte der verschiedenen Gewebeparameter weisen insbesondere eine gleiche Ortsinformation auf. Beispielsweise kann ein erster Wert eines ersten Gewebeparameters, ein zweiter Wert eines zweiten Gewebeparameters und ein dritter Wert eines dritten Gewebeparameters von dem gleichen Bildpixel bzw. Bildvoxel erfasst werden. Der erste Wert, zweite Wert und dritte Wert können dann ein solches Tupel bilden. Anhand dieser bezüglich der ortsaufgelösten Verteilung zusammengehörigen Tupel der Werte der verschiedenen Gewebeparameter kann dann vorteilhafterweise die Baumstruktur angepasst werden.
Die Anzeige der angepassten Baumstruktur auf der Anzeigeeinheit kann kombiniert mit einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Karte, welche die ortsaufgelöste Verteilung der Werte zumindest eines Gewebeparameters der mehreren Gewebeparameter wiedergibt, erfolgen. Eine solche kombinierte Darstellung ist in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben. Selbstverständlich kann die angepasste Baumstruktur auf der Anzeigeeinheit auch separat bzw. alleinstehend angezeigt werden. Der Benutzer kann insbesondere die auf der Anzeigeeinheit angezeigte angepasste Baumstruktur betrachten. Die Darstellung der angepassten Baumstruktur auf der Anzeigeeinheit kann insbesondere in Form eines Baums mit einem Stamm und vom Stamm abzweigenden Ästen erfolgen. Selbstverständlich ist auch eine beliebige, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, abstrahierte Darstellung möglich, wobei die abstrahierte Darstellung insbesondere den Stamm und die mehreren ersten Baumelemente, welche vom Stamm abzweigen, darstellt.
Der Benutzer kann vorteilhafterweise der angezeigten Baumstruktur wertvolle Informationen über die Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter und somit wertvolle diagnostische Informationen bezüglich des Untersuchungsobjekts entnehmen. Anhand des Aussehens bzw. eines Musters der angezeigten angepassten Baumstruktur können vorteilhafterweise relativ einfach bzw. intuitiv Anomalitäten in der Werteverteilung der mehreren Gewebeparameter des Untersuchungsobjekts festgestellt werden. Die vorgeschlagene angepasste Baumstruktur ermöglicht derart vorteilhafterweise eine effiziente und leicht verständliche Visualisierung der multidimensionalen Gewebeparameter.
Die angepasste Baumstruktur bietet dem betrachtenden Benutzer, beispielsweise einem Radiologen, eine vertraute, insbesondere eine aus der Natur bekannte, Struktur. Derart kann eine schnelle Zugänglichkeit dieser neuartigen Darstellung für den Betrachter erreicht werden. Die angepasste Baumstruktur bietet insbesondere eine drastisch vereinfachte Darstellung der mehrdimensionalen Werte der mehreren Gewebeparameter. Komplexe Zusammenhänge zwischen den Werten der verschiedenen Gewebeparameter können mittels der vorgeschlagenen Darstellung vom Benutzer intuitiv erkannt werden. Bestimmte Kombinationen von Gewebeparameter können besonders leicht optisch erkannt werden und wie später noch genauer beschrieben besonders einfach vom Benutzer ausgewählt bzw. markiert werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Baumstruktur derart angepasst wird, dass dem Stamm eine Werteskala, welche Werte des ersten Gewebeparameters repräsentiert, zugeordnet ist, wobei die mehreren ersten Baumelemente entlang der Werteskala gemäß den erfassten Werten des ersten Gewebeparameters angeordnet sind.
Die Werteskala ist vorteilhafterweise entlang des Stamms angeordnet. Die Werteskala weist insbesondere eine Einheit physikalische Einheit auf, welcher der physikalischen Einheit des ersten Gewebeparameters entspricht. Die Werteskala kann dem Benutzer auf der Anzeigeeinheit zusammen mit der angepassten Baumstruktur angezeigt werden. Alternativ kann die Werteskala auch lediglich für das Anpassen der Baumstruktur verwendet werden und vor dem Benutzer verborgen werden. Die Werteskala kann sich beispielsweise entlang des gesamten Stamm erstrecken, also an einem Boden, an welchem der Stamm beginnt, beginnen und an einer Endpunkt, an welchem der Stamm abschließt, ebenfalls abschließen. Die Werteskala kann sich auch nur entlang eines Teils des Stamms erstrecken. Die Werteskala kann derart entlang des Stamms angeordnet sein, dass die Werte der Werteskala mit einer zunehmenden Entfernung vom Boden größer werden.
Gleichermaßen kann auch dem ersten Baumelement, welches dann insbesondere als vom Stamm abzweigender Ast ausgebildet ist, eine weitere Werteskala, welche Werte des zweiten Gewebeparameters repräsentiert, zugeordnet sind. Mehrere weitere Baumelemente, beispielsweise Blätter oder Äste, können dann gleichermaßen gemäß den erfassten Werten des zweiten Gewebeparameters entlang der weiteren Werteskala an den ersten Baumelementen angeordnet sein. Dieses Vorgehen lässt sich für beliebige Werteparameter-Dimensionen gleichermaßen fortsetzen.
Dass die mehreren ersten Baumelementen entlang der Werteskala gemäß den ersten Werten des ersten Gewebeparameters angeordnet sind, kann insbesondere bedeuten, dass die ersten Baumelementen an Stellen entlang der Werteskala vom Stamm abzweigen, welche durch die Werte des ersten Gewebeparameters festgelegt werden. So kann beispielsweise die Entfernung einer Astgabelung vom Boden zumindest einen Datenwert des ersten Gewebeparameters repräsentieren. Gleichermaßen kann ein Datenwert des zweiten Gewebeparameters von einer Entfernung von einer Anordnung eines weiteren Baumelements, beispielsweise eines weiteren Asts bzw. Blatts, von der Astgabelung kodiert werden.
In einer denkbaren, allerdings möglicherweise unübersichtlichen, Darstellungsmöglichkeit kann für jeden Wert des ersten Gewebeparameters ein erstes Baumelement der mehreren ersten Baumelemente vom Stamm an der jeweiligen Stelle gemäß der Werteskala abzweigen. Vorteilhafterweise zweigt für eine Menge von mehreren, insbesondere ähnlichen, Werten des ersten Gewebeparameters lediglich ein erstes Baumelement der mehreren ersten Baumelemente vom Stamm ab, wie in der folgenden Ausführungsform noch genauer beschrieben.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein erster Wertebereich des ersten Gewebeparameters festgelegt wird, wobei die Baumstruktur derart angepasst wird, dass ein erstes Baumelement der mehreren ersten Baumelemente dem ersten Wertebereich zugeordnet wird.
In dem ersten Wertebereich kann eine Menge von mehreren, insbesondere ähnlichen bzw. nahe beisammen liegenden, Werten des ersten Gewebeparameters vorliegen. Das Zusammenfassen von mehreren Werten des ersten Gewebeparameters zu jeweils einem ersten Baumelement der mehreren ersten Baumelemente kann eine Übersichtlichkeit der Darstellung stark erhöhen.
Wie in der folgenden Ausführungsform noch genauer beschrieben, kann dabei eine Dicke des ersten Baumelements eine Anzahl an Werten, welche in der Menge der Werte des ersten Gewebeparameters enthalten sind, repräsentieren. Wie später noch genauer beschrieben kann eine Position am Stamm, an welcher das erste Baumelement vom Stamm abzweigt, anhand des ersten Wertebereichs gesetzt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Baumstruktur derart angepasst wird, dass eine Ausdehnung des ersten Baumelements abhängig von einer Anzahl von Voxeln der Magnetresonanz-Daten ist, deren Wert des ersten Gewebeparameters im ersten Wertebereich liegt.
Die Ausdehnung des Baumelements kann beispielsweise eine Dicke eines Asts oder eine Größe eines Blatts sein. Je mehr Voxel (bzw. Bildvoxel / Pixel) mit einem Wert des ersten Gewebeparameters innerhalb des ersten Wertebereichs die Magnetresonanz-Daten umfassen, desto größer kann die Ausdehnung des ersten Baumelements gewählt werden.
Auch die Ausdehnung von einem vom ersten Baumelement abzweigenden zweiten Baumelement kann anhand einer Anzahl von Voxel in einem zweiten Wertebereich des zweiten Gewebeparameters gewählt werden. Grundsätzlich kann die Ausdehnung des zweiten Baumelements dann kleiner als die Ausdehnung des ersten Baumelements gewählt werden, da lediglich diejenigen Voxel vom zweiten Baumelement repräsentiert werden, deren Wert des ersten Gewebeparameters im ersten Wertebereich liegt und deren Wert des zweiten Gewebeparameters gleichzeitig im zweiten Wertebereich liegt. Bei mehrdimensionalen Gewebeparametersätzen kann so die Dicke von abzweigenden Ästen besonders vorteilhaft die Anzahl der Datenpunkte repräsentieren, welche eine bestimmte Kombination von Gewebeparametern aufweisen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Baumstruktur derart angepasst wird, dass eine Position am Stamm, an welcher das erste Baumelement vom Stamm abzweigt, anhand des ersten Wertebereichs gesetzt wird.
Derart kann das erste Baumelement an einer Stelle entlang der Werteskala vom Stamm abzweigen, welche von dem ersten Wertebereich festgelegt wird. Die Position am Stamm, von welcher das erste Baumelement abzweigt, kann dann von der Menge der mehreren Werte der ersten Gewebeparameters im ersten Wertebereich, beispielsweise eines Schwerpunkts und/oder eines Medians und/oder eines Mittelwerts der Menge der mehreren Werte der ersten Gewebeparameters, festgelegt werden.
Es ist dabei denkbar, dass der Stamm mehrere vorgegebene Positionen aufweist, welche unterschiedlichen Wertebereichen zugeordnet sind. Das erste Baumelement kann dann an derjenigen Position der mehreren vorgegebenen Positionen angeordnet werden, welche dem ersten Wertebereich zugeordnet ist.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Baumstruktur derart angepasst wird, dass eine Dicke des Stamms der angepassten Baumstruktur eine Anzahl von allen Bildpunkten der ortsaufgelösten Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter wiederspiegelt.
Bei dieser optionalen Darstellungsvariante kann die Dicke des Stamms durch die Anzahl aller Voxel bzw. Pixel der Magnetresonanz-Daten vorgegeben werden (beispielsweise von 262144 Voxeln bzw. Pixeln bei einer 512 x 512 Matrix).
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die mehreren ersten Baumelemente als vom Stamm abzweigende Äste ausgebildet sind und die Baumstruktur mehrere zweite Baumelemente, welche von den ersten Baumelementen abzweigen, umfasst.
Dabei kann ein dritter Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter den mehreren zweiten Baumelementen zugeordnet sein. Die mehreren zweiten Baumelemente sind in diesem Fall insbesondere als Äste ausgebildet, welche von den mehreren ersten Baumelemente abzweigen.
Es ist alternativ auch denkbar, dass die mehreren zweiten Baumelemente als Blätter ausgebildet sind und mittels ihrer Positionierung an den mehreren ersten Baumelementen lediglich Werte des zweiten Gewebeparameters repräsentieren. Dann ist insbesondere kein weiterer Gewebeparameter den mehreren zweiten Baumelementen zugeordnet.
Der Fachmann kann leicht erkennen, dass dieses Konzept für eine beliebige Anzahl an Baumelementen weitergeführt werden kann. Derart können die Werte von mehrdimensionalen Gewebeparametern besonders vorteilhaft abstrahiert in der angepassten Baumstruktur dargestellt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass einem bestimmten Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter mehrere Baumelemente in der höchsten Hierarchieebene der Baumstruktur zugeordnet sind, wobei an diesen mehreren Baumelementen Blätter angeordnet sind, welche Werte des bestimmten Gewebeparameters repräsentieren.
Die Baumstruktur umfasst also insbesondere mehrere Hierarchieebenen, wobei jeder Hierarchieebene insbesondere ein Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter zugeordnet ist. Dabei bildet insbesondere der Stamm, welchem der erste Gewebeparameter zugeordnet ist, die erste Hierarchieebene. Die mehreren ersten Baumelemente, welchen der zweite Gewebeparameter zugeordnet ist, bilden insbesondere die zweite Hierarchieebene, usw. Von der höchsten Hierarchieebene, welcher der bestimmte Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter zugeordnet ist, zweigen insbesondere keine Baumelemente, welchen weitere Gewebeparameter zugeordnet sind, ab.
Die Blätter, welche an den mehreren Baumelementen der höchsten Hierarchieebene angeordnet sind, sind insbesondere derart definiert, dass von ihnen keine weiteren Baumelemente abzweigen. Die Blätter repräsentieren selbst insbesondere keinen Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter.
Die Positionierung der Blätter an den mehreren Baumelementen der höchsten Hierarchieebene kann vielmehr die Werte des bestimmten Gewebeparameters repräsentieren. So kann den mehreren Baumelementen jeweils eine Werteskala, welche Werte des bestimmten Gewebeparameters repräsentiert, zugeordnet sein, wobei die mehreren Blätter entlang der Werteskala gemäß den erfassten Werten des bestimmten Gewebeparameters angeordnet sind. Ein Blatt kann dabei einem Wertebereich des bestimmten Gewebeparameters zugeordnet sein. Eine Ausdehnung bzw. Größe des Blatts kann dann abhängig von einer Anzahl von Voxeln der Magnetresonanz-Daten sein, deren Wert des bestimmten Gewebeparameters in diesem Wertebereich liegt.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die angepasste Baumstruktur auf einer Benutzeroberfläche angezeigt wird, wobei eine Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur auf der Benutzeroberfläche erfolgt.
Die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur kann insbesondere mittels eines Interaktionselements auf der Benutzeroberfläche, beispielsweise eines Knopfes, eines Schiebereglers, einer Verschiebung des Mauszeigers erfolgen. Der Benutzer kann auch direkt mit angepassten Baumstruktur interagieren, indem vorteilhafterweise direkt Teile der Baumstruktur, beispielsweise der Stamm und/oder Baumelemente, als Interaktionselemente, mit welchen der Benutzer interagieren kann, ausgebildet sind.
Mittels der Interaktion kann dem Benutzer vorteilhafterweise die Möglichkeit gegeben werden, die angepasste Baumstruktur nach seinen Wünschen zu modifizieren, so dass sie für den Benutzer noch eine größere Aussagekraft entfaltet. Es ist vorteilhafterweise auch möglich, dass der Benutzer mittels der Interaktion bestimmte Kombinationen von Gewebeparametern zur Darstellung in der angepassten Baumstruktur bzw. in einer ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten auswählt. Verschiedene Möglichkeiten zur Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur sind in den folgenden Ausführungsformen beschrieben. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Interaktionen des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur denkbar.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur umfasst, dass eine Auswahl von anzuzeigenden Gewebeparametern der mehreren Gewebeparametern durch den Benutzer erfolgt, wobei anhand der Auswahl der anzuzeigenden Gewebeparameter die angepasste Baumstruktur modifiziert wird und modifiziert auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.
Der Benutzer kann so beispielsweise auswählen, dass lediglich eine Teilmenge der vom Untersuchungsobjekt akquirierten Gewebeparameter vom Stamm bzw. den Baumelementen der modifizierten Baumstruktur repräsentiert werden soll. So kann dem Benutzer die Möglichkeit gegeben werden, selektiv diejenigen Gewebeparameter für die Darstellung in der modifizierten Baumstruktur auszuwählen, welche den Benutzer für einen konkreten Anwendungsfall besonders interessieren. Gerade wenn die Werte von vielen verschiedenen Gewebeparametern vom Untersuchungsobjekt akquiriert worden sind, kann es sinnvoll sein, dem Benutzer die Möglichkeit zur Einschränkung der Gewebeparameter für die Darstellung in der modifizierten Baumstruktur zu geben, damit die modifizierte Baumstruktur besonders übersichtlich die Werte der den Benutzer interessierenden Gewebeparameter repräsentieren kann.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die angepasste Baumstruktur auf der Benutzeroberfläche zusammen mit einer ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten dargestellt wird.
Die ortsaufgelöste Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten umfasst insbesondere eine Darstellung einer zweidimensionalen bzw. dreidimensionalen Karte der Werte der mehreren Gewebeparameter. Es kann dabei für jeden Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter eine separate Karte angezeigt werden. Selbstverständlich können auch mehrere Gewebeparameter kombiniert, beispielsweise mittels verschiedener Farben, in einer Karte angezeigt werden.
Die angepasste Baumstruktur kann auf der Benutzeroberfläche im selben Fenster als die ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten angezeigt werden. Selbstverständlich kann die angepasste Baumstruktur auch in einem separaten Fenster angezeigt werden. Besonders vorteilhaft ist, wie in den folgenden Abschnitten noch genauer beschrieben, die Darstellung der angepassten Baumstruktur mit der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten verknüpft. Das heißt, dass insbesondere sich eine Interaktion mit der angepassten Baumstruktur auf die ortsaufgelöste Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten auswirken kann und/oder umgekehrt.
Mittels dieses vorgeschlagenen Vorgehens können die Werte der mehreren Gewebeparameter gleichzeitig in der Darstellung der Baumstruktur und in der konventionellen ortsaufgelösten Bilddarstellung angezeigt werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur eine Auswahl eines Baumelements der Baumstruktur umfasst, wobei die zu dem Baumelement zugehörigen Datenpunkte in der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten hervorgehoben werden.
Die Auswahl des Baumelements der Baumstruktur kann beispielsweise eine Auswahl des Stamms oder zumindest eines (Seiten-)Asts oder zumindest eines Blatts der Baumstruktur umfassen. Der Benutzer kann das jeweilige Baumelement beispielsweise durch einen Mausklick auf das jeweilige Baumelement auswählen. Derart kann der Benutzer intuitiv und besonders schnell bestimmte Kombinationen von Gewebeparametern in der angepassten Baumstruktur auswählen.
Die zu dem Baumelement zugehörigen Datenpunkte sind insbesondere diejenigen Bildpixel bzw. Voxel der Magnetresonanz-Daten, welche Werte der mehreren Gewebeparameter aufweisen, welche von dem Baumelement repräsentiert werden. Derart können in der ortsaufgelösten Darstellung diejenigen Bildpixel bzw. Voxel angezeigt werden, welche zu dem ausgewählten Baumelement zugehörigen sind. Beispielsweise ist es so denkbar, dass der Benutzer eine ihm verdächtig bzw. diagnostisch auffällige Stelle in der angepassten Baumstruktur ausgewählt und direkt in der ortsaufgelösten Bilddarstellung die zugehörigen Strukturen angezeigt bekommt. Das Hervorheben der zugehörigen Datenpunkte kann beispielsweise durch ein Einfärben bzw. ein Aufblenden der zugehörigen Datenpunkte erfolgen.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass anhand einer Auswahl eines Datenpunkts in der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten auf der Benutzeroberfläche ein zu dem Datenpunkt zugehöriges Baumelement der Baumstruktur in der angepassten Baumstruktur hervorgehoben wird.
Das Hervorheben des zugehörigen Baumelements kann beispielsweise durch ein Einfärben bzw. ein Aufblenden des zugehörigen Baumelements erfolgen. Es wird insbesondere dasjenige Baumelement in der angepassten Baumstruktur hervorgehoben, welches die Werte der mehreren Gewebeparameter des ausgewählten Datenpunkts repräsentiert. Die Möglichkeit dieser Auswahl des Datenpunkts kann separat oder zusätzlich zu der in der vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Auswahl des Baumelements dem Benutzer angeboten werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter aus folgender Liste ausgewählt wird: ein Wert einer Protonendichte, ein Tl-Wert, ein T2-Wert, ein Diffusionswert, ein Wert eines extrazellulären Volumens.
Diese Gewebeparameter stellen besonders vorteilhafte quantitative Parameter dar, welche mittels Magnetresonanz-Bildgebung vom Untersuchungsobjekt erfasst werden können. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Gewebeparameter, welche mittels Magnetresonanz-Bildgebung quantifiziert werden können, denkbar.
Die erfindungsgemäße Recheneinheit umfasst eine Datenerfassungseinheit, eine Anlegungseinheit, eine Anpassungseinheit und eine Anzeigeeinheit, wobei die Recheneinheit zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Derart ist die erfindungsgemäße Recheneinheit zum Ausführen eines Verfahrens zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten ausgebildet. Die Datenerfassungseinheit ist zum Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt umfassen, ausgebildet. Die Anlegungseinheit ist zum Anlegen einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei ein erster Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und ein zweiter Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist, ausgebildet. Die Anpassungseinheit ist zum Anpassen der Baumstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter wobei eine angepasste Baumstruktur erstellt wird, ausgebildet. Die Anzeigeeinheit ist zum Anzeigen der angepassten Baumstruktur für einen Benutzer ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinheit. Die Recheneinheit kann dazu ausgebildet sein, Steuerungssignale an das Magnetresonanzgerät zu senden und/oder Steuerungssignale zu empfangen und/oder zu verarbeiten, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die Recheneinheit kann in das Magnetresonanzgerät integriert sein. Die Recheneinheit kann auch separat von dem Magnetresonanzgerät installiert sein. Die Recheneinheit kann mit dem Magnetresonanzgerät verbunden sein. Das Erfassen der Magnetresonanz-Daten kann eine Aufnahme der Magnetresonanz-Daten mittels einer Aufnahmeeinheit des Magnetresonanzgeräts umfassen. Die Magnetresonanz-Daten können dann vom Magnetresonanzgerät zur Recheneinheit übertragen werden. Die Recheneinheit kann die Magnetresonanz-Daten dann mittels der Datenerfassungseinheit erfassen.
Das erfindungsgemäße erste Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten auszuführen, wenn das erste Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere ein Computerprogramm. 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. 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 ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband oder ein 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 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.
Das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Abspeichern von Magnetresonanz-Daten in einem Rechensystem umfasst folgende Verfahrensschritte:

- Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt umfassen, wobei die mehreren Gewebeparameter einen ersten Gewebeparameter und einen zweiten Gewebeparameter umfassen, wobei einer ersten Ortsinformation ein erster Wert des ersten Gewebeparameters und ein zweiter Wert des zweiten Gewebeparameters zugeordnet ist,
- Anlegen einer Datenstruktur in Form einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei der erste Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und der zweite Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist,
- Anpassen der Datenstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter wobei eine angepasste Datenstruktur erstellt wird, und
- Hinterlegen der ersten Ortsinformation an einer Stelle in der angepassten Datenstruktur, welche anhand des ersten Werts des ersten Gewebeparameters und des zweiten Wert des zweiten Gewebeparameters festgelegt wird.

Die erste Ortsinformation kann insbesondere durch zweidimensionale oder dreidimensionale Raumkoordinaten vorgegeben werden. Dass der ersten Ortsinformation der erste Wert des ersten Gewebeparameters und der zweite Wert des zweiten Gewebeparameters zugeordnet ist, bedeutet dann insbesondere, dass an den Raumkoordinaten für den ersten Gewebeparameter der erste Wert und für den zweiten Gewebeparameter der zweite Wert gemessen wurde.
Die Datenstruktur in Form der Baumstruktur kann ähnlich wie die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebene Baumstruktur, welche zur Anzeige der Magnetresonanz-Daten vorgesehen ist, angelegt und angepasst werden. Selbstverständlich wird die Datenstruktur nur auf dem Rechner in Form der Baumstruktur angelegt und angepasst werden. Derart kann die Baumstruktur, möglicherweise im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Fall bezüglich der Anzeige der Magnetresonanz-Daten, stark abstrahiert auf dem Rechner implementiert werden.
Die Baumstruktur bietet im Gegensatz zum konventionellen Fall, bei welchem die Werte der mehreren Gewebeparameter in Bezug zu den Ortskoordinaten, beispielsweise in Form einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Matrix hinterlegt werden, ein komplett neuartiges Datenmodell zum Abspeichern der Magnetresonanz-Daten.
Vielmehr ermöglicht die Baumstruktur ein Abspeichern der Ortsinformation, das heißt beispielsweise der Ortskoordinaten, in der Baumstruktur, welche anhand der tatsächlich gemessenen Werte der Gewebeparameter angepasst wird. Beispielsweise kann die erste Ortsinformation in einem Blatt der angepassten Baumstruktur hinterlegt werden, nämlich insbesondere an dem Blatt der angepassten Baumstruktur, welcher den ersten Wert des ersten Gewebeparameters und den zweiten Wert des zweiten Gewebeparameters repräsentiert. Auf einem Blatt der Baumstruktur können dabei mehrere Ortsinformationen von verschiedenen Datenpunkten hinterlegt sein.
Die Einträge der Datenstruktur sind dann insbesondere nicht mehr die Werte der Gewebeparameter, sondern die Ortskoordinaten, an welchen bestimmte Kombinationen von Werten der Gewebeparameter gemessen worden sind. Die Datenstruktur soll vielmehr in Form der Baumstruktur anhand der Werte der mehreren Gewebeparameter aufgebaut werden.
Das Abspeichern der Magnetresonanz-Daten in der angepassten Datenstruktur ermöglicht vorteilhafterweise einen vereinfachten Abruf der Magnetresonanz-Daten zu einer Darstellung in der in den vorhergehenden Abschnitten beschriebenen Baumstruktur. Gleichzeitig kann eine solche Datenhaltung einen schnelleren Speicherzugriff auf bestimmte Baumelemente bzw. Teilbereiche der Baumstruktur ermöglichen.
Die angepasste Datenstruktur mit der hinterlegten ersten Ortsinformation kann schließlich in einer Datenbank für einen späteren Abruf abgespeichert werden.
Das erfindungsgemäße zweite Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher eines programmierbaren Rechensystems ladbar und umfasst Programmcode-Mittel, um ein erfindungsgemäßes Verfahren zu einem Abspeichern von Magnetresonanz-Daten auszuführen, wenn das zweite Computerprogrammprodukt in dem Rechensystem ausgeführt wird. Für die Beschreibung des zweiten Computerprogrammprodukts sei auf die Beschreibung des ersten Computerprogrammprodukts verwiesen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Recheneinheit, des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts und des erfindungsgemäßen ersten 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.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten,
3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Abspeichern von Magnetresonanz-Daten in einem Rechensystem,
4 eine exemplarische erfindungsgemäße Baumstruktur, welche zur Darstellung bzw. zum Abspeichern der Magnetresonanz-Daten angelegt und angepasst wurde,
5 eine exemplarische erfindungsgemäße Baumstruktur zusammen mit einer konkreten ortsaufgelösten Verteilung von Werten von zwei Gewebeparametern, anhand welcher die Baumstruktur zur Anzeige der Werte der zwei Gewebeparameter angepasst wurde,
6 eine erste exemplarische Interaktion des Benutzers mit der angezeigten Baumstruktur gemäß 5 und
7 eine zweite exemplarische Interaktion des Benutzers mit der angezeigten Baumstruktur gemäß 5.

1 stellt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit 27 schematisch dar. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildete 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.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanz-Sequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen, insbesondere aus dem Patienten 15, ausgebildet.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuereinheit 24 auf. Die Steuereinheit 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 Ausgabeeinheit 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 Steuereinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Ausgabeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
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.
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.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine Recheneinheit 27, welche eine Datenerfassungseinheit 33, eine Anlegungseinheit 34, eine Anpassungseinheit 35 und eine Anzeigeeinheit 36 umfasst. Derart ist die Recheneinheit 27 zum Ausführen eines Verfahrens gemäß 2 ausgebildet.
Zum alleinigen Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Recheneinheit 27 vorteilhafterweise Magnetresonanz-Daten mittels der Datenerfassungseinheit 33 aus einer Datenbank laden. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert von dem Magnetresonanzgerät 11 und der Recheneinheit 27 ausgeführt wird, wird die Datenerfassungseinheit 33 der Recheneinheit 27 insbesondere Magnetresonanz-Daten, welche mittels der Bilddatenerfassungseinheit 32 des Magnetresonanzgeräts 11 aufgenommen worden sind, erfassen. Dafür ist die Datenerfassungseinheit 33 vorteilhafterweise mit der Recheneinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 hinsichtlich eines Datenaustauschs verbunden.
Die Anzeigeeinheit 36 der Recheneinheit 27 kann besonders vorteilhaft mit der Ausgabeeinheit 25 des Magnetresonanzgeräts 11 zur Anzeige der angepassten Baumstruktur verbunden sein. Selbstverständlich kann die Anzeigeeinheit 36 der Recheneinheit 27 auch mit anderen Anzeigemitteln, welche separat von dem Magnetresonanzgerät ausgebildet sind, verbunden sein.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten.
In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts 15 mittels der Datenerfassungseinheit 33, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt 15 umfassen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Anlegen einer Baumstruktur mittels der Anlegungseinheit 34, wobei die Baumstruktur einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei ein erster Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und ein zweiter Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt ein Anpassen der Baumstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter mittels der Anpassungseinheit 35, wobei eine angepasste Baumstruktur erstellt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt 43 erfolgt ein Anzeigen der angepassten Baumstruktur für einen Benutzer mittels der Anzeigeeinheit 36. Die Anzeigeeinheit 36 der Recheneinheit 27 kann dabei mit einer Ausgabeeinheit zur Anzeige der angepassten Baumstruktur verbunden sein.
Optional kann die angepasste Baumstruktur auf einer Benutzeroberfläche angezeigt werden, wobei in einem weiteren optionalen Verfahrensschritt 44 eine Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur auf der Benutzeroberfläche erfolgt. Die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur kann beispielsweise umfassen, dass eine Auswahl von anzuzeigenden Gewebeparametern der mehreren Gewebeparametern durch den Benutzer erfolgt, wobei anhand der Auswahl der anzuzeigenden Gewebeparameter die angepasste Baumstruktur modifiziert wird und modifiziert auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird. Andere Interaktionen des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur sind selbstverständlich ebenfalls denkbar (siehe beispielsweise 6 bzw. 7).
Die in 2 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.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Abspeichern von Magnetresonanz-Daten in einem Rechensystem.
In einem ersten Verfahrensschritt 50 erfolgt ein Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts 15, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt 15 umfassen, wobei die mehreren Gewebeparameter einen ersten Gewebeparameter und einen zweiten Gewebeparameter umfassen, wobei einer ersten Ortsinformation ein erster Wert des ersten Gewebeparameters und ein zweiter Wert des zweiten Gewebeparameters zugeordnet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt 51 erfolgt ein Anlegen einer Datenstruktur in Form einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei der erste Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und der zweite Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt 52 erfolgt ein Anpassen der Datenstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter wobei eine angepasste Datenstruktur erstellt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt 53 erfolgt ein Hinterlegen der ersten Ortsinformation an einer Stelle in der angepassten Datenstruktur, welche anhand des ersten Werts des ersten Gewebeparameters und des zweiten Wert des zweiten Gewebeparameters festgelegt wird.
Die in 3 dargestellten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch von der Recheneinheit ausgeführt werden. 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.
4 zeigt eine exemplarische erfindungsgemäße Baumstruktur 60, welche zur Darstellung bzw. zum Abspeichern der Magnetresonanz-Daten angelegt und angepasst wurde.
Es sei dabei darauf hingewiesen, dass 4 lediglich ein exemplarisches Erscheinungsbild einer Baumstruktur 60, welche mittels der Anzeigeeinheit 36 angezeigt werden kann. Der Fachmann kann von der Darstellung in 4 beliebige Möglichkeiten für eine Form der Baumstruktur 60 ableiten. Beispielsweise kann eine Anzahl der Baumelemente, eine Dicke des Stamms 61 oder der Baumelemente, ein Erscheinungsbild bzw. ein Vorhandensein der Blätter und/oder eine Anordnung bzw. eine Ausrichtung der Äste beliebig vom Fachmann variiert werden. Beispielsweise können die vom Stamm 61 abzweigenden Äste auch auf der linken Seite oder auf beiden Seiten des Stamms 61 angeordnet sein. 4 soll lediglich eine denkbare Möglichkeit für ein Aussehen der angepassten Baumstruktur 60 zur Verdeutlichung der Erfindung darstellen.
Im in 4 gezeigten Fall wurde exemplarisch eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von drei Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt 15 erfasst. Selbstverständlich können abweichend von im 4 gezeigten Fall auch Werte von zwei oder mehr als drei Gewebeparametern vom Untersuchungsobjekt erfasst werden. Die drei Gewebeparameter können beispielsweise aus folgender Liste ausgewählt werden: ein Wert einer Protonendichte, ein Tl-Wert, ein T2-Wert, ein Diffusionswert, ein Wert eines extrazellulären Volumens. Selbstverständlich sind auch andere Gewebeparameter denkbar.
Die Baumstruktur 60 umfasst einen Stamm 61, drei erste Baumelemente 62a, 62b, 62c, sechs zweite Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f und mehrere dritte Baumelemente 64. Die Anzahl der jeweiligen Baumelemente, welche in 4 dargestellt werden, ist dabei selbstverständlich nur exemplarisch zu sehen. Generell kann eine beliebige Anzahl von Baumelementen, insbesondere abhängig von den konkreten Werten der Gewebeparameter und/oder Anforderungen an eine Übersichtlichkeit der Baumstruktur 60, implementiert werden.
Die ersten Baumelemente 62a, 62b, 62c sind dabei als vom Stamm 61 abzweigende Äste ausgebildet ab. Die zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f zweigen dabei von den ersten Baumelementen 62a, 62b, 62c ab und sind wiederrum als Äste ausgebildet. Ein Teil der zweiten Baumelemente 63a, 63b zweigt dabei von einem unteren ersten Baumelement 62a ab. Ein weiterer Teil der zweiten Baumelemente 63c, 63d zweigt von einem mittleren ersten Baumelement 62b ab. Ein weiterer Teil der zweiten Baumelemente 63e, 63f zweigt dabei von einem oberen ersten Baumelement 62c ab. Selbstverständlich ist auch eine andere Aufteilung der zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f auf die ersten Baumelemente 62a, 62b, 62c denkbar. Die dritten Baumelemente 64 sind als Blätter, welche an den zweiten Baumelementen 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f angeordnet sind, ausgebildet.
Ein erster Gewebeparameter der drei Gewebeparameter ist dem Stamm 61 zugeordnet. Ein zweiter Gewebeparameter der drei Gewebeparameter ist den ersten Baumelementen 62a, 62b, 62c zugeordnet. Ein dritter Gewebeparameter der drei Gewebeparameter ist den zweiten Baumelementen 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f zugeordnet.
Das konkrete Anpassen der Baumstruktur 60 anhand der erfassten Werte der drei Parameter zum Erstellen der angepassten Baumstruktur 60, wie sie exemplarisch in 4 dargestellt ist, kann mittels verschiedener Vorgehensweisen durchgeführt werden. Das jeweilige konkrete Erscheinungsbild der Baumstruktur 60 ergibt sich also aus den Werten der drei Gewebeparameter. Eine Parametrisierung der Baumstruktur 60 kann dabei vom Benutzer vorgegeben werden und/oder (teilweise) automatisch bestimmt werden.
Beispielsweise kann eine Anzahl oder eine Ausdehnung der Baumelemente von den konkreten Werten der drei Gewebeparameter abhängen. Auch eine Zuordnung der zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f zu den jeweiligen ersten Baumelementen 62a, 62b, 62c kann abhängig von den konkreten Werten der Gewebeparameter sein. Besonders vorteilhaft ist auch eine Position, an welcher die ersten Baumelemente 62a, 62b, 62c vom Stamm 61 abzweigen, bzw. an welcher die zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f von den ersten Baumelementen 62a, 62b, 62c abzweigen bzw. an welcher die dritten Baumelemente 64 an den zweiten Baumelementen 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f angeordnet sind, abhängig von den konkreten Werten der Gewebeparameter sein.
Im in 4 gezeigten Fall liegen beispielsweise ein niedriger Wertebereich, ein mittlerer Wertebereich und ein höherer Wertebereich für den ersten Gewebeparameter vor. Der niedrige Wertebereich, der mittlere Wertebereich und der höhere Wertebereich sind dabei die drei ersten Wertebereiche im Sinne des beanspruchten Vorgehens. Die Baumstruktur 60 wird dann exemplarisch derart angepasst, dass jeweils ein erstes Baumelement 62a, 62b, 62c einem Wertebereich der drei ersten Wertebereiche zugeordnet wird. So ist das untere erste Baumelement 62a dem niedrigen Wertebereich zugeordnet, das mittlere erste Baumelement 62b dem mittleren Wertebereich zugeordnet und untere obere erste Baumelement 62c dem höheren Wertebereich zugeordnet.
Die Baumstruktur 60 kann dabei derart angepasst werden, dass eine Ausdehnung der ersten Baumelemente 62a, 62b, 62c abhängig von einer Anzahl von Voxeln der Magnetresonanz-Daten ist, deren Wert des ersten Gewebeparameters in den jeweiligen Wertebereichen liegt. Da im in 4 gezeigten Fall exemplarisch im höheren Wertebereich die meisten Werte des ersten Gewebeparameters liegen sollen, ist das obere erste Baumelement 62c im in 4 gezeigten Fall auch das am weitesten ausgedehnte erste Baumelement 62a, 62b, 62c.
Gleichermaßen kann die Baumstruktur 60 derart angepasst werden, dass eine Dicke des Stamms 61 der angepassten Baumstruktur 60 eine Anzahl von allen Bildpunkten der ortsaufgelösten Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter wiederspiegelt. Es ist in 4 erkennbar, dass die Ausdehnung der Baumelemente mit jeder Hierarchieebene vom Stamm 61 aus abnimmt. Dies ist damit begründet, dass mit zunehmenden Hierarchieebenen eine immer kleinere Anzahl an Bildpunkten mit den jeweiligen Kombinationen der Gewebeparameter, welche von den jeweiligen Baumelementen repräsentiert werden, vorliegt.
Die Baumstruktur 60 kann dabei derart angepasst werden, dass die Positionen am Stamm 61, an welcher die ersten Baumelemente 62a, 62b, 62c vom Stamm 61 abzweigen, anhand des niedrigen Wertebereichs, des mittleren Wertebereichs und des höheren Wertebereichs gesetzt werden. So sind insbesondere die Werte des ersten Gewebeparameters im niedrigen Wertebereich kleiner als die Werte des ersten Gewebeparameters im mittleren Wertebereich. Derart wird das mittlere erste Baumelement 62b, welches dem mittleren Wertebereich zugeordnet ist, weiter entfernt von einem Boden des Stamms 61 positioniert sein, als das untere erste Baumelement 62a, welches dem niedrigen Wertebereich zugeordnet ist.
Die Kodierung der Werte des zweiten Gewebeparameters kann analog zu der beschriebenen Repräsentierung der Werte des ersten Gewebeparameters fortgeführt werden. So können auch mehrere zweite Wertebereiche für den zweiten Gewebeparameter vorliegen. Im in 4 gezeigten Fall sind es exemplarisch zwei Stück. Den jeweiligen zweiten Wertebereichen kann dann jeweils ein zweites Baumelement 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f zugeordnet sein. Eine Ausdehnung der zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f kann wiederum eine Anzahl von Voxeln der Magnetresonanz-Daten repräsentieren, deren Wert des zweiten Gewebeparameters im jeweiligen zweiten Wertebereich liegt. Die Positionen an den ersten Baumelementen 62a, 62b, 62c, an welchen die zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f von den ersten Baumelementen 62a, 62b, 62c abzweigen, kann anhand der zweiten Wertebereiche gesetzt werden.
Die zweiten Baumelemente 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f können schließlich die Baumelemente in der höchsten Hierarchieebene der Baumstruktur 60 bilden. Die als Blätter ausgebildeten dritten Baumelemente 64, die an diesen zweiten Baumelementen 63a, 63b, 63c, 63d, 63e, 63f angeordnet sind, können dann die Werte des dritten Gewebeparameters repräsentieren. Den dritten Baumelementen 64 selbst ist kein Gewebeparameter zugeordnet. Die Ausdehnung der Blätter kann optional wiederum eine Anzahl von Voxeln in jeweiligen dritten Wertebereichen vom dritten Gewebeparameter wiederspiegeln.
Die Darstellung in 4 illustriert somit ein mögliches Konzept für das Anlegen bzw. Anpassen der Baumstruktur 60. Insbesondere ermöglicht die dargestellte Baumstruktur 60 eine effektive Visualisierung von Kombinationen von bestimmten Werten der drei Gewebeparameter. So kodiert beispielsweise in der in 4 dargestellten Baumstruktur 60 der links oben angeordnete Ast 63f diejenigen Werte des ersten Gewebeparameters, welche im höheren Wertebereich liegen, und gleichzeitig Werte des zweiten Gewebeparameters in einem zweiten Wertebereich. Gleichzeitig kann jedes Blatt 64 gleichzeitig Werte von allen drei Gewebeparametern in den jeweiligen Wertebereichen kodieren.
Generell können in einer möglichen Darstellung jeweils die Baumelemente einer Hierarchieebene eine Anzahl von Werten bzw. eine Größe von Werten eines Gewebeparameters, welcher den Baumelementen bzw. dem Stamm 61 der nächstniedrigen Hierarchieebene zugeordnet ist, kodieren. Dementsprechend muss der Stamm 61 selbst keine Werte von Gewebeparametern kodieren, da es unter dem Stamm 61 keine niedrigere Hierarchieebene gibt. Gleichzeitig ist den Blättern demnach kein Gewebeparameter zugeordnet, da die Blätter die höchste Hierarchieebene bilden und es keine Möglichkeit zu einer Kodierung von Werten eines Gewebeparameters gäbe, welcher den Blättern zugeordnet wäre.
Selbstverständlich sind auch alternative Darstellungen für die Werte der Gewebeparameter in der Baumstruktur 60 denkbar. Beispielsweise kann auch die Dicke des Stamms 61 und/oder die Dicke der Baumelemente die Werte der Gewebeparameter, anstatt der Anzahl der Werte der Gewebeparameter in Wertebereichen, repräsentieren. Der in 4 vorgeschlagene und illustrierte Aufbau der Baumstruktur 60 ist demnach nur exemplarisch und nicht einschränkend zu sehen.
5 zeigt eine exemplarische erfindungsgemäße Baumstruktur 60 zusammen mit einer konkreten ortsaufgelösten Verteilung von Werten von zwei Gewebeparametern, anhand welcher die Baumstruktur 60 zur Anzeige der Werte der zwei Gewebeparameter angepasst wurde. 5 zeigt eine angepasste Baumstruktur 60, so wie sie im konkreten Fall mittels der Anzeigeeinheit 36, beispielsweise auf einer Ausgabeeinheit, angezeigt werden könnte. Die angepasste Baumstruktur 60 kann dabei auf einer Benutzeroberfläche angezeigt werden. Die angepasste Baumstruktur 60 kann separat oder zusammen mit einer ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten dargestellt werden.
Die ortsaufgelöste Verteilung der Werte der zwei Gewebeparameter ist im oberen Bereich von 5 angegeben. Es ist selbstverständlich, dass diese angegebenen Werte der zwei Gewebeparameter nur als exemplarisch zu sehen sind. Gleichzeitig umfassen typische ortsaufgelöste Verteilungen der Gewebeparameter eine weitaus größere Anzahl von Datenpunkten als in 5 der Übersichtlichkeit halber gezeigt. 5 soll demnach lediglich das Konzept hinter der Anpassung der Baumstruktur 60 anhand konkreter Werte für die Gewebeparameter illustrieren.
Exemplarisch ist in 5 eine erste Verteilung 70 für einen ersten Gewebeparameter. Lediglich zur Illustration soll der erste Gewebeparameter ein Tl-Wert, welcher in Millisekunden angegeben wird, sein. Die in 5 dargestellte erste Verteilung 70 umfasst dabei exemplarisch zwölf verschiedene T1-Werte, welche in einem rechteckigen Raster von 3 mal 4 ortsaufgelöst gemessen worden sind. Im Gegensatz zur Darstellung in 5 wird eine ortsaufgelösten Bilddarstellung der T1-Werte im praktischen Fall mittels einer Graustufendarstellung bzw. einer Farbdarstellung erfolgen. Die in 5 gezeigte erste Verteilung 70 sei hier nochmals im Beschreibungstext in Form einer 3x4 Matrix wiederholt:

1000 1100 1000 920

1100 1200 1100 900

1100 890 900 1000
Gleiches gilt für die in 5 dargestellte zweite Verteilung 71 für einen zweiten Gewebeparameter. Lediglich zur Illustration soll der zweite Gewebeparameter ein T2-Wert, welcher in Millisekunden angegeben wird, sein. Die in 5 gezeigte erste Verteilung 71 sei hier nochmals im Beschreibungstext in Form einer 3x4 Matrix wiederholt:

100 90 100 120

90 100 100 120

100 120 100 100
Korrespondierende Matrixeinträge der ersten Verteilung 70 und der zweiten Verteilung 71 sollen an gleichen Ortspunkten im Untersuchungsobjekt 15 gemessen worden sein. So liegt beispielsweise an einem Ortspunkt mit den x,y-Koordinaten (1,1) ein T1-Wert von 1000 ms und ein T2-Wert von 100 ms vor. Am Ortspunkt mit den x,y-Koordinaten (3,3) liegt beispielsweise ein T1-Wert von 900 ms und ein T2-Wert von 100 ms vor.
Die in 5 dargestellte Baumstruktur 60 ist nun anhand dieser konkreten Tl-Werte und T2-Werte angepasst worden. Sie gibt demnach eine Repräsentation der Tl-Werte und der T2-Werte wieder.
Die Baumstruktur 60 gemäß 5 umfasst einen Stamm 72 und mehrere erste Baumelemente 73a, 73b, 73c, 73d, welche am Stamm 72 angeordnet sind. Dem Stamm 72 sind die Tl-Werte zugeordnet, während den mehreren ersten Baumelementen 73a, 73b, 73c, 73d die T2-Werte zugeordnet sind. Dies ist selbstverständlich auch umgekehrt denkbar. An den mehreren ersten Baumelementen 73a, 73b, 73c, 73d sind mehrere zweite Baumelemente 75a, 75b, 75c, 75d, 75e, 75f angeordnet, welche als Blätter ausgebildet sind und mittels ihrer Position bzw. Ausdehnung die gemessenen T2-Werte kodieren.
Im in 5 gezeigten Fall wurden vier erste Wertebereiche für die Tl-Werte manuell bzw. automatisch identifiziert. Ein unterer Wertebereich der vier ersten Wertebereiche umfasst die Tl-Werte zwischen 850 - 950 ms, ein weiterer Wertebereich der vier ersten Wertebereiche umfasst die Tl-Werte zwischen 950 - 1050 ms, ein weiterer Wertebereich der vier ersten Wertebereiche umfasst die Tl-Werte zwischen 1050 - 1150 ms und ein weiterer Wertebereich der vier ersten Wertebereiche umfasst die Tl-Werte zwischen 1150 - 1250 ms. Selbstverständlich könnten die Grenzen der ersten Wertebereiche auch anders gesetzt werden bzw. eine andere Anzahl an ersten Wertebereichen verwendet werden.
Den vier ersten Wertebereichen ist nun jeweils ein erstes Baumelement 73a, 73b, 73c, 73d zugeordnet. So ist beispielsweise dem unteren Wertebereich der vier ersten Wertebereiche mit den Tl-Werten zwischen 850 - 950 ms ein unteres erstes Baumelement 73a zugeordnet. Das untere erste Baumelement 73a kodiert nun die Tl-Werte zwischen 850-950 ms.
Im in 5 gezeigten Fall wird die Baumstruktur 60 derart angepasst, dass dem Stamm 72 eine erste Werteskala 73, welche Werte des ersten Gewebeparameters, also die Tl-Werte, repräsentiert, zugeordnet ist. Die erste Werteskala 73 kann wie im in 5 gezeigten Fall angezeigt werden, muss aber nicht. Es ist in 5 ersichtlich, dass die mehreren ersten Baumelemente 73a, 73b, 73c, 73d entlang der ersten Werteskala 73 gemäß den erfassten Tl-Werten angeordnet sind. So ist beispielsweise das untere erste Baumelement 73a am unteren Ende der ersten Werteskala 73 angeordnet.
Gleichzeitig soll gemäß 5 die Ausdehnung der ersten Baumelemente 73a, 73b, 73c, 73d abhängig von einer Anzahl von Datenpunkten in ersten Verteilung 70 sein, deren T1-Wert im ersten Wertebereich, welcher dem jeweiligen ersten Baumelement zugeordnet 73a, 73b, 73c, 73d ist, liegt. So weist beispielsweise das obere erste Baumelement 73d die geringste Ausdehnung der vier ersten Baumelemente 73a, 73b, 73c, 73d auf, da lediglich ein T1-Wert (x,y-Koordinaten: (2,2)) in der exemplarischen ersten Verteilung 70 im Wertebereich zwischen 1150 - 1250 ms liegt. Gleichzeitig weist das untere erste Baumelement 73a eine relativ große Ausdehnung aus, da vier Tl-Werte in der ersten Verteilung 70 im Wertebereich zwischen 850 - 950 ms liegen.
Die Datenwerte des zweiten Gewebeparameters, also die gemessenen T2-Werte, werden im in 5 gezeigten Fall durch die Positionierung der zweiten Baumelemente 75a, 75b, 75c, 75d, 75e, 75f an den jeweiligen ersten Baumelementen 73a, 73b, 73c, 73d kodiert. Dafür liegt auch für die T2-Werte eine zweite Werteskala 74 vor, welche sich entlang der ersten Baumelemente 73a, 73b, 73c, 73d erstreckt.
Die Positionierung eines Blatts an einem ersten Baumelement 73a, 73b, 73c, 73d gibt nun an, dass mindestens ein solcher T2-Wert an der jeweiligen Stelle der zweiten Werteskala 74 in der zweiten Verteilung 71 vorliegt. Die Ausdehnung der Blätter kann die Anzahl der gemessenen T2-Werte an der jeweiligen Stelle der zweiten Werteskala 74 angeben. Derart ist beispielsweise die Ausdehnung des rechten Blatts 75b am unteren ersten Baumelement 73a größer als die Ausdehnung des linken Blatts 75a am unteren ersten Baumelement 73a, da mehr T2-Werte von 120 ms als T2-Werte von 100 ms an Stellen in der zweiten Verteilung 71 gemessen wurden, welche räumlich zu den Stellen in der ersten Verteilung 70, an welchen Tl-Werte im Wertebereich von 850 - 950 ms gemessen wurden, vorliegen.
5 illustriert, dass die Baumstruktur 60 besonders vorteilhaft Kombinationen der Tl-Werte und T2-Werte wiederspiegeln kann. So liegt zum Beispiel lediglich ein Blatt 75b mit einem T2-Wert von 120 ms an einem einzigen ersten Baumelement 73a vor. Dies liegt daran, dass zu den in der zweiten Verteilung 71 vorliegenden T2-Werten von 120 ms räumlich in der ersten Verteilung 70 lediglich Tl-Werte im Wertebereich zwischen 850 - 950 ms korrespondieren. Es gibt weiterhin vier Blätter 75a, 75c, 75e, 75f, welche an der zweiten Werteskala am T2-Wert von 100 ms angeordnet sind. Dieser T2-Wert von 100 ms wurde nämlich in räumlicher Korrespondenz zu Tl-Werten aus allen vier Wertebereichen gemessen. Das oberste Blatt 75f repräsentiert beispielsweise den einzelnen gemessenen T1-Wert aus dem Wertebereich zwischen 1150 - 1250 ms, da es am obersten ersten Baumelement 73d angeordnet ist. Gleichzeitig repräsentiert das oberste Blatt 75f den an diesem Ort gemessenen T2-Wert von 100 ms.
6 zeigt eine erste exemplarische Interaktion des Benutzers mit der angezeigten Baumstruktur 60 gemäß 5.
In 6 ist eine zu den 5 alternative Ausgestaltung dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 5, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in der 5 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
6 zeigt nun einen Ausschnitt aus einer Benutzeroberfläche, auf welcher die angepasste Baumstruktur 60 gemäß 5 zusammen mit einer ortsaufgelösten Bilddarstellung der ersten Verteilung 70 der gemessenen Tl-Werte und der zweiten Verteilung 71 der gemessenen T2-Werte aus 5 angezeigt wird. Selbstverständlich wird diese Bilddarstellung der der ersten Verteilung 70 und der zweiten Verteilung 71 im praktischen Anwendungsfall in einer Graustufendarstellung bzw. einer Farbdarstellung erfolgen.
Dem Benutzer wird nun die Möglichkeit gegeben, mittels eines Interaktionselements, im gezeigten Fall mittels eines Mauszeigers, mit der Benutzeroberfläche zu interagieren. Im in 6 gezeigten Fall umfasst die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur 60 eine Auswahl eines Baumelements der Baumstruktur 60, wobei die zu dem Baumelement zugehörigen Datenpunkte in der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten hervorgehoben werden.
Im dargestellten Fall möchte der Benutzer exemplarisch wissen, welche Datenunkte der ersten Verteilung 70 und der zweiten Verteilung 71 dem zweitobersten ersten Baumelement 73c zugeordnet sind. Dieses zweitoberste erste Baumelement 73c kodiert exemplarisch die Tl-Werte, welche im Wertebereich zwischen 1050 - 1150 ms liegen.
Demnach wählt der Benutzer das zweitoberste erste Baumelement 73c mittels eines Mausklicks 76 aus. In der ortsaufgelösten Bilddarstellung der ersten Verteilung 70 und der zweiten Verteilung 71 werden dann die zu dem zweitobersten ersten Baumelement 73c gehörenden gemessenen Tl-Werte und T2-Werte mittels einer Markierung 77 hervorgehoben, beispielsweise durch farbliche Markierung, durch Blinken, durch Vergrößerung oder andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Markierungen. Die zu dem zweitobersten ersten Baumelement 73c gehörenden gemessenen Tl-Werte sind im gezeigten Fall diejenigen T1-Werte, welche im Wertebereich zwischen 1050 - 1150 ms liegen. Die zu dem zweitobersten ersten Baumelement 73c gehörenden gemessenen T2-Werte sind im gezeigten Fall diejenigen T2-Werte, welche an derselben Ortsposition wie die hervorgehobenen Tl-Werte gemessen worden sind.
Selbstverständlich ist auch eine Auswahl von anderen Baumelementen der Baumstruktur 60 durch den Benutzer denkbar. Wenn der Benutzer den Stamm 72 auswählt, sollten insbesondere alle Ortspunkte der Bilddarstellung hervorgehoben werden. Wenn der Benutzer ein Blatt auswählt, beispielsweise ein Blatt, welches am zweitobersten ersten Baumelement 73c angeordnet ist, sollte die Anzahl der hervorgehobenen Ortspunkte entsprechend der ausgewählten T2-Werte reduziert werden. Es ist auch denkbar, dass der Benutzer Werte entlang der ersten Skala 73 oder der zweiten Skala 74 auswählt.
Das in 6 illustrierte Vorgehen bietet dem Benutzer die Möglichkeit, auffällige Stellen in der Baumstruktur 60 auszuwählen und anschließend sofort in der jeweiligen konventionellen Bilddarstellung der ortsaufgelösten Verteilung der Gewebeparameter die zugehörigen Bildpunkte anhand der Markierung zu erkennen.
7 zeigt eine zweite exemplarische Interaktion des Benutzers mit der angezeigten Baumstruktur 60 gemäß 5.
In 7 ist eine zu den 5 alternative Ausgestaltung dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 5, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in der 5 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
Im Gegensatz zu 6 wählt der Benutzer in dem in 7 gezeigten Fall einen Datenpunkt in der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten auf der Benutzeroberfläche aus, wobei ein zu dem Datenpunkt zugehöriges Baumelement der Baumstruktur 60 in der angepassten Baumstruktur 60 hervorgehoben wird.
Der Benutzer wählt exemplarisch im in 7 gezeigten Fall den Datenpunkt mit den x,y-Koordinaten (2,2) mittels eines Mausklicks 78 aus. An diesem Datenpunkt wurde ein T1-Wert von 1200 ms und ein T2-Wert von 100 ms gemessen.
Das zu diesem T1-Wert von 1200 ms und T2-Wert von 100 ms zugehörige Baumelement 75f wird anschließend in der Baumstruktur 60 durch eine Markierung 79 hervorgehoben. Das Hervorheben kann dabei ein Einfärben des Baumelements 75f, ein Blinken des Baumelements 75f, eine Vergrößerung des Baumelements 75f oder eine sonstige dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Markierung des Baumelements 75f umfassen.
So kann der Benutzer vorteilhafterweise sofort erkennen, wie bestimmte räumliche anatomische Regionen im Untersuchungsobjekt 15 in der Baumstruktur 60 anhand der dort gemessenen Werte der Gewebeparameter repräsentiert werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zu einer Darstellung von Magnetresonanz-Daten, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt umfassen, - Anlegen einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei ein erster Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und ein zweiter Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist, - Anpassen der Baumstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter wobei eine angepasste Baumstruktur erstellt wird, und - Anzeigen der angepassten Baumstruktur für einen Benutzer auf einer Anzeigeeinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Baumstruktur derart angepasst wird, dass dem Stamm eine Werteskala, welche Werte des ersten Gewebeparameters repräsentiert, zugeordnet ist, wobei die mehreren ersten Baumelemente entlang der Werteskala gemäß den erfassten Werten des ersten Gewebeparameters angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster Wertebereich des ersten Gewebeparameters festgelegt wird, wobei die Baumstruktur derart angepasst wird, dass ein erstes Baumelement der mehreren ersten Baumelemente dem ersten Wertebereich zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Baumstruktur derart angepasst wird, dass eine Ausdehnung des ersten Baumelements abhängig von einer Anzahl von Voxeln der Magnetresonanz-Daten ist, deren Wert des ersten Gewebeparameters im ersten Wertebereich liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3-4, wobei die Baumstruktur derart angepasst wird, dass eine Position am Stamm, an welcher das erste Baumelement vom Stamm abzweigt, anhand des ersten Wertebereichs gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baumstruktur derart angepasst wird, dass eine Dicke des Stamms der angepassten Baumstruktur eine Anzahl von allen Bildpunkten der ortsaufgelösten Verteilung der Werte der mehreren Gewebeparameter wiederspiegelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren ersten Baumelemente als vom Stamm abzweigende Äste ausgebildet sind und die Baumstruktur mehrere zweite Baumelemente, welche von den ersten Baumelementen abzweigen, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einem bestimmten Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter mehrere Baumelemente in der höchsten Hierarchieebene der Baumstruktur zugeordnet sind, wobei an diesen mehreren Baumelementen Blätter angeordnet sind, welche Werte des bestimmten Gewebeparameters repräsentieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die angepasste Baumstruktur auf einer Benutzeroberfläche angezeigt wird, wobei eine Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur auf der Benutzeroberfläche erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur umfasst, dass eine Auswahl von anzuzeigenden Gewebeparametern der mehreren Gewebeparametern durch den Benutzer erfolgt, wobei anhand der Auswahl der anzuzeigenden Gewebeparameter die angepasste Baumstruktur modifiziert wird und modifiziert auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9-10, wobei die angepasste Baumstruktur auf der Benutzeroberfläche zusammen mit einer ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Interaktion des Benutzers mit der angepassten Baumstruktur eine Auswahl eines Baumelements der Baumstruktur umfasst, wobei die zu dem Baumelement zugehörigen Datenpunkte in der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten hervorgehoben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-12, wobei anhand einer Auswahl eines Datenpunkts in der ortsaufgelösten Bilddarstellung der Magnetresonanz-Daten auf der Benutzeroberfläche ein zu dem Datenpunkt zugehöriges Baumelement der Baumstruktur in der angepassten Baumstruktur hervorgehoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Gewebeparameter der mehreren Gewebeparameter aus folgender Liste ausgewählt wird: ein Wert einer Protonendichte, ein Tl-Wert, ein T2-Wert, ein Diffusionswert, ein Wert eines extrazellulären Volumens.
Recheneinheit, umfassend eine Datenerfassungseinheit, eine Anlegungseinheit, eine Anpassungseinheit und eine Anzeigeeinheit, wobei die Recheneinheit zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Magnetresonanzgerät, umfassend eine Recheneinheit nach Anspruch 15.
Erstes Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14 auszuführen, wenn das erste Computerprogramm in der Recheneinheit ausgeführt wird.
Verfahren zu einem Abspeichern von Magnetresonanz-Daten in einem Rechensystem, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Erfassen von Magnetresonanz-Daten eines Untersuchungsobjekts, welche eine ortsaufgelöste Verteilung von Werten von mehreren Gewebeparametern in dem Untersuchungsobjekt umfassen, wobei die mehreren Gewebeparameter einen ersten Gewebeparameter und einen zweiten Gewebeparameter umfassen, wobei einer ersten Ortsinformation ein erster Wert des ersten Gewebeparameters und ein zweiter Wert des zweiten Gewebeparameters zugeordnet ist, - Anlegen einer Datenstruktur in Form einer Baumstruktur, welche einen Stamm und mehrere erste Baumelemente, welche von dem Stamm abzweigen, umfasst, wobei der erste Gewebeparameter dem Stamm zugeordnet ist und der zweite Gewebeparameter den mehreren ersten Baumelementen zugeordnet ist, - Anpassen der Datenstruktur anhand der erfassten Werte der mehreren Gewebeparameter, wobei eine angepasste Datenstruktur erstellt wird, und - Hinterlegen der ersten Ortsinformation an einer Stelle in der angepassten Datenstruktur, welche anhand des ersten Werts des ersten Gewebeparameters und des zweiten Wert des zweiten Gewebeparameters festgelegt wird.
Zweites Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher eines programmierbaren Rechensystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach Anspruch 18 auszuführen, wenn das zweite Computerprogramm in dem Rechensystem ausgeführt wird.