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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Ermittlungsverfahren für ein erstes Bild eines Untersuchungsobjekts anhand von ersten Magnetresonanzdaten, die mittels einer Magnetresonanzanlage im Rahmen einer ersten Voruntersuchung erfasst wurden, während derer das Untersuchungsobjekt bei einer ersten Positionierung relativ zur Magnetresonanzanlage positioniert war,
- - wobei eine Recheneinrichtung anhand der ersten Magnetresonanzdaten oder daraus abgeleiteter Bilddaten das erste Bild des Untersuchungsobjekts rekonstruiert,
- - wobei das erste Bild gegenüber dem Untersuchungsobjekt eine Verzeichnung aufweist,
- - wobei die Recheneinrichtung das erste Bild über eine Sichteinrichtung an eine Bedienperson ausgibt.
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Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Recheneinrichtung abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Recheneinrichtung bewirkt, dass die Recheneinrichtung ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.
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Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Recheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist, so dass sie im Betrieb ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.
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Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Erfassungsverfahren für Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts im Rahmen einer Hauptuntersuchung,
- - wobei zunächst eine Zielpositionierung des Untersuchungsobjekts relativ zur Magnetresonanzanlage, ein zu untersuchender Bereich und eine Sollanregung des zu untersuchenden Bereichs bestimmt werden,
- - wobei sodann im Rahmen der Hauptuntersuchung das Untersuchungsobjekt relativ zur Magnetresonanzanlage bei der Zielpositionierung positioniert wird und ein Gradientenmagnetsystem der Magnetresonanzanlage von einer Steuereinrichtung der Magnetresonanzanlage unter Berücksichtigung der Zielpositionierung des Untersuchungsobjekts derart angesteuert wird, dass der zu untersuchende Bereich entsprechend der Sollanregung zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt wird.
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Die oben genannten Gegenstände sind allgemein bekannt.
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Bei der Untersuchung eines Untersuchungsobjekts (oftmals eines Menschen) in einer Magnetresonanzanlage erfolgt die Ortskodierung meist dadurch, dass einem statischen, im wesentlichen homogenen Grundmagnetfeld kurzzeitig Gradientenmagnetfelder überlagert werden. Das Überlagern der Gradientenmagnetfelder erfolgt oftmals bereits bei der Anregung des Untersuchungsobjekts zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen, also während der Einwirkung von Hochfrequenzpulsen auf das Untersuchungsobjekt (sogenannte schichtselektive Anregung). Das dadurch erhaltene Magnetresonanzsignal kann beispielsweise hinsichtlich seiner Frequenzen analysiert werden (MR-Spektroskopie) oder mit Hilfe von weiteren Gradienten in weiteren Raumrichtungen ortscodiert werden. Bei perfekt linearen Gradientenfeldern wäre die räumliche Zuordnung ebenfalls linear. In der Praxis weichen die tatsächlich generierten Gradientenmagnetfelder jedoch vom Idealfall ab. Der Fehler ist in der Regel umso größer, je weiter der betreffende Ort vom Zentrum des Gradientenmagnetsystems (das üblicherweise auch mit dem Zentrum des Grundmagneten, der das statische Grundmagnetfeld generiert, identisch ist) entfernt ist. In der Folge weist ein Zwischenbild, das anhand der akquirierten Magnetresonanzdaten ohne weitergehende Korrekturen rekonstruiert wird, eine Verzerrung auf (nachfolgend gleichbedeutend auch als Verzeichnung bezeichnet). Die Verzerrung des Untersuchungsobjekts hängt hierbei von der Positionierung des Untersuchungsobjekts relativ zum Zentrum des Gradientenmagnetsystems ab. Die erfassten Magnetresonanzdaten bilden das wahre Untersuchungsobjekt sozusagen „durch die Brille des Gradientensystems“ ab.
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Der entsprechende Sachverhalt ist Fachleuten allgemein bekannt. Derartige, ohne weitergehende Korrekturen rekonstruierte Bilder werden in Fachkreisen als ND-Bilder bezeichnet. Die Abkürzung „ND“ steht hierbei für „non distortion corrected“, d.h. für eine Rekonstruktion ohne Verzeichnungskorrektur. Die Abkürzung „ND“ wird nachstehend auch in diesem Sinne verwendet.
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Der durch die Verzeichnung bewirkte Abbildungsfehler und die dadurch bewirkte Verzerrung ist in vielen Fällen quantitativ bekannt. Es ist daher eine Korrektur derartiger ND-Bilder möglich. Die entsprechend korrigierten Bilder werden in Fachkreisen als DIS-Bilder bezeichnet. Die Abkürzung „DIS“ steht hierbei für „distortion corrected“, d.h. für eine Rekonstruktion mit Verzeichnungskorrektur. Es ist also möglich, jedem Punkt im ND-Bild den korrespondierenden Punkt im DIS-Bild und umgekehrt zuzuordnen. Dies geschieht durch eine geeignete Beschreibung der Gradientenmagnetfelder mit Hilfe mehrdimensionaler mathematischer Funktionen und mit Hilfe einer geeigneten Transformation. Sowohl die Beschreibung der Gradientenmagnetfelder als auch geeignete Transformationen sind Fachleuten bekannt. Rein beispielhaft kann auf die
US 4 591 789 A und auf die
US 7 088 099 B2 verwiesen werden. Auch die Abkürzung „DIS“ wird nachstehend in diesem Sinne verwendet.
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Die Verzeichnung ist im wesentlichen unabhängig vom Untersuchungsobjekt als solchem, sondern nur abhängig von der Positionierung des Untersuchungsobjekts relativ zur Magnetresonanzanlage (und damit der Positionierung relativ zum Zentrum des Gradientenmagnetsystems bzw. des Grundmagneten). Für die Korrektur ist es daher wichtig, dass die Positionierung des Untersuchungsobjekts relativ zur Magnetresonanzanlage bekannt ist. Diese Positionierung kann sich von Scan zu Scan ändern, denn bei Magnetresonanzsystemen ist der Patiententisch, auf dem sich das Untersuchungsobjekt befindet, in Richtung der Längsachse des Grundmagnetfeldes (in der Regel als z-Richtung bezeichnet) beweglich. Dadurch kann das Untersuchungsobjekt in z-Richtung gesehen nahezu beliebig relativ zur Magnetresonanzanlage positioniert werden. Für die Positionierung in z-Richtung wird oftmals auch der Begriff „Tischposition“ verwendet.
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Die Korrektur ist eineindeutig. Es ist daher prinzipiell möglich, die Transformation umzukehren und aus einem DIS-Bild wieder das zugehörige ND-Bild zu rekonstruieren. Dies wird in der Praxis teilweise auch getan.
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In der Praxis werden oftmals zunächst im Rahmen einer Voruntersuchung erste Magnetresonanzdaten erfasst und aus diesen Daten dann ein erstes Bild des Untersuchungsobjekts rekonstruiert. Dieses Bild ist in manchen Fällen ein DIS-Bild, in manchen Fällen ein ND-Bild.
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Es ist möglich, anhand der im Rahmen der Voruntersuchung erfassten ersten Magnetresonanzdaten ein unverzerrtes Bild (DIS-Bild) zu rekonstruieren und sodann auf diesem Bild die weitere Planung vorzunehmen, insbesondere der Recheneinrichtung mittels einer entsprechenden Markierung einen im Rahmen einer Hauptuntersuchung zu untersuchenden Bereich und eine Sollanregung des zu untersuchenden Bereichs vorzugeben.
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Oftmals wird auch so vorgegangen. Im Rahmen derartiger Planungen wird davon ausgegangen, dass auftretende Verzerrungen/Verzeichnungen nicht allzu stark sind und dass das später tatsächlich erfasste Blickfeld (FOV = Field of View) mit dem gewünschten Bereich in hinreichendem Umfang übereinstimmt. Bei der Planung anhand von DIS-Bildern sind die Bilder unabhängig von der Tischposition, bei der die den Bildern zugrunde liegenden Magnetresonanzdaten erfasst wurden. Dies gilt auch dann, wenn mehrere Bilder gleichzeitig verwertet werden.
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Die Planung anhand von DIS-Bildern ist in der Regel akzeptabel, wenn ein relativ kleines Zielvolumen nahe am Isozentrum der Magnetresonanzanlage liegt, so dass die zu erwartenden Verzeichnungen und Positionsverschiebungen relativ gering sind. Sie sind weiterhin dann akzeptabel, wenn die Abdeckung des Zielvolumens so groß ist, dass eventuelle Ungenauigkeiten nicht ins Gewicht fallen.
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Die Planung anhand von DIS-Bildern kann jedoch problematisch sein, da die Verzeichnung bereits bei der selektiven Anregung relevant ist. Wenn mittels der Markierung in einem DIS-Bild eine gerade Schicht oder ein quaderförmiges Volumen vorgegeben werden, ist es nicht möglich, genau diese Schicht bzw. genau dieses Volumen anzuregen. Aufgrund der Verzerrung wird vielmehr eine gekrümmte Schicht bzw. ein verzerrter Quader angeregt, wobei die Schicht bzw. der Quader darüber hinaus gegenüber der eigentlich selektierten Schicht bzw. dem eigentlich selektierten Quader räumlich verschoben sein können (und in der Regel auch sind). Bereits bei der Generierung der Magnetresonanzdaten „sieht das System das Untersuchungsobjekt also durch die Brille des Gradientensystems“. Die Planung einer „idealen“ Schicht bzw. eines „idealen“ Quaders auf dem unverzerrten bzw. unverzeichneten Untersuchungsobjekt würde somit nicht widerspiegeln, welche Schicht bzw. welcher Quader tatsächlich zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt würde.
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In manchen Fällen kann der dadurch verursachte Fehler hingenommen werden. In anderen Fällen ist der dadurch verursachte Fehler nicht tolerierbar. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn Bereiche des Untersuchungsobjekts zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt sollen, die weit von der Symmetrieachse der Magnetresonanzanlage entfernt sind. Beispiele derartiger Bereiche sind die Hand oder die Schulter des Untersuchungsobjekts.
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Wenn die Planung der Hauptuntersuchung auf einem DIS-Bild erfolgt, kann es geschehen, dass das wirklich zum Aussenden von Magnetresonanzen angelegte Volumen von dem zuvor anhand des DIS-Bildes selektierten Volumen deutlich abweicht. Dies kann - nicht nur, aber insbesondere - dann kritisch sein, wenn eine spektroskopische Erfassung des selektierten Bereichs erfolgen soll. Denn in diesem Fall kann den erfassten Signalen nicht mehr entnommen werden, aus welchem Bereich sie stammen. Die fehlerhafte Anregung des „falschen“ Bereichs kann also nicht mehr erkannt werden. Es ist demzufolge wichtig, zuverlässig zu gewährleisten, dass auch der „richtige“ Bereich angeregt wird. Bei der Erfassung kleiner Bereiche (beispielsweise bei der Hand-Bildgebung) kann es weiterhin geschehen, dass die im Rahmen der Hauptuntersuchung aus gesendeten Magnetresonanzdaten nicht mehr das eigentlich gewünschte Volumen abbilden.
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Zur Eliminierung derartiger Fehler erfolgt die Vorgabe des im Rahmen der Hauptuntersuchung zu untersuchenden Bereichs und der Sollanregung des zu untersuchenden Bereichs daher manchmal auf Basis des korrespondierenden ND-Bildes. Dieses Bild lässt sich, wie bereits erwähnt, rekonstruieren und zeigt den tatsächlich zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen selektierten Bereich. Die Verzeichnung des Bildes, in dem der zu untersuchende Bereich festgelegt wird, muss jedoch exakt mit der Verzeichnung übereinstimmen, die bei der Erfassung der Magnetresonanzdaten im Rahmen der Hauptuntersuchung auftritt.
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Im Stand der Technik erfolgt eine Rekonstruktion des ND-Bildes stets für diejenige Tischposition, bei welcher im Rahmen der Voruntersuchung die Magnetresonanzdaten erfasst wurden. Demzufolge muss im Stand der Technik auch die Erfassung der Magnetresonanzdaten im Rahmen der Hauptuntersuchung an derselben Tischposition erfolgen. Diese Einschränkung kann dazu führen, dass nur noch Magnetresonanzdaten von suboptimaler Qualität erhalten werden können, da der zu untersuchende Bereich sich weit außerhalb vom Zentrum der Magnetresonanzanlage befindet. Wenn weiterhin zuvor andere Messungen an anderen Tischpositionen erfolgt sind, sind diese Messungen zu dem ND-Bild, anhand dessen nunmehr die Planung der Hauptuntersuchung erfolgt, nicht mehr kompatibel. Dies ist insofern von Nachteil, weil eine gleichzeitige Planung anhand mehrerer Serien - beispielsweise mit unterschiedlichen Kontrasten (T1, T2, Diffusion, kontrastverstärkt, ...) von Vorteil sein kann. Besonders von Nachteil ist diese Einschränkung, wenn nicht zur Planung nur Bilder von schnellen Messungen ohne weitere Beschränkungen verwertet werden sollen, sondern (auch) Bilder von längeren Messungen oder Messungen, die beispielsweise nur unmittelbar nach einer Injektion eines Kontrastmittels erfolgen können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache und zuverlässige Weise eine genaue und räumlich korrekte Planung der Hauptuntersuchung möglich ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Ermittlungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Ermittlungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
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Erfindungsgemäß wird ein Ermittlungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- - dass die Recheneinrichtung das erste Bild derart rekonstruiert, dass die Verzeichnung durch eine von der ersten Positionierung unabhängige Zielpositionierung bestimmt ist.
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Dadurch wird es ermöglicht, ein ND-Bild für eine (prinzipiell beliebige) Zielpositionierung des Untersuchungsobjekts zu erzeugen, unabhängig davon, ob die Zielpositionierung mit der ersten Positionierung übereinstimmt, bei der die ersten Magnetresonanzdaten erfasst wurden. Insbesondere ist es damit möglich, die Zielpositionierung derart zu bestimmen, dass sie mit derjenigen Positionierung übereinstimmt, bei welcher der im Rahmen der Hauptuntersuchung zu untersuchende Bereich des Untersuchungsobjekts relativ zur Magnetresonanzanlage optimal positioniert ist. Im Rahmen der späteren Hauptuntersuchung ist es damit auch möglich, das Untersuchungsobjekt entsprechend dieser Zielpositionierung zu positionieren.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die im Stand der Technik durchgängig ergriffene Beschränkung der Ermittlung eines ND-Bildes auf diejenige Tischposition, bei der die dem ND-Bild zu Grunde liegenden Magnetresonanzdaten erfasst wurden, eine unnötige Beschränkung darstellt. Vielmehr kann anhand der Magnetresonanzdaten zunächst ein ND-Bild für diejenige Tischposition ermittelt werden, bei der die Magnetresonanzdaten erfasst wurden. Da anhand des ND-Bildes jedoch auch das zugehörige DIS-Bild ermittelt werden kann, kann - basierend auf diesem DIS-Bild - für jede beliebige Tischposition das zugehörige ND-Bild ermittelt werden.
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Vorzugsweise erfolgt die Festlegung der Zielpositionierung dadurch, dass die Recheneinrichtung anhand der erfassten ersten Magnetresonanzdaten ein erstes Zwischenbild rekonstruiert, das erste Zwischenbild über die Sichteinrichtung an die Bedienperson ausgibt und von der Bedienperson eine erste Markierung im ersten Zwischenbild entgegennimmt, welche die Zielpositionierung bestimmt. Dadurch gestaltet sich die Vorgabe der Zielpositionierung besonders einfach. Die Recheneinrichtung kann das erste Zwischenbild beispielsweise derart rekonstruieren, dass es gegenüber dem Untersuchungsobjekt keine Verzeichnung aufweist. Alternativ ist eine Rekonstruktion durch die Recheneinrichtung möglich, bei der das erste Zwischenbild eine durch die erste Positionierung bestimmte Verzeichnung aufweist. Die erste Markierung kann nach Bedarf ein Punkt, eine Linie orthogonal zur Richtung, in welcher der Patiententisch positioniert werden kann, oder ein flächiger Bereich sein.
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Die Planung kann weiterhin dadurch noch weiter optimiert werden, dass die Recheneinrichtung anhand der von der Bedienperson entgegengenommenen ersten Markierung in dem an die Bedienperson ausgegebenen ersten Zwischenbild einen Bereich ermittelt (bzw. die Bedienperson direkt einen entsprechenden Bereich markiert) und dass die Recheneinrichtung die Zielpositionierung anhand des anhand der ersten Markierung ermittelten Bereichs ermittelt. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung in dem ersten Zwischenbild den Schwerpunkt des markierten Bereichs ermitteln und die Zielpositionierung derart bestimmen, dass der Schwerpunkt möglichst optimal positioniert wird. Je nach Art der ersten Markierung kann die Ermittlung des korrespondierenden Bereichs trivial oder nicht trivial sein. Wenn beispielsweise die erste Markierung ein Punkt ist und der zugehörige Bereich im ersten Zwischenbild genau der durch die erste Markierung definierte Punkt ist, muss lediglich dieser Punkt in das zweite Zwischenbild abgebildet werden.
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Alternativ zu einer Vorgabe der Zielpositionierung durch die Bedienperson ist es möglich, dass die Recheneinrichtung die Zielpositionierung unter Verwendung zumindest der ersten Magnetresonanzdaten selbsttätig ermittelt. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung anhand der ersten Magnetresonanzdaten anatomische Strukturen einer untersuchten Person ermitteln und die Zielpositionierung anhand der aufgefundenen anatomischen Strukturen ermitteln.
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Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist es insbesondere auch möglich, die Planung simultan auf mehreren Bildern vorzunehmen, die jeweils anhand von jeweiligen Magnetresonanzdaten rekonstruiert wurden, wobei das Untersuchungsobjekt bei der Erfassung der jeweiligen Magnetresonanzdaten an einer jeweiligen Positionierung positioniert war. Es ist also möglich, eine Planung auf mehreren ND-Bildern vorzunehmen, die alle für die gleiche Tischposition ermittelt werden, auch wenn die hierfür zugrunde liegenden Magnetresonanzdaten bei verschiedenen Tischpositionen erfasst wurden. Es ist also konkret möglich, dass die Recheneinrichtung
- - anhand von zweiten Magnetresonanzdaten, die mittels der Magnetresonanzanlage im Rahmen einer zweiten Voruntersuchung erfasst wurden, während das Untersuchungsobjekt bei einer von der ersten Positionierung unabhängigen zweiten Positionierung relativ zur Magnetresonanzanlage positioniert war, ein zweites Zwischenbild rekonstruiert,
- - das zweite Zwischenbild über die Sichteinrichtung zusätzlich zum ersten Zwischenbild an die Bedienperson ausgibt und
- - für das zweite Zwischenbild eine bezüglich des Untersuchungsobjekts mit der ersten Markierung korrespondierende zweite Markierung ermittelt und die zweite Markierung in das zweite Zwischenbild einblendet.
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Die Recheneinrichtung rekonstruiert das zweite Zwischenbild vorzugsweise analog zum ersten Zwischenbild, also derart, dass es gegenüber dem Untersuchungsobjekt entweder keine Verzeichnung aufweist oder eine durch die zweite Positionierung bestimmte Verzeichnung aufweist.
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Sofern es sich bei den Zwischenbildern um Zwischenbilder mit Verzeichnung handelt, zeigen die Zwischenbilder das Untersuchungsobjekt mit einer jeweiligen Verzeichnung, die individuell für das jeweilige Zwischenbild sein kann. Dies gilt aber nur, bis die Zielpositionierung vorgegeben wird. Mit der Vorgabe der Zielpositionierung werden die Darstellungen vorzugsweise vereinheitlicht. Die Recheneinrichtung rekonstruiert also anhand der zweiten Magnetresonanzdaten oder daraus abgeleiteter Bilddaten ein zweites Bild des Untersuchungsobjekts, das gegenüber dem Untersuchungsobjekt - ebenso wie das erste Bild des Untersuchungsobjekts - eine durch die Zielpositionierung bestimmte Verzeichnung aufweist, und gibt das zweite Bild zusätzlich zum ersten Bild über die Sichteinrichtung an die Bedienperson aus. Dadurch wird es möglich, bei verschiedenen Positionierungen erfasste ND-Bilder in zueinander kompatibler Weise wiederzugeben, so dass eine Planung unter Verwendung all dieser gleichartig verzerrten bzw. verzeichneten Bilder möglich wird.
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Zur Vereinfachung der Planung übernimmt weiterhin vorzugsweise die Recheneinrichtung für das erste Bild vorgegebene Markierungen in das zweite Bild.
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Vorzugsweise nimmt die Recheneinrichtung von der Bedienperson in dem ersten Bild oder in einem anderen Bild eine Markierung eines im Rahmen einer Hauptuntersuchung zu untersuchenden Bereichs und eine Sollanregung des zu untersuchenden Bereichs entgegen. Dadurch wird die Planung der Hauptuntersuchung besonders einfach. Unter Umständen ist es sogar möglich, dass durch die Vorgabe des zu untersuchenden Bereichs eine erneute Verschiebung der Zielpositionierung erfolgt. Je nach Lage des Einzelfalls kann es hierbei sinnvoll sein, eine unbegrenzte Verschiebung der Zielpositionierung zuzulassen oder die Verschiebung der Zielpositionierung auf einen engen Bereich zu beschränken, beispielsweise nur innerhalb des zu untersuchenden Bereichs.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Recheneinrichtung, dass die Recheneinrichtung ein erfindungsgemäßes Ermittlungsverfahren ausführt.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Recheneinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Recheneinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert, so dass sie im Betrieb ein erfindungsgemäßes Ermittlungsverfahren ausführt.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Erfassungsverfahren für Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts mit den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Erfindungsgemäß werden die Zielpositionierung des Untersuchungsobjekts relativ zur Magnetresonanzanlage, der zu untersuchende Bereich und die Sollanregung des zu untersuchenden Bereichs auf erfindungsgemäße Art und Weise bestimmt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
- 1 eine Magnetresonanzanlage,
- 2 ein Ablaufdiagramm,
- 3 ein Untersuchungsobjekt und Bilder des Untersuchungsobjekts und
- 4 ein Untersuchungsobjekt und Bilder des Untersuchungsobjekts.
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Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage einen Grundmagneten 1 auf. Der Grundmagnet 1 erzeugt in einem Untersuchungsvolumen 2 ein zeitlich statisches, örtlich im wesentlichen homogenes Grundmagnetfeld B0. Das Grundmagnetfeld B0 weist eine nennenswerte Stärke auf, beispielsweise von 1,5 Tesla oder 3 Tesla. Die Magnetresonanzanlage weist weiterhin ein Gradientenmagnetsystem 3 auf. Mittels des Gradientenmagnetsystems 3 können dem Grundmagnetfeld B0 Gradientenfelder Gx, Gy, Gz überlagert werden. Durch das zeitrichtig koordinierte Applizieren der Gradientenmagnetfelder Gx, Gy, Gz können eine räumlich selektive Anregung von Hochfrequenzpulsen und/oder eine Ortskodierung von Hochfrequenzpulsen P und/oder von durch die Hochfrequenzpulse P angeregten Magnetresonanzsignalen S bewirkt werden. Die Magnetresonanzanlage weist weiterhin ein Hochfrequenzsystem auf. Mittels des Hochfrequenzsystems können die Hochfrequenzpulse P generiert werden. Die Hochfrequenzpulse P regen ein Untersuchungsobjekt 4, das sich im Untersuchungsvolumen 2 befindet, zum Aussenden der Magnetresonanzsignale S an. Mittels des Hochfrequenzsystems können die Magnetresonanzsignale S auch empfangen werden. Das Hochfrequenzsystem umfasst in der Regel zumindest eine Ganzkörperspule 5. Es kann zusätzlich Lokalspulen 6 umfassen. Die Steuerung der Magnetresonanzanlage (einschließlich des Entgegennehmens empfangener Magnetresonanzsignale S) wird durch eine Steuereinrichtung 7 bewirkt. Der entsprechende Aufbau, der Betrieb und die Wirkungsweise einer derartigen Magnetresonanzanlage und der zugehörigen Steuereinrichtung 7 sind Fachleuten allgemein bekannt.
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Die Steuereinrichtung 7 ist in der Regel mit einer Recheneinrichtung 8 verbunden. Im Einzelfall kann die Steuereinrichtung 7 auch mit der Recheneinrichtung 8 identisch sein. Unabhängig davon, ob die Recheneinrichtung 8 eine eigenständige Einrichtung ist oder mit der Steuereinrichtung 7 identisch ist, ist die Recheneinrichtung 8 mit einem Computerprogramm 9 programmiert. Das Computerprogramm 9 umfasst Maschinencode 10, der von der Recheneinrichtung 8 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 10 durch die Recheneinrichtung 8 bewirkt, dass die Recheneinrichtung 8 ein Ermittlungsverfahren ausführt, das nachstehend in Verbindung mit 2 näher erläutert wird. Hierbei sind in 2 in der linken Spalte diejenigen Schritte dargestellt, die nicht von der Recheneinrichtung 8 durchgeführt werden bzw. nicht zwangsweise von der Recheneinrichtung 8 durchgeführt werden müssen. In der rechten Spalte von 2 sind diejenigen Schritte dargestellt, die stets von der Recheneinrichtung 8 durchgeführt werden.
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Gemäß 2 wird zunächst eine erste Voruntersuchung des Untersuchungsobjekts 4 durchgeführt. Hierzu wird zunächst in einem Schritt S1 das Untersuchungsobjekt 4 relativ zur Magnetresonanzanlage bei einer ersten Positionierung p1 positioniert, vergleiche in 3 die Teildarstellung (a). Beispielsweise kann ein Patiententisch 11, auf dem sich das Untersuchungsobjekt 4 befindet, in einem bestimmten Umfang in einer in 1 als solche bezeichneten z-Richtung verschoben werden. Die waagrechte Linie in 3 (a) soll die erste Positionierung p1 andeuten.
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In vielen Fällen ist die Positionierung in z-Richtung die einzige Positionierungsmöglichkeit. In seltenen Einzelfällen kann jedoch zusätzlich zur Positionierung in z-Richtung auch eine - wenn auch nur geringfügige - Positionierung orthogonal zur z-Richtung möglich sein, sei es in horizontaler oder in vertikaler Richtung oder sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung möglich sein.
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Der Schritt S1 kann von der Steuereinrichtung 7 ausgeführt werden. Er kann alternativ auch von einer Bedienperson der Magnetresonanzanlage (beispielsweise einem technischen Assistenten) manuell ausgeführt werden. Sodann steuert die Steuereinrichtung 7 in einem Schritt S2 die Magnetresonanzanlage derart, dass das Untersuchungsobjekt 4 zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen S angeregt wird. Die Steuereinrichtung 7 erfasst die angeregten Magnetresonanzsignale S in einem Schritt S3 als erste Magnetresonanzdaten MR1. Sie leitet die ersten Magnetresonanzdaten MR1 in einem Schritt S4 an die Recheneinrichtung 8 weiter.
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Die Recheneinrichtung 8 rekonstruiert in einem Schritt S5 anhand der erfassten ersten Magnetresonanzdaten MR1 ein erstes Zwischenbild ZB1. Die Recheneinrichtung 8 kann das erste Zwischenbild ZB1 insbesondere derart rekonstruieren, dass es entsprechend der Darstellung in 3 - siehe dort die Teildarstellung (b) - eine Verzeichnung aufweist. In diesem Fall handelt es sich um ein ND-Bild. Die Verzeichnung ist, sofern sie vorhanden ist, durch die erste Positionierung p1 bestimmt. Alternativ kann die Recheneinrichtung 8 das erste Zwischenbild ZB1 derart rekonstruieren, dass es entsprechend der Darstellung in 3 - siehe dort die Teildarstellung (c) - keine Verzeichnung aufweist. In diesem Fall handelt es sich um ein DIS-Bild. Beide Vorgehensweisen sind Fachleuten bekannt und müssen daher nachstehend nicht näher erläutert werden. Die waagrechte Linie in 3 (b) und 3 (c) soll - ebenso wie in 3 (a) - jeweils wieder die erste Positionierung p1 andeuten.
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Die Recheneinrichtung 8 gibt das rekonstruierte erste Zwischenbild ZB1 in einem Schritt S6 über eine in 1 dargestellte Sichteinrichtung 12 (beispielsweise einen einzelnen Monitor oder eine Gruppe von Monitoren) an eine ebenfalls in 1 dargestellte Bedienperson 13 aus. Bei der Bedienperson 13 kann es sich beispielsweise um einen Arzt oder um eine MTRA (= medizinisch-technische Radiologieassistentin) handeln.
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Sodann wird eine Zielposition pZ des Untersuchungsobjekts 4 relativ zur Magnetresonanzanlage festgelegt. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung 8 die Zielposition pZ von der Bedienperson 13 entgegennehmen. Alternativ kann die Recheneinrichtung 8 die Zielpositionierung pZ unter Verwendung der ersten Magnetresonanzdaten MR1 selbsttätig ermitteln. In beiden Fällen kann die Zielposition pZ unabhängig von der ersten Positionierung p1 bestimmt werden. Sie kann zwar mit der ersten Positionierung p1 übereinstimmen. Eine derartige Übereinstimmung wäre jedoch rein zufällig. Sie ist also nicht zwingend erforderlich.
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Zur Vorgabe der Zielpositionierung pZ kann die Recheneinrichtung 8 beispielsweise in einem Schritt S7 von der Bedienperson 13 eine erste Markierung M1 entgegennehmen. Die Markierung M1 kann gemäß 3 von der Bedienperson 13 in das DIS-Bild eingezeichnet werden. Sie kann aber ebenso in das ND-Bild eingezeichnet werden. Sie kann auch auf andere Weise vorgegeben werden. Im Falle der Vorgabe der ersten Markierung M1 ermittelt die Recheneinrichtung 8 in einem Schritt S8 anhand der ersten Markierung M1 die Zielpositionierung pZ.
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Beispielsweise kann die erste Markierung M1 ein einfaches Fadenkreuz oder dergleichen sein, welches in dem ersten Zwischenbild ZB1 direkt die Zielposition pZ bestimmt. In diesem Fall ist der Schritt S8 trivial. Alternativ kann die Recheneinrichtung 8 im Schritt S8 zunächst anhand der ersten Markierung M1 in dem ersten Zwischenbild ZB1 einen Bereich ermitteln und sodann anhand des ermittelten Bereichs die Zielpositionierung pZ ermitteln. Beispielsweise kann die Bedienperson 13 einen Bereich des im ersten Zwischenbild ZB1 dargestellten Untersuchungsobjekts 4 selektieren, beispielsweise einen oder mehrere polygonale - insbesondere rechteckige - Bereiche. Anhand der Gesamtheit der selektierten Bereiche kann die Recheneinrichtung 8 beispielsweise den gewichteten oder ungewichteten Schwerpunkt der selektierten Bereiche oder die Mitte des selektierten Bereichs insgesamt ermitteln. Der Schwerpunkt bzw. die Mitte können in diesem Fall der Zielpositionierung pZ entsprechen.
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In einem Schritt S9 rekonstruiert die Recheneinrichtung 8 sodann ein erstes Bild B1 des Untersuchungsobjekts 4. Das rekonstruierte erste Bild B1 gibt die Recheneinrichtung 8 in einem Schritt S10 über die Sichteinrichtung 12 an die Bedienperson 13 aus. Hierbei ist möglich, dass das erste Bild B1 das erste Zwischenbild ZB1 ersetzt bzw. verdrängt. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das erste Bild B1 zusätzlich zum ersten Zwischenbild ZB1 ausgegeben wird.
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Das erste Bild B1 weist - siehe die Teildarstellung in 3 (d) - gegenüber dem Untersuchungsobjekt 4 eine Verzeichnung auf. Die Verzeichnung korrespondiert aber nicht mit der Verzeichnung, die durch die erste Positionierung p1 bestimmt ist. Vielmehr ist die Verzeichnung des ersten Bildes B1 durch die Zielpositionierung pZ bestimmt.
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Es ist möglich, dass mit der erstmaligen Ausführung des Schrittes S9 die Zielpositionierung pZ endgültig bestimmt ist. Alternativ ist es möglich, dass die Bedienperson 13 - ausgehend von der nunmehrigen Darstellung des ersten Bildes B1 - die Zielpositionierung pZ erneut ändert. Im Falle einer Änderung der Zielpositionierung pZ passt die Recheneinrichtung 8 auch die Verzerrung an die geänderte Zielpositionierung pZ an. Gegebenenfalls können Änderungen der Zielpositionierung pZ nach der erstmaligen Ausführung des Schrittes S9 nur noch in begrenztem Umfang möglich sein. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die erstmalige Vorgabe der ersten Markierung M1 in einem DIS-Bild erfolgte.
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Die Rekonstruktion des Schrittes S9 kann, wie in 3 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist, durch Rekonstruktion aus den Bilddaten erfolgen, also aus dem anhand der ersten Magnetresonanzdaten MR1 rekonstruierten ND-Bild oder dem anhand der ersten Magnetresonanzdaten MR1 rekonstruierten DIS-Bild. Alternativ kann die Rekonstruktion auch direkt aus den ersten Magnetresonanzdaten MR1 erfolgen. Insbesondere ist Fachleuten bekannt, wie sie aus den erfassten ersten Magnetresonanzdaten MR1 für die erste Positionierung p1 das zugehörige ND-Bild rekonstruieren können. Weiterhin ist Fachleuten bekannt, wie sie aus dem für die erste Positionierung p1 rekonstruierten ND-Bild das zugehörige DIS-Bild rekonstruieren können. Weiterhin kann das DIS-Bild - eben weil die Verzerrungen und Zeichnungen im DIS-Bild korrigiert sind - verschoben werden, so dass sich eine andere Stelle des Untersuchungsobjekts im Zentrum des Gradientenmagnetsystems befindet. Nach dem Verschieben des DIS-Bildes kann dieses jedoch wiederum anhand der Fachleuten bekannten Transformation in das zugehörige ND-Bild transformiert werden.
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Die bisher erläuterte Vorgehensweise dient dem Zweck, Planungsschritte für eine Hauptuntersuchung, die nach der ersten Voruntersuchung durchgeführt werden soll, zu erleichtern. Die Bedienperson 13 gibt der Recheneinrichtung 8 daher in dem ersten Bild B1 eine Markierung M vor. Die Markierung M definiert einen Bereich B, der im Rahmen der Hauptuntersuchung mittels der Magnetresonanzanlage untersucht werden soll. Die Recheneinrichtung 8 kann die Markierung M in einem Schritt S11 entgegennehmen. Alternativ kann die Recheneinrichtung 8 die Markierung M anhand der ersten Markierung M1 bestimmen, insbesondere die erste Markierung M1 1:1 übernehmen. Weiterhin gibt die Bedienperson 13 der Recheneinrichtung 8 eine Sollanregung A* des zu untersuchenden Bereichs B vor. Die Recheneinrichtung 8 nimmt die Sollanregung A* in einem Schritt S12 entgegen. In einem Schritt S13 übermittelt die Recheneinrichtung 8 die Zielpositionierung pZ, den zu untersuchenden Bereich B (bzw. hierfür charakteristische Daten) und die Sollanregung A* (bzw. hierfür charakteristische Daten) an die Steuereinrichtung 7.
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In einem Schritt S14 wird sodann das Untersuchungsobjekt 4 relativ zur Magnetresonanzanlage bei der Zielpositionierung pZ positioniert. Der Schritt S14 kann - analog zum Schritt S1 - von der Steuereinrichtung 7 automatisiert oder von einer Bedienperson der Magnetresonanzanlage manuell ausgeführt werden. Als nächstes steuert die Steuereinrichtung 7 in einem Schritt S15 das Gradientenmagnetsystem 3 (und auch das Hochfrequenzsystem) derart an, dass der zu untersuchende Bereich B entsprechend der Sollanregung A* zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen S angeregt wird. Die Ansteuerung des Gradientenmagnetsystems 3 erfolgt unter Berücksichtigung der Zielpositionierung pZ des Untersuchungsobjekts 4. Die Steuereinrichtung 7 erfasst in einem Schritt S16 die zugehörigen Magnetresonanzsignale S als Magnetresonanzdaten MR. Sie leitet die Magnetresonanzdaten MR in einem Schritt S17 an die Recheneinrichtung 8 weiter. Die Recheneinrichtung 8 rekonstruiert schließlich in einem Schritt S18 anhand der erfassten Magnetresonanzdaten MR ein endgültiges Bild, das dann von der Bedienperson 13 zur Diagnose und Befundung des Untersuchungsobjekts 4 verwendet wird. Bei diesem Bild kann es sich um ein ND-Bild handeln. Vorzugsweise handelt es sich aber um ein DIS-Bild.
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Die vorliegende Erfindung wurde obenstehend in Verbindung mit einem einzigen Zwischenbild ZB1, nämlich dem ersten Zwischenbild ZB1, erläutert. Sie kann aber entsprechend der Darstellung in 4 ohne weiteres auch in Verbindung mit (mindestens) einem weiteren Zwischenbild ZB2 realisiert werden, nachfolgend als zweites Zwischenbild ZB2 bezeichnet. In diesem Fall werden die Schritte S1 bis S6 für jedes Zwischenbild ZB1, ZB2 jeweils eigenständig durchgeführt. Für jedes Zwischenbild ZB1, ZB2 kann die jeweilige Positionierung p1, p2 individuell bestimmt sein. Insbesondere kann somit die Positionierung p2 für das zweite Zwischenbild ZB2 sich von der Positionierung p1 für das erste Zwischenbild ZB1 unterscheiden. Es kann sich aber - wenn auch rein zufällig - auch um die gleiche Positionierung p1 handeln.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, gibt die Recheneinrichtung 8 das zweite Zwischenbild ZB2 über die Sichteinrichtung 12 zusätzlich zum ersten Zwischenbild ZB1 an die Bedienperson 13 aus. Weiterhin kann die Recheneinrichtung 8 entsprechend der Darstellung in 4 - siehe in 4 die Teildarstellung (b) - das zweite Zwischenbild ZB2 derart rekonstruieren, dass es gegenüber dem Untersuchungsobjekt 4 eine Verzeichnung aufweist, die durch die zweite Positionierung p2 bestimmt ist. Alternativ kann die Recheneinrichtung 8 entsprechend der Darstellung in 4 - siehe in 4 die Teildarstellung (c) - das zweite Zwischenbild ZB2 derart rekonstruieren, dass es gegenüber dem Untersuchungsobjekt 4 keine Verzeichnung aufweist. In der Regel erfolgt die Wiedergabe der Zwischenbilder ZB1, ZB2 gleichartig. Entweder weisen also beide Zwischenbilder ZB1, ZB2 keine Verzeichnung auf oder weisen beide Zwischenbilder ZB1, ZB2 eine durch die jeweilige Positionierung p1, p2 bestimmte Verzeichnung auf.
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Mit der Vorgabe bzw. Bestimmung der ersten Markierung M1 für das erste Zwischenbild ZB1 ermittelt die Recheneinrichtung 8 weiterhin für das zweite Zwischenbild ZB2 eine zweite Markierung M2 und blendet die zweite Markierung M2 in das zweite Zwischenbild ZB2 ein. Die Recheneinrichtung 8 ermittelt die zweite Markierung M2 derart, dass sie bezüglich des Untersuchungsobjekts 4 mit der ersten Markierung M1 korrespondiert. Die zweite Markierung M2 und die erste Markierung M1 markieren also in den Zwischenbildern ZB1, ZB2 übereinstimmende Bereiche des Untersuchungsobjekts 4.
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Weiterhin rekonstruiert die Recheneinrichtung 8 entsprechend der Darstellung in 4 - siehe dort die Teildarstellung (d) - zusätzlich ein zweites Bild B2 des Untersuchungsobjekts 4. Die Rekonstruktion erfolgt analog zum ersten Bild B1. Die Ermittlung basiert jedoch auf den zweiten Magnetresonanzdaten MR2 oder daraus abgeleiteter Bilddaten (beispielsweise dem zugehörigen ND-Bild oder dem zugehörigen DIS-Bild). Von Bedeutung ist hierbei, dass es sich bei dem zweiten Bild B2 um ein ND-Bild handelt, dessen Verzeichnung durch die - für alle Bilder B1, B2 einheitliche - Zielpositionierung pZ bestimmt ist. Die Recheneinrichtung 8 gibt das zweite Bild B2 entsprechend der Darstellung in 4 - siehe dort die Teildarstellung (d) - zusätzlich zum ersten Bild B1 über die Sichteinrichtung 12 an die Bedienperson 13 aus. Weiterhin übernimmt die Recheneinrichtung 8 entsprechend der Darstellung in 4 für das erste Bild B1 vorgegebene Markierungen M in das zweite Bild B2 (dort mit dem Bezugszeichen M' versehen).
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Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
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Mittels einer Magnetresonanzanlage werden im Rahmen einer ersten Voruntersuchung erste Magnetresonanzdaten MR1 erfasst, während das Untersuchungsobjekt 4 bei einer ersten Positionierung p1 relativ zur Magnetresonanzanlage positioniert ist. Anhand der ersten Magnetresonanzdaten MR1 oder daraus abgeleiteter Bilddaten ZB1 rekonstruiert eine Recheneinrichtung 8 ein erstes Bild B1 des Untersuchungsobjekts 4. Das erste Bild B1 weist gegenüber dem Untersuchungsobjekt 4 eine Verzeichnung auf. Die Recheneinrichtung 8 gibt das erste Bild B1 über eine Sichteinrichtung 12 an eine Bedienperson 13 aus. Sie rekonstruiert das erste Bild B1 derart dass die Verzeichnung durch eine von der ersten Positionierung p1 unabhängige Zielpositionierung pZ bestimmt ist.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ermöglicht sie, anhand von bei prinzipiell beliebigen Tischpositionen p1, p2 erfassten Magnetresonanzdaten MR1, MR2 für beliebige andere Tischpositionen pZ das jeweils zugehörige ND-Bild B1, B2 zu ermitteln. Auch eine Planung auf ND-Bildern ist damit unabhängig von der Erfassungsposition p1, p2 der zugehörigen Magnetresonanzdaten MR1, MR2 möglich. Die im Stand der Technik - unnötigerweise - beachteten Restriktionen werden aufgehoben. Es muss im Rahmen der Voruntersuchung bzw. der Voruntersuchungen somit nicht mehr darauf geachtet werden, bei welcher Tischposition p1, p2 die jeweils zugehörigen Magnetresonanzdaten MR1, MR2 erfasst werden. Für jede einzelne Hauptuntersuchung kann die Tischposition pZ individuell und optimal gewählt werden. Kompromisse, die gegebenenfalls die Bildqualität beeinträchtigen würden, sind nicht mehr erforderlich.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4591789 A [0008]
- US 7088099 B2 [0008]
- DE 102013224406 B4 [0010]
- US 8854037 B2 [0010]
