DE19943404A1 - Verfahren zum Betrieb eines MR-Tomographiegeräts - Google Patents
Verfahren zum Betrieb eines MR-TomographiegerätsInfo
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Abstract
Das MR-Tomographiegerät ermittelt aufgrund einer vom Benutzer vorgegebenen spezifischen diagnostischen Fragestellung im Untersuchungsobjekt anatomische Landmarken. Aufgrund dieser Landmarken werden Meßparameter für nachfolgende MR-Messungen festgelegt.
Description
Bislang erfolgt die Durchführung einer Magnetresonanz(MR)-
Untersuchung interaktiv. Zu Beginn der Untersuchung werden
Übersichtsbilder aufgenommen. Basierend auf diesen Über
sichtsbildern werden dann die zu untersuchenden Schichten/Vo
lumen definiert. Bei vielen Untersuchungen werden auch Sätti
gungsschichten festgelegt, um z. B. Artefakte durch Fettgewebe
zu vermeiden. Auch diese Sättigungsschichten werden vom Be
diener des Geräts aufgrund der in den Übersichtsbildern zu
sehenden anatomischen Details festgelegt. Vielfach kommt es
vor, daß aufgrund der Übersichtsbilder die zu messenden
Schichten und die Sättigungsschichten sowie weitere Bildpara
meter noch nicht ausreichend festgelegt werden können. Daher
muß üblicherweise während der gesamten Untersuchungszeit eine
Person ausschließlich zur Bedienung des Geräts zur Verfügung
stehen. Diese Person kann typischerweise für die Untersu
chungszeit keine anderen Aufgaben wahrnehmen.
An die Qualifikation des Bedieners werden hohe Anforderungen
gestellt, da der diagnostische Aussagegehalt der erhaltenen
Aufnahmen stark von der Positionierung der zu messenden
Schichten und der ggf. erforderlichen Sättigungsschichten so
wie von anderen einzustellenden Parametern (Schichtdicke,
Zahl der Schichten, Abstand zwischen den Schichten, Betrach
tungsfenster, Größe der Meßmatrix usw.) abhängt.
Diese Aufgabe wird zwar etwas erleichtert durch die Zurverfü
gungstellung vorbereiteter Meßprotokolle, die bereits Vorein
stellungen enthalten. Typischerweise sind dabei Bildparame
ter, wie Matrixgröße, Art der Pulssequenz, Repetitionszeit
etc. vorgegeben. Die Anpassung dieser vorbereiteten Meßproto
kolle an einen speziellen Untersuchungsfall erfordert trotz
dem die Eingabe einer Vielzahl von Parametern, die eine In
teraktion eines speziell geschulten und erfahrenen Bedieners
während der gesamten Meßzeit erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben,
das den Betrieb eines MR-Tomographiegeräts vereinfacht und
Interaktionen des Bedieners während des Meßablaufs weitgehend
überflüssig macht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst. Bei einem derartigen Verfahren muß der Be
nutzer für Standarduntersuchungen nur die diagnostische Fra
gestellung vorgeben und dann läuft der gesamte Meßvorgang
selbständig ab. Für Standarduntersuchungen kann sich daher
der Bediener während der Meßzeit anderen Aufgaben widmen,
z. B. ein zweites MR-Gerät betreiben. Zumindest für Standard
messungen werden an den Bediener geringere Anforderungen ge
stellt.
Besonders vorteilhaft läßt sich das Verfahren einsetzen, wenn
sich die Fragestellung auf ein bestimmtes Organ bezieht, des
sen Lage und Ausdehnung im Untersuchungsobjekt von dem MR-
Gerät aufgrund eines Vergleichs einer Übersichtsaufnahme mit
gespeicherten Mustern ermittelt wird. Damit können die für
das abzubildende Organ optimalen Meßparameter von dem MR-
Tomographiegerät selbsttätig ermittelt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Figur näher erläutert. Diese Figur zeigt beispielhaft den
Ablauf einer automatisierten Messung. Im ersten Verfahrens
schritt wird eine Grobpositionierung des Patienten entspre
chend der diagnostischen Fragestellung durchgeführt, so daß
beispielsweise der Kopf oder das Knie des Patienten so posi
tioniert wird, daß es im Betrachtungsfenster zu liegen kommt.
Anschließend wird, z. B. organspezifisch, die jeweilige dia
gnostische Fragestellung, ausgewählt. In den meisten Fällen
lassen sich diagnostische Fragestellungen auf standardisierte
Meßabläufe zurückführen. Zum Beispiel erfolgen bei Kopfunter
suchungen ca. 90% der Untersuchungen nach dem gleichen Ab
lauf.
Im Volumen um die vorgegebene Grobposition erfolgt dann eine
automatische Messung von Übersichtsbildern. Aufgrund dieser
Übersichtsbilder werden nun anatomische Landmarken identifi
ziert. Bei diesen Landmarken kann es sich z. B. um die Außen
kontur des Gehirns, um das Gelenkspalt des Knies etc. han
deln. Techniken zur Identifikation solcher Landmarken sind
beispielsweise von Rudolph D. J. et al. in dem Artikel "Auto
matic computerized radiographic identification of cephalome
tric landmarks" in American Journal of Orthodental Dentofa
cial Orthopedy, 113 (2): 173-9, February 1998 und ebenfalls
von Rudolph D. J. et al. in dem Artikel "Investigation of Fil
ter sets for supervised pixel classification of cephalometric
landmarks by spatial spectroscopy" in International Journal
of Medical Informatics (1997), Band 47, Nr. 3, Seiten 183-
191, beschrieben. Damit wird also das mit der diagnostischen
Fragestellung definierte Zielvolumen automatisch erkannt.
Nun werden - ebenfalls automatisch - die Parameter der nach
folgenden Meßsequenz an das erkannte Zielvolumen angepaßt.
Hierbei ist eine Vielzahl von Parametern zu berücksichtigen.
In Abhängigkeit von der automatisch bestimmten Position und
Ausrichtung des Meßobjekts wird die Position, die Ausdehnung
und die Neigung des zu messenden Betrachtungsfensters so be
stimmt, daß im nachfolgenden Meßablauf der gesamte vorher de
finierte Bereich, also z. B. das abzubildende Organ, überdeckt
wird. Zur Ermittlung der geeigneten Parameter für einen aktu
ellen Patienten können die aktuell gewonnenen Übersichtsbil
der mit gespeicherten Übersichtsbildern korreliert werden.
Dabei erfolgt eine Transformation der aktuellen Bilder durch
Verschiebung, Rotation und Streckung. Wenn die Transformation
mit dem besten Korrelationskoeffizienten gefunden ist, werden
die entsprechenden Transformationskoeffizienten auf das Be
trachtungsfenster und die Schichtlage angewandt.
Bei vielen MR-Messungen werden auch Sättigungsschichten ange
wandt, wobei in diesen Schichten die Quermagnetisierung so
gesättigt wird, daß aus diesen Schichten kein Signalbeitrag
erhalten wird. Damit kann z. B. das ansonsten störende, weil
sehr helle Signal aus Fettschichten ausgeblendet werden. Die
se Sättigungsschichten können ebenfalls automatisch positio
niert werden. Je nach Anwendungsfall wird die optimale Posi
tion so definiert, daß vordefinierte Landmarken abgedeckt
werden und/oder andere Landmarken (z. B. das abzubildende Or
gan) nicht berührt werden und/oder daß die Sättigungsschich
ten in einer bestimmten Richtung zu anderen Landmarken lie
gen.
Der Meßablauf kann erforderlich machen, daß automatisch auf
alternative Vorgehensweisen zurückgegriffen wird, wenn die
ermittelten optimalen Parameter nicht realisierbar sind. Wenn
z. B. die notwendige Anzahl von Schichten nicht in der einge
stellten Repetitionszeit TR gemessen werden kann, kann fest
gelegt werden, daß die Repetitionszeit TR erhöht wird oder
der Schichtabstand oder die Schichtdicke vergrößert wird.
Nachdem das MR-Tomographiegerät aufgrund der vorgewählten
diagnostischen Fragestellung selbsttätig die Parameter für
die MR-Messung ermittelt hat, kann die Messung selbst eben
falls automatisch gestartet werden.
Die diagnostische Fragestellung kann die Messung in mehreren
Zielvolumina beinhalten. In diesem Fall springt der Meßablauf
wieder zur Erkennung eines neuen Zielvolumens zurück. Andern
falls ist das Ende des Untersuchungsablaufs erreicht und der
Bediener wird benachrichtigt. Sollten sich während des Meßab
laufs Störungen ergeben, wird der Bediener ebenfalls benach
richtigt. Dadurch muß dieser während der Messung nicht mehr
anwesend sein, sondern kann sich anderen Aufgaben widmen. Für
einen Großteil der MR-Messungen ist daher im Gegensatz zu
herkömmlichen MR-Anlagen keine ständige Anwesenheit eines Be
dieners während der Messung erforderlich, sondern dieser kann
sich anderen Aufgaben widmen. Für eine Vielzahl der Standar
duntersuchungen ist eine wesentlich geringere Qualifikation
des Bedieners erforderlich und die Untersuchungen werden re
produzierbarer.
Claims (7)
1. Verfahren zum Betrieb eines MR-Tomographiegeräts, wobei
das MR-Tomographiegerät aufgrund einer vom Benutzer vorgege
benen spezifischen diagnostischen Fragestellung im Untersu
chungsobjekt anatomische Landmarken ermittelt und aufgrund
dieser Landmarken Meßparameter für nachfolgende MR-Messungen
festlegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die diagnostische
Fragestellung auf ein bestimmtes Organ bezieht, dessen Lage
und Ausdehnung im Untersuchungsobjekt von dem MR-Gerät auf
grund eines Vergleichs einer Übersichtsaufnahme mit gespei
cherten Mustern ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ermittlung des Organs
durch Korrelation von aktuellen Messungen und hinterlegten
Mustern unter einer Transformation mit Verschiebung, Rotation
und Streckung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die bei der Korrelation
gefundenen Transformationskoeffizienten für die Einstellung
von geometrischen Bildparametern angewandt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das MR-
gerät aufgrund der gefundenen Landmarken und der diagnosti
schen Fragestellung einen oder mehrere folgender Parameter
ermittelt:
- - Schichtposition
- - Schichtorientierung
- - Schichtzahl
- - Schichtdicke
- - Sättigungsschichten
- - Repetitionszeit
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Si
gnal abgegeben wird, wenn im Meßablauf eine Störung auftritt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Si
gnal abgegeben wird, wenn der Meßablauf beendet ist.
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