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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Registrierung zweier unterschiedlicher Bildgebungsmodalitäten.
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In der Medizintechnik sind verschiedenste bildgebende Verfahren bekannt, beispielsweise die Computertomographie, die Magnetresonanztomographie und auch die Positronenemissionstomographie. Diese Bildgebungsmodalitäten liefern ortsaufgelöst Informationen über unterschiedliche physikalische Eigenschaften des untersuchten Bereichs im Untersuchungsobjekt. Aus Gründen der Messzeitverkürzung und Registrierung zweier unterschiedlicher Modalitäten ist es erstrebenswert, diese als kombinierte oder auch hybride Modalität auszubilden.
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Da einerseits die Auflösung wie auch die Lage der aufgenommenen Bilddaten einer hybriden Bildgebungsmodalität in der Regel nicht übereinstimmen und sich zusätzlich auch nicht alle Bildgebungsmodalitäten zu hybriden Einheiten kombinieren lassen, besteht nach wie vor ein Bedarf für Verfahren zur Registrierung zweier unterschiedlicher Bildgebungsmodalitäten, um deren jeweilige Bilddaten miteinander fusionieren zu können.
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Bekannte Verfahren bedienen sich hierzu z. B. anatomischer Landmarken, die in den Bilddatensätzen der jeweiligen Bildgebungsmodalitäten abgebildet sind. Als Landmarken können beispielsweise Knochen oder auch Katheter verwendet werden. Diese sind jedoch im Falle eines Knochen ortsgebunden oder wie im Falle des Katheters lediglich invasiv positionierbar und in jedem Fall von der Anatomie des Patienten abhängig.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Registrierung zweier unterschiedlicher Bildgebungsmodalitäten anzugeben, das die nichtinvasive Verwendung von Landmarken an beliebigen Stellen im Untersuchungsobjekt erlaubt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, das Untersuchungsobjekt gezielt zu erwärmen, um so innerhalb des Körpers eine Landmarke, sozusagen eine „Wärmelandmarke”, zu setzen. Diese ist je nach verwendetem Erwärmungsverfahren beliebig positio nierbar und auch reversibel, da durch diffusive Ausgleichsprozesse die Erwärmung des Gewebes wieder abgebaut wird. Andererseits kann die derart gewonnene Landmarke beliebig oft reproduziert werden, wobei selbstverständlich darauf zu achten ist, dass das erwärmte Gewebe nicht beschädigt wird. Entsprechende Einwirkdauern sind aus der Strahlen- bzw. Ultraschalltherapie hinlänglich bekannt, weshalb das Verfahren ohne Gefährdung für den Patienten durchführbar ist.
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Anschließend können dann mittels beliebig vieler Bildgebungsmodalitäten Datensätze aus einem die Landmarke enthaltenden Bereich des Untersuchungsobjekts aufgenommen werden. Um nun eine Registrierung anhand der thermischen Landmarke vornehmen zu können, müssen diese Datensätze Wärmeinformationen enthalten. Hierzu kann ein Datensatz ein Wärmebilddatensätze sein. Unter einem Wärmebilddatensatz wird dabei einerseits verstanden, dass dieser Datensatz wenigstens eine Wärmeinformation umfasst und aus Bildelementen aufgebaut ist, andererseits bedeutet es nicht, dass sich die Wärmeinformation alleine anhand eines einzigen Datensatzes bestimmen lässt. Beispielsweise ist ein in der Magnetresonanztomographie übliches Verfahren zur Wärmequantifizierung, Phasenunterschiede zwischen zwei zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommenen Bilddatensätzen zu bestimmen und anhand dieser eine Temperaturänderung als Wärmeinformation zu ermitteln. Es wird also ein Datensatz als eine Art Basislinie benötigt, während der zweite Datensatz über eine Differenzberechnung zur Wärmdifferenzermittlung herangezogen werden kann. In diesem Fall wird der zur Wärmeermittlung nötige Basisdatensatz selbstverständlich vor Erwärmung des Untersuchungsobjekts aufgenommen, und unter dem Wärmebilddatensatz wird der zweite mit der gleichen Modalität aufgenommene Datensatz verstanden. Der Referenzdatensatz ohne Erwärmung trägt allerdings in dem Sinn keine Wärmeinformation, ist lediglich einmalig aufzunehmen und wird daher als nicht dem Wärmebilddatensatz zugehörig bezeichnet.
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Allerdings ist zur Ermittlung der Wärmeinformation keine echte Wärme- oder Wärmeänderungsbildgebung zwingend notwendig. Es lässt sich aus einem einzigen Bilddatensatz bereits eine Wärmeinformation ableiten, beispielsweise wenn die Erwärmung des Untersuchungsobjekts mit der Signalintensität im Bilddatensatz korreliert. Dann sind immer noch verwertbare qualitative Informationen im Bilddatensatz vorhanden, auch wenn keine Quantifizierung gelingt.
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Vorteilhafterweise kann aus den Wärmeinformationen des aus Bildelementen aufgebauten ersten Bilddatensatzes und zweiten Wärmebilddatensatzes wenigstens eine Wärmevergleichsinformation ermittelt werden. Das heißt, dass eine bestimmte Eigenschaft der Wärmeinformation bzw. -verteilung zur Registrierung aus den Bilddaten extrahiert wird.
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Ein einfacher Fall ergibt sich, wenn beide Bildgebungsmodalitäten wärmebildgebungsfähig sind. Dann kann auch als erste Bildgebungsmodalität eine wärmebildgebungsfähige Bildgebungsmodalität zur Aufnahme eines ersten Wärmebilddatensatzes verwendet werden, weshalb der erste und der zweite Wärmebilddatensatz direkte Wärme- oder Wärmeänderungsinformationen enthalten. Dadurch wird die Ermittlung und der Vergleich von Wärmeinformationen besonders einfach.
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Vorzugsweise kann als Wärmevergleichsinformation in den Wärmebilddatensätzen jeweils das wärmste Bildelement verwendet werden. Das wärmste Bildelement kennzeichnet entweder die höchste Temperatur oder die höchste Temperaturänderung. Aufgrund der Erwärmung des Untersuchungsobjekts ist davon auszugehen, dass sich die wärmste Position im Bilddatensatz an der Stelle der Erwärmung findet und nicht innerhalb eines sowieso warmen Bereichs. Dementsprechend ist das wärmste Bildelement geeignet, das Zentrum der Erwärmung darzustellen und hierüber die Registrierung zu erreichen. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass ein einzelner Punkt zur Registrierung alleine noch nicht ausreicht. Unter der Annahme, dass die Wärmebilddatensätze die gleiche Ebene abbilden, reichen zwei Punkte oder ein Punkt sowie eine damit verbundene Richtungsangabe aus, um eine vollständige Regist rierung zu erreichen. Als eine Wärmevergleichsinformation dient hierbei dann das wärmste Bildelement.
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Aufgrund von Rauschen kann es allerdings dienlich sein, die im Wärmebilddatensatz vorhandene Wärmeverteilung, deren Verteilungsfunktion üblicherweise bekannt ist, zu interpolieren und anhand der Interpolation das wärmste Bildelement zu bestimmen.
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Da, wie oben bereits beschrieben, ein einzelner Punkt zur Registrierung nicht ausreicht, kann alternativ oder zusätzlich zum wärmsten Bildelement als gegebenenfalls weitere Wärmevergleichsinformation in den Wärmebilddatensätzen jeweils ein oder mehrere Temperaturgradienten ermittelt werden. Ein Gradient ergibt sich durch Differenzbildung zwischen wenigstens zwei Punkten, es kann allerdings auch über mehrere Punkte interpoliert werden. Daher kann die Registrierung in diesem Fall bereits anhand eines einzigen Temperaturgradienten erfolgen, zum Ausgleich von Messungenauigkeiten ist es allerdings vorteilhaft, mehrere Temperaturgradienten zu ermitteln und eine Registrierung anhand einer Interpolation erfolgen zu lassen.
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Mit besonderem Vorteil kann zusätzlich zum Temperaturgradienten als gegebenenfalls weitere Wärmevergleichsinformation in den Wärmebilddatensätzen wenigstens eine ebenfalls im jeweiligen, Wärmebilddatensatz abgebildete anatomische Landmarke verwendet werden. Die Verwendung von anatomischen Landmarken ist dem Fachmann allgemein bekannt, allerdings ist in manchen Fällen, beispielsweise bei rotationssymmetrischen Landmarken, eine eindeutige Registrierung anhand dieser anatomischen Landmarke allein nicht möglich. In diesem Fall kann die aufgrund der Erwärmung des Untersuchungsobjekts erzeugte Landmarke ergänzend verwendet werden, wobei die herkömmliche anatomische Landmarke beispielsweise in Form eines Knochens vorliegt und mit der auf der Erwärmung basierenden Landmarke somit wenigstens zwei Punkte zur Registrierung zur Verfügung stehen.
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Wie bereits beschrieben, bietet sich zur Verbesserung des Vergleichsergebnisses eine gewisse Interpolation oder Mittelwertsbildung an. Mit besonderem Vorteil kann als ebenfalls weitere Wärmevergleichsinformation in den Wärmebilddatensätzen jeweils der Schwerpunkt der Wärmeverteilung in wenigstens einem Teilbereich des Wärmebilddatensatzes ermittelt werden. Dieser Schwerpunkt bildet dabei lediglich einen von zwei benötigten Punkten zu Registrierung, allerdings ist er über alle oder wenigstens einen Teil der Wärmeinformationen gewichtet, weshalb er mit geringem Fehler bestimmbar ist. Insbesondere ist der Schwerpunkt weniger durch die Bildauflösung oder die Schichtdicke beeinflussbar, weshalb er sich besonders zum Vergleich von Wärmebilddatensätzen mit unterschiedlichen Auflösungseigenschaften eignet.
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Vorteilhafterweise kann zur Erwärmung des Untersuchungsobjekts im Bildaufnahmebereich eine Vorrichtung verwendet werden, die auf dem gleichen physikalischen Effekt basiert wie eine der beiden Bildgebungsmodalitäten. Dies bedeutet, dass beispielsweise die Erwärmung mittels eines therapeutischen Ultraschallgeräts durchgeführt wird, und einer der beiden Bildgebungsmodalitäten dann eine bildgebende Ultraschallvorrichtung ist. Eine andere denkbare Konstellation ist die Verwendung einer Lichtquelle, insbesondere eines Lasers, während zur Bildgebung eine optische Aufnahmevorrichtung, beispielsweise eine Kamera, zum Einsatz kommt.
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In diesem Fall ist es in alternativer Ausgestaltung zur Aufnahme eines ersten und zweiten Wärmebilddatensatzes möglich, mit der ersten Bildgebungsmodalität lediglich einen oder mehrere erste Bilddatensätze aufzunehmen, die keine direkte Quantifizierung einer Wärmeinformation zulassen. In diesem Fall kann die Wärmeinformation des ersten Bilddatensatzes anhand der Verteilung der Signalintensität in den Bildelementen des ersten Bilddatensatzes ermittelt werden.
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In diesem Fall unterscheiden sich die oben genannten Möglichkeiten zur Ermittlung einer Wärmevergleichsinformation aus dem ersten Bilddatensatz von der Ermittlung einer Wärmevergleichsinformation aus dem zweiten Wärmebilddatensatz dahingehend, dass die Wärmevergleichsinformation aus der Signalintensität statt einem Temperaturzahlenwert oder anhand eines oder mehrerer Signalintensitätsgradienten statt Temperaturgradienten ermittelt wird. Dies basiert auf der Annahme, dass die Signalintensität und die Temperatur bzw. jeweils die Änderungen in Differenzdatensätzen wenigstens in einem Teilbereich des Bildes zueinander proportional sind, und dass diese Information auch ohne Kenntnis des Proportionalitätsfaktors, der zur Quantifizierung nötig wäre, bereits zur Registrierung ausreicht.
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Zur Berechnung des Schwerpunkts wie auch zur Ermittlung der weiter vorgenannten Wärmevergleichsinformationen stellt sich natürlich die Frage, welche Bildpunkte in die Analyse mit einzubeziehen sind und welche nicht. Daher kann zur Ermittlung der Wärmeinformation wenigstens ein Schwellwert verwendet werden und nur Wärmeinformationen verwendet werden, die über oder unter diesem Schwell wert liegen. Beispielsweise lässt sich durch die Verwendung des Schwellwerts erreichen, dass lediglich erwärmte Bereiche des Untersuchungsobjekts in die Analyse mit einbezogen werden. Andererseits lassen sich durch den Schwellwert auch lediglich die Regionen einschließen, deren Temperaturerhöhung einen gewissen Mindestabstand zur Durchschnittstemperatur aufweist. Weiterhin lässt sich auch ein Maximalwert festlegen, weshalb durch Messungenauigkeiten bedingte Fehlberechnungen in Form von Temperaturspitzen ebenfalls ausgeschlossen werden.
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Durch die Erwärmung lassen sich, wie oben bereits beschrieben, an beliebiger Stelle und zu beliebigen Zeitpunkten im Untersuchungsobjekt Landmarken setzen. Dabei wird zwischen der Aufnahme wenigstens zweier Bilddatensätze oder Wärmebilddatensätze einer Bildgebungsmodalität die Erwärmung des Untersuchungsobjekts variiert. Durch dieses Vorgehen können mehrere Vorteile realisiert werden. Durch die Variation der Stelle der Erwärmung des Untersuchungsobjekts ist weiterhin die Möglichkeit zur Registrierung der Bildgebungsmodalitäten gegeben, andererseits kann damit dem Bild gleichzeitig eine Art Zeitstempel aufgedrückt werden. Liegen nämlich einmal erste und zweite Bild- oder Wärmebilddatensätze mit einer identischen Landmarke aufgrund von Erwärmung vor, ist die Registrierung der Bildgebungsmodalitäten bereits gegeben. Dementsprechend können die Wärmeinformationen der weiteren Wärmebilddatensätze jeweils dazu verwendet werden, den Zeitpunkt der Aufnahme festzulegen.
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Selbstverständlich ist das Verfahren nicht auf zweidimensionale Bilddatensätze beschränkt. Zur dreidimensionalen Registrierung werden dann drei festzulegende Punkte benötigt, die entweder aufgrund der räumlichen Verteilung einer einmaligen Erwärmung des Untersuchungsobjekts und unter Berücksichtigung eventuell weiterer im Wärmebilddatensatz abgebildeter anatomischer Landmarken erfolgen kann, andererseits ist es auch denkbar, das Untersuchungsobjekt hierfür an drei Stellen zu erwärmen. Aber auch durch entsprechende Formgebung des erwärmten Bereichs ist bereits eine dreidimensionale Registrierung möglich.
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In einer alternativen Weiterbildung ist es auch möglich, dass nach der Registrierung mittels der einen Bildgebungsmodalität wenigstens ein weiterer Bilddatensatz oder Wärmebilddatensatz aufgenommen wird, und durch Vergleich mit dem zuerst oder zuletzt aufgenommenen Bilddatensatz oder Wärmebilddatensatz dieser Bildgebungsmodalität eine Bewegungsinformation ermittelt wird, anhand derer die Bilddatenaufnahme oder die Bilddatenauswertung der anderen Bildgebungsmodalität bewegungskorrigiert wird. Dieses Vorgehen macht beispielsweise Sinn, wenn die eine der beiden Bildgebungsmodalitäten eine viel höhere zeitliche Auflösung aufweist, und die zweite Bildgebungsmodalität entweder mehrere Durchgänge zur Aufnahme eines Bilddatensatzes oder auch mehrere Bilddatensätze zur Mittlung benötigt. Erfolgt die Analyse der Wärmebilddatensätze der einen Bildgebungsmodalität automatisch und ohne Zeitverlust, kann bereits die Datenaufnahme der anderen Bildgebungsmodalität bewegungskorrigiert erfolgen. Anderenfalls ist lediglich eine Bewegungskorrektur in Form von post-processing-Schritten möglich.
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Denkbar ist eine kombinierte Bildgebungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die zwei Bildgebungsmodalitäten sowie eine Wärmeerzeugungsvorrichtung aufweist, wobei mit wenigstens einer der beiden Bildgebungsmodalitäten Wärmebilddatensätze aufnehmbar sind. Vorzugsweise kann die Wärmeerzeugungsvorrichtung und eine der beiden Bildgebungsmodalitäten auf dem gleichen physikalischen Effekt basieren. Als Beispiel wurde oben bereits der Ultraschall genannt. Diese Ausgestaltung erlaubt die Ausformung besonders kompakter kombinierter Vorrichtungen zur gleichzeitigen Wärmeerzeugung und wärmeabhängiger Bildgebung.
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Alternativ kann die Wärmeerzeugungsvorrichtung eine Lichtquelle und die Bildgebungsmodalität eine optische Bildgebungsvorrichtung sein. Beispielsweise ist es möglich, im Rahmen der Material prüfung ein Objekt mit einem Laserstrahl zu erwärmen und diesen Vorgang mit einer Kamera aufzunehmen. Die Bilddaten der Kamera erlauben keine Temperaturbestimmung, zeigen aber sehr wohl die Lichtintensitätsverteilung des Laserlichts an. Zusätzlich aufgenommene Wärmebilddatensätze beispielsweise einer Magnetresonanzanlage können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Bilddatensätzen der Kamera registriert werden.
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Mit besonderem Vorteil kann eine Bildgebungsmodalität eine Magnetresonanzeinrichtung sein. Aus der Magnetresonanztomographie sind mehrere Verfahren zur Temperaturbestimmung bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, über T1-Karten oder Phasendifferenzbildgebung oder auch spektroskopische Bildgebung Datensätze mit Wärmeinformationen zu gewinnen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine kombinierte Bildgebungseinrichtung,
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2 ein Ablaufschema zur Bedienung der kombinierten Bildgebungseinrichtung, und
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3, die Registrierung der Bildgebungsmodalitäten.
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Die kombinierte Bildgebungseinrichtung 1 gemäß 1 besteht aus einer Magnetresonanzanlage 2, auf deren Patientenliege 3 der Patient 4 gelagert ist, sowie aus einer kombinierten Ultraschallvorrichtung 5. Bei der kombinierten Ultraschallvorrichtung 5 sind im Gehäuse 6 sowohl ein bildgebender Ultraschall 7 wie auch ein therapeutischer Ultraschall 8 zur Erwärmung des Gewebes angeordnet. Zur Positionierung am Patienten ist weiterhin ein Ständer 9 vorgesehen. Nicht gesondert dargestellt sind Einzelheiten bezüglich der Magnetresonanzanlage 2 oder der kombinierten Ultraschallvorrichtung 5, die dem Fachmann wohl bekannt sind. Hierunter fallen beispielsweise eine gemeinsame oder auch mehrere Steuerungseinrichtungen, die wenigstens eine Hochfrequenzspule der Magnetresonanzanlage 2, usw. In einer Ausgestaltung könnte die kombinierte Ultraschallvorrichtung 5 auch an einem Roboterarm befestigt sein, der selbst wiederum am Gehäuse der Magnetresonanzanlage befestigt sein könnte. Über einen solchen Roboterarm ließe sich die kombinierte Ultraschallvorrichtung 5 sowohl durch einen Anwender wie auch automatisch positionieren. Dabei ist es beispielsweise denkbar, zuerst einen Übersichtsscan mit der Magnetresonanzanlage 2 aufzunehmen, um in diesem automatisch oder durch einen Anwender das Untersuchungszentrum festzulegen und dann automatisch sowohl die Patientenliege 3 wie auch die kombinierte Ultraschallvorrichtung 5 zu positionieren. Durch dieses Vorgehen ist zwar eine gewisse Registrierung bereits vorgegeben, allerdings erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine bildelementgenaue Registrierung, die sich ohne das erfindungsgemäße Verfahren nur durch hochgenaue Sensoreinrichtungen zur Positionsbestimmung der Vorrichtungen vornehmen ließe.
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Das in 2 dargestellte Ablaufschema zum Betrieb der kombinierten Bildgebungseinrichtung 1 weist als ersten Schritt S1 die Aufnahme von Basisdaten auf. Darunter ist zu verstehen, dass beispielsweise zur Temperaturbestimmung mit einer Magnetresonanzanlage 2 ein Basis- oder Referenzdatensatz benötigt wird. Das Vorgehen ist bei solchen Verfahren grundlegend derart, dass nach Aufnahme des Referenzdatensatzes und einer erfolgten Veränderung der Temperaturverteilung im gemessenen Bereich des Untersuchungsobjekts ein weiterer Datensatz aufgenommen wird. Es kann sich hierbei um einfache Bilddatensätze mit Phaseninformationen oder auch um komplette T1-Karten handeln. Durch Vergleich der zweiten Datensätze mit den Referenzdatensätzen kann dann über eine Differenzbildung eine Temperaturänderung festgestellt werden. Ohne Erwärmung des Untersuchungsobjekts sollten die Datensätze abgesehen vom Rauschen die gleichen Daten enthalten und dementsprechend mehr oder weniger identisch sein. Um die zeitliche Abfolge von Temperaturänderungen zu erfassen ist lediglich ein Wiederholen der Aufnahme des jeweiligen Datensatzes nötig. Eine Temperaturänderung kann dabei durch Vergleich mit dem Referenzdatensatz oder auch mit dem zuletzt oder Jedem anderen vorher aufgenommenen Datensatz vonstatten gehen. Selbstverständlich handelt es sich hierbei jeweils um Datensätze mit gleichen Informationen, beispielsweise also um T1-Karten. Dieser unter S3 aufgeführte Schritt beschreibt also im Falle einer Temperaturbestimmung über eine Differenzmethode die Aufnahme eines weiteren Bilddatensatzes durch die jeweilige Bildgebungsmodalität, um dann über Differenzbildung mit dem Referenzbilddatensatz den Wärmebilddatensatz zu gewinnen.
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Falls es möglich ist, bereits aus einem einzigen Bilddatensatz einen Wärmebilddatensatz zu gewinnen, kann Schritt S1 entfallen. Nach Schritt S3 steht jedenfalls jeweils ein Wärmebilddatensatz pro Bildgebungsmodalität zur Verfügung. Diese werden dann in Schritt S4 dazu verwendet, die Bildgebungsmodalitäten miteinander zu registrieren. Nach erfolgte Registrierung gibt es mehrere Möglichkeiten, weiterzuverfahren. In einer ersten Ausgestaltung können mit einer oder mehreren Bildgebungsmodalitäten weitere Wärmebilddatensätze aufgenommen werden, wobei zwischen den Aufnahmen der Erwärmungsort im Untersuchungsobjekt variiert wird. Eine einmal erzeugte Erwärmung im Untersuchungsobjekt geht selbstverständlich durch Wärmeaustauschprozesse innerhalb des Untersuchungsobjekts wieder verloren. Daher ist es möglich, das Untersuchungsobjekt an immer neuen Orten zu erwärmen und diese zeitliche Abfolge dann dazu zu benutzen, die Wärmebilddatensätze zeitlich zu registrieren. Diese zeitliche Registrierung ist als Schritt S5 dargestellt.
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In einer alternativen Ausgestaltung wird in S6 der Ort der Erwärmung konstant gehalten, während mögliche Ortsänderungen in den Wärmebilddatensätzen dann auf eine Bewegung des Untersuchungsobjekts zurückschließen lassen. Zeitlich hoch aufgelöste Wärmebilddatensätze, die beispielsweise mittels eines bildgebenden Ultraschall aufgenommen wurden, können dazu verwendet werden, die Datensatzaufnahme eines Bilddatensatzes der Magnetresonanzanlage 2 einer Bewegungskorrektur zu unterziehen. Bei diesem Datensatz kann es sich um einen beliebigen Datensatz handeln, es muss kein Wärmebilddatensatz und auch kein Bilddatensatz sein, es kann sich beispielsweise um einen spektroskopischen Datensatz handeln. Eine Bewegungskorrektur ist dabei beispielsweise zur ortsselektiven Spektroskopie nötig.
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Schritt S1 kann auch entfallen, wenn der unter S3 aufgenommene Bilddatensatz zwar keine Wärmequantifizierung erlaubt, aber dafür die Signalintensität in wenigstens einem Bereich des Bilddatensatzes proportional zur Erwärmung ist. Dies ist beispielsweise im oben genannten Fall eines Lasers und einer Kamera der Fall, aber auch, wenn zur Erwärmung ein therapeutischer Ultraschall verwendet wird, dessen Reflexionssignale von einem bildgebenden Ultraschall erfasst werden. An den Stellen des Gewebes, an denen die durch den therapeutischen Ultraschall eingebrachten Schallwellen eine höhere Dichte oder Intensität erreichen, ist einerseits eine höhere Erwärmung des Gewebes und andererseits ein größeres Reflexionssignal im bildgebenden Ultraschall zu erwarten. Somit korrelieren die Signalintensität und die Erwärmung des Gewebes.
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In 3 ist eine Möglichkeit zur Registrierung der Bildgebungsmodalitäten der kombinierten Bildgebungseinrichtung 1 gezeigt. Der mit dem bildgebenden Ultraschall 7 aufgenommene Wärmebilddatensatz 10 und der mit der Magnetresonanzanlage 2 aufgenommene Wärmebilddatensatz 11 zeigen jeweils einen Knochen 12 und eine Wärmelandmarke 13. Diese Wärmelandmarke ist dadurch entstanden, dass das Untersuchungsobjekt gezielt in einem Bereich, der in den Wärmebilddatensätzen 10 und 11 abgebildet ist, mit einem therapeutischen Ultraschall erwärmt wurde. Die Registrierung läuft dann folgendermaßen ab:
Zuerst wird ein Schwellwert festgelegt, der angibt, welche Werte in der Temperaturänderung berücksichtigt werden. In den Wärmebilddatensätzen 10 und 11 ist danach lediglich die Wärmelandmarke 13 zu sehen. Der Knochen zeigt keinerlei Temperaturänderung und ist dementsprechend nach Schwellwertsetzung nicht mehr abgebildet. Ausgehend von der Wärmelandmarke 13 ist dann ein definierter Punkt festzulegen. Beispielsweise zeichnet sich das Bildelement 14 dadurch aus, dass es die höchste Temperaturänderung anzeigt. Es kann sich hierbei um die aus den Wärmebilddatensätzen ermittelten Bildelemente handeln, andererseits ist auch die Wärmeverteilungsfunktion der Wärmelandmarken 13 bekannt, weshalb die Wärmelandmarke 13 einer Interpolation unterzogen werden kann, um mögliche Messungenauigkeiten herauszumitteln. Ausgehend vom Bildelement 14 wird dann jedenfalls die Richtung der weitesten Ausdehnung der Wärmelandmarke 13 bestimmt. Diese ist durch die Linie 15 dargestellt. Durch das Bildelement 14 und die Linie 15 ist dadurch eine einfache Registrierung der Bildgebungsmodalitäten möglich.
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Alternativ zu diesem Vorgehen ließe sich auch neben dem Bildelement 14 der Knochen 12 zur Registrierung verwenden, und anstatt des Bildelements mit der höchsten Temperaturänderung könnte auch aus der Wärmelandmarke 13 der Schwerpunkt der Wärmeverteilung berechnet werden. Je mehr Bildelemente dabei zu einer Interpolation oder Mittelwertsbildung herangezogen werden, desto geringer sind die Ungenauigkeiten infolge von Messfehlern. Konkret werden aber für eine Registrierung zweidimensionaler Bilddatensätze zwei Punkte oder ein Punkt mit einer Richtungsangabe und für eine Registrierung mit Hilfe dreidimensionaler Bilddatensätze drei Punkte, oder ein Punkt mit zwei Richtungsvektoren oder zwei Bildpunkte sowie eine zu einem Punkt gehörende Richtungsangabe benötigt.
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Die Ausgestaltung der wärmebildgebungsfähigen Bildgebungsmodalitäten als Magnetresonanzanlage 2 und Ultraschallvorrichtung 5 sind rein exemplarisch, statt der kombinierten Ultraschallvorrichtung 5 könnte auch eine Lichtquelle mit einer optischen Bildgebungsvorrichtung kombiniert sein.
