DE102014217730A1 - Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, ein kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät und ein Verfahren zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz. Um eine besonders vorteilhaft aufeinander abgestimmte Generierung von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten und einer Schwächungskarte zur Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten anzugeben, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, – Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, – Generieren von Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten, – Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten, welche zum Erzeugen der anzuzeigenden Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden, – Generieren von Emissionstomographie-Bilddaten mittels einer Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten, wobei die Schwächungskorrektur unter Verwendung der generierten Schwächungskarte erfolgt, – Ausgabe der Magnetresonanz-Bilddaten und der Emissionstomographie-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, ein kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät und ein Verfahren zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz.
  • In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem oder Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper einer Untersuchungsperson, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenschaltungen ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse, insbesondere 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, insbesondere Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenschaltungen in verschiedenen Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden.
  • Die Positronenemissionstomographie (PET) oder Einzelphotonenemissionstomographie (SPECT) sind bildgebende Verfahren in der Nuklearmedizin, bei dem typischerweise Schnittbilder von einem Untersuchungsobjekt erzeugt werden, indem die Verteilung einer schwach radioaktiv markierten Substanz im Körper des Untersuchungsobjekts mit einer Strahlungsdetektoreinheit, insbesondere einer speziell ausgebildeten PET-Detektoreinheit oder SPECT-Detektoreinheit, gemessen und sichtbar gemacht wird. Auf diese Weise können biochemische und physiologische Vorgänge in einem Organ des Untersuchungsobjekts dargestellt werden. Dabei wird einem Untersuchungsobjekt vor einer Untersuchung typischerweise ein Radionuklid oder eine mit einem Radionuklid markierte Substanz injiziert.
  • Für eine PET-Untersuchung emittiert das Radionuklid Positronen. Bei der Wechselwirkung eines Positrons mit einem Elektron im Körper des Untersuchungsobjekt werden zwei Photonen in entgegen gesetzte Richtungen emittiert und die Koinzidenzen mit der PET-Detektoreinheit des PET-Geräts registriert. Aus den registrierten Zufallsereignissen können die räumliche Verteilung des Radionuklids im Körperinneren ermittelt und Schnittbilder vom Körperinneren des Lebewesens erzeugt werden.
  • Zur Auswertung der Ergebnisse einer Emissionstomographie-Messung ist eine Schwächungskarte nötig, welche eine ortsaufgelöste Verteilung der Schwächungswerte des Gewebes des aktuellen Untersuchungsobjekts umfasst. Die Schwächungswerte sind typischerweise in der Form von linearen Schwächungskoeffizienten mit der Einheit 1/cm hinterlegt. Bezüglich der Schwächungskorrektur ist insbesondere das Gewebe des Untersuchungsobjekts relevant, welches zwischen dem Entstehungsort der Photonen und dem Emissionstomographie-Detektor liegt. Mit Hilfe der Schwächungskarte werden bei der Auswertung die Emissionstomographie-Daten korrigiert. Im Falle der PET-Bildgebung umfasst die Schwächungskarte insbesondere die Schwächungswerte bezüglich Photonen mit einer Energie von 511 keV.
  • Häufig werden medizinische Untersuchungen mittels kombinierten medizinischen Bildgebungsgeräten durchgeführt, welche mehr als eine Bildgebungsmodalität, typischerweise zwei Bildgebungsmodalitäten, aufweisen. In diesen medizinischen Untersuchungen werden diagnostische Messdaten von einem Untersuchungsobjekt mittels der mehreren, insbesondere zwei, Bildgebungsmodalitäten, insbesondere gleichzeitig, erfasst. Die Beurteilung der aus den diagnostischen Messdaten rekonstruierten diagnostische Bilddaten wird damit einer fachkundigen Person erleichtert, da der fachkundigen Person die Bilddaten beider Bildgebungsmodalitäten zur Verfügung stehen. Beispielsweise sind kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräte bekannt. Darunter fallen beispielsweise ein kombiniertes Magnetresonanz-Positronenemissionstomographie-Gerät (Magnetresonanz-PET-Gerät) oder ein kombiniertes Magnetresonanz-Einzelphotonenemissionstomographie-Gerät (Magnetresonanz-SPECT-Gerät).
  • Bei simultanen Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchungen wird die gesamte Untersuchungsdauer typischerweise durch eine Zeitdauer der Aufnahme von Magnetresonanz-Messdaten bestimmt. Ein möglicher Grund dafür ist, dass typischerweise eine große Anzahl von verschiedenen diagnostischen Magnetresonanz-Sequenzen zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt wird. Weiterhin kann bei simultanen Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchungen ein Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts in einer axialen Richtung entlang einer Längsachse des Untersuchungsobjekts durch ein Untersuchungsfeld des eingesetzten Emissionstomographie-Detektors eingeschränkt sein. Dies kann dazu führen, dass ein Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und Emissionstomographie-Messdaten in mehreren Bettpositionen erfolgen muss, um einen gewünschten Untersuchungsbereich entlang der axialen Richtung abzudecken. Das heißt insbesondere, dass eine Patientenlagerungsvorrichtung, auf welcher das Untersuchungsobjekt während des Erfassens der Magnetresonanz-Messdaten und Emissionstomographie-Messdaten positioniert ist, während einer Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung verschoben werden muss. Dies kann erfordern, dass eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit erneut nach jeder Verschiebung der Patientenlagerungsvorrichtung justiert werden muss.
  • Die besagte Schwächungskarte zur Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten wird in einer kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung typischerweise auf Grundlage eines separaten Magnetresonanz-Datensatzes, welcher vom Untersuchungsobjekt mittels der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit erfasst wird, generiert. Dieser Magnetresonanz-Datensatz muss zusätzlich zu den eigentlichen diagnostischen Magnetresonanz-Messdaten aufgenommen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine besonders vorteilhaft aufeinander abgestimmte Generierung von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten und einer Schwächungskarte zur Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
    • – Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts,
    • – Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts,
    • – Generieren von Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten,
    • – Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten, welche zum Erzeugen der anzuzeigenden Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden,
    • – Generieren von Emissionstomographie-Bilddaten mittels einer Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten, wobei die Schwächungskorrektur unter Verwendung der generierten Schwächungskarte erfolgt,
    • – Ausgabe der Magnetresonanz-Bilddaten und der Emissionstomographie-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit.
  • Das Untersuchungsobjekt kann ein Patient, eine Trainingsperson oder ein Phantom sein. Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten erfolgt insbesondere während einer Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung eines einzelnen Untersuchungsobjekts. Dies bedeutet insbesondere, dass die Magnetresonanz-Messdaten und Emissionstomographie-Messdaten nach der Positionierung des Untersuchungsobjekts innerhalb des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts zur Aufnahme der Magnetresonanz-Messdaten und Emissionstomographie-Messdaten zu diagnostischen Zwecken erfasst werden. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass die beschriebene Reihenfolge der Verfahrensschritte verändert werden kann. So kann beispielsweise das Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten möglicherweise auch vor dem Erfassen der Emissionstomographie-Messdaten oder nach dem Generieren der Schwächungskarte oder nach dem Generieren der Emissionstomographie-Bilddaten erfolgen.
  • Die Magnetresonanz-Messdaten werden insbesondere mittels einer diagnostischen Magnetresonanz-Sequenz erfasst. Dies bedeutet insbesondere, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten für eine diagnostische Beurteilung durch eine fachkundige Person, beispielsweise einen Radiologen, vorgesehen sind. Das Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten kann insbesondere eine Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten umfassen. Dafür können die Magnetresonanz-Messdaten in einem k-Raum hinterlegt sein. Die Magnetresonanz-Bilddaten können in einem Bildraum hinterlegt sein. Die Magnetresonanz-Bilddaten werden insbesondere für die diagnostische Beurteilung durch die fachkundige Person auf der Anzeigeeinheit ausgegeben. So können die Magnetresonanz-Bilddaten für die fachkundige Person zugänglich gemacht werden. Die Magnetresonanz-Bilddaten können gemeinsam mit den Emissionstomographie-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass die Magnetresonanz-Bilddaten überlagert und/oder fusioniert mit den Emissionstomographie-Bilddaten ausgegeben werden.
  • Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen werden die Magnetresonanz-Messdaten nicht nur verwendet, um Magnetresonanz-Bilddaten zu generieren, welche schließlich auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden. Vielmehr werden die Magnetresonanz-Messdaten auch zum Generieren der Schwächungskarte verwendet. Das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten kann derart erfolgen, dass mittels der Magnetresonanz-Messdaten eine Information über eine ortsaufgelöste Verteilung von Schwächungswerten eines Gewebes des Untersuchungsobjekts ermittelt wird. Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen werden die Magnetresonanz-Messdaten somit sowohl zum Generieren der Schwächungskarte als auch zum Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten, welche auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden, verwendet. Vorteilhafterweise werden die gleichen Magnetresonanz-Messdaten sowohl zum Generieren der Schwächungskarte als auch zum Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten verwendet. Das heißt insbesondere, dass aus einem einzelnen Satz von in einem k-Raum hinterlegten Informationen sowohl die Schwächungskarte als auch die Magnetresonanz-Bilddaten generiert werden. Somit spielen die erfassten Magnetresonanz-Messdaten insbesondere eine wichtige Rolle bei dem Generieren der Emissionstomographie-Bilddaten, da sie indirekt bei der Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten verwendet werden.
  • Gemäß dem vorgeschlagenen Vorgehen erfüllen die Magnetresonanz-Messdaten demnach eine besonders vorteilhafte Doppelfunktion. Sie sind vorteilhafterweise einerseits zur Rekonstruktion von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten, welche für eine fachkundige Person angezeigt werden, geeignet. Andererseits sind die Magnetresonanz-Messdaten zum Generieren einer Schwächungskarte geeignet. Daraus ergibt sich der besondere Vorteil, dass ein Erfassen eines separaten Magnetresonanz-Datensatzes, welcher zum Generieren der Schwächungskarte verwendet wird, entfallen kann. So kann eine Messzeit für das Erfassen des separaten Magnetresonanz-Datensatzes entfallen. Auch können zeitaufwändige Justierungen einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit zum Erfassen des separaten Magnetresonanz-Datensatzes entfallen. Derart kann besonders vorteilhaft eine gesamte Untersuchungszeit einer kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung verringert werden. Dieser Tatsache liegt insbesondere die Überlegung zu Grunde, dass typischerweise eine Gesamtmesszeit der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, beispielsweise aufgrund einer Vielzahl aufzunehmender Kontraste, eine gesamte Untersuchungszeit der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung festlegt.
  • Weiterhin kann durch die gleichzeitige Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten für das Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten und der Schwächungskarte eine besonders vorteilhafte Abstimmung der Magnetresonanz-Bilddaten auf die generierte Schwächungskarte und somit auf die mittels der Schwächungskarte generierten Emissionstomographie-Bilddaten erzielt werden. Es kann insbesondere sichergestellt werden, dass dem Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten und der Emissionstomographie-Bilddaten die gleichen Magnetresonanz-Messdaten zur Grunde liegen. So liegt beispielsweise eine gleiche Atembewegung des Untersuchungsobjekts bei den generierten Magnetresonanz-Bilddaten und der generierten Schwächungskarte vor. Somit kann beispielsweise eine Registrierung und/oder eine Fusionierung der Magnetresonanz-Bilddaten mit den Emissionstomographie-Bilddaten verbessert werden.
  • Es sei hierbei darauf hingewiesen, dass das Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten mittels eines dem Fachmann geläufigen Verfahrens erfolgen kann, auf welches hier nicht genauer eingegangen werden soll. Auch die Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten unter Verwendung der generierten Schwächungskarte zum Generieren der Emissionstomographie-Bilddaten kann mittels eines dem Fachmann geläufigen Verfahrens erfolgen, auf welches hier nicht genauer eingegangen werden soll.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten zumindest teilweise simultan erfolgt. Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten erfolgt vorteilhafterweise größtenteils, höchst vorteilhafterweise vollständig simultan. Dies bedeutet insbesondere, dass die Emissionstomographie-Messdaten gleichzeitig zu den Magnetresonanz-Messdaten von dem Untersuchungsobjekt erfasst werden. Derart kann eine Untersuchungsdauer der kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung reduziert werden. Weiterhin kann sicher gestellt werden, dass die Emissionstomographie-Messdaten besonders vorteilhaft auf die Magnetresonanz-Messdaten abgestimmt sind, da beispielsweise eine gleiche Positionierung des Untersuchungsobjekts während des Erfassens der Emissionstomographie-Messdaten und der Magnetresonanz-Messdaten vorliegt.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen. Dafür kann zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet werden, welche derartige Sequenzparameter aufweist, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten die ausreichende Bildqualität aufweisen. Die Magnetresonanz-Sequenz kann dabei von einem Magnetresonanz-Protokoll umfasst werden. Die für die diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität kann von einem Benutzer vorgegeben werden. Die Bildqualität kann dabei anhand von zumindest einem Bildqualitätsparameter quantifiziert werden. Dann kann zumindest ein Mindestwert für den zumindest einen Bildqualitätsparameter festgelegt werden. Derart kann festgelegt werden, dass die Magnetresonanz-Bilddaten dann eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen, wenn der zumindest eine Bildqualitätsparameter größer als der zumindest eine Mindestwert ist. Der zumindest eine Bildqualitätsparameter kann beispielsweise aus folgender Liste ausgewählt werden: Ein Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) der Magnetresonanz-Bilddaten, ein Kontrast-zu-Rauschverhältnis (CNR) der Magnetresonanz-Bilddaten, eine Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten, eine Artefaktfreiheit der Magnetresonanz-Bilddaten. Es kann auch eine beliebige Kombination von mehreren Bildqualitätsparametern aus dieser Liste zur Quantifizierung der Bildqualität der Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Bildqualitätsparameter denkbar. Der zumindest eine Bildqualitätsparameter kann dabei über die Magnetresonanz-Bilddaten gemittelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eine Magnetresonanz-Sequenz verwendet wird, welche derart ausgebildet ist, dass die Magnetresonanz-Bilddaten die ausreichende Bildqualität aufweisen. Solche Magnetresonanz-Sequenzen können speziell markiert in einer Datenbank des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts vorliegen und für das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten aus der Datenbank abgerufen werden. Die Identifizierung von geeigneten Magnetresonanz-Sequenzen kann in einem vorausgehenden Identifizierungsschritt erfolgen, in welchem als valide Magnetresonanz-Sequenzen zum Erfassen der diagnostischen Magnetresonanz-Messdaten markiert werden können. Insgesamt kann durch eines der beschriebenen Vorgehen sicher gestellt werden, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten für eine Beurteilung durch eine fachkundige Person, beispielsweise durch einen Radiologen, geeignet sind. Die Magnetresonanz-Messdaten können derart besonders vorteilhaft ihre Doppelfunktion ausfüllen, dass sie neben der Eignung zur Erstellung einer Schwächungskarte auch besonders vorteilhaft zur diagnostischen Befundung geeignet sind.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in zumindest einer Raumrichtung höher als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist. Vorteilhafterweise ist die Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten in der zumindest einen Raumrichtung zumindest zwanzig Prozent höher als die Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten. Besonders vorteilhaft ist eine in-plane Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten höher als der Emissionstomographie-Bilddaten. Das bedeutet, dass Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten in zwei Raumrichtungen höher als die Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist, wobei die zwei Raumrichtungen senkrecht zu einer Schichtrichtung der Magnetresonanz-Bilddaten angeordnet sind. Die Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten in Schichtrichtung kann dann gröber gewählt werden, um ein Signal-zu-Rauschverhältnis zu Verbessern. Es ist auch denkbar, dass die Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten in allen Raumrichtungen höher die Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten. Dass die Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten höher als die Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist, bedeutet insbesondere, dass die Magnetresonanz-Bilddaten feiner ausgelöst als die Emissionstomographie-Bilddaten sind. Für ein Generieren der Schwächungskarte wäre auch eine an die Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten angepasste Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten ausreichend. Die höher aufgelösten Magnetresonanz-Bilddaten eignen sich allerdings besonders gut für eine diagnostische Beurteilung durch eine fachkundige Person. Weiterhin kann mittels höher aufgelösten Magnetresonanz-Bilddaten auch eine feiner aufgelöste Schwächungskarte, welche auch weniger Partialvolumenartefakte aufweisen kann, generiert werden. Derart ausgebildete Magnetresonanz-Messdaten können demnach besonders gut ihre Doppelfunktion erfüllen.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mittels einer Magnetresonanz-Sequenz erfolgt, welche eine Dixon-Aufnahmetechnik mit einer Beschleunigungstechnik einsetzt. Die Dixon-Aufnahmetechnik stellt ein dem Fachmann bekanntes Verfahren zur Trennung von Fettsignalen und Wassersignalen in mittels der Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Magnetresonanz-Messdaten dar. Bei der Dixon-Aufnahmetechnik werden typischerweise zwei Echos nach einer einzigen Anregung aufgenommen, nämlich ein Bild, bei dem die Phasendifferenz zwischen dem Wasser- und dem Fettsignal Null beträgt, und ein weiteres Bild, bei dem die Phasendifferenz zwischen dem Wasser- und dem Fettsignal 180° beträgt. Ein Bild entspricht also der Addition von Wasser- und Fettsignalen, das andere Bild einer Subtraktion von Wasser- und Fettsignalen. Daraus kann das Fett/Wasser-Verhältnis innerhalb eines Voxels ermittelt werden. Die Dixon-Aufnahmetechnik ist dabei dem Fachmann bekannt, so dass auf eine genauere Beschreibung hier verzichtet wird. Mittels der Dixon-Aufnahmetechnik erfasste Magnetresonanz-Messdaten bieten eine besonders vorteilhafte Grundlage zum Generieren der Schwächungskarte. Bei der Generierung der Schwächungskarte kann nämliche eine vorteilhafte Differenzierung zwischen Wassergewebe und Fettgewebe des Untersuchungsobjekts erfolgen. So können dem Wassergewebe und dem Fettgewebe des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise unterschiedliche Schwächungswerte zugewiesen werden. Die Genauigkeit der Rekonstruktion der Emissionstomographie-Messdaten mittels der Schwächungskarte kann somit verbessert werden. Gleichzeitig können aus mittels der Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Magnetresonanz-Messdaten vorteilhafte diagnostische Magnetresonanz-Bilddaten rekonstruiert werden. Insbesondere können aus mittels der Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Magnetresonanz-Messdaten Magnetresonanz-Bilddaten, welche eine Fettunterdrückung aufweisen, rekonstruiert werden. Gleichzeitig können aus mittels der Dixon-Aufnahmetechnik erfassten Magnetresonanz-Messdaten Magnetresonanz-Bilddaten, welche eine T1-Wichtung aufweisen, rekonstruiert werden. Solche T1-gewichteten Magnetresonanz-Bilddaten mit einer Fettunterdrückung können für eine diagnostische Beurteilung durch eine fachkundige Person, insbesondere bei onkologischen Fragestellungen, besonders geeignet sein. Die Beschleunigungstechnik kann beispielsweise ein GRAPPA-Aufnahmeverfahren oder ein SENSE-Aufnahmeverfahren umfassen. Die Beschleunigungstechnik kann eine Unterabtastung eines aufzunehmenden k-Raums umfassen. Die Beschleunigungstechnik kann auch eine parallele Bildgebungstechnik umfassen. Die parallele Bildgebungstechnik beruht dabei typischerweise auf einer parallelen Akquisition von Magnetresonanz-Signalen mittels unterschiedlicher Empfangseinheiten von Hochfrequenz-Spulen. Beschleunigungstechniken sind dabei dem Fachmann bekannt, so dass auf eine genauere Beschreibung hier verzichtet wird. Der vorgeschlagene Einsatz der Beschleunigungstechnik kann vorteilhafterweise zu einer Verkürzung einer Messzeit der Magnetresonanz-Sequenz zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten führen. Der Einsatz der Beschleunigungstechnik kann derart vorteilhafterweise sicherstellen, dass die Magnetresonanz-Messdaten vollständig während eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts aufgenommen werden können. Dies kann vorteilhafterweise zu einer Erhöhung einer Qualität der Magnetresonanz-Messdaten führen, wodurch die Magnetresonanz-Messdaten beispielsweise besonders vorteilhaft zum Generieren der Schwächungskarte geeignet sind. Insgesamt bietet der kombinierte Einsatz der Dixon-Aufnahmetechnik mit der Beschleunigungstechnik den Vorteil, dass die so erfassten Magnetresonanz-Messdaten einerseits besonders vorteilhaft zum Generieren von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden können und andererseits besonders vorteilhaft zum Generieren der Schwächungskarte zur Rekonstruktion der Emissionstomographie-Bilddaten verwendet werden können.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Beschleunigungstechnik ein CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren (Controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration Aufnahmeverfahren) einsetzt. Wird ein CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt, so kann das Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten eine Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten mittels eines CAIPIRINHA Rekonstruktionsverfahrens umfassen. Das CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren ist aus der US 7002344 B2 bekannt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahrens sind beispielsweise aus der US 20130271128 A1 und aus der US 8717020 B2 bekannt. Das CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren kann als besonders vorteilhafte Beschleunigungstechnik in Kombination mit der Dixon-Aufnahmetechnik eingesetzt werden. Das CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren ermöglicht nämlich einerseits eine besonders große Reduzierung einer Messzeit der Magnetresonanz-Sequenz, da besonders hohe Beschleunigungsfaktoren eingesetzt werden können. Somit kann eine Messzeit der Magnetresonanz-Sequenz zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten weiter reduziert werden. Die Reduktion der Messzeit kann somit beispielsweise zu einer Erhöhung einer Messauflösung der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt werden. Mittels des Einsatzes des CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahrens kann somit eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruierten Magnetresonanz-Bilddaten vorteilhaft erhöht werden, wobei eine maximale Messdauer zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten, welche beispielsweise durch eine maximale Atemanhaltezeitdauer des Untersuchungsobjekts vorgegeben ist, berücksichtigt werden kann. Insbesondere kann so eine geforderte diagnostische Bildqualität der Magnetresonanz-Bilddaten besonders einfach erreicht werden. Insbesondere ist so eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten rekonstruierten Magnetresonanz-Bilddaten, welche zumindest doppelt so groß als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist, möglich. So können höher aufgelöste Magnetresonanz-Bilddaten rekonstruiert werden und/oder eine höher aufgelöste Schwächungskarte aus den Magnetresonanz-Messdaten generiert werden. Der Einsatz des CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahrens in Kombination mit der Dixon Aufnahmetechnik ermöglicht es somit, dass die so erfassten Magnetresonanz-Messdaten besonders vorteilhaft zum Generieren der diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten und der Schwächungskarte geeignet sind. Gerade eine hochaufgelöste Schwächungskarte kann nämlich eine genaue Differenzierung zwischen verschiedenen Gewebearten und ein Vermeiden von Partialvolumenartefakten ermöglichen. Die Verwendung einer auf so erfassten Magnetresonanz-Messdaten basierenden Schwächungskarte zur Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten kann zu einer Erhöhung einer Genauigkeit der rekonstruierten Emissionstomographie-Bilddaten führen. Insgesamt können mittels der vorgeschlagenen Kombination der Dixon-Aufnahmetechnik mit dem CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren erfasste Magnetresonanz-Messdaten besonders vorteilhaft ihre Doppelfunktion zum Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten und der Schwächungskarte erfüllen.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Schwächungskarte unter Verwendung der Magnetresonanz-Bilddaten, welche aus den Magnetresonanz-Messdaten generiert werden, generiert wird. Derart wird die Schwächungskarte vorzugsweise aus den Magnetresonanz-Bilddaten, welche zur Ausgabe auf der Anzeigeeinheit vorgesehen sind, generiert. Die Magnetresonanz-Bilddaten werden demnach einerseits auf der Anzeigeeinheit ausgegeben und andererseits zur Generierung der Schwächungskarte verwendet. Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass die Schwächungskarte typischerweise in Form eines dreidimensionalen Datensatzes vorliegt. So können die rekonstruierten Magnetresonanz-Bilddaten, welche vorteilhafterweise ebenfalls in Form eines dreidimensionalen Datensatzes vorliegen, besonders vorteilhaft zum Generieren der Schwächungskarte verwendet werden. Die Magnetresonanz-Bilddaten werden vorteilhafterweise zum Generieren der Schwächungskarte weiterverarbeitet. So erfüllen die Magnetresonanz-Bilddaten eine besonders vorteilhafte Doppelfunktion.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass vor dem Generieren der Schwächungskarte eine Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt, wobei transformierte Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden, wobei das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Vorteilhafterweise werden die nichttransformierten Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit ausgegeben und die transformierten Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren der Schwächungskarte verwendet. Die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten wird demnach insbesondere lediglich für die Generierung der Schwächungskarte eingesetzt. Es werden also insbesondere die Magnetresonanz-Bilddaten, welche auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden, nicht direkt zum Generieren der Schwächungskarte verwendet, sondern vor dem Generieren der Schwächungskarte zunächst transformiert. Die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten umfasst typischerweise eine Änderung einer Geometrie der Magnetresonanz-Bilddaten. Die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten kann beispielsweise eine Änderung einer Auflösung der Magnetresonanz-Bilddaten und/oder eine Skalierung der Magnetresonanz-Bilddaten und/oder eine Translation der Magnetresonanz-Bilddaten und/oder eine Rotation der Magnetresonanz-Bilddaten umfassen. Besonders vorteilhaft ist eine im folgenden Absatz beschriebene Änderung einer Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Möglichkeiten zur Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten denkbar. Vorteilhafterweise wird eine Geometrie der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten an eine Geometrie der Emissionstomographie-Messdaten und/oder Emissionstomographie-Bilddaten angepasst. Durch die Anpassung der Geometrie der Magnetresonanz-Bilddaten kann mittels der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten eine Schwächungskarte erstellt werden, welche in ihrer Geometrie an die Emissionstomographie-Messdaten und/oder Emissionstomographie-Bilddaten angepasst ist. Somit kann die mittels der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten generierte Schwächungskarte besonders einfach zur Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten verwendet werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten eine Änderung einer Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten umfasst. Die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten kann somit eine Multi-Planare-Reformatierung der Magnetresonanz-Bilddaten umfassen. Insbesondere erfolgt eine orthogonale Änderung der Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass eine axiale Schichtorientierung der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten in eine transversale oder sagittale Schichtorientierung der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten geändert wird. Durch die Änderung der Schichtorientierung kann eine Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten beispielsweise besonders vorteilhaft an eine zur Generierung der Schwächungskarte nötige Schichtorientierung der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten geändert werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mittels einer Magnetresonanz-Sequenz, welche zumindest einen Sequenzparameter aufweist, erfolgt und das Generieren der Schwächungskarte eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung von zumindest einem Nachverarbeitungsparameter umfasst, wobei der zumindest eine Nachverarbeitungsparameter unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters gesetzt wird. Der zumindest eine Sequenzparameter kann beispielsweise eine Geometrie eines Aufnahmevolumens der Magnetresonanz-Messdaten, eine Auflösung, eine Echozeit, eine Repetitionszeit, eine Anzahl an Mittelungen (Averages), usw. umfassen. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Sequenzparameter denkbar. Anhand des zumindest einen Sequenzparameters wird insbesondere automatisch eine Abfolge von Steuerbefehlen für die Magnetresonanz-Sequenz zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten festgelegt. Steuerbefehle sind dabei beispielsweise Hochfrequenz-Pulse, Gradientenschaltungen oder Auslesezeitfenster. Nachverarbeitungsparameter, welche unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters erzeugt werden, können beispielsweise Segmentierungsparameter umfassen.
  • Segmentierungsparameter sind beispielsweise eine Auswahl eines Filters für die Segmentierung, eine Signalnormalisierung oder eine Anpassung eines Schwellwerts für die Segmentierung. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Segmentierungsparameter, welche unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters erzeugt werden, denkbar. Die Segmentierungsparameter, welche unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters erstellt werden, können bei einer Segmentierung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen zum Generieren der Schwächungskarte besonders vorteilhaft verwendet werden. Nachverarbeitungsparameter, welche unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters erzeugt werden, können weiterhin Registrierungsparameter umfassen. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn für das Generieren der Schwächungskarte eine Registrierung unter Verwendung der Magnetresonanz-Messdaten erfolgt. Ein beispielhafter Registrierungsparameter ist eine Art einer verwendeten Registrierung oder eine geforderte Mindest-Registrierungsgenauigkeit. Neben Segmentierungsparametern und Registrierungsparametern sind selbstverständlich auch weitere Nachverarbeitungsparameter denkbar. Insgesamt kann mittels des beschriebenen Vorgehens die Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Bilddaten besonders vorteilhaft auf Eigenschaften der Magnetresonanz-Bilddaten abgestimmt werden. Die Eigenschaften der Magnetresonanz-Bilddaten können dabei besonders einfach aus dem zumindest einen Sequenzparameter ermittelt werden, welche zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten, aus welchen die Magnetresonanz-Bilddaten generiert werden, verwendet werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten eine Segmentierung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen umfasst, wobei den mehreren Materialklassen unterschiedliche Werte von Schwächungskoeffizienten zugewiesen sind. Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten erfolgt dabei vorteilhafterweise mittels einer Magnetresonanz-Sequenz, welche Sequenzparameter aufweist, und die Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt insbesondere unter Verwendung von Segmentierungsparametern, wobei die Segmentierungsparameter unter Verwendung der Sequenzparameter erzeugt werden. Dafür sind die Magnetresonanz-Messdaten insbesondere derart ausgebildet, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen segmentierbar sind. Vorteilhafter sind die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten einen Mindest-Kontrastunterschied zwischen den mehreren Materialklassen aufweisen. Der Mindest-Kontrastunterschied kann vorgegeben werden. Vorteilhafterweise ist der Mindest-Kontrastunterschied derart ausgebildet, dass mittels gängiger Segmentierungsverfahren eine Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten in die mehreren Materialklassen möglich ist. Die mehreren Materialklassen können beispielsweise Fettgewebe, Wassergewebe, Luft, Knochengewebe, Lungengewebe, usw. umfassen. Selbstverständlich ist eine beliebige Kombination der genannten Materialklassen möglich. Es sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Materialklassen denkbar. Vorteilhaft hat sich eine Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten in drei Materialklassen, nämlich Luft, Fettgewebe und Wassergewebe herausgestellt. Besonders vorteilhaft ist eine Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten in vier Materialklassen, nämlich Luft, Fettgewebe, Wassergewebe und Knochengewebe. Zusätzlich ist eine Segmentierung in eine Lungengewebe-Materialklasse vorteilhaft. Die den mehreren Materialklassen zugewiesenen Schwächungskoeffizienten können in einer Datenbank hinterlegt sein. Nach der Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten in die mehreren Materialklassen können die Magnetresonanz-Bilddaten besonders einfach in eine Schwächungskarte überführt werden, indem die jeweiligen Schwächungskoeffizienten, welche den mehreren Materialklassen zugewiesen sind, für die segmentierten Bereiche in den Magnetresonanz-Bilddaten gesetzt werden. Derart ist eine vorteilhafte Generierung der Schwächungskarte aus den Magnetresonanz-Bilddaten möglich.
  • Weiterhin geht die Erfindung aus von einem kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät umfassend eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, eine Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit, einer Anzeigeeinheit und einer Recheneinheit, welche eine Magnetresonanz-Bilddaten-Generierungseinheit, eine Schwächungskartengenerierungseinheit und eine Emissionstomographie-Bilddaten-Generierungseinheit umfasst, wobei das kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographiegerät dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
  • Somit ist das kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät dazu ausgebildet, ein Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts auszuführen. Die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit ist dazu ausgebildet, Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts zu erfassen. Die Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit ist dazu ausgebildet, Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts zu erfassen. Die Magnetresonanz-Bilddaten-Generierungseinheit ist dazu ausgebildet, Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten zu generieren. Die Schwächungskartengenerierungseinheit ist zum Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten, welche zum Erzeugen der anzuzeigenden Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden, ausgebildet. Die Emissionstomographie-Bilddaten-Generierungseinheit ist zum Generieren von Emissionstomographie-Bilddaten mittels einer Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten, wobei die Schwächungskorrektur unter Verwendung der generierten Schwächungskarte erfolgt, ausgebildet. Die Anzeigeeinheit ist zur Ausgabe der Magnetresonanz-Bilddaten und der Emissionstomographie-Bilddaten ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts sind die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit und die Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit derart ausgebildet, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten zumindest teilweise simultan erfolgt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit derart ausgebildet, dass die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit derart ausgebildet, dass eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest doppelt so groß als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in zumindest einer Raumrichtung höher als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit derart ausgebildet, dass die Beschleunigungstechnik ein CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren einsetzt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Schwächungskartengenerierungseinheit derart ausgebildet, dass die Schwächungskarte unter Verwendung der Magnetresonanz-Bilddaten, welche aus den Magnetresonanz-Messdaten generiert werden, generiert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Schwächungskartengenerierungseinheit derart ausgebildet, dass vor dem Generieren der Schwächungskarte eine Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt, wobei transformierte Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden, wobei das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts ist die Schwächungskartengenerierungseinheit derart ausgebildet, dass die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten eine Änderung einer Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten umfasst.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts sind die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit und die Schwächungskartengenerierungseinheit derart ausgebildet, dass das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mittels einer Magnetresonanz-Sequenz, welche zumindest einen Sequenzparameter aufweist, erfolgt und das Generieren der Schwächungskarte eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung von zumindest einem Nachverarbeitungsparameter umfasst, wobei der zumindest eine Nachverarbeitungsparameter unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters gesetzt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts sind die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit und die Schwächungskartengenerierungseinheit derart ausgebildet, dass die Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten eine Segmentierung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen umfasst, wobei den mehreren Materialklassen unterschiedliche Werte von Schwächungskoeffizienten zugewiesen sind.
  • Weiterhin geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz, wobei zumindest ein Eingangsparameter, eine Mindest-Bildqualität und zumindest ein Nachverarbeitungsparameter vorgegeben werden, wobei anhand des zumindest einen vorgegebenen Eingangsparameters, der vorgegebenen Mindest-Bildqualität und des zumindest einen vorgegebenen Nachverarbeitungsparameters der zumindest eine Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz derart ermittelt wird, dass mittels der Magnetresonanz-Sequenz von einem Untersuchungsobjekt erfasste Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass aus den Magnetresonanz-Messdaten generierte Magnetresonanz-Bilddaten die vorgegebene Mindest-Bildqualität aufweisen und dass eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren einer Schwächungskarte ein auf Grundlage des zumindest einen Nachverarbeitungsparameters ermitteltes Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium erfüllt. Der zumindest eine Eingangsparameter und/oder die Mindest-Bildqualität und/oder der zumindest eine Nachverarbeitungsparameter werden insbesondere von einem Benutzer, insbesondere mittels einer Eingabeeinheit, vorgegeben. Der zumindest eine Sequenzparameter kann dabei vorteilhafterweise automatisch unter Verwendung des zumindest einen Eingangsparameters ausgewählt werden. Das Vorgehen kann auch semiautomatisch erfolgen, dass zunächst automatisch der zumindest eine Sequenzparameter generiert wird und dann noch von einem Benutzer angepasst werden kann. Der zumindest eine Eingangsparameter kann beispielsweise eine Geometrie eines Aufnahmevolumens der Magnetresonanz-Messdaten, eine Auflösung, eine Anzahl und/oder eine Anordnung von Bettpositionen zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten, usw. umfassen. Besonders vorteilhaft hat sich eine Verwendung einer maximalen Atemanhaltezeitdauer des Untersuchungsobjekts und/oder einer minimalen Auflösung als Eingangsparameter erwiesen. Selbstverständlich können auch mehrere Eingangsparameter verwendet werden, welche insbesondere aus einer beliebigen Kombination der genannten Eingangsparameter gebildet sein können. Es sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Eingangsparameter denkbar.
  • Der zumindest eine Sequenzparameter wird insbesondere automatisch anhand eines ersten Kriteriums, welches eine Mindest-Bildqualität der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten fordert, generiert. Das erste Kriterium kann dabei den zumindest einen Mindestwert für den zumindest einen Bildqualitätsparameter der Magnetresonanz-Bilddaten, welcher in einem der vorherigen Abschnitte beschrieben ist, fordern. Der zumindest eine Sequenzparameter wird insbesondere weiterhin automatisch anhand des Nachverarbeitungs-Qualitätskriteriums, welches auf Grundlage des zumindest einen Nachverarbeitungsparameters ermittelt wird, bestimmt. Wird eine Segmentierung zur Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Bilddaten eingesetzt, so kann das Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium eine Segmentierbarkeit der Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen sicherstellen. Es können insbesondere von einem Benutzer oder automatisch mehrere Materialklassen, in welche die Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren der Schwächungskarte segmentiert werden, vorgegeben werden. Das Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium kann dann den in einem der vorherigen Abschnitte beschriebenen Mindest-Kontrastunterschied zwischen mehreren Materialklassen in den Magnetresonanz-Bilddaten fordern. Wird eine Registrierung zur Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten eingesetzt, so kann das Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium eine Registrierungsgenauigkeit und/oder eine Bildqualität des registrierten Bildes und/oder eine Kantenschärfe des registrierten Bildes fordern. Anhand des zumindest einen Eingangsparameters kann dann, insbesondere unter Berücksichtigung der Mindest-Bildqualität und des Nachverarbeitungs-Kriteriums, der zumindest eine Sequenzparameter für die Magnetresonanz-Sequenz ausgewählt werden. Mögliche Sequenzparameter sind dabei in einem der vorherigen Abschnitte beschrieben. Das vorgeschlagene Vorgehen stellt vorteilhafterweise sicher, dass der zumindest eine Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz derart ausgebildet ist, dass die mittels der Magnetresonanz-Sequenz erfassten Magnetresonanz-Messdaten einerseits zum Generieren von diagnostischen Magnetresonanz-Bilddaten und andererseits zum Generieren einer Schwächungskarte zur Schwächungskorrektur von Emissionstomographie-Messdaten geeignet sind.
  • Eine Ausführungsform des Verfahrens zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter sieht vor, dass der zumindest eine Eingangsparameter eine maximale Atemanhaltezeitdauer des Untersuchungsobjekts umfasst. Dabei kann ein genereller Wert für die maximale Atemanhaltezeitdauer gesetzt werden. Dieser generelle Wert kann beispielsweise 19 Sekunden betragen. Die maximale Atemanhaltezeitdauer kann auch spezifisch für bestimmte Untersuchungsobjekte gesetzt werden. In diesem Sinne kann die maximale Atemanhaltezeitdauer von einem Benutzer manuell mittels einer Eingabeeinheit vorgegeben werden. Es ist auch denkbar, dass die maximale Atemanhaltezeitdauer anhand von bekannten Parametern des Untersuchungsobjekts automatisch gesetzt wird. Parameter des Untersuchungsobjekts können dabei beispielsweise ein Alter des Untersuchungsobjekts, eine Größe des Untersuchungsobjekts, ein Gewicht des Untersuchungsobjekts, ein Geschlecht des Untersuchungsobjekts, usw. sein. Der zumindest eine Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz wird unter Berücksichtigung der maximalen Atemanhaltezeitdauer des Untersuchungsobjekts insbesondere derart gewählt, dass eine Zeitdauer des Erfassens der Magnetresonanz-Messdaten mittels der Magnetresonanz-Sequenz die maximale Atemanhaltezeitdauer nicht überschreitet. So kann vorteilhafterweise sicher gestellt werden, dass die Magnetresonanz-Messdauer innerhalb eines Atemanhaltevorgangs des Untersuchungsobjekts erfasst werden können.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz und des erfindungsgemäßen kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, 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 kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät in einer schematischen Darstellung,
  • 2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts,
  • 3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts,
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät in einer schematischen Darstellung. Das dargestellte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät ist exemplarisch als Magnetresonanz-Positronenemissionstomographiegerät (Magnetresonanz-PET-Gerät) 10 ausgebildet. Das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 umfasst eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11. Weiterhin umfasst das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 exemplarisch eine Positronen-Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit (PET-Messdatenerfassungseinheit) 12. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät als Magnetresonanz-Einzelphotonenemissionstomographiegerät (Magnetresonanz-SPECT-Gerät) ausgebildet ist. Das Magnetresonanz-SPECT-Gerät wird dann insbesondere statt der PET-Messdatenerfassungseinheit 12 eine Einzelphotonenemissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit (SPECT-Messdatenerfassungseinheit) umfassen.
  • Die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 umfasst eine Magneteinheit 13 und einen von der Magneteinheit 13 umgebenen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjekts 15, insbesondere eines Patienten 15, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umgeben ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 ist hierzu bewegbar innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 angeordnet.
  • Die Magneteinheit 13 umfasst einen Hauptmagneten 17, der im Betrieb der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 zu einer Erzeugung eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18 ausgelegt ist. Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Zudem umfasst die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 integrierte, Körperspule ausgebildet ist, die zu einer Anregung einer Polarisation vorgesehen ist, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen vorgesehen.
  • Zu einer Steuerung des Hauptmagneten der Gradientenspuleneinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantenneneinheit 20 weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10, insbesondere die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11, eine Magnetresonanz-Steuereinheit 21 auf. Die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 steuert zentral die Magnetresonanz-Vorrichtung 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Hierzu umfasst die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eine nicht näher dargestellte Gradientensteuereinheit und eine nicht näher dargestellte Hochfrequenzantennensteuereinheit. Zudem umfasst die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit zu einer Auswertung von Magnetresonanz-Bilddaten.
  • Die dargestellte Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheiten 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
  • Die PET-Messdatenerfassungseinheit 12 umfasst mehrere Positronen-Emissions-Tomographie-Detektormodule 22 (PET-Detektormodule 22), die zu einer Ringform angeordnet sind und den Patientenaufnahmebereich 14 in der Umfangsrichtung umgeben. Die PET-Detektormodule 22 weisen jeweils mehrere, nicht näher dargestellte Positronen-Emissions-Tomographie-Detektorelemente (PET-Detektorelemente) auf, die zu einem PET-Detektorarray angeordnet sind, das ein Szintillationsdetektorarray mit Szintillationskristallen, beispielsweise LSO-Kristalle, umfasst. Des Weiteren umfassen die PET-Detektormodule 22 jeweils ein Photodiodenarray, beispielsweise Avalanche-Photodiodenarray oder APD-Photodiodenarray, die dem Szintillationsdetektorarray nachgeschaltet innerhalb der PET-Detektormodule 22 angeordnet sind.
  • Mittels der PET-Detektormodule 22 werden Photonenpaare, die aus der Annihilation eines Positrons mit einem Elektron resultieren, erfasst. Trajektorien der beiden Photonen schließen einen Winkel von 180° ein. Zudem weisen die beiden Photonen jeweils eine Energie von 511 keV auf. Das Positron wird hierbei von einem Radiopharmakon emittiert, wobei das Radiopharmakon über eine Injektion dem Patienten 15 verabreicht wird. Beim Durchlaufen von Materie können die bei der Annihilation entstandenen Photonen abgeschwächt werden, wobei die Abschwächungswahrscheinlichkeit von der Pfadlänge durch die Materie und dem entsprechenden Abschwächungskoeffizienten der Materie abhängt. Dementsprechend ist bei einer Auswertung der PET-Signale eine Korrektur dieser Signale bezüglich der Abschwächung durch Komponenten, die sich im Strahlengang befinden, notwendig.
  • Zudem weisen die PET-Detektormodule 22 jeweils eine Detektorelektronik auf, die eine elektrische Verstärkerschaltung und weitere, nicht näher dargestellte Elektronikkomponenten umfasst. Zu einer Steuerung der Detektoreleketronik und der PET-Detektormodule 22 weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10, insbesondere die PET-Messdatenerfassungseinheit 12, eine PET-Steuereinheit 23 auf. Die PET-Steuereinheit 23 steuert zentral die PET-Messdatenerfassungseinheit 12. Zudem umfasst die PET-Steuereinheit 23 eine Auswerteeinheit zu einer Auswertung von PET-Daten.
  • Die dargestellte PET-Messdatenerfassungseinheit 12 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die PET-Messdatenerfassungseinheiten 12 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer PET-Messdatenerfassungseinheit 12 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
  • Das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 weist zudem eine zentrale Recheneinheit 24 auf, die beispielsweise eine Erfassung und/oder eine Auswertung von Magnetresonanz-Messdaten und von PET-Messdaten aufeinander abstimmt. Die Recheneinheit 24 kann eine zentrale Systemsteuereinheit sein. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten können auf einer Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, des Magnetresonanz-PET-Geräts 10 für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanz-PET-Gerät 10 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels welcher Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Recheneinheit 24 kann die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 und/oder die PET-Steuereinheit 23 umfassen.
  • Die Recheneinheit 24 umfasst weiterhin eine Magnetresonanz-Bilddaten-Generierungseinheit 33, eine Schwächungskartengenerierungseinheit 34 und eine Emissionstomographie-Bilddaten-Generierungseinheit 35.
  • Derart ist das dargestellte Magnetresonanz-PET-Gerät 10 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung des Untersuchungsobjekts 15 ausgebildet.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts 15 mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts 15 mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10. Die Magnetresonanz-Messdaten werden insbesondere mittels zumindest einer Magnetresonanz-Sequenz erfasst.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts 15 mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit 12 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt ein Generieren von Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten mittels einer Magnetresonanz-Bilddaten-Generierungseinheit 33 einer Recheneinheit 24 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10. Das Generieren der Magnetresonanz-Bilddaten kann dabei insbesondere eine Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten umfassen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 43 generiert eine Schwächungskartengenerierungseinheit 34 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 eine Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten, welche zum Erzeugen der anzuzeigenden Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden. Das Generieren der Schwächungskarte erfolgt dabei, wie in 2 dargestellt, vorteilhafterweise auf Grundlage der gleichen Magnetresonanz-Messdaten, welche auch für die Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden. Die mittels der zumindest einen Magnetresonanz-Sequenz erfassten Magnetresonanz-Messdaten können also zum Einen zur Rekonstruktion der Magnetresonanz-Bilddaten und zum Anderen zum Generieren der Schwächungskarte verwendet werden. Das Generieren der Schwächungskarte kann auch anders als in 2 dargestellt unter Verwendung der generierten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen. Dann erfolgt der weitere Verfahrensschritt 43 nach dem weiteren Verfahrensschritt 42.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 44 generiert eine Emissionstomographie-Bilddaten-Generierungseinheit 35 der Recheneinheit 24 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 Emissionstomographie-Bilddaten mittels einer Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten, wobei die Schwächungskorrektur unter Verwendung der generierten Schwächungskarte erfolgt.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 45 erfolgt eine Ausgabe der Magnetresonanz-Bilddaten und der Emissionstomographie-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit 25 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10. Es werden dabei insbesondere die Magnetresonanz-Bilddaten ausgegeben, welche diejenigen Magnetresonanz-Messdaten zugrunde liegen, welche für das Generieren der Schwächungskarte verwendet wurden.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts 15 mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10.
  • Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in 2, wobei bezüglich gleich bleibender Verfahrensschritte auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in 2 verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Verfahrensschritte sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.
  • Die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 41, 42, 43, 44, 45 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 2 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 39 erfolgt eine simultane Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung des Untersuchungsobjekts 15 mittels des Magnetresonanz-Emissionstomographiegeräts 10. Während dieser simultanen Magnetresonanz-Emissionstomographie Untersuchung erfolgt zumindest teilweise simultan das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 40 und das Erfassen der Emissionstomographie-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 41. Die Magnetresonanz-Messdaten und die Emissionstomographie-Messdaten werden dabei vom gleichen Untersuchungsobjekt 15 erfasst.
  • Das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 40 erfolgt mittels einer Magnetresonanz-Sequenz 40S. Die Magnetresonanz-Sequenz 40S legt dabei insbesondere eine Abfolge von Steuerbefehlen fest, anhand von welchen die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 die Magnetresonanz-Messdaten erfasst. Die Magnetresonanz-Sequenz 40S setzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Dixon-Aufnahmetechnik 40D mit einer Beschleunigungstechnik 40C ein. Besonders vorteilhaft setzt im gezeigten Fall die Beschleunigungstechnik 40C ein CAIPIRINHA (Controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration) Aufnahmeverfahren 40C ein. Derart können die Magnetresonanz-Messdaten mit einem hohen Beschleunigungsfaktor erfasst werden, wodurch beispielsweise ein Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mit einer hohen Ortsauflösung möglich ist. Damit kann sicher gestellt werden, dass die so erfassten Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 42 generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen, wenn sie auf der Anzeigeeinheit 25 im weiteren Verfahrensschritt 45 ausgegeben werden. Insbesondere können derart die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sein, dass eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in zumindest einer Raumrichtung höher als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist.
  • Die aus den Magnetresonanz-Messdaten im weiteren Verfahrensschritt 42 rekonstruierten Magnetresonanz-Bilddaten werden im weiteren Verfahrensschritt 43 zum Generieren der Schwächungskarte von der Schwächungskartengenerierungseinheit 34 verwendet. Dazu werden vor dem Generieren der Schwächungskarte die Magnetresonanz-Bilddaten zunächst in einem weiteren Verfahrensschritt 46 von der Recheneinheit 24 transformiert. Besonders vorteilhaft umfasst die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten eine Änderung einer Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Recheneinheit 24 in einem Unterschritt 46S des weiteren Verfahrensschritts 46.
  • Im Folgenden soll anhand eines beispielhaften Anwendungsfalls eine mögliche Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren der Schwächungskarte verdeutlicht werden. Exemplarisch werden im weiteren Verfahrensschritt 40 mittels der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 Magnetresonanz-Messdaten in verschiedenen Bettpositionen aufgenommen. Die Magnetresonanz-Messdaten umfassen somit mehrere Teil-Messdatensätze, wobei jeder der mehreren Teil-Messdatensätze in einer unterschiedlichen Bettposition erfasst wird. Aus den mehreren Teil-Messdatensätzen werden dann im weiteren Verfahrensschritt 42 mehrere Teil-Bilddatensätze rekonstruiert. Die Magnetresonanz-Bilddaten umfassen dann die mehreren Teil-Bilddatensätze. Die Magnetresonanz-Bilddaten sind dabei in einer axialen Schichtorientierung ausgebildet. Die Magnetresonanz-Bilddaten umfassen somit mehrere Schichten, welche senkrecht zu einer Körperlängsachse des Untersuchungsobjekts 15 in der axialen Richtung angeordnet sind. Die axiale Schichtorientierung hat sich dabei als besonders vorteilhaft für eine diagnostische Beurteilung erwiesen, so dass die axial ausgerichteten Magnetresonanz-Bilddaten im weiteren Verfahrensschritt 45 angezeigt werden können.
  • Die mehreren Schichten sind dabei über die verschiedenen Teil-Bilddatensätze verteilt. Es liegt dabei exemplarisch zumindest teilweise ein Überlapp der aufgenommenen Schichten vor. Das heißt, dass in verschiedenen Teil-Bilddatensätzen zumindest teilweise die gleichen Schichten enthalten sind. Für das Generieren der Schwächungskarte im weiteren Verfahrensschritt 43 sollen die mehreren Teil-Bilddatensätze zusammengeführt werden, so dass aus den mehreren Teil-Bilddatensätze eine einzelne Schwächungskarte zur Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten generiert werden kann.
  • Ein triviales Aneinanderfügen der mehreren axial ausgerichteten Teil-Bilddatensätze ist jedoch typischerweise aufgrund des Überlapps der axialen Schichten nicht möglich. Daher werden vorteilhafterweise die mehreren Teil-Bilddatensätze transformiert, indem eine Schichtorientierung der mehreren Teil-Bilddatensätze in eine sagittale Schichtorientierung verändert wird. Die so transformierten Teil-Bilddatensätze können besonders einfach zu einem einzelnen transformierten Magnetresonanz-Bilddatensatz zusammengeführt werden. Dieser kann möglicherweise ebenfalls wieder in eine andere Schichtorientierung transformiert werden, sofern das zum Generieren der Schwächungskarte nötig ist. Jedenfalls kann der transformierte Magnetresonanz-Bilddatensatz nun besonders vorteilhaft im weiteren Verfahrensschritt 43 zum Generieren der Schwächungskarte verwendet werden.
  • Das Generieren der Schwächungskarte im weiteren Verfahrensschritt 43 umfasst im gezeigten Fall eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten mittels der Schwächungskartengenerierungseinheit 34 in einem Unterschritt 43S des weiteren Verfahrensschritts 43. Die Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten erfolgt dabei besonders vorteilhaft unter Verwendung von zumindest einem Nachverarbeitungsparameter, wobei der zumindest eine Nachverarbeitungsparameter unter Verwendung von zumindest einem Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz 40S erzeugt wird. Dafür wird der zumindest eine Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz 40S vorteilhafterweise von der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 an die Schwächungskartengenerierungseinheit 34 übergeben.
  • Im Folgenden soll anhand eines beispielhaften Anwendungsfalls eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten unter Berücksichtigung des zumindest einem Sequenzparameters der Magnetresonanz-Sequenz 40S dargestellt werden. Exemplarisch umfasst die Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten exemplarisch eine Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen. Dabei sind den mehreren Materialklassen unterschiedliche Werte von Schwächungskoeffizienten zugewiesen. Anhand des zumindest einen Sequenzparameters der Magnetresonanz-Sequenz 40S wird exemplarisch ein Maß für eine erwartete Bildqualität der Magnetresonanz-Bilddaten, beispielsweise ein mittleres zu erwartendes Signal-zu-Rauschverhältnis, berechnet. Anhand des berechneten Maßes für die erwartete Bildqualität kann dann ein Schwellwert für die Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten in die mehreren Materialklassen angepasst werden. Ist dabei beispielsweise das zu erwartende Signal-zu-Rauschverhältnis hoch, so kann der Schwellwert für die Segmentierung angehoben werden. Ist dabei beispielsweise das zu erwartende Signal-zu-Rauschverhältnis niedrig, so kann der Schwellwert für die Segmentierung abgesenkt werden. So kann die Segmentierung der Magnetresonanz-Bilddaten besonders einfach auf eine Bildqualität der Magnetresonanz-Bilddaten abgestimmt werden.
  • Nach der Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten im Unterschritt 43S kann die Schwächungskarte besonders einfach unter Verwendung der den Materialklassen zugewiesenen Schwächungskoeffizienten generiert werden. Die Schwächungskarte kann dann in der Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten eingesetzt werden. Die so mittels der Schwächungskorrektur im weiteren Verfahrensschritt 44 rekonstruierten Emissionstomographie-Bilddaten können im weiteren Verfahrensschritt 45, insbesondere fusioniert mit den Magnetresonanz-Bilddaten, auf der Anzeigeeinheit 25 angezeigt werden.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 60 erfolgen eine Auswahl und eine Vorbereitung einer Magnetresonanz-Sequenz. Das kann bedeuten, dass ein Benutzer über die Eingabeeinheit 26 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 eine Art der Magnetresonanz-Sequenz festlegt und/oder ein entsprechendes Protokoll aussucht, in dem eine bestimmte Magnetresonanz-Sequenz definiert ist. Alternativ kann auch automatisch eine geeignete Magnetresonanz-Sequenz ausgewählt werden. Die Magnetresonanz-Sequenz umfasst dabei beispielsweise mehrere Sequenzparameter, welchen gesetzt werden sollen. Es ist alternativ zum in 4 beschriebenen Verfahren auch denkbar, dass nur ein Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz gesetzt werden soll. Beispielsweise sind folgende Sequenzparameter möglich: eine Schichtdicke, ein Schichtabstand, eine Anzahl der Schichten, eine Positionierung der Schichten im Untersuchungsobjekt 15, eine Auflösung, eine Repetitionszeit, eine Echozeit, usw.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 61 wird zumindest ein Eingangsparameter vorgegeben. Insbesondere können auch mehrere Eingangsparameter vorgegeben werden. Die Eingangsparameter können dabei insbesondere von einem Benutzer mittels der Eingabeeinheit 26 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 vorgegeben werden. Der zumindest eine Eingangsparameter bietet vorteilhafterweise zumindest eine Randbedingung für die Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz. Besonders vorteilhaft umfasst der zumindest eine Eingangsparameter eine maximale Atemanhaltezeitdauer des Untersuchungsobjekts 15.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 62 wird eine Mindest-Bildqualität vorgegeben. Die Mindest-Bildqualität kann dabei insbesondere von einem Benutzer mittels der Eingabeeinheit 26 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 vorgegeben werden. Die Mindest-Bildqualität kann dabei derart vorgegeben werden, dass eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten zumindest doppelt so groß als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 63 wird zumindest ein Nachverarbeitungsparameter vorgegeben. Der zumindest eine Nachverarbeitungsparameter kann dabei insbesondere von einem Benutzer mittels der Eingabeeinheit 26 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 vorgegeben werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 64 werden Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz gesetzt. Die Sequenzparameter können dabei von Grund auf generiert werden. Es können alternativ auch vorgegebene Sequenzparameter angepasst werden. Das Setzen der Sequenzparameter kann vollständig automatisch erfolgen. Es kann alternativ auch semiautomatisch erfolgen, indem einem Benutzer die Möglichkeit bereitgestellt wird, mittels der Eingabeeinheit 26 des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 die Sequenzparameter anzupassen. Die Sequenzparameter werden dabei anhand des zumindest einen vorgegebenen Eingangsparameters, der vorgegebenen Mindest-Bildqualität und des zumindest einen vorgegebenen Nachverarbeitungsparameters ermittelt. Die Sequenzparameter werden dabei ermittelt, dass mittels der Magnetresonanz-Sequenz von einem Untersuchungsobjekt erfasste Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass aus den Magnetresonanz-Messdaten generierte Magnetresonanz-Bilddaten die vorgegebene Mindest-Bildqualität aufweisen und dass eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren einer Schwächungskarte ein auf Grundlage des zumindest einen Nachverarbeitungsparameters ermitteltes Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium erfüllt.
  • Der weitere Verfahrensschritt 64, welcher das Setzen der Sequenzparameter umfasst, steht dabei im Wechselspiel mit dem weiteren Verfahrensschritt 62. In diesem weiteren Verfahrensschritt 62 wird sichergestellt, dass mittels der Magnetresonanz-Sequenz von einem Untersuchungsobjekt 15 erfasste Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass aus den Magnetresonanz-Messdaten generierte Magnetresonanz-Bilddaten die vorgegebene Mindest-Bildqualität aufweisen. Die Sequenzparameter können dafür anhand eines ersten Kriteriums, welches eine Mindest-Bildqualität der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten fordert, generiert werden. Das erste Kriterium kann dabei Randbedingungen festlegen, innerhalb welcher die Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz automatisch oder manuell variiert werden können. Bevor eine Magnetresonanz-Sequenz mit einer bestimmten Einstellung von Sequenzparametern zum Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten freigegeben wird, kann im weiteren Verfahrensschritt 62 geprüft werden, ob die Magnetresonanz-Messdaten das erste Kriterium erfüllen.
  • Weiterhin steht der weitere Verfahrensschritt 64, welcher das Setzen der Sequenzparameter umfasst, im Wechselspiel mit dem weiteren Verfahrensschritt 63. In diesem weiteren Verfahrensschritt 63 wird sichergestellt, dass mittels der Magnetresonanz-Sequenz von einem Untersuchungsobjekt 15 erfasste Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren einer Schwächungskarte ein auf Grundlage des zumindest einen Nachverarbeitungsparameters ermitteltes Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium erfüllt. Die Sequenzparameter können dafür anhand des Nachverarbeitungs-Qualitätskriteriums, welche eines Qualität der Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten sicher stellt, generiert werden. Das Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium kann dabei Randbedingungen festlegen, innerhalb welcher die Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz automatisch oder manuell variiert werden können. Bevor eine Magnetresonanz-Sequenz mit einer bestimmten Einstellung von Sequenzparametern zum Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten freigegeben wird, kann im weiteren Verfahrensschritt 63 geprüft werden, ob die Magnetresonanz-Messdaten das Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium erfüllen.
  • Die Magnetresonanz-Sequenz kann nach dem Setzen der Sequenzparameter in einem weiteren Verfahrensschritt 65 schließlich an die Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 übergeben werden. Die Magnetresonanz-Steuereinheit 21 der Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit 11 kann aus der Magnetresonanz-Sequenz die entsprechenden Steuerbefehle zum Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten generieren. Derart kann die Magnetresonanz-Sequenz zum Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten verwendet werden. Die mittels der Magnetresonanz-Sequenz erfassten Magnetresonanz-Messdaten können dann gemäß einer in 2 oder 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts 15 mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts 10 besonders vorteilhaft weiterverarbeitet werden.
  • Die in 4 dargestellten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswahl von Sequenzparametern einer Magnetresonanz-Sequenz werden von der Recheneinheit ausgeführt. Hierzu umfasst die Recheneinheit erforderliche Software und/oder Computerprogramme, die in einer Speichereinheit der Recheneinheit gespeichert sind. Die Software und/oder Computerprogramme umfassen Programmmittel, die dazu ausgelegt sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm und/oder die Software in der Recheneinheit mittels einer Prozessoreinheit der Recheneinheit ausgeführt wird.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (14)

  1. Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mittels eines kombinierten Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Erfassen von Magnetresonanz-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, – Erfassen von Emissionstomographie-Messdaten des Untersuchungsobjekts mittels einer Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit des Magnetresonanz-Emissionstomographie-Geräts, – Generieren von Magnetresonanz-Bilddaten aus den Magnetresonanz-Messdaten, – Generieren einer Schwächungskarte unter Verwendung der erfassten Magnetresonanz-Messdaten, welche zum Erzeugen der anzuzeigenden Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden, – Generieren von Emissionstomographie-Bilddaten mittels einer Schwächungskorrektur der Emissionstomographie-Messdaten, wobei die Schwächungskorrektur unter Verwendung der generierten Schwächungskarte erfolgt, – Ausgabe der Magnetresonanz-Bilddaten und der Emissionstomographie-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten und der Emissionstomographie-Messdaten zumindest teilweise simultan erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass die aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten eine für eine diagnostische Beurteilung ausreichende Bildqualität aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass eine Auflösung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in zumindest einer Raumrichtung höher als eine Auflösung der Emissionstomographie-Bilddaten ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mittels einer Magnetresonanz-Sequenz erfolgt, welche eine Dixon-Aufnahmetechnik mit einer Beschleunigungstechnik einsetzt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Beschleunigungstechnik ein CAIPIRINHA-Aufnahmeverfahren einsetzt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwächungskarte unter Verwendung der Magnetresonanz-Bilddaten, welche aus den Magnetresonanz-Messdaten generiert werden, generiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei vor dem Generieren der Schwächungskarte eine Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt, wobei transformierte Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden, wobei das Generieren der Schwächungskarte unter Verwendung der transformierten Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Transformation der Magnetresonanz-Bilddaten eine Änderung einer Schichtorientierung der Magnetresonanz-Bilddaten umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassen der Magnetresonanz-Messdaten mittels einer Magnetresonanz-Sequenz, welche zumindest einen Sequenzparameter aufweist, erfolgt und das Generieren der Schwächungskarte eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten unter Verwendung von zumindest einem Nachverarbeitungsparameter umfasst, wobei der zumindest eine Nachverarbeitungsparameter unter Verwendung des zumindest einen Sequenzparameters ermittelt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 7 und 10, wobei die Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Messdaten eine Segmentierung der aus den Magnetresonanz-Messdaten generierten Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Materialklassen umfasst, wobei den mehreren Materialklassen unterschiedliche Werte von Schwächungskoeffizienten zugewiesen sind.
  12. Kombiniertes Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät umfassend eine Magnetresonanz-Messdatenerfassungseinheit, eine Emissionstomographie-Messdatenerfassungseinheit, einer Anzeigeeinheit und einer Recheneinheit, welche eine Magnetresonanz-Bilddaten-Generierungseinheit, eine Schwächungskartengenerierungseinheit und eine Emissionstomographie-Bilddaten-Generierungseinheit umfasst, wobei das kombinierte Magnetresonanz-Emissionstomographie-Gerät dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  13. Verfahren zur Auswahl von zumindest einem Sequenzparameter einer Magnetresonanz-Sequenz, wobei zumindest ein Eingangsparameter, eine Mindest-Bildqualität und zumindest ein Nachverarbeitungsparameter vorgegeben werden, wobei anhand des zumindest einen vorgegebenen Eingangsparameters, der vorgegebenen Mindest-Bildqualität und des zumindest einen vorgegebenen Nachverarbeitungsparameters der zumindest eine Sequenzparameter der Magnetresonanz-Sequenz derart ermittelt wird, dass mittels der Magnetresonanz-Sequenz von einem Untersuchungsobjekt erfasste Magnetresonanz-Messdaten derart ausgebildet sind, dass aus den Magnetresonanz-Messdaten generierte Magnetresonanz-Bilddaten die vorgegebene Mindest-Bildqualität aufweisen und dass eine Nachverarbeitung der Magnetresonanz-Bilddaten zum Generieren einer Schwächungskarte ein auf Grundlage des zumindest einen Nachverarbeitungsparameters ermitteltes Nachverarbeitungs-Qualitätskriterium erfüllt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine Eingangsparameter eine maximale Atemanhaltezeitdauer des Untersuchungsobjekts umfasst.
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