DE102014219467A1

DE102014219467A1 - Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt

Info

Publication number: DE102014219467A1
Application number: DE102014219467.9A
Authority: DE
Inventors: David Grodzki
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-03-31
Also published as: US20160091591A1; US10126399B2

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, umfassend die folgenden Schritte:
– einem Erfassen eines Magnetresonanz-Signalverlaufs eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode,
– einem Erfassen von Bewegungsdaten für zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts,
– einem Generieren einer Bewegungsinformation anhand der erfassten Bewegungsdaten für den zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs,
– einem Korrigieren des erfassten Magnetresonanzsignalvergleichs anhand der generierten Bewegungsinformation,
– einem Signalvergleich des korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei jedem der Datenbank-Signalverläufe ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters zugeordnet ist und
– einem Bestimmen eines Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Signalvergleichs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt sowie eine Magnetresonanzvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt auszuführen und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Für eine Magnetresonanzuntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, insbesondere an einem Patienten, wird dieses in einer Magnetresonanzvorrichtung mit Hilfe eines Hauptmagneten einem hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 Tesla oder 3 Tesla oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse generiert. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden zudem mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenzpulse, insbesondere Anregungspulse, ausgesendet, die dazu führen, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenzpulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenzsignale, so genannte Magnetresonanzsignale, von den Kernen abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus derart akquirierten Rohdaten können anschließend Bilddaten rekonstruiert werden.
Aus der Schrift Ma et al., „Magnetic Resonance Fingerprinting", Nature, 495, 187–192 (14 March 2013) ist eine Magnetresonanz-Fingerprintingmethode bekannt, mittels welcher quantitative Werte von Gewebeparametern eines Untersuchungsobjekts bestimmt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine auf Bewegung des Patienten abgestimmte Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, umfassend die folgenden Schritte:

– einem Erfassen eines Magnetresonanz-Signalverlaufs eines Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode,
– einem Erfassen von Bewegungsdaten für zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts,
– einem Generieren einer Bewegungsinformation anhand der erfassten Bewegungsdaten für den zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs,
– einem Korrigieren des erfassten Magnetresonanzsignalvergleichs anhand der generierten Bewegungsinformation,
– einem Signalvergleich des korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei jedem der Datenbank-Signalverläufe ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters zugeordnet ist und
– einem Bestimmen eines Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Signalvergleichs.

Der Wert des zumindest einen Gewebeparameters kann nach seiner Bestimmung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Wert des zumindest einen Gewebeparameters einem Benutzer mittels einer Anzeigeeinheit mitgeteilt werden und/oder auf einer Datenbank abgespeichert werden. Insbesondere wird eine ortsaufgelöste Verteilung des Werts des zumindest einen Gewebeparameters im Untersuchungsbereich bestimmt. Der zumindest eine Gewebeparameter charakterisiert vorteilhafterweise eine physikalische Eigenschaft eines Gewebes des Untersuchungsobjekts, von welchem der Magnetresonanz-Signalverlauf erfasst wurde. Insbesondere kann der zumindest eine Gewebeparameter eine Reaktion des Gewebes auf eine Hochfrequenzanregung quantifizieren. Ein Gewebe des Untersuchungsobjekts kann beispielsweise ein Hirngewebe, ein Knochengewebe, ein Fettgewebe, ein Muskelgewebe, usw. sein. Selbstverständlich können auch Gewebeparameter für andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Gewebearten des Untersuchungsobjekts bestimmt werden. Der zumindest eine Gewebeparameter kann von einem oder mehreren der folgenden Gewebeparameter gebildet werden: einer T1-Relaxationszeit, einer T2-Relaxationszeit, einem Diffusionswert (beispielsweise einem scheinbarem Diffusionskoeffizienten, apparent diffusion coefficient, ADC), einem Magnetisierungsmomenten, einer Protonendichte, einer Resonanzfrequenz, einer Konzentration eines Stoffs, einer Temperatur, usw. Es können auch mehrere Werte von verschiedenen Gewebeparametern bestimmt werden, wobei hierbei eine beliebige Kombination der genannten Gewebeparameter denkbar ist.
Die Magnetresonanz-Fingerprintingmethode umfasst bevorzugt ein Erfassen von mehreren Magnetresonanzbildern des Untersuchungsbereichs, wobei für das Erfassen der verschiedenen Magnetresonanzbilder verschiedene Aufnahmeparameter eingestellt werden. Die Aufnahmeparameter können dabei beispielsweise in einer pseudorandominisierten Weise variiert werden. Mögliche Aufnahmeparameter, welche bei der Akquisition der mehreren Magnetresonanzbilder verändert werden, sind beispielsweise eine Echozeit, eine Ausbildung und/oder Anzahl von Hochfrequenzpulsen, eine Ausbildung und/oder Anzahl von Gradientenpulsen, eine Diffusionskodierung usw. Die mehreren Magnetresonanzbilder können dabei während mehrerer Repetitionszeiten erfasst werden, wobei jeweils ein Magnetresonanzbild der mehreren Magnetresonanzbilder während einer Repetitionszeit der mehreren Repetitionszeiten erfasst werden kann. Über die mehreren Magnetresonanzbilder wird dann insbesondere der ortsabhängige Magnetresonanz-Signalverlauf generiert.
Insbesondere sind den verschiedenen Datenbank-Signalverläufen jeweils ein unterschiedlicher Wert des zumindest einen Gewebeparameters zugeordnet. Die Datenbank-Signalverläufe stellen den bei der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode zu erwartenden Signalverlauf dar, wenn eine Probe, deren Wert des zumindest einen Gewebeparameters dem zugehörigen Datenbankwert entspricht, untersucht wird. Die Datenbank-Signalverläufe können beispielsweise in einer Kalibrierungsmessung ermittelt werden und/oder simuliert werden. Die Magnetresonanz-Fingerprintingmethode sieht insbesondere vor, dass ein Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe zu dem erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs zugeordnet wird. Der zu dem zugeordneten Datenbank-Signalverlauf gehörende Datenbankwert des zumindest einen Gewebeparameters kann als gemessener Wert des zumindest einen Gewebeparameters gesetzt werden. Derart kann der Wert des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Signalvergleichs bestimmt werden. Der anhand des Signalvergleichs bestimmte Wert des zumindest einen Gewebeparameters stellt dann insbesondere einen tatsächlichen Messwert dar, während die Datenbankwerte des zumindest einen Gewebeparameters virtuelle Werte des zumindest einen Gewebeparameters darstellen.
Den Datenbank-Signalverläufen können auch jeweils mehrere Datenbankwerte von mehreren Gewebeparametern zugeordnet sein. Hierbei können mittels eines Signalvergleichs mehrere Werte des zumindest einen Gewebeparameters gleichzeitig bestimmt werden. Es ist lediglich das Erfassen von einem einzelnen Magnetresonanz-Signalverlauf für ein Voxel des Untersuchungsbereichs nötig, um alle Werte der mehreren Gewebeparameter mittels der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode für das Voxel zu bestimmen. Für eine detailliertere Beschreibung einer exemplarischen Funktionsweise einer Magnetresonanz-Fingerprintingmethode wird auf die eingangs zitierte Schrift von Ma et al. verwiesen.
Ein zeitlich aufeinanderfolgendes Erfassen der mehreren Magnetresonanz-Signalverläufe kann die Magnetresonanz-Fingerprintingmethode anfällig für eine Bewegung des Untersuchungsobjekts machen. Die Bewegung des Untersuchungsobjekts kann zu bewegungsinduzierten Abweichungen in den generierten Magnetresonanz-Signalverläufen führen. Dies kann dann insbesondere zu Problemen beim Signalvergleich führen, da aufgrund der Bewegung veränderte Magnetresonanz-Signalverläufe vorliegen und den Datenbank-Signalverläufen keine Bewegungsinformation zugrundeliegt. Hieraus können fehlerhafte Zuordnungen des zumindest einen Gewebeparameters zu den erfassten Signalverläufen führen. Je länger hierbei die Magnetresonanzuntersuchung andauert, desto größer ist eine Wahrscheinlichkeit, dass das Untersuchungsobjekt, insbesondere ein Patient, eine unerwünschte Bewegung ausführt und dabei die Magnetresonanz-Fingerprintingmethode negativ beeinflusst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine auf eine Bewegung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Patienten, abgestimmte Magnetresonanz-Fingerprintingmethode ermöglicht werden. Die vorgeschlagene Bewegungskorrektur führt vorteilhafterweise zu einer Erhöhung der Genauigkeit bei dem Signalvergleich, so dass möglichst exakte Werte des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt werden können. Somit können eine Qualität und Aussagekraft einer ermittelten Gewebeparameterkarte erhöht werden. Insbesondere können hierbei Fehler bei der Zuordnung der Gewebeklassen vorteilhaft minimiert und/oder verhindert werden.
Vorzugsweise erfolgt das Erfassen der Bewegungsdaten für zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts zeitgleich mit dem Erfassen des Magnetresonanz-Signalverlaufs, so dass stets für einen erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf eine aktuelle Bewegungsinformation vorliegt oder ermittelt werden kann. Die ermittelte oder generierte Bewegungsinformation wird zudem vorzugsweise dem erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf zugeordnet.
Besonders vorteilhaft erfolgt für jedes Voxel des abgebildeten Untersuchungsbereichs die Bestimmung des Werts des zumindest einen Gewebeparameters, so dass eine hohe Ortsauflösung bei einer Erstellung einer Gewebeparameterkarte erreicht werden kann. Zudem kann hierbei eine genaue Trennung zwischen unterschiedlichen Gewebebereichen in den Bilddaten erreicht werden. Anhand der Bewegungsinformation kann somit für jedes Voxel eine Bewegung und/oder eine Positionsänderung bestimmt werden und derart die Bestimmung des Werts des zumindest einen Gewebeparameters für jedes Voxel mittels der Bewegungsinformation korrigiert und/oder beeinflusst werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Bewegungsinformation des zumindest einen Teilbereichs des Untersuchungsobjekts separat zur Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung erfasst wird. Es kann derart eine Bewegung des Patienten besonders schnell anhand der erfassten Bewegungsdaten bestimmt werden. Insbesondere kann ein aufwendiges Rekonstruieren einer Bewegung aus den erfassten Magnetresonanzdaten somit entfallen. Zudem kann derart die Magnetresonanz-Fingerprintingmethode bereits bei einem Erfassen einer Bewegung des Patienten angehalten und/oder unterbrochen werden und nach einem Beenden der erfassten Bewegung wieder aufgenommen werden.
Besonders vorteilhaft wird hierbei die Bewegungsinformation des zumindest einen Teilbereichs des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts mittels zumindest eines separaten Bewegungssensors erfasst. In diesem Zusammenhang soll unter einem separaten Bewegungssensor insbesondere ein Bewegungssensor verstanden werden, der separat und/oder getrennt zu einer Magneteinheit der Magnetresonanzvorrichtung ausgebildet ist, so dass die Erfassung der Bewegungsdaten unabhängig ist von einer Erfassung von Magnetresonanzdaten. Insbesondere kann die Erfassung von Bewegungsinformation für den Untersuchungsbereich während der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode unabhängig von der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode erfolgen. Der zumindest eine separate Bewegungssensor kann hierbei an der Magnetresonanzvorrichtung angeordnet sein. Der zumindest eine separate Bewegungssensor kann beispielsweise eine Kamera und/oder Ortsmarkierungen umfassen. Zudem können weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bewegungssensoren jederzeit verwendet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach dem Generieren der Bewegungsinformation die Bewegungsinformation kategorisiert wird. Es kann derart die Bewegungsinformation besonders einfach einem weiteren Vorgehen zugeordnet werden und damit das weitere Vorgehen besonders vereinfacht werden. Vorzugsweise stehen für die Bewegungsinformation zumindest zwei unterschiedliche Bewegungsinformationskategorien, besonders vorteilhaft jedoch drei unterschiedliche Bewegungsinformationskategorien zur Verfügung. Beispielsweise kann eine Bewegungsinformationskategorie einer vorübergehenden Bewegung und/oder eine Bewegungsinformationskategorie einer dauerhaften Positionsänderung und/oder eine Bewegungsinformationskategorie eines Ruhezustands zur Verfügung stehen. So kann insbesondere eine Bewegungsinformation, die der Bewegungsinformationskategorie eines Ruhezustands zugeordnet wird, bei der Korrektur des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs dazu führen, dass der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf gleich dem korrigierten Magnetresonanz-Signalverlauf entspricht. Des Weiteren kann eine Bewegungsinformation, die der Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung und/oder der Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung zugeordnet wird, bei der Korrektur des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs dazu führen, dass der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf entsprechend der Bewegung geändert wird oder auch für eine weitere Auswertung unberücksichtigt bleibt.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einer Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung und/oder in einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung während der Dauer der Bewegung die Bilddaten des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs markiert werden. Hierdurch können die erfassten Bilddaten des Magnetresonanz-Signalverlaufs besonders einfach und schnell einer Bewegung des Patienten zugeordnet werden und somit dies bei einer Auswertung, insbesondere einem Bestimmen des Werts des zumindest einen Gewebeparameters, berücksichtigt werden. Beispielsweise werden hierbei die erfassten Bilddaten, die während der Bewegung des Patienten erfasst wurden, der Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegungen und/oder der Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung in einem Zwischenspeicher markiert und/oder gekennzeichnet. Zudem ist es auch denkbar, dass die Markierung der erfassten Bilddaten des Magnetresonanz-Signalverlaufs in der Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegungen sich von der Markierung der erfassten Bilddaten des Magnetresonanz-Signalverlaufs in der Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung unterscheidet.
In diesem Zusammenhang soll unter einer vorübergehenden Bewegung insbesondere eine Bewegung des Patienten verstanden werden, bei der der bewegte Teilbereich und/oder der sich bewegende Teilbereich des Patienten nach der Bewegung wieder seine Position und Orientierung, die dieser vor der Bewegung hatte, einnimmt. Demzufolge ist eine Position und Orientierung des bewegten Teilbereichs und/oder des sich bewegenden Teilbereichs des Patienten vor und nach der Bewegung gleich. Eine vorübergehende Bewegung kann beispielsweise Atembewegung, eine Schluckbewegung des Patienten oder eine Hustbewegung des Patienten usw. sein.
Des Weiteren soll unter einer dauerhaften Positionsänderung insbesondere eine Bewegung des Patienten verstanden werden, bei der der bewegte Teilbereich und/oder der sich bewegende Teilbereich des Patienten dauerhaft seine Position ändert. Demzufolge ist eine Position und Orientierung des bewegten Teilbereichs und/oder des sich bewegenden Teilbereichs des Patienten vor der Bewegung unterschiedlich zu einer Position und Orientierung des bewegten Teilbereichs und/oder des sich bewegenden Teilbereichs des Patienten nach der Bewegung. Eine dauerhafte Positionsänderung kann beispielsweise eine Drehung des Kopfes des Patienten oder eine Armbewegung des Patienten usw. sein.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegungen und/oder einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung während der Dauer der Bewegung die Bilddaten des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs bei dem Signalvergleich mit den mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen unberücksichtigt bleiben. Derart kann vorteilhaft eine unerwünschte Fehlzuordnung von Gewebeparametern zu einem Voxel und damit zu einem Teilbereich des Patienten vorteilhaft verhindert werden. Insbesondere können hierbei Signaländerungen in den Magnetresonanz-Signalverläufen, die aufgrund der Bewegung des Patienten hervorgerufen werden, bei der Bestimmung einer Gewebeklasse unberücksichtigt bleiben und damit eine Fehlanalyse vermieden werden. Der korrigierte Magnetresonanz-Signalverlauf kann hierbei beispielsweise eine Fehlermeldung umfassen, da eine exakte Bestimmung des Werts des zumindest einen Gewebeparameters aufgrund der Bewegung des Patienten und der daraus resultierenden Signaländerung der erfassten Magnetresonanz-Signalverläufe nicht möglich ist. Zudem kann der korrigierte Magnetresonanz-Signalverlauf auch den letzten Magnetresonanz-Signalverlauf ohne Bewegung mit dem Zusatz, dass kein aktueller Magnetresonanz-Signalverlauf vorliegt, umfassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung und/oder einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung während der Dauer der Bewegung das Erfassen eines Magnetresonanz-Signalverlaufs für den bewegten Teilbereich unterbrochen und nach einem Beenden der Bewegung erneut gestartet. Derart kann sichergestellt werden, dass bei einer Verarbeitung und/oder Datenauswertung der erfassten Bilddaten zur Erfassung des Magnetresonanz-Signalverlaufs diejenigen Bilddaten, die der Bewegung zugeordnet werden können, unberücksichtigt bleiben und auch nicht versehentlich zur Bestimmung der Gewebeparameter berücksichtigt werden können. Zudem kann derart auf die Erfassung von nicht verwertbaren Magnetresonanz-Signalverläufen vorteilhaft verzichtet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung nach einem Beenden der Bewegung für den bewegten Teilbereich eine neue Position des bewegten Teilbereichs bei der Korrektur des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs berücksichtigt wird. Derart kann in die Bestimmung des Werts des zumindest einen Gewebeparameter eine Positionsänderung und/oder eine Lageänderung des bewegten Teilbereichs eingehen, so dass ein Wert des zumindest einen Gewebeparameters stets sicher einem aktuellen, insbesondere korrigierten, Magnetresonanz-Signalverlauf zugeordnet werden kann.
Besonders vorteilhaft wird hierbei der korrigierte Magnetresonanz-Signalverlauf mittels einer Rotationsmatrix bestimmt. Mittels der Rotationsmatrix kann eine Signaländerung, die aufgrund der Positionsänderung zumindest eines Teilbereichs des Untersuchungsbereichs in entsprechenden Voxeln auftritt, vorteilhaft kompensiert werden. Vorzugsweise ist die Rotationsmatrix, insbesondere einzelne Parameter der Rotationsmatrix, an eine jeweilige Positionsänderung angepasst, so dass in Abhängigkeit von der Positionsänderung die auftretende Signaländerung in den Magnetresonanz-Signalverläufen kompensiert werden kann. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass für unterschiedliche Voxel in den erfasst Bilddaten unterschiedliche Parameter innerhalb der Rotationsmatrix festgelegt werden, um die Bewegung der entsprechenden Teilbereiche des Patienten zu kompensieren.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Magnetresonanzvorrichtung mit einer Magneteinheit, einer Bewegungserfassungseinheit, einer Systemsteuereinheit und einer Benutzerschnittstelle, wobei die Systemsteuereinheit eine Signalverlaufsgenerierungseinheit, eine Signalvergleichseinheit, eine Bestimmungseinheit und eine Bewegungskorrektureinheit umfasst. Die Magnetresonanzvorrichtung ist hierbei dazu ausgebildet, ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt auszuführen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine auf eine Bewegung des Untersuchungsobjekts, insbesondere des Patienten, abgestimmte Magnetresonanz-Fingerprintingmethode ermöglicht werden. Die vorgeschlagene Bewegungskorrektur führt vorteilhafterweise zu einer Erhöhung der Genauigkeit bei dem Signalvergleich, so dass möglichst exakte Werte des zumindest einen Gewebeparameters bestimmt werden können. Somit können eine Qualität und Aussagekraft einer ermittelten Gewebeparameterkarte erhöht werden. Insbesondere können hierbei Fehler bei der Zuordnung der Gewebeklassen vorteilhaft minimiert und/oder verhindert werden.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Magnetresonanzvorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Systemsteuereinheit einer Magnetresonanzvorrichtung ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Programm in der Systemsteuereinheit der Magnetresonanzvorrichtung ausgeführt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
2 ein erfindungsgemäßes Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung in einer schematischen Darstellung.
In 1 ist eine Magnetresonanzvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11, die einen supraleitenden Hauptmagneten 12 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 13 umfasst. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 14 auf zu einer Aufnahme eines Patienten 15. Der Patientenaufnahmebereich 14 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 11 zylinderförmig umgeben. Grundsätzlich ist jedoch eine davon abweichende Ausbildung des Patientenaufnahmebereichs 14 jederzeit denkbar. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 17 auf.
Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 18 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert. Die Magneteinheit 11 umfasst weiterhin eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als fest in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 einstellt, ausgelegt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von einer Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanzsequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von einem Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gebildet ist, ein. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanzsignalen ausgebildet.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Systemsteuereinheit 22 auf. Die Systemsteuereinheit 22 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 19, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Zudem umfasst die Systemsteuereinheit 22 eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit zu einer Auswertung von medizinischen Bilddaten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Des Weiteren umfasst Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 23, die mit der Systemsteuereinheit 22 verbunden ist. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzbilder können auf einer Anzeigeeinheit 24, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 23 für ein medizinisches Bedienpersonal angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 23 eine Eingabeeinheit 25 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von dem medizinischen Bedienpersonal eingegeben werden können.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Systemsteuereinheit 22 eine Signalverlaufsgenerierungseinheit 26, eine Signalvergleichseinheit 27, eine Bestimmungseinheit 28 und eine Bewegungskorrektureinheit 29 auf. Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung eine Signalverlaufserfassungseinheit 30. Die Signalverlaufserfassungseinheit 30 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von der Magneteinheit gebildet.
Zu einer Erfassung einer Bewegung des Patienten 15 während einer Erfassung von Magnetresonanzdaten einer Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Bewegungserfassungseinheit 31 auf. Die Bewegungserfassungseinheit 31 ist separat zur Magneteinheit 11 ausgebildet und umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen einzigen Bewegungssensor 32, der als Kamera ausgebildet ist. In einer alternativen Ausgestaltung der Bewegungserfassungseinheit 31 kann diese auch mehr als einen Bewegungssensor 32 aufweisen. Zudem ist auch eine alternative Ausgestaltung des Bewegungssensors 32 oder der Bewegungssensoren 32 zu dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel denkbar. Der Bewegungssensor 32 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 an einer den Patientenaufnahmebereich 14 umgebenden Gehäuseeinheit der Magnetresonanzvorrichtung 10 angeordnet.
Die Magnetresonanzvorrichtung 10, insbesondere die Magneteinheit 11, ist zusammen mit der Systemsteuereinheit 22 und der Bewegungserfassungseinheit 31 zu einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Patienten 15, ausgelegt. In 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung schematischen dargestellt. Hierzu weist die Systemsteuereinheit 22 eine entsprechende Software und/oder Computerprogramme auf, die in einen Speicher der Systemsteuereinheit 22 ladbar ist, mit Programmmitteln, um das Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung auszuführen, wenn das Programm in der Systemsteuereinheit 22 der Magnetresonanzvorrichtung 10 ausgeführt wird.
Das Verfahren zur Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, insbesondere dem Patienten 15 umfasst einen ersten Verfahrensschritt 100, in dem mittels der Signalverlaufserfassungseinheit 30 der Magnetresonanzvorrichtung 10 ein Magnetresonanz-Signalverlauf eines Untersuchungsbereichs 33 des Patienten 15 mittels einer Magnetresonanz-Fingerprintingmethode erfasst wird. Im vorliegenden Fall werden beispielsweise mehrere Magnetresonanzbilder mittels der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode aufgenommen. Die Magnetresonanz-Fingerprintingmethode beinhaltet dabei insbesondere, dass bei der Aufnahme der Magnetresonanzbilder pseudorandominisiert veränderte Aufnahmeparameter eingesetzt werden. Der Magnetresonanz-Signalverlauf wird dann über mehrere Magnetresonanzbilder gebildet. Insbesondere wird dabei über jedes Voxel der Magnetresonanzbilder ein Signalverlauf über die mehreren Magnetresonanzbilder gebildet.
Zeitgleich mit dem Verfahrensschritt 100 des Erfassens des Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt 101 ein Erfassen von Bewegungsdaten des Untersuchungsobjekts, vorliegend des Patienten 15, für zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs 33 des Untersuchungsobjekts. Der Teilbereich des Untersuchungsbereichs 33 kann hierbei den Untersuchungsbereich 33 komplett umfassen. Zudem kann der Teilbereich des Untersuchungsbereichs 33 auch nur auf Bereiche des Untersuchungsbereichs 33 beschränkt sein, die eine Bewegung ausführen können. Das Erfassen der Bewegungsdaten erfolgt hierbei mittels der Bewegungserfassungseinheit 31, insbesondere mittels des Bewegungssensors 32. Die Erfassung der Bewegungsdaten des zumindest einen Teilbereichs des Untersuchungsbereichs 33 des Untersuchungsobjekts erfolgt hierbei separat zur Magnetresonanz-FingerFingerprintinguntersuchung, so dass die Erfassung der Bewegungsdaten und die Erfassung des Magnetresonanz-Signalverlaufs unabhängig voneinander erfolgen.
Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt 102 eine Bewegungsinformation für den zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs 33 des Untersuchungsobjekts generiert, wobei in die Berechnung und/oder Generierung der Bewegungsinformation die erfassten Bewegungsdaten eingehen. Hierzu werden die erfassten Bewegungsdaten an die Systemsteuereinheit 22, insbesondere an die Bewegungskorrektureinheit 29, übertragen und dort von der Bewegungskorrektureinheit 29 die Bewegungsinformation generiert. Alternativ hierzu kann das Generieren der Bewegungsinformation auch mittels der Bewegungserfassungseinheit 31 erfolgen, die hierzu eine nicht näher dargestellte Auswerteinheit aufweist. Von Bewegungskorrektureinheit wird in dem Verfahrensschritt 102 für jedes Voxel der erfassten Magnetresonanzdaten eine Bewegungsinformation ermittelt und den erfassten Magnetresonanz-Signalverläufen zugeordnet.
Zur Berücksichtigung der Bewegungsinformation bei einem Signalvergleich Magnetresonanz-Signalverläufe mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen wird die Bewegungsinformation in einem weiteren Verfahrensschritt 103 von der Bewegungskorrektureinheit 29 kategorisiert. Je nach Art der Bewegung wird die generierte Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie einer vorübergehenden Bewegung oder einer Bewegungsinformationskategorie einer dauerhaften Bewegung von der Bewegungskorrektureinheit 29 zugeordnet.
Eine vorübergehende Bewegung umfasst eine Bewegung des Patienten 15 bei der der bewegte Teilbereich und/oder der sich bewegende Teilbereich des Patienten 15 nach der Bewegung wieder seine Position und Orientierung, die dieser vor der Bewegung hatte, einnimmt. Demzufolge ist eine Position und Orientierung des bewegten Teilbereichs und/oder des sich bewegenden Teilbereichs des Patienten 15 vor und nach der Bewegung gleich. Eine vorübergehende Bewegung kann beispielsweise eine Atembewegung des Patienten 15 oder eine Schluckbewegung des Patienten 15 oder eine Hustbewegung des Patienten 15 usw. sein.
Eine dauerhafte Positionsänderung umfasst eine Bewegung des Patienten 15, bei der der bewegte Teilbereich und/oder der sich bewegende Teilbereich des Patienten 15 dauerhaft seine Position ändert. Demzufolge ist eine Position und Orientierung des bewegten Teilbereichs und/oder des sich bewegenden Teilbereichs des Patienten 15 vor der Bewegung unterschiedlich zu einer Position und Orientierung des bewegten Teilbereichs und/oder des sich bewegenden Teilbereichs des Patienten 15 nach der Bewegung. Eine dauerhafte Positionsänderung kann beispielsweise eine Drehung des Kopfes des Patienten 15 oder eine Armbewegung des Patienten 15 usw. umfassen.
Sofern keine Bewegung vorliegt, wird die Bewegungsinformation einer weiteren Bewegungsinformationskategorie von der Bewegungskorrektureinheit 29 zugeordnet. Die weitere Bewegungsinformationskategorie umfasst eine Bewegungsinformationskategorie eines Ruhezustands.
In einem daran anschließenden, weiteren Verfahrensschritt 104 wird von der Bewegungskorrektureinheit 29 der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf korrigiert. Eine Korrektur des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs erfolgt anhand der generierten Bewegungsinformation. Liegt in dem weiteren Verfahrensschritt 104 eine Bewegungsinformation der Bewegungsinformationskategorie Ruhezustand für den erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf vor, entspricht der korrigierte Magnetresonanz-Signalverlauf gleich dem erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf, so dass der Magnetresonanz-Signalverlauf unverändert bleibt für eine weitere Betrachtung und/oder Auswertung.
Liegt dagegen eine Bewegungsinformation für einen Magnetresonanz-Signalverlauf vor, die einer der beiden Bewegungsinformationskategorien der vorübergehenden Bewegung oder der dauerhaften Positionsänderung zugeordnet wird, so wird von der Bewegungskorrektureinheit 29 in dem weiteren Verfahrensschritt 104 der zugeordnete, erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf markiert. Dies kann beispielsweise in einem Zwischenspeicher erfolgen, in dem der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf zwischengespeichert ist. Hierbei kann eine Markierung und/oder Kennzeichnung eines erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs der Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung unterschiedlich sein von einer Markierung und/oder Kennzeichnung eines erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs der Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung. Die Erfassung der Bewegungsdaten in dem Verfahrensschritt 101 und die Generierung der Bewegungsinformation in dem Verfahrensschritt 102 erfolgen kontinuierlich, so dass eine Dauer der Bewegung erfasst werden kann und für die Dauer der Bewegung alle erfassten Magnetresonanz-Signalverläufe derartig von der Bewegungskorrektureinheit 29 markiert werden.
Bei dauerhaften Positionsänderungen befinden sich nach der Dauer der Bewegung die bewegten Körperteile in einer neuen Position, die von der Bewegungskorrektureinheit 29 in dem weiteren Verfahrensschritt 104 berücksichtigt wird. Aufgrund der neuen oder geänderten Position ergeben sich in dem Magnetresonanz-Signalverlauf Signaländerungen, die von der Bewegungskorrektureinheit 29 mittels einer Rotationsmatrix kompensiert werden. Mittels der Rotationsmatrix wird ausgehend von dem erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf für die neue Position ein korrigierter Magnetresonanz-Signalverlauf bestimmt, der im Wesentlichen einem erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf vor der Bewegung entspricht. Vorzugsweise ist die Rotationsmatrix, insbesondere einzelne Parameter der Rotationsmatrix, an eine jeweilige Positionsänderung angepasst, so dass in Abhängigkeit von der Positionsänderung die auftretende Signaländerung in den Magnetresonanz-Signalverläufen kompensiert werden kann. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass für unterschiedliche Voxel in den erfasst Bilddaten unterschiedliche Parameter innerhalb der Rotationsmatrix festgelegt werden, um die Bewegung der entsprechenden Teilbereiche des Patienten zu kompensieren.
In einem weiteren Verfahrensschritt 105 erfolgt ein Signalvergleich des in dem Verfahrensschritt 104 korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen mittels der Signalvergleichseinheit 27 der Systemsteuereinheit 22. Die Datenbank ist dabei insbesondere im Sinne eines Datenaustauschs mit der Systemsteuereinheit 22 verbunden. Jedem der Datenbank-Signalverläufe ist ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters zugeordnet. Der Signalvergleich kann mittels eines gängigen Mustererkennungsverfahrens und/oder durch eine einfache Korrelationsanalyse erfolgen. Bei dem Signalvergleich wird für jeden Vergleich ein Vergleichsparameter ausgegeben, welcher den Grad der Übereinstimmung des Magnetresonanz-Signalverlaufs mit den Datenbank-Signalverläufen charakterisiert.
Exemplarisch sollen zwei Gewebeparameter bestimmt werden, nämlich eine T1-Relaxationszeit und eine T2-Relaxationszeit. Selbstverständlich kann der zumindest eine Gewebeparameter auch eine abweichende Anzahl von Gewebeparametern umfassen. Der zumindest eine Gewebeparameter kann auch andere Gewebeparameter, wie beispielsweise einen Diffusionswert (beispielsweise einen scheinbaren Diffusionskoeffizient, apparent diffusion coefficient, ADC), ein Magnetisierungsmoment, eine Protonendichte, eine Resonanzfrequenz, eine Konzentration eines Stoffs, eine Temperatur, usw. umfassen. Zur Veranschaulich sollen exemplarisch 2900 Datenbankwerte der T1-Relaxationszeit, welche in Millisekunden-Schritten den Bereich von 101 ms bis 3000 ms abdecken, und 990 Datenbankwerte der T2-Relaxationszeit, welche in Millisekunden-Schritten den Bereich von 11 ms bis 1000 ms abdecken, vorliegen. Die Datenbank umfasst demnach insgesamt exemplarisch 2871000 Datenbank-Signalverläufe, wobei jeder der Datenbank-Signalverläufe einem 2-Tupel der T1-Relaxationszeit und T2-Relaxationszeit zugeordnet ist. Die Datenbank-Signalverläufe können beispielsweise in einer Simulation für die unterschiedlichen Datenbankwerte der T1-Relaxationszeit und der T2-Relaxationszeit ermittelt werden.
Sofern der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf der Bewegungsinformationskategorie des Ruhezustands zugeordnet ist, erfolgt der Signalvergleich in dem Verfahrensschritt 105 mittels des korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs, der gleich dem erfassten Magnetresonanz-Signalverlauf ist. Sofern der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf der Bewegungskategorie der dauerhaften Positionsänderung zugeordnet ist und die Bewegung beendet ist, erfolgt der Signalvergleich in dem Verfahrensschritt 105 mittels des korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs, der in dem Verfahrensschritt mittels einer Rotationsmatrix korrigiert wurde.
Sofern der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf der Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung oder der dauerhaften Positionsänderung zugeordnet ist und die Bewegung noch andauert, ist der erfasste Magnetresonanz-Signalverlauf in dem Verfahrensschritt 104 von der Bewegungskorrektureinheit 29 markiert oder gekennzeichnet worden. Aufgrund dieser Kennzeichnung erfolgt im dem Verfahrensschritt 105 des Signalvergleichs kein aktueller Signalvergleich zwischen einem korrigierten Magnetresonanz-Signalverlauf und den mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, so dass die markierten Magnetresonanz-Signalverläufe in dem weiteren Verfahrensschritt 105 nicht berücksichtigt werden. Eine Bewegung des Patienten 15 induziert eine Änderung des Magnetresonanz-Signalverlaufs, so dass dies bei einer Berücksichtigung des Magnetresonanz-Signalverlaufs zu einem Fehlergebnis führen würde. Hierbei kann dem Vergleichsergebnis des Signalvergleichs im dem Verfahrensschritt 105 von der Signalvergleichseinheit 27 ein Wert zugewiesen werden, der einem Benutzer signalisiert, dass keine aktuellen Vergleichsergebnisse aufgrund einer Bewegung des Patienten 15 vorliegen. Zudem kann es auch sein, dass das letzte Signalvergleichsergebnis beibehalten wird mit dem Zusatz, dass aktuell aufgrund einer Bewegung keine aktuellen Vergleichsergebnisse vorliegen.
Alternativ oder zusätzlich kann es in einem optionalen Verfahrensschritt 106 auch vorgesehen sein, dass von der Bewegungskorrektureinheit 29 bei Vorliegen einer Bewegungsinformation der Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung oder in der Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung das Erfassen des Magnetresonanz-Signalverlaufs für den bewegten Teilbereich des Untersuchungsbereichs unterbrochen wird und bei Beenden der Bewegung das Erfassen des Magnetresonanz-Signalverlauf erneut gestartet wird. Auch hier würde in dem Verfahrensschritt 105 des Signalvergleichs kein aktueller Signalvergleich zwischen einem korrigierten Magnetresonanz-Signalverlauf und den mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen erfolgen, da die Bewegung des Patienten 15 eine Änderung des Magnetresonanz-Signalverlaufs induziert, so dass dies bei einer Berücksichtigung des Magnetresonanz-Signalverlaufs zu einem Fehlergebnis führen würde. Auch hier kann dem Vergleichsergebnis des Signalvergleichs im dem Verfahrensschritt 105 von der Signalvergleichseinheit 27 ein Wert zugewiesen werden, der einem Benutzer signalisiert, dass keine aktuellen Vergleichsergebnisse aufgrund einer Bewegung des Patienten 15 vorliegen. Zudem kann es auch sein, dass das letzte Signalvergleichsergebnis beibehalten wird mit dem Zusatz, dass aktuell aufgrund einer Bewegung keine aktuellen Vergleichsergebnisse vorliegen.
In einem weiteren Verfahrensschritt 107 erfolgt ein Bestimmen eines Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Signalvergleichs mittels der Bestimmungseinheit 28 der Systemsteuereinheit 22. Im obigen Beispiel wurde im Signalvergleich ein passender Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe ermittelt, welcher die größte Übereinstimmung mit dem Magnetresonanz-Signalverlauf aufweist. Die zu dem passenden Datenbank-Signalverlauf gehörende T1-Relaxationszeit und T2-Relaxationszeit können dann als Wert des zumindest einen Gewebeparameters gesetzt werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Ma et al., „Magnetic Resonance Fingerprinting“, Nature, 495, 187–192 (14 March 2013) [0003]
Ma et al. [0009]

Claims

Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt, umfassend die folgenden Schritte: – einem Erfassen eines Magnetresonanz-Signalverlaufs eines Untersuchungsbereichs (33) des Untersuchungsobjekts mittels der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode, – einem Erfassen von Bewegungsdaten für zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs (33) des Untersuchungsobjekts, – einem Generieren einer Bewegungsinformation anhand der erfassten Bewegungsdaten für den zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs (33), – einem Korrigieren des erfassten Magnetresonanzsignalvergleichs anhand der generierten Bewegungsinformation, – einem Signalvergleich des korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei jedem der Datenbank-Signalverläufe ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters zugeordnet ist und – einem Bestimmen eines Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Signalvergleichs.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Voxel zumindest ein Wert des zumindest einen Gewebeparameter bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsinformation des zumindest einen Teilbereichs des Untersuchungsbereichs (33) des Untersuchungsobjekts separat zu der Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsinformation des zumindest einen Teilbereichs des Untersuchungsbereichs (33) des Untersuchungsobjekts mittels zumindest eines separaten Bewegungssensor (32) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Generieren der Bewegungsinformation die Bewegungsinformation kategorisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegung und/oder einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung während der Dauer der Bewegung die Bilddaten des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs markiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegungen und/oder einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung während der Dauer der Bewegung die erfassten Bilddaten des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs bei dem Signalvergleich mit den mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen unberücksichtigt bleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der vorübergehenden Bewegungen und/oder einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung während der Dauer der Bewegung das Erfassen eines Magnetresonanz-Signalverlaufs für den bewegten Teilbereich unterbrochen wird und nach einem Beenden der Bewegung erneut gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Bewegungsinformation einer Bewegungsinformationskategorie der dauerhaften Positionsänderung nach einem Beenden der Bewegung für den bewegten Teilbereich eine neue Position des bewegten Teilbereichs bei der Korrektur des erfassten Magnetresonanz-Signalverlaufs berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein der korrigierte Magnetresonanz-Signalverlauf mittels einer Rotationsmatrix bestimmt wird.
Magnetresonanzvorrichtung mit einer Magneteinheit (11), einer Bewegungserfassungseinheit (31), einer Systemsteuereinheit (22) und einer Benutzerschnittstelle (23), wobei die Systemsteuereinheit (22) eine Signalverlaufsgenerierungseinheit (26), eine Signalvergleichseinheit (27), eine Bestimmungseinheit (28) und eine Bewegungskorrektureinheit (29) umfasst, wobei die Magnetresonanzvorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung an einem Untersuchungsobjekt auszuführen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – einem Erfassen eines Magnetresonanz-Signalverlaufs eines Untersuchungsbereichs (33) des Untersuchungsobjekts mittels der Magnetresonanz-Fingerprintingmethode, – einem Erfassen von Bewegungsdaten für zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs (33) des Untersuchungsobjekts, – einem Generieren einer Bewegungsinformation anhand der erfassten Bewegungsdaten für den zumindest einen Teilbereich des Untersuchungsbereichs (33), – einem Korrigieren des erfassten Magnetresonanzsignalvergleichs anhand der generierten Bewegungsinformation, – einem Signalvergleich des korrigierten Magnetresonanz-Signalverlaufs mit mehreren in einer Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen, wobei jedem der Datenbank-Signalverläufe ein Datenbankwert zumindest eines Gewebeparameters zugeordnet ist und – einem Bestimmen eines Werts des zumindest einen Gewebeparameters anhand des Signalvergleichs.
Magnetresonanzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanzvorrichtung zu einer Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 10 ausgelegt ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Systemsteuereinheit (22) einer Magnetresonanzvorrichtung (10) ladbar ist, mit Programmmitteln, um ein Verfahren zu einer Bewegungskorrektur für eine Magnetresonanz-Fingerprintinguntersuchung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Programm in der Systemsteuereinheit (22) der Magnetresonanzvorrichtung (10) ausgeführt wird.