DE102016207314A1 - Verfahren zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten - Google Patents

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Lars Lauer
Heiko Meyer
Elmar Rummert
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten, eine Recheneinheit, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt. Um eine verbesserte Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eines Untersuchungsobjekts die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
– Erfassen von ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts, wobei das Magnetresonanzgerät eine erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist,
– Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf eine zweite Hauptmagnetfeldstärke, wobei zweite quantitative Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden,
– Anzeigen der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten, eine Recheneinheit, ein Magnetresonanzgerät und ein Computerprogrammprodukt.
  • In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper einer Untersuchungsobjekts, beispielsweise eines Patienten, eines gesunden Probanden, eines Tiers oder eines Phantoms, 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 Hochfrequenz-Pulse, beispielsweise 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, beispielsweise 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.
  • Es sind quantitative Magnetresonanz-Verfahren bekannt, welche zum Quantifizieren von Materialeigenschaften eines Gewebes des Untersuchungsobjekts, wie beispielsweise einer T1-Relaxationszeit oder einer T2-Relaxationszeit, eingesetzt werden können. Mittels solcher quantitativer Magnetresonanz-Verfahren können quantitative Magnetresonanz-Bilddaten aufgenommen und einem Benutzer angezeigt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eines Untersuchungsobjekts umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
    • – Erfassen von ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts, wobei das Magnetresonanzgerät eine erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist,
    • – Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf eine zweite Hauptmagnetfeldstärke, wobei zweite quantitative Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden,
    • – Anzeigen der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit
  • Das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten kann ein Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten oder ein Laden von bereits aufgenommenen ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten aus einer Datenbank umfassen. Das Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt insbesondere mittels eines quantitativen Magnetresonanz-Verfahrens. Das Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt insbesondere mit einem Magnetresonanzgerät, welches einen supraleitenden Magneten oder einen Permanentmagneten mit der ersten Hauptmagnetfeldstärke aufweist. Derart ist das Hauptmagnetfeld, welches die erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist, insbesondere statisch und zum Ausrichten der Kernspins im Körper des Untersuchungsobjekts in paralleler bzw. antiparalleler Richtung zum Hauptmagnetfeld ausgebildet.
  • Ein quantitatives Magnetresonanz-Verfahren, welches zum Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eingesetzt wird, dient insbesondere zur Bestimmung zumindest eines Materialparameters. Die Quantifizierung des zumindest einen Materialparameters erfolgt dabei insbesondere ortsaufgelöst. Somit umfassen die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten insbesondere eine ortsaufgelöste Verteilung des zumindest einen Materialparameters. Der zumindest eine Materialparameter charakterisiert vorteilhafterweise eine physikalische Eigenschaft des Stoffs, beispielsweise des Gewebes, von welchem die Magnetresonanz-Signale aufgenommen werden. Insbesondere kann der zumindest eine Materialparameter eine Reaktion des Stoffs auf eine Hochfrequenz-Anregung quantifizieren. Eine Auswahl möglicher Materialparameter, welche in den ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten vorliegen können, ist: eine T1-Relaxationszeit, eine T2-Relaxationszeit, ein Diffusionswert (beispielsweise ein scheinbarer Diffusionskoeffizient, apparent diffusion coefficient, ADC), ein Magnetisierungsmoment, eine Protonendichte, eine Resonanzfrequenz, eine Konzentration eines Stoffs, usw. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Materialparameter denkbar. Aus den genannten Materialparametern kann eine beliebige Kombination im quantitativen Magnetresonanz-Verfahren bestimmt werden. Die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten können somit vorteilhafterweise Informationen über absolute physikalische Größen enthalten. Somit steht vorteilhafterweise ein Voxelwert der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten in einem direkten Zusammenhang mit einem physikalischen Messwert und kann insbesondere eine physikalische Einheit aufweisen. Das zum Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eingesetzte quantitative Magnetresonanz-Verfahren kann dabei ein herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise ein T1-Mapping Verfahren oder auch eine Magnetresonanz-Fingerprinting Methode, welche in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben wird, sein.
  • Dem Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten liegt insbesondere die Überlegung zugrunde, dass der zumindest eine Materialparameter, welcher in den ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten quantifiziert vorliegt, abhängig von der bei der Akquisition der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten verwendeten Hauptmagnetfeldstärke ist. So sind zum Beispiel Relaxationszeitkonstanten, wie die T1-Relaxationszeit oder die T2-Relaxationszeit, für viele Gewebetypen abhängig von der Hauptmagnetfeldstärke. Beispielsweise wurde in der Schrift von BOTTOMLEY, P. A. et al.: „A review of normal tissue hydrogen NMR relaxation times and relaxation mechanisms from 1–100 MHz: Dependence on tissue type, NMR frequency, temperature, specision, excision, and age", in: Medical Physics; 1984; Band 11; Nr. 4; Seiten 425–448, eine Erhöhung einer gemessenen T1-Relaxationszeit bei einer Erhöhung der Hauptmagnetfeldstärke, welche zum Messen der T1-Relaxationszeit verwendet wird, festgestellt. Selbstverständlich sind auch weitere Abhängigkeiten von Materialparametern von der Hauptmagnetfeldstärke, welche zum Messen der Materialparameter eingesetzt wird, dem Fachmann bekannt.
  • Derart kann das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zu den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten derart erfolgen, dass in den ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erste quantitative Datenwerte des zumindest einen Materialparameters und in den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zweite quantitative Datenwerte des zumindest einen Materialparameters vorliegen. Die ersten quantitativen Datenwerte des Materialparameters entsprechen dabei insbesondere denjenigen Datenwerten des Materialparameters, welche bei einer Messung mit der ersten Hauptmagnetfeldstärke vorliegen. Dagegen entsprechen insbesondere die zweiten quantitativen Datenwerte des Materialparameters denjenigen Datenwerten des Materialparameters, welche bei einer Messung mit der zweiten Hauptmagnetfeldstärke vorliegen. Dass die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke zu der zweiten Hauptmagnetfeldstärke umgerechnet werden, bedeutet somit insbesondere, dass die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten so ausgebildet sind, als wenn sie mit einem Magnetresonanzgerät, welches die zweite Hauptmagnetfeldstärke statt der ersten Hauptmagnetfeldstärke aufweist, aufgenommen worden wären.
  • Das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf die zweite Hauptmagnetfeldstärke erfolgt insbesondere mittels eines Umrechnungsalgorithmus, welcher als Eingangsparameter die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und als Ausgangsparameter die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten aufweist. Das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zu den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten kann somit unter Verwendung von Zusatzinformationen, beispielsweise einer Funktion, erfolgen, welche eine Abhängigkeit des in den quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten quantifizierten zumindest einen Materialparameters von der Hauptmagnetfeldstärke beschreiben. Das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf die zweite Hauptmagnetfeldstärke kann vorteilhafterweise derart erfolgen, dass der Bildeindruck der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten bei der Anzeige derart ausgebildet ist, als wären die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mit einem Magnetresonanzgerät, welches die zweite Hauptmagnetfeldstärke aufweist, aufgenommen worden. Das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten kann dabei, wie in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben, pixelweise bzw. voxelweise für jeden Pixel bzw. Voxel der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen. Es ist auch denkbar, dass das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten jeweils für größere Bildelemente, beispielsweise gemittelt für mehrere Voxel gleichzeitig oder für segmentierte anatomische Strukturen, erfolgt.
  • Schließlich werden die umgerechneten zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit angezeigt. Es werden also insbesondere nicht die ursprünglich aufgenommenen quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten angezeigt, sondern quantitative Magnetresonanz-Bilddaten, welche aus einer Umrechnung der ursprünglich aufgenommenen Magnetresonanz-Bilddaten hervorgehen. Die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten können dabei als synthetisch aus den ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten generierte Bilddaten angesehen werden. Die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten werden insbesondere nicht angezeigt, sondern möglicherweise lediglich in einer Datenbank abgespeichert. Es ist auch denkbar, dass zusätzlich zu den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten oder anstelle der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten weitere Magnetresonanz-Bilddaten, die aus den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten abgeleitet werden, auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden. Wie in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschrieben können diese weiteren Magnetresonanz-Bilddaten vorteilhafterweise synthetische qualitative Magnetresonanz-Bilddaten sein, welche aus den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten berechnet werden, sein.
  • Ein grundsätzlicher Vorteil bzw. ein Ziel der quantitativen Magnetresonanz-Bildgebung ist insbesondere, dass die quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten unabhängig von Messbedingungen des zur Akquisition verwendeten Magnetresonanzgeräts ausgebildet sind. So kann die Quantifizierung des zumindest einen Materialparameters in den quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten unabhängig von Parametereinstellungen, Justagemessungen, Spulenintensitäten, Softwareversionen usw. sein. Somit können vorteilhafterweise mittels verschiedener quantitativer Magnetresonanz-Verfahren, möglicherweise unter unterschiedlicher Messbedingungen, aufgenommene quantitative Magnetresonanz-Bilddaten direkt miteinander verglichen werden.
  • Nun sind in vielen Fällen die quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten nicht absolut quantitativ, sondern abhängig von einer für das quantitative Magnetresonanz-Verfahren eingesetzten Hauptmagnetfeldstärke. Ein Grund dafür ist insbesondere, dass einige Gewebeparameter des Untersuchungsobjekts, wie beispielsweise die T1-Relaxationszeit, von der Stärke des applizierten Hauptmagnetfelds abhängen. Eine Folge daraus ist, dass ein Bildkontrast von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten abhängig von der Hauptmagnetfeldstärke, welche zur Aufnahme der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten verwendet wird, sein kann. Es kann somit vorkommen, dass bei einem Übergang zu einer anderen Hauptmagnetfeldstärke, beispielsweise bei einem Austausch bzw. einer Aufrüstung von Magnetresonanzgeräten, ein Radiologe beim Erstellen des Befunds sich erst an einen neuen Bildeindruck und/oder Bildkontrast der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten gewöhnen muss. So kann der Fall auftreten, dass bei einem Übergang von einem klinischen System zu einem Hochfeldsystem zwar eine gesteigerte Signal-zu-Rauschverhältnis Ausbeute und/oder kürzere Messzeiten bei gleicher Auflösung auftreten, allerdings das Hochfeldsystem bei dem Radiologen zunächst auf Ablehnung stößt, da der Bildeindruck und/oder Bildkontrast der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten ungewohnt ist. Eine Befundung von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten, welche mit einem Magnetresonanzgerät mit einer dem Radiologen ungewohnten Feldstärke aufgenommen werden, kann so erschwert werden. Auch kann es für den Radiologen schwierig sein, mit unterschiedlichen Feldstärken aufgenommene quantitative Magnetresonanz-Bilddaten, beispielsweise bei einer Verlaufskontrolle, miteinander zu vergleichen.
  • Das erfindungsgemäße Vorgehen ermöglicht dagegen eine vorteilhafte Anzeige der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten, welche aus einer Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf die zweite Hauptmagnetfeldstärke hervorgehen. Derart kann ein Bildeindruck und/oder ein Bildkontrast der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf die zweite Hauptmagnetfeldstärke umgewandelt werden. Die Umrechnung kann dabei im Hintergrund ablaufen, so dass ein Radiologe bei der Befundung dies nicht bemerkt. So können mittels des Magnetresonanzgeräts, welches die erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist, quantitative Magnetresonanz-Bilddaten aufgenommen werden und mit einem Bildeindruck angezeigt werden, als wären die quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mit einem Magnetresonanzgerät mit der zweiten Hauptmagnetfeldstärke aufgenommen werden. Derart kann mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens eine Umgewöhnung des Radiologen bei der Befundung der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten an ungewohnte Hauptmagnetfeldstärken vermieden werden. Auch kann das erfindungsgemäße Vorgehen einen direkten Vergleich von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten, welche an unterschiedlichen Tagen mit verschiedenen Magnetresonanzgeräten, welche unterschiedliche Hauptmagnetfeldstärken aufweisen, ermöglichen bzw. vereinfachen. So kann eine Verlaufskontrolle des Untersuchungsobjekts verbessert werden.
  • An dieser Stelle sei die Möglichkeit erwähnt, dass ein Benutzer, beispielsweise der Radiologe bei der Befundung der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten, die zweite Hauptmagnetfeldstärke, auf welche die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten umgerechnet werden sollen, auswählt. Zur Auswahl der zweiten Hauptmagnetfeldstärke kann ein Bedienelement auf der Benutzeroberfläche, beispielsweise ein Schieberegler, vorgesehen sein. Anhand der Auswahl der zweiten Hauptmagnetfeldstärke durch den Benutzer kann das das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen. Derart kann der Benutzer eine gewünschte, beispielsweise eine für den Benutzer gewohnte, Hauptmagnetfeldstärke für die Anzeige der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auswählen.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten einzeln für jeden quantitativen Voxelwert der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Derart kann die Umrechnung auf der höchsten verfügbaren Ortsauflösungsebene der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen. Ein quantitativer Voxelwert kann dabei als quantitativer Datenwert, welcher einem einzelnen Voxel in den ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zugeordnet ist, bezeichnet werden. Sollten die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zweidimensionale Magnetresonanz-Bilddaten sein, so kann der quantitative Voxelwert auch als quantitativer Pixelwert bezeichnet werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Hauptmagnetfeldstärke größer als die zweite Hauptmagnetfeldstärke ist. Bei diesem Anwendungsfall ist die erste Hauptmagnetfeldstärke größer als die zweite Hauptmagnetfeldstärke. So kann das Magnetresonanzgerät, welches zum Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten verwendet wird, ein Hochfeldsystem mit mehr als 3 Tesla, beispielsweise mit 7 Tesla oder 9,4 Tesla oder mehr als 10 Tesla, sein. Die zweite Hauptmagnetfeldstärke kann dann eine klinische Hauptmagnetfeldstärke von 1,5 Tesla oder 3 Tesla sein. Alternativ ist auch der umgekehrte Anwendungsfall denkbar, dass die erste Hauptmagnetfeldstärke kleiner als die zweite Hauptmagnetfeldstärke ist. Dann ist insbesondere das Magnetresonanzgerät, welches zum Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten verwendet wird, ein Niederfeldsystem. Die erste Hauptmagnetfeldstärke wird dann insbesondere weniger als 1,5 Tesla, beispielsweise 0,5 Tesla oder 1 Tesla, betragen. Die zweite Hauptmagnetfeldstärke ist dann vorteilhafterweise weiterhin eine klinische Hauptmagnetfeldstärke von 1,5 Tesla oder 3 Tesla. Alternativ ist es auch denkbar, dass eine Umrechnung zwischen den beiden klinischen Hauptmagnetfeldstärken, beispielsweise von 1,5 Tesla zu 3 Tesla oder von 3 Tesla zu 1,5 Tesla, erfolgt.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Hauptmagnetfeldstärke 7 Tesla beträgt und die zweite Hauptmagnetfeldstärke 1,5 Tesla oder 3 Tesla beträgt. Dieser Anwendungsfall ermöglicht die Umrechnung der quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der gebräuchlichsten Hauptmagnetfeldstärke im Hochfeldbereich zu den gebräuchlichsten Hauptmagnetfeldstärken im klinischen Bereich.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Funktion erfolgt, welche eine Abhängigkeit der quantitativen Datenwerte von der Hauptmagnetfeldstärke beschreibt. Die Funktion kann dabei Funktionsparameter umfassen, mittels welcher die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten möglich ist. Die Funktionsparameter können dabei anhand einer dem Fachmann bekannten Abhängigkeit der quantitativen Datenwerte von der Hauptmagnetfeldstärke gewählt werden. So ist beispielsweise aus der bereits zitierten Schrift von Bottomley et al. bekannt, dass eine T1-Relaxationszeit in folgender Weise von der Hauptmagnetfeldstärke abhängt: T1 = AνB
  • Hierbei ist T1 die T1-Relaxationszeit und ν die Arbeitsfrequenz des Magnetresonanzgeräts (Larmorfrequenz), welche sich aus einer Multiplikation der Hauptmagnetfeldstärke mit dem gyromagnetischen Verhältnis (42,6 MHz/T) ergibt. A und B sind Fitparameter, wobei gemäß der Schrift von Bottomley (Tabelle 12) beispielsweise für A ein Fitparameterbereich für verschiedene Gewebe von 0.000455 bis 0.0113 und für B ein Fitparameterbereich von 0.1743 bis 0.4203 ermittelt wurde. Diese bekannte Abhängigkeit kann beispielsweise als Funktion für die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten gesetzt werden. Für eine vereinfachte nicht-lineare Abhängigkeit kann für die Umrechnung der T1-Relaxationszeit zwischen verschiedenen Hauptmagnetfeldstärken ein Exponent von 1/3 angesetzt werden. Alternativ kann selbstverständlich auch eine davon abweichende nicht-lineare Funktion angenommen werden. Auch ist es denkbar, dass eine lineare Funktion für die Umrechnung der quantitativen Datenwerte eingesetzt wird.
  • Als ein mögliches Beispiel kann im speziellen Fall für die Umrechnung der T1-Relaxationszeit von 7 Tesla zu 3 Tesla die einfache lineare Funktion angenommen werden, die T1-Relaxationszeit durch 2,3 zu teilen. Weitere Abhängigkeiten von Materialparametern von der Hauptmagnetfeldstärke sind dem Fachmann bekannt und können je nach Anwendungsfall als Funktion für die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten implementiert werden. Die Verwendung einer Funktion bietet eine besonders einfache und robuste Möglichkeit zum Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Stoffklassen erfolgt, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Die Segmentierung kann dabei jedem Voxel in den ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand des für diesen Voxel quantifizierten zumindest einen Materialparameters eine Stoffklasse der mehreren Stoffklassen zuordnen. Die Stoffklassen können dabei insbesondere Gewebeklassen, wie beispielsweise eine graue Hirnsubstanz, eine weiße Hirnsubstanz, ein Fettgewebe, ein Wassergewebe, ein Knochengewebe, ein Muskelgewebe, ein bestimmtes Organgewebe umfassen. Selbstverständlich sind auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Stoffklassen denkbar. Die Segmentierung kann dabei mittels eines dem Fachmann bekannten Segmentierungsalgorithmus erfolgen. Auch ist es denkbar, dass eine in einem der folgenden Abschnitte noch genauer beschriebene Magnetresonanz-Fingerprinting Methode zur Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eingesetzt wird. Die Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten kann wertvolle Zusatzinformationen für das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke zur zweiten Hauptmagnetfeldstärke liefern.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass für die mehreren Stoffklassen in einer Datenbank jeweils ein quantitativer Datenwert bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt ist, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand der in der Datenbank hinterlegten quantitativen Datenwerte erfolgt. Für die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten kann dann für einen Voxel der quantitative Datenwert gesetzt werden, welcher für diejenige Stoffklasse in der Datenbank hinterlegt ist, welche in der Segmentierung dem Voxel zugeordnet wurde. Der quantitative Datenwert kann für die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten aus der Datenbank abgerufen werden. Denkbar ist auch die Verwendung einer erweiterten Datenbank, welche die quantitativen Datenwerte der Materialparameter bei verschiedenen Hauptmagnetfeldstärken aufweist. Dieses Vorgehen ermöglicht eine besonders vorteilhaft auf die mehreren Stoffklassen abgestimmte Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode umfasst.
  • Eine Magnetresonanz-Fingerprinting Methode ist beispielsweise aus der Schrift MA, Dan et al.: „Magnetic Resonance Fingerprinting"; in: Nature; 14. März 2013; Band 495; Nr. 7440; Seiten 187–192, bekannt. Bei einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode werden typischerweise während der Magnetresonanz-Akquisition Aufnahmeparameter in einer pseudorandominisierten Weise variiert. Mögliche Aufnahmeparameter, welche bei der Akquisition verändert werden, sind beispielsweise eine Echozeit, eine Ausbildung und/oder Anzahl von Hochfrequenz-Pulsen, eine Ausbildung und/oder Anzahl von Gradientenpulsen, eine Diffusionskodierung usw. Bei dieser Magnetresonanz-Akquisition wird dann üblicherweise ein Magnetresonanz-Signalverlauf generiert. Der Magnetresonanz-Signalverlauf gibt somit insbesondere eine Veränderung von aufgenommenen Magnetresonanz-Signalwerten über die Zeitdauer des Erfassens des Magnetresonanz-Signalverlaufs an.
  • Dieser Magnetresonanz-Signalverlauf wird dann typischerweise mit mehreren in einer Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank hinterlegten Datenbank-Signalverläufen in einem Signalvergleich verglichen. Den verschiedenen Datenbank-Signalverläufen ist dabei vorteilhafterweise jeweils ein unterschiedlicher Datenwert zumindest eines Materialparameters zugeordnet. Für die Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten sind insbesondere die Datenwerte des zumindest einen Materialparameters in der Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank für die erste Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt. Der Datenbank-Signalverlauf stellt dann jeweils den bei der Magnetresonanz-Fingerprinting Methode zu erwartenden Signalverlauf dar, wenn eine Probe, deren Materialeigenschaften denen des zugehörigen Datenwerts des zumindest einen Materialparameters entsprechen, untersucht wird. Die Datenbank-Signalverläufe können beispielsweise in einer Kalibrierungsmessung ermittelt werden und/oder simuliert werden. Die Datenbank-Signalverläufe sind insbesondere auf die erste Hauptmagnetfeldstärke abgestimmt, was bedeuten kann, dass bei der Simulation der Datenbank-Signalverläufe ein Magnetresonanzgerät mit der ersten Hauptmagnetfeldstärke als Simulationsparameter verwendet wird.
  • Die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode sieht dann typischerweise vor, dass ein Datenbank-Signalverlauf der mehreren Datenbank-Signalverläufe zu dem generierten Magnetresonanz-Signalverlauf anhand des Ergebnisses des Signalvergleichs zugeordnet wird. Der zu dem zugeordneten Datenbank-Signalverlauf gehörende Datenwert des zumindest einen Materialparameters kann dann als Messwert des zumindest einen Materialparameters gesetzt werden. Besonders vorteilhaft können mittels der Magnetresonanz-Fingerprinting Methode dabei mehrere verschiedene Materialparameter gleichzeitig quantifiziert werden. Derart ist die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode besonders vorteilhaft für die Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten geeignet.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Datenbank, in der der quantitative Datenwert bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt ist, die für die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendete Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank ist. Es ist besonders vorteilhaft denkbar, dass die Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten direkt mittels der Magnetresonanz-Fingerprinting Methode durchgeführt wird. So können in der Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank Datenbank-Signalverläufe hinterlegt sein, welche zu den verschiedenen Stoffklassen hinterlegt werden. Die Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank kann dann gleichzeitig für die Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und für die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden. Derart kann eine besonders effektive Datenverwaltung betrieben werden. Besonders vorteilhaft sind, wie im folgenden Abschnitt noch genauer beschrieben, die Datenwerte des zumindest einen Materialparameters in der Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank bei verschiedenen Hauptmagnetfeldstärken hinterlegt.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass in der für die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendete Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank Datenwerte zumindest eines Materialparameters bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke und bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt sind, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand der hinterlegten Datenwerte des zumindest einen Materialparameters durchgeführt wird. Derart können besonders vorteilhaft die Datenwerte des zumindest einen Materialparameters bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke für das Aufnehmen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels der Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendet werden. Anschließend können die Datenwerte des zumindest einen Materialparameters bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke besonders vorteilhaft für das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten verwendet werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass anhand der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten synthetische qualitative Magnetresonanz-Bilddaten, die einen Kontrast aufweisen, welcher bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke vorliegt, wobei die synthetischen qualitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die synthetischen qualitativen Magnetresonanz-Bilddaten können mittels eines Simulationsverfahrens, beispielsweise unter Verwendung der Bloch Gleichen bezüglich der Signalentwicklung, aus den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten berechnet werden. Methoden zur Berechnung von qualitativen Bildern mit unterschiedlichem Bildkontrast aus quantitativen Bilddaten sind dabei dem Fachmann bekannt, so dass hier auf diese Methoden nicht genauer eingegangen werden soll. Die synthetischen qualitativen Magnetresonanz-Bilddaten können dann besonders vorteilhaft einen derartigen Bildeindruck und/oder Bildkontrast aufweisen, als wären sie mittels eines Magnetresonanzgeräts, welches die zweite Hauptmagnetfeldstärke aufweist, aufgenommen worden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand eines Systemkonfigurationsparameters erfolgt, welcher unterschiedliche Systemeigenschaften des Magnetresonanzgeräts bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke und der zweiten Hauptmagnetfeldstärke berücksichtigt. Derart geht der Systemkonfigurationsparameter besonders vorteilhaft als weiterer Eingangsparameter in die Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten ein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann dabei der Systemkonfigurationsparameter eine Abhängigkeit zumindest einer der folgenden Systemeigenschaften von der verwendeten Hauptmagnetfeldstärke beschreiben: ein Wirbelstromverhalten, eine B0-Inhomogenität, eine B1-Inhomogenität, ein Auftreten von Bildartefakten. Der Systemkonfigurationsparameter kann derart eine wertvolle Zusatzinformation bei der Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten darstellen. Mittels der Berücksichtigung des Systemkonfigurationsparameters kann beispielsweise ein Bildeindruck, insbesondere in Hinblick auf ein Auftreten von Bildartefakten, der umgerechneten ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten an die zweite Hauptmagnetfeldstärke angepasst werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten umfasst und zumindest einen Tag vor der Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme von dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines weiteren Magnetresonanzgeräts erfolgt, wobei das weitere Magnetresonanzgerät die zweite Hauptmagnetfeldstärke aufweist, wobei die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zusammen mit den dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden und ein Vergleich zwischen den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und den dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. So werden insbesondere die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten vom selben Untersuchungsobjekt aufgenommen. Derart kann besonders einfach eine Verlaufskontrolle von einer Erkrankung des Untersuchungsobjekts durchgeführt werden, selbst wenn die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels verschiedener Magnetresonanzgeräte, welche unterschiedliche Hauptmagnetfeldstärken aufweisen, aufgenommen werden.
  • Die erfindungsgemäße Recheneinheit umfasst eine Erfassungseinheit, eine Umrechnungseinheit und eine Ausgabeeinheit, wobei die Recheneinheit zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Derart ist die Recheneinheit zum Ausführen eines Verfahrens zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eines Untersuchungsobjekts ausgebildet. Die Erfassungseinheit ist zum Erfassen von ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts, wobei das Magnetresonanzgerät eine erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist, ausgebildet. Die Umrechnungseinheit ist zum Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf eine zweite Hauptmagnetfeldstärke, wobei zweite quantitative Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden, ausgebildet. Die Ausgabeeinheit ist zum Anzeigen der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten ausgebildet.
  • Die Komponenten der Recheneinheit, nämlich die Erfassungseinheit, Umrechnungseinheit und Ausgabeeinheit, können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützten Hardwarekomponenten, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass mehrere der genannten Komponenten in Form einer einzelnen Softwarekomponente bzw. softwareunterstützter Hardwarekomponente zusammengefasst realisiert sind.
  • Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst die erfindungsgemäße Recheneinheit.
  • Die Recheneinheit kann dazu ausgebildet sein, Steuerungssignale an das Magnetresonanzgerät zu senden und/oder Steuerungssignale zu empfangen und/oder zu verarbeiten, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die Recheneinheit kann in das Magnetresonanzgerät integriert sein. Die Recheneinheit kann auch separat von dem Magnetresonanzgerät installiert sein. Die Recheneinheit kann mit dem Magnetresonanzgerät verbunden sein.
  • Das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten kann eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Aufnahmeeinheit des Magnetresonanzgeräts umfassen. Die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten können dann an die Recheneinheit zur Weiterverarbeitung übergeben werden. Die Recheneinheit kann die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten dann mittels der Erfassungseinheit erfassen.
  • Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit ladbar und weist Programmcode-Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann ein Computerprogramm sein oder ein Computerprogramm umfassen. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist so konfiguriert, dass es mittels der Recheneinheit die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen kann. Die Recheneinheit muss dabei jeweils die Voraussetzungen wie beispielsweise einen entsprechenden Arbeitsspeicher, eine entsprechende Grafikkarte oder eine entsprechende Logikeinheit aufweisen, so dass die jeweiligen Verfahrensschritte effizient ausgeführt werden können. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder auf einem Netzwerk oder Server hinterlegt, von wo es in den Prozessor einer lokalen Recheneinheit geladen werden kann. Weiterhin können Steuerinformationen des Computerprogrammprodukts auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein. Die Steuerinformationen des elektronisch lesbaren Datenträgers können derart ausgestaltet sein, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Recheneinheit ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen. So kann das Computerprogrammprodukt auch den elektronisch lesbaren Datenträger darstellen. Beispiele für elektronische lesbare Datenträger sind eine DVD, ein Magnetband, eine Festplatte oder ein USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung und/oder Recheneinheit gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen der vorab beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. So kann die Erfindung auch von dem besagten computerlesbaren Medium und/oder dem besagten elektronisch lesbaren Datenträger ausgehen.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Recheneinheit, des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts und des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, 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 Magnetresonanzgerät mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit in einer schematischen Darstellung,
  • 2 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 3 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 stellt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 mit einer erfindungsgemäßen Recheneinheit 33 schematisch dar. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildete Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18 mit einer ersten Hauptmagnetfeldstärke, welche beispielweise sieben Tesla beträgt. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjekts 15, im vorliegenden Fall eines Patienten, auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Liegentisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist. Die Magneteinheit 13 ist mittels einer Gehäuseverkleidung 31 des Magnetresonanzgeräts nach außen hin abgeschirmt.
  • Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 11 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanz-Sequenzen in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanz-Signalen, insbesondere aus dem Patienten 15, ausgebildet.
  • Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuereinheit 24 auf. Die Steuereinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanz-Bilder können auf einer Bereitstellungseinheit 25, im vorliegenden Fall einer Anzeigeeinheit 25, des Magnetresonanzgeräts 11 für einen Benutzer bereitgestellt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuereinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
  • Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
  • Die Recheneinheit 33 umfasst im dargestellten Fall eine Erfassungseinheit 34, eine Umrechnungseinheit 35 und eine Ausgabeeinheit 36.
  • Das Magnetresonanzgerät 11 ist somit zusammen mit der Recheneinheit 33 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt. Die Erfassungseinheit 34 der Recheneinheit 33 erfasst dann die ersten quantitativen Bilddaten von der Steuereinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11. Dafür ist die Erfassungseinheit 34 vorteilhafterweise mit der Steuereinheit 24 des Magnetresonanzgeräts 11 hinsichtlich eines Datenaustauschs verbunden. Die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten können dann von der Ausgabeeinheit 36 der Recheneinheit 33 an die Anzeigeeinheit 25 des Magnetresonanzgeräts 11 für die Anzeige übertragen werden.
  • Alternativ zur Darstellung kann die Recheneinheit 33 auch alleine zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt sein. Dazu wird die Erfassungseinheit 34 typischerweise die ersten quantitativen Bilddaten aus einer Datenbank laden und/oder von dem Magnetresonanzgerät 11 abrufen.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts 15.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Erfassen von ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts 15 mittels der Erfassungseinheit 34. Die ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten werden bzw. wurden mittels eines Magnetresonanzgeräts 11, welches eine erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist, aufgenommen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt ein Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf eine zweite Hauptmagnetfeldstärke mittels der Umrechnungseinheit 35, wobei zweite quantitative Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt 42 erfolgt ein Anzeigen der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit mittels der Ausgabeeinheit 36.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts 15.
  • 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 Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte 40, 41, 42 der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2. Zusätzlich umfasst die in 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche Verfahrensschritte und Unterschritte. Denkbar ist auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf, welcher nur einen Teil der in 3 dargestellten zusätzlichen Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweist. Selbstverständlich kann auch ein zu 3 alternativer Verfahrensablauf zusätzliche Verfahrensschritte und/oder Unterschritte aufweisen.
  • Das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten im weiteren Verfahrensschritt 41 erfolgt dabei insbesondere einzeln für jeden quantitativen Voxelwert der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten. Weiterhin erfolgt das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten insbesondere von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf die zweite Hauptmagnetfeldstärke, wobei die erste Hauptmagnetfeldstärke größer als die zweite Hauptmagnetfeldstärke ist. Beispielsweise beträgt die erste Hauptmagnetfeldstärke 7 Tesla und die zweite Hauptmagnetfeldstärke 1,5 Tesla oder 3 Tesla. Selbstverständlich ist auch der umgekehrte Fall denkbar, wobei die erste Hauptmagnetfeldstärke kleiner als die zweite Hauptmagnetfeldstärke ist.
  • Für das Umrechnen sich grundsätzlich zwei Vorgehensweisen denkbar, welche im Unterschritt 41-1 und im Unterschritt 41-2 des weiteren Verfahrensschritts 41 beschrieben sind. Beide Vorgehensweisen können grundsätzlich separat voneinander, allerdings auch kombiniert miteinander eingesetzt werden.
  • Gemäß der ersten Vorgehensweise zur Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt im Unterschritt 41-1 des weiteren Verfahrensschritts 41 eine Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Stoffklassen, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt. Dafür kann in einem weiteren Verfahrensschritt 43 für die mehreren Stoffklassen jeweils ein quantitativer Datenwert bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke aus einer Datenbank abgerufen werden, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten im Unterschritt 41-1 des weiteren Verfahrensschritt 41 anhand der in der Datenbank hinterlegten quantitativen Datenwerte erfolgt.
  • Diese Methoden lässt sich derart erweitern, dass in einem Unterschritt 40-1 des ersten Verfahrensschritts 40 das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode umfasst. Dann kann die Datenbank, aus der im weiteren Verfahrensschritt 43 der quantitative Datenwert bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke abgerufen wird, die für die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendete Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank sein. Es ist alternativ oder zusätzlich auch denkbar, dass in der für die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendete Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank Datenwerte zumindest eines Materialparameters bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke und bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt sind, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand der hinterlegten Datenwerte des zumindest einen Materialparameters durchgeführt wird.
  • Gemäß der zweiten Vorgehensweise zur Umrechnung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt im Unterschritt 41-2 des weiteren Verfahrensschritts 41 das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Funktion, welche eine Abhängigkeit der quantitativen Datenwerte von der Hauptmagnetfeldstärke beschreibt.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass in einem weiteren Verfahrensschritt 44 ein Systemkonfigurationsparameter abgerufen wird, welcher unterschiedliche Systemeigenschaften des Magnetresonanzgeräts bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke und der zweiten Hauptmagnetfeldstärke berücksichtigt. Das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten im weiteren Verfahrensschritt 41 kann dann anhand des Systemkonfigurationsparameters erfolgen. Dabei kann der Systemkonfigurationsparameter eine Abhängigkeit zumindest einer der folgenden Systemeigenschaften von der verwendeten Hauptmagnetfeldstärke beschreiben: ein Wirbelstromverhalten, eine B0-Inhomogenität, eine B1-Inhomogenität, ein Auftreten von Bildartefakten.
  • Weiterhin ist die Vorgehensweise denkbar, dass anhand der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten in einem weiteren Verfahrensschritt 45 synthetische qualitative Magnetresonanz-Bilddaten, die einen Kontrast aufweisen, welcher bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke vorliegt. Die synthetischen qualitativen Magnetresonanz-Bilddaten können dann im weiteren Verfahrensschritt 42 zusätzlich zu den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten oder anstatt der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit 25 angezeigt werden.
  • Schließlich ist der spezielle Anwendungsfall denkbar, dass das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten umfasst und zumindest einen Tag vor der Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten in einem weiteren Verfahrensschritt 46 eine Aufnahme von dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines weiteren Magnetresonanzgeräts erfolgt, wobei das weitere Magnetresonanzgerät die zweite Hauptmagnetfeldstärke aufweist. Dann können die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten im weiteren Verfahrensschritt 42 zusammen mit den dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit 25 angezeigt werden. So kann ein Vergleich zwischen den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und den dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgen.
  • Die in 2 und 3 dargestellten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens 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.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • P. A. et al.: „A review of normal tissue hydrogen NMR relaxation times and relaxation mechanisms from 1–100 MHz: Dependence on tissue type, NMR frequency, temperature, specision, excision, and age“, in: Medical Physics; 1984; Band 11; Nr. 4; Seiten 425–448 [0009]
    • Schrift MA, Dan et al.: „Magnetic Resonance Fingerprinting“; in: Nature; 14. März 2013; Band 495; Nr. 7440; Seiten 187–192, bekannt [0026]

Claims (17)

  1. Verfahren zur Anzeige von quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eines Untersuchungsobjekts, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Erfassen von ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgeräts, wobei das Magnetresonanzgerät eine erste Hauptmagnetfeldstärke aufweist, – Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten von der ersten Hauptmagnetfeldstärke auf eine zweite Hauptmagnetfeldstärke, wobei zweite quantitative Magnetresonanz-Bilddaten erzeugt werden, – Anzeigen der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten einzeln für jeden quantitativen Voxelwert der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Hauptmagnetfeldstärke größer als die zweite Hauptmagnetfeldstärke ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Hauptmagnetfeldstärke 7 Tesla beträgt und die zweite Hauptmagnetfeldstärke 1,5 Tesla oder 3 Tesla beträgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Funktion erfolgt, welche eine Abhängigkeit der quantitativen Datenwerte von der Hauptmagnetfeldstärke beschreibt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten in mehrere Stoffklassen erfolgt, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten unter Verwendung der Segmentierung der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei für die mehreren Stoffklassen in einer Datenbank jeweils ein quantitativer Datenwert bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt ist, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand der in der Datenbank hinterlegten quantitativen Datenwerte erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten mittels einer Magnetresonanz-Fingerprinting Methode umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, wobei die Datenbank, in der der quantitative Datenwert bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt ist, die für die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendete Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei in der für die Magnetresonanz-Fingerprinting Methode verwendete Magnetresonanz-Fingerprinting Datenbank Datenwerte zumindest eines Materialparameters bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke und bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke hinterlegt sind, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand der hinterlegten Datenwerte des zumindest einen Materialparameters durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand der zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten synthetische qualitative Magnetresonanz-Bilddaten, die einen Kontrast aufweisen, welcher bei der zweiten Hauptmagnetfeldstärke vorliegt, wobei die synthetischen qualitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umrechnen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten anhand eines Systemkonfigurationsparameters erfolgt, welcher unterschiedliche Systemeigenschaften des Magnetresonanzgeräts bei der ersten Hauptmagnetfeldstärke und der zweiten Hauptmagnetfeldstärke berücksichtigt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Systemkonfigurationsparameter eine Abhängigkeit zumindest einer der folgenden Systemeigenschaften von der verwendeten Hauptmagnetfeldstärke beschreibt: ein Wirbelstromverhalten, eine B0-Inhomogenität, eine B1-Inhomogenität, ein Auftreten von Bildartefakten.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassen der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten umfasst und zumindest einen Tag vor der Aufnahme der ersten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten eine Aufnahme von dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten des Untersuchungsobjekts mittels eines weiteren Magnetresonanzgeräts erfolgt, wobei das weitere Magnetresonanzgerät die zweite Hauptmagnetfeldstärke aufweist, wobei die zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten zusammen mit den dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden und ein Vergleich zwischen den zweiten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten und den dritten quantitativen Magnetresonanz-Bilddaten erfolgt.
  15. Recheneinheit, umfassend eine Erfassungseinheit, eine Umrechnungseinheit und eine Ausgabeeinheit, wobei die Recheneinheit zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  16. Magnetresonanzgerät mit einer Recheneinheit nach Anspruch 15.
  17. Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Recheneinheit ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in der Recheneinheit ausgeführt wird.
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