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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Auswerten eines Zeitsignals, das als Magnetresonanzsignal mittels
der Magnetresonanztechnik erzeugt wird und eine spektroskopische
Information beinhaltet.
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Die Magnetresonanzspektroskopie wird
seit mehr als vier Jahrzehnten in der physikalischen, chemischen
und biochemischen Grundlagenforschung z.B. als Analysetechnik oder
zur Strukturaufklärung komplexer
Moleküle
eingesetzt. Dabei beruht die Magnetresonanzspektroskopie wie die
Magnetresonanztomographie auf dem Prinzip der magnetischen Kernspinresonanz.
Die primäre
Zielsetzung der Spektroskopie ist jedoch nicht die Bildgebung, sondern
eine Analyse eines Stoffes. Dabei sind Resonanzfrequenzen von Isotopen,
die ein magnetisches Moment besitzen, beispielsweise 1H, 13C oder 31P, von
einer chemischen Struktur von Molekülen abhängig, in denen vorgenannte
Isotope gebunden sind. Eine Bestimmung der Resonanzfrequenzen erlaubt es
deshalb, zwischen verschiedenen Stoffen zu differenzieren. Die Signalintensität bei den
verschiedenen Resonanzfrequenzen gibt Aufschluss über eine Konzentration
der entsprechenden Moleküle.
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Wird ein Molekül in ein Grundmagnetfeld eines
Magnetresonanzgeräts
gebracht, wie dies bei der Spektroskopie geschieht, schirmen Elektronen des
Moleküls
das Grundmagnetfeld für
Atomkerne des Moleküls
ab. Durch diesen Effekt ändert
sich das lokale Magnetfeld am Ort eines Atomkerns um wenige Millionstel
des äußeren Grundmagnetfeldes.
Die damit verbundene Variation der Resonanzfrequenz dieses Atomkerns
wird als chemische Verschiebung bezeichnet. Moleküle können somit
anhand ihrer chemischen Verschiebung identifiziert werden. Da Frequenzdifferenzen
messtechnisch einfacher und genauer erfass bar sind als absolute
Frequenzen, gibt man die chemische Verschiebung relativ zu einem Referenzsignal,
beispielsweise der Betriebsfrequenz des Magnetresonanzgeräts, in ppm
an.
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Eine Resonanzlinie eines Atomkerns
kann in mehrere Linien aufgespaltet sein, wenn sich weitere Atomkerne
mit einem magnetischen Moment in der Umgebung des beobachteten Atomkerns
befinden. Die Ursache liegt in der sogenannten Spin-Spin-Kopplung zwischen
den Atomkernen. Die magnetische Flussdichte des Grundmagnetfeldes, die
ein Atomkern erfährt,
hängt also
nicht nur von der Elektronenhülle
um diesen Atomkern ab, sondern auch von der Orientierung der Magnetfelder
der Nachbaratome.
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Unter klinischer Magnetresonanzspektroskopie
wird die Magnetresonanzspektroskopie unter Verwendung klinischer
Magnetresonanzgeräte
verstanden. Die Verfahren der lokalisierten Magnetresonanzspektroskopie
unterscheiden sich von denen der Magnetresonanzbildgebung im Wesentlichen
dadurch, dass bei der Spektroskopie zusätzlich zur tomographischen
Ortsauflösung
auch die chemische Verschiebung aufgelöst wird. Zur Zeit dominieren
in der klinischen Anwendung zwei Lokalisationsverfahren der Magnetresonanzspektroskopie.
Dies sind einerseits auf Echoverfahren beruhende Einzelvolumentechniken,
bei denen ein Spektrum eines zuvor ausgewählten Zielvolumens aufgezeichnet
wird. Andererseits sind dies spektroskopische Bildgebungsverfahren,
sogenannte CSI-Verfahren (Chemical Shift Imaging), die simultan
die Aufzeichnung von Spektren vieler räumlich zusammenhängender
Zielvolumina ermöglichen.
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Spektroskopische Untersuchungsverfahren finden
sowohl in der klinischen Phosphor- als auch in der Protonenspektroskopie
Anwendung. Ein dreidimensionales CSI-Verfahren umfasst dabei beispielsweise
folgende Schritte: Nach einem nichtschichtselektiven 90°-HF-Puls
wird für
eine definierte Zeit eine Kombination magnetischer Phasenkodiergradienten der
drei Raumrichtungen eingeschaltet und danach das Magnetresonanzsignal in
Abwesenheit jeglicher Gradienten ausgelesen. Vorgenanntes wird so
oft mit anderen Kombinationen von Phasenkodiergradienten wiederholt,
bis die gewünschte
Ortsauflösung
erreicht ist. Eine vierdimensionale Fouriertransformation der Magnetresonanzsignale
liefert die gewünschte
räumliche
Verteilung der Resonanzlinien. Ein zweidimensionales CSI-Verfahren
entsteht aus dem vorausgehend beschriebenen dreidimensionalen Verfahren,
indem der vorgenannte, nichtschichtselektive HF-Puls durch eine schichtselektive Anregung,
bestehend aus schichtselektivem HF-Puls und entsprechendem magnetischen
Gradienten, ersetzt wird und eine Phasenkodierrichtung entfällt.
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Die üblicherweise angewandten Einzelvolumentechniken
beruhen auf einem Erfassen eines stimulierten Echos oder eines sekundären Spinechos. In
beiden Fällen
erfolgt eine Ortsauflösung
durch aufeinanderfolgende selektive Anregungen dreier orthogonaler
Schichten. Ein Zielvolumen ist dabei durch ein Schnittvolumen vorgenannter
drei Schichten definiert. Nur die Magnetisierung des Zielvolumens
erfährt
alle drei selektiven HF-Pulse und trägt somit zum stimulierten Echo
bzw. sekundären
Spinecho bei. Das Spektrum des Zielvolumens erhält man durch eindimensionale
Fouriertransformation eines dem stimulierten Echo bzw. dem sekundären Spinecho
entsprechenden Zeitsignals.
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Bei der klinischen Protonenspektroskopie werden
häufig
die intensiven Wassersignale unterdrückt. Ein Verfahren zur sogenannten
Wasserunterdrückung
ist beispielsweise die CHESS-Technik,
bei der die Kernspins der Wassermoleküle zunächst durch schmalbandige 90°-HF-Pulse
selektiv angeregt werden und ihre Quermagnetisierung anschließend durch
das Schalten von magnetischen Feldgradienten dephasiert wird. Für ein sich
unmittelbar anschließendes
Spektroskopieverfahren steht somit – im Idealfall – keine
nachweisbare Magnetisierung der Wassermoleküle mehr zur Verfügung.
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Für
ein vorgebbares, zu untersuchendes Volumen wird beispielsweise mit
einem der vorausgehend beschriebenen Verfahren ein Magnetresonanzsignal
erzeugt, das im Zeitbereich aufgenommen und das durch eine Fouriertransformation
in ein zugehöriges
Spektrum überführt wird,
wobei beispielsweise ein Realteil oder ein Betrag des Spektrums
dargestellt wird. Dabei ist das Spektrum durch Resonanzlinien, die
auch als Spitzen bezeichnet werden, charakterisiert. Diese Resonanzlinien
oder Spitzen treten zumeist in Form spitzer, glockenförmiger Kurven in
Erscheinung. Jeder der Resonanzlinien oder Spitzen ist dabei ein
maximaler Amplitudenwert zuordenbar, der wiederum einen zugehörigen Frequenzwert der
Resonanzlinie bestimmt, der für
die Resonanzlinie und damit für
eine ganz bestimmte, im Volumen enthaltene magnetresonanzsignalgebende
Substanz charakteristisch ist. Des Weiteren gibt ein Integralwert
für eine
der Resonanzlinien oder Spitzen in einem Absorptionsspektrum darüber Aufschluss,
welche Konzentration die zugehörige
Substanz im untersuchten Volumen aufweist.
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Bei der Anwendung spektroskopischer
Verfahren ist nicht verhinderbar, dass im Magnetresonanzsignal neben
interessierenden Nutzsignalen auch Störsignale enthalten sind, die
verfahrensbedingt mit aufgenommen werden. Dabei können die Störsignale
in ihrer Amplitude die Nutzsignale sogar um ein Vielfaches übertreffen,
was das Auswerten der Nutzsignale auch dann beeinträchtigt,
wenn sich deren charakteristische Frequenzen von charakteristischen
Frequenzen der Störsignale
deutlich unterscheiden, weil die Resonanzlinien der Nutzsignale
im Bereich eines verbreiterten Fußbereichs einer übermächtigen
Resonanzlinie eines Störsignalanteils eine Überdeckung
erfahren können.
Des Weiteren wird dadurch eine Quantifizierung einer Basislinie
erschwert.
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Eine Gruppe von Verfahren zum Eliminieren von
Störsignalen
beruht auf einer sogenannten Parametrisierung bzw. einem sogenannten
Anfitten und anschließender
Subtraktion der Störsignale.
Neuere Verfahren dieser Art arbeiten dabei im Zeit bereich. Diesen
Verfahren ist gemein, dass eine Modellfunktion der Störsignale
vorgegeben ist. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus dem
Artikel von W.W.F. Pijnappel et al. "SVD-Based Quantification of Magnetic
Resonance Signals",
Journal of Magnetic Resonance 97 (1992), Seiten 122–134, und
dem Artikel von E. Cabanes et al. "Optimization of Residual Water Signal
Removal by HLSVD on Simulated Short Echo Time Proton MR Spectra
of the Human Brain", Journal
of Magnetic Resonance 150 (2001), Seiten 116–125, bekannt. Dabei basieren
diese Verfahren auf der Annahme, dass die Störsignale als eine Summe von
exponentiell gedämpften
Signalen (Lorentzlinien) darstellbar sind.
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Bei der gerätetechnischen Umsetzung wird im
Zuge einer Nachverarbeitung beispielsweise eine rechnerische Wasserunterdrückung dadurch
durchgeführt,
dass ein von Wasser herrührender
Signalanteil als Störsignal
mittels einer Polynomfunktion (Spline-Funktion) im Zeitbereich modelliert
und danach subtrahiert wird. Dies erfordert, dass das Störsignal keinen
Frequenzoffset besitzt und schmalbandig ist bzw. im Zeitbereich
langsam variiert. Diese Methoden sind bezüglich der Linienform der Störsignale nicht
voraussetzungsfrei. Unterschiedliche Störsignale erfüllen die
Voraussetzungen unterschiedlich gut. Dabei funktionieren die Verfahren
in der Regel für
schmalbandige Wassersignale gut, aber deutlich weniger gut für breitbandige
Fettsignale.
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Als eine weitere Gruppe von Verfahren
zum Eliminieren von Störsignalen
sind sogenannte Filter-Verfahren bekannt. Derartige Verfahren sind
beispielsweise in dem Artikel von T. Sundin et al. "Accurate Quantification
of 1H Spectra: From Finite Impulse Response
Filter Design for Solvent Suppression to Parameter Estimation", Journal of Magnetic
Resonance 139 (1999), Seiten 189–204, und in dem Artikel von
A. Coron et al. "The
Filtering Approach to Solvent Peak Suppression in MRS: A Critical
Review", Journal
of Magnetic Resonance 152 (2001), Seiten 26–40 bekannt. Aber auch bei
dieser Gruppe von Verfahren wird bei einer Konstruktion der Filter
davon ausgegangen, dass Nutz- und Störsignale exponentiell gedämpfte Signale
sind.
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In der
DE 100 12 278 A1 ist ein
Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts beschrieben, bei dem für eine Zeitspanne
ein Magnetresonanzsignal aufgenommen wird und bei dem zum Erzeugen
eines Magnetresonanzspektrums das im Zeitbereich vorliegende Magnetresonanzsignal
einer Fouriertransformation unterzogen wird, wobei das Magnetresonanzsignal
vor der Fouriertransformation mit einer glockenförmigen Fensterfunktion, die
eine Fensterbreite aufweist, die kleiner oder gleich der Zeitspanne
ist und die in einen zeitlichen Bereich der Zeitspanne gelegt wird,
gewichtet wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dabei die
glockenförmige Fensterfunktion
eine symmetrische Fensterfunktion, beispielsweise eine Hanning-Fensterfunktion.
Spektroskopieverfahren erzeugen dabei in der Regel nicht zeitsymmetrische,
also asymmetrische Zeitsignale, was im Spektrum eine Verbreiterung
von Resonanzlinien bedingt. Durch das in der
DE 100 12 278 A1 beschriebene
Verfahren wird das Magnetresonanzsignal vor einem Fouriertransformieren
symmetrisiert und dadurch eine Verbreiterung von Resonanzlinien verhindert.
Allerdings ist der Nutzen von so erzeugten Spektren unter anderem
dadurch eingeschränkt, dass
die Nutzsignale verglichen zum nichtsymmetrisierten Spektrum geringere
Signalamplituden zeigen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein verbessertes Verfahren zum Auswerten eines Zeitsignals,
das mittels der Magnetresonanztechnik erzeugt wird und eine spektroskopische
Information beinhaltet, zu schaffen, mit dem unter anderem eine hohe
Unterdrückung
von Störsignalen
bei einer geringen Beeinträchtigung
von Nutzsignalen erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß Anspruch 1 umfasst ein Verfahren zum
Auswerten eines Zeitsignals, das als Magnetresonanzsignal mittels
der Magnetresonanztechnik erzeugt wird und eine spektroskopische
Information beinhaltet, folgende Schritte:
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– Durch
Multiplizieren des Zeitsignals mit einer glockenförmigen Fensterfunktion
wird ein apodisiertes Zeitsignal gebildet,
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– durch
Fouriertransformieren des apodisierten Zeitsignals wird ein apodisiertes
Spektrum gebildet,
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– durch
eine Herausnehmen von Störanteilen
aus dem apodisierten Spektrum wird ein apodisiertes Nutzspektrum
erzeugt,
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– durch
Fourierrücktransformieren
des apodisierten Nutzspektrums wird ein apodisiertes Nutzzeitsignal
gebildet und
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– durch
ein Multiplizieren des apodisierten Nutzzeitsignals mit einer Inversfunktion,
die wenigstens in einem Abschnitt der inversen Fensterfunktion entspricht,
wird ein Nutzzeitsignal gebildet.
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Dadurch werden die bereits in der
DE 100 12 278 A1 beschrieben
Vorteile genutzt, um eine saubere Trennung von Stör- und Nutzsignalen
durchführen zu
können,
und gleichzeitig werden durch den Einsatz der Inversfunktion die
mit dem in der
DE
100 12 278 A1 beschriebenen Verfahren verbundenen Nachteile,
nämlich
die Amplituden- und Flächenveränderungen
von Resonanzlinien, reversiert. Somit können in vorteilhafter Weise
hohe Unterdrückungsfaktoren
von Störsignalen
bei geringer Beeinträchtigung
der Nutzsignale erreicht werden. Des Weiteren ist das Verfahren
voraussetzungsfrei. Das Verfahren ist ferner als Black-Box-Verfahren
einsetzbar. Als einzige Parametereinstellung ist die Wahl einer
Maske zum Eliminieren von Störsignalen
erforderlich. Dabei sind die Frequenzen von Störsignalen häufig bekannt, so dass die Maske
vorab definierbar ist. Bei einer Anzahl von N diskreten Messwerten
zur Beschreibung des Zeitsignals ist der numerische Aufwand des
Verfahren durch die Aufwände
für das
Fouriertransformieren bestimmt. Das Verfahren lässt sich so gestalten, dass
eine schnelle Fouriertransformation angewandt wird. Der numerische
Aufwand ist dann proportional zu N·log(N) je Fouriertransformation
bzw. je Fourierrücktransformation.
Die Berechnung erfolgt auf zeitgemäßen elektronischen Recheneinheiten
instantan.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der
Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen
anhand der Figuren. Dabei zeigen:
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1 ein
Ablaufdiagramm für
ein Verfahren zum Auswerten eines Zeitsignals, das eine spektroskopische
Information beinhaltet,
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2 das
Zeitsignal,
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3 eine
Hanning-Funktion,
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4 ein
apodisiertes Spektrum als Fouriertransformierte des mit der Hanning-Funktion
multiplizierten Zeitsignals,
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5 das
apodisierte Spektrum mit einer Maskenfunktion vor einem Herausnehmen
von Störanteilen,
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6 ein
apodisiertes Nutzspektrum mit der Maskenfunktion nach einem Herausnehmen
von Störanteilen,
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7 eine
Inversfunktion, die wenigstens in einem mittleren Abschnitt der
inversen Fensterfunktion entspricht,
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8 ein
Nutzzeitsignal als eine mit der Inversfunktion multiplizierte Fourierrücktransformierte des
apodisierten Nutzspektrums,
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9 ein
Nutzspektrum als Fouriertransformierte des Nutzzeitsignals und
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10 zu
Vergleichszwecken ein Direktspektrum als Fouriertransformierte des
Zeitsignals.
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1 zeigt
als ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Auswerten
eines Zeitsignals, das als Magnetresonanzsignal mittels der Magnetresonanztechnik
erzeugt worden ist und eine spektroskopische Information beinhaltet.
Dabei sind im linken Bereich des Ablaufdiagramms die jeweiligen
Verarbeitungszustände Z1
bis Z7 des Zeitsignals und im rechten Bereich die einzelnen Verarbeitungsschritte
S1 bis S6 angegeben.
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Im Verarbeitungszustand Z1 liegt
ein Zeitsignal 20 vor, das sowohl Nutz- als auch Störsignale
beinhaltet und das wie bei Spektroskopieverfahren üblich als
ein nicht zeitsymmetrisches, also asymmetrisches Zeitsignal akquiriert
worden ist. Die 2 zeigt das
Zeitsignal 20. Dabei sind Spektroskopieverfahren häufig derart
gestaltbar, dass ein als Zeitsignal aufzunehmendes Echosignal bereits
in einem Zeitabschnitt vor einem Echomaximum akquiriert wird. Dazu
zeigt die 2, dass in
einem Zeitbereich von etwa 0–0,15
einer normierten Zeit t vor dem etwa beim Zeitpunkt 0,15 lokalisierten
Echomaximum das Zeitsignal 20 aufgenommen worden ist. Bei
Spektroskopieverfahren, die auf einem Echosignal basieren, ist es
dabei von Vorteil, das Echomaximum als Startpunkt einer Auswertung
des Zeitsignals zu verwenden, weil der Startpunkt die vom Spektrum
eingeschlossene Fläche
bestimmt und im Echomaximum Einflüsse des Magnetresonanzgeräts und damit mögliche Aufspaltungen
von Resonanzlinien rephasiert sind, was eine genauere Auswertung
des Spektrums ermöglicht.
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Die 10 zeigt
zu Vergleichszwecken das direkt aus dem Zeitsignal 20 durch
Fouriertransformation gewonnene Direktspektrum 100. Dabei
zeigt das über
der normierten Frequenz f aufgetragene Direktspektrum 100 zwei
Resonanzlinien A'' und B'' . Die Resonanzlinie B'' rühre
dabei von einer Substanz, beispielsweise Wasser, her, die innerhalb
des Zeitsignals 20 als ein Störsignal auftritt. Die Resonanzlinie
A'' rühre von
einer interessierenden Substanz her, die innerhalb des Zeitsignals 20 als
ein Nutzsignal auftritt. Aufgrund der Asymmetrie des Zeitsignals 20 ist
insbesondere die Resonanzlinie B'' in ihrem Fußbereich
derart stark verbreitert, dass sie in den Bereich der interessierenden
Resonanzlinie A'' hineinwirkt. Hinsichtlich
einer ausschließlich
auf das Nutzsignal zurückzuführenden "reinen" Resonanzlinie der
interessierenden Substanz ist somit die Resonanzlinie A'' durch den Fußbereich der Resonanzlinie B'' verfälscht. Es ist anschaulich,
dass eine saubere Trennung von Stör- und Nutzsignal dadurch nicht möglich ist
bzw. eine Quantifizierung des Nutzsignals erschwert ist.
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Vorgenannte Problematik wird nun
durch die folgenden Verarbeitungsschritte S1 bis S3 und die zugehörigen Verfahrenszuständen Z2
bis Z4 umgangen, wobei dabei im Wesentlichen entsprechend dem bereits
eingangs beschriebenen Verfahren entsprechend der
DE 100 12 278 A1 vorgegangen
wird.
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Dazu wird im Verarbeitungsschritt
S1 zum Bilden eines apodisierten Zeitsignals das Zeitsignal
20 mit
einer zeitsymmetrischen, glockenförmigen Fensterfunktion, beispielsweise
der in
3 dargestellten
Hanning-Funktion
30, multipliziert. In anderen Ausführungsformen
sind auch andere, beispielsweise in der
DE 100 12 278 A1 genannte
Fensterfunktionen einsetzbar. Dabei ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung
die Fensterfunktion derart gestaltet, dass sie an ihren Grenzen
asymptotisch gegen Null geht.
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Im Verarbeitungsschritt S2 wird aus
dem apodisierten Zeitsignal des Verarbeitungszustandes Z2 durch
Fouriertransformieren ein zugehöriges
apodisiertes Spektrum 40 erzeugt. Dieses apodisierte Spektrum 40 des
Verarbeitungszustandes Z3 ist in der 4 dargestellt.
Im Vergleich zu dem Direktspektrum 100 der 10 erkennt man, dass sich durch Anwendung
der Hanning-Funktion 30 entsprechende Resonanzlinien A' und B' aus gehend von ihren
Maximalwerten bei ihren jeweiligen Resonanzfrequenzen beiderseits
mit einer Funktion, die zur dritten Potenz der Frequenz f umgekehrt
proportional ist, der Null nähern,
was die Resonanzlinien A' und
B' auch in ihren
Fußbereichen
schmal hält.
Dahingegen fallen die Resonanzlinien A'' und
B'' des Direktspektrums 100 mit
einer Funktion, die lediglich zur Frequenz f umgekehrt proportional
ist, ab, wodurch die Resonanzlinien A'' und
B'' mit den breiten
Fußbereichen
entstehen.
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Aufgrund der schmalen Fußbreite
der Resonanzlinien A' und
B' ist nun eine
eindeutige Separierung der beiden Resonanzlinien A' und B' möglich, so dass
in einem Verarbeitungsschritt S3 das Störsignal durch Multiplizieren
des apodisierten Spektrums 40 mit einer Maskenfunktion 50 eliminiert
werden kann. Dazu ist in der 5 das
apodisierte Spektrum 40 nochmals amplitudenvergrößert und
die Maskenfunktion 50 mit strichpunktierter Linie dargestellt,
mit der das Störsignal
in Form der Resonanzlinie B' eliminierbar
ist. Das Ergebnis des Eliminierens führt zu einem apodisierten Nutzspektrum 60,
das in 6 zusammen mit
der strichpunktiert gezeichneten Maskenfunktion 50 dargestellt
ist.
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Die Aussagekraft dieses apodisierten
Nutzspektrums 60 des Verarbeitungszustandes Z4 ist aber
dadurch herabgesetzt, dass durch das Multiplizieren mit der Fensterfunktion
die Amplituden der Resonanzlinien A' und B' bezüglich
dem Zeitsignal 20 verkleinert sind und auch die Fläche unter
Resonanzlinien A' und
B' als ein Maß für eine Konzentration
der zu den Resonanzlinien A' und
B' zugehörigen Stoffe im
Messvolumen dadurch verändert
ist. Diese unerwünschten
Effekte werden nun durch die Verarbeitungsschritte S4 bis S6 im
Sinne der Erfindung reversiert. Dazu wird im Verarbeitungsschritt
S4 das apodisierte Nutzspektrum 60 zunächst durch Fourierrücktransformieren
in ein symmetrisches, apodisiertes Nutzzeitsignal des Verarbeitungszustandes
Z5 überführt.
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Im Verarbeitungsschritt 55 wird
zum Bilden eines Nutzzeitsignals 80 das apodisierte Nutzzeitsignal
mit einer Inversfunktion 70 multipliziert, die in einem
wesentlichen, mittleren Abschnitt der inversen Hanning-Funktion 30 aus 3 entspricht. Die 7 zeigt die Inversfunktion 70,
die in dem Abschnitt von etwa 0,15–0,85 der normierten Zeit t
der inversen Hanning-Funktion 30 entspricht und die in
ihren Randbereichen den konstanten Wert Eins aufweist. Dabei gelingt
das Aufheben der erwähnten
unerwünschten
Effekte mit marginalem und beherrschbaren Verlust an numerischer
Präzision über weite
Strecken des Zeitsignals 20, wobei mit der beispielhaft verwendeten
Hanning-Funktion 30 über
ca. 80% des Zeitsignals 20 ein Verlust von weniger als
einer Nachkommastelle erzielbar ist. Insbesondere gelingt im dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine Rekonstruktion des Zeitsignals 20 am Echomaximum.
Dies ist wie bereits erwähnt
von besonderem Vorteil, da im Echomaximum Einflüsse des Magnetresonanzgeräts rephasiert
sind und der erste Punkt des Zeitsignals die vom Spektrum eingeschlossene
Fläche
bestimmt, so dass ein Verwenden des Echomaximums als ersten Auswertepunkt
eine genauere quantitative Auswertung des Spektrums ermöglicht.
Natürlich
ist in anderen Ausführungsformen
das vorgestellte Verfahren auch dann nützlich, wenn kein Echomaximum
erzeugt wird, da zu Beginn des Zeitsignals Signalverluste von Hause
aus klein gehalten werden können. Signalverluste
zum Ende des von Hause aus abklingenden Zeitsignals sind daher ohnehin
unkritisch.
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Im Verarbeitungsschritt S6 wird schließlich das
Nutzzeitsignal 80 des Verarbeitungszustandes Z6 durch Fouriertransformieren
in ein Nutzspektrum 90 ohne Signaleinbuße umgesetzt, wobei das Nutzspektrum 90 des
Verarbeitungszustandes Z7 in der 9 dargestellt
ist. Die Resonanzlinie A des Nutzspektrums 90 ist dabei
sowohl hinsichtlich ihrer Amplitude als auch der von ihr eingeschlossenen
Fläche bezogen
auf das ursprüngliche
Zeitsignal 20 unverfälscht.
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In anderen Ausführungen kann das derart gebildete
Nutzzeitsignal auch als Basis für
bekannte Verfahren zum automatischen Auswerten verwendet werden.
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Das vorgestellte Verfahren ist beispielsweise mit
Vorteil beim Untersuchen einer Prostata von männlichen Patienten einsetzbar.
Dabei werden in vorteilhafter Weise Fettsignalen aus Spektren der Prostata
eliminiert. Nutzsignale der Prostata rühren dabei vor allem von den
Stoffen Citrat (Ci), Kreatin (Cr) und Cholin (Cho) her. Ein hohes
Verhältnis
der Konzentrationen [Ci]/([Cr]+[Cho]) kennzeichnet dabei gesundes
Prostatagewebe, während
in Prostata-Karzinomen signifikant erniedrigte Konzentrationsverhältnisse
gefunden wurden. Lipidsignale aus Fettgewebe, das die Prostata umschließt, beeinträchtigen
die Quantifizierung der Nutzsignale. Bei Lipidsignalen handelt es
sich dabei um Multiplettsignale, deren Parametrisierung mittels
der eingangs aufgeführten
Modellfunktionen schwierig ist. Die Verwendung des vorgestellten
Verfahrens ist dabei derart effizient, dass selbst ohne zusätzliche
experimentelle Lipidunterdrückungsverfahren
Lipidsignale eliminierbar sind, deren Intensität die der Nutzsignale um das
tausendfache übertrifft.