DE19528436A1 - Verfahren zur Bewegungsverfolgung interventioneller Instrumente mit MR-Bildgebung - Google Patents

Description

Mit bestimmten Magnetsystemen für Kernspintomographiegeräte, wie sie z. B. von der Firma Siemens unter der Bezeichnung "MAGNETOM OPEN®" vertrieben werden, ist eine verhältnismäßig gute Zugänglichkeit zum Patienten während der Untersuchung gegeben. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, während der MR- Bildgebung am Patienten mit interventionellen Instrumenten zu arbeiten. Typische Anwendungen sind z. B. Chirurgie und Bio­ psie, wobei die jeweilige Position des Instrumentes auf einem Bildschirm beobachtet werden kann. Es versteht sich von selbst, daß hierbei zeitlich und örtlich exakte Informationen über die jeweilige Position des Instrumentes im Körper erfor­ derlich sind. Eine Echtzeitüberwachung der Instrumentenposi­ tion bei der erforderlichen räumlichen Auflösung und einem ausreichend großen Kontrast-Rausch-Verhältnis stellt jedoch extreme Anforderungen an die Geschwindigkeit der Datenerfas­ sung und Verarbeitung, wenn jeweils der gesamte Rohdatensatz aktualisiert werden soll.

Aus dem Artikel "Keyhole Imaging Offers Short Cut to Fast MR- Scans" in Diagnostic Imaging, February 1993, Seite 36, ist es bekannt, die Zeitauflösung bei der MR-Bildgebung dadurch zu verbessern, daß bei den einzelnen Sequenzrepetitionen nicht jedes Mal der vollständige Rohdatensatz gewonnen wird. Viel­ mehr erfolgt im Rahmen dieser sogenannten Keyhole-Technik nur ein schnelles Update der mittleren k-Raumzeilen. Es wird eine herkömmliche Fourier-Transformationstechnik verwendet, bei der diese mittleren k-Raumzeilen maßgeblich das Signal- Rausch-Verhältnis bestimmen. Ähnliche Techniken zur zeitauf­ gelösten MR-Bildgebung sind aus der US-Patentschrift 5,168,226 und aus der deutschen Patentschrift DE 43 27 325 bekannt. Dabei werden bei der Gewinnung mehrerer Rohdatenma­ trizen zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Bewegungsab­ laufs Signale für zwei zeitlich aufeinanderfolgende Rohdaten­ matrizen verwendet, d. h., für jedes gewonnene Bild wird nur ein Teil der Rohdatenzeilen aktualisiert. Der Zeitvorteil ist zur Zahl der nicht aktualisierten Rohdatenzeilen proportio­ nal. Die obengenannten Techniken haben den Nachteil, daß ent­ sprechend den nicht aktualisierten Rohdaten die Auflösung bei der Darstellung bewegter Objekte sinkt.

Aus den Artikeln L.P Panych et al. "A Dynamically Adaptive Imaging Algorithm for Wavelet-Encoded MRI" in Magnetic Reso­ nance in Medicine 32, Seiten 738 bis 748 (1994) und L. P. Panych et al. "Implementation of wavelet-encoded MR Imaging" in Journal of Magnetic Resonance Imaging, 1993, 3, Seiten 649 bis 655, ist es bekannt, Wavelet-Transformationen als Alter­ native zur Phasencodierung und zur herkömmlichen Fourier- Transformation einzusetzen. Im Unterschied zur herkömmlichen Fourier-Transformation sind Wavelet-Funktionen räumlich loka­ lisiert, d. h., es werden wavelet-Profile an unterschiedlichen Orten über das Betrachtungsfenster generiert. Die diskrete Fourier-Transformation dagegen deckt stets das gesamte Be­ trachtungsfeld ab. Sie führt ein periodisches Signal vom Ortsraum in den Frequenzraum über, sie liefert aber keine In­ formation darüber, zu welchem Zeitpunkt und an welchem Ort eine bestimmte Frequenz aufgetreten ist.

In dem obengenannten Artikel "A Dynamically Adaptive Imaging Algorithm for wavelet-encoded MRI" wird die räumlich selek­ tive Eigenschaft der Wavelet-Transformation dazu verwendet, Bewegungen im Betrachtungsfenster zu erfassen und nur die Rohdaten für die Bereiche, in denen tatsächlich eine Bewegung auftritt, zu aktualisieren. Dabei wird von einer Bewegungs­ richtung in Richtung der Wavelet-Codierung ausgegangen.

Bei der Einführung interventioneller Instrumente in einen Körper ist die Bewegungsrichtung meist von vorneherein be­ kannt. Vielfach muß nur festgestellt werden, wie weit das interventionelle Instrument schon in den Körper eingeführt wurde, z. B., um bestimmte Organe für die Chirurgie oder Bio­ psie zu treffen und eine Beschädigung anderer Organe beim Einführen des interventionellen Instrumentes zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bewe­ gungsverfolgung interventioneller Instrumente mit MR-Bildge­ bung so auszuführen, daß sowohl eine hohe Zeitauflösung als auch eine gute Ortsauflösung der Position des interventio­ nellen Instrumentes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Da die Bewegungsbahn relativ gut bekannt ist, muß nur ein kleiner Teil der Kernresonanzsignale aktua­ lisiert werden, so daß die Datenerfassungszeit entsprechend sinkt und die Zeitauflösung zunimmt. Dabei wird aber im Un­ terschied zu dem obengenannten Verfahren nach Panych hier stets der Datensatz für den gesamten Bereich der Bewegungs­ bahn aktualisiert, so daß das gesamte Instrument innerhalb des Untersuchungsobjektes wegen der Mittelung über mehrere Messungen mit guter Ortsauflösung dargestellt wird. Beim Verfahren nach Panych werden jedoch nur Datensätze für die Regionen aktualisiert, wo eine Änderung auftritt. Im vorlie­ genden Fall wäre dies also nur im Bereich der Spitze des In­ struments der Fall.

Gegenüber der bekannten Keyhole-Technik oder der Verwendung von Datenzeilen für mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Bil­ der wird hier die räumliche Lokalisation der Wavelet-Funktion ausgenutzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 11 näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines offenen Magnetsystems bekannter Bauart, die

Fig. 2 Wavelets mit drei unterschiedlichen Dilatationen a,

Fig. 3 die Translation der Wavelet-Funktionen über das Objekt,

Fig. 4 bis 8 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Pulssequenz mit Wavelet-Codierung,

Fig. 9 schematisch eine Rohdatenmatrix,

Fig. 10 einen Objektbereich 19,

Fig. 11 einen Objektbereich 19 mit einem Bereich 16 einer Bewegungsbahn

Fig. 12 bis 16 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Pulssequenz mit Wavelet-Codierung.

In Fig. 1 ist schematisch ein bekannter Polschuhmagnet eines Kernspintomographiegerätes mit einem C-förmigen Joch darge­ stellt, wie er z. B. in dem US-Patent 5,200,701 beschrieben ist. Der magnetische Antrieb erfolgt im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch normal leitende Magnetspulen 5. Im Bereich von Polschuhen 1, 2 sind jeweils Gradientenspulensätze 7 und Hochfrequenzantennen 4 angebracht. Die Hochfrequenzantennen 4 dienen im Ausführungsbeispiel sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Signalen. Im Magneten ist ein Untersuchungsob­ jekt 6 positioniert.

Die Magnetspulen 5 werden von einer Magnetstromversorgung 8 gespeist und die Gradientenspulensätze 7 von einer Gradien­ tenstromversorgung 9. Die Antennen 4 sind mit einer Hochfre­ quenzeinheit 10 verbunden. Aus den von der Hochfrequenzein­ heit 10 gewonnenen Signalen wird durch einen Bildrechner 12 ein Bild rekonstruiert, das auf einem Monitor 13 abgebildet wird. Die Magnetstromversorgung 8, die Gradientenstromver­ sorgung 9, die Hochfrequenzeinheit 10 und der Bildrechner 12 werden von einem Steuerrechner 11 gesteuert.

Die Grundlagen der Wavelet-Transformation sind in den ein­ gangs genannten Literaturstellen im Detail erläutert und sol­ len hier nur in den Grundzügen dargestellt werden. Die inte­ grale Wavelet-Transformation F_g(a,b) einer realwertigen, eneraiebeschränkten Funktion f(x) ist gegeben durch:

Eine Wavelet-Funktion g(a,b) entsteht durch Dilatation und Translation einer Basis-Wavelet-Funktion, d. h., im Gegensatz zur Fourier-Transformation bildet die Wavelet-Transformation auf zwei Parameter ab. Dabei beeinflußt die Dilatation die Breite einer Wavelet-Funktion g(a,b) und die Translation b ihre Lage im Objektraum. Es sind eine Reihe von Funktionen bekannt, die als Basis-Wavelet-Funktionen verwendet werden können. In einem Ausführungsbeispiel wurden Battle-Lemarie Wavelets verwendet. Die entstehende Wavelet-Funktion ist in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt. Dabei bezeichnet der Index j die Dilatation, der Index k die Translation der Basis-Wavelet-Funktion. In Fig. 2 ist die Dilatation der Basis-Wavelet-Funktion Ψ_{j, k} für drei unterschiedliche Dilatationen a dargestellt. Bei jeder Dilatation werden gemäß Fig. 3 die Wavelets in einer Raumrichtung über das Objekt geschoben. Eingezeichnet wurde nur jede sechzehnte Translation der von 0 bis 64 laufenden Translationen. Die übrigen Translationen sind durch Punkte angedeutet. Entsprechend dem Dilatationsparameter können beliebig breite Objektfenster erzeugt werden, aus denen dann die Rohdaten ausgelesen werden. Eine breite Fensterung (gleichbedeutend mit kleinem a) des Objektbereichs entspricht einer let-Funktion mit steigendem a schmaler wird und damit zuneh­ mend Hochpaßcharakter annimmt.

In den Fig. 4 bis 8 ist die Anwendung der Wavelet-Codie­ rung in einer Pulssequenz dargestellt. Dabei wird im Anwen­ dungsbeispiel eine einfache Spinechofunktion angewandt, es könnten aber auch anderer Verfahren zur Erzeugung von Echos eingesetzt werden. Zur Wavelet-Codierung der Signale wird zunächst ein Hochfrequenzpuls RF1 unter der Wirkung eines Gradienten Gx eingestrahlt. Dabei legt das Frequenzspektrum des Hochfrequenzpulses RF1 in Verbindung mit dem Gradienten Gx Dilatation und Translation der Wavelet-Funktion fest. Da­ bei kann gezielt ein Streifenprofil senkrecht zur Richtung des Gradienten Gx gewählt werden. Für kleine Flipwinkel des Hochfrequenzpulses RF1 sind die Einhüllende dieses Hochfre­ quenzpulses und das hier geforderte Streifenprofil ein Fou­ riertransformiertenpaar. Die Dilatation a und die Stärke des Gradienten Gx verhalten sich proportional zueinander. Durch ein Verstärken des Gradienten Gx wird daher a vergrößert und damit die Streifenbreite verringert. Die jeweils geforderte Translation b kann durch Verschiebung der Mittenfrequenz des Hochfrequenzpulses RF1 oder durch einen Offset des Gradienten Gx erreicht werden. Anschließend wird der Gradient Gx inver­ tiert, um die durch den positiven Teilpuls verursachte Depha­ sierung rückgängig zu machen. Gleichzeitig wird durch einen ersten Gradientenpuls Gy1 in y-Richtung eine Vorphasierung erzielt.

Eine Refokussierung der Spins erfolgt durch einen 180°-Hoch­ frequenzpuls RF2. Dieser wird unter der Wirkung eines Schichtselektionsgradienten Gz eingestrahlt. Damit wird die gesamte Pulssequenz in z-Richtung schichtselektiv, d. h., Si­ gnale werden nur aus einer Schicht senkrecht zur z-Achse er­ halten, wobei die Lage und Breite der Schicht durch das Fre­ quenzspektrum des 180°-Hochfrequenzpulses RF2 und durch die Amplitude des Gradienten G_z festgelegt wird. Das entstehende Spinechosignal wird schließlich in einem Akquisitionsfenster AQ unter der Wirkung eines Gradienten Gy ausgelesen. Das Spinechosignal ist damit in y-Richtung in herkömmlicher Weise frequenzcodiert. Das Signal wird ähnlich wie beim herkömmli­ chen Fourier-Transformationsverfahren in eine Zeile einer Rohdatenmatrix RD nach Fig. 9 eingetragen.

Die Wavelet-Codierung ersetzt die hier die sonst übliche Pha­ sencodierung der Kernresonanzsignale. Wie bei der Phasenco­ dierung müssen bei der Wavelet-Codierung N Messungen mit un­ terschiedlicher Wavelet-Codierung vorgenommen werden, um N Zeilen der Bildmatrix zu füllen. Wie oben bereits ausgeführt, werden diese N Messungen mit unterschiedlichen Dilatationen und Translationen der Basis-Wavelet-Funktion durchgeführt. Für die folgende Anwendung ist eine Besonderheit der Wavelet- Koeffizienten im Vergleich zu den Fourier-Koeffizienten von Bedeutung: Die Wavelet-Koeffizienten korrelieren nämlich ent­ sprechend ihrer Dilatation und Translation mit einem fest­ gelegten Ausschnitt des Objektraumes.

Aus der Rohdatenmatrix RD kann nun nach Verfahren, wie sie in den in der Beschreibungseinleitung angegebenen Literaturstel­ len erläutert sind, ein Bild rekonstruiert werden.

Die Anwendung der Wavelet-Codierung auf die hier vorliegende Aufgabe der Bewegungsverfolgung interventioneller Instrumente wird im folgenden anhand der Fig. 10 und 11 erläutert. Als interventionelles Instrument wird im Ausführungsbeispiel eine Biopsienadel verwendet, es kommen aber ebenso andere, z. B. chirurgische Instrumente, in Betracht, sofern die Bewegungs­ bahn zumindest grob festgelegt ist.

Für den Arzt kommt es darauf an, mit guter Zeit- und Ortsauf­ lösung die Position der Biopsienadel 15 im Untersuchungs­ objekt festzustellen. Dazu wird zunächst ein Referenzbild des gesamten Objektraumes 19 mit dem Untersuchungsobjekt 6 aufge­ nommen. In Fig. 10 ist dies schematisch dargestellt. Dieses Referenzbild könnte man natürlich mit der beschriebenen Wave­ let-Codierung, d. h. mit Wavelet-codierter Anregung der Kernresonanzsignale aufnehmen. Die wavelet-codierte Anregung bedingt jedoch gegenüber der Phasencodierung ein schlechteres Signal-Rausch-Verhältnis. Dies rührt daher, daß bei der Phasencodierung immer Signale aus dem gesamten Objektbereich erfaßt werden, bei der wavelet-codierten Anregung dagegen nur aus einzelnen Streifen. Außerdem wendet man bei der Wavelet- Codierung kleine Flipwinkel an. Es empfiehlt sich daher, für das Referenzbild zunächst die übliche Phasencodierung einzusetzen, da hierbei der Vorteil der Wavelet-Codierung - nämlich die Beschränkung auf einen Objektbereich - ohnehin nicht zum Tragen kommt. Damit der Datensatz des Referenzbildes allerdings später kompatibel mit aktualisierten, Wavelet-codierten Datensätzen ist, wird die gewonnene digitale Rohdatenmatrix zur Nachverarbeitung in Phasencodierrichtung invers fouriertransformiert und anschließend Wavelet-codiert. Damit wird das Bild entsprechend den Faktoren a und b der Wavelet-Codierung in N Streifen aufgeteilt. Nach der vollständigen Rekonstruktion (inverse Fourier-Transformation in Richtung des Auslesegradienten und inverse Wavelet-Codierung in Wavelet- Codierrichtung) liegt ein Wavelet-codiertes Bild vor, dessen Signal-Rausch-Verhältnis im wesentlichen einem üblichen Spin­ echobild entspricht.

Wie bereits ausgeführt, wäre mit herkömmlichen Fourier-Trans­ formationsverfahren kaum eine ausreichende Zeitauflösung für die Bewegungsverfolgung der Biopsienadel zu erreichen. Da die Bewegungsbahn der Biopsienadel aber relativ genau bekannt ist, reicht es aus, lediglich die Datensätze, die im Bereich der bekannten Bewegungsbahn 16 der Biopsienadel 15 liegen, zu aktualisieren. In Fig. 11 ist der zu erfassende Bereich 16 der Bewegungsbahn schraffiert dargestellt, das mit der Bio­ psienadel 15 zu erreichende Ziel ist mit 18 bezeichnet. Mit der Wavelet-Codierung ist es nun, wie oben beschrieben, mög­ lich, den Bereich 16 selektiv aufzunehmen. Dabei liegt die Frequenzcodierrichtung y parallel zur Bewegungsrichtung der Biopsienadel 15, die Wavelet-Codierrichtung x orthogonal dazu.

Da für die Aktualisierung der Rohdaten aus dem Bereich 16 im Vergleich zum Objektraum 19 wesentlich weniger Daten erfaßt werden müssen, kann dies mit entsprechend verbesserter Zeit­ auflösung erfolgen. Wenn man beispielsweise von einem 30×30 cm großen Bild mit einer Auflösung von 128×128 Pixeln ausgeht, sind für die Aktualisierung des gesamten Bildes 128 Sequenzen nach den Fig. 4 bis 8 erforderlich. Wenn man aber den Bewegungsbereich 16 auf z. B. 20 mm beschränken kann, benötigt man bei gleicher Ortsauflösung nur 12 Sequenzen, d. h., die zur Aktualisierung erforderlichen Daten können etwa 10 mal so schnell gewonnen werden. Während der Intervention müssen im ursprünglichen, das gesamte Referenzbild umfassen­ den Rohdatensatz jeweils nur 12 Zeilen aktualisiert werden. Da die mit der Wavelet-Codierung gewonnenen Datensätze aus den obengenannten Gründen eine kleinere Signalamplitude auf­ weisen als die aufgrund einer Phasencodierung gewonnenen Si­ gnale des Referenzbildes, müssen die aktualisierten Wavelet­ codierten Datensätze entsprechend normiert werden.

Das aus den so gewonnenen Rohdatensätzen gewonnene Bild zeigt somit das gesamte Untersuchungsobjekt in guter räumlicher Auflösung und die Bewegung der Biopsienadel 15 auch in guter zeitlicher Auflösung. Da sich die Signale aus der Biopsiena­ del 15 zwischen den einzelnen Datensatzaktualisierungen nur bezüglich deren Spitze ändern, werden die Signale aus dem restlichen Teil der Biopsienadel ständig gemittelt. Trotz der geringen Signalintensität durch die Wavelet-Codierung wird daher die Biopsienadel 15 aufgrund der Mittelung der Signale (mit Ausnahme von Signalen aus der bewegten Spitze der Bio­ psienadel) mit gutem Signal-Rausch-Verhältnis dargestellt.

Bei den bisherigen Betrachtungen wurde davon ausgegangen, daß sich im Untersuchungsbereich nur die Biopsienadel 15 bewegt, während der Rest des Untersuchungsobjekts 6 unbewegt ist. Bei einer Bewegung des gesamten Untersuchungsobjekts 6 stimmt na­ türlich die räumliche Zuordnung zwischen dem aktualisierten Bereich 16 und dem restlichen Untersuchungsobjekt 6, das nur zu Beginn der Messung in Form eines Referenzbildes erfaßt wurde, nicht mehr. Vielfach benötigt der Arzt aber die Infor­ mation aus dem restlichen Untersuchungsobjekt nicht mehr, da er sie während des interventionellen Vorgangs noch in Erin­ nerung hat. Um die Darstellung von Fehlinformationen zu ver­ meiden, empfiehlt es sich aber, das Referenzbild auszublen­ den, sobald eine Objektbewegung aufgetreten ist und nur noch den Bereich 16 der Bewegungsbahn darzustellen.

Um eine Bewegung des Objektes 6 festzustellen, kann man an diesem beispielsweise einen MR-sensitiven Marker 17 befesti­ gen. In diesem Fall kann man dann z. B. in einem weiteren Be­ reich 20 ebenfalls Wavelet-codierte Datensätze gewinnen und anhand dieser Datensätze die Bewegung des Markers 17 erfas­ sen. Sobald die Bewegung des Markers 17 einen gewissen Schwellwert überschreitet, wird das Referenzbild ausgeblen­ det.

Alternativ kann man aber auch das Referenzbild, d. h. den Da­ tensatz für das vollständige Untersuchungsobjekt 6 aktuali­ sieren, sobald eine größere Bewegung des Objektes 6 festge­ stellt wurde.

Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Wavelet-codierte Pulssequenz ist in den Fig. 12 bis 16 dargestellt. Diese Pulssequenz ist bekannt aus: J.B. Weaver et al, "Wavelet- Encoded MR Imaging", Magnetic Resonance in Medicine 24, 275- 287 (1992). Bezüglich einer genaueren Erläuterung wird daher auf diese Literaturstelle verwiesen.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12 bis 16 unter­ scheidet sich von dem nach den Fig. 4 bis 8 dadurch, daß eine Schichtselektion in z-Richtung nicht durch den 180°- Hochfrequenzpuls, sondern durch eine selektive Sättigung erreicht wird. Dazu wird vor dem Hochfrequenzpuls RF1 ein Hochfrequenz-Sättigungspuls RFS unter der Wirkung eines Schichtselektionsgradienten Gz nach Fig. 15 eingestrahlt. Durch entsprechende Wahl des Frequenzspektrums des Hoch­ frequenz-Sättigungspulses RFS wird erreicht, daß alle Kern­ spins außerhalb der gewünschten Schicht gesättigt werden, d. h. nicht zum Signal beitragen.

Durch diese Art der Schichtselektion wird es möglich, ein aus der herkömmlichen Bildgewinnung mit Fourier-Transformation bekanntes Mehrschichtverfahren anzuwenden. Dabei erfolgt wäh­ rend der Repetitionszeit, d. h. während der Zeitphase zwischen Anregung und Auslesen des Kernresonanzsignals in einer Schicht, eine Anregung in einer weiteren Schicht. Da die ent­ stehenden Kernresonanzsignale entsprechend der zeitlich ver­ setzten Anregung ebenfalls zeitlich versetzt auftreten, kön­ nen sie problemlos separiert werden.

Diese Technik läßt sich auch auf die hier vorliegende Aufga­ benstellung übertragen. In der Zeit zwischen der Anregung eines Kernresonanzsignals im Bewegungsbereich 16 und dem Aus lesen des Kernresonanzsignals aus diesem Bereich kann ein Kernresonanzsignal im Bereich 20 angeregt werden, so daß die Gewinnung von Daten aus dem Bereich 20 zur Erfassung der Bewegung des Markers 17 kaum mit einer Verlängerung der Datenakquisitionszeit verbunden ist.

Die Technik der Anregung in einer Schicht während der Repeti­ tionszeit der anderen Schicht kann aber auch auf den Bereich 16 selbst angewandt werden. Wenn man bei der Wavelet-Codie­ rung die einzelnen Streifen derart erfaßt, daß bei zeitlich aufeinander folgenden Akquisitionen keine räumliche Überlap­ pung der Streifen auftritt, kann in einem Streifen während der Repetitionszeit im anderen Streifen eine Anregung erfol­ gen.

Bei der bisherigen Darstellung lag die Bewegungsbahn in y- Richtung und dementsprechend wurde in x-Richtung eine Wave­ let-Codierung und in y-Richtung eine Frequenzcodierung der Kernresonanzsignale durchgeführt. Das Verfahren ist jedoch nicht auf ein starres Koordinatensystem beschränkt, da bei MR-Anlagen durch gleichzeitiges Einschalten mehrerer Gradien­ ten resultierende Gradienten in beliebigen Richtungen reali­ siert werden können.

Damit die Biopsienadel im Bild mit gutem Kontrast dargestellt wird, kann sie vorteilhafterweise mit negativem Kontrastmit­ tel, z. B. Eisenoxid, gefüllt sein. Sie wird dann im Bild schwarz dargestellt.

Mit dem dargestellten Verfahren gelingt es also, die Bewegung eines interventionellen Instruments mit guter Zeitauflösung zu verfolgen, da stets nur ein geringer Teil des gesamten Da­ tensatzes aktualisiert wird. Dabei wirkt sich die Eigenschaft der Wavelet-Funktion, daß nämlich die Datenaufnahme lokali­ sierbar ist, im Vergleich zur Phasencodierung, die sich stets über das gesamte Meßobjekt erstreckt, besonders positiv aus. Gleichzeitig liefert das Verfahren aber auch eine hohe Orts­ auflösung. Bei der Gewinnung des Referenzbildes mit der übli­ chen Phasencodierung kann durch das damit erzielbare hohe Si­ gnal-Rausch-Verhältnis ein qualitativ hochwertiges Bild er­ zeugt werden. Im Bereich der Bewegungsbahn wird durch Mitte­ lung der sequentiell gewonnenen Daten das an sich mit der Wavelet-Codierung verbundene ungünstigere Signal-Rausch- Verhältnis wieder verbessert.

Claims (13)

1. Verfahren zur Bewegungsverfolgung interventioneller In­ strumente mit MR-Bildgebung mit folgenden Merkmalen:

• a) das interventionelle Instrument (15) wird auf einer Be­ wegungsbahn in einer ersten Richtung (y) geführt.
• b) Rohdatensätze (RD) werden aus in der ersten Richtung (y) frequenzcodierten und in einer zweiten Richtung (x) senkrecht zur ersten Richtung Wavelet-codierten Kernre­ sonanzsignalen gewonnen.
• c) Die Rohdatensätze (RD) werden nur für die Wavelet-Co­ dierungen, die dem Bereich (16) der Bewegungsbahn zuge­ ordnet sind, mit einer Repetitionsrate aktualisiert.
• d) aus den Rohdatensätzen (RD) werden zeitaufgelöste Bilder gewonnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anregung der Kernreso­ nanzsignale schichtselektiv erfolgt, wobei die Bewegungsbahn senkrecht zur Schichtnormalen verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Messung ein Rohdatensatz (RD) für ein Referenzbild des gesamten Ob­ jektbereichs (19) gewonnen wird, in dem die aktualisierten Teile der Rohdatensätze (RD) eingeblendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rohdatensatz für das Re­ ferenzbild mit einem MR-Verfahren gewonnen wird, bei dem in der zweiten Richtung eine Phasencodierung der Kernresonanz­ signale erfolgt, und daß auf den Rohdatensatz (RD) eine Wave­ let-Codierung in der zweiten Richtung angewandt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rohdatensatz (RD) in der zweiten Richtung invers fouriertransformiert und anschließend Wavelet-codiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aktualisierten Teil­ bereiche des Rohdatensatzes so normiert werden, daß die Si­ gnalamplituden dem Rohdatensatz (RD) des Referenzbildes ent­ sprechen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein neues Referenzbild erstellt wird, sobald eine Bewegung des Unter­ suchungsobjektes (6) einen Schwellwert überschreitet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Refe­ renzbild ausgeblendet wird und nur noch ein Bild aufgrund der aktualisierten Teilbereiche der Rohdatensätze (RD) erstellt wird, sobald eine Bewegung des Untersuchungsobjektes (6) einen Schwellwert überschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Unter­ suchungsobjektes (6) mit Hilfe eines am Untersuchungsobjekt (6) angebrachten Markers (17) erfaßt wird, dessen Bewegung durch Aufnahme von MR-Daten gemessen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die MR-Daten mit Wavelet- Codierungen, die dem Bereich des Markers (17) zugeordnet sind, erfaßt und mit einer Repetitionsrate aktualisiert wer­ den.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Datensätze für den Bereich des Markers (17) interleaved mit den Wavelet­ codierten Teilbereichen der Datensätze für den Bereich (16) der Bewegungsbahn gewonnen werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Daten­ sätze für die Wavelet-Codierungen, die dem Bereich der Bewe­ gungsbahn zugeordnet sind, mit einer derartigen Repetitions­ rate aktualisiert werden, daß in dem aus diesen Datensätzen gewonnenen Bildteil bei üblichen Vorschubgeschwindigkeiten des interventionellen Instruments (15) dieses in ausreichen­ der zeitlicher Auflösung dargestellt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß ein inter­ ventionelles Instrument mit einem negativen Kontrastmittel eingesetzt wird.