DE10036207B4

DE10036207B4 - Verfahren zum Durchführen einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanzbildgebung

Info

Publication number: DE10036207B4
Application number: DE10036207A
Authority: DE
Inventors: Stefan Thesen
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: JP2002065638A; US20020032377A1; DE10036207A1; US6556855B2

Abstract

Verfahren zum Durchführen einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanzbildgebung, beinhaltend folgende Merkmale:
– Für einen in einem Abbildungsvolumen eines Magnetresonanzgeräts positionierten abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts werden in einer zeitlichen Abfolge Bilddatensätze erzeugt, die Informationen über eine Perfusion innerhalb des abzubildenden Bereichs beinhalten,
– während der zeitlichen Abfolge auftretende Lageveränderungen des abzubildenden Bereichs bezüglich des Abbildungsvolumens werden erfasst, wobei die Lageveränderungen aus zeitlich aufeinanderfolgend erzeugten Bilddatensätzen ermittelt werden, und
– entsprechend den erfassten Lageveränderungen erfolgt ein Korrigieren von Auswirkungen der Lageveränderungen auf die Bilddatensätze, wobei
– wenigstens für ausgewählte Werte eines ersten Bilddatensatzes eine erste Häufigkeitsverteilung n(x) gebildet wird,
– für entsprechend den ausgewählten Werten des ersten Bilddatensatzes ausgewählte Werte eines zweiten Bilddatensatzes, der dem ersten zeitlich nachfolgend erzeugt worden ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung n(y) gebildet wird,
– aus in den Bilddatensätzen entsprechend positionierten Werten Wertepaare gebildet werden, mit denen eine weitere Häufigkeitsverteilung n(x, y) gebildet wird,...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanzbildgebung.
Die Magnetresonanztechnik ist eine bekannte Technik zum Gewinnen von Bildern eines Körperinneren eines Untersuchungsobjekts. Dabei werden in einem Magnetresonanzgerät einem statischen Grundmagnetfeld schnell geschaltete Gradientenfelder überlagert, die von einem Gradientensystem erzeugt werden. Ferner umfasst das Magnetresonanzgerät ein Hochfrequenzsystem, das zum Auslösen von Magnetresonanzsignalen Hochfrequenzsignale in das Untersuchungsobjekt einstrahlt und die erzeugten Magnetresonanzsignale aufnimmt, auf deren Basis Bilddatensätze und Magnetresonanzbilder erstellt werden.

Bei einer Ausführungsform einer funktionellen Magnetresonanzbildgebung werden mit einer gleichen Ortskodierung von einem abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts in einer zeitlichen Abfolge Bilddatensätze erzeugt. Daran anschließend wird eine retrospektive Bewegungskorrektur der Bilddatensätze durchgeführt, mit der Unterschiede zwischen den Bilddatensätzen, die Folge einer Lageveränderung des abzubildenden Bereichs bezüglich des Geräts während der zeitlichen Abfolge sind, ermittelbar und korrigierbar sind. Näheres zur auf dem BOLD-Effekt beruhenden funktionellen Magnetresonanzbildgebung ist beispielsweise in dem Artikel von U. Klose et al. "Funktionelle Bildgebung mit der Magnetresonanztomographie", electromedica 67 (1999) Heft 1, Seiten 27-36 beschrieben.

Ein Verfahren zum Ermitteln von Lageveränderung aus zeitlich aufeinanderfolgend aufgenommenen Bilddatensätzen basiert dabei auf einer Beschreibung einer beliebigen Starrkörperbewegung im dreidimensionalen Raum mittels sechs Bewegungsparame tern, wobei drei Parameter Translationen und drei Parameter Rotationen kennzeichnen. Vorgenannte Parameter werden beispielsweise in einem Spaltenvektor q → notiert. Die Werte aller Voxel oder ausgewählter Voxel eines ersten Bilddatensatzes und eines zweiten Bilddatensatzes, der dem ersten zeitlich nachfolgend erzeugt worden ist, werden in einer übereinstimmenden Reihenfolge in einem ersten Spaltenvektor x → und einem zweiten Spaltenvektor y → notiert. Zur Ermittlung einer Lageveränderung zwischen den Aufnahmezeitpunkten des ersten und des zweiten Bilddatensatzes, d.h. zur Bestimmung der Bewegungsparameter wird nachfolgende Gleichung, die auf einer Taylor-Entwicklung erster Ordnung basiert, durch ein iteratives Verfahren, beispielsweise ein Gauß-Newtonsches Iterationsverfahren, gelöst:

Zur genaueren Beschreibung wird dazu beispielsweise auf das Buch von R.S.J. Frackowiak et al., "Human Brain Function", Academic Press, 1997, insbesondere Kapitel 3, Seiten 43 bis 58 und auf den Artikel von K.J. Friston et al., "Movement-Related Effects in fMRI Time-Series", Magnetic Resonance in Medicine 35 (1996), Seiten 346 bis 355 verwiesen.

Im letztgenannten Artikel ist darüber hinaus beschrieben, dass sich selbst bei einem optimalen Zurückdrehen bzw. Zurückverschieben der Bilddatensätze hinsichtlich eines Referenz-Bilddatensatzes nicht alle unerwünschten Signaldifferenzen infolge von Bewegungen beheben lassen. Ursächlich dafür ist, dass nach einer Lageveränderung des abzubildenden Bereichs auf bestimmte Volumenbereiche des abzubildenden Bereichs gegenüber ihrer Ausgangslage bei unveränderter Ortskodierung Gradienten- und Hochfrequenzfelder anders wirken und sich damit Anrege-, Resonanz- und Relaxationseigenschaften der Volumenbereiche ändern. Dadurch wird das Signalverhalten dieser Volumenbereiche nicht nur für einen unmittelbar nachfolgend aufgenommenen Bilddatensatz, sondern nachhaltig auch für weitere aufzunehmende Bilddatensätze verändert. In dem Artikel von K.J. Friston et al. ist dazu ein Näherungsverfahren vorgeschlagen, mit dem im Nachgang an das Erzeugen von Bilddatensätzen auch letztgenannte, bewegungsverursachte Signaldifferenzen aus Bilddatensätzen ausfilterbar sind.

Bei einem weiteren Verfahren zur bilddatensätzebasierten Lageveränderungserfassung werden alle oder bestimmte ausgewählte Punkte eines ersten im k-Raum beschriebenen Bilddatensatz und eines zweiten Bilddatensatzes, der dem ersten zeitlich nachfolgend erzeugten worden ist, miteinander verglichen. Dabei beruht das Verfahren darauf, dass sich infolge einer Lageveränderung zwischen den Aufnahmezeitpunkten beider Bilddatensätze bei einem Vergleich von innerhalb beider Bilddatensätzen gleich angeordneten Datenpunkten Translationen und/oder Rotationen des abzubildenden Bereichs in einer Veränderung von Phase und/oder Betrag der Datenpunkte widerspiegeln. Ausführungsformen vorgenannten Verfahrens sind beispielsweise im Artikel von L.C. Maas et al., "Decoupled Automated Rotational and Translational Registration for Functional MRI Time Serien Data: The DART Registration Algorithm", Magnetic Resonance in Medicine 37 (1997), Seiten 131 bis 139 sowie im Artikel von Q. Chen et al., "Symmetric Phase-Only Matched Filtering of Fourier-Mellin Transforms for Image Registration and Recognition", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 16, No. 12 (1994), Seiten 1156 bis 1168 näher beschrieben.

Ein anderer Ansatz zur Vermeidung unerwünschter, bewegungsverursachter Unterschiede bei einer funktionellen Magnetresonanzbildgebung besteht darin, die Bilddatensätze nicht im Nachgang retroperspektiv zu korrigieren, sondern eine prospektive Bewegungskorrektur während eines Ablaufs der funktionellen Magnetresonanzbildgebung durchzuführen. Dazu werden von Bilddatensatz zu Bilddatensatz eventuelle Lageveränderun gen des abzubildenden Bereichs beispielsweise durch orbitale Navigatorechos erfasst und eine Ortskodierung während des Ablaufs entsprechend angepasst. Dabei ist ein orbitales Navigatorecho ein Magnetresonanzsignal, das durch einen kreisförmigen k-Raumpfad gekennzeichnet ist und von einer speziellen Navigatorsequenz erzeugt wird. Anhand von orbitalen Navigatorechos, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden, sind Lageveränderungen ermittelbar. Dazu wird beispielsweise vor jedem Erzeugen eines Bilddatensatzes die Navigatorsequenz ausgeführt und ein Navigatorecho aufgenommen, welches zur Bewegungskorrektur mit einem Referenz-Navigatorecho verglichen wird. Vorgenanntes ist beispielsweise in dem Artikel von H.A. Ward et al., "Real-Time Prospective Correction of Complex Multiplanar Motion in fMRI", Proc. of ISMRM 7 (1999), Seite 270 näher beschrieben.

Bei einem weiteren Verfahren werden Lageveränderungen des abzubildenden Bereichs optisch erfasst, indem beispielsweise am abzubildenden Bereich optische Reflektoren angebracht sind, die von einem optischen Erfassungssystem hinsichtlich ihrer Position überwacht werden. Näheres ist dazu beispielsweise in dem Artikel von H. Eviatar et al., "Real Time Head Motion Correction for Functional MRI", Proc. of ISMRM 7 (1999), Seite 269 erläutert. Desweiteren wird dazu auf die US 5,828,770 und die US 5,923,417 hingewiesen.

Bei einem weiteren Verfahren zur prospektiven Bewegungskorrektur werden die im bereits eingangs zitierten Buch von R.S.J. Frackowiak und Artikel von K.J. Friston beschriebenen Verfahren zum Ermitteln von Lageveränderungen aus zeitlich aufeinanderfolgend aufgenommenen Bilddatensätzen eingesetzt. Näheres dazu ist im Artikel von S. Thesen et al., "Prospective Acquisition Correction for Head Motion with Image-based Tracking for Real-Time fMRI", Proc. of ISMRM 8 (2000), Seite 56 beschrieben.

Bei einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanztechnik werden von einem selben abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts, beispielsweise einem Hirn eines Patienten, in einer möglichst schnellen zeitlichen Abfolge Volumendatensätze aufgenommen. Dies geschieht unabhängig davon, ob mit oder ohne einer Kontrastmittelgabe gearbeitet wird. Aus einer zeitlichen Änderung eines Werts eines Voxels, das innerhalb der aufgenommenen Volumendatensätze gleich positioniert ist, ist eine Aussage über eine lokale Perfusion gewinnbar. Findet während der Aufnahme der Volumendatensätze bei einer gleichen Ortskodierung eine Lageveränderung des abzubildenden Bereichs statt, so führt dies zu einer Translation und/oder Rotation der einzelnen Volumendatensätze gegeneinander. Dadurch entstehen systematische Fehler in vorgenannten Voxelwert-Zeitreihen, die wiederum zu einer verfälschten Aussage über die lokale Perfusion führen.

Die Druckschrift DE 199 59 719 A1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographiegeräts, bei dem ein abzubildender Bereich eines Untersuchungsobjekts in einem Abbildungsvolumen des Geräts gelagert wird und in einer zeitlichen Abfolge Bilddatensätze wenigstens von Teilen des abzubildenden Bereichs erzeugt werden. Durch einen Vergleich eines ersten mit einem zweiten Bilddatensatz, die zeitlich aufeinander folgend erzeugt worden sind, wird eine Lageveränderung wenigstens eines Teils des abzubildenden Bereichs bezüglich des Abbildungsvolumens ermittelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum Durchführen einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanzbildgebung zu schaffen, das unter anderem vorgenannten Nachteil des Standes der Technik bei Perfusionsmessungen verhindert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Durchführen einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanzbildgebung gelöst, das folgende Merkmale beinhaltet:

– Für einen in einem Abbildungsvolumen eines Magnetresonanzgeräts positionierten abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts werden in einer zeitlichen Abfolge Bilddatensätze erzeugt, die Informationen über eine Perfusion innerhalb des abzubildenden Bereichs beinhalten,
– während der zeitlichen Abfolge auftretende Lageveränderungen des abzubildenden Bereichs bezüglich des Abbildungsvolumens werden erfasst, wobei die Lageveränderungen aus zeitlich aufeinanderfolgend erzeugten Bilddatensätzen ermittelt werden, und
– entsprechend den erfassten Lageveränderungen erfolgt ein Korrigieren von Auswirkungen der Lageveränderungen auf die Bilddatensätze, wobei
– wenigstens für ausgewählte Werte eines ersten Bilddatensatzes eine erste Häufigkeitsverteilung n(x) gebildet wird,
– für entsprechend den ausgewählten Werten des ersten Bilddatensatzes ausgewählte Werte eines zweiten Bilddatensatzes, der dem ersten zeitlich nachfolgend erzeugt worden ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung n(y) gebildet wird,
– aus in den Bilddatensäzten entsprechend positionierten Werten Wertepaare gebildet werden, mit denen eine weitere Häufigkeitsverteilung n(x, y) gebildet wird,
– aus der ersten, zweiten und weiteren Häufigkeitsverteilung eine Mutual Information
gebildet wird,
– einer der Bilddatensätze mit Parametern versehen wird, so dass entsprechend einer beliebigen Lageveränderung des abzubildenden Bereichs im dreidimensionalen Raum der Bilddatensatz anpassbar ist, und
– durch ein Optimierungsverfahren die Parameter so bestimmt werden, dass die Mutual Information minimal wird.

Dadurch sind entsprechende Voxelwert-Zeitreihen der korrigierten Bilddatensätze frei von einem systematischen Fehler, so dass eine unverfälschte Aussage über eine lokale Perfusion gewinnbar ist.

Die Lageveränderungen werden aus zeitlich aufeinanderfolgend erzeugten Bilddatensätzen ermittelt. Dies ist besonders vorteilhaft, weil dabei keine zusätzlichen Vorrichtungen zum Magnetresonanzgerät, wie bei den optischen Lageveränderungs-Erfassungsverfahren, benötigt werden und auch keine zusätzlichen Pulssequenzen, wie bei einer Lageveränderungserfassung durch orbitale Navigatorechos notwendig sind. Andererseits werden an Verfahren zur bilddatensätzebasierten Lageveränderungserfassung bei Perfusionsmessungen infolge der starken zeitlichen Kontrastschwankungen von Bilddatensatz zu Bilddatensatz besondere Anforderungen, insbesondere hinsichtlich einer Stabilität der Verfahren gestellt. Dabei ist das nachfolgend beschriebene Verfahren hinsichtlich der Kontrastschwankungen besonders robust und stabil. Ein Übertragen der aus der funktionellen Magnetresonanzbildgebung bekannten bilddatensätzebasierten Verfahren zur Lageveränderungserfassung auf Perfusionsmessungen ist dabei nicht naheliegend, weil diese Verfahren im Allgemeinen keine oder nur sehr kleine Kontrastschwankungen zwischen zwei Bilddatensätzen tolerieren. Dahingegen steht ein Ermitteln von Kontrastschwankungen zwischen zwei Bilddatensätzen bei der Perfusionsmessung gerade im Vordergrund. Des weiteren scheitert die Lageveränderungserfassung bei einer Vielzahl der bilddatensätzebasierten Verfahren der funktionellen Magnetresonanzbildgebung bei Lageveränderungen, die größer wenige Grad und/oder wenige Millimeter sind. Bei der funktionellen Magnetresonanzbildgebung stellen kleine Lageveränderungen von wenigen Grad und/oder bis ca. 1 mm die Hauptproblematik dar, wohingegen derartige kleine Lageveränderungen bei der Perfusionsmessung verglichen mit den wesentlich stärkeren Kontrastschwankungen nicht so kritisch sind. Bei der Perfusionsmessung ist gerade ein Ermitteln vergleichsweise großer Lageveränderungen interessant, dies gilt beispielsweise insbesondere für eine Perfusionsmessung an einem Schlaganfallspatienten, bei dem zustandsbedingt mit größeren Bewegungen während der Messung zu rechnen ist.

Weiterhin beinhaltet ein Verfahren zum Ermitteln der Lageveränderung aus zeitlich aufeinanderfolgend erzeugten Bilddatensätzen folgende Merkmale:

– Wenigstens für ausgewählte Werte eines ersten Bilddatensatzes wird eine erste Häufigkeitsverteilung n(x) gebildet,
– für entsprechend den ausgewählten Werten des ersten Bilddatensatzes ausgewählte Werte eines zweiten Bilddatensatzes, der dem ersten zeitlich nachfolgend erzeugt worden ist, wird eine zweite Häufigkeitsverteilung n(y) gebildet,
– aus in den Bilddatensätzen entsprechend positionierten Werten werden Wertepaare gebildet, mit denen eine weitere Häufigkeitsverteilung n(x, y) gebildet wird,
– aus der ersten, zweiten und weiteren Häufigkeitsverteilung wird eine Mutual Information
– einer der Bilddatensätze wird mit Parametern versehen, so dass entsprechend einer beliebigen Lageveränderung des abzubildenden Bereichs im dreidimensionalen Raum der Bilddatensatz anpassbar ist, und
– durch ein Optimierungsverfahren werden die Parameter so bestimmt, dass die Mutual Information minimal wird.

Vorgenanntes Verfahren ist selbst bei stärksten Kontrastschwankungen noch stabil. Dabei ist mit sechs Parametern die beliebige Lageveränderung im dreidimensionalen Raum beschreibbar, wobei mit drei der Parameter eine beliebige Translationsbewegung und mit den übrigen drei Parametern eine beliebige Rotationsbewegung beschreibbar ist. Für das Optimierungsverfahren sind unter anderem das Downhill-Simplex-, das Powell's-, das Konjugierte-Gradienten- und/oder das Variabel-Metrische-Verfahren einsetzbar, die beispielsweise im Buch von W.H. Press et al. "Numerical Recipes in C. The art of scientific computing", Cambridge Univ. Pr., 1992, Seiten 408 bis 430, beschrieben sind. Des weiteren wird für eine genauere Erläuterung hinsichtlich der Mutual Information auf die Promotionsarbeit von P.A. Viola "Alignment by Maximizati on of Mutual Information", AI-TR1548 Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, Juni 1995, hingewiesen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Korrigieren zeitlich nach einem abgeschlossenen Erzeugen aller Bilddatensätze durch ein Korrigieren der Bilddatensätze. Dabei werden Bilddatensätze, für die hinsichtlich eines vorgebbaren Referenz-Bilddatensatzes eine Lageveränderung erfasst wurde, entsprechend der erfassten Lageveränderung zurückgedreht und/oder zurückverschoben.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt das Korrigieren während der zeitlichen Abfolge durch ein Anpassen einer Ortskodierung des Magnetresonanzgeräts von Bilddatensatz zu Bilddatensatz entsprechend den ermittelten Lageveränderungen. Dadurch ist eine retroperspektive Bewegungskorrektur, verbunden mit einem Zurückdrehen und/oder Zurückverschieben von Bilddatensätzen, überflüssig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dazu eine Shim-Einstellung des Magnetresonanzgeräts, umfassend Shim-Ströme eines aktiven Shim-Systems und Offset-Ströme eines Gradientenspulensystems des Magnetresonanzgeräts, mit angepasst.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Lageveränderungen optisch erfasst. Dazu sind Verfahren und Vorrichtungen entsprechend denen bekannt, die in der Beschreibungseinleitung aufgeführt sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Lageveränderungen durch orbitale Navigatorechos erfasst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 7 bis 10 beschrieben. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung.

Die Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Flussdiagramm für einen Abschnitt einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanztechnik mit einer prospektiven Bewegungskorrektur. Dazu werden in einer zeitlichen Abfolge von einem selben abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts Bilddatensätze aufgenommen. Dabei wird in einem ersten Schritt 10 ein Referenz-Bilddatensatz des abzubildenden Bereichs aufgenommen.

In einem sich anschließenden Schritt 20 wird wiederum ein Bilddatensatz des abzubildenden Bereichs aufgenommen. Vor einem Aufnehmen eines weiteren Bilddatensatzes in einer Wiederholung des Schritts 20 wird der Bilddatensatz bezüglich dem Referenz-Bilddatensatz in einem Schritt 30 auf eventuelle Lageveränderungen des abzubildenden Bereichs hin untersucht und in dem Fall, dass eine Lageveränderung ermittelt wird, wird vor einer Aufnahme des weiteren Bilddatensatzes in einem Schritt 40 eine Ortskodierung und eine Shim-Einstellung des Gradienten- und Shim-Systems entsprechend der ermittelten Lageveränderung nachgeführt. Dadurch liegen an einem Ende der Perfusionsmessung alle Bilddatensätze bereits bewegungskorrigiert vor, so dass diese zum Bilden entsprechender Perfusionsdarstellungen direkt voneinander subtrahierbar sind.

Im folgenden wird nun das bilddatensätzebasierte Ermitteln einer Lageveränderung des Schritts 30 näher betrachtet. Dabei wird der aufgenommene Bilddatensatz in einem Schritt 31 zunächst mit einem Parametervektor q → versehen, mit dem der Bilddatensatz an eine beliebige Lageveränderung anpassbar ist. Der Parametervektor q → umfasst dabei sechs Parameter, mit denen die beliebige Lageveränderung in dreidimensionalem Raum beschreibbar ist, wobei mit drei der Parameter eine beliebige Translationsbewegung und mit den übrigen drei Parametern eine beliebige Rotationsbewegung beschrieben wird.

In einem Schritt 32 wird eine Häufigkeitsverteilung n(x) für den Referenz-Bilddatensatz gebildet. Ausgehend von dreidimensionalen Bilddatensätzen, beispielsweise bestehend aus 128 × 128 × 128 Voxeln, wobei jedem Voxel ein Grauwert auf einer Skala der natürlichen Zahlen von 0 bis 100 zugeordnet ist, wird dabei über den einzelnen Grauwerten eine Anzahl von Voxeln des Referenz-Bilddatensatzes aufgetragen, die den entsprechenden Grauwert aufweisen.

In einem Schritt 34 wird entsprechend dem Schritt 32 eine Häufigkeitsverteilung n(y(q →)) für den mit dem Parametervektor q → an beliebige Lageveränderungen anpassbaren Bilddatensatz durchgeführt. Dabei ergibt sich eine Abhängigkeit der Häufigkeitsverteilung n(y(q →)) von dem Parametervektor q →.

In einem Schritt 33 wird schließlich eine dritte Häufigkeitsverteilung n(x, y(q →)) für Wertepaare des Referenz-Bilddatensatzes und des anpassbaren Bilddatensatzes gebildet. Dabei entstehen die Wertepaare durch einen ersten Grauwert eines Voxels des Referenz-Bilddatensatzes und einen zweiten Grauwert für ein Voxel des anpassbaren Bilddatensatzes, das hinsichtlich einer Anordnung innerhalb des Bilddatensatzes gleich einer Anordnung des Voxels des Referenz-Bilddatensatzes ist.

In einem letzten Unterschritt 35 des Schritts 30 wird schließlich der Parametervektor q → und damit die Lageveränderung ermittelt. Dies geschieht dadurch, dass die Mutual Information MI minimiert wird. Dabei ist die Mutual Information MI wie folgt definiert:

Dabei wird zum Minimieren auf bekannte Optimierungsverfahren zurückgegriffen. Das im Schritt 30 beschriebene Verfahren zum bilddatensätzebasierten Ermitteln von Lageveränderungen ist für Perfusionsmessungen in besonderer Weise geeignet, weil auch bei großen Kontrastunterschieden zwischen Bilddatensätzen, wie sie bei Perfusionsmessungen auftreten, eine Lageveränderung des abzubildenden Bereichs zwischen Aufnahmezeitpunkten der Bilddatensätze sicher detektierbar ist.

Claims

Verfahren zum Durchführen einer Perfusionsmessung mittels Magnetresonanzbildgebung, beinhaltend folgende Merkmale: – Für einen in einem Abbildungsvolumen eines Magnetresonanzgeräts positionierten abzubildenden Bereich eines Untersuchungsobjekts werden in einer zeitlichen Abfolge Bilddatensätze erzeugt, die Informationen über eine Perfusion innerhalb des abzubildenden Bereichs beinhalten, – während der zeitlichen Abfolge auftretende Lageveränderungen des abzubildenden Bereichs bezüglich des Abbildungsvolumens werden erfasst, wobei die Lageveränderungen aus zeitlich aufeinanderfolgend erzeugten Bilddatensätzen ermittelt werden, und – entsprechend den erfassten Lageveränderungen erfolgt ein Korrigieren von Auswirkungen der Lageveränderungen auf die Bilddatensätze, wobei – wenigstens für ausgewählte Werte eines ersten Bilddatensatzes eine erste Häufigkeitsverteilung n(x) gebildet wird, – für entsprechend den ausgewählten Werten des ersten Bilddatensatzes ausgewählte Werte eines zweiten Bilddatensatzes, der dem ersten zeitlich nachfolgend erzeugt worden ist, eine zweite Häufigkeitsverteilung n(y) gebildet wird, – aus in den Bilddatensätzen entsprechend positionierten Werten Wertepaare gebildet werden, mit denen eine weitere Häufigkeitsverteilung n(x, y) gebildet wird, – aus der ersten, zweiten und weiteren Häufigkeitsverteilung eine Mutual Information
gebildet wird, – einer der Bilddatensätze mit Parametern versehen wird, so dass entsprechend einer beliebigen Lageveränderung des abzubildenden Bereichs im dreidimensionalen Raum der Bilddatensatz anpassbar ist, und – durch ein Optimierungsverfahren die Parameter so bestimmt werden, dass die Mutual Information minimal wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Korrigieren zeitlich nach einem abgeschlossenen Erzeugen aller Bilddatensätze durch ein Korrigieren der Bilddatensätze erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Korrigieren während der zeitlichen Abfolge durch ein Anpassen einer Ortskodierung des Magnetresonanzgeräts von Bilddatensatz zu Bilddatensatz entsprechend den ermittelten Lageveränderungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Shim-Einstellung des Magnetresonanzgeräts, umfassend Shim-Ströme eines aktiven Shim-Systems und Offset-Ströme eines Gradientenspulensystems des Magnetresonanzgeräts, mit angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lageveränderungen optisch erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lageveränderungen durch orbitale Navigatorechos erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bilddatensätze dreidimensionale Bilddatensätze sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bilddatensätze mit einer Schnellbildtechnik erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schnellbildtechnik ein Echoplanarverfahren umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei dem Untersuchungsobjekt zum Erzeugen von Bilddatensätzen ein Kontrastmittel verabreicht wird.