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DE10117752C1 - Kernspintomographievorrichtung mit einer Einrichtung zur Bewegungskorrektur - Google Patents

Kernspintomographievorrichtung mit einer Einrichtung zur Bewegungskorrektur

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DE10117752C1
DE10117752C1 DE10117752A DE10117752A DE10117752C1 DE 10117752 C1 DE10117752 C1 DE 10117752C1 DE 10117752 A DE10117752 A DE 10117752A DE 10117752 A DE10117752 A DE 10117752A DE 10117752 C1 DE10117752 C1 DE 10117752C1
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DE
Germany
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magnetic resonance
roadmap
movement
recording
angiography
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DE10117752A
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English (en)
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Wolfgang Nitz
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Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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Priority to CNB021264007A priority patent/CN1247150C/zh
Priority to US10/119,171 priority patent/US7221973B2/en
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Abstract

Bei einer Kernspintomographievorrichtung mit einer Einrichtung zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention zeichnen Mittel eine kontrastmittelgestützte Aufnahme des Gefäßsystems (Roadmap) auf, wobei eine Aufnahme in Endexpiration (13) und eine Aufnahme in Endinspiration (14) des Patienten erfolgt, und weiter eine in das Gefäßsystem eingeführte MR-sichtbare medizinischen Interventionsvorrichtung. Die Einrichtung zur Bewegungskorrektur interpoliert eine korrigierte Roadmap (18) des Gefäßsystems aus den Aufnahmen in Endinspiration (13) und Endexpiration (14) und überlagert die Aufnahme der Interventionsvorrichtung der korrigierten Roadmap (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kernspintomographie­ vorrichtung mit einer Einrichtung zur Bewegungskorrektur und ein Verfahren zur Bewegungskorrektur im Rahmen einer Kern­ spinaufnahme bei einer Angiographie mit magnetresonanzüber­ wachter Gefäßintervention. Insbesondere betrifft die vorlie­ gende Erfindung eine Kernspintomographievorrichtung und ein Verfahren zur Kernspintomographie, bei denen es möglich ist, im Rahmen einer Angiographie eine medizinische Interventions­ vorrichtung in das Gefäßsystem einzuführen und magnetreso­ nanzüberwacht zu kontrollieren, an welcher Stelle sich die medizinische Interventionsvorrichtung innerhalb des Gefäßsy­ stems befindet, und dabei die Bewegungen des Patienten, wie Atembewegungen, zu korrigieren. Insbesondere vermeidet die vorliegende Erfindung die Vortäuschung einer Gefäßwandperfo­ ration durch die medizinische Interventionsvorrichtung, wie es bei der Überlagerung der aktuellen Position der medizini­ schen Interventionsvorrichtung mit einer zu einem anderen Zeitpunkt akquirierten und nicht bewegungskorrigierten Über­ sichtsaufzeichnung der Gefäße möglich sein kann. Eine Auf­ zeichnung der Gefäße oder des Gefäßbaumes, die die Blutgefäße eines bestimmten Bereiches in einer Übersicht darstellt wird auch als "Roadmap" bezeichnet.
Die Kernspintomographie als ein Verfahren der medizinischen Diagnostik hat sich auch als gut geeignet gezeigt, um eine Angiographie, eine Aufzeichnung eines Gefäßsystems, durchzu­ führen und insbesondere um das Einführen einer medizinischen Untersuchungsvorrichtung, wie beispielsweise eines Katheters in ein Blutgefäß zu überwachen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein besonders hohes Kontrastauflösungsvermögen für Weichgewebe besitzt und insbesondere auch Flüssigkeiten wie Blut und andere Körperflüssigkeiten gegenüber dem sonsti­ gen Gewebe gut unterscheiden kann. Die Aufnahme eines Gefäß­ systems ist dadurch besonders gut möglich. Die schon gegebene gute Darstellungsmöglichkeit eines Gefäßsystems kann noch weiter verbessert werden, indem ein Kontrastmittel in das Ge­ fäßsystem vor der Aufnahme eingegeben wird (kontrastmittelge­ stützte MR-Angiographie [ceMRA]).
Ähnlich wie bei der konventionellen Angiographie mit anderen Untersuchungsmethoden, wie direkte Röntgenaufnahme oder CT wird auch bei einer Kernspintomographie zunächst eine Über­ sichtsaufnahme, eine Roadmap erstellt, die den Gefäßbaum auf­ nimmt, der sodann graphisch dargestellt wird. Auf die Roadmap wird dann die medizinische Untersuchungsvorrichtung abgebil­ det, die in die Gefäße eingeführt wird. Die beiden Aufnahmen werden folglich überlagert. Dabei kann das Problem auftreten, dass die erste Aufnahme, die Roadmap, nicht mehr dem jetzigen Zustand und der Position des Gefäßsystems entspricht, da so­ wohl durch Bewegungen des Patienten, als auch und vor allem durch Atembewegungen Veränderungen und Verzerrungen des Ge­ fäßsystems auftreten. Es ist dann von der medizinischen Un­ tersuchungsvorrichtung, die zumeist aus einem Führungsdraht und dem dazugehörigen Katheter besteht, nicht mehr sicher feststellbar, ob diese sich noch innerhalb eines Gefäßes be­ findet oder ob die Gefäßwand perforiert wurde, da der Katheter und/oder Führungsdraht in der überlagerten Aufnahme zumindest sporadisch den Eindruck erzeugen, sie befänden sich außerhalb des Gefäßbaums. Eine solche Perforation der Gefäß­ wand ist eine durchaus mögliche und sehr ernstzunehmende Kom­ plikation bei einem interventionellen Gefäßeingriff. Es ist daher wünschenswert, eine solche Fehldarstellung zu vermei­ den. Das geschilderte Problem tritt nicht nur beim Sondieren oder Katheterisieren kleinerer Gefäße auf, bei denen der Ge­ fäßdurchmesser in der Größenordnung der medizinischen Inter­ ventionsvorrichtung liegt (z. B. Katheter oder Führungs­ draht), sondern auch bei Interventionen in größeren Gefäßen, da die medizinischen Interventionsvorrichtungen nicht zwangs­ läufig im Zentrum des Gefäßquerschnitts liegen, sondern viel­ mehr die Tendenz haben, sich an die Gefäßwand anzuschmiegen und dadurch bei weiterem Vorschub eine Führung erfahren. Die Bewegungen des Gefäßsystems können dabei von verschiedensten Ursachen herrühren, von der Peristaltik des Darms bis zur At­ mung. Letztere führt zu erheblichen Bewegungen des Gefäßsys­ tems im Bereich des Thorax und Teilen des Abdomens.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kern­ spintomographievorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung einer Kernspintomographie zur Verfügung zu stellen, mit denen es möglich ist, bei einer Angiographie im Rahmen einer magne­ tresonanzüberwachten Gefäßintervention eine Bewegungskorrek­ tur des Gefäßbildes durchzuführen und somit ein Bild der me­ dizinischen Interventionsvorrichtung zur Verfügung zu stel­ len, das der wirklichen Position in Bezug auf das Gefäßsystem entspricht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Vorrichtungen nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 sowie durch Verfah­ ren nach den unabhängigen Ansprüchen 10 und 15 gelöst. Vor­ teilhafte Ausgestaltung der Kernspintomographievorrichtungen und der Verfahren zur Kernspintomographie werden in den Un­ teransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Kernspintomographievorrichtung mit ei­ ner Einrichtung zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention weist ent­ sprechend Anspruch 1 Mittel auf, die eine kontrastmittelge­ stützte Aufnahme des Gefäßsystems aufzeichnen. Diese Aufnahme erfolgt in Endexpiration, folglich bei vollständiger Ausat­ mung des Patienten, und eine weitere Aufnahme in Endinspira­ tion, entsprechend vollständiger Einatmung. Die derzeit sinn­ vollste Methode zur Akquisition eines Gefäßbaumes (Roadmap) erfolgt mit Hilfe einer schnellen Bildgebungssequenz, die im Zeitraum eines angehaltenen Atems erlaubt, alle Daten für eine nachfolgende dreidimensionale Rekonstruktion mit an­ schließender zweidimensionaler Projektion zu messen, unter Verwendung T1-verkürzender Kontrastmittel, welche intravenös mit Hilfe einer Injektionsspritze Sekunden vor der Datenak­ quisition verabreicht werden, sowie durch Wahl einer Überein­ stimmung des Messzeitfensters mit der Kontrastmittelbolusver­ weildauer im angestrebten Zielvolumen. Weiter zeichnen die Mittel eine in das Gefäßsystem eingeführte magnetresonanz­ sichtbare medizinische Interventionsvorrichtung auf. Durch die Bewegungskorrektur wird eine korrigierte Roadmap des Ge­ fäßsystems aus den Aufnahmen in Endinspiration und Endexpira­ tion interpoliert und die Aufnahme der Interventionsvorrich­ tung der korrigierten Roadmap überlagert.
Vorteilhaft kann der behandelnde Arzt somit während einer An­ giographie mit Gefäßintervention die Position der Spitze des Katheters zu dem Gefäßsystem in der Bilddarstellung erkennen. Trotz des sich bewegenden Gefäßsystems überschreitet der Ka­ theter nicht scheinbar periodisch die Gefäßwände. Vielmehr ist eine Komplikation, bei der eine Gefäßwand perforiert wird, nun mit sehr viel größerer Wahrscheinlichkeit erkennbar als bei dem bisherigen Stand der Technik.
Nach Anspruch 2 kann vorteilhaft der Bewegungsverlauf der At­ mung erfasst werden und die aktuelle Position der korrigier­ ten Roadmap bestimmt werden, indem dem Patienten ein Atemgür­ tel angelegt wird. Ein solcher Atemgürtel ist beispielsweise derart aufgebaut, dass ein elastischer Gürtel dem Patienten umgelegt wird und dieser Gürtel über einen Dehnmessstreifen das Maß seiner Dehnung erfasst und als elektrischen Messwert ausgibt.
Vorteilhaft kann mit Hilfe einer schon bisher im Rahmen ande­ rer medizinischer Untersuchungen bekannten Technik in ein­ facher und sicherer Weise die Atembewegung des Patienten so­ wohl bezüglich ihrer momentanen Position als auch ihrer maxi­ malen Ausdehnung und Bewegung erfasst werden.
Nach Anspruch 3 kann vorteilhaft der Bewegungsverlauf der At­ mung erfasst werden, indem eine stiftförmige Anregung senk­ recht zum Diaphragma oder Zwerchfell erzeugt wird und über die Bewegung dieses Navigatorstabes, der im Gegensatz zum ge­ samten Körper oder Gefäßsystem durch die Kernspintomographie schnell erfasst werden kann, die Bewegungen berechnet werden.
Dadurch ist es vorteilhaft möglich, ohne weitere Zusatzein­ richtungen an dem Patienten den Atmungsverlauf des Patienten zu erfassen.
Die Bewegungskorrektur kann den Atemverlauf und die daraus resultierende Veränderung der Roadmap zwischen der Aufnahme der Endinspiration und der Aufnahme der Endexpiration linear interpolieren oder mit dem Bewegungsverlauf der Atmung ge­ wichtet interpolieren.
Durch die lineare Interpolation ist es möglich, eine für viele Anwendungszwecke ausreichend genaue und gleichzeitig mit weniger Rechenaufwand verwirklichbare Anpassung der Road­ map zu erreichen. Soweit ein genauere Interpolation nötig ist, beispielsweise weil die Gefäßdurchmesser klein sind und schon geringe Bewegungen bei Kathetern, die einen Durchmesser in der Größenordnung dieses Gefäßdurchmessers aufweisen, zu einem scheinbaren Durchbrechen der Gefäßwand führen, so kann durch die etwas aufwendigere gewichtete, d. h. mit der Bewe­ gungskurve der Atmung erfolgende, Interpolation zwischen den beiden Endzuständen der Endinspiration und der Endexpiration eine Anpassung der Roadmap erfolgen.
Erfindungsgemäß zeichnen bei einer Kernspintomographievor­ richtung mit Einrichtung zur Bewegungskorrektur entsprechend dem unabhängigen Anspruch 6, wenn eine Angiographie mit ma­ gnetresonanzüberwachter Gefäßintervention vorgenommen werden soll, Mittel eine kontrastmittelgestützte Aufnahme des Gefäß­ systems auf. Weiterhin zeichnen die Mittel eine in das Gefäß­ system eingeführte magnetresonanzsichtbare medizinische In­ terventionsvorrichtung auf. Eine Einrichtung zur Bewegungs­ korrektur zeichnet einen umgrenzten Gefäßabschnitt als Nach­ führabschnitt auf. Die Aufnahme des Gefäßsystems, die als Roadmap bezeichnet wird, wird entsprechend der Bewegung die­ ses Nachführabschnitts korrigiert und mit der Aufnahme der medizinischen Interventionsvorrichtung überlagert.
Vorteilhaft kann dadurch ausgenutzt werden, dass bei der Kernspinresonanztomographie eine Flüssigkeit und ein klei­ ner, eng umgrenzter Abschnitt gut und vor allem schnell er­ fasst werden können. Dadurch ist es möglich, aus der Bewegung dieses kleinen Abschnitts die Bewegung des gesamten Gefäßsys­ tems zu rekonstruieren. Insbesondere wenn mehrere solcher Ab­ schnitte definiert werden, kann relativ genau die Bewegung des Gefäßsystems bestimmt werden. Vorteilhaft kann somit ein behandelnder Arzt ebenso wie bei einer Kernspintomographie­ vorrichtung entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 bei ei­ ner Kernspintomographie eine Angiographie mit Gefäßinterven­ tionen durchführen und die genaue Position eines Katheters überwachen.
Vorteilhaft kann nach dem Unteranspruch 7 ein Nachführab­ schnitt durch eine selektive Schichtanregung senkrecht zu ei­ nem größeren Gefäß ausgewählt werden.
Eine solche Schichtanregung senkrecht zu einem größeren Ge­ fäß, wie z. B. der Aorta descendens, Arteria iliaca communis, oder der Arteria renalis, ist mit den bekannten Verfahren der Kernspintomographie leicht zu bewirken. Insbesondere kann die Erfassung eines solchen Nachführabschnitts, da sie weniger detailliert und hochaufgelöst erfolgen muss, sondern vor al­ lem den Bewegungsablauf erfassen soll, sehr schnell erfolgen. Somit kann sie der Bewegung auch gut folgen.
Günstig kann der Nachführabschnitt aus dem Gefäßabschnitt be­ stehen, in dem sich ein Endabschnitt der eingeführten medizi­ nischen Interventionsvorrichtung befindet und insbesondere kann eine Korrektur nur dann erfolgen, wenn dieser Endab­ schnitt der medizinischen Interventionsvorrichtung sich scheinbar nicht mehr innerhalb des Gefäßes befindet.
Dadurch ist es möglich, dass die Korrektur der Roadmap in dem Gefäßabschnitt, der für die medizinische Diagnostik bei der vorliegenden Behandlungsmethode besonders wichtig ist, genau und exakt ist. Indem beispielsweise nur dann eine Korrektur erfolgt, wenn die Interventionsvorrichtung, also vor allem ein Katheter, eine Gefäßwand scheinbar durchbrochen hat, kann mit geringem Rechenaufwand und Aufwand innerhalb der Kern­ spintomographievorrichtung geprüft werden, ob dieser Fall wirklich eingetreten ist. Des weiteren ist der Gefäßab­ schnitt, in dem sich das Ende eines Katheters befindet, be­ sonders gut detektierbar und aufsuchbar, da durch das Kathe­ terende ein markanter Kontrast auf dem Bild aufzufinden ist und es folglich nur nötig ist, im Bereich um diesen Endab­ schnitt herum eine weitere Aufzeichnung des Gewebes und der Flüssigkeiten vorzunehmen.
Nach Anspruch 10 wird bei einem Verfahren zur Bewegungskor­ rektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention in einem ersten Schritt das Gefäßsystem kontrastmittelunterstützt als eine Roadmap aufgezeichnet, wo­ bei eine Aufnahme in Endinspiration und eine Aufnahme in En­ dexpiration erfolgt. Sodann wird eine korrigierte Roadmap durch Interpolieren einer Roadmap aus der Aufnahme in der Endinspiration und aus der Aufnahme in der Endexpiration und nachfolgendem Anpassen an die aktuelle Position der Atembewe­ gung des Patienten gebildet. Sodann werden eine in das Gefäß­ system eingeführte magnetresonanzsichtbare medizinische In­ terventionsvorrichtung aufgezeichnet und die korrigierte Roadmap sowie die Aufzeichnung der Interventionsvorrichtung übereinander abgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits beschriebe­ nen Vorteile einer Kernspintomographievorrichtung entspre­ chend dem Anspruch 1 auf.
Die Erfassung des Bewegungsverlaufs der Atmung kann mit Hilfe eines Atemgürtels oder durch einen Navigatorstab erfolgen.
Nach den Ansprüchen 13 und 14 kann die Interpolation der Roadmap zwischen den Aufnahmen in der Endinspiration und der Endexpiration durch eine lineare oder eine gewichtete Inter­ polation erfolgen.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßin­ tervention wird gemäß dem unabhängigen Anspruch 15 in einem ersten Schritt das Gefäßsystem kontrastmittelunterstützt als eine Roadmap aufgezeichnet und sodann eine korrigierte Road­ map anhand der Bewegung zumindest eines Gefäßabschnitts ge­ bildet, der als Nachführabschnitt bezeichnet wird. Dieser Nachführabschnitt wird durch eine Flugzeit- oder Phasenkon­ trastmethode identifiziert. Die Roadmap wird sodann an die Bewegung dieses Nachführabschnittes angepasst und in einem weiteren Schritt wird eine in das Gefäßsystem eingeführte magnetresonanzsichtbare medizinische Interventionsvorrichtung aufgezeichnet und diese Abbildung mit der Abbildung der Road­ map übereinander dargestellt.
Auch dieses alternative erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits dargelegten Vorteile auf.
Vorteilhaft kann als Nachführabschnitt eine selektive Schichtanregung senkrecht zu größeren Gefäßen verwendet wer­ den.
Als Nachführabschnitt kann auch derjenige Gefäßabschnitt die­ nen, in dem sich ein Endabschnitt der Interventionsvorrich­ tung befindet und eine Korrektur der Roadmap nur dann erfol­ gen, wenn sich dieser Endabschnitt der Interventionsvorrich­ tung scheinbar nicht mehr innerhalb des Gefäßes befindet.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Kernspintomographievorrichtung, und
Fig. 2 schematisch die Bildung einer korrigierten Roadmap.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer Kernspintomographievorrichtung, der dem Aufbau einer herkömmlichen Kernspintomographievorrichtung entspricht. Ein Grundfeldmagnet 1 erzeugt ein starkes, möglichst homogen aus­ gebildetes Magnetfeld zur Polarisation der Kernspins in einem Untersuchungsbereich im Inneren des Grundfeldmagneten 1. Da­ bei wird die für eine Kernspinresonanzmessung erforderliche hohe Homogenität des Grundmagnetfeldes vor allem in einem ku­ gelförmigen Messvolumen M definiert. Über einen fahrbaren Tragetisch 5 kann eine Person so in das Innere des Grundfeld­ magneten 1 hineingefahren werden, dass der Bereich des menschlichen Körpers, der untersucht werden soll, sich im In­ neren des Messvolumens M befindet. Zur Korrektur zeitlich in­ variabler Einflüsse werden an geeigneter Stelle zusätzlich zu den Grundfeldmagneten 1 sogenannte Shim-Bleche aus ferromag­ netischem Material angebracht. Weiterhin ist eine Korrektur­ möglichkeit für zeitlich variable Einflüsse und Veränderungen des Magnetfeldes durch Shim-Spulen 2 möglich. Ein zylinder­ förmiges Gradientenspulensystem 3 ist in den Grundfeldmagne­ ten 1 eingesetzt und besteht aus drei Teilwicklungen. Jede Teilwicklung wird von einem Verstärker 8 mit Strom zur Erzeu­ gung eines linearen Gradientenfeldes in die jeweilige Rich­ tung des kartesischen Koordinatensystems versorgt. Einen er­ sten Gradienten Gx in x-Richtung erzeugt dabei die erste Teilwicklung des Gradientenfeldsystems 3, die zweite Teil­ wicklung einen Gradienten Gy in y-Richtung und die dritte Teilwicklung einen Gradienten Gz in z-Richtung. Durch die Gradientenfelder ist es möglich, das auszumessende Volumen auszuwählen und über Phasenlage und Frequenz des Kernspinsig­ nals eine Ortsinformation zu erhalten.
Eine Hochfrequenzantenne 4, die die von einem Hochfrequenz­ leistungsverstärker 9 über eine Sendeempfangsweiche 6 abgege­ benen Hochfrequenzpulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Kerne und Ausrichtung der Kernspins des zu un­ tersuchenden Objekts beziehungsweise des zu untersuchenden Bereichs des Objekts umsetzt, ist innerhalb des Gradienten­ feldsystems 3 angeordnet. Von der Hochfrequenzantenne 4 wird auch das von den präzidierenden Kernspins ausgehende Wechsel­ feld, d. h. in der Regel die von einer Pulsfrequenz aus einem oder mehreren Hochfrequenzpulsen und einem oder mehreren Gra­ dientenpulsen hervorgerufenen Kernspinsignale in eine Span­ nung umgesetzt, die einem Hochfrequenzsystem 10 über die Sen­ deempfangsweiche 6 sowie einem Verstärker 7 zugeführt wird.
Der Ablauf der einzelnen Messsequenzen wird von einem Steue­ rungscomputer 11 gesteuert und aus den gewonnenen Messdaten in diesem Steuerungscomputer 11 ein Bild erzeugt. In dem Steuerungscomputer 11 erfolgt auch die Verwaltung der Bildda­ ten und der für den Ablauf der einzelnen Messungen nötigen Aufzeichnungsparameter. Insbesondere erfolgt in dem Steue­ rungscomputer 11 auch die Auswertung der Bilddaten nach ver­ schiedenen Gesichtspunkten. Neben den zuvor beschriebenen Mitteln 19 zur Aufzeichnung einzelner Messdaten und Bilder befindet sich in diesem Steuerungscomputer 11 die erfindungs­ gemäße Einrichtung zur Bewegungskorrektur 20 für eine Roadmap-Aufnahme. Die korrigierte Roadmap sowie eine Aufnahme einer medizinischen Interventionsvorrichtung werden sodann in einem Terminal 12, das eine Tastatur sowie einen oder mehrere Bildschirme umfasst, für den Benutzer optisch dargestellt.
Die Fig. 2 zeigt vereinfacht und stark schematisiert eine Be­ wegungskorrektur eines Roadmap-Bildes 18. Durch die Aufnahme­ mittel der zuvor beschriebenen Kernspintomographievorrichtung wird zunächst eine Aufnahme eines Teils des Gefäßsystems ei­ ner Person als Angiographie aufgenommen, die zum einen in En­ dexpiration 13 erfolgt, entsprechend der völligen Ausatmung, sowie in Endinspiration 14, entsprechend der völligen Einat­ mung. In dem hier dargestellten Beispiel sind dabei ein Ge­ fäßbaum des Bauchraums sowie die zwei gut durchbluteten Nie­ ren erkennbar. Zur Verdeutlichung ist weiterhin eine Atembe­ wegung 17 als Diagramm dargestellt, wie sie beispielhaft aus einem Atemgürtel gewonnen werden kann. Bei einem solchen Atemgürtel wird die Dehnung des Gürtels durch die Atembewe­ gung des Patienten in ein elektrisches Signal umgesetzt.
Die Anordnung des Gürtels kann dabei sowohl im Bereich des unteren Abdomens erfolgen, um die typische Zwerchfellatmung zu erfassen, als auch direkt um den Brustkorb, um die Ausdeh­ nung des Brustkorbs während der Atmung zu erfassen. Die im wesentlichen an eine sinusförmige Gestalt erinnernde Kurve, die sich durch die Atembewegung ergibt, entspricht dabei dem eingeatmeten Luftvolumen. Ein Minimum 15 der aufgenommenen Atembewegung dieses Atemgürtels entspricht daher der Aufnahme in Endexpiration 13 und ein Maximum 16 der periodischen Funk­ tion entspricht einer Aufnahme in Endinspiration 14.
Die Erfassung der Bewegung der Atmung kann alternativ auch durch einen sogenannten Navigatorstab, d. h. einen schmalen, stabförmigen Abschnitt des Körpers oder Brustkorbes, im we­ sentlichen senkrecht zum Zwerchfell, erfolgen. Dieser Stab wird durch die Kernspintomographievorrichtung selbst ausge­ messen und die Veränderung und Bewegung dieses Stabes er­ fasst, so insbesondere Dehnungen, Streckungen und Verschie­ bungen. Da es sich nur um ein kleines, abgegrenztes Volumen handelt, kann dieses schnell und mit der nötigen Geschwindig­ keit, um die Bewegung zu erfassen, gemessen werden.
Wenn nun eine Angiographieaufnahme gemacht werden soll, bei der eine medizinische Interventionsvorrichtung in das Gefäß- System eingeführt werden soll, beispielsweise ein Katheter, so werden zunächst die beiden hier dargestellten Aufnahmen als statische Aufnahmen aufgenommen. Der Patient wird demnach gebeten, ein Mal bei maximaler Ausatmung und das zweite Mal bei maximaler Einatmung die Luft anzuhalten. In beiden Zu­ ständen erfolgt eine Aufnahme. Sodann wird über die oben ge­ schilderten Methoden die Atembewegung erfasst, hier als Bei­ spiel über einen Atemgürtel. Durch den Atemgürtel erfolgt zu­ nächst eine Synchronisierung mit dem gerade aktuellen Punkt der Bewegung. Sodann kann vorteilhaft einfach die Interpola­ tion zwischen den beiden Endbildern linear oder auch gemäß einer anderen geeigneten Funktion erfolgen. Dies ist in der schematischen Darstellung der Fig. 2 durch eine gerade Linie angedeutet, die von der Aufnahme in Endexpiration 13 über die korrigierte Roadmap 18, die dem aktuellen Zustand des Gefäß­ baums entspricht, zu der Aufnahme in Endinspiration 14 führt. Sie stellt die Veränderung eines Punktes im Gefäßbaum dar, der durch die Atembewegung entsprechend nachgeführt wird. Zur besseren Verdeutlichung ist diese Bewegung über die Zeit nach rechts auseinandergezogen. Würden die Aufnahmen der Realität entsprechend hier übereinander dargestellt, würde sich dieser Punkt nur eine sehr kleine Strecke im wesentlichen senkrecht von oben nach unten bewegen. Jeder Punkt der Aufnahme in End­ expiration 13 wird demnach über eine zeitliche Periode der oben dargestellten Atembewegung 17 zu seinem entsprechenden Punkt in der Aufnahme in Endinspiration 14 über die Zeit kon­ stant und somit linear verschoben und sodann wieder zurück.
Wenn nun die korrigierte Roadmap 18 synchronisiert ist und auf diese Weise erzeugt wird, ist bei einer eingeführten me­ dizinischen Interventionsvorrichtung (z. B. Führungsdraht, Mess-, Ballon- oder Stent-Katheter) die dargestellte Position der Interventionsvorrichtung in der MR-Roadmap außerhalb des Gefäßbaums mit großer Wahrscheinlichkeit keine artefaktbe­ dingte Täuschung, sondern die Repräsentation einer ernsthaf­ ten Komplikation des Durchbrechens der Gefäßwand mit der me­ dizinischen Interventionsvorrichtung. Durch die Verminderung der Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei der außerhalb des Gefäßes liegenden Darstellung der medizinischen Interventi­ onsvorrichtung um eine Täuschung handelt, wird der Entschei­ dungsspielraum für den interventionellen Radiologen eingeengt und minimal invasive oder gefäßchirurgische korrektive Maß­ nahmen können schneller ergriffen werden
Bei kleineren Gefäßen, bei denen der Katheter einen Durchmes­ ser aufweist, der in der Größenordnung des Gefäßdurchmessers liegt, kann jedoch eine lineare Interpolation bereits zu Feh­ lern führen. In diesem Fall ist es möglich, anstatt einer gleichmäßigen Verschiebegeschwindigkeit, also einer linearen Interpolation, eine mit der Atembewegung gewichtete Interpo­ lation zu verwenden. Wie aus dem Diagramm der Atembewegung 17 ersichtlich ist, erfolgt diese nicht in Dreieckszacken, die einer linearen Bewegung entsprächen, sondern mit einer un­ gleichmäßigen Kurve, die im Groben an eine Sinusfunktion er­ innert. Wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit der einzelnen Bildpunkte zwischen den beiden Endbildern der Endexpiration 13 und der Endinspiration 14 mit diesem Bewegungsverlauf ge­ wichtet wird, ist die Nachführung der korrigierten Roadmap 18 genauer.
Alternativ kann auch nur von einer einzigen Aufnahme des Ge­ fäßsystems ausgegangen werden und durch die Erfassung eines Querschnitts eines größeren Gefäßes dieses Bild in zwei Rich­ tungen sowohl vergrößernd als auch verkleinernd, beziehungs­ weise entsprechen dem Einatmen und Ausatmen verschiebend kor­ rigiert werden.

Claims (18)

1. Kernspintomographievorrichtung mit einer Einrichtung zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanz­ überwachter Gefäßintervention,
mit Mitteln (19), die eine kontrastmittelgestützte Aufnahme des Gefäßsystems (Roadmap) aufzeichnen, wobei eine Aufnahme in Endexpiration (13) und eine Aufnahme in Endinspiration (14) des Patienten erfolgt, und die eine in das Gefäßsystem eingeführte MR-sichtbare medizinischen Interventionsvorrich­ tung aufzeichnen,
wobei die Einrichtung (20) zur Bewegungskorrektur eine korri­ gierte Roadmap (18) des Gefäßsystems aus den Aufnahmen in Endinspiration (13) und Endexpiration (14) interpoliert und die Aufnahme der Interventionsvorrichtung der korrigierten Roadmap (18) überlagert.
2. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Bewegungskorrektur aus den Messwerten eines dem Patienten angelegten Atemgürtels den Be­ wegungsverlauf der Atmung (17) erfasst und die aktuelle Posi­ tion der korrigierten Roadmap (18) bestimmt.
3. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungskorrektur anhand eines das Zwerchfell im wesentlichen senkrecht schneidenden Navigatorstabes den Bewe­ gungsverlauf der Atmung (17) erfasst und die aktuelle Posi­ tion der korrigierten Roadmap (18) bestimmt.
4. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bewegungskorrektur die korrigierte Roadmap (18) zwischen der Aufnahme der Endinspiration (14) und der Aufnahme der Endexpiration (13) linear interpoliert.
5. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Bewegungskorrektur die korri­ gierte Roadmap (18) zwischen der Aufnahme der Endinspiration (14) und der Aufnahme der Endexpiration (13) mit dem Bewe­ gungsverlauf der Atmung (17) gewichtet interpoliert.
6. Kernspintomographievorrichtung mit Einrichtung zur Bewe­ gungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüber­ wachter Gefäßintervention,
mit Mitteln (19), die eine kontrastmittelgestützte Aufnahme des Gefäßsystems (Roadmap) aufzeichnen und die eine in das Gefäßsystem eingeführte MR-sichtbare medizinischen Interven­ tionsvorrichtung aufzeichnen,
wobei die Einrichtung (20) zur Bewegungskorrektur zumindest einen Gefäßabschnitt als Nachführabschnitt durch eine Flug­ zeit oder Phasenkontrastmethode identifiziert und eine korri­ gierte Roadmap des Gefäßsystems durch Nachführung anhand der Bewegung dieses Nachführabschnitts erzeugt und die korri­ gierte Roadmap und die jeweils aktuelle Aufnahme der Inter­ ventionsvorrichtung überlagert.
7. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bewegungskorrektur den Nachführab­ schnitt durch eine selektive Schichtanregung senkrecht zu größeren Gefäßen identifiziert.
8. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Bewegungskorrektur den Gefäßab­ schnitt als Nachführabschnitt identifiziert, in dem sich ein Endabschnitt der eingeführten Interventionsvorrichtung be­ findet.
9. Kernspintomographievorrichtung zur Angiographie mit mag­ netresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Bewegungskorrektur die Roadmap nur korrigiert, wenn sich der Endabschnitt der Interventions­ vorrichtung nicht innerhalb eines Gefäßes befindet.
10. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention, mit den Schritten:
Aufzeichnen des Gefäßsystems als eine Roadmap unter Verwen­ dung eines Kontrastmittels, wobei eine Aufnahme in Endexpira­ tion (13) und eine Aufnahme in Endinspiration (14) des Pati­ enten erfolgt,
Bilden einer korrigierten Roadmap (18) durch Interpolieren einer Roadmap (18) aus den Aufnahmen in Endinspiration (14) und Endexpiration (13) und Anpassen an die aktuelle Position der Atembewegung (17) des Patienten
Aufzeichnen einer in das Gefäßsystem eingeführten MR-sichtba­ ren medizinischen Interventionsvorrichtung,
Übereinander Abbilden der korrigierten Roadmap (18) und der Aufzeichnung der Interventionsvorrichtung,
11. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungsverlauf der Atmung (17) aus den Messwerten eines dem Patienten angelegten Atemgürtels erfasst wird und die aktuelle Position der korrigierten Roadmap (18) bestimmt wird.
12. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungsverlauf der Atmung (17) aus einem das Zwerchfell im wesentlichen senkrecht schneidenden Navigator­ stab erfasst wird und aus diesem eine aktuelle Position der korrigierten Roadmap (18) bestimmt wird
13. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der korrigierten Roadmap (18) zwischen der Aufnahme der Endinspiration (14) und der Aufnahme der En­ dexpiration (13) linear interpoliert wird.
14. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der korrigierten Roadmap (18) zwischen der Aufnahme der Endinspiration (14) und der Aufnahme der En­ dexpiration (14) mit dem Bewegungsverlauf der Atmung (17) ge­ wichtet interpoliert wird.
15. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention, mit den Schritten:
Aufzeichnen des Gefäßsystems als eine Roadmap unter Verwen­ dung eines Kontrastmittels,
Bilden einer korrigierten Roadmap anhand der Bewegung zumin­ dest eines Gefäßabschnitts als Nachführabschnitt, der durch eine Flugzeit oder Phasenkontrastmethode identifiziert wird und Anpassen der Roadmap an die Bewegung dieses Nachführab­ schnitts,
Aufzeichnen einer in das Gefäßsystem eingeführten MR-sichtba­ ren medizinischen Interventionsvorrichtung,
Übereinander Abbilden der korrigierten Roadmap und der Auf­ zeichnung der Interventionsvorrichtung.
16. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachführabschnitt durch eine selektive Schichtanre­ gung senkrecht zu größeren Gefäßen identifiziert wird.
17. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Nachführabschnitt derjenige dient, in dem sich ein Endabschnitt der Interventionsvorrichtung befindet.
18. Verfahren zur Bewegungskorrektur bei einer Angiographie mit magnetresonanzüberwachter Gefäßintervention nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Roadmap korrigiert wird, wenn sich der Endabschnitt der Interventionsvorrichtung nicht innerhalb eines Gefäßes befindet.
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