DE102007028901B4

DE102007028901B4 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Bestimmung von Perfusion mittels einer Magnetresonanzanlage

Info

Publication number: DE102007028901B4
Application number: DE102007028901A
Authority: DE
Inventors: Heiko Dr. Meyer; Josef Dr. Pfeuffer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2027-06-23
Also published as: US20080319302A1; US8233961B2; JP2009000525A; CN101329388B; DE102007028901A1; CN101329388A

Abstract

Verfahren zur automatischen Bestimmung von Perfusion mittels einer Magnetresonanzanlage (5),
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
– Erstellen von mehreren ersten MR-Daten (21) über der Zeit, welche mit einer perfusionsempfindlichen Bildgebungssequenz von einem Volumenelement (15) erfasst werden, und
– Erstellen von mehreren zweiten MR-Daten (22) über der Zeit, welche mit einer Kontrollbildgebungssequenz von demselben Volumenelement (15) erfasst werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren zusätzlich einen Schritt umfasst,
in welchem die ersten MR-Daten (21) und die zweiten MR-Daten (22) gemeinsam einer statistischen Analyse (16) unterzogen werden, um die Perfusion (μ) in dem Volumenelement (15) zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um mit einer Magnetresonanzanlage automatisch eine Perfusion zu bestimmen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestaltete Magnetresonanzanlage sowie ein Computerprogrammprodukt, mit welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, und einen elektronisch lesbaren Datenträger, auf welchem das erfindungsgemäße Verfahren gespeichert ist.
In J. Wang et al., „Perfusion functional MRI reveals cerebral blond flow pattern under psychological stress”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 (2005), Seiten 17804–17809 ist ein Verfahren beschrieben, um mit einer Bestimmung von Perfusion Veränderungen im zerebralen Blutfluss (CBF) zu messen, welche mit bestimmten Stressformen in Verbindung stehen.
In J. A. Mumford, T. Nichols, „Modeling and inference of multisubject fMRI data”, IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 25 (2006), Seiten 42–51 werden verschiedene Verfahren für das Gebiet der funktionellen Magnetresonanztomographie beschrieben.
In T. R. Oakeset et al. ”Integrating VBM into General Linear Model with voxelwise anatomical covariates”, Neuroimage 34 (Jan. 2007), Seiten 500–508 wird ein Verfahren beschrieben, um die Bildgebung von Gehirnfunktionen zu verbessern.
Die WO 2004/114213 A2 beschreibt Techniken und Vorrichtungen, um die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit von funktionellen Magnetresonanztomographiemessungen in Abhängigkeit vom BOLD-Effekt zu verbessern.
MR-Perfusionsverfahren (Verfahren zur Bestimmung der Perfusion mittels einer Magnetresonanzanlage) werden beispielsweise eingesetzt, um einen Blutfluss in verschiedenen Körperbereichen, z. B. im Kopf (zerebraler Blutfluss (CBF)), zu messen. CBF ist das Volumen an arteriellem Blut (mL), welches in 100 g Gewebe pro Minute fließt; beim Menschen ist ein typischer Wert für CBF im Gehirn
.Setzt man die Dichte Gehirns nahe 1 g/mL, so ist CBF beim Menschen
oder 0.01 s^–1. Wenn man sich also auf ein Volumen bezieht, so sind die Dimensionen des CBF einfach der Kehrwert der Zeit, d. h. eine Ratenkonstante, welche die Versorgung eines Gewebevolumens mit arteriellem Blut definiert. CBF hat keine kausale Verbindung mit der Menge des Blutes in einem Gewebe (CBV, cerebrales Blutvolumen), noch mit der Bewegung des Blutes innerhalb eines Volumens (Blutgeschwindigkeit). Während einer Bestimmung der Perfusion mittels einer Magnetresonanzanlage werden nach dem Stand der Technik ASL-Verfahren („Arterial Spin Labelling”-Verfahren) eingesetzt, wobei das in Blut enthaltene Wasser in einen besonderen magnetischen Zustand (in der Regel eine invertierte Magnetisierung) versetzt wird; kurz gesagt: das Blut wird ,gelabelt', um die Blutpartikel, welche in ein betrachtetes Volumenelement einströmen, von anderem Gewebe in diesem Volumenelement unterscheiden zu können. Dabei werden zum einen MR-Bilder mit einer perfusionsempfindlichen Bildsequenz und zum anderen MR-Kontrollbilder mit einer Kontrollbildgebungssequenz erzeugt. Die Perfusionsinformation wird dabei nur durch eine kleine Veränderung in einem Bildkontrast gebildet, welcher zwischen den in einen interessierenden Bereich einfließenden gekennzeichneten Blutpartikeln, die den besonderen magnetischen Zustand aufweisen, und dem Gewebe in diesem Bereich, von dem die MR-Bilder erfasst werden, vorhanden ist. Typischerweise liegt ein Perfusionssignal in der Größenordnung von nur wenigen Prozent der gesamten Intensität des entsprechenden MR-Bildes. Daher ist die Erfassung von Bildern einer relativen Perfusion bzw. von Bildern zur Be rechnung einer quantitativen Perfusion anfällig gegenüber Artefakten. Aus diesem Grund müssen heutzutage mehrere MR-Bilder zur Erfassung eines geringen Perfusionssignals über mehrere Minuten erstellt werden, woraus sich dann über der Zeit eine Reihe von mit einer Perfusionsinformation gekennzeichneten MR-Bildern und Kontrollbildern (ohne Perfusionsinformation) ergibt. Dabei wird abwechselnd jeweils ein Bild mit einer Perfusionsinformation und ein entsprechendes Kontrollbild erstellt.
Um aus diesen Bildern mit einer Perfusionsinformation und den entsprechenden Kontrollbildern MR-Bilder zu erstellen, in welchen die Perfusion sichtbar gemacht wird, wird nach dem Stand der Technik jeweils die Differenz zwischen einem mit einer Perfusionsinformation behafteten Bild und seinem entsprechenden Kontrollbild gebildet. Der dadurch erhaltene Differenzwert wird dann über der Reihe von Bildern gemittelt. Schließlich wird ein Skalierungs- oder Kalibrierungsfaktor bestimmt, um eine relative oder quantitative Perfusionsinformation in den sich ergebenden MR-Bildern zu erlangen.
Die Güte der herkömmlich berechneten, eine Perfusionsinformation darstellenden, MR-Bilder ist gering, da die Verfahren zur Bestimmung der Perfusion nach dem Stand der Technik sehr fehleranfällig sind, beispielsweise gegenüber Artefakten oder anderen Störungen. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Güte der eine Perfusionsinformation darstellenden MR-Bilder zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur automatischen Bestimmung von Perfusion nach Anspruch 1, eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur automatischen Bestimmung von Perfusion nach Anspruch 16, eine Magnetresonanzanlage nach Anspruch 28, ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 29 und einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 30 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur automatischen Bestimmung von Perfusion mit Hilfe einer Magnetresonanzanlage bereitgestellt. Dabei erstellt das erfindungsgemäße Verfahren nacheinander mehrere erste MR-Daten, welche mit einer perfusionsempfindlichen Bildgebungssequenz von einem Volumenelement in einem Körper eines Lebewesens ermittelt werden. In ähnlicher Weise werden nacheinander mehrere zweite MR-Daten mit einer Kontrollbildgebungssequenz, insbesondere mit einer perfusionsunempfindlichen Bildgebungssequenz, von demselben Volumenelement ermittelt. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt, die ersten MR-Daten und die zweiten MR-Daten mittels einer statistischen Analyse derart auszuwerten, dass dadurch die Perfusion in dem Volumenelement bestimmt wird.
Unter einer perfusionsempfindlichen Bildgebungssequenz wird dabei verstanden, dass einer Perfusion unterliegende Partikel in einen ersten magnetischen Zustand versetzt werden, so dass sich diese Partikel, wenn sie in das Volumenelement einströmen, von anderen Partikeln, z. B. von dem nicht einer Perfusion unterliegenden Gewebe, bei der Erfassung der ersten MR-Daten mittels der Magnetresonanzanlage unterscheiden. Durch die Kontrollbildgebungssequenz werden die der Perfusion unterliegenden Partikel in einen zweiten magnetischen Zustand versetzt, welcher möglichst gut von dem ersten magnetischen Zustand bei der Ermittlung der zweiten MR-Daten mittels der Magnetresonanzanlage zu unterscheiden ist und vorzugsweise unempfindlich gegenüber Perfusionseffekten ist.
Im Unterschied zum Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Differenz zwischen den ersten MR-Daten und den zweiten MR-Daten gebildet, um die Perfusion zu bestimmen, sondern die Gesamtmenge aus den ersten MR-Daten und den zweiten MR-Daten wird einer statistischen Analyse unterzogen. Indem erfindungsgemäß keine Differenz zwischen den ersten MR-Daten und den zweiten MR-Daten gebildet wird, kann vorteilhafterweise auch ein entsprechender absoluter Wert aus den ersten MR-Daten und den zweiten MR-Daten berechnet werden, der zur Bestimmung der Perfusion verwendet werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird insbesondere ausgehend von den ersten MR-Daten und den zweiten MR-Daten eine Folge von MR-Bildern erzeugt, wobei in einzelnen sich jeweils entsprechenden Bildpunkten bzw. Voxeln innerhalb dieser MR-Bilder ein Signalverlauf bestimmt wird. Vorteilhafterweise wird dann mittels der statistischen Analyse dieser Signalverlauf untersucht, wobei durch die statistische Analyse Koeffizienten bestimmt werden, welche dann analysiert werden, um eine Information über die Perfusion zu erhaltern.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden für das Volumenelement abwechselnd erste MR-Daten, darauf folgend zweite MR-Daten, darauf folgend wieder erste MR-Daten, usw. erfasst. Anders ausgedrückt, wird mittels der Magnetresonanzanlage abwechselnd ein MR-Bild mit der perfusionsempfindlichen Bildgebungssequenz und jeweils davor und danach ein MR-Bild mit der Kontrollbildgebungssequenz erstellt. Der Signalverlauf eines eine Perfusion aufweisenden Voxels bezüglich eines von der Magnetresonanzanlage erfassten perfusionsempfindlichen Wertes weist dann eine Zickzackform auf, da der Wert bei den ersten MR-Daten beispielsweise einen hohen Messwert und bei den zweiten MR-Daten entsprechend einen im Vergleich niedrigen Messwert aufweist. Dieser zickzackförmige Signalverlauf kann dann mit der statistischen Analyse ausgewertet werden, um die Perfusionsinformation für das entsprechende Voxel zu ermitteln.
Die statistische Analyse kann gemäß dem General Linear Model oder gemäß dem Student's t-Test durchgeführt werden. Alternativ können andere statistische Verfahren, wie z. B. eine Kreuzkorrelation, verwendet werden.
Dabei kann mit dem General Linear Model eine relative Perfusionsinformation oder auch eine quantitative Perfusionsinformation ermittelt werden, während der Student's t-Test insbe sondere dafür eingesetzt wird, um eine Aussage zu treffen, ob sich die Intensität eines Bildelements im ersten MR-Datensatz von der Intensität eines entsprechenden Bildpunktes im zweiten MR-Datensatz unterscheidet. Außerdem lassen sich Aussagen über die Qualität der ersten und zweiten MR-Daten erfassen, welche dann vorteilhafterweise dafür verwendet werden können, um z. B. aufgrund schlechter Qualität bestimmte erste und/oder zweite MR-Daten von der Bestimmung der Perfusionsinformation auszuschließen und/oder eine Bedienperson anzuweisen, weitere erste und zweite MR-Daten zu erfassen, da noch nicht ausreichend viele erste und zweite MR-Daten einer befriedigenden Qualität vorhanden sind.
Speziell mit dem Student's t-Test können statistische Maßzahlen eines Kontrastes innerhalb erfindungsgemäß erstellter MR-Bilder berechnet werden, welche direkt mit einem Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis bezüglich der Perfusionsangaben in den MR-Bildern korrelieren. Eine in Echtzeit erfolgende Anzeige dieser Maßzahlen bzw. des Kontrast-zu-Rausch-Verhältnisses ermöglicht einer Bedienperson eine Qualität der Perfusionsinformation innerhalb der erfindungsgemäßen erstellten MR-Bilder in Abhängigkeit von der Zeit, in welcher die ersten und zweiten MR-Daten erfasst werden, zu verfolgen.
Zur Verbesserung der Perfusionsinformation durch die statistische Analyse kann der statistischen Analyse mindestens eine Modellfunktion bzw. ein Funktionsmodell als mindestens ein Regressor hinzugefügt werden. Dabei entspricht der mindestens eine Regressor einem oder mehreren Regressoren aus einer Gruppe, welche die folgenden Regressoren umfasst:

• Regressoren, welche aus von der Magnetresonanzanlage erfassten Messergebnissen abgeleitet werden. Z. B., wenn sich aus den Messergebnissen systematische Fehler der Magnetresonanzanlage herleiten lassen, kann dieser Fehler über eine entsprechende Modellfunktion von der statistischen Analyse berücksichtigt werden. Auch Bewegungen eines Lebewesens, für welches die Bestimmung der Perfusion durchgeführt wird, können über die Messergebnisse erfasst werden, solange es sich um Bewegungen eines starren Körpers handelt, also keine Deformation des Körpers bei der Bewegung auftritt.
• Regressoren, welche von nicht zur Magnetresonanzanlage gehörenden Vorrichtungen erfasst werden. Wenn Störungen, welche die Erfassung der ersten und zweiten MR-Daten beeinflussen, von diesen Vorrichtungen erfasst werden, können diese Störungen über eine entsprechende Modellfunktion von der statistischen Analyse berücksichtigt werden.
• Regressoren, welche aus funktionalen Änderungen bzw. Veränderungen des Lebewesens abgeleitet werden. Unter der funktionalen Änderung wird dabei insbesondere eine Änderung eines physiologischen Zustands des Lebewesens oder eine funktionale Aktivität des Lebewesens verstanden. Ein Beispiel für eine funktionale Aktivität ist ein periodisches Bewegen eines Körperteils, z. B. eines Fingers, des Lebewesens. Dabei kann die funktionale Aktivität über Veränderungen der Perfusion, über Veränderungen eines zerebralen Blutflusses oder durch Veränderungen beim BOLD (,Blond Oxygenation Level Dependent') Effekt erfasst werden.

Unter einem Regressor wird dabei entsprechend der statistischen Analyse eine erklärende Größe verstanden, welche einen erklärenden Einfluss auf eine zu erklärende Größe, bei der vorliegenden Erfindung insbesondere auf die Perfusion, aufweist. Dabei gibt es unerwünschte bzw. störende Regressoren, wie z. B. ungeplante Bewegungen des Lebewesens, aber auch erwünschte bzw. nützliche Regressoren, wie z. B. eine geplante funktionale Aktivität des Lebewesens. Zwar können sowohl unerwünschte als auch erwünschte Regressoren erfindungsgemäß von der statistischen Analyse bei der Bestimmung der Perfusion berücksichtigt werden, aber die erwünschten Regressoren können besser bzw. genauer z. B. bei dem General Linear Model eingeplant werden, da vorher bekannt ist, dass der entsprechende Regressor existiert und wann er wie auftritt.
Diese Modellfunktionen bilden zusammen mit einer Perfusionsmodellfunktion, mit welcher eine Aussage über die Perfusion gemacht wird, eine Eingabe für eine mehrdimensionale statistische Analyse gemäß dem General Linear Model.
Die Gruppe der Regressoren kann darüber hinaus erfindungsgemäß folgende Regressoren umfassen:

• Eine Bewegung des Lebewesens. Darunter ist insbesondere eine nicht geplante Bewegung zu verstehen.
• Eine Abtaststabilität der Magnetresonanzanlage. Bisweilen unterliegt die Erfassung der ersten und zweiten MR-Daten gewissen Schwankungen, wenn eine Stabilität, mit welcher die Magnetresonanzanlage die ersten und zweiten MR-Daten erfasst, nicht konstant ist.
• Eine Atmung des Lebewesens. Abhängig von der Atmung bewegt sich zumindest ein Teil des Lebewesens.
• Ein Herzschlag des Lebewesens. Abhängig von dem Herzschlag bewegt sich zumindest das Herz des Lebewesens und zum anderen hängt beispielsweise auch die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes von dem Herzschlag ab.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur in der Lage, eine Perfusionsinformation zu erstellen, sondern kann darüber hinaus folgende weitere Ergebnisse ermitteln:

• Angaben über die Zuverlässigkeit von durch das erfindungsgemäße Verfahren für das entsprechende Volumenelement ermittelten Ergebnissen. Beispielsweise mittels des Student's t-Tests kann eine Qualitätsangabe gemacht werden, wie gut beispielsweise erfindungsgemäß bestimmte quantitative Perfusionsinformationen sind.
• Angaben über ein Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis für einen bestimmten Bildpunkt innerhalb des Volumenelements. Dadurch ist vorteilhafterweise eine Aussage über die Güte der von dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmten Perfusionsinformation möglich.
• Angaben über folgende Artefakte: – eine Atmung des Lebewesens – ein Herzschlag des Lebewesens – eine Bewegung des Lebewesens – eine funktionale Aktivität des Lebewesens – den BOLD-Effekt.

Die Angaben über die Artefakte umfassen dabei beispielsweise eine Aussage über den Umfang oder das Ausmaß der Artefakte, was wiederum beispielsweise einen Rückschluss auf die Qualität der bestimmten Perfusionsinformation zulässt. Wenn z. B. durch die statistische Analyse erfasst wird, dass die Atmung und/oder die Bewegung des Lebewesens bei der Erfassung der ersten und zweiten MR-Daten unverhältnismäßig heftig war, so dass dadurch die Güte der Perfusionsinformation in Mitleiden schaft gezogen werden könnte, kann diese Information für eine Auswertung der Perfusionsinformation wertvoll sein.
Es können erfindungsgemäß auch Abbildungen erstellt werden, welche eine Intensität und/oder statistische Signifikanz der verschiedenen Regressoren getrennt pro Regressor darstellen. Durch diese Abbildungen kann z. B. abgeleitet werden, welche Voxel innerhalb eines bestimmten MR-Bildes durch die Atmung, den Herzschlag, eine Bewegung usw. beeinflusst werden.
Mit Hilfe der vorab beschriebenen Ergebnisse kann eine Qualitätssteuerung der erfassten ersten und zweiten MR-Daten vorgenommen werden. Dazu können beispielsweise abhängig von den Ergebnissen bereits erstellte erste und/oder zweite MR-Daten aus dem Verfahren ausgeschlossen bzw. nicht analysiert werden. Darüber hinaus können weitere erste und/oder zweite MR-Daten erstellt werden, wenn die Ergebnisse dies nahelegen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die statistische Analyse erfasst, dass ein Umfang oder ein Ausmaß eines oder mehrerer Artefakte über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Die Qualität der erfassten ersten und zweiten MR-Daten wird zum Beispiel durch eine zu heftige Bewegung des Lebewesens stark beeinflusst, wobei diese Bewegung selbst durch eine Auswertung der MR-Daten erkannt wird. Auch eine falsch positive oder eine falsch negative Perfusionsinformation kann aus den vorab beschriebenen Ergebnissen abgeleitet werden und zur Qualitätssteuerung eingesetzt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit Hilfe der statistischen Analyse auch MR-Bilder erstellt werden, welche folgende Informationen enthalten:

• Eine Änderung der Blutoxygenierung eines Gewebes des betrachteten Volumenelements. Da der BOLD-Effekt eine Auswirkung auf die von einer Magnetresonanzanlage erfassten Ergebnisse hat, kann die Änderung der Blutoxigenierung aus den ersten und zweiten MR-Daten abgeleitet werden.
• Eine funktionale Aktivität des Lebewesens. Da die funktionale Aktivität des Lebewesens ebenfalls eine Auswirkung auf die von der Magnetresonanzanlage erfassten Ergebnisse aufweist, kann ein Umfang einer funktionalen Aktivität auch aus den ersten und zweiten MR-Daten abgeleitet werden.
• Ein Ergebnis einer Korrelation zwischen dem BOLD-Effekt und einer bestimmten funktionalen Aktivität. Da die statistische Analyse bereits zur Ermittlung der Perfusionsinformation eingesetzt wird, ist es vorteilhafterweise kein großer Mehraufwand, mittels der statistischen Analyse auch die Korrelation zwischen dem BOLD-Effekt und einer bestimmten funktionalen Aktivität zu bestimmen.

MR-Bilder, welche die Perfusionsinformation enthalten und ausgehend von den ersten und zweiten MR-Daten erstellt werden, können erfindungsgemäß ständig in Echtzeit erstellt werden, so dass sie ständig durch neu erfindungsgemäß erfasste erste und zweite MR-Daten aktualisiert werden. Mit anderen Worten: es wird eine erste Serie von MR-Bildern, welche die Perfusionsinformation darstellen, insbesondere dann erstellt, wenn die statistische Analyse vorab ermittelt hat, dass die in dieser ersten Serie dargestellte Perfusionsinformation eine entsprechende Güte aufweist. Diese erste Serie wird dann ausgehend von den bereits ermittelten ersten und zweiten MR-Daten und weiteren neu erfassten ersten und zweiten MR-Daten ständig aktualisiert.
Natürlich können die ersten und zweiten MR-Daten auch erst nach Abschluss der Erfassung aller ersten und zweiten MR-Daten ausgewertet werden.
Die von dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellten MR-Bilder, welche die Perfusionsinformation aufweisen, können entweder ausgehend von den gesamten ersten und zweiten MR-Daten, welche erfindungsgemäß erfasst wurden, erstellt werden oder sie können ausgehend von einer bestimmten Teilmenge der ersten und zweiten MR-Daten erstellt werden. Wenn die MR-Bilder von einer Teilmenge der ersten und zweiten MR-Daten erstellt werden, enthält diese Teilmenge insbesondere keine ersten und zweiten MR-Daten, welche laut der statistischen Analyse zur Ermittlung der Perfusionsinformation unbrauchbar sind. Darüber hinaus umfasst diese Teilmenge möglichst aktuelle erste und zweite MR-Daten, so dass beispielsweise aus dieser Teilmenge periodisch die ältesten ersten und zweiten MR-Daten entfernt werden.
Wenn die statistische Analyse mit dem General Linear Model ausgeführt wird, können Koeffizienten dieses General Linear Models derart skaliert werden, dass mit diesen Koeffizienten eine Angabe über eine relative Perfusion und/oder eine Angabe über eine absolute Perfusion gemacht werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur automatischen Bestimmung von Perfusion bereitgestellt. Diese Vorrichtung umfasst eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage, eine Empfangsvorrichtung zum Empfang von mehreren ersten und zweiten MR-Daten, welche von der Magnetresonanzanlage (insbesondere von Lokalspulen) aufgenommen werden, und eine Auswertevorrichtung, um diese ersten und zweiten MR-Daten auszuwerten und daraus MR-Bilder zu erstellen. Die Vorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie die Magnetresonanzanlage über die Ansteuervorrichtung derart ansteuert, dass die Magnetresonanzanlage erste und zweite MR-Daten aufnimmt bzw. erfasst. Die Ansteuervorrichtung steuert die Magnetresonanzanlage dabei derart an, dass die Magnetresonanzanlage bei dem Empfang der ersten MR-Daten eine perfusionsempfindliche Bildgebungssequenz bezüglich des Volumenelements vornimmt und bei dem Empfang der zweiten MR-Daten eine Kontrollbildgebungssequenz, insbesondere eine perfusionsunempfindliche Bildgebungssequenz, bezüglich des Volumenelements vornimmt. Die Vorrichtung ist in der Lage, mit Hilfe ihrer Auswertevorrichtung eine statistische Analyse der ers ten und zweiten MR-Daten vorzunehmen, um dadurch die Perfusion in dem Volumenelement zu bestimmen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb sie hier nicht wiederholt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Magnetresonanzanlage bereitgestellt, welche die vorab beschriebene Vorrichtung umfasst.
Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung einer Magnetresonanzanlage laden kann. Mit Programmmitteln und diesem Computerprogrammprodukt können alle vorab beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Vorrichtung läuft.
Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z. B. eine DVD, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software, gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung einer Magnetresonanzanlage gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die Erfassung und die Evaluierung von MR-Bildern, welche eine Perfusionsinformation aufweisen, gegenüber dem Stand der Technik maßgeblich verbessert. Neben einer Perfusionsinformation können erfindungsgemäß auch Informationen über die Genauigkeit der ermittelten Ergebnisse (z. B. quantitative Perfusionsinformation), über ein Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis und über einen Umfang von bestimmten Artefakten ermittelt werden. Diese Informationen können in Form von Bildern präsentiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für eine Bestimmung von Perfusion oder Strömungen von Flüssigkeiten im Körper eines Lebewesens mittels einer Magnetresonanzanlage geeignet, um die Perfusion in MR-Bildern kenntlich zu machen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann auch eingesetzt werden, um weitere Informationen oder Ergebnisse, wie z. B. eine Änderung der Blutoxigenierung eines Gewebes, einen Umfang einer funktionalen Aktivität oder die Güte einer in einem MR-Bild dargestellten Information, zu ermitteln. Generell ist das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar, wenn eine Information aus Datensätzen, welche diese Information enthalten, und aus Kontrolldatensätzen, welche sich hauptsächlich dadurch von den Datensätzen unterscheiden, dass sie die Information nicht aufweisen, zu bestimmen ist.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von erfindungsgemäßen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
1 stellt eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
2a stellt eine Zeitserie von ersten und zweiten MR-Daten bzw. MR-Bildern dar, wobei
2b ein entsprechendes General Linear Model von den ersten und zweiten MR-Daten darstellt.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Magnetresonanzanlage 5, mit welcher eine automatische Bestimmung von Perfusion möglich ist. Kernstück dieser Magnetresonanzanlage 5 ist ein Tomograph 3, in welchem ein Patient O auf einem Ziegenbrett 2 in einem ringförmigen Grundfeldmagneten (nicht dargestellt), welcher einen Messraum 4 umschließt, positioniert ist.
Das Liegenbrett 2 ist in Längsrichtung, d. h. entlang der Längsachse des Tomographen 3, verschiebbar. Innerhalb des Grundfeldmagneten befindet sich im Tomographen 3 eine Ganzkörperspule (nicht dargestellt), mit welcher Hochfrequenzpulse ausgesendet und auch empfangen werden können. Außerdem weist der Tomograph 3 Gradientenspulen (nicht dargestellt) auf, um in jeder der Raumrichtungen einen Magnetfeldgradienten anlegen zu können.
Angesteuert wird der Tomograph 3 von einer Steuereinrichtung 6, welche hier getrennt von dem Tomographen 3 dargestellt ist. An die Steuereinrichtung 6 ist ein Terminal 7 angeschlossen, welches einen Bildschirm 8, eine Tastatur 9 und eine Maus 10 aufweist. Das Terminal 7 dient insbesondere als Benutzerschnittstelle, über welche eine Bedienperson die Steuereinrichtung 6 und damit den Tomographen 3 bedient. Sowohl die Steuereinrichtung 6 als auch das Terminal 7 sind Bestandteil der Magnetresonanzanlage 5.
Darüber hinaus ist in 1 eine DVD 14 dargestellt, auf welcher eine Software abgespeichert ist, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, wenn die Software in die Steuereinrichtung 6 geladen worden ist.
Die Magnetresonanzanlage 5 kann des Weiteren auch alle weiteren üblichen Komponenten bzw. Merkmale aufweisen, wie z. B. Schnittstellen zum Anschluss eines Kommunikationsnetzes, beispielsweise eines Bildinformationssystems, oder Ähnliches. Alle diese Komponenten sind jedoch der besseren Übersichtlichkeit wegen in der 1 nicht dargestellt.
Über das Terminal 7 kann eine Bedienperson mit der Steuereinrichtung 6 kommunizieren und so für eine Durchführung von gewünschten Messungen sorgen, indem beispielsweise der Tomograph 3 von der Steuereinrichtung 6 derart angesteuert wird, dass erforderliche Hochfrequenzpulssequenzen durch die Antenne ausgesendet werden und die Gradientenspulen in geeigneter Weise geschaltet werden. Über die Steuereinrichtung 6 werden auch vom Tomographen 3 kommende erste MR-Daten 21 und zweite MR-Daten 22 akquiriert und in einer Auswerteeinheit 13, bei welcher es sich um ein Modul der Steuereinrichtung 6 handelt, in entsprechende Bilder (MR-Bilder) umgesetzt. Diese Bilder werden dann beispielsweise auf dem Bildschirm 8 dargestellt und/oder in einem Speicher hinterlegt bzw. über ein Netzwerk versandt.
Das Liegenbrett 2 ist mittels der Steuereinrichtung 6 motorisch innerhalb des Tomographen 3 verfahrbar. Die Steuereinrichtung 6 weist eine Ansteuereinheit 11 an, welche automatisch das Liegenbrett 2 durch den Tomographen 3 fährt bzw. verschiedene Positionen innerhalb des Tomographen 3 anfährt. Darüber hinaus sorgt die Ansteuereinrichtung 11 dafür, dass ein definierter Magnetfeldgradient anliegt und gleichzeitig von der Ganzkörperspule ein Hochfrequenzsignal, welches im Wesentlichen der Magnetresonanzfrequenz entspricht, ausgesendet wird. Alternativ kann das Hochfrequenzsignal auch mit einer speziell ausgeführten Lokalspule (Sende-/Empfangsspule) gesendet werden.
Mit Hilfe eines Empfangskanals 12 bzw. einer Messeinrichtung der Steuereinrichtung 6 werden dann die ersten MR-Daten 21 und die zweiten MR-Daten 22 aus einem entsprechenden Volumenelement 15 im Körper des Patienten O mit einer Lokalspule 1 ermittelt und aufgezeichnet. In der Auswertevorrichtung 13 werden dann aus diesen ersten MR-Daten bzw. MR-Bildern 21 und zweiten MR-Daten bzw. MR-Bildern 22 MR-Bilder erstellt, in welchen eine Perfusion sichtbar gemacht ist.
In 2a ist eine Zeitserie von ersten MR-Bildern 21 und zweiten MR-Bildern 22 dargestellt. Dabei wurde mittels des ASL („Arterial Spin Labeling”) bei der Aufnahme der ersten MR-Bilder 21 arterielles Blut innerhalb eines Kopfes des Lebewesens O, welches in ein betrachtetes Voxel 19 einströmt, derartig gekennzeichnet, dass in das Voxel 19 einströmendes Blut von dem Gewebe innerhalb des Volumenelementes zu unterscheiden ist. Dagegen findet bei der Aufnahme der zweiten MR- Bildern 22 keine solche Kennzeichnung des arteriellen Blutes statt. Wie in 2a dargestellt ist, wird nach einer Aufnahme eines ersten MR-Bildes 21 jeweils ein zweites MR-Bild 22 aufgenommen, wobei nach jedem zweiten MR-Bild 22 jeweils ein erstes MR-Bild 21 aufgenommen wird. Mit anderen Worten besteht die über der Zeit aufgenommene Reihe von ersten und zweiten MR-Bildern 21, 22 abwechselnd aus einem ersten MR-Bild 21 und einem zweiten MR-Bild 22.
Das weiße mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnete Rechteck entspricht dem Voxel, in welchem aktuell die Perfusion bestimmt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass das Volumenelement 15 in 1 innerhalb eines Beines des Patienten O dargestellt ist, während das Voxel 19 in 2a innerhalb des Kopfes des Patienten angeordnet ist.
In 2b ist das General Linear Model dargestellt. Dabei entsprechen einzelne Komponentenwerte des linken Vektors Y (y₁, y₂, y₃, usw.) einzelnen Messwerten bezüglich des Voxels 19 von entsprechend vielen zeitlich aufeinander folgenden ersten und zweiten MR-Bildern 21, 22. Mit anderen Worten entspricht der Vektor Y einem Signalverlauf über der Zeit eines Bildpunktes oder Voxels 19 von aufeinander folgenden MR-Bildern 21, 22.
Die direkt rechts neben dem Gleichheitszeichen stehende Matrix enthält zum einen ein Perfusionsmodell 18 und zum anderen drei Funktionsmodelle 17. Das Perfusionsmodell 18 ist dabei ein Vektor, welcher die Werte 1, 0, 1, 0, usw. aufweist, so dass in der 2b ein grauer Strich einer 1 und ein weißer Strich einer 0 entspricht. Dabei bedeutet ein Wert 1, dass die entsprechende Komponente des Y-Vektors eine Perfusionsinformation aufweist, und der Wert 0 sagt aus, dass die entsprechende Komponente des Y-Vektors keine Perfusionsinformation enthält.
Die drei Funktionsmodelle 17 sind ein Funktionsmodell zur Abbildung einer Stabilität bzw. Instabilität eines Abtastver haltens der Empfangsvorrichtung 12. Gleichermaßen kann ein Funktionsmodell zur Abbildung des Herzschlags des Patienten O und ein Funktionsmodell zur Abbildung einer funktionalen Aktivität, wie z. B. einer periodischen Bewegung eines Fingers des Patienten O, hier eingesetzt werden. Dabei weisen die ein entsprechendes Funktionsmodell darstellenden Vektoren 17 in der Regel jeweils als Komponentenwert eine 1 auf, wenn die Instabilität vorliegt bzw. das Herz gerade schlägt bzw. der Finger bewegt wird, oder eine 0 auf, wenn dies nicht der Fall ist. Wenn beispielsweise der BOLD-Effekt eine Zeit lang während der Erfassung der ersten und zweiten MR-Bilder 21, 22 einen erhöhten Wert aufweist, würde ein entsprechender Vektor (nicht dargestellt) eines den BOLD-Effekt darstellenden Funktionsmodells in dieser Zeit sowohl für die entsprechenden ersten MR-Bilder 21 als auch für die entsprechenden zweiten MR-Bilder 22 als Komponentenwert eine 1 besitzen.
Die aus dem Perfusionsmodell 18 und den drei Funktionsmodellen 17 bestehende Matrix wird auch als Design-Matrix bezeichnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem General Linear Model anstelle eines Komponentenwertes 0 auch ein Komponentenwert –1 verwendet werden kann, so dass die Vektoren der Design-Matrix 17, 18 dann die Komponentenwerte –1 und +1 aufweisen.
Der Vektor, mit welchem die Design-Matrix 17, 18 multipliziert wird, enthält von der statistischen Analyse mit dem General Linear Model 16 zu bestimmende Koeffizienten μ, T₁, T₂, T₃ bzw. quantitative Parameter. Dabei gibt der Parameter μ einen quantitativen Wert für die Perfusion in dem Voxel 19 an. In gleicher Weise gibt der Parameter T₁ einen quantitativen Wert für die Stabilität des Abtastverhaltens der Empfangsvorrichtung 12, der Parameter T₂ einen quantitativen Wert für den Herzschlag des Patienten O und der Parameter T₃ einen quantitativen Wert für die funktionale Aktivität des Patienten O bezüglich des Voxels 19 an.
Ein Vektor U (μ₁, μ₂, μ₃, ...) umfasst Restfehler, welche durch Rauschen verursacht werden oder von Fehlern gebildet werden, die durch die Funktionsmodelle 17 nicht abgebildet werden.
Die Bestimmung der Perfusion bzw. des Parameters μ sowie der Parameter T₁, T₂, T₃ erfolgt dabei mittels des durch die Ausgestaltung der Design-Matrix 17, 18 angepassten General Linear Models ausgehend von den entsprechenden Messwerten für verschiedene Voxel, so dass schließlich eine Information über die Perfusion (und über die Stabilität des Abtastverhaltens, den Herzschlag und die funktionale Aktivität) in einem größeren Volumenabschnitt bestimmt und dargestellt werden kann. Der Parameter μ kann dann derart skaliert werden, dass er einen relativen oder auch einen absoluten Perfusionswert (Einheit:
repräsentiert.
Bei einer entsprechenden Wahl eines Funktionsmodels 17 können mit dem General Linear Model über die entsprechenden Koeffizienten T₁, T₂, T₃ auch Wahrscheinlichkeiten und andere statistische Maßzahlen ermittelt werden, welche eine Maßzahl der Zuverlässigkeit oder der Qualität der pro Voxel bestimmten Ergebnisse (z. B. Perfusion) repräsentieren.

Claims

Verfahren zur automatischen Bestimmung von Perfusion mittels einer Magnetresonanzanlage (5), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Erstellen von mehreren ersten MR-Daten (21) über der Zeit, welche mit einer perfusionsempfindlichen Bildgebungssequenz von einem Volumenelement (15) erfasst werden, und – Erstellen von mehreren zweiten MR-Daten (22) über der Zeit, welche mit einer Kontrollbildgebungssequenz von demselben Volumenelement (15) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich einen Schritt umfasst, in welchem die ersten MR-Daten (21) und die zweiten MR-Daten (22) gemeinsam einer statistischen Analyse (16) unterzogen werden, um die Perfusion (μ) in dem Volumenelement (15) zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollbildgebungssequenz eine perfusionsunempfindliche Bildgebungssequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die perfusionsempfindliche Bildgebungssequenz mittels einer perfusionsempfindlichen Magnetfeldgradienteneinstellung und die perfusionsunempfindliche Bildgebungssequenz mittels einer perfusionsunempfindlichen Magnetfeldgradienteneinstellung erstellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ersten MR-Daten (21) und den zweiten MR-Daten (22) eine Abfolge von MR-Bildern erzeugt wird, wobei ein Signalverlauf über der Zeit in einzelnen Bildpunkten (19) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverlauf mittels der statistischen Analyse (16) untersucht wird, wobei Koeffizienten (μ) bestimmt werden, und dass mittels einer Analyse der Koeffizienten (μ) eine Information über die Perfusion ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Volumenelement (15) abwechselnd ein Anteil der ersten MR-Daten (21) und ein Anteil der zweiten MR-Daten (22) erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die statistische Analyse gemäß dem General Linear Model (16) oder gemäß dem Student's t-Test oder gemäß einer Kreuzkorrelation durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der statistischen Analyse (16) mindestens eine Modellfunktion (17) als mindestens ein Regressor hinzugefügt wird, wobei der mindestens eine Regressor ein oder mehrere Regressoren einer Gruppe umfasst, wobei die Gruppe umfasst Regressoren, welche aus von der Magnetresonanzanlage (5) erfassten Messergebnissen abgeleitet werden, Regressoren, welche von nicht zur Magnetresonanzanlage (5) gehörenden Vorrichtungen erfasst werden, und Regressoren, welche aus funktionalen Änderungen eines Lebewesens (O) abgeleitet werden, für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der statistischen Analyse (16) mindestens eine Modellfunktion (17) als mindestens ein Regressor hinzugefügt wird, wobei der mindestens eine Regressor ein oder mehrere Regressoren einer Gruppe umfasst, wobei die Gruppe umfasst eine Bewegung eines Lebewesens (O), für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird, eine Abtaststabilität der Magnetresonanzanlage (5), eine Atmung des Lebewesens (O), ein Herzschlag des Lebewesens (O), ein physiologischer Zustand des Lebewesens (O) und eine funktionale Aktivität des Lebewesens (O).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die statistische Analyse (16) mindestens ein weiteres Ergebnis aus einer Gruppe ermittelt wird, wobei die Gruppe umfasst Angaben über eine Zuverlässigkeit von durch das Verfahren für das Volumenelement (15) ermittelten Ergebnissen, Angaben über ein Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis für einen Bildpunkt (19) des Volumenelements (15) und Angaben über Artefakte, wobei die Artefakte eine Atmung eines Lebewesens (O), für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird, ein Herzschlag des Lebewesens (O), eine Bewegung des Lebewesens (O), eine funktionale Aktivität des Lebewesens (O) und den BOLD-Effekt umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des mindestens einen Ergebnisses eine Qualitätssteuerung der erstellten ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) durchgeführt wird, indem bereits erstellte erste MR-Daten (21) und zweite MR-Daten (22) aus dem Verfahren ausgeschlossen werden und/oder weitere erste MR-Daten (21) und zweite MR-Daten (22) erstellt werden, wenn die durch die statistische Analyse (16) erfassten Artefakte über einem vorbestimmten Schwellenwert liegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass MR-Bilder des Volumenelements (15) mittels der statistischen Analyse (16) derart erstellt werden, dass die MR-Bilder mindestens eine Information einer Gruppe enthalten, wobei die Gruppe umfasst einen Blutoxigenierungsgehalt eines Gewebes des Volumenelements (15), eine funktionale Aktivität eines Lebewesens (O), für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird, und ein Ergebnis einer Korrelation des BOLD-Effekts mit der funktionalen Aktivität.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass MR-Bilder des Volumenelements (15) ständig in Echtzeit erstellt werden und durch neue erste MR-Daten (21) und zweite MR-Daten (22) aktualisiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass MR-Bilder des Volumenelements (15) ausgehend von den gesamten ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) oder ausgehend von einer Teilmenge der ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) erstellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die statistische Analyse mit dem General Linear Model (16) ausgeführt wird, dass Koeffizienten (μ) des General Linear Models derart skaliert werden, dass die Koeffizienten (μ) eine relative oder eine absolute Perfusionseinheit in dem Volumenelement (15) ergeben.
Vorrichtung für eine Magnetresonanzanlage zur automatischen Bestimmung von Perfusion, wobei die Vorrichtung (6) eine Ansteuereinheit (11) zur Ansteuerung der Magnetresonanzanlage (5), eine Empfangsvorrichtung (12) zum Empfang von von der Magnetresonanzanlage (5) aufgenommenen mehreren ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) eines Volumenelements (15) und eine Auswertevorrichtung (13) zur Auswertung der ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) und ausgehend von den ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) eine Erstellung von MR-Bildern des Volumenelements (15) umfasst, in welchen die Perfusion (μ) in dem Volumenelement (15) sichtbar ist, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Magnetresonanzanlage (5) über die Ansteuervorrichtung (11) derart ansteuert, dass die Magnetresonanzanlage (5) bei dem Empfang der ersten MR-Daten (21) eine perfusionsempfindliche Bildgebungssequenz in dem Volumenelement (15) vornimmt, und dass die Magnetresonanzanlage (5) bei dem Empfang der zweiten MR-Daten (22) eine Kontrollbildgebungssequenz in dem Volumenelement (15) vornimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) zur Bestimmung der Perfusion (μ) in dem Volumenelement (15) eine statistische Analyse (16) der ersten MR-Daten (21) und der zweiten MR-Daten (22) gemeinsam vornimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) die Magnetresonanzanlage (5) über die Ansteuereinheit (11) derart ansteuert, dass die Magnetresonanzanlage (5) bei der Erstellung der zweiten MR-Daten (22) eine perfusionsunempfindliche Bildgebungssequenz in dem Volumenelement (15) vornimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuereinheit (11) derart angesteuert wird, dass die Empfangsvorrichtung (12) abwechselnd einen Anteil der ersten MR-Daten (21) und einen Anteil der zweiten MR-Daten (22) empfängt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) die statistische Analyse gemäß dem General Linear Model (16) oder gemäß dem Student's t-Test oder gemäß Kreuzkorrelation durchführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) bei der statistischen Analyse mindestens eine Modellfunktion (17) als mindestens ein Regressor hinzufügt, wobei der mindestens eine Regressor ein oder mehrere Regressoren einer Gruppe umfasst, wobei die Gruppe umfasst Regressoren, welche aus von der Magnetresonanzanlage (5) erfassten Messergebnissen abgeleitet werden, Regressoren, welche von nicht zur Magnetresonanzanlage (5) gehörenden Vorrichtungen erfasst werden, und Regressoren, welche aus funktionalen Änderungen eines Lebewesens (O) abgeleitet werden, für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) bei der statistischen Analyse mindestens eine Modellfunktion (17) als mindestens ein Regressor hinzufügt, wobei der mindestens eine Regressor ein oder mehrere Regressoren einer Gruppe umfasst, wobei die Gruppe umfasst eine Be wegung eines Lebewesens (O), für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird, eine Abtaststabilität der Magnetresonanzanlage (5), eine Atmung des Lebewesens (O), ein Herzschlag des Lebewesens (O), eine Bewegung des Lebewesens (O), ein physiologischer Zustand des Lebewesens (O) und eine funktionale Aktivität des Lebewesens (O).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) durch die statistische Analyse (16) mindestens ein weiteres Ergebnis aus einer Gruppe ermittelt, wobei die Gruppe umfasst Angaben über eine Zuverlässigkeit von durch das Verfahren für das Volumenelement (15) ermittelten Ergebnissen, Angaben über ein Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis für einen Bildpunkt des Volumenelements (15) und Angaben über Artefakte, wobei die Artefakte eine Atmung eines Lebewesens (O), für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird, ein Herzschlag des Lebewesens (O), eine Bewegung des Lebewesens (O), eine funktionale Aktivität des Lebewesens (O) und den BOLD-Effekt umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (6) mittels des mindestens einen Ergebnisses eine Qualitätssteuerung der erstellten ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) durchführt, indem die Auswertevorrichtung (13) bereits erstellte erste MR-Daten (21) und zweite MR-Daten (22) aus der Erstellung der MR-Bilder ausschließt und/oder dass die Vorrichtung (6) weitere erste MR-Daten (21) und zweite MR-Daten (22) erstellt, wenn die Auswertevorrichtung (13) erfasst, dass die durch die statistische Analyse (16) erfassten Artefakte über einem vorbestimmten Schwellenwert liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–23, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) mittels der statistischen Analyse (16) die MR-Bilder derart erstellt, dass die MR-Bilder mindestens eine Information einer Gruppe enthalten, wobei die Gruppe umfasst den Blutoxigenierungsgehalt eines Gewebes des Volumenelements (15), eine funktionale Aktivität eines Lebewesens (O), für welches die Perfusionsmessung durchgeführt wird, und ein Ergebnis einer Korrelation des BOLD-Effekts mit der funktionalen Aktivität.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) die MR-Bilder ständig in Echtzeit erstellt und durch neue erste MR-Daten (21) und zweite MR-Daten (22) aktualisiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–25, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) die MR-Bilder entweder ausgehend von den gesamten ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) oder ausgehend von einer Teilmenge der ersten MR-Daten (21) und zweiten MR-Daten (22) erstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16–26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (13) derart ausgestaltet ist, dass die Auswertevorrichtung (13) die statistische Analyse mit dem General Linear Model (16) ausführt, und dass die Auswertevorrichtung Koeffizienten (μ) des General Linear Models (16) derart skaliert, dass die Koeffizienten (μ) eine relative oder eine absolute Perfusionseinheit in dem Volumenelement (15) ergeben.
Magnetresonanzanlage mit einer Vorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 16–27.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuereinrichtung (6) einer Magnetresonanzanlage (5) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–15 auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung (6) der Magnetresonanzanlage (5) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (14) in einer Steuereinrichtung (6) einer Magnetresonanzanlage (5) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–15 durchführen.