为限定的身体区域建立详细的衰减值图的方法 [0002] 对于组合的磁共振-正电子发射断层造影检查，在进行正电子发射断层造影测量 之前建立衰减值图。为此，借助磁共振测量确定组织相关的衰减修正，其中进行了检查区域 的分段，并且从磁共振测量中确定分段的单独段的平均衰减值。 [0003] 但是，患者的单独的器官和/或身体区域（特别是肺部区域）具有比患者其它身 体区域关于其衰减特性的更高的离散度和/或方差，从而肺的平均衰减值仅不精确地对应 于实际衰减值。特别是在采集和/或量化患者胸部和/或肺部区域内的病灶期间，这可能 导致不期望的不精确性。另外，肺部区域内的病理变化经常导致肺部密度的改变，例如在气 肿和/或膨胀不全等情况下，其直接导致光子横穿肺部时的衰减。
[0004] 本发明特别要解决的技术问题是，为进行正电子发射断层造影检查的患者的特别 不均匀的身体区域提供详细的衰减值图。该技术问题通过本发明得以解决。优选的实施方 式在从属权利要求中描述。 [0005] 本发明涉及一种借助医学成像设备为进行正电子发射断层造影检查的患者的限 定的身体区域建立详细的衰减值图的方法，包括以下步骤：
[0006] -借助医学成像设备采集限定的身体区域的第一衰减值测量的第一衰减值数据；
[0007] -根据第一衰减值数据为限定的身体区域确定至少一个平均衰减值；
[0008] -借助医学成像设备采集限定的身体区域的第二衰减值测量的第二衰减值数据；
[0009] -根据第二衰减值数据为限定的身体区域确定局部修正值；以及
[0010]-根据至少一个平均衰减值并根据局部修正值为限定的身体区域确定详细的衰减 值图。
[0011] 通过本发明的构造可以为限定的身体区域、例如为关于其组织特性和/或其材料 特性不均匀构造的患者肺部区域建立特别详细的衰减值图，因为具有不同的局部修正值的 限定的身体区域的不同部分区域优选也具有对于正电子发射断层造影信号的不同衰减特 性。这样可以根据局部修正值局部地（特别是对于肺部的单独部分区域）匹配和/或修正 至少一个平均衰减值，其中不同的部分区域可以具有共同的平均衰减值。此外，借助详细的 衰减值图可以提供特别是在患者的胸部区域内的尽可能精确的衰减值图，从而可以明确地 识别胸部区域内的病灶。在此，由于衰减值图的改善后的精确性，特别可以提高在病灶内的 放射性示踪剂吸收（SUV值）的量化测量，因为在衰减值图中的错误至今会导致过高估计或 过低估计。这在肺部区域内是特别有问题的，因为这里由于变换的空气、组织及血液成分导 致衰减结果特别不同，从而使根据本发明的方法可以特别有益地应用于在患者肺部区域中 的正电子发射断层造影检查。
[0012] 医学成像设备优选包括磁共振成像设备。借助第一衰减值数据基本上采集了不同 身体区域的组织类型，并且根据该组织类型决定和/或确定了平均衰减值。这样例如对于 单独的身体区域可以存在统一的平均衰减值，尽管该身体区域关于材料分布和/或物质分 布特别不均匀，例如患者肺部区域。借助在数据库中存储的值和/或借助已知的计算机断 层造影测量的值可以确定平均衰减值，其中平均衰减值基本上包括了限定的身体区域的平 均衰减值。相反，借助第二衰减值数据可以基本上确定和/或建立限定的身体区域的修正 轮廓，并且这样匹配和/或修正平均衰减值。
[0013] 特别优选地，根据质子密度加权的衰减值测量来进行第二衰减值数据的采集，其 中局部修正值包括局部密度值。借助局部密度值可以有利地确定患者的限定的身体区域 (特别是肺部区域）的密度（特别是密度分布和/或密度轮廓），并且这样确定限定的身体 区域的局部材料特性和/或衰减特性。特别地，借助局部密度值和/或由此确定的局部材 料特性可以局部地匹配和/或修正平均衰减值，特别是对于限定的身体区域的单独部分区 域和/或单独段。
[0014] 特别有利地，患者的限定的身体区域包括患者的器官区域，特别是肺部区域。这样 可以特别是为具有不均匀的和/或时间变化的密度分布的肺部区域建立尽可能精确的衰 减值图，并且由此有利地提高了肺部区域的正电子发射断层造影检查的可靠性和/或精确 性。
[0015] 在本发明的优选扩展中建议，根据第二衰减值数据进行限定的身体区域的分段， 并且根据第二衰减值数据为限定的身体区域的每个段确定局部修正值。这样可以为正电子 发射断层造影检查提供具有特别高的位置分辨率的详细的衰减值图。在此，对限定的身体 区域的分段应当特别被理解成将限定的身体区域划分成单独的部分区域，其中可以根据部 分区域的大小和/或根据物质特性和/或部分区域的均匀性和/或根据其它对于技术人员 显现为有意义的标准来进行划分。特别地，对限定的身体区域的分段包括将具有统一的平 均衰减值的身体区域划分为至少两个或多个单独的段和/或划分为至少两个或多个单独 的部分区域。如果根据第一衰减值数据同样进行了对限定的身体区域的分段，则根据第二 衰减值数据对限定的身体区域的分段具有比根据第一衰减值数据的分段更高的位置分辨 率。
[0016] 此外建议，根据第二衰减值数据重建图像数据，并且至少部分地借助修正值与重 建的图像数据的对应根据特征曲线确定局部修正值。这样可以有利地根据重建的图像数据 和特征曲线直接并节省时间地确定和/或决定局部修正值，特别是局部密度值。例如可以 根据在重建的图像数据中不同的灰度值根据特征曲线进行修正值的对应，特别是密度值的 对应。特征曲线可以有利地包括线性特征曲线。
[0017] 另外建议，根据相关的对比测量和/或根据对患者的与限定的身体区域不同的其 它身体区域的校准测量来确定特征曲线的至少一个参数和/或至少一个信息，用于将第二 衰减值数据与局部修正值对应。由此可以实现特别简单并快速地确定特征曲线，并且由此 可以借助特征曲线精确并快速地将局部修正值（特别是局部密度值）与采集的衰减值进行 对应。相关的对比测量应当例如被理解成相关的计算机断层造影测量（CT测量），特别是 具有合适的标准化的计算机断层造影测量，其中CT测量的数据可以被存储在存储单元中。 此外，校准测量应当特别被理解成用于修正数据采集的测量，特别是用于密度数据采集和/ 或用于衰减值采集，其借助医学成像设备（特别是磁共振设备）在具有小的密度波动和/ 或具有小的衰减值波动的患者的器官和/或身体区域处进行，例如在患者的肝脏区域处的 相关的磁共振测量。
[0018] 在本发明的另一种构造中建议，在计算局部修正值中引入作用于限定的身体区域 的重力，由此可以减少和/或最小化局部干扰和/或局部修正值的不精确性，特别是局部密 度值的不精确性。这样还可以确定沿着重力的修正梯度，特别是密度梯度，并且由此为确定 详细的衰减值图提供限定的身体区域的特别精确的局部密度值。此外，借助密度梯度也可 以由此计算上补足不完整的测量，例如仅具有一个或少数二维的层的测量。这样也可以在 已知密度梯度的情况下，从磁共振测量的一个或少数二维的层中确定用于建立详细的衰减 值图的限定的身体区域的密度轮廓。
[0019] 如果借助至少一个具有短的回波时间的序列进行第二衰减值数据的采集，则可以 有利地最小化和/或避免在第二衰减值数据中的磁化率伪影。在此，短的回波时间应当特 别被理解成小于500 μ s的回波时间。短的和/或极短的回波时间例如被应用于UTE序列 和/或PETRA序列和/或其它对于技术人员显示为有意义的序列中。
[0020] 此外建议，根据限定的身体区域的第一位置来建立详细的衰减值图，由此可以优 选为进行正电子发射断层造影检查（PET检查）的限定的身体区域的测量位置提供详细的 衰减值图。例如可以在肺的吸气状态或呼气状态期间建立患者的肺的详细的衰减值图，其 中这里可以将正电子发射断层造影数据采集作为所谓的"门控PET检查"而仅在患者的呼 气状态或吸气状态下进行。为此，优选根据限定的身体区域的第一位置来采集第二衰减值 测量的第二衰减值数据。
[0021] 在本发明的优选扩展中建议，根据对于限定的身体区域的第一位置的第二衰减值 数据来计算对于限定的身体区域的第二位置的详细的衰减值图。这样可以以最小的测量花 费为进行正电子发射断层造影检查的患者的限定的身体区域的不同的位置和/或不同的 状态提供详细的衰减值图。例如在第二位置和/或第二状态的详细的衰减值图的计算和/ 或插值中，一起引入具有不变的组织（特别是肺部组织）材料量和/或具有在肺部区域内 不变的体液材料量的已知和/或期待的肺部区域的体积变化。
[0022] 此外，本发明涉及一种医学成像设备，其包括正电子发射断层造影单元、磁共振成 像设备和系统控制单元，并且该医学成像设备被构造成用于执行为进行正电子发射断层造 影检查的患者的限定的身体区域建立详细的衰减值图的方法，包括以下步骤：
[0023] -借助磁共振成像设备采集限定的身体区域的第一衰减值测量的第一衰减值数 据；
[0024] -借助系统控制单元根据第一衰减值数据为限定的身体区域确定至少一个平均衰 减值；
[0025] -借助磁共振成像设备采集限定的身体区域的第二衰减值测量的第二衰减值数 据；
[0026] -借助系统控制单元根据第二衰减值数据为限定的身体区域确定局部修正值；以 及
[0027] -借助系统控制单元根据至少一个平均衰减值和局部修正值为限定的身体区域确 定详细的衰减值图。
[0028] 通过本发明的构造可以为限定的身体区域（例如为患者的关于其组织特性和/或 其材料特性不均匀构造的肺部区域）建立特别详细的衰减值图，因为具有不同的局部修正 值的限定的身体区域的不同的部分区域优选也具有对于正电子发射断层造影信号的不同 的衰减特性。这样可以根据局部修正值局部地（特别是为肺部的单独的部分区域）匹配和 /或修正至少一个平均衰减值，其中不同的部分区域可以具有共同的平均衰减值。另外，可 以借助详细的衰减值图提供特别是在患者胸部区域内的尽可能精确的衰减值图，从而可以 明确地识别在胸部区域内的病灶。
[0029] 此外，本发明涉及一种计算机程序产品，其包括程序并且可以被直接加载到医学 成像设备的可编程的系统控制单元的存储器单元中，其具有程序装置，以便在医学成像设 备的系统控制单元中执行程序时，实施根据本发明的方法。在医学成像设备的系统控制单 元中执行计算机程序产品时，利用该计算机程序产品可以实施根据本发明的方法的以上描 述的全部或不同的实施方式。在此，计算机程序产品可以要求保护附加的程序装置，例如程 序库和辅助函数，以便实现本方法的相应实施方式。




[0030] 在以下描述的实施例中以及结合附图给出了本发明的其它优点、特征和细节。附 图中：
[0031] 图1示出了为限定的身体区域建立详细的衰减值图的根据本发明的方法，以及
[0032] 图2示出了用于实施图1中所示方法的医学成像设备。


[0033] 对于正电子发射断层造影检查（PET检查），借助正电子发射断层造影单元 120 (PET单元120)，特别是借助正电子发射断层造影探测器阵列121 (PET探测器阵列121) 采集光子对。从正电子与电子的湮灭中得到光子对，其中每个光子具有511keV的能量。在 此，两个光子的轨迹围成180〇的角度。
[0034] 在此，由放射性药物发射出与电子共同产生湮灭的正电子，其中通过给患者101 注射来给予该放射性药物。在经过材料时，湮灭产生的光子可能被吸收和/或衰减，其中吸 收概率与通过材料的路径长度和相应的材料吸收系数有关。因此在评估PET信号时，需要 借助为此建立的衰减值图关于通过位于辐射路径上的部件的衰减来修正该PET信号。
[0035] 在图1中示意性示出了为进行PET检查的患者101的限定的身体区域102建立详 细的衰减值图的方法。为此，首先将患者101带入到医学成像设备100的患者容纳区域103 中（图2)。医学成像设备100由组合的成像设备构成，其包括磁共振成像设备140和PET 单元120。
[0036] 为了确定和/或建立详细的衰减值图，首先将患者101定位到医学成像设备100 的患者支承设备104上。为了等待的医学成像检查而将患者支承设备104与患者101共同 定位在医学成像设备100的患者容纳区域103内。
[0037] 随后，进行患者101的限定的身体区域102的详细的衰减值图的建立，该限定的身 体区域在本实施例中由患者101的包含了肺部区域的器官组成。为此，首先在第一方法步 骤10中采集患者101的限定的身体区域102 (特别是肺部区域）的第一衰减值测量的第一 衰减值数据。借助医学成像设备100的磁共振成像设备140进行第一衰减值数据的采集， 其中第一衰减值数据由第一磁共振数据组成。在另外的方法步骤11中，借助医学成像设备 100的系统控制单元105从第一衰减值数据中为患者101的限定的身体区域102 (特别是肺 部区域）确定至少一个平均衰减值。所述至少一个平均衰减值相当于患者101的限定的身 体区域102 (特别是肺部区域）的共同衰减值和/或统一衰减值。根据第一衰减值数据另 外进行对患者101的身体的粗略分段，其中每个段和/或每个身体区域对应唯一的平均衰 减值。例如将患者101的肺部区域作为一个段而以一个统一的平均衰减值来采集。
[0038] 如果需要，由系统控制单元105将第一衰减值数据与平均衰减值共同存储和/或 记录在系统控制单元105的存储器单元106中。
[0039] 对于患者101的肺部区域和/或其它器官和/或其它身体区域的PET检查，其具 有特别不均匀的密度分布和/或其密度分布与患者101的位置和/或状态（例如吸气状态 或呼气状态）有关，则平均衰减值对于正确计算PET信号的衰减极不精确。因此在另外的 方法步骤12中，借助医学成像设备100的磁共振成像设备140另外采集患者101的限定的 身体区域102的第二衰减值测量的第二衰减值数据。在此，第二衰减值数据也由磁共振数 据组成。在本实施例中，患者101的限定的身体区域102包括患者101的由肺部区域构成 的器官区域。
[0040] 在此，借助磁共振成像设备140借助质子密度加权的衰减值测量进行第二衰减值 数据的采集。优选借助具有短的或极短的回波时间的序列来采集特别是患者101的肺部区 域的第二衰减值数据。在此，回波时间优选小于500 μ S。为了采集第二衰减值数据例如应 用了用于磁共振测量的UTE序列和/或PETRA序列和/或ζΤΕ序列等。
[0041] 如果需要，由系统控制单元105将第二衰减值数据存储和/或记录在存储器单元 106 中。
[0042] 在采集第二衰减值数据的方法步骤12随后的方法步骤13中，借助系统控制单元 105根据患者101的限定的身体区域102 (特别是肺部区域）的第二衰减值数据确定局部修 正值。在本实施例中，局部修正值包括局部密度值。为了计算和/或确定局部密度值，首先 将限定的身体区域102分成至少两个单独的段和/或部分区域，优选是分成多于两个段和/ 或部分区域。特别优选的是，将各自对应正好一个平均衰减值的身体区域分成至少两个或 多个单独的段和/或至少两个或多个单独的部分区域。在此，对于每个不同的段和/或对 于每个不同的部分区域，借助系统控制单元105根据第二衰减值数据确定局部密度值。在 此，与第一衰减值数据中的平均衰减值对应的身体区域和/或段相比，单独的段和/或部分 区域覆盖更小的肺部的身体区域。
[0043] 优选地，借助系统控制单元105独自和/或自动地选择和/或确定单独的段和/ 或单独的部分区域。单独的段和/或单独的部分区域的选择和/或确定可以根据段和/或 部分区域的大小和/或根据段和/或部分区域的物质特性和/或根据段和/或部分区域的 均匀性和/或其它对于技术人员对选择和/或确定单独的段和/或部分区域显现为有意义 的选择标准来进行。
[0044] 为了从第二衰减值数据中确定局部密度值，从第二衰减值数据中重建系统控制单 元105的图像数据，该图像数据描绘了患者101的限定的身体区域102,特别是肺部区域。 在此，重建后的图像数据的单独的图像元素具有不同的灰度值，其显示了限定的身体区域 1〇2(特别是肺部区域）的不同特性。借助系统控制单元105根据特征曲线、特别是根据线 性特征曲线将局部密度值与不同的灰度值对应。
[0045] 在此，至少部分地根据存储在系统控制单元105的存储器单元106内的相关的对 比测量来确定和/或建立特征曲线的参数和/或信息。相关的对比测量例如可以由具有合 适标准化的相关的计算机断层造影测量（CT测量）构成。另外，也可以在存储器单元106 中存储多个相关的对比测量（特别是CT测量）的数据，从而可以通过不同的对比测量覆盖 更大的区域。在此，系统控制单元105例如可以从多个CT测量的数据中确定特征曲线。
[0046] 替换地或附加地，也可以至少部分地根据校准测量由系统控制单元105确定和/ 或建立特征曲线。校准测量特别是包括用于密度数据采集和/或用于衰减值采集的测量， 其中借助磁共振成像设备140进行在具有微小密度波动和/或具有微小衰减值波动的患者 的器官和/或身体区域处的校准测量。优选在患者101的与限定的身体区域102不同的 (与肺部不同的）其它身体区域进行校准测量。所述其它身体区域优选包括具有基本均匀 的密度分布的患者101的身体区域，从而仅存在微小的波动和/或衰减值的微小变化。例 如其它身体区域包括患者101的肝脏。
[0047] 特别是在确定和/或建立患者101的肺部区域的详细的衰减值图时，在方法步骤 12中根据肺部的第一位置和/或第一状态进行第二衰减值数据的采集。例如仅在患者101 的吸气状态和/或呼气状态下采集第二衰减值数据。在患者101的第一位置执行PET检查 作为所谓的"门控PET检查"，这是特别具有优点的。另外，可以由系统控制单元105为患 者101的肺部和/或肺部区域的第二位置计算和/或确定局部密度值，其中为此将肺部和 /或肺部区域的第一位置的第二衰减值数据和/或肺部和/或肺部区域的第一位置的局部 密度值引入第二位置的局部密度值的计算中。由系统控制单元105在以下假设下执行在患 者101的肺部和/或肺部区域的第二位置处的局部密度值的计算，即在患者101的限定的 身体区域102内（特别是在肺部区域内）的待衰减的材料的总质量和/或总量（例如体液 的总量（如血液或水）和/或组织的总量）在限定的身体区域（特别是肺部区域）的两个 位置和/或两个状态下在肺部的不同位置和/或状态下是相同的。
[0048] 此外，在为患者101的限定的身体区域102(特别是肺部区域）确定局部密度值的 方法步骤13中考虑了作用于肺部区域的重力。借助重力在限定的身体区域102中产生密 度梯度，其中在肺部区域内的密度沿着重力增加。借助系统控制单元105根据第二衰减值 数据可以确定和/或从数据库中读取密度梯度。借助密度梯度也可以由系统控制单元105 补足不完整的测量，例如仅具有肺部区域的一个或少数二维层的磁共振测量。
[0049] 采集第二衰减值数据以及根据第二衰减值数据为患者101的限定的身体区域 102 (特别是肺部区域）确定局部密度值的方法步骤12、13与采集第一衰减值数据以及确定 平均衰减值数据的方法步骤1〇、11可以至少部分同时地和/或时间方面依次地进行。
[0050] 在为患者101的限定的身体区域102(特别是肺部区域）确定平均衰减值的方法 步骤11以及为患者101的限定的身体区域102 (特别是肺部区域）确定局部密度值的方法 步骤13之后，借助系统控制单元105在另外的方法步骤14中为患者101的肺部区域确定 详细的衰减值图。在患者101的肺部的详细的衰减值图中既引入了平均衰减值，又一起引 入了局部密度值。根据患者101的限定的身体区域102的部分区域和/或段的局部密度值 和/或局部质子密度，由系统控制单元105为单独的部分区域和/或单独的段确定材料特 性和/或衰减特性。在此，由系统控制单元101借助局部密度值和/或材料特性和/或衰 减特性为每个段和/或每个部分区域缩放和/或修正平均衰减值。这样以高的精确性提供 了在患者101的胸部区域（特别是肺部区域）内的衰减值。
[0051] 通过系统控制单元105确定和/或提供详细的衰减值图，其中首先根据局部密度 值为限定的身体区域102 (特别是肺部区域）的第一位置和/或第一状态确定和/或提供 详细的衰减值图。替代地或附加地，也可以由系统控制单元105为由肺部区域构成的限定 的身体区域102的第二位置和/或第二状态确定和/或提供详细的衰减值图。在计算限定 的身体区域1〇2(特别是肺部区域）的第二位置的详细的衰减值图中，引入限定的身体区域 102的第二位置的局部密度值，其中根据限定的身体区域102 (特别是肺部区域）的第一位 置的第二衰减值数据确定第二位置的局部密度值。
[0052] 在图2中示意性示出了医学成像设备100的磁共振成像设备140,并且包括磁体单 元141。磁体单元141环绕用于容纳患者101的患者容纳区域103,其中患者容纳区域103 在圆周方向上被磁体单元141圆柱形环绕。借助医学成像设备100的患者支承设备104可 以将患者101移入患者各纳区域103。为此，患者支承设备104被安装成可在患者各纳区域 103内运动。
[0053] 磁体单元141包括主磁体142,其被构造成在运行磁共振成像设备140时用于产生 强的并且特别恒定的主磁场143。磁体单元141还具有用于产生磁场梯度的梯度线圈单元 144,其在成像期间被用于位置编码。另外，磁体单元141包括高频天线单元145,其被设置 成激励极化，该极化出现在由主磁体142产生的主磁场143中。
[0054] 为了控制梯度线圈单元144的主磁体142以及为了控制高频天线单元145,磁共振 成像设备140具有由计算单元构成的控制单元146。控制单元146中央控制磁共振成像设 备140,例如执行预先确定的成像的梯度回波序列。为此，控制单元146包括未详细示出的 梯度控制单元和未详细示出的高频天线控制单元。另外，控制单元146包括用于评估磁共 振图像数据的评估单元。
[0055] 医学成像设备100的PET单元120包括多个正电子发射断层造影探测器元件（PET 探测器元件），其被安装在PET探测器阵列121旁边。PET探测器阵列121包括具有闪烁晶 体（例如LS0晶体）的闪烁探测器阵列。此外，PET单元120包括光电二极管阵列（例如 雪崩光电二极管阵列或AH)光电二极管阵列），其在PET单元120内后置于闪烁探测器阵 列安装。另外，PET探测器阵列121具有未详细示出的探测器电子器件，其包括电放大电路 和其它未详细示出的电子部件。为了控制探测器电子器件和PET探测器阵列121，PET单元 120具有由计算单元构成的控制单元122。控制单元122中央地控制PET单元120。另外， 控制单元122包括用于评估PET数据的评估单元。
[0056] 医学成像设备100还具有中央系统控制单元105,其例如互相协调磁共振图像数 据和PET图像数据的采集。系统控制单元105还包括未详细示出的评估单元。另外，系统 控制单元105包括计算机程序产品，其包括程序并且可以被直接加载到医学成像设备100 的可编程的系统控制单元105的存储器单元106中。计算机程序产品包括程序装置和/或 软件，其被构造成在医学成像设备1〇〇的系统控制单元105中执行该程序时，与磁共振成像 设备140和PET单元120共同实施用于建立详细的衰减值图的所描述的方法。此外，系统 控制单元105可以具有为实施用于建立详细的衰减值图的方法和/或为运行医学成像设备 100所需的其它程序和/或其它软件。
[0057] 例如成像参数的控制信息以及重建的图像数据可以在医学成像设备100的显示 单元107 (例如至少一个显示器）上向操作者显示。此外，医学成像设备100具有输入单元 108,借助其可以在测量过程期间由操作者输入信息和/或参数。
[0058] 所示的医学成像设备100显然可以包括医学成像设备一般具有的其它部件。此 夕卜，医学成像设备100的通常的工作原理也被技术人员所知，从而省去了对通常的部件的 详细描述。
[0059] 尽管在细节上通过优选实施例详细图解并描述了本发明，但是本发明不限于所公 开的示例，并且技术人员可以由此推导出其它变化，而不脱离本发明的保护范围。