DE102004044433A1 - Verfahren zur Darstellung von Knochen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Darstellung von Knochen (2) wird mit einer Magnetresonanzuntersuchung ein die Knochen enthaltender Datensatz erzeugt. Hierauf erfolgt eine Segmentierung des Datensatzes, wobei die Knochen (2) vom Datensatz separiert werden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Knochen.
• Bildgebende Diagnoseverfahren sind bei der Diagnose von Tumoren von großer Bedeutung. Metastasen bösartiger Tumore siedeln sich relativ häufig in den Knochen des menschlichen Körpers an. Sie entstehen aus Tumorzellen, die meist über den Blutkreislauf im Körper gestreut werden und sich dann im Knochenmark ansiedeln. Durch Wachstum der Metastasen im Knochenmark wird die umgebende Knochensubstanz angegriffen, was häufig zu einer Zerstörung der Knochensubstanz führt.
• Zur Diagnose von Knochenmetastasen werden häufig Szintigrafie oder Positronen-Emissions-Tomografie eingesetzt. Die Szintigrafie ist ein bildgebendes Verfahren der nuklearmedizinischen Diagnostik. Die Bildgebung beruht auf einer Verabreichung einer radioaktiven Substanz, beispielsweise Phosphonat, die sich in den Knochen anreichert. Mit Hilfe einer Gammakamera wird die Strahlung, die beim Zerfall der Radionuklide entsteht, detektiert und in ein Bild umgewandelt. In der Positronen-Emissions-Tomografie wird ebenfalls eine radioaktiv markierte Substanz abgebildet, hier als Schnittbilder des Patienten. Vorteilhaft bei den beiden Verfahren ist die Möglichkeit einer Ganzkörperabbildung, was beispielsweise bei Röntgenuntersuchungen mehrere Untersuchungsschritte erfordern würde und dadurch in einer erhöhten Strahlenbelastung des Patienten resultieren würde. Allerdings ergibt sich auch bei der Szintigrafie und der Positronen-Emissions-Tomografie eine Strahlenbelastung des Patienten durch die radioaktive Substanz. Ebenfalls stellen diese Untersuchungsmethoden hohe logistische Anforderungen dar. Die verwendeten Radionuklide sind sehr kurzlebig und müssen für die konkrete Untersuchung zeitnah produziert werden und können nicht sehr weit transportiert werden.
• Mittels Magnetresonanzuntersuchungen ist es ebenfalls möglich, Knochen des Patienten in einer Ganzkörperuntersuchung abzubilden. Die Auflösung ist dabei sogar besser als bei der Szintigrafie. Bei Magnetresonanzuntersuchungen der Knochen findet vor allem die so genannte STIR-Sequenz („Short TI Inversion Recovery") Anwendung. Mit dieser Sequenz werden allerdings nicht nur die zu untersuchenden Knochen abgebildet, sondern auch das übrige Gewebe des Patienten. Bei der Befundung der aufgenommenen Bilddaten ist der Arzt angehalten, auch das nicht zur eigentlichen Untersuchung zählende Gewebe zu befunden. So wird der Arzt beispielsweise im Fall einer ebenfalls abgebildeten Leber des Patienten versuchen festzustellen, ob eine Erkrankung vorliegt. Dies erhöht den Aufwand für eine Befundung. Außerdem ist es schwierig, allein anhand der Daten aus der STIR-Sequenz eine Leberkrankheit festzustellen, da diese Sequenz nicht sensitiv genug für derartige Fragestellungen ist. Diese Problematik hat einen Einsatz von Magnetresonanzuntersuchungen zur Diagnose von Knochenmetastasen bisher verhindert.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem Knochen mittels einer Magnetresonanzuntersuchung für eine Befundung geeignet dargestellt werden können.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird zunächst ein die Knochen enthaltender Datensatz mittels einer bildgebenden Magnetresonanzuntersuchung erzeugt. Hiernach findet eine Segmentierung des Datensatzes statt, mittels dem die im Datensatz enthaltenen Knochen von sonstigem dargestellten Gewebe separiert werden. Durch die Segmentierung erhält der diagnostizierende Arzt oder Radiologe die Möglichkeit, sich während der Befundung gänzlich auf die Knochen des Patienten zu konzentrieren.
• Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand des nachfolgend im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
• 1 ein schematisches Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
• 2 ein schematisches Magnetresonanzbild vor der Segmentierung und
• 3 ein schematisches, segmentiertes Magnetresonanzbild.
• Gemäß 1 findet in einem ersten Verfahrensschritt S2 eine Magnetresonanzuntersuchung eines Patienten statt. Dies kann beispielsweise eine Ganzkörperuntersuchung in mehreren Schritten mit der STIR-Sequenz oder einer Gradientenecho-Sequenz sein. In einem zweiten Verfahrensschritt S4 werden die durch die Magnetresonanzuntersuchung gewonnenen Bilder auf einem Monitor dargestellt. In einem dritten Verfahrensschritt S6 markiert der behandelnde Arzt oder Radiologe mittels einer Computermaus die zu segmentierenden Knochen auf dem Monitor. Dies ist schematisch in 2 dargestellt. So kann der Arzt beispielsweise den Oberschenkelknochen, das Schienbein, einen Lendenwirbel, den Schädelknochen und die Rippen des Patienten markieren. In einem vierten Verfahrensschritt S8 erfolgt die automatische Segmentierung des Datensatzes anhand der aus den Markierungen gewonnenen Intensitäten. Als Ergebnis entsteht ein Datensatz, der lediglich die Bildinformationen über die Knochen des Patienten enthält. In einem fünften Verfahrensschritt S10 wird dieser Datensatz auf dem Monitor dargestellt und kann so vom Arzt oder Radiologen befundet werden. Der Vorteil hieran ist, dass der Arzt sich vollständig auf die Untersuchung der Knochen des Patienten und die Diagnose eventuell vorhandener Knochenmetastasen konzentrieren kann. Für eine Erstellung weiterer Diagnosen, z.B. von Organen, besteht keine Notwendigkeit. Dies reduziert die zu analysierenden Daten für den Arzt auf ein erträgliches Maß. Insbesondere wird dadurch ausgeschlossen, dass ungenaue Diagnosen von Organen oder sonstigem weichem Gewebe aufgrund der durch die STIR-Sequenz gewonnenen Messergebnisse erstellt werden.
• In 2 ist schematisch ein Teilausschnitt der Ganzkörperaufnahme dargestellt. Hier sind die Knochen 2 des Patienten und die umgebende Muskulatur 4 abgebildet. Durch den Arzt ist je eine Markierung 6 auf zwei der Knochen 2 platziert worden.
• Anhand dieser Markierung wird die Segmentierung durchgeführt. Bereiche mit anderen Intensitäten werden aus dem Datensatz entfernt, so dass der in 3 schematisch gezeigte segmentierte Datensatz entsteht. Hier sind nur noch die Knochen 2 des Patienten zu sehen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Darstellung von Knochen (2), umfassend folgende Verfahrensschritte: – Erzeugung eines die Knochen (2) enthaltenden Datensatzes mittels einer Magnetresonanzuntersuchung und – Segmentierung der Knochen vom Datensatz.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Datensatz vor und/oder nach der Segmentierung auf einem Anzeigemedium dargestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Benutzer die Knochen (2) vor der Segmentierung im Datensatz markiert.
4. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Segmentierung anhand eines Intensitätsvergleichs durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Untersuchungsmethode eine Magnetresonanzuntersuchung ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem eine Gradientenecho-Sequenz zur Erzeugung des Datensatzes verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem eine STIR-Sequenz zur Erzeugung des Datensatzes verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem eine Ganzkörperuntersuchung durchgeführt wird.