CN100421619C

CN100421619C - 磁共振诊断装置

Info

Publication number: CN100421619C
Application number: CNB2005100994179A
Authority: CN
Inventors: 杉本博
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2025-08-29
Also published as: US7860551B2; EP1629773A1; US20060047198A1; EP1629773B1; CN1742675A; EP1629773B8

Abstract

本发明提供一种提高基于身体部分SAR的安全管理的精度的磁共振诊断装置。本发明的磁共振诊断装置具备：同时输入被检体的体重、身高和摄影部位的操作部件；在存在被检体的情况下测量发送高频输出的功率测量部件；根据输入的体重、身高和摄影部位，推测摄影部位的部分体重的部分体重推测部件；根据推测出的部分体重、测量出的发送高频输出、脉冲序列，计算SAR的SAR管理部件；显示计算出的SAR值的显示部件。

Description

磁共振诊断装置

技术领域

本发明涉及具有SAR(Specific Absorption Rate：比吸收率)的安全管理功能的磁共振诊断装置。

背景技术

在磁共振诊断装置(以下称为MRI装置)中，使用发送用高频线圈向摄影部位照射用于引起磁共振的高频磁场。高频磁场的共振频率与MRI装置的静磁场强度成比例，例如在1.5T的静磁场的装置的情况下，共振频率为63.8MHz。已知该频率区域的高频会加热被检体而引起体温的上升。一般对于人体，由于体干部分的体温上升得比皮肤温度高则会有安全性方面的问题，对于人体，如果体干温度超过1℃就有可能引起损害，因此在作为安全规格的IEC规格(IEC 60601-2-33：Particular requirements for the safety of magnetic resonanceequipment for medical diagnosis)或JIS规格(JIS Z4951“磁共振图像诊断装置-安全”)中，将安全方面的上限值设置为1℃，将由1kg组织吸收的高频输出作为SAR(Specific Absorption Rate：比吸收率)，来确定上限值。例如，在IEC规格的通常操作模式下，对应于全身的SAR值的上限是2W/kg，对应于头部的SAR值的上限是3.2W/kg。

例如，在开始摄影前，作为患者姓名、年龄、性别等的患者信息的一部分，由操作者从控制台(console)输入患者的体重(kg)。接着，将被检体定位在MRI装置的磁铁架台2内并从高频放大器3经由发送用高频线圈4施加高频，针对被检体P的摄影部位决定得到最优的MR信号的高频条件，使用该条件进行摄影。由于在决定高频条件时施加的高频输出、预先在没有被检体的条件下测量的高频输出的差是被被检体吸收的高频输出(W)，所以将该值除以预先输入的患者体重的值成为全身SAR值(W/kg)。在摄影开始前由MRI装置计算全身SAR值，并显示在控制台1的画面上。在所得到的SAR值超过了上述安全规格的上限值的情况下，将该情况的警告显示在控制台1的画面上，操作者变更摄影条件，或切换到更上的操作模式。

作为通常实施的摄影条件的变更例子，有进行再设置而减少最初设置的多切片(multi-slice)张数。在该情况下无法用一次的多切片数覆盖必要的摄影区域，而需要2次或2次以上的多次的摄影，产生全体的MRI检查时间延长的不适合。另外，操作模式的变更是指在安全规格下除了通常操作模式以外，还规定第一次水准管理操作模式和第二次水准管理操作模式，根据对患者的潜在风险和利益的关系而进行医学的判断。例如，在第一次水准管理操作模式下，全身SAR值的上限是4W/kg。

现有的MRI装置的发送用高频线圈的轴长是50～60cm左右，在将高频输出除以包含不受到照射的部分的全部体重而求出SAR值的方法中，作为与小儿不同的与成人对应的SAR值，不一定与实际受到照射的身体部分的SAR值一致。另一方面，通过高速摄影法和高磁场MRI装置的开发，用于得到诊断力更高的MR图像的脉冲序列需要更高的SAR值。

因此，在2002年改订的IEC规格(IEC60601-2-33第2版)中，作为身体部分SAR而追加了以下的规定。

在通常操作模式的情况下，确定为

身体部分SAR＝10(W/kg)-(8(W/kg)×(受到照射的患者部分体重)/(患者体重))。根据该式，与受到照射的患者部分体重和患者的体重的比对应地，从2W/kg到10W/kg的范围的SAR值成为上限。

在只通过现有的全身SAR进行管理的方法中，无法与该身体部分SAR的规定对应，有无法提供更高的诊断信息的问题。进而，即使将心脏等特定部位作为对象缩短发送用高频线圈长度来限定照射高频的区域，在现有技术中也无法与其对应。

发明内容

本发明的目的在于：在磁共振诊断装置中提高身体部分SAR的安全管理精度。

本发明的磁共振诊断装置具备：同时输入被检体的体重、身高和摄影部位的输入装置；在存在上述被检体的前提下测量发送高频输出的装置；根据上述输入的体重、身高和摄影部位，推测上述摄影部位的部分体重的装置；根据上述推测的部分体重、上述测量的发送高频输出、脉冲序列，计算SAR的装置；显示上述计算出的SAR值的显示装置，其中上述推测部分体重的装置在分为多次地对广区域进行一连串的摄影时，选择对每个部分求出的部分SAR的最大值。

根据本发明，能够在磁共振诊断装置中提高基于身体部分SAR的安全管理精度。

附图说明

图1是表示本实施例的MRI装置的概要结构的框图。

图2是表示本实施例的SAR管理动作的流程的图。

图3是表示本实施例的MR室门的标尺的图。

图4是表示本实施例的卧台部件的标尺的图。

图5是表示本实施例的摄影部位的选择画面的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的磁共振诊断装置(MRI装置)的实施例。

图1是表示本实施例的MRI装置的概要结构的框图。在圆筒状的磁铁架台1内，设置有静磁场磁铁2、倾斜磁场线圈5和发送用高频线圈4。另外，为了说明的方便，而假设z轴与圆筒的长度方向一致，x轴和y轴分别是水平方向和垂直方向。静磁场磁铁2例如使用1.5T的超导磁铁构成，与z轴平行地形成静磁场。倾斜磁场线圈5设置在静磁场磁铁2内，进行圆筒状的安装，产生x轴倾斜磁场、y轴倾斜磁场、z轴倾斜磁场。另外，并不限定各个的安装形状、类型。发送用高频线圈4配置在倾斜磁场线圈5的内侧，例如成为圆筒状，产生高频磁场。发送用高频线圈4可以采用发送接收兼用高频线圈。由配置在被检体P周围的接收用高频线圈6检测通过磁共振产生的MR信号。另外，卧台具有顶板7，配置在顶板7上的被检体P被插入到磁铁架台2内的摄影空间(形成有成像用磁场的区域)中。

倾斜磁场线圈5经由倾斜磁场电源8与控制部件9连接。另外，倾斜磁场电源8供给在从倾斜磁场线圈5产生磁场时所需要的电流，根据来自控制部件9的控制信号对该电流的大小(磁场的强度)、电流供给的定时(磁场施加定时)等进行控制。发送用高频线圈4经由高频放大器3、高频发送系统11与控制部件9连接。在发送用高频线圈4和高频放大器3之间设置用于测量发送高频输出的功率测量器17。接收用高频线圈6经由高频接收系统12与控制部件9连接。在从发送用高频线圈4向被检体P发送高频磁场时驱动高频放大器3，在经由接收用高频线圈6从被检体P检测MR信号时驱动高频接收系统12。

控制部件9与显示部件14、操作部件15、SAR管理部件13连接。根据体重和身高决定标准体格。根据标准体格大致决定摄影部位的标准部分体重。因此，事先作成与体重、身高和摄影部位对应的标准部分体重的对应表，典型的是存储到由ROM构成的部分体重推测部件16中。SAR管理部件13根据由部分体重推测部件16根据从操作部件15输入的体重、身高和摄影部位而推测出的部分体重、由功率测量器17在存在被检体P的前提下通过高频脉冲(RF脉冲)的预发送而检测出的发送高频输出、经由操作部件15设置的脉冲序列的高频脉冲个数等，计算与摄影部位有关的身体部分SAR。另外，SAR管理部件13根据由部分体重推测部件15根据从操作部件15输入的体重、身高和摄影部位推测出的部分体重、从操作部件15输入的体重，计算与摄影部位有关的身体部分SAR的上限值。另外，SAR管理部件13将身体部分SAR与上限值进行比较。SAR管理部件13将身体部分SAR与上限值的比较结果等显示在显示部件14上。在显示部件14上显示被检体P的MR图像显示、摄影条件、全体或身体部分SAR、SAR与上限值的比较结果、用于在计算出的SAR值超过上限值时降低SAR的摄影条件的推荐变更内容。摄影条件的推荐变更内容包含减少基于脉冲序列的多切片个数、增加基于脉冲序列的切片厚度、变更脉冲序列等。

以下，参照图2，说明本实施例的SAR管理动作。

操作者在开始摄影前通过操作部件15输入患者信息、摄影条件、安全管理模式(S11)。患者信息包含患者姓名、年龄、性别、以及患者体重和身高。也有在检查预约时已经输入了这些信息的情况。在表格(医疗记录)等中也记载了体重和身高的情况下，从操作部件15的键盘原样地输入其值，但在没有这些信息的情况下，在开始MR检查之前用体重计、身高计等进行测量，并从操作部件15的键盘输入其值。摄影条件包含摄影部位、脉冲序列的种类、多切片个数、切片厚度等。也有在从患者的负责医生委托检查时指定了这些条件的情况，也有在各设施处决定的情况、在摄影时由医生决定的情况。操作者根据这些状况输入必要的摄影的条件。在安全管理模式下，有SAR的上限值的计算方法不同的通常模式、第一次水准管理操作模式、第二次水准管理操作模式的选择分支，可以选择任意的模式。

在这些输入操作(S11)结束后，将被检体P载置到卧台的顶板7上，插入到磁铁架台1内，进行为了摄影的定位。一般使摄影部位的中心与磁铁架台1的中心一致。在开始摄影之前在所设置的位置上，根据控制部件9的控制，检索发送高频脉冲(RF脉冲)的最优条件。在断续地向被检体P施加时间积分值不同的多个RF脉冲的同时，在每次施加RF脉冲时都经由接收用高频线圈6接收来自被检体P的MR信号(S12)。将与在磁化旋转翻转为最接近90°的翻转角的状态下所产生的强度最高的MR信号对应的RF脉冲的时间积分值选择为最优条件。另外，每次施加RF脉冲时用功率测量器17测量发送高频输出(S13)。选择在施加与强度最高的MR信号对应的RF脉冲时所测量的发送高频输出。

接着S12、S13之后，根据从操作部件15输入的体重、身高和摄影部位推测部分体重(S14)。实际上，从部分体重推测部件16向SAR管理部件13供给与从操作部件15输入的体重、身高和摄影部位对应的部分体重。另外，在S15中，根据从操作部件15输入的体重、推测出的部分体重，通过与在S11中选择出的安全管理模式对应的计算式，由SAR管理部件13计算对应的摄影部位的部分SAR的上限值。另外，在SAR管理部件13中，作为通过施加单一的90°高频脉冲所产生的被检体的吸收能量，而计算在事前没有将被检体P插入到架台1内的不存在被检体的情况下所测量的高频输出、将被检体P插入到架台1内的存在被检体的情况下所检测到的RF脉冲的发送高频输出之间的差。由SAR管理部件13根据通过施加单一的90°高频脉冲而产生的吸收能量、在S11中指定的脉冲序列的90°高频脉冲的个数、180°高频脉冲的个数、其他高频脉冲的个数，计算对被检体的总吸收能量(S16)。通过将总吸收能量2除以推测出的部分体重，而在SAR管理部件13中计算与摄影部分对应的部分SAR(S17)。

在SAR管理部件13中，将在S17中计算出的部分SAR与在S15中计算出的上限值比较(S18)。在部分SAR小于上限值时(YES)，控制部件9将在S17中计算出的部分SAR、在S15中计算出的上限值、摄影许可信息显示在显示部件14上(S19)，同时等待从操作部件15输入脉冲序列的执行触发。在从操作部件15输入了脉冲序列的执行触发时，在对S11的脉冲序列进行了最优化的高频脉冲下执行(S20)。

在部分SAR大于等于上限值时(NO)，控制部件9将在S17中计算出的部分SAR、在S15中计算出的上限值、摄影禁止信息、脉冲序列变更指导(guide)显示在显示部件14上(S21)。脉冲序列变更指导包含将脉冲序列自身变更为其他种类的脉冲序列、减少多切片个数、增加切片厚度。在经由操作部件15变更了脉冲序列时(S22)，依照变更后的脉冲序列，用与S17一样的计算方法再次计算(修正)部分SAR(S23)。

直到在S23中修正了的部分SAR小于上限值为止，循环进行S21～S23。

以下，详细说明本实施例的SAR值的求取方法。首先，以IEC60601-2-33第2版为例子，说明MRI装置的安全规格中的SAR的定义及其上限值。对于SAR，在被被检体吸收的单位质量的高频输出中，其单位为“W/kg”。SAR与摄影部位对应地，分为全身SAR、身体部分SAR、头部SAR、局部SAR。在全身摄影的情况下使用全身SAR，在头部的摄影的情况下使用头部SAR，在使用发送接收用表面线圈等摄影身体的小区域的情况下使用局部SAR，并且只在该情况下是身体组织10g全部的平均值。身体部分SAR是从IEC规格第2版引入的项目，是由发送用高频线圈照射的身体部分的重量全部的平均值。对于这些上限值，例如在通常操作模式下，全身SAR上限值为2W/kg，头部SAR上限值为3.2W/kg，局部SAR上限值在头部和体干部分为10W/kg，在四肢为20W/kg，身体部分SAR上限值为10-8×(受到照射的患者部分体重/患者体重)W/kg。

作为操作模式，除了通常操作模式以外，还定义了第一次水准管理操作模式、第二次水准管理操作模式，并分别确定了SAR上限值。这些上限值的目的在于：将由于高频加热而体干部分和因血流而冷却效果小的水晶体等的温度上升抑制为1℃以下。在对全身施加高频的情况下，如果将所吸收的高频输出除以被检体的体重，则得到全身SAR值，在只对头部施加高频的情况下，如果根据人体的标准数据推测头部重量并将高频输出除以该头部重量，则求出头部SAR值。对于成人其头部重量几乎是一定值，比较容易推测。但只根据体重信息难以推测出身体部分SAR值。

在本实施例中，不只是体重，也同时使用人体的标准数据，根据摄影部位(例如胸部、腹部、下腹部、大腿部分等)、被检体的身高来推测照射高频的身体部分的部分重量，并根据它推测身体部分SAR值。由于推测值当然有误差，所以需要在安全侧将上限值设置为降低该量。由此，如上所说明的那样，在通常摄影模式下，在对全身照射高频的情况下的全身SAR上限值是2W/kg，但例如在向体重的1/2的部分照射高频的情况下，在与相同的高频对应的安全性下容许进行直到6W/kg的照射。由此，通过更高速的摄影、增加多切片个数来缩短摄影时间、用高b值收集扩散图像等，能够得到高诊断信息。现在的发送用高频线圈的长度是60cm左右，对于除了婴儿、儿童等身高低的被检体以外的成人，难以一次就对全身照射高频，可以认为适用身体部分SAR是现实的。当然，在身高低并且选择胸腹部作为摄影部位的情况下，当然可以在MRI装置侧适用全身SAR。

对于输入的身高数据，有以下的方法。

(1)从操作部件15的键盘以数值形式输入身高。

(2)从显示在操作部件15的输入画面上的多个身高范围中选择适当的范围(例如，如150～159cm、160～169cm......那样，用每10cm的身高范围按键进行选择)。

(3)从设施的患者数据库电子地进行输入。

在MR室中，作为测量身高的方法，有以下的方法。

(1)用身高计进行测量。

(2)在MR室的门边上贴上标尺(身高测量用尺子)20，在患者进入室内时通过目视测量身高(图3)。

(3)在卧台顶板7的表面贴上标尺20，在将患者载置到卧台上时通过目视测量身高(图4)。

作为选择摄影部位的方法，如图5所示，从显示在显示部件14的画面上的摄影部位的选择图中选择目标摄影部位。对于脉冲时序也一样地通过操作台画面或开关，包含有关系的参数地进行选择。

对于根据以上的体重、身高、摄影部位和所吸收的高频输出而得到的SAR值，在用选择出的脉冲序列开始摄影之前，在操作台的画面上显示SAR的种类(全身、身体部分、头部、四肢)、SAR值，同时在该SAR值超过上述安全规格的上限值的情况下显示该情况，并显示用于缓和SAR值的各参数的推荐变更内容。具体地说，减少多切片个数并增加摄影次数，或者增加切片厚度、或者选择其他的脉冲序列。另外，在通过一连串的摄影覆盖了广的区域地进行了全身摄影或下肢摄影的情况下，显示对每个摄影区域求出的身体部分SAR的最大值。

如以上详细说明那样，根据本实施例，根据被检体的体重、身高、摄影部位和所吸收的高频输出来求出身体部分SAR，由此管理MRI装置的摄影条件，从而提供一种在确保了必要的安全性的基础上能够得到更高诊断性能并且高效率的摄影的MRI装置。

另外，本发明并不只限于上述实施例，在设施阶段，在不脱离其宗旨的范围内可以对构成要素进行变形并具体化。另外，通过适当地组合上述实施例所揭示的多个构成要素，能够形成各种发明。例如，可以从实施例所示的全部构成要素中删除几个构成要素。进而，也可以适当地组合不同的实施例所示的构成要素。

Claims

1. 一种磁共振诊断装置，其特征在于包括：

同时输入被检体的体重、身高和摄影部位的输入装置；

在存在上述被检体的情况下测量发送高频输出的装置；

根据上述输入的体重、身高和摄影部位，推测上述摄影部位的部分体重的装置；

根据上述推测出的部分体重、上述测量的发送高频输出、脉冲序列，计算SAR的装置；

显示上述计算出的SAR值的显示装置，其中

上述推测部分体重的装置在分为多次地对广区域进行一连串的摄影时，选择对每个部位求出的部分SAR的最大值。

2. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

从外部的患者数据库接收上述被检体的体重和身高。

3. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

通过数值输入上述被检体的体重和身高。

4. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

从多个身高范围中选择上述被检体的体重和身高。

5. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

从多个部位范围中选择上述摄影部位。

6. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

上述推测部分体重的装置具有：存储与上述体重、身高和摄影部位对应的标准部分体重的对应表的存储部件。

7. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于还包括：

根据上述输入的体重和上述推测出的部分体重，计算上述SAR的上限值的装置；

将上述计算出的SAR值与上述上限值进行比较的装置。

8. 根据权利要求7所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

上述显示装置同时显示上述计算出的SAR值、上述计算出的SAR值与上述上限值的比较结果。

9. 根据权利要求8所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

在上述计算出的SAR值超过上述上限值时，在上述显示装置上同时显示表示上述计算出的SAR超过上述上限值的信息、摄影条件的推荐变更内容。

10. 根据权利要求9所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

上述推荐变更内容包含基于上述脉冲序列的多切片个数的减少。

11. 根据权利要求9所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

上述推荐变更内容包含基于上述脉冲序列的切片厚度的增加。

12. 根据权利要求9所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

上述推荐变更内容包含上述脉冲序列的变更。

13. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于：

上述推测部分体重的装置在上述输入的身高小于等于发送用高频线圈的轴长度并且上述输入的摄影部位是胸部或腹部时，代替上述部分SAR而计算全身SAR。

14. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于还包括：

贴在用于载置上述被检体的卧台部件上的标尺。

15. 根据权利要求1所述的磁共振诊断装置，其特征在于还包括：

贴在MR摄影室的出入口旁边的标尺。