CN102138791A - 磁共振成像设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁共振成像设备(1)包括用于接收受检者(13)的磁共振信号的多个线圈元件。该磁共振成像设备(1)从这些线圈元件中选择出用于接收该受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的组合。该磁共振成像设备(1)准备可从这些线圈元件选择出的线圈元件的多个组合。该磁共振成像设备(1)包括用于存储线圈元件的这些组合的相应敏感区的敏感区存储装置(9)、用于设定扫描区的设定装置(11)，用于计算指示该扫描区和该敏感区之间的重叠区对该扫描区的比例中的每个的扫描体积比和指示该重叠区对该敏感区的比例中的每个的敏感体积比的计算装置(10)，以及用于基于该扫描体积比和该敏感体积比从线圈元件的这些组合中选择出用于接收该受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的每个组合的选择装置(41)。

Description

磁共振成像设备和方法
技术领域
本发明涉及磁共振成像设备，其从多个线圈元件选择用于接收受检者的磁共振信号的线圈元件。
背景技术
作为用于接收每个磁共振信号的线圈，已经已知有相控阵列线圈(Phased Array Coil)。当受检者使用该相控阵列线圈成像时，操作者必须从该相控阵列线圈中选择对应于该受检者的成像部分的线圈元件的组合。作为用于由操作者选择线圈元件的组合的技术，已经已知例如在专利文件1中描述的技术。
[现有技术文件]
[专利文件]
[专利文件1]日本未经审查的专利公开号2006-175058
在专利文件1的方法中，用于采集分辨率低的图像的扫描预先进行，并且操作者通过参考该低分辨率图像选择线圈元件的对应组合。然而，该方法伴随有下列问题：执行直到选择线圈元件的组合的操作变得繁琐。
解决之前描述的问题是希望的。
发明内容
本发明的第一方面是一种磁共振成像设备，包括用于接收受检者的磁共振信号的多个线圈元件并且从这些线圈元件中选择用于接收受检者的磁共振信号的线圈元件的组合，该磁共振成像设备准备可从线圈元件中选择的线圈元件的多个组合，该磁共振成像设备包括：用于存储线圈元件的组合的相应敏感区的敏感区存储装置；用于设定扫描区的设定装置；计算装置，其用于计算指示扫描区和敏感区之间的重叠区对扫描区的比例中的每个的扫描体积比和指示重叠区对敏感区的比例中的每个的敏感体积比；以及用于基于该扫描体积比和敏感体积比从线圈元件的组合中选择用于接收受检者的磁共振信号的线圈元件的每个组合的选择装置。
在本发明中，用于接收受检者的磁共振信号的线圈元件的对应组合基于扫描体积比和扫描体积比而从复数个线圈元件的组合中选出。容易地选择线圈元件的最佳组合从而是可能的。
本发明的另外的目的和优势从如在附图中图示的本发明的优选实施例的下列说明将是明显的。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施例的磁共振成像设备。
图2是线圈装置41的侧视图。
图3是示出线圈元件的组合Set1至Setn的说明图。
图4(a)和图4(b)是用于分别说明线圈元件的组合Set1和Set2的敏感区的图。
图5(a)和图5(b)是用于分别说明线圈元件的组合Set3和Set4的敏感区的图。
图6(a)和图6(b)是用于分别说明线圈元件的组合Set5和Set6的敏感区的图。
图7(a)和图7(b)是用于分别说明线圈元件的组合Set7和Set8的敏感区的图。
图8(a)和图8(b)是用于分别说明线圈元件的组合Set9和Setn的敏感区的图。
图9是示出当对受检者成像时MRI设备1的处理流程的图。
图10是示出受检者13放置在托架4上采用的方式的图。
图11是示出受检者13运送到膛21采用的方式的图。
图12(a)和12(b)是分别示出在组合Set1和Set2的敏感区CR1和CR2和扫描区100之间的重叠区VR1和VR2的图。
图13(a)和13(b)是分别示出在组合Set3和Set4的敏感区CR3和CR4和扫描区100之间的重叠区VR3和VR4的图。
图14(a)和14(b)是分别示出在组合Set5和Set6的敏感区CR5和CR6和扫描区100之间的重叠区VR5和VR6的图。
图15(a)和15(b)是分别示出在组合Set7和Set8的敏感区CR7和CR8和扫描区100之间的重叠区VR7和VR8的图。
图16(a)和16(b)是分别示出在组合Set9和Setn的敏感区CR9和CRn和扫描区100之间的重叠区VR9和VRn的图。
图17是示出重叠区VR1至VRn的体积Vover的表格。
图18是示出说明扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense的值的一个示例的图。
具体实施方式
尽管本发明的一个实施例将在下文说明，本发明不限于下列实施例。
图1示出根据本发明的一个实施例的磁共振成像设备。
磁共振成像设备(在下文中叫做“MRI(磁共振成像)设备”)1具有磁场发生器2、台子3、托架4、线圈装置41等。
磁场发生器2具有在其中容纳受检者13的膛21、超导线圈22、梯度线圈(gradient coil)23和发射线圈(transmitting coil)24。该超导线圈22施加静态磁场B0并且该梯度线圈23施加梯度脉冲。该发射线圈24发射RF脉冲。
台子3配备有托架4，其中受检者13放置在其上。托架4移入膛21以由此在膛21内运送受检者13。
线圈装置41放置在关于托架4预先确定的位置中。
图2是线圈装置41的侧视图。
线圈装置41具有用于接收受检者13的磁共振信号的多个线圈元件4a至4h。尽管八个线圈元件为了说明方便在图2中示出，线圈元件的数量不限于八个，而可根据需要改变。尽管线圈元件4a至4h为了说明的方便在图2中示出处于正放置的状态以便设置在两列中，线圈元件可以放置在任意位置。
MRI设备1进一步具有定序器5、传送器(transmitter)6、梯度磁场电源7、接收器8、数据库9、中央处理单元10、输入装置11和显示装置12。
在中央处理单元10的控制下，定序器5传送关于RF脉冲的信息(中心频率、带宽等)到传送器6并且发送关于梯度磁场的信息(梯度磁场强度等)到梯度磁场电源7。
传送器6基于从定序器5传送的信息驱动发射线圈24。
梯度磁场电源7基于从定序器5发送的信息驱动梯度线圈23。
接收器8信号处理由线圈装置41接收的每个磁共振信号并且将它传送给中央处理单元10。
数据库9存储稍后将连同托架4描述的敏感区(参照图4至8)在其中。
中央处理单元10一般控制MRI设备1的各个部件的操作以便实现MRI设备1的各种操作，例如基于从接收器8接收的每个信号的图像重建等。此外，中央处理单元10基于存储在数据库9中的敏感区来从线圈元件4a至4h中选择当接收受检者13的磁共振信号时使用的线圈元件。中央处理单元10包括例如计算机。顺便，中央处理单元10是说明在本发明中采用的设定装置、计算装置和选择装置以及通过执行预定程序起这些部件的作用的一个示例。
输入装置11根据操作者14的操作输入各种指令给中央处理单元10。显示装置12在其上显示各种信息。
MRI设备1如上文描述的配置。
线圈装置41的线圈元件4a至4h将接着描述。在本实施例中，当接收受检者13的磁共振信号时，适合于接收受检者13的磁共振信号的线圈元件的组合从八个线圈元件4a至4h中选择出。在本实施例中，可以选择线圈元件的n个组合Set1至Setn。
图3是示出线圈元件的组合Set1至Setn的说明图。
图3具体地示出在组合Set1至Setn中的线圈元件的一些组合。例如，线圈元件的组合Set1包括两个线圈元件4a和4b。顺便，线圈元件的组合分别由两个或更多线圈元件构成。然而，在本发明中，线圈元件的组合是包括甚至其中它由一个线圈元件组成的情况的概念。从而，线圈元件的组合可由例如仅线圈元件4a构成。
接着将说明线圈元件的组合Set1至Setn的敏感区。
图4至图8分别是用于描述线圈元件的组合Set1至Setn的敏感区的图。
图4至图8分别具体地示出组合Set1至Setn中的一些的敏感区。例如，组合Set1的敏感区CR1在图4(a)中示出。敏感区CR1是认为是具有足以使得组合Set1获得高质量MR图像的敏感性的区域。关于敏感区CR1的广度，线圈元件的组合Set1的敏感性特性被预先检查，并且它的广度基于其的敏感性特性来确定。关于敏感区CR1的信息(关于敏感区CR1的位置信息，敏感区CR1的体积或类似的)已经存储在数据库9中。
尽管组合Set1的敏感区CR1已经在上文的描述中说明，其他组合Set2至Setn的敏感区CR2至CRn也与它相似。
组合Set1至Setn的敏感区CR1至CRn已经如上文描述的限定。
接着将说明当对受检者13成像时使用的流程。
图9是示出当对受检者13成像时MRI设备1的处理流程的图。顺便，当描述图9时它将根据需要参照图10至18说明。
在步骤S1，操作者14将受检者13放置在托架4上。
图10是示出受检者13放置在托架4上采用的方式的图。
在图10中，托架4存在于离膛最远的位置中(在下文中叫做“参考位置”)。
在受检者13已经放置在托架4上后，处理流程进入步骤S2。
在步骤S2，受检者13在膛21内进一步运送。
图11是示出受检者13运送到膛21采用的方式的图。
图11的上层(upper stage)是从托架4的侧面看到的托架4的图，并且其下层是从它的上表面看到的托架4的图。
在受检者13已经运送到膛21后，处理流程进入步骤S3。
在步骤S3，操作者14设定层片位置和层片厚度或类似物以由此设定对受检者13进行扫描的扫描区100。在扫描区100已经设定后，处理流程进入步骤S4。
在步骤S4，用于接收磁共振信号的线圈元件的对应组合从线圈元件的n个组合Set1至Setn选出。在步骤S4，线圈元件的组合如何选择将在下文做出说明。
在子步骤S41，中央处理单元10首先计算其中线圈元件的组合Set1至Setn的敏感区CR1至CRn和扫描区100互相重叠的部分(在下文中称为“重叠区”)的体积。
图12至16分别是示出在组合Set1至Setn的敏感区CR1和CR2和扫描区100之间的重叠区VR1至VRn的图。重叠区VR1至VRn中的一些(对角阴影区域)在图12至16中具体示出。重叠区VR1作为示例在图12(a)中示出。
图17是示出重叠区VR1至VRn的体积Vover的表格。
重叠区VR1至VRn的体积Vover为了说明方便由字符v1至vn表示。顺便，因为如在图13(b)中示出的在敏感区CR4和扫描区100的情况下没有重叠区存在，重叠区的体积Vover＝0。
在每个重叠区的体积已经确定后，处理流程进入子步骤S42。
在子步骤S42，扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense基于在子步骤S41计算的重叠区VR1至VRn的体积Vover计算。扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense将在下文按顺序说明。
(1)关于扫描体积比Cscan：
扫描体积比Cscan是指示重叠区对它的对应扫描区的比例的指数。在本实施例中，扫描体积比Cscan采用下列方程表示：
Cscan＝(Vover/Vscan)×100(％)     (1)
其中Vover：重叠区VR1至VRn的相应体积，以及
Vscan：扫描区100的体积。
因此，意思是当扫描体积比Cscan增加时，在每个敏感区上的扫描区100的重叠比例变得更大。在另一方面，意思是当扫描体积比Cscan减小时，在每个敏感区上的扫描区100的重叠比例变得更小。方程(1)的Vover已经在步骤S41计算。Vscan还可以基于扫描区100计算。因此，扫描体积比Cscan可以通过替换Vover的值和Vscan的值进入方程(1)来计算。
在扫描区100和其他敏感区中的每个的组合的扫描体积比Cscan也可以相似地计算。
(2)关于敏感体积比Csense；
敏感体积比Csense是指示重叠区对它的对应敏感区的比例的指数。在本实施例中，敏感体积比Csense采用下列方程表示：
Csense＝(Vover/Vsense)×100(％)    (2)
其中Vover：重叠区VR1至VRn的相应体积，以及
Vsense：敏感区CR1至CRn的相应体积。
因此，意思是当敏感体积比Csense增加时，敏感区与重叠区重合的比例(相容性)变得更大。意思是当敏感体积比Csense减小时，敏感区与重叠区重合的比例(相容性)变得更小。方程(2)的Vover已经在步骤S41计算。Vsense已经存储在数据库9中。因此，敏感体积比Csense可以通过替换Vover的值和Vsense的值进入方程(2)来计算。在扫描区100和其他敏感区中的每个的组合的敏感体积比Csense也可以采用类似的方式计算。
扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense如上文描述的计算。说明扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense的值的一个示例对扫描区100和敏感区CR1至CRn的组合中的每个在图18中示出。
在扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense计算后，处理流程进入子步骤S43。
在子步骤S43，用于接收在扫描区100中的磁共振信号的线圈元件的对应组合基于扫描体积比Cscan的值从组合Set1至Setn选出(参照图12至16)。
如上文提到的，扫描体积比Cscan的值越大，每个重叠区对扫描区100的比例越大。从而，在子步骤S43，具有在扫描体积比Cscan变成最大值时的敏感区的线圈元件的每个组合被选择作为用于接收在扫描区100中的磁共振信号的线圈元件的组合。这里，扫描体积比Cscan的最大值假设为90(％)。两个敏感区CR8和CRn分别假设为在Cscan＝90(％)时存在的敏感区(参照图18)。因此，在子步骤S43选择线圈元件的下列两个组合。
(1)具有敏感区CR8的线圈元件的组合Set8
(2)具有敏感区CRn的线圈元件的组合Setn
在组合Set8和Setn选择后，处理流程进入子步骤S44。
在子步骤S44确定子步骤S43选择的线圈元件的组合是否采用复数形式选择。当仅选择线圈元件的一个组合时，处理流程进入步骤S5，此处使用选择的线圈元件的组合执行扫描并且处理流程结束。在另一方面，当选择线圈元件的复数个组合时，处理流程进入子步骤S45。因为在本实施例中已经选择线圈元件的两个组合(Set8和Setn)，处理流程进入子步骤S45。
在子步骤S45，用于接收在扫描区100中的磁共振信号的线圈元件的对应组合基于敏感体积比Csense的值从各自在子步骤S43选择的组合Set8和Setn中选出。在子步骤S45，具有最大敏感体积比Csense的敏感区的线圈元件的对应组合从组合Set8和Setn中选出。如在图18中示出的，组合Set8和Setn的敏感区CR8和CRn的扫描体积比Cscan是90(％)，但其敏感体积比Csense是60(％)和40(％)。也就是，组合Set8的敏感区CR8的敏感体积比Csense大于组合Setn的敏感区CRn的敏感体积比Csense。因此，具有大的敏感体积比Csense的组合Set8(Cscan＝90(％)且Csense＝60(％))从组合Set8和Setn中选出。在线圈元件的组合Set8选择后，处理流程进入步骤S5，其中使用选择的线圈元件的组合Set8进行扫描，并且处理流程结束。
在本实施例中，用于接收磁共振信号的线圈元件的对应组合基于扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense从组合Set1至Setn中选出。容易地选择适合扫描区100的扫描的线圈元件的组合从而是可能的。
顺便，扫描区100和线圈敏感区可分别限定为例如长方体、多面体、球体或类似物等的一个区域。备选地，它们可分别限定为在形状上不同的复数个区域的组合。
在本实施例中，扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense已经分别在方程(1)和(2)中定义。然而，它们可采用其他方程定义。
在本实施例中，扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense关于线圈元件的n个组合中的每个计算。然而，扫描体积比Cscan和敏感体积比Csense可根据需要仅关于线圈元件的n个组合中的一些计算。
可配置本发明的许多很大程度上不同的实施例而不偏离本发明的精神和范围。应该理解本发明不限于在该说明书中描述的特定实施例，而是如在附上的权利要求中限定的那样。

Claims (6)

1.一种磁共振成像设备(1)，其包括用于接收受检者(13)的磁共振信号的多个线圈元件，并且从这些线圈元件中选择出用于接收所述受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的组合，
所述磁共振成像设备(1)准备从所述线圈元件可选择出的线圈元件的多个组合，
所述磁共振成像设备(1)包括：
用于存储线圈元件的组合的相应敏感区的敏感区存储装置(9)；
用于设定扫描区的设定装置(11)；
计算装置(10)，其用于计算指示所述扫描区和所述敏感区之间的重叠区对所述扫描区的比例中的每个的扫描体积比和指示所述重叠区对所述敏感区的比例中的每个的敏感体积比；以及
选择装置(41)，其用于基于所述扫描体积比和所述敏感体积比从所述线圈元件的组合中选择出用于接收所述受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的每个组合。
2.如权利要求1所述的磁共振成像设备(1)，其中所述选择装置(41)基于所述扫描体积比从所述线圈元件的组合中选择出用于接收所述受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的第一组合，并且当所述第一组合存在复数个时，基于所述敏感体积比从多个第一组合中选择出用于接收所述受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的组合。
3.如权利要求1或2所述的磁共振成像设备(1)，其中所述计算装置(10)计算所述重叠区的体积并且基于所述重叠区的体积计算所述扫描体积比和所述敏感体积比。
4.如权利要求3所述的磁共振成像设备(1)，其中所述扫描体积比指示所述重叠区和所述扫描区的体积之间的比率，以及
其中所述敏感体积比指示所述重叠区和所述敏感区的体积之间的比率。
5.如权利要求1至4中任一项所述的磁共振成像设备(1)，其中敏感区存储装置(9)在其中存储所述线圈元件的组合的敏感区的位置和体积。
6.一种选择用于接收受检者(13)的磁共振信号的多个线圈元件的组合的方法，其包括步骤：
准备从所述线圈元件中可选择出的线圈元件的多个组合；
存储所述线圈元件的组合的相应敏感区；
设定扫描区；
计算指示所述扫描区和所述敏感区之间的重叠区对所述扫描区的比例中的每个的扫描体积比和指示所述重叠区对所述敏感区的比例中的每个的敏感体积比；以及
基于所述扫描体积比和所述敏感体积比从所述线圈元件的组合中选择出用于接收所述受检者(13)的磁共振信号的线圈元件的每个组合。
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