CN103424724B - 基于自动对准和覆盖的匀场图校准方法的自动定位 - Google Patents

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Abstract

本发明是基于自动对准和覆盖的匀场图校准方法的自动定位。涉及一种用于使磁共振断层造影设备（101）的磁场（B0;B1）均匀的装置和方法，其特征在于，自动化地（119）与检查对象（105）的待由磁共振断层造影设备（101）检查的区域（FL）匹配地确定检查对象特定的视野区域（FOV2;FOV3），并且在MRT成像之前进行磁场（B0和/或B1）的调准测量，以此为基础确定仅仅视野区域（FOV2;FOV3）的场图，以视野区域（FOV2;FOV3）的场图为基础对磁场（B0;B1）进行匀场化。

Description

基于自动对准和覆盖的匀场图校准方法的自动定位
技术领域
本发明涉及一种使磁共振断层造影设备的磁场匀场化的方法和装置，尤其是基于自动对准（自动定位）和自动覆盖（自动覆盖调整）功能的用于匀场图校准方法的自动化定位和适配。
背景技术
用于通过磁共振断层造影术来检查对象或患者的磁共振设备（MRTs）在例如源自文献DE10314215B4为人公知。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，优化用于使磁场匀场化的方法和装置。该技术问题分别通过各自独立的权利要求的所属特征来解决。有优势的改进方案在从属权利要求和说明书中给出。
附图说明
本发明的可能构造的其它特征和优点借助于附图由下面实施例的描述给出。在此：
图1示出患者双脚中的一只附近的靠在MRT患者平台上的局部线圈，和自动化地在位置和大小方面匹配到待检查的脚的场图序列校准区域，
图2图式性的示出一个MRT系统。
具体实施方式
图2（尤其也作为技术背景）示出（在被屏蔽的空间内或处于法拉第笼F内）带有全身线圈102的成像的磁共振设备MRT101，所述全身线圈带有在此为管状的空间103，带有例如检查对象的（例如患者的）身体105（带有或不带局部线圈装置106）的患者卧榻104可以沿着箭头z的方向推入所述空间，以通过成像方法生成对患者105的照片。在患者上方布置有局部线圈106，借此可以在MRT的局部区域（也被称为视野FOV2；FOV3，在此带有MRT视野FOV的最大大小/尺寸DXFOV，DYFOV）生成在FOV2；FOV3中的身体105的部分区域的照片。局部线圈装置106的信号可以由例如经由同轴电缆或无线电（167）等可与局部线圈装置106相连接的、MRT101的分析设备（168，115，117，119，120，121等）来分析（例如转化为图像、储存或展示）。
为通过磁共振设备MRT101借助磁共振成像来检查身体105（检查对象或患者），将不同的、在时间和空间特性上最精确相互调谐的磁场照射到身体105上。在检测舱内的一个带有在此为隧道状的开口103的强磁体（经常为低温磁体107），产生静态的强主磁场B0，其例如为0.2到3特斯拉或者更大。待检查的身体105被放在患者卧榻104上被推入主磁场B0的在观察区域FOV2；FOV3(“视野区域”)内大致均匀的区域。通过磁性高频激励脉冲B1（x，y，z，t）激励身体105原子核的核自旋，所述高频激励脉冲被在此作为（例如多部件=108a，108b，108c）身体线圈108非常简化示出的高频天线（和/或可能情况下的局部线圈装置）入射。高频激励脉冲例如由脉冲产生单元109产生，所述脉冲产生单元由脉冲序列控制单元110控制。在通过高频放大器111放大之后所述高频激励脉冲被传导到高频天线108。此处示出的高频系统是简单地图式性表示。在磁共振设备101中常常会使用超过一个脉冲产生单元109，超过一个高频放大器111和多个高频天线108a，b，c。
磁共振设备101还具有梯度线圈112x，112y，112z，借助所述梯度线圈在测量中入射磁性梯度场BG（x，y，z，t）以实现选择性层激励和测量信号的位置编码。所述梯度线圈112x，112y，112z由梯度线圈控制单元114控制，所述梯度线圈控制单元如脉冲产生单元109一样和脉冲序列控制单元110相连。
由被激励的（检查对象的原子核中的）核自旋发出的信号被身体线圈108和/或至少一个局部线圈装置106接收，通过对应的前置高频放大器116放大并且由接收单元117进一步处理和数字化。被记录的测量数据被数字化并且作为复数值存放在k空间矩阵里。借助多维的傅立叶变换可以从充满数值的k空间矩阵重新构建相关的MR图像。
对于既能按照发射模式又能按照接收模式工作的线圈，例如所述身体线圈108或局部线圈106，正确的信号传递通过前置连接的收发转换器118来控制。图像处理单元119从测量数据中产生图像，所述图像通过操作控制面板120被显示给用户和/或在存储单元121中被储存。中央计算单元122控制各个设备部件。
当今在MR断层造影成像术中有高信噪比（SNR）的图像一般来说由所谓的局部线圈装置（线圈，局部线圈）来接收。这些就是天线系统，所述天线系统被紧靠地安置在身体105上面（前面）或下面（后面）或之上或之内。在MR测量中，受激的核在局部线圈的各个天线中感应出电压，所述电压然后借助低噪声的前置放大器（例如LNA、Preamp）进行放大并且最后传递给接收电路。为了在高分辨率的图像中也改进信噪比，也可以使用所谓的高场设备（1.5T-12T或者更高）。如果可以在MR接收系统上连接比可用的接收器更多的单天线，那么在接收天线和接收器之间安装例如开关矩阵（也被称为RCCS，receive channel coilselector，接收通道线圈选择器）。该开关矩阵将当前有效的接收通道（大多是直接位于磁体的视野中的接收通道）引导到可用的接收器上。由此可以连接比可用的接收器更多的线圈元件，原因是，在全身覆盖中仅仅必须对位于磁体的FOV2；FOV3（Field of View，视野）或均匀体积内的线圈进行读取。
例如通常将例如可以由一个或者作为阵列线圈由多个天线元件（特别是线圈元件）构成的天线系统表示为局部天线装置106。这些单独的天线元件例如实施为环状天线（Loops）、蝶状线圈、柔性线圈或鞍状线圈。局部线圈装置包含例如线圈元件、前置放大器、其他的电路（外罩波陷波器等）、壳体、支架和至少一个具有插头的电缆，通过所述电缆将其连接到MRT设备上。设备侧所安置的接收器168对由局部线圈106例如通过无线电等所接收的信号进行滤波和数字化，并且将数据传输给数字的信号处理装置，所述信号处理装置通常从通过测量所获取的数据中得到图像或者频谱并且提供给用户例如用于由其进行的后续诊断和/或用于存储。
图1简化地示意性在MRT口径103的截面示出：
-靠在患者平台104上位于患者双脚FR，FL中的一只（FL）旁边的局部线圈（脚部线圈）106，所述患者位于MRT的视野区域FOV（图像测量区域）内，
-和根据本发明自动化地在位置和/或大小方面匹配到待检查区域（=脚FL）的场图序列校准区域（在大小方面对应或者包含检查对象特定的视野区域FOV2；FOV3），
-其中（在借助MRT对检查区域成像之前）进行磁场（B0和/或B1）的调准测量，以其结果为基础在匹配到检查对象FL并与检查对象特定（例如在检查对象的位置和/或大小方面匹配）的视野区域FOV2或FOV3相应的场图序列校准区域中确定视野区域FOV2或FOV3的（例如也在分辨率上与FOV2或FOV3的大小匹配的）场图（磁场分布图），以之为基础进行至少在视野区域FOV2或FOV3之内的磁场（B0和/或B1）的匀场化修正。
（匀场化可以是对空间不均匀的磁场的磁场修正，所述磁场修正通过改变磁场的、无源的元件和/或在此特别是通过利用由线圈（匀场线圈、HF线圈、梯度线圈）产生的匀场改变磁场来进行，使得不均匀的磁场被改变也就是特别地变得均匀。）
在用于优化（B0和/或B1）磁场均匀性（通过对所测磁场的可能的匀场化修正）而进行至少内部公知的传统的MRT101的磁场（B0和/或B1）的调准测量时，由调准测量的结果确定与MRT扫描仪101的整个（=最大）测量区域（视野区域，FoV）相应的场校准区域中的场图（磁场分布图），以确保，至少整个待检查的身体区域（例如图1中在Posx，y，z（FL）位置周围的待检查的脚FL等）独立于其位置和空间的伸展而被记录。这意味着，所使用的摄影参数化法代表着测量时间和分辨率之间的折中。
尤其在对于小的对象（例如四肢，头部等）的检查中，在这样的检查中所述FOV仅仅有一小部分被待检查的身体区块所填满，减小的FoV对于场图的测量是有优势的，因为这样可以对待检查的四肢的部分实现更高的空间分辨率。附加地，因为局部线圈106的变换的线圈位置和/或由于患者的或左或右的选择，对象的位置不一定自动地唯一。所述问题目前按照至少内部公知的方法如此解决，即，足够大地选择FoV以便确保其覆盖所有可能的可以测量的区域。
根据本发明的构造，设置用于通过自动对准和自动覆盖信息进行匀场化调准的局部场图协议，所述匀场化调准对MRT101进行记录、定位和参数化（例如视野区域FOV2，分辨率等）。
自动对准信息和自动覆盖信息可以是考虑到待检查区域和/或局部线圈106的位置和/或局部线圈106的大小和/或待检查的区域FL的信息，MRT记录和/或使用所述信息，以便在此基础上确定视野区域（FOV2或FOV3）在z方向（患者卧榻在口径103的驶入方向）和/或y方向（竖向垂直于z）和/或x方向（水平垂直于z）上的延伸/边长度的位置和/或大小，对所述视野区域（FOV2或FOV3）产生用于以其为基础进行磁场匀场化的场图并且与所述视野区域（FOV2或FOV3）有关地（借助该磁场匀场化）进行MRT成像。
在根据本发明的构造开始进行时，相比较于MRT扫描仪101的最大可能成像测量区域FOV可使用相应更小的FOV2或FOV3，其中测量对象FL全部位于FOV2或FOV3以内。
由此可以例如要么更快地生成或者说使用场图的调准协议，要么在同样的测量时间内实现更高的分辨率，这又可以获得对匀场化质量的积极影响。通过场图的质量的提高预计此外可以避免，为了达到一个足够均匀的匀场而需要获得更多的场图。

Claims (16)

1.一种用于使磁共振断层造影设备(101)中的磁场(B0；B1)匀场化的方法，其特征在于，
-确定待由磁共振设备检查的检查对象的视野区域，
-将待检查的检查对象的视野区域自动地与待检查的检查对象的区域匹配，
-执行磁场的调准测量，
-基于调准测量，使用包括待检查的检查对象的区域和局部线圈的位置的自动对准信息和自动覆盖信息，确定待检查的检查对象的视野区域的匀场图，
-其中磁共振设备配置为使用待检查的检查对象的区域和局部线圈的位置确定视野区域的位置或/和尺寸，
-并且基于待检查的检查对象的视野区域的匀场图，对用于待检查的检查对象的视野区域的磁场进行匀场，和
-通过磁共振设备，使用匀场的磁场，记录待检查的检查对象的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，自动化地(119)在位置和/或大小方面与检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)检查的区域(FL)匹配地确定视野区域(FOV2；FOV3)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如此在位置和/或大小方面与检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)成像检查的区域(FL)匹配地确定视野区域(FOV2；FOV3)，从而使所述视野区域(FOV2；FOV3)小于磁共振断层造影设备(101)的最大可能视野区域(FOV)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，自动化地(119)在位置和/或大小方面与检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)检查的区域(FL)匹配地确定视野区域(FOV2；FOV3)，并且至少整个通过MRT成像来检查的区域(FL)被包含在视野区域(FOV2；FOV3)内。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，这样确定视野区域(FOV2；FOV3)，从而使待检查的区域(FL)的一条边长度(DXFOV2；DY FOV2)填满磁共振断层造影设备(101)的最大可能视野区域(FOV)的边长度(DXFOV；DY FOV)的至少预先确定的部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，这样确定视野区域(FOV2；FOV3)，从而使待检查的区域(FL)的在第一方向(X)上的边长度(DXFOV2)填满至少10％或至少20％或至少30％或至少40％或至少50％或至少70％或至少90％的磁共振断层造影设备(101)的最大可能MRT视野(FOV)的边长度(DXFOV)，并且待检查的区域(FL)的在垂直于第一方向(X)的方向(Y)上的边长度(DYFOV2)填满至少10％或至少20％或至少30％或至少40％或至少50％或至少70％或至少90％的磁共振断层造影设备(101)的最大可能视野区域(FOV)的边长度(DYFOV)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在整个检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)内进行匀场化。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于确定检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)的场图的、检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)中的磁场(B0和/或B1)的校准测量与最大可能视野区域(FOV)中的磁场(B0和/或B1)的校准测量相比是加速的校准测量，和/或是具有与最大可能视野区域(FOV)中的校准测量相比有更高分辨率的校准测量。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，自动对准信息和自动覆盖信息包含有关待检查区域(FL)和/或局部线圈(106)的位置的信息，所述信息为磁共振断层造影设备(101)所用以在此基础上确定检查对象特定的视野区域(FOV2或FOV3)的位置和/或大小，由所述视野区域(FOV2或FOV3)生成场图并且对所述视野区域(FOV2或FOV3)也进行MRT成像。
10.一种用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的磁共振断层造影设备(101)，
-具有控制装置(119)，用于在考虑检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)成像检查的区域(FL)的前提下确定检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)，从而使待检查区域(FL)被包含在检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)内；
-具有控制装置(119)，用于执行磁场的调准测量，和，基于调准测量，使用包括待检查的检查对象的区域和局部线圈的位置的自动对准信息和自动覆盖信息，确定待检查的检查对象的视野区域的匀场图，其中使用待检查的检查对象的区域和局部线圈的位置确定视野区域的位置或/和尺寸；
-具有匀场化装置(108a-c等)，用于使磁共振断层造影设备(101)的磁场(B0；B1)匀场化；
-具有控制装置(119)，用于在考虑检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)中的磁场(B0；B1)的场图的前提下控制所述匀场化装置(108a-c等)。
11.根据权利要求10所述的磁共振断层造影设备(101)，其特征在于，其被构造为，自动化地(119)在位置和/或大小方面与检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)检查的区域(FL)匹配地确定检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)。
12.根据权利要求10所述的磁共振断层造影设备(101)，其特征在于，其被构造为，如此在位置和/或大小方面与检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)成像检查的区域(FL)匹配地确定视野区域(FOV2；FOV3)，从而使所述视野区域(FOV2；FOV3)小于磁共振断层造影设备(101)的最大可能视野区域(FOV)。
13.根据权利要求10所述的磁共振断层造影设备(101)，其特征在于，其被构造为，自动化地(119)在位置和/或大小方面与检查对象(105)的待由磁共振断层造影设备(101)检查的区域(FL)匹配地确定视野区域(FOV2；FOV3)，使得至少整个通过MRT待成像检查的区域(FL)处于视野区域(FOV2；FOV3)内。
14.根据权利要求10所述的磁共振断层造影设备(101)，其特征在于，其被构造为使在整个视野区域(FOV2；FOV3)内进行匀场化。
15.根据权利要求10所述的磁共振断层造影设备(101)，其特征在于，其被构造为，用于确定检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)的场图的、检查对象特定的视野区域(FOV2；FOV3)中的磁场(B0和/或B1)的校准测量与最大可能视野区域(FOV)中的磁场(B0和/或B1)的校准测量相比是加速的校准测量，和/或是与最大可能视野区域(FOV)中的校准测量相比有更高分辨率的校准测量。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的磁共振断层造影设备(101)，其特征在于，其被构造为，自动对准信息和自动覆盖信息包含有关待检查区域(FL)和/或局部线圈(106)的位置的信息，所述信息为磁共振断层造影设备(101)所用，以便在此基础上确定视野区域(FOV2或FOV3)的位置和/或大小，由所述视野区域(FOV2或FOV3)生成场图并且对所述视野区域(FOV2或FOV3)也进行MRT成像。
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