CN103892831A - 一种磁共振成像方法及磁共振系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁共振成像扫描方法,在多次屏气扫描中，每一组屏气扫描完成后重建该组屏气扫描的图像，并在开始下一组屏气扫描前显示在用户界面上，操作者可以通过用户界面判断该组屏气扫描的图像是否可接受，如果不可以接受，则重复该组屏气扫描直到图像可以接受；如果可以接受，则将该组屏气扫描的图像存入数据库，并开始一下组屏气扫描。该方法使得在多次屏气扫描中，任何一组屏气扫描重建的图像质量有问题时，无需重复整个多次屏气扫描协议，从而减少多次屏气扫描的时间。

Description

一种磁共振成像方法及磁共振系统

 

【技术领域】

本发明涉及磁共振成像（ MRI，Magnetic Resonance Imaging）技术领域，尤其涉及一种磁共振成像多次屏气扫描方法。                                            

【背景技术】

磁共振成像的基本原理为：人体组织内的氢原子具有自旋运动，产生磁矩，可以看为一些小磁体，正常状态下，该些小磁体的自旋方向排列无规律，但在固定电磁场作用下会产生定向排列；此时，当外加一个射频脉冲时，这些氢原子吸收一定能量而产生共振，自旋方向在射频脉冲作用下发生偏转，呈规律排列，即发生了磁共振现象；射频脉冲消失后，这些氢原子都将恢复到原来的状态，在恢复过程中，释放能量及改变自旋方向，对这些氢原子产生的磁共振信号进行采样，然后把这些采样获得的信号填入到K空间中，再把K空间通过傅里叶变换进行图像重建，就可以得到人体组织的磁共振图像。

在磁共振成像中，多种情况会降低成像质量：例如在扫描过程中，被成像物体发生移动，就会在图像上产生运动伪影，从而造成图像模糊不清。特别是对人体的腹部、胸腔等部位成像时，人体的呼吸会造成运动伪影，称为“呼吸运动伪影”。因此对这些部位成像时，通常使用屏气扫描。然而，在一次屏气时间内磁共振成像所能扫描的片层数较少，往往不能覆盖所要扫描的所有区域，因此提出了多次屏气扫描的方法。

现有的多次屏气扫描方法的流程如图1所示，一个多次屏气扫描分为若干组屏气扫描，每一组屏气扫描开始前通知患者屏气，操作者输入命令激发硬件开始扫描，在所有组屏气扫描（即一次完整的多次屏气扫描）都完成后，患者离开扫描室，图像重建组件根据扫描采集的磁共振信号重建图像，操作者查看所有的图像，如果其中任何一组屏气扫描重建的图像质量有问题（例如患者在某一组屏气扫描中没有完全屏气），都会对医生的诊断产生影响。在这种情况下，就需要通知患者再进行一次多次屏气扫描，直到多次屏气扫描中每一组屏气扫描的图像的质量都没有问题。此方法的缺陷在于：一旦整个多次屏气扫描中任何一组屏气扫描重建的图像质量有问题时，即便其他组屏气扫描重建的图像的质量很好，都要重复整个多次屏气扫描，往往需要重复数个多次屏气扫描的过程才能获得符合质量要求的图像，扫描需要的时间很长。

因此需要提出一种新的技术方案，当多次屏气扫描中任何一组屏气扫描的图像的质量有问题时，无需重复整个多次屏气扫描，只需重复该组屏气扫描，从而减少多次屏气扫描的扫描时间。

【发明内容】

本发明解决的问题是要提出一种新的可以减少扫描时间的磁共振成像方法。

为了解决上述问题，本发明提出一种磁共振成像方法，包括以下步骤：

开始第i组屏气扫描，根据扫描获得的磁共振信号重建图像并存入缓存区；

在第i+1组屏气扫描前在用户界面上显示第i组屏气扫描的图像;

判断第i组屏气扫描所获取的图像是否可以接受，选择重复进行第i组屏气扫描或者继续进行第i+1组屏气扫描；

其中，i是大于或等于1的整数。

可选地，还包括：

在开始扫描前，设置扫描参数并生成扫描协议的步骤。

可选地，所述每组屏气扫描包括一个或多个片层，片层的个数由扫描协议确定,所述每个片层可以重建一个图像。

可选地，在开始第i+1组屏气扫描前将第i组屏气扫描的图像存入数据库。

可选地，重复进行第i组屏气扫描会将已存储在缓存区的第i组屏气扫描的图像删除。

本发明还提出一种磁共振成像装置，所述磁共振成像装置包括：

磁组件和控制系统，用于获得一组屏气扫描的磁共振成像信号；

图像处理器模组，将该组磁共振成像信号重建后得到图像；

显示器，用于将所述图像显示在可视的用户界面上；

选择模块，包括重复扫描指令单元或拒绝指令单元与继续扫描指令单元，所述重复扫描指令单元用于控制磁组件和控制系统继续进行本组屏气扫描，所述拒绝指令单元用于拒绝将该组屏气扫描的图像存入数据库，所述继续扫描指令单元用于控制磁组件和控制系统进行下组屏气扫描。

可选地，所述显示器具有可控制重复扫描指令单元的按钮以及控制继续扫描指令单元的按钮。

可选地，所述显示器具有控制拒绝指令单元的按钮以及控制继续扫描指令单元的按钮。

可选地，所述磁共振成像装置还包括硬盘或磁碟和内存模组，所述硬盘或磁碟用于存储需要长期保留的数据，所述内存模组用于存储运算或重建图像过程中产生的不需要长期保留的数据。

可选地，所述磁共振成像装置还包括可显示已经完成扫描的屏气扫描的组数和未完成扫描的组数扫描进度模块。

本发明对比现有技术有如下的有益效果： 

在多次屏气扫描过程中，当任何一组屏气扫描的图像有问题时，无需重复整个多次屏气扫描，可以拒绝该组数据存入数据库，并一键重新扫描该组屏气扫描，可以减少多次屏气扫描的扫描时间。

【附图说明】

图1是现有的磁共振成像多次屏气扫描方法的流程图；

图2是本发明的磁共振成像系统的示意图；

图3是实施例一的磁共振成像多次屏气扫描方法的流程图；

图4是实施例一的用户界面；

图5是实施例二的用户界面；

图6是实施例二的磁共振成像多次屏气扫描方法的流程图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

磁共振系统如图2所示，图2包含了本发明的磁共振系统10的主要部件，该系统是通过操作员控制台12进行控制，控制台12包括键盘和/或其他输入设备13、控制面板14以及显示器16，在本发明中，用户界面通过显示器16来显示。控制台12通过连接部件18与一台独立的电脑系统20相连，电脑系统20可以使操作员能在显示器16上控制图像的生成和显示。该电脑系统20包括通过背板20a进行互相沟通的若干模组，这些模组包括有图像处理器模组22、CPU模组24及内存模组26，内存模组26可以是所属领域技术人员熟知的用于存储图像数据组的帧缓冲器等等。电脑系统20与硬盘28和磁碟30连接，存储图像数据和程序，而且通过高速串行连接34与一独立控制系统32相连。

控制系统32包括通过一背板32a相互连接在一起的一组模组，所述模组包括CPU模组36、通过串行连接(serial link)40与控制台12连接的脉冲发生器模组38。控制系统32通过串行连接40接收来自操作员的需要执行的扫描序列（scan sequence）的指令。脉冲发生器模组38运行系统组件，执行指定的扫描序列，输出数据，例如：射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状，射频接收的计时和数据采集窗口的长度。脉冲发生器模组38连接到一系列梯度放大器系统42，用于控制（indicate）扫描过程中产生的梯度脉冲的时长和形状。脉冲发生器模组38能够从生理采集控制器44接收病人信息，所述生理采集控制器44通过连接到病人的若干不同的传感器采集信号，例如通过安装在病人身上的电极获取心电图信号。脉冲发生器模组38最终连接到扫描室接口电路46，扫描室接口电路46接收与病情和磁共振成像系统相关的传感器产生的信号。通过扫描室接口电路46，病人定位系统48接收指令，移动病人到指定位置进行扫描。

脉冲发生器模组38产生的梯度波形被运用到具有Gx、Gy、Gz的梯度放大器系统42，每个梯度放大器激发梯度线圈组50中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的磁场梯度。梯度线圈组50为磁组件52的一部分，磁组件52还包括有极化磁体54和体射频线圈56。控制系统32中的收发器模组58产生的脉冲被射频放大器60放大，通过发送/接收开关62与射频线圈56进行耦合。病人体内被激发的原子核发出的信号被射频线圈56感知到，然后通过发送/接收开关62传输到前置放大器64，放大的磁共振信号经过收发器模组58的接收部进行解调、过滤、数字化处理。发送/接收开关62可以被脉冲发生器模组38的信号控制，从而在发射模式下电性连接射频放大器60和射频线圈56，在接收模式下，电性连接前置放大器64和射频线圈56。发送/接收开关62能够使单独的射频线圈(例如表面线圈)在发射和接收的模式下使用。

射频线圈56收集的磁共振信号经过收发器模组58进行数字化处理，然后传输到控制系统32中的存储模组66。当存储模组66获取一组原始的k空间数据后，扫描结束。原始的k空间数据被重新整理成与每个将被重建的图像对应的单独的k空间数据组，每个k空间数据组被输入到阵列处理器68，进行图像重建后结合磁共振信号，形成一组图像数据, 图像数据通过串行连接34传输到电脑系统20，并保存在存储装置例如硬盘28中。与控制台12发出的指令相对应，所述图像数据可以长期存储起来，例如存储在磁碟30上，或者通过图像处理器22进行进一步处理并传送到控制台12，并在显示器16上显示。选择模块27包括重复扫描指令单元或拒绝指令单元与继续扫描指令单元，所述重复扫描指令单元用于控制磁组件52和控制系统32继续进行本组屏气扫描，所述拒绝指令单元用于拒绝将本组屏气扫描的图像存入数据库（硬盘28或磁碟30），所述继续扫描指令单元用于控制磁组件52和控制系统32进行下组屏气扫描。扫描进度模块25用于显示已经完成扫描的屏气扫描的组数和未完成扫描的组数。

在本发明中，所述缓存区可以是但不限于内存模组26或者可以视为占用了内存模组26的一部分存储空间；所数据库可以是但不限于硬盘28或磁碟30或者可以视为占用了硬盘28或磁碟30的一部分存储空间，数据库中包含了一系列需要长期储存的图像数据，操作者可以通过用户界面调用查看数据库中的任何一幅图像；所述用户界面可以但不限于通过显示器16显示，用户界面上可以显示扫描进度模块25和选择模块27的按钮。

实施例一

在本实施例中，选择模块27包括控制拒绝指令单元的按钮（“拒绝”按钮，即“reject”）以及控制继续扫描指令单元的按钮（“继续”按钮，即“continue”）。

图3为本实施例的磁共振成像多次屏气扫描方法的流程图，其具体过程如下：

执行步骤S101，在开始扫描前，先根据患者的扫描部位和扫描需求由操作者通过可视化的用户界面（显示器16）上的选项来设定扫描参数，电脑系统20根据操作者设置的扫描参数自动生成扫描协议并发送命令至硬件（控制系统32）。在本实施例中，扫描参数至少包括扫描序列和每组屏气扫描的片层数，还可以包括扫描部位等参数；

执行步骤S102，生成扫描指令后，启动磁共振系统10的硬件部分准备开始扫描；

执行步骤S103，操作者通知患者屏气，开始第i组屏气扫描，其中i=1,2,3……n, n为扫描协议中屏气扫描的组数；

执行步骤S104，完成第一组屏气扫描完成后，将该组屏气扫描采集到的磁共振信号发送至图像处理模块22，通过图像处理模块22重建该组屏气扫描的图像，并显示在如图3所示的用户界面（显示器16）上；

执行步骤S105，操作者查看用户界面上的磁共振图像，判断该组屏气扫描的图像的质量是否可以接受，如果不可以接受，则通过控制台12触发用户界面上的“拒绝”（“Reject”）按钮，该组屏气扫描获得的图像将不会存储到数据库（硬盘28或磁碟30），接着点击继续（“Continue”）按钮,回到执行步骤S103，重复该组屏气扫描，直到该组屏气扫描的图像的质量可以接受；

如果图像质量可以接受，则通过控制台12直接触发用户界面上的“继续”（“Continue”）按钮，执行步骤S106，该组屏气扫描的图像存储入数据库（硬盘28或磁碟30）；

执行步骤S107，判断扫描协议中是否还有下一组屏气扫描，如果有，则进行逻辑运算i=i+1,回到执行步骤S103,进行一下组（第i+1组）屏气扫描；

如果没有下一组屏气扫描，则执行步骤S108，结束该扫描序列的扫描。优选地，此时用户界面会显示“结束扫描”提示操作者。但是也可以由操作者自行判断是否结束该扫描序列的扫描。在此过程中，所述用户界面还能显示已经完成扫描的屏气扫描组的组数和未完成的组数，以方便操作者判断。

在结束扫描后，医生可以调用并通过用户界面查看数据库中的每一组屏气扫描的图像，以此来进行诊断。

在一组屏气扫描完成后，将体射频线圈56采集的该组屏气扫描的磁共振信号发送到控制系统32的收发器模组58中，收发器模组58将磁共振信号传送到电脑系统20中，在图像处理器模组22中根据磁共振信号进行图像重建生成磁共振图像，并发送至缓存区（内存模组26）中，缓存区中的磁共振图像显示在用户界面（显示器16）上，操作者根据用户界面上显示的图像判断该组屏气扫描的图像质量是否可以接受，如果可以接受，则缓存区（内存模组26）中的该组屏气扫描的图像发送至数据库（硬盘28或磁碟30），如果不可以接受，则缓存区中的图像不发送至数据库（硬盘28或磁碟30）。

实施例二

在实施例一的基础上，把步骤S105中需要连续触发“拒绝”（“Reject”）按钮和继续（“Continue”）按钮才能重复该组扫描的过程简化到触发一个按钮就可以完成。

所述选择模块27包括控制重复扫描指令单元的按钮（“重复”按钮）以及控制继续扫描指令单元的按钮（“继续”按钮）。

实施例二的用户界面如图5所示，用“重复”（“repeat”）按钮代替了实施例一中的“拒绝”（“reject”）按钮。其具体过程如图6所示，其和实施例一的不同点在于步骤S105（S105’）。

执行步骤S105’, 操作者查看用户界面上的磁共振图像，判断该组屏气扫描的图像的质量是否可以接受，如果不可以接受，则通过控制台12触发用户界面上的“重复”（“repeat”）按钮，该组屏气扫描获得的图像将不会存储到数据库（硬盘28或磁碟30），并同时回到执行步骤S103，重复该组屏气扫描，直到该组屏气扫描的图像的质量可以接受；如果图像可以接受，则通过控制台12直接触发用户界面上的“继续”（“Continue”）按钮，执行步骤S106，该组屏气扫描的图像存储入数据库（硬盘28或磁碟30）。本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同方法或结构参照前述实施例的相同部分。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁共振成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

开始第i组屏气扫描，根据扫描获得的磁共振信号重建图像并存入缓存区；

在第i+1组屏气扫描前在用户界面上显示第i组屏气扫描的图像;

判断第i组屏气扫描所获取的图像是否可以接受，选择重复进行第i组屏气扫描或者继续进行第i+1组屏气扫描；

其中，i是大于或等于1的整数。

2.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，还包括：

在开始扫描前，设置扫描参数并生成扫描协议的步骤。

3.如权利要求2所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述每组屏气扫描包括一个或多个片层，片层的个数由扫描协议确定,所述每个片层可以重建一个图像。

4.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，在开始第i+1组屏气扫描前将第i组屏气扫描的图像存入数据库。

5.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，重复进行第i组屏气扫描会将已存储在缓存区的第i组屏气扫描的图像删除。

6.一种磁共振成像装置，其特征在于，所述磁共振成像装置包括：

磁组件和控制系统，用于获得一组屏气扫描的磁共振成像信号；

图像处理器模组，将该组磁共振成像信号重建后得到图像；

显示器，用于将所述图像显示在可视的用户界面上；

选择模块，包括重复扫描指令单元或拒绝指令单元与继续扫描指令单元，所述重复扫描指令单元用于控制磁组件和控制系统继续进行本组屏气扫描，所述拒绝指令单元用于拒绝将该组屏气扫描的图像存入数据库，所述继续扫描指令单元用于控制磁组件和控制系统进行下组屏气扫描。

7.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述显示器具有可控制重复扫描指令单元的按钮以及控制继续扫描指令单元的按钮。

8.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述显示器具有控制拒绝指令单元的按钮以及控制继续扫描指令单元的按钮。

9.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述磁共振成像装置还包括硬盘或磁碟和内存模组，所述硬盘或磁碟用于存储需要长期保留的数据，所述内存模组用于存储运算或重建图像过程中产生的不需要长期保留的数据。

10.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述磁共振成像装置还包括可显示已经完成扫描的屏气扫描的组数和未完成扫描的组数扫描进度模块。

Images