CN104470426A - 具有运动检测的磁共振检查系统 - Google Patents

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Abstract

一种磁共振检查系统包括：具有用来从待检查的目标采集磁共振信号的RF天线的RF装置，以及用来检测所述目标的运动信息的运动感测装置。所述运动感测装置被提供有被安装在所述RF天线上的一个或多个RF天线运动传感器以及被附接到所述目标的一个或多个目标运动传感器。在范例中，所述运动传感器是具有沿三个独立的轴的运动灵敏度的集成设备。

Description

具有运动检测的磁共振检查系统
技术领域
本发明涉及具有用来检测待检查目标的运动信息的运动感测装置的磁共振检查系统。
背景技术
根据国际申请WO2011/033422已知这样的磁共振检查系统。
已知的磁共振检查系统包括运动传感器，例如压力传感器、加速度传感器或位置传感器。运动传感器生成可以被用于在MR成像程序中进行运动校正的运动信号。任选地，若干运动传感器可以被集成到磁共振检查系统的RF线圈单元中。通过不同的传感器收集的运动信息可以被组合在用于运动补偿的运动模型中。在一个实施例中，具有集成运动传感器的RF线圈单元被直接定位在待检查患者的身体上，以便于检测从其中采集磁共振信号的区域中的身体的运动。
发明内容
本发明的目的是提供具有运动检测装置的磁共振检查系统，所述运动检测装置提供具有更高的准确度的运动信息。
通过根据本发明的磁共振检查系统来实现该目的，所述磁共振检查系统包括：
-RF装置，其具有用来从待检查的目标采集磁共振信号的RF天线，
-运动感测装置，其用来检测所述目标的运动信息，
-数据处理器，其用来根据所述磁共振信号来重建磁共振图像，
-所述RF装置被耦合到所述数据处理器，以将所述磁共振信号应用到所述数据处理器，
-所述运动感测装置被耦合到所述数据处理器，以将检测到的运动信息应用到所述数据处理单元，其中，
-所述运动感测装置被提供有：
-被安装在所述RF天线上的一个或多个RF天线运动传感器，以及
-要被附接到所述目标的一个或多个目标运动传感器。
所述运动感测装置包括被安装在所述RF天线上的RF天线运动传感器以及被附接到所述目标的目标运动传感器两者。特别地，所述目标运动传感器将被放置在所述待检查患者的身体上或被附接到所述待检查患者的身体。所述RF天线运动传感器提供关于所述RF天线的运动的信息。所述目标运动传感器提供关于所述目标的运动的信息。由此，所述RF天线运动传感器和所述目标运动传感器一起提供关于所述RF天线和所述目标的相对位置的信息。甚至当所述RF天线和所述目标每个以不同方式移动时，这允许对所述目标和所述RF天线两者的运动进行准确的确定。因此，当所述RF天线并不严格地与所述目标的运动一起移动时，运动也被准确地确定。当所述RF天线例如是可变形的或半刚性的RF接收器线圈时发生这种情况，所述RF接收器线圈不精确地遵从所述待检查患者的运动，而且也不保持固定地安装到所述磁共振检查系统的结构。
所述运动感测装置还包括算法单元，所述算法单元在由所述RF天线运动传感器和所述目标运动检测传感器检测到的运动的基础上分别计算所述RF天线和所述目标两者的运动。因此，由所述算法单元计算运动信息。
所述RF装置具有被耦合到所述数据处理器的输出以将接受到的磁共振信号应用到所述数据处理器。所述数据处理器被提供有运动校正模块。所述运动校正模块针对检测到的运动来校正所述磁共振信号。所述数据处理器还包括用来例如通过快速傅里叶变换(FFT)来在所述磁共振信号的基础上重建磁共振图像的重建模块。接着将这些经运动校正的磁共振信号馈送到重建器中，所述重建器根据所述经运动校正的磁共振信号来重建所述磁共振图像。这种经重建的磁共振图像没有或仅具有极少的残留运动伪影。备选地，所述磁共振信号可以被馈送到所述重建器中，所述重建器根据所述磁共振信号来重建所述磁共振图像。所述运动校正模块被装置为接收在其中发生运动伪影的所述磁共振图像，并且在运动信息的基础上将接收到的磁共振图像校正为在其中没出现或仅出现极少的残留运动伪影的经重建的磁共振图像。
将参考从属权利要求中定义的实施例来进一步对本发明的这些和其他方面进行说明。
在本发明的优选实施例中，所述运动传感器被提供有集成电路设备，所述集成电路设备具有沿一个或多个，特别是两个或三个的独立的轴的运动灵敏度。所述集成电路是基于具有小于100nm的最小细节的微电子器件的，或者甚至是纳米电子器件。例如也可以利用MEMS(微机电开关)来实现运动检测。例如，独立的轴相互横切或正交。特别地，可以组合采用对滚动和俯仰旋转敏感的微米/纳米电子设备与对偏航旋转敏感的微米/纳米电子设备。因此，在微型电子设备的基础上实现了沿着三个轴或者甚至9个轴的，即体积中的对运动的感测。
在本发明的另一个实施例中，由具有导电线圈元件的结构的RF接收线圈来形成RF天线，例如形成可以拾取磁共振信号的磁通量的一个或多个线圈环。例如包括微米/纳米电子设备的所述RF天线运动传感器被刚性地安装到或者甚至集成在所述RF接收线圈的结构中。所述RF天线运动传感器在所述RF接收线圈的结构中或结构上被确切地定位在哪里其实并不重要，只要所述连接是刚性的，即在运动期间环和传感器遵循相同的轨迹。以这种方式，所述RF天线运动传感器精确地感测所述线圈的移动、位置和形状。
在又一个实施例中，所述RF接收线圈被提供有用来拾取磁共振信号的柔性接收器元件。所述RF天线运动传感器被集成在所述柔性接收器元件中。这使得能够以直接的方式来跟踪所述柔性接收器元件的变形。例如，所述RF接收线圈包括具有线圈元件和RF天线运动传感器的跟踪所述线圈运动的半刚性部分、以及具有线圈元件和在所述患者顶上的目标运动传感器的跟随患者运动的柔性部分。特别地，被安装在独立的柔性接收器元件中或元件上的、由所述运动传感器输出的所述运动信号直接表示所述柔性接收器元件的形状。由所述柔性接收器元件的所述运动传感器接下来进行的感测使得能够跟踪该接收器元件的形状的变化，即跟踪所述柔性接收器元件的变形。在半刚性线圈中，在所述RF接收线圈的侧面中的一个处的一个RF天线传感器已将带来了改进。典型地，在呼吸期间，在所述患者的胸的中心被升起，使所述线圈的中心升起(但保持有相同的相对距离)。然而，所述线圈的边缘远离所述患者身体移动，即距离和元件取向改变。典型地，需要相对于三个轴的运动检测：沿x-方向的移动、沿y-方向的移动和关于z-轴的滚动。(z-轴是沿所述磁共振检查系统的磁体的纵向方向的)。如果线圈元件变得非常柔软，则需要在各个位置处的如‘非弹性可穿戴’传感器，实际上在所述RF接收线圈上的四个RF天线运动传感器实现好的结果。
将参考下文描述的实施例并且参考附图对本发明的这些和其他方面进行说明，其中：
附图说明
图1概略地示出了在其中使用了本发明的磁共振成像系统。
具体实施方式
图1概略地示出了在本发明中使用的磁共振成像系统。磁共振成像系统包括一组主线圈10，由此生成稳定、均匀的磁场。例如以这样的方式来构造主线圈，即它们包围隧道形检查空间。待检查的患者被放置在患者载架(14)上，将所述患者载架(14)滑到该隧道形检查空间中。磁共振成像系统还包括若干梯度线圈11、12，由此生成展示空间变化的磁场，特别是以沿独立方向的时间梯度的形式的磁场，以便于被叠加在均匀磁场上。梯度线圈11、12被连接到包括一个或多个梯度放大器和可控电源单元的梯度控制器21。通过应用借助于电源单元21的电流来为梯度线圈11、12供能；出于这种目的，电源单元被装备有电子梯度放大电路，所述电子梯度放大电路将电流施加到梯度线圈，以便于生成具有适当的时间形状的梯度脉冲(也被称为‘梯度波形’)。通过控制电源单元来控制梯度的强度、方向和持续时间。磁共振成像系统还包括分别用于生成RF激励脉冲和用于拾取磁共振信号的发射线圈13和接收线圈16。优选地将发射线圈13构造为体线圈13，由此可以包围待检查的目标(的部分)。通常以这样的方式来将体线圈装置在磁共振成像系统中，即当待检查的患者30被装置在磁共振成像系统中时，他或她由体线圈13包围。体线圈13被用作用于发射RF激励脉冲和RF重新聚焦脉冲的发射天线。优选地，体线圈13包括发射出的RF脉冲(RFS)的空间均匀强度分布。通常相同的线圈或天线被交替地用作发射线圈和接收线圈。另外，发射和接收线圈通常被塑造为线圈，但是其他几何结构也是可行的，在所述其他几何形状中发射和接收线圈被用作针对RF电磁信号的发射和接收天线。发射和接收线圈13被连接到电子发射和接收电路15。
应当注意到，备选地可能使用分开的接收和/或发射线圈16。例如，表面线圈16可以被用作接收和/或发射线圈。在比较小的体积中这样的表面线圈具有高灵敏度。接收线圈(例如表面线圈)被连接到解调器24，并且接收到的磁共振信号(MS)借助于解调器24而被解调。经解调的磁共振信号(DMS)被应用到重建单元。接收线圈被连接到前置放大器23。前置放大器23将由接收线圈16接收的RF共振信号(MS)放大，并且经放大的RF共振信号被应用到解调器24。解调器24对经放大的RF共振信号进行解调。经解调的共振信号含有关于待成像的目标的部分中的局部自旋密度的实际信息。另外，发射和接收电路15被连接到调制器22。调制器22以及发射和接收电路15激活发射线圈13，以便于发射RF激励脉冲和RF重新聚焦脉冲。
重建单元从经解调的磁共振信号(DMS)导出一个或多个图像信号，所述图像信号表示待检查的目标的经成像部分的图像信息。实际上，优选地将重建单元25构造为数字图像处理单元25，数字图像处理单元25被编程以便于从经解调的磁共振信号导出图像信号，所述图像信号表示待成像的目标的部分的图像信息。信号在重建监视器26的输出上，以使得监视器可以显示磁共振图像。备选地可能在等待进一步处理的同时将来自重建单元25的信号存储在缓存单元27中。
根据本发明的磁共振成像系统还被提供有例如包括(微)处理器的计算机形式的控制单元20。控制单元20控制对RF激励的执行和对时间梯度场的施加。出于这种目的，例如，将根据本发明的计算机程序加载到控制单元20和重建单元25中。
另外，提供可以被放置在待检查患者的身体上或被附接到待检查患者的身体的一个或多个目标运动传感器41。来自这些目标运动传感器的信号被应用到运动检测和校正模块33，运动检测和校正模块33被并入控制单元20。运动检测和校正模块33根据来自目标运动传感器的接收到的信号来计算针对磁共振图像的运动校正。RF天线运动传感器42也被提供在表面线圈16上或被集成在表面线圈16中。来自RF天线运动传感器42的信号也被应用到运动检测和校正模块33。运动检测和校正模块还在表面线圈16的运动和变形的基础上来计算运动校正。来自RF天线运动检测的信号表示RF表面线圈16的导电接收器环的位置和形式(其可以被变形)。优选地，在该实施例中，表面线圈是柔性的、可变形的RF表面线圈。来自目标运动传感器41的信号表示待检查的患者的身体的部分的位置和形状，所述目标运动传感器被安装到所述待检查的患者的身体。另外，运动检测和校正模块被配置成为计算待检查的患者相对于表面线圈16和RF体线圈13的运动。即，例如当表面线圈随待检查的患者的移动而移动时，运动检测和校正模块计算待检查的患者相对于表面线圈的移动的运动。由运动检测和校正模块计算的运动校正被应用到重建器，所述重建器实现针对待检查的患者的运动以及表面线圈16的运动和变形来校正重建图像。
优选地，目标运动传感器以及RF天线运动传感器被实现为纳米运动传感器。例如可以采用2-轴陀螺设备或偏航轴设备。

Claims (4)

1.一种磁共振检查系统，包括：
-RF装置，其具有用来从待检查的目标采集磁共振信号的RF天线，
-运动感测装置，其用来检测所述目标的运动信息，
-数据处理器，其用来根据所述磁共振信号来重建磁共振图像，
-所述RF装置被耦合到所述数据处理器，以将所述磁共振信号应用到所述数据处理器，
-所述运动感测装置被耦合到所述数据处理器，以将检测到的运动信息应用到所述数据处理单元，
其中，所述运动感测装置被提供有：
-被安装在所述RF天线上的一个或多个RF天线运动传感器，以及
-要被附接到所述目标的一个或多个目标运动传感器。
2.根据权利要求1所述的磁共振检查系统，其中，所述运动传感器是由具有沿三个独立的轴的运动灵敏度的集成电路设备形成的。
3.根据权利要求1所述的磁共振检查系统，其中，所述RF天线被形成为RF接收线圈，并且所述RF天线运动传感器被集成在所述RF接收线圈中。
4.根据权利要求3所述的磁共振检查系统，其中，所述RF接收线圈被提供有柔性接收器元件，并且所述RF天线运动传感器被集成在所述柔性接收器元件中。
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