CN106093816A

CN106093816A - 一种用于磁共振设备的线圈定位方法及磁共振成像方法

Info

Publication number: CN106093816A
Application number: CN201610367740.8A
Authority: CN
Inventors: 璐哄己; 贺强
Original assignee: Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Current assignee: Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: CN106093816B

Abstract

本发明公开了一种用于磁共振设备的线圈定位方法。本发明在线圈上设置一定数量的能够被磁共振成像的标记物，一组标记物通过标记物的数量、间距、形状、成分中的一种或其组合与其他组标记物区别，从而实现对多个线圈进行识别。本发明首先对标记物进行预扫描，获取标记物的扫描图像，并获取标记物的三维空间位置信息，实现对线圈的基准位置定位。获取线圈的基准位置后，在线圈位置发生变化后，本发明进一步对线圈实现定位扫描，获取线圈变化后的三维空间位置信息，及线圈相对于基准位置的旋转、平移等位移量。

Description

一种用于磁共振设备的线圈定位方法及磁共振成像方法

技术领域

本发明涉及磁共振技术领域，特别涉及一种用于磁共振设备的线圈定位方法及磁共振成像方法。

背景技术

磁共振体层摄影(Magnetic Resonance Tomography，MRT)是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。比如，可以通过磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到脚掌。

在当前的磁共振体层摄影装置中，会有许多用于接收磁共振信号的局部线圈(local coil)。局部线圈通常与人体位置相对固定。为了提高信号噪声比(SNR)，用户通常希望可以选中最接近诊断区域的局部线圈，因此需要对局部线圈位置进行识别和定位。

现有的线圈识别技术采用识别电路来进行coil code编码，并通过在软件中映射相应的coil file来设置线圈名称、单元名称等信息，如公开号为CN101498772B，CN203950026U，CN100587512，CN101498772，CN101118278的中国专利所披露的。但这种方法不具有线圈定位功能，需要另外通过磁共振信号来进行线圈位置的识别，以便用于MR扫描过程中的自动线圈选择以及其他与线圈相关的补偿，专利US20030184292A1和US6794872B2公开了根据线圈单元在不同位置时存在的profile特征配合相应的算法进行定位。也有其他方法进行线圈定位，例如：

1.基于在线圈上设置的定位标记，用于生成磁共振信号来进行线圈位置确定，如专利CN103417213A，CN202589525U。

2.基于其他附加电路，如RFID、RF收发装置等，例如专利US8587293B2，US20130181715A1，US8390290B2等。

以上方案都需要额外的线圈识别电路，存在硬件支持所需成本。对于线圈定位而言，使用profile的方案US20030184292A1，US6794872B2易受被扫描结构影响。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种基于特征定位装置来进行线圈识别、线圈定位的方法，本发明的方法甚至可以进一步用于线圈空间信息的校正。

本发明是这样实现的：一种用于磁共振设备的线圈定位方法，包括以下步骤：

S1、获取配置有线圈的患者在磁共振设备中的当前扫描图像，每个线圈上设置一组标记物，所述标记物能够在磁共振设备上成像；不同的线圈之间通过标记物进行区别；

S2、识别所述当前扫描图像中每组标记物对应的线圈，获取每组标记物对应的线圈的当前位置信息，所述当前位置信息为三维空间位置信息。

进一步地，步骤S1还包括：

S11、获取配置有线圈的患者在磁共振设备中的预扫描图像，所述预扫描图像包括标记物的亮度信息；

S12、根据所述预扫描图像中的标记物的亮度信息，识别每组标记物对应的线圈，根据每组标记物的基准位置信息获取线圈的基准位置信息；

步骤S2后还包括：

S3、根据线圈的当前信息和基准位置信息，获取线圈的当前位置相对于基准位置的位移信息。

进一步地，步骤S1还包括：存储线圈与标记物的对应关系。

进一步地，所述步骤S1中的每组标记物至少包括两个标记物，一组标记物通过标记物的数量、间距、形状、成分中的一种或其组合与其他组标记物进行区别。

进一步地，步骤S11中的所述预扫描包括：

S111、设置横断位线圈识别定位扫描序列和扫描参数，启动横断位扫描，获取每组标记物横断位扫描图像；

S112、设置冠状面线圈识别定位扫描序列和扫描参数，启动冠状面扫描，获取每组标记物冠状面扫描图像；

S113、设置矢状面线圈识别定位扫描序列和扫描参数，启动矢状面扫描，获取每组标记物矢状面扫描图像。

进一步地，步骤S1包括：

S201、设置扫描序列和扫描参数，分别获取横断位扫描图像和冠状面扫描图像，所述扫描图像包括标记物的亮度信息；

S202、根据获取的横断位扫描图像和冠状面扫描图像判定是否需要矢状面扫描；若是，则设置扫描序列和扫描参数，启动矢状面扫描，获取扫描图像，所述扫描图像包括标记物的亮度信息。

进一步地，步骤S202中的根据获取的横断位扫描图像和冠状面扫描图像判定是否需要矢状面扫描包括：若冠状面扫描图像中的一组标记物在同一直线上，则判定不需要矢状面扫描；否则，判定需要矢状面扫描。

进一步地，所述标记物为密封囊状物，所述密封囊状物内填充有具有一定浓度的无机盐溶液。

进一步地，所述扫描参数包括脉冲序列的重复时间TR、脉冲序列的回波时间TE和翻转角。

进一步地，所述线圈的位移信息包括线圈的旋转角度、倾斜量和平移量。

进一步地，每组标记物的组合形状为直线、圆形、椭圆形、矩形或多边形，每组标记物的组合形状包括平面图形和立体图形。

进一步地，所述无机盐为硫酸镍或氯化钠。

本发明还提供了一种磁共振成像方法，包括以下步骤：

提供线圈装置，所述线圈装置包括一个或数个线圈单元，在线圈装置上设有与所述线圈单元相对应的标记物；

将线圈装置摆放于被扫描对象上，并将被扫描对象置于磁共振装置的扫描腔中；

执行磁共振预扫描，获得被扫描部位磁共振图像以及标记物磁共振图像；

基于标记物磁共振图像的特征，识别对应的各线圈单元，并确定各线圈单元的空间位置；

执行磁共振扫描，根据各线圈单元的空间位置，并选取相应的线圈单元，获得所述被扫描部位的磁共振信号；

对所述磁共振信号重建，获得被扫描对象的磁共振图像。

进一步地，所述标记物被摆放在同一平面或者不同平面上。

进一步地，所述标记物磁共振图像的特征包括数量、形状、灰度中的一种或者几种组合。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明在线圈上设置一定数量的能够被磁共振成像的标记物，一组标记物通过标记物的数量、间距、形状、成分中的一种或其组合与其他组标记物区别，从而实现对多个线圈进行识别。

(2)本发明的方法，首先对标记物进行预扫描，获取标记物的扫描图像，并获取标记物的三维空间位置信息，实现对线圈的基准位置定位。获取线圈的基准位置后，如果线圈位置发生变化，例如摆放呈现倾斜或者倒置，本发明进一步对线圈实现定位扫描，通过采集到的标志物的特征图像，获取线圈变化后的三维空间位置信息，根据基准位置和变化后的位置，能够计算得到线圈相对于基准位置的位移量，包括线圈倾斜角度或者倒置的方位，便于后续软件的自动线圈选择做进一步的工作流处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明的一组标记物扫描图像；

图3为本发明的另一组标记物扫描图像；

图4为本发明的另一组标记物扫描图像；

图5为本发明的另一组标记物扫描图像；

图6为本发明的含有四个标记物的一组标记物横断面扫描图像；

图7为本发明的含有四个标记物的一组标记物冠状面扫描图像；

图8为本发明的含有四个标记物的一组标记物倒置后的横断面扫描图像；

图9为本发明的含有四个标记物的一组标记物倒置后的冠状面扫描图像；

图10为本发明的含有四个标记物的一组标记物旋转过程中的横断面扫描图像；

图11为本发明的含有四个标记物的一组标记物旋转后的横断面扫描图像；

图12为本发明的含有四个标记物的一组标记物旋转后的冠状面扫描图像；

图13为本发明的方法的另一流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1所示，本发明提供了一种用于磁共振设备的线圈定位方法，包括以下步骤：

具体地，为了实现空间定位，步骤S1中的每组标记物至少包括两个标记物。但当线圈数量较少，或者仅仅为了标识线圈，只有一个标记物也能够实现线圈的标识。

为了对线圈进行准确标识，步骤S1还包括：预先存储线圈与标记物的对应关系。当扫描到相应的标记物时，即可根据对应关系对线圈进行识别。

具体来说，所述标记物为密封囊状物，所述密封囊状物内填充有具有一定浓度的无机盐溶液。所述无机盐包括但不限于硫酸镍或氯化钠、氯化铜、硝酸铜等，只要能被磁共振设备成像，都能作为标记物的溶液配方。值得注意的是，可以通过不同的溶液浓度来控制不同标记物的弛豫时间参数T1、T2，而T1、T2可以很好的反映到对应图像的灰度值上。图2-图6示出了不同形状、距离和配方的标记物的磁共振图像。图像中的圆球代表标记物，圆球的填充灰度对应溶液浓度。

标记物的形状为直线、圆形、椭圆形、矩形或多边形。这些图形可以通过最终的磁共振图像进行识别。每组标记物的组合形状包括平面图形和立体图形，比如多点线型，多点多边形等，其中的点与点之间的空间距离可以相等也可以不相等，标记物的几何信息能够记录在线圈识别文件中。

下面以图6所提供的标记物为例，对本发明的方法进行详细说明。图6为一组标记物在基准位置的横断面扫描图像，图中的标记物数量为4个，4个标记物组成了不等边的三角形。图7为该组标记物在基准位置的冠状面扫描图像。图中的d1、d2、d3、d4、d5代表扫描图像中标记物之间的距离。

图13是本发明的方法一种实现过程的流程图。

首先，在每个线圈上设置一组标记物，所述标记物能够在磁共振设备上成像；不同的线圈之间通过标记物进行区别。

为了获取线圈准确的位移信息，步骤S1还包括：

S12、根据所述预扫描图像中的标记物，识别每组标记物对应的线圈，根据每组标记物的基准位置信息获取线圈的基准位置信息；

具体来说，步骤S11中的所述预扫描包括：

根据扫描结果，提取每组标记物的特征信息，所述特征信息包括灰度值、标记物之间的距离等。上述步骤S111～S113的扫描顺序为步骤S11中所述预扫描的一种具体实施方式。执行步骤S11中的所述预扫描时，横断位、冠状面、和矢状面的扫描顺序不局限于步骤S111～S113的先后顺序。

提取出每组标记物的特征信息后，根据特征信息与预存的对应关系，识别线圈。

值得注意的是，由于识别定位预扫描的目的仅仅是获取标记物的图像，因此扫描速度可以很快。

预扫描后，如果线圈位置发生改变，则需要再次扫描。

步骤S1具体还包括：

步骤S202中的根据获取的横断位扫描图像和冠状面扫描图像判定是否需要矢状面扫描包括：若冠状面扫描图像中的一组标记物在同一直线上，则判定不需要矢状面扫描；否则，判定需要矢状面扫描。

上述步骤中的所述扫描参数包括脉冲序列的重复时间TR、脉冲序列的回波时间TE和翻转角。

图7是图6所示标记物的冠状面扫描图像，从图7可知，由于本发明实施例中的具有四个标记物的一组标记物的冠状面扫描图像中，四个标记物在同一直线上，因此可知，该组标记物所在的平面与横断面平行，不需要进行矢状面扫描。当某组标记物所在的平面与横断面夹角不为零时，一般需要分别进行横断面、冠状面和矢状面三个面的扫描来确定标记物的三维空间位置信息。

得到当前位置的扫描图像后，进行步骤S2、识别所述当前扫描图像中每组标记物对应的线圈，获取每组标记物对应的线圈的当前位置信息，所述当前位置信息为三维空间位置信息。根据获得的扫描图像，提取每组标记物的特征信息，所述特征信息包括灰度值、标记物之间的距离、旋转角度等。

步骤S2后还包括：

图8、图9为线圈倒置后，标记物的扫描图像。

图10-图12为线圈旋转一定角度后，标记物的扫描图像。图10的实线代表位于基准位置的横断面图像，虚线代表旋转角度后的横断面图像。

所述线圈的位移信息包括线圈的旋转角度、倾斜量和平移量。

以图10-图12中的标记物为例。线圈的旋转角度对应为三角形的底边与水平方向的夹角，该夹角可以通过标记物之间的距离来计算。

本发明还提供了一种磁共振成像方法，包括以下步骤：

对所述磁共振信号重建，获得被扫描对象的磁共振图像。

优选为，所述标记物被摆放在同一平面或者不同平面上。优选为，所述标记物磁共振图像的特征包括数量、形状、灰度中的一种或者几种组合。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取配置有线圈的患者在磁共振设备中的当前扫描图像，每个线圈上设置一组标记物，所述标记物能够在磁共振设备上成像,不同的线圈之间通过标记物进行区别；

2.根据权利要求1所述的用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，步骤S1还包括：

步骤S2后还包括：

3.根据权利要求1所述的用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，步骤S1还包括：存储线圈与标记物的对应关系。

4.根据权利要求1所述的用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，所述步骤S1中的每组标记物至少包括两个标记物，一组标记物通过标记物的数量、间距、形状、成分中的一种或其组合与其他组标记物进行区别。

5.根据权利要求2所述的用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，步骤S11中的所述预扫描包括：

6.根据权利要求1所述的用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，步骤S1包括：

7.根据权利要求6所述的用于磁共振设备的线圈定位方法，其特征在于，步骤S202中的根据获取的横断位扫描图像和冠状面扫描图像判定是否需要矢状面扫描包括：若冠状面扫描图像中的一组标记物在同一直线上，则判定不需要矢状面扫描；否则，判定需要矢状面扫描。

8.一种磁共振成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对所述磁共振信号重建，获得被扫描对象的磁共振图像。

9.根据权利要求8所述的磁共振成像的方法，其特征在于，所述标记物被摆放在同一平面或者不同平面上。

10.根据权利要求8所述的磁共振成像的方法，其特征在于，所述标记物磁共振图像的特征包括数量、形状、灰度中的一种或者几种组合。