CN108450021B - 具有用户界面的磁共振检查系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种磁共振检查系统，所述磁共振检查系统被提供有图形用户界面和(软件)分析模块。所述分析模块被配置为针对要由操作者采取的动作分析检查信息(尤其是选定的检查协议)，所述动作例如为将辅助设备或射频接收器线圈连接到所述磁共振检查系统。所述分析模块在执行所述检查协议之前或期间的适当时刻将要采取的所述动作供应到所述(图形)用户界面。以这种方式，所述操作者在所述选定的检查协议的执行中得到指导和支持。这在执行一个或多个选定的协议中改善了工作流的效率。优选地，所述图形用户界面被提供在检查室内部，并且可以被安装在机架上。
Description
技术领域
磁共振成像(MRI)方法利用磁场与核自旋之间的相互作用，以便形成二维或三维图像。磁共振检查系统现在被广泛使用，尤其是在医学诊断的领域中，因为对于对软组织的成像，它们在许多方面优于其他成像方法，不需要电离辐射并且通常不是有创的。
一般，根据MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强均匀磁场B0中，其方向同时限定测量与之相关的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场B0根据能够通过施加限定的频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的交变电磁场(RF场)而激励(自旋共振)的磁场强度而引起针对个体核自旋的不同能级。从宏观角度而言，个体核自旋的分布产生总体磁化，所述总体磁化能够通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)而偏离平衡状态，同时该RF脉冲的对应的动态磁场B1垂直于z轴延伸，使得磁化绕z轴执行进动运动。该进动运动描述圆锥体的表面，所述圆锥体的孔径角称为翻转角。翻转角的幅值取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的范例中，磁化从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。
在RF脉冲的终止之后，磁化弛豫回到原始平衡状态，其中，在z方向上的磁化以第一时间常量T1(自旋晶格或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二且更短的时间常量T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。横向磁化及其变化能够借助于接收RF天线(线圈阵列)来检测，所述RF天线以使得在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化的方式被布置和取向在磁共振检查系统的检查体积内。横向磁化的衰减伴随有在由局部磁场不均匀性引起的RF激励之后发生的失相，其促进从具有相同信号相位的有序状态到其中所有相位角被均匀地分布的状态的转变。失相能够借助于重聚焦RF脉冲(180°脉冲)来补偿。这产生接收线圈中的回波信号(自旋回波)。
为了实现正被成像的对象(例如要被检查的患者)中的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度被叠加在均匀磁场B0上，从而导致自旋共振频率的线性空间相关性。在接收天线(线圈阵列)中拾取的信号然后包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于磁共振信号的波向量的空间频域，并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括不同相位编码的所采集的多行。通过收集多个样本来将每行数字化。通过傅里叶变换将k空间数据集转换成MR图像。
在存在恒定磁场梯度的情况下，横向磁化也失相。通过形成所谓的梯度回波的适当的梯度反转，该过程能够反转，类似于RF诱发(自旋)回波的形成。然而，在梯度回波的情况下，与RF重聚焦(自旋)回波相比，主场不均匀性的效应、化学移位和其他偏共振效应不再被重聚焦。
磁共振检查系统的用户界面用于允许用户向磁共振检查系统的控制单元发出命令，以选择并执行磁共振采集序列来采集磁共振信号并且根据磁共振信号重建磁共振图像。这些命令可以与和特定组织对比剂相关联的磁共振采集序列的选择有关。这些命令也可以指的是要从其采集磁共振信号的感兴趣区域(体积、切片)的几何规划。用户界面进一步用于提供关于磁共振检查系统的操作状态的信息，并且向用于呈现重建的磁共振图像。
背景技术
一种磁共振成像系统从美国专利申请US2009/0234218获知。
该已知的磁共振成像系统具有图形用户界面，所述图形用户界面位于扫描室中，并且所述图形用户界面显示与患者的设置和针对MRI检查的扫描的设置有关的信息。该信息由用户手动地输入。
美国专利US6904161涉及在医学成像中的计算机实施的工作流，其中仅提供涉及根据(选定的)工作流模板的一系列活动的执行的进展的反馈。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有用户界面的磁共振检查系统，其实现对要被检查的患者进行成像的更有效的工作流。
该目的通过所述磁共振检查系统来实现，所述磁共振检查系统包括：
-用户界面和分析模块，
-所述用户界面被配置为将表示MRI检查的检查信息提供到所述分析模块，
-所述分析模块被配置为分析所述检查信息，以将用于适当地执行所述MR检查的反馈和任选的指导导出到所述用户界面。
本发明的洞察在于工作流可能是错综复杂的，因为大量准备工作应当被正确地并且以其适当顺序执行。本发明允许通过具有基于关于要被检查的特定患者的可用信息以及考虑关于被用户选择的检查协议的信息提供要采取的步骤的指令的用户界面来降低执行工作流中的负担。检查协议包括准备要被检查的患者、连接射频(RF)线圈以及连接执行选定的检查协议所需要的辅助设备要采取的动作。这通过本发明来实现，因为分析模块(通常作为软件模块)通过被配置为从表示检查信息的选定的检查协议中提取所要求的动作，并且向用户反馈对采取这些所要求的动作的需要。分析模块还被配置为实现在适当的时刻向用户提示该信息。以这种方式，足够早地给予用户采取所要求的动作的机会，例如连接射频(RF线圈)或辅助设备。RF线圈可以是RF接收器线圈或具有若干线圈的RF发射/接收器阵列。该时机还使得用户得到支持来执行有效的工作流。分析模块还被配置为访问关于要被检查的患者的信息，可以根据所述信息导出需要被采取的动作。例如，关于患者的信息可以涉及(金属)植入物的存在，这能够提示使选定的检查协议适于安全地运行或选择涉及金属伪影的抑制的协议(诸如SEMAC或MAVRIC技术)的要求。分析模块还可以被配置为将患者信息(诸如金属植入物的存在或怀孕或其他状况)与由检查协议的操作者的选择相关联。在选定的检查协议不适合于被应用的情况下，则分析模块可以向用户界面发出警告。还可以存在关于哪些局部RF接收器线圈要被使用的特殊要求。
根据本发明的一方面，用户接口基于可用信息来提供关于MR检查协议的步骤的信息，所述可用信息例如涉及被选择为经历MR检查协议的患者、或MR检查协议的细节。该信息可以包括在准备患者以进行MR检查的范围中要采取的动作。还有对连接RF线圈或诸如用于向量心电图或用于呼吸监测的其他辅助设备的需要。可以采取对讨论中的临床中实际可用的射频线圈的汇集的动作。可以在适当的时刻经由用户接口向用户提示信息以采取动作。以这种方式，执行MR检查协议的顺畅工作流得到支持。进一步地，基于涉及讨论中的患者的信息，用户接口可以提示用户从特定类别选择MR检查协议，选择检查协议中的成像序列。例如，分析模块可以鉴于具有金属植入物的患者的信息导出需要对金属伪影的抑制。经由用户接口，可以指令用户选择适当的成像序列，例如SEMAC或MAVRIC。分析单元也可以自主地选择适当的成像序列，并且通过用户接口告知用户修改的MR检查协议。也可以指令用户定位患者，使得植入物处于较不危险的位置中。进一步地，例如当MR检查协议进行时，可以指令用户以适当的顺序连接RF线圈。
由于在MR检查协议中经由通过用户接口提供的指令来指导用户，所以工作流效率得到改善。尤其地，这在向用户积极主动地提示例如连接选定的RF线圈或辅助设备使得工作流的进展不受妨碍时得以实现。改善的效率得以实现，因为分析单元确定对在检查方案中要采取的步骤的要求，并且提示或指导用户采取动作以确保MR检查协议被适当地执行。要被连接的辅助设备可以涉及在选定的检查协议包括心脏MRI应用的情况下可能需要被适当地连接的向量心电图设备。进一步地，在检查协议中屏住呼吸的要求可以通过分析模块来识别，并且提示对例如由呼吸带形成的或采用导航器技术的呼吸监测器的连接。
将参考从属权利要求中限定的实施例进一步阐述本发明的这些和其他方面。
要被连接的局部RF线圈可以根据检查协议来识别，以及考虑实际上可用于地点中或医院中的磁共振检查系统的哪些局部RF线圈的约束。局部RF线圈可以是适于要被检查的患者的解剖结构的特定部分的专门设计的RF接收器线圈。
在若干局部RF线圈和辅助设备要被连接的情况下，检查协议或工作流效率可能要求这些线圈和设备以它们适当的顺序被连接到磁共振检查系统。分析模块可以被配置为根据检查协议导出该适当的顺序，并且通过用户界面向用户反馈该顺序。
在本发明的优选实施例中，用户界面包括远离主磁体的控制台和在主磁体附近的机架显示器。通常，控制台位于控制室中，控制室与主磁体被安装在其中的检查室分开。用户界面还可以包括检查室中的机架显示器。在示例实施方式中，操作者选择患者和如展示在例如控制室处的检查卡中的检查协议。机架显示器也使用该输入用于它需要示出用户界面的信息。在该实施方式中，不存在对在控制室中操作机架显示器的额外控制面板/程序的需要，这在工作流运行时自动进行。机架显示器可以被固定地安装在检查室中，或者可以是便携式显示器，例如平板电脑可以用作便携式显示器，用于许多工作人员在检查室中携带。这些控制台和机架显示器允许控制室中的工作人员和检查室中的工作人员两者都接收关于要采取的动作的有用反馈，并且将数据输入或将命令发送到磁共振检查系统的控制装置以选择并执行检查协议。控制室中的操作者可能不需要来自机架显示器的反馈。仅检查室中的(一个或多个)操作者可能需要从机架显示器接收反馈。
简言之，公开了一种磁共振检查系统，所述磁共振检查系统被提供有图形用户界面和(软件)分析模块。所述分析模块被配置为针对要由操作者采取的动作分析检查信息(尤其是选定的检查协议)，所述动作例如为将辅助设备或射频接收器线圈连接到所述磁共振检查系统。所述分析模块在执行所述检查协议之前或期间的适当时刻将要采取的所述动作供应到所述(图形)用户界面。以这种方式，所述操作者在所述选定的检查协议的执行中得到指导和支持。这在执行一个或多个选定的协议中改善了工作流的效率。优选地，所述图形用户界面被提供在检查室内部，并且可以被安装在机架上。
本发明还涉及一种操作根据权利要求5所述的操作磁共振检查系统的方法。本发明的这种磁共振成像方法实现了对要被检查的患者进行成像的更有效的工作流。本发明还涉及一种根据权利要求4所述的计算机程序。本发明的计算机程序能够被提供在数据载体(诸如CD-rom光盘或USB记忆棒)上，或本发明的计算机程序能够从数据网络(诸如万维网)下载。当磁共振成像系统被安装在被包括在磁共振成像系统中的计算机中时，使得磁共振成像系统能够根据本发明进行操作，并且磁共振成像系统实现对要被检查的患者进行成像的更有效的工作流。
将参考下文描述的实施例并参考附图来阐述本发明的这些和其他方面。
附图说明
图1和图2示出了在膛处的触摸屏上对本发明的大部分提到的元件的可能可视化。
图3图解性地示出了本发明被使用于其中的磁共振成像系统。
具体实施方式
图1和图2示出了在膛处的触摸屏上对本发明的大部分提到的元件的可能可视化。
在MRI能够开始之前，患者必须被准备好并且被定位在MRI扫描器中。这涉及附接多个设备，像头戴式耳机、护士呼叫器、VCG引线、呼吸带、线圈和对比剂注射器。要附接什么设备取决于检查和患者的特性。
本发明使用并且示出了来自检查室中的患者的检查和特性两者的信息。而且，它提供了关于什么设备要附接以用于该特定检查/患者组合、它们应当如何被附接以及以什么顺序的指导。相对于整个检查，为检查准备患者花费太多时间。很好地进行该准备是至关重要的。要做的第一件事是核实正确的患者进入。错误准备的患者能够导致差的图像质量，其要求重新扫描并且因此花费时间和金钱。而且，差地准备的患者能够潜在地导致伤害。例如，交叉的电缆能够诱发可能引起燃烧的电流。很好定位的头戴式耳机/耳塞防止患者听力损伤。护士呼叫器确保能够在紧急的情况下呼叫帮助。当进入膛时，具有植入物的患者可能需要特殊的预防措施。检查准备指导将向MR操作者提供必要的反馈以便知道需要什么，并且提供在工作流中如何以及什么时候执行特定步骤的指导。
这尤其涉及以下方面：
1、根据检查协议检索相关信息，
2、具体地，信息包括：
-检查的类型，
-检查的持续期间，
-预期的SED，
-高SAR扫描的存在，
-患者取向，
-优选的线圈选择，
-屏住呼吸扫描的存在，
-所需要的对比剂，
-扫描的声音水平，
-所需要的向量心电图(VCG)，
-所需要的呼吸监测。
系统已经了解检查协议的所有特性。该信息被传送到检查室屏幕UI。基于检查类型和/或基于在特定医院中可用的RF线圈的汇集，推荐(一个或多个)RF线圈被连接。
3、根据患者检索相关信息。
4、具体地，信息包括：
-植入物的存在，
-怀孕状态，
-年龄和性别，
-禁忌症。
在系统中已知的关于患者的信息在检查室UI上被使用。所需要的但是还未获知的信息能够利用检查室UI来输入。如果患者具有植入物，则在准备患者时可能必须采取特定动作。例如，由于高空间梯度场，关于针对植入物的禁止区域的具体细节。该信息能够被示出在检查室UI上。而且，在具有植入物的情况下进行安全地扫描的特殊线圈要求可能否决针对该检查类型的推荐的线圈。
5、在检查室中的机架附近或上的显示器上对以上信息的反馈。关于什么设备需要被连接的反馈。上面的可视化是提供相关反馈的可能方式。
7、关于设备的连接状态的反馈。该系统能够检测多个设备的连接状态。该信息用于向MR操作者提供关于设备连接和其状态的反馈。例如低电池。可以在针对设备的查看它是否被正确连接的反馈与自VCG能够被连接到磁共振检查系统以后针对其接收的信号的反馈之间进行区分。如果VCG标记被不正确地放置，则VCG将不会得到干净的信号，因此示出已连接+无信号。
8、关于如何附接特定设备的反馈。要被连接的设备的取向、在哪连接以及引线要被定位的方式被可视化。
9、关于附接设备的(优选)顺序的指导。当连接的顺序重要时，反馈和指导将会以预期的连接顺序被顺序地提供。
10、关于如何指令患者和指令患者什么的反馈。取决于患者特性或检查类型，患者需要被指令。例如关于检查持续时间，躺着不动，执行屏住呼吸。用户或MR操作者在需要在屏幕上给予什么指令方面得到指导。
11、输入在膛处的患者或检查特异性信息的能力。特定患者或检查特异性信息可能在准备开始之前不是已知的。该信息可能能够在准备期间使用检查室UI来添加/改变。例如，添加检查台上的患者位置、怀孕状态或改变线圈选择。
图3图解性地示出了本发明被使用于其中的磁共振成像系统。磁共振成像系统包括具有一组主线圈10的主磁体，由此生成稳定的均匀磁场。主线圈例如以使得它们形成围绕隧道形检查空间的膛的方式来构造。要被检查的患者被放置在患者载体14上，该患者载体被滑动到该隧道形检查空间中。磁共振成像系统还包括多个梯度线圈11、12，由此(尤其是以在个体方向上的时间梯度的形式)呈现空间变化的磁场被生成从而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装置21。梯度线圈11、12通过借助于电源单元21施加电流而被供能；为此，电源单元被装配有电子梯度放大电路，其将电流施加到梯度线圈，从而生成适当的时间形状的梯度脉冲(也称为“梯度波形”)。梯度的强度、方向和持续时间由电源单元的控制来控制。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送和接收天线(线圈或线圈阵列)13、16。发送线圈13优选地被构造为体线圈13，由此能够围绕要被检查的对象(的部分)。体线圈通常以如下方式被布置在磁共振成像系统中：使得要被检查的患者30在他或她被布置在磁共振成像系统中时被体线圈13围绕。体线圈13用作用于发送RF激励脉冲和RF重聚焦脉冲的发送天线。优选地，体线圈13涉及发送的RF脉冲(RFS)的空间均匀的强度分布。通常将相同的线圈或天线交替地用作发送线圈和接收线圈。通常，接收线圈包括多个元件，每个元件通常形成单个回路。回路的形状的各种几何结构和各种元件的布置是可能的。发送和接收线圈13被连接到电子发送和接收电路15。
要指出，存在一个(或几个)RF天线元件，其能够用作发送和接收；此外，通常，用户可以选择采用通常被形成为接收元件的阵列的应用特定的接收天线。例如，表面线圈阵列16可以被用作接收线圈和/或发送线圈。这种表面线圈阵列在相当小的体积中具有高灵敏度。接收线圈被连接到前置放大器23。前置放大器23放大由接收线圈16接收到的RF共振信号(MS)，并且被放大的RF共振信号被应用到解调器24。接收天线，例如表面线圈阵列，被连接到解调器24，并且接收到的经前置放大的磁共振信号(MS)借助于解调器24被解调。前置放大器23和解调器24可以被数字地实施并集成在表面线圈阵列中。经解调的磁共振信号(DMS)被应用到重建单元。解调器24解调经放大的RF共振信号。经解调的共振信号包含涉及要被成像的对象的部分中的局部自旋密度的实际信息。此外，发送和接收电路15被连接到调制器22。调制器22以及发送和接收电路15激活发送线圈13从而发送RF激励和重聚焦脉冲。具体地，表面接收线圈阵列16通过无线链路耦合到发送和接收电路。由表面线圈阵列16接收到的磁共振信号数据被发送到发送和接收电路15，并且(例如，用于对表面线圈进行调谐和去谐的)控制信号通过无线链路被发送到表面线圈。
重建单元根据经解调的磁共振信号(DMS)导出一个或多个图像信号，所述图像信号表示要被检查的对象的被成像部分的图像信息。实际上，重建单元25优选地被构造为数字图像处理单元25，所述数字图像处理单元被编程从而从经解调的磁共振信号中导出表示要被成像的对象的部分的图像信息的图像信息。重建的输出上的信号被应用到监测器26，使得重建的磁共振图像能够被显示在监测器上。备选地，能够将来自重建单元25的信号存储在缓冲单元27中，同时等待进一步的处理或显示。
根据本发明的磁共振成像系统还被提供有例如以包括(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。为此，根据本发明的计算机程序被加载到例如控制单元20和重建单元25中。
进一步地，本发明的磁共振检查系统被提供有机架显示器126，所述机架显示器被使用在磁共振检查系统的磁体附近的检查室中。该机架显示器126可以是移动设备，诸如平板电脑。机架显示器也可以被安装在磁体的外盖上。机架显示器126形成从分析模块127向用户提供反馈和任选的指导的用户界面。分析模块127可以被配置为被安装在控制单元20中的软件模块。分析模块被配置为分析选定的MR检查细节，诸如在MR检查协议中列出的，包括采集序列，以便向用户提供反馈和任选的指令。MR检查可以通过检查卡来表示，并且分析模块被布置为针对工作流中的特征分析检查卡，针对这些特征的反馈和/或指导要被提供给用户。
Claims (8)
1.一种磁共振检查系统，包括用户界面和分析模块，
所述用户界面被配置为将表示选定的MRI检查协议中的相继步骤的细节的检查信息提供到所述分析模块，其中，所述选定的MRI检查协议至少包括为准备待检查患者而要采取的动作，
所述分析模块被配置为分析所述检查信息，以导出用于适当地执行MR检查的反馈和任选的指导，
其特征在于，所述分析模块被配置为从所述检查信息中提取所要求的动作，并且经由所述用户界面向用户反馈对采取这些所要求的动作的需要，这些所要求的动作要被采取用于准备待检查患者。
2.一种磁共振检查系统，包括用户接口和分析模块，
所述用户接口被配置为将表示选定的MRI检查协议中的相继步骤的细节的检查信息提供到所述分析模块，其中，所述选定的MRI检查协议至少包括为连接执行所述选定的MRI检查协议所需的辅助设备而要采取的动作，
所述分析模块被配置为分析所述检查信息，以导出用于适当地执行MR检查的反馈和任选的指导，
其特征在于，所述分析模块被配置为从所述检查信息中提取所要求的动作，并且经由所述用户界面向用户反馈对采取这些所要求的动作的需要，其中，所述分析模块被配置为根据所述检查信息导出什么设备需要被连接，经由所述用户界面向所述用户反馈什么设备需要被连接，并且任选地(i)反馈所述设备的连接状态以及(ii)如何附接这些设备。
3.根据权利要求1所述的磁共振检查系统，其中，所述细节包括所述相继步骤的执行的适当顺序。
4.根据权利要求1、2或3所述的磁共振检查系统，其中，所述细节包括相应步骤的技术要求，所述相应步骤的所述技术要求需要被满足以便执行所述MRI检查协议的所述相继步骤。
5.根据权利要求1或3所述的磁共振检查系统，其中，所述反馈涉及将一个或多个局部射频接收器线圈和/或辅助设备连接到所述磁共振检查系统的指令。
6.根据权利要求1所述的磁共振检查系统，包括将静态磁场施加于检查区中的主磁体，所述用户界面包括远离所述磁体的控制台和在所述主磁体处的机架显示器。
7.一种存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括用于进行以下各项的指令：
通过用户界面将表示选定的MRI检查协议中的相继步骤的细节的检查信息提供到分析模块，其中，所述选定的MRI检查协议至少包括为连接执行所述选定的MRI检查协议所需的辅助设备而要采取的动作，
通过所述分析模块来分析所述检查信息，以导出用于适当地执行MR检查的反馈和任选的指导，
其特征在于，所述指令还包括：
(i)从所述检查信息中提取所要求的动作，并且(ii)经由所述用户界面向用户反馈对采取这些所要求的动作的需要，或者
(iii)根据所述检查信息导出什么设备需要被连接，经由所述用户界面向所述用户反馈什么设备需要被连接，并且任选地(iv)反馈所述设备的连接状态以及(iv)如何附接这些设备。
8.一种操作磁共振检查系统的方法，包括以下步骤：
通过用户界面将表示选定的MRI检查协议中的相继步骤的细节的检查信息提供到分析模块，其中，所述选定的MRI检查协议至少包括为准备待检查患者和为连接执行所述选定的MRI检查协议所需的辅助设备而要采取的动作，
通过所述分析模块来分析所述检查信息，以导出用于适当地执行MR检查的反馈和任选的指导，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
(i)从所述检查信息中提取所要求的动作，并且(ii)经由所述用户界面向用户反馈对采取这些所要求的动作的需要，这些所要求的动作要被采取用于准备待检查患者，或者
(iii)根据所述检查信息导出什么设备需要被连接，经由所述用户界面向所述用户反馈什么设备需要被连接，并且任选地(iv)反馈所述设备的连接状态以及(iv)如何附接这些设备。
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