CN111150397B - 创建检查对象影像的方法、医学成像系统以及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于建立检查对象的影像的成像系统，所述成像系统具有系统部件和控制部件。系统部件具有部件特性，所述部件特性可以采用在由成像系统决定的第一值域中的值。在此，其他成像系统的相应的系统部件具有相应的带有其他值域的部件特性，所述其他值域与第一值域具有重叠区域。控制部件构成为，在创建影像时控制系统部件的使用，其中控制部件可在兼容模式中运行。在兼容模式中，控制部件配置为，在创建影像时仅为系统部件的部件特性允许位于重叠区域中的值。
Description
技术领域
本发明涉及成像的领域并且尤其涉及一种用于创建检查对象的影像的成像系统，一种医学成像系统，一种用于确定检查对象的影像的方法，以及这样创建的影像的应用。
背景技术
通常，为了创建检查对象、例如在医学成像中的患者的影像，控制成像系统的系统部件，使得系统部件的部件特性采用特定的值。在此，创建的影像与相应的成像系统和分别设定的值相关。尤其在医学成像中，不同类型的成像医学设备——如不同的计算机断层扫描或磁共振断层扫描设施——的数量继续增大。由此，可以为不同的用户细分提供匹配于相应要求的设备/系统。区别特征在此可以是性能或设备特征，其对应于特定的部件特性和相应部件特性可以采用的值。典型地，提供MR设施(磁共振断层扫描设施)，具有不同的基本场强、不同的梯度场强和开关速度以及不同数量的发送或接收通道。
为了提供期望的诊断质量——例如对比度、分辨率、信噪比等——或者为了能够实现尽可能短的记录时间，将为相应的成像系统提供的测量协议通常优化。因此，例如通过用尽可提供的性能特征——即尤其使用具有对相应的应用优化的值的部件特性——可以缩短记录时间。因此，例如在具有更有性能的、即性能更高的梯度或接收系统的MR设施中，通过更高的梯度——即在梯度系统中梯度值置于更高的范围中——与在具有性能较低的梯度系统的其他MR设施中相比能够在更短的时间中创建具有类似的图像质量的影像。
当然，优化的测量协议可以引起，借助不同的成像系统创建的影像例如在跟踪检查中并不直接彼此类似的并且由于测量协议的个体化的优化——例如对于一种MR设施和另一种MR设施——可能存在不同的图貌(Bildeindruck)。
存在如下需求，改进成像，并且在此尤其提高——例如在医学成像中用于跟踪检查的——图貌的、即借助于成像创建的影像的特性的可复现性，和/或使多个可能不同的成像系统的使用更有效。
发明内容
本发明分别通过用于创建检查对象的影像的成像系统、通过医学成像系统、通过用于确定检查对象的影像的方法和通过其应用来实现所述目的。本发明的有利的实施方式、改进方案和变型形式尤其是实施例的主题。
本发明的第一方面涉及一种用于创建检查对象的影像的成像系统。成像系统具有系统部件和控制部件。系统部件具有部件特性，所述部件特性在创建影像时可以采用在由成像系统决定的第一值域中的值。在此，另外的成像系统的相应的系统部件具有带有另外的值域的相应的部件特性，所述另外的值域与第一值域具有重叠区域。控制部件构成为，在创建影像时控制系统部件的使用，其中控制部件可在兼容模式中运行。在兼容模式中，控制部件配置成，在创建影像时仅允许用于系统部件的部件特性的位于重叠区域中的值。
在本发明的意义上，将“部件特性”至少理解成物理特性或功能特性。因此，例如系统部件可以在第一值域中/关于第一值域执行特定的功能，并且在此在创建影像时设定物理参数和/或引起用于物理变量、如例如场强的特定的值。例如系统部件也可以根据软件执行特定的功能，其中特定的实现方案能够在成像系统中或在另外的成像系统中存在或不存在，使得一个成像系统提供特定的实现方案，而另外的成像系统不提供所述实现方案(或不能提供)。在此，这种软件实现方案或功能的特征可以分别在于如下值，使得分别在其中存在的——或可能的——软件实现方案或功能限定值域和/或相反地功能或实现方案的执行可以限于子集，例如在值域的重叠区域中。
允许用于部件特性的值仅在重叠区域中的优点尤其可以在于，另外的成像系统的相应的部件特性也可以采用这种值。因此，引起设定这种值的测量协议可以在两个系统上、即在所述成像系统和所述另外的成像系统上执行，由此可以使成像系统的使用更有效。此外，能够在两个成像系统上实现类似的图貌，其方式为：为部件特性设定相同的值。因此，相同的测量协议可以在两个不同的成像系统上执行，即使没有可能的在前的转换时也如此，由此不同的成像系统可以与其相应的可用性相关地从而有效地使用，并且借助两个不同的成像系统能够产生检查对象的一致的影像并从而实现一致的图貌，由此例如在医学成像时可以改进和/或简化基于这种影像的诊断。
根据一些实施方式，成像系统具有输入装置，所述输入装置配置为，基于用户的输入激活或禁用兼容模式。
根据一些实施方式，成像系统具有输出装置，所述输出装置配置为，尤其借助于用户界面输出，兼容模式是否激活。以所述有利的方式，用户可以识别，例如在让所述用户执行测量协议之前可以识别，兼容模式是否有效或者——在可能多个兼容模式的情况下——哪个兼容模式是有效的。
根据一些实施方式，控制部件可在兼容模式中或在性能模式中运行。在此，控制部件在性能模式中配置为，在性能模式中创建影像时允许系统部件的部件特性的如下值，所述值位于第一值域中但是在重叠区域之外。由此，可以提高成像的质量和/或相对于在兼容模式中创建影像缩短需要用于创建影像的记录时间。
根据一些实施方式，控制部件可在兼容模式中或在性能模式中运行。在此，控制部件在性能模式中配置为，在性能模式中创建影像时允许系统部件的部件特性的如下值，所述值位于第一值域中但不一定在重叠区域之外。由此，能够实现如下测量协议，所述测量协议将可能的值的更大的范围用于部件特性，使得例如成像系统的用户在性能模式中具有在使用成像系统方面更大的自由度，并且能够实现，进一步地用尽成像系统的性能能力。
在控制部件可在性能模式中运行的一些实施方式中，控制部件在性能模式中此外配置为，将用于兼容模式的用于创建影像的测量协议转换成用于性能模式的测量协议，并且执行转换过的测量协议。以所述有利的方式，用于兼容模式的测量协议也可以在性能模式中执行。在此，控制部件在一些变型形式中配置为，在转换时或在执行转换过的测量协议时也将位于重叠区域之外的值用于部件特性，使得在转换过的测量协议情况下在性能模式中也可以使用可能更高的性能能力。
根据一些实施方式，在转换测量协议时，可以使测量协议的一个或多个参数匹配于相应的成像系统或相应的兼容模式。
根据一些实施方式，控制部件此外配置为，将原始并不针对兼容模式创建的测量协议——例如用于性能模式的测量协议——转换成用于兼容模式的测量协议，并且在兼容模式中执行转换过的测量协议。由此，在兼容模式中可以使用其他测量协议，由此在运行这种成像设备时效率可以提高。此外，在一些变型形式中，控制部件配置为，存储转换过的测量协议，由此其可以在兼容模式中在该成像系统和另外的成像系统上尤其在没有附加的/重新的转换时执行。
为了将针对兼容模式的测量协议转换成在其他运行模式中、尤其在性能模式中的测量协议，或者为了以反向方向进行转换，控制部件在一些变型形式中可以配置为，执行协议转换功能。在此，协议转换功能在一些变型形式中可以对应于所谓的“菲尼克斯功能”。
通过协议转换功能，可以将系统部件的组合的值自动地转换成适合于各另外的运行模式的值。因此，例如在MR设施中用于梯度强度(即尤其梯度场强或磁场强度)和/或梯度上升速率(即尤其短的上升速率)的较小的可实现的值可以通过相应更长的上升时间或保持持续时间至少部分补偿。然而因为实际测量进程由于适配的测量协议、即转换过的测量协议不同于利用原始测量协议的实际的测量进程，所以能够得出在影像创建中的区别和因此能够得出不同的图貌。尽管如此在转换中优点尤其可以在于，可以将测量协议用于不同的成像系统，其中自动的转换能够实现有效地使用不同的成像设备和/或保持得到的图貌相似，只要基于不同的系统部件可行。
在本公开的范围中，尤其或仅将测量协议从第一成像系统传输到另外的成像系统上的功能性称作为所谓的“菲尼克斯功能”。只要另外的成像系统的系统部件允许在不改变的情况下执行所述协议，那么不改变地使用该协议，否则将该协议自动地匹配于另外的成像系统的系统部件的性能能力。
不同于所谓的“菲尼克斯功能”，兼容模式能够实现，在创建检查对象的影像时在不同的成像系统上实现类似的——或甚至相同的——图貌，因为仅为系统部件的部件特性允许如下值，所述值对于涉及的成像系统在重叠区域中、即共同地是可能的并从而在兼容模式中创建影像时也仅允许这种值或关于部件特性设定。以所述方式在一些优选的变型形式中根本不需要转换用于系统部件的要设定的值，因为(共同的)兼容模式保证，在将用于兼容模式的这种测量协议在两个具有所述兼容模式或相同的兼容类别的成像系统之间传输时不需要适配测量协议。
根据一些实施方式，控制部件此外配置为，检查在创建影像时用于部件特性的要设定的值是否位于第一值域中和/或至少在兼容模式中也处于重叠区域中。在此，创建影像根据检查的结果执行或者不执行，和/或只要所述值虽然处于第一值域中但是在重叠区域之外，那么在性能模式中创建影像，并且输出错误信号。如果不执行创建，因为要设定的值处于第一值域之外或者处于重叠区域之外，那么控制部件在一些变型形式中配置为，提供错误信号。
在一些实施方式中，兼容模式确定第一与系统无关的成像系统，所述第一与系统无关的成像系统具有与系统无关的系统部件和与系统无关的控制部件。与系统无关的系统部件具有部件特性，所述部件特性与成像系统的系统部件的部件特性相对应并且可以采用在与系统无关的值域中的值，所述与系统无关的值域完全位于重叠区域中。与系统无关的控制部件配置为，执行用于兼容模式的测量协议，并且在此将与系统无关的系统部件的部件特性的值设定成在与系统无关的值域中的一个或多个值。成像系统的控制部件在兼容模式中配置为，将用于与系统无关的控制部件的兼容模式的用于创建影像的测量协议提供用于执行，并且将系统部件的部件特性的值根据与系统无关的系统部件的部件特性的值设定。在一些变型形式中，与系统无关的系统部件和/或与系统无关的控制部件可以是虚拟部件，所述虚拟部件在软件实现方案中提取出物理部件，使得尤其对于软件侧的控制——例如根据测量协议——不同的物理成像系统的部件——即例如根据本发明的第一方面的成像系统的系统部件和控制部件——相同地表示。在一些变型形式中，成像系统的控制部件也可以配置为，为与系统无关的控制部件和/或与系统无关的系统部件执行虚拟机。通过这种具有与系统无关的部件的兼容模式，有利地可以与系统无关地实现用于控制成像系统(和其他成像系统)的功能，由此尤其在使用多个尤其不同的成像系统时的效率可以提高和/或在创建影像时的可复现性可以提高。
在兼容模式确定与系统无关的系统部件的一些实施方式中，与系统无关的系统部件配置为，提供在成像系统的与系统无关的控制部件和系统部件之间的接口，并且在此系统部件和与系统无关的系统部件的值相互转换。此外，控制部件配置为，基于与系统无关的系统部件设定成像系统的系统部件的部件特性的值。以所述有利的方式，成像系统的系统部件、即物理部件可以经由与系统无关的系统部件控制，其中在一些变型形式中，可以从(物理的)系统部件的部件特性的值中提取出用于与系统无关的系统部件的部件特性的值。由此可以实现在不同代的成像系统之间的长久的兼容性。
根据一些实施方式，控制部件可以在用于第一系统类别的兼容模式中和在用于第二系统类别的兼容模式中运行，所述第一系统类别包括成像系统和另外的成像系统，所述第二系统类别包括至少又一个另外的成像系统。在此，又一个另外的成像系统的相应的系统部件具有带有第二值域的相应的部件特性，使得又一个另外的成像系统的相应的系统部件的部件特性可以采用在第二值域中的值，其中第二值域由又一个另外的成像系统决定。两个兼容模式的优点可以尤其在于，不同的成像系统可以分别与一个或多个所述兼容模式相关联，并从而借助于控制部件分别可以在这种兼容模式中运行，其重叠区域或值域限定如下值，所述值实际上也可以采用相应的系统部件的相应的部件特性。在一些变型形式中，测量协议也可以分别为兼容模式创建和/或优化或从一个兼容模式转换成各另外的兼容模式。
在控制部件可以在用于第二系统类别的兼容模式中运行的一些实施方式中，重叠区域和第二值域是不相交的或者仅部分地重叠。
在控制部件可以在用于第二系统类别的兼容模式中运行的一些实施方式中，控制部件配置为，在创建影像时将用于部件特性的处于第二值域中但在重叠区域之外的值转换成处于重叠区域中的值。
在重叠区域和第二值域仅部分地重叠的一些实施方式中，控制部件配置为，在用于第一系统类别的兼容模式中创建影像时仅允许用于系统部件的部件特性的如下值，所述值处于重叠区域中。附加地或替选地，控制部件配置为，在用于第二系统类别的兼容模式中创建影像时，仅允许用于系统部件的部件特性的处于第一值域中且同时处于第二值域中的值。
在控制部件可以在用于第二系统类别的兼容模式中运行的一些实施方式中，第二值域尤其完全地处于重叠区域中，即如下值域，在所述值域中用于第一系统类别的系统部件的部件特性的值域重叠。以所述有利的方式，借助用于第一系统类别的兼容模式存在用于性能更高的成像系统的兼容模式，所述性能更高的成像系统因此能够实现更大的值域，而通过用于第二系统类别的兼容模式提供具有较小的性能能力的成像系统的附加的兼容模式，所述成像系统因此仅能够实现较小的值域。
在控制部件可以在用于第一系统类别的兼容模式中和在用于第二系统类别的兼容模式中运行的一些实施方式中，第一和第二系统类别包括根据本发明的第一方面的成像系统和另外的成像系统，而又一个另外的成像系统不由第一系统类别包括。通过用于第二系统类别的兼容模式，因此与用于第一系统类别的兼容模式相比可以实现用于更大数量的成像系统的经由用于第二系统类别的兼容模式创建的影像的兼容性和从而相同的图貌，所述第一系统类别可能包括具有更高的性能能力的成像系统。
兼容模式和尤其对包括日益广泛的成像系统的系统类别的分级的优点尤其可以在于，测量协议分别可以为仍适合的兼容模式创建，然而所述兼容模式对成像设备的性能能力提出相对最小的要求，使得在大数量的成像系统上可以实现相同的图貌和/或在创建测量协议时的效率能够提高。因此对于创建具有低要求的影像可以选择具有相应低的要求的系统类别，而对于在创建影像时的较高的要求可以选择相应的系统类别和用于其的兼容模式，所述兼容模式允许系统部件的部件特性的位于用于具有较低的要求的系统类别的区域之外的值。
根据一些实施方式，成像系统构成为CT设施(即尤其构成为计算机断层扫描设施)。
根据一些实施方式，成像系统构成为MR设施(即尤其构成为磁共振断层扫描设施)。
在成像系统构成为MR设施的一些实施方式中，系统部件是磁场梯度设备，并且部件特性是梯度场强或上升速率，所述上升速率通过磁场梯度设备在确定影像时产生。由此，对于梯形的层激励脉冲和在分别在兼容模式中运行的不同MR设施中的可能的重新相位确定，在时间梯度场变化曲线相同的情况下实现预设的梯度力矩从而在图貌中的一致性提高。
在一些变型形式中，部件特性或其他部件特性可以是：
-最大梯度幅值；
-标称梯度幅值；
-梯度上升速率；
-梯度建模；
-最大HF发送场强；
-平均HF发送场强；
-HF发送建模；
-HF发送通道的数量；
-HF接收通道的数量；
-(存在的/可执行的)软件功能；
-(存在的/提供的/可使用的)硬件功能，如例如3D相机用于检测运动和/或用于修正运动，(不)存在特定的HF接收线圈或(不)存在特定的发送线圈；
-用于SAR限制的患者模型；
-用于神经刺激的患者模型；或者
-其组合。
在一些变型形式中，借助于最大梯度幅值可以有利地为扩散梯度脉冲——所述扩散梯度脉冲通常在于“物理”坐标而不在于“逻辑”坐标，所述“逻辑”坐标基于图像取向——确定测量协议中的梯度场强。
在一些变型形式中，借助于标称梯度幅值可以有利地在“逻辑”坐标中确定测量协议中的梯度场强。
在一些变型形式中，借助于梯度建模对梯度场强的描述可以有利地综合描述这种成像系统的性能能力，例如在特定的时间序列中允许梯度脉冲的幅值多大，以便其可以由放大器生成。这例如在测量序列中使用，所述测量序列在硬件的边界区域中起作用(例如扩散测量)。
在一些变型形式中，HF发送建模能够实现性能能力的更为综合的描述(观察平均HF发送场强可以实现简化的建模)。
在一些变型形式中，较大数量的发送通道例如能够在借助“并行传输”(pTx)使用时实现更高的加速度因数(这例如涉及二维的或三维的空间选择的激励脉冲)。
在一些变型形式中，较大数量的接收通道能够实现在并行成像时更高的加速度因数(例如GRAPPA，SENSE，CAIPIRINHA)。
因此例如在一些变型形式中，软件版本可以具有附加的功能，例如第一版本可以不支持用于3D成像的并行成像，一个后续版本支持一维中的GRAPPA加速，并且另一后续版本支持二维中的GRAPPA(或CAIPIRINHA)加速，其中在兼容模式中允许这些功能，所述功能在(该系统类别的)全部成像系统上可用/可行。
在一些变型形式中，借助于用于神经刺激的患者模型，有利地可以限制梯度场的改变速率(例如由于调节器限制，以避免周围神经的突显的刺激)，其中例如梯度线圈的设计起作用，或者有利地可以限制特定的梯度脉冲的上升速率。
根据一些实施方式，控制部件配置为，将用于一个兼容模式——例如用于第一系统类别的兼容模式——的测量协议转换成用于另外的兼容模式——例如用于第二系统类别的兼容模式——的测量协议，或者相反。由此测量协议可以自动地随不同的兼容模式使用，由此效率可以提高。在重叠区域和第二值域不相交的一些变型形式中，测量协议的自动转换或者——替选地或附加地——为各另外的兼容模式提供相应的测量协议是特别有利的，因为第一系统类别的成像系统和第二系统类别的成像系统关于其相应的部件特性的值不在重叠区域中、即以相同的值运行。通过(自动的)转换或可能手动适配的测量协议，所述测量协议然而可以在一定程度上被优化，以便在经由相应的测量协议创建影像时实现至少尽可能相同的图貌。
根据一些实施方式，系统部件具有其他的部件特性，其值不能与另外的成像系统的系统部件的相应的另外的部件特性的值协调，即尤其不具有共同的重叠区域。在此，控制部件可以在混合的兼容模式运行，作为所述兼容模式或另一兼容模式。控制部件配置为，在创建影像时执行混合的测量协议，所述混合的测量协议具有用于成像系统的另外的系统部件的值的至少各一个(子)测量协议和用于另外的成像系统的另外的系统部件的值的(子)测量协议，并且对此选择和执行分别适合的测量协议(即用于成像系统的另外的系统部件的值得(子)测量协议)。在此，两个(子)测量协议彼此协调成，使得其在其执行时实现尽可能相同的图貌，尽管可设定的用于相应的另外的系统部件的值是不同的。
本发明的第二方面涉及一种医学成像系统，所述医学成像系统具有根据本发明的第一方面的第一成像系统和根据本发明的第一方面的第二成像系统。在此，第一和第二成像系统分别构成用于确定作为检查对象的患者的影像。
此外，由第一成像系统决定的第一值域不同于另外的由第二成像系统决定的值域，其中第一值域和另外的值域具有重叠区域。在此，第一和第二成像系统的控制部件可以分别在兼容模式中运行并且在其中配置为，仅允许在所述重叠区域中的值。
本发明的第一方面的已经在上文中提到的可能的优点、实施方式或变型形式相应地也适用于医学成像系统。
本发明的第三方面涉及一种用于借助于成像系统创建检查对象的影像的方法，所述成像系统尤其来自多个不同的成像系统的联合体/群组、所述成像系统尤其是医学成像系统。成像系统具有系统部件，所述系统部件具有部件特性，所述部件特性在创建影像时可以采用由成像系统决定的第一值域中的值。此外，尤其来自联合体/群组中的另外的成像系统的相应的系统部件具有相应的部件特性，其值可以采用另外的值域，其中另外的值域与第一值域具有重叠区域。该方法具有：激活兼容模式；和创建影像，其中对于系统部件的部件特性在兼容模式中仅允许处于重叠区域中的值。
在一些变型形式中，成像系统可以是根据本发明的第一方面的成像系统。在一些变型形式中，联合体可以具有多个根据本发明的第一方面的成像系统。附加地或替选地，在一些变型形式中，联合体或医学成像系统可以是根据本发明的第二方面的医学成像系统。
方法在一些变型形式中也在成像系统上执行并且控制部件通过激活兼容模式在该兼容模式中运行。
本发明的上述方面的已经在上文中提出的可能的优点、实施方式或变型形式相应地也适用于根据本发明的方法。
本发明的第四方面涉及根据本发明的第一方面的成像系统、根据本发明的第二方面的医学成像系统或根据本发明的第三方面的方法的应用，其用于创建一个或多个检查对象的多个影像，其中影像借助于自动图像评估来处理和/或作为训练数据用于机器学习。本发明的上述方面与自动的图像评估一起的或作为用于机器学习的训练数据的应用的优点尤其可以在于，通过兼容模式确保保持不变的图貌，由此在自动的图像评估中可以实现更高的精度或者在机器学习中训练时能够实现更快收敛和/或更为鲁棒的建模。
本发明的上述方面的已经在上文中提到的可能的优点、实施方式或变型形式相应地也适用于根据本发明的应用。
在一些实施方式中，在用于机器学习的方法中，尤其借助于人工神经网络的机器学习的方法中，作为训练数据在兼容模式中借助于至少一个成像系统创建多个影像，并且基于此执行机器学习。通过一致的图貌，可以更简单地训练一个或多个特征，所述特征应通过机器学习识别，和/或实现更高的识别精度。也能够实现，这种训练数据借助较大数量的相应的成像系统获取，所述成像系统虽然具有共同的兼容模式，但是可能在其他方面彼此不同。由此，与借助仅一种类型的成像系统来获取(该类型的成像系统因此通过该类型的全部成像系统是相同的方式会提供一致的图像效果)相比，成像系统可以更好地承担负荷和/或在更大的范围中或更快地获取训练数据。
根据实施方式的方法、设备、系统和应用以及下面的实施例尤其能够实现创建一个或多个检查对象的影像，并且在此尤其可以实现一致的、即尤其相同的图貌。在此，尤其方法的一些实施方式和/或一些实施例可以至少部分自动化地执行。对此，尤其在一些实施方式和/或实施例中，设备或系统或其一部分可以配置为，自动地执行方法部分，或者方法部分可以借助于所述设备、系统或其部分自动地执行。
在本发明的意义上，将“自动地”至少理解成，方法的一部分、尤其方法步骤或方法中的过程和/或设备/系统的功能性无需人干预就能够执行。
其他的优点、特征和应用可能性从下面对实施例的详细描述中和/或从附图中得出。
附图说明
本发明下面参照附图根据有利的实施例更详细地阐述。实施例的相同的元件或构件基本上通过相同的附图标记表示，如果这没有另做描述或者没有从上下文中得出其他内容。
对此部分示意性地示出：
图1示出根据一个实施方式的MR设施；
图2示出根据一个实施方式的用于在性能模式中创建检查对象的影像的方法的流程图；和
图3示出根据一个实施方式的用于在兼容模式中创建检查对象的影像的方法的流程图。
附图是本发明的不同实施方式和/或实施例的示意图。在附图中示出的元件和/或构件不一定符合比例地示出。更确切地说，不同的在附图中示出的元件和/或构件描绘成，使得其功能和/或其目的对于本领域技术人员变得可理解。
具体实施方式
在附图中示出的在功能单元和元件之间的连接和耦联也可以作为间接的连接或耦联实现。尤其地，数据连接可以有线地或无线地、即尤其作为无线电连接构成。特定的连接、例如电连接、例如用于能量供给的连接也可以出于概览性而未示出。
在图1中示意地示出根据本发明的一个实施方式的成像系统10。在此，本发明在下文中尤其根据构成为MR设施的成像系统来阐述。除了根据MR设施的实施例之外，本说明书也对本领域技术人员公开了，其在其他成像系统、如例如CT设施或超声设备中可以如何执行本发明，其中本领域技术人员将MR设施的特定的细节通过关于另外的成像系统的相应的细节、即尤其部件和/或功能或过程替代。
在一个实施例中，MR设施10具有用于产生极化场B0的磁体11，其中设置在床12上的检查人员13——作为检查对象——移动到磁体11中，以便在那里记录出自检查人员13的位置编码的磁共振信号。用于信号记录的线圈、如全身线圈或局部线圈出于概览原因未示出。本发明可以在所谓的并行成像中使用，其中MR信号同时借助多个局部线圈、局部线圈阵列记录。通过放射高频脉冲和借助于梯度线圈15、尤其HF线圈作为发送线圈和/或作为接收线圈切换磁场梯度，通过极化场B0产生的磁化可以偏转离开平衡位置并且被位置编码，并且形成的磁化由接收线圈探测。如何通过放射HF脉冲和通过切换磁场梯度能够以不同的组合和顺序产生MR图像，对于本领域技术人员而言原则上是已知的并且在此未详细阐述。
此外，MR设施10具有控制部件20，所述控制部件可以用于控制MR设施。控制部件20具有梯度控制单元25，用于借助于梯度线圈15控制和切换所需的磁场梯度。HF控制单元24为了控制和生成HF脉冲设为用于偏转磁化。图像序列控制装置26控制磁场梯度、信号探测和HF脉冲的顺序，并从而间接地控制梯度控制单元25、接收线圈和HF控制单元24。经由输入单元17，操作人员可以控制MR设施并且在显示单元18上可以显示MR图像和控制所需的其他信息。具有至少一个处理器单元(未示出)的计算单元29设为控制在控制部件20中的不同的单元。此外，设有存储器单元21，在所述存储器单元中例如可以存储程序模块或程序，所述程序模块或程序当其由计算单元29或其处理器单元执行时，可以控制MR设施的进程。在此，在一些变型形式中，测量协议也存储在存储器单元21中，所述存储器单元又可以控制MR设施的进程，其中其可以使用可能的程序模块或程序。控制部件20、尤其计算单元29如在下文中阐述的那样构成为，在性能模式中和在兼容模式中运行，其中控制与相应的运行模式相关。
下面根据三个MR设施阐述兼容模式和性能模式。在此，一个所述MR设施、例如第一MR设施可以构成为根据本发明的成像系统的实施例，而其余的MR设施、例如第二和第三MR设施分别可以构成为其他的成像系统。在一些变型形式中，这三个MR设施也可以构成为医学成像系统的实施例，其中所述医学成像系统除了第一和第二成像系统之外具有第三成像系统，即尤其第三MR设施。
第一MR设施作为系统部件具有磁场梯度设备，所述磁场梯度设备具有梯度线圈15和梯度控制单元25。借助所述磁场梯度设备(最大)可实现的磁场强度为60mT/m并且(最大)可实现的上升速率为200mT/m/ms。相应地，磁场强度和上升速率分别是系统部件、即在此为磁场梯度设备的部件特性，所述部件特性可以分别采用在第一值域中的值，所述第一值域通过MR设施和尤其通过磁场梯度设备本身决定。
第二MR设施也具有相应的磁场梯度设备，其中可实现的磁场强度为45mT/m并且可实现的上升速率为100mT/m/ms。
最后，第三MR设施也具有相应的磁场梯度设备，其中可实现的磁场强度为30mT/m并且可实现的上升速率为100mT/m/ms。
在用于创建检查人员13的测量协议中，确定梯形的层激励脉冲，其中对于所述梯形的层激励脉冲，梯度幅值为20mT/m并且平台持续时间(Dachdauer)为3ms。对于测量协议中的随后的梯形的重新定相脉冲，从层激励脉冲的中部起构建的归零的梯度力矩必须完全重新定相。
首先，当MR设施在相应的性能模式中运行时，描述MR设施中的进程，使得在测量协议中或在执行测量协议时使用设施专用的优化。
在第一MR设施中，在其性能模式中进行如下内容：
-以200mT/m/ms在0.1ms中上升到20mT/m，3ms平台持续时间，0.1ms下降时间；和
-力矩(20mT/m*3ms)/2+10mT/m*0.1ms＝31mT/m*ms随如下梯度脉冲重新定相，其幅值为60mT/m，斜坡时间0.3ms和平台持续时间0.22ms；从中得出0.1ms+3.0ms+0.1ms+0.3ms+0.22ms+0.3ms＝4.02ms的总持续时间。
在第二MR设施中，在其性能模式中进行如下内容：
-以100mT/m/ms在0.2ms中上升到20mT/m，3ms平台持续时间，0.2ms下降时间；和
-力矩(20mT/m*3ms)/2+10mT/m*0.2ms＝32mT/m*ms随如下梯度脉冲重新定相，其幅值为45mT/m，斜坡时间0.45ms和平台持续时间0.26ms；从中得出0.2ms+3.0ms+0.2ms+0.45ms+0.26ms+0.45ms＝4.56ms的总持续时间。
在第三MR设施中，在其性能模式中进行如下内容：
-以100mT/m/ms在0.2ms中上升到20mT/m，3ms平台持续时间，0.2ms下降时间；和
-力矩(20mT/m*3ms)/2+10mT/m*0.2ms＝32mT/m*ms随如下梯度脉冲重新定相，其幅值为30mT/m，斜坡时间0.3ms和平台持续时间0.77ms；从中得出0.2ms+3.0ms+0.2ms+0.3ms+0.77ms+0.3ms＝4.77ms的总持续时间。
现在，描述在兼容模式中的进程。在此，系统部件(即三个MR设施的磁场梯度设备)的可实现的磁场强度作为重叠区域具有(最大)可实现的磁场强度30mT/m。此外，系统部件(即三个MR设施的磁场梯度设备)的可实现的上升速率作为重叠区域具有(最大)可实现的上升速率100mT/m/ms。
因此，在兼容模式中对于全部三个MR设备得出相同的进程，即：
-以100mT/m/ms在0.2ms中上升到20mT/m，3ms平台持续时间，0.2ms下降时间；以及
-力矩(20mT/m*3ms)/2+10mT/m*0.2ms＝32mT/m*ms随如下梯度脉冲重新定相，其幅值为30mT/m，斜坡时间0.3ms和平台持续时间0.77ms；从中得出0.2ms+3.0ms+0.2ms+0.3ms+0.77ms+0.3ms＝4.77ms的总持续时间。
尽管激励的总持续时间相对于性能模式在第一MR设施中延长19％并且在第二MR模式中延长5％，然而通过相同的进程可以实现相同的图貌。相同的图貌的优点例如可以对于检查人员13的诊断、略微延长的记录持续时间占优势，所述记录持续时间可以从激励的延长的总持续时间中得出。尤其地，在医学日常中除了记录持续时间之外也需要用于检查人员的诊断的其他时间，例如用于支承检查人员，用于澄清，必要时用于造影剂注射，用于测量规划和/或用于校准。借此在一些情况下，略微延长的记录持续时间不会继续产生影响。这尤其可以在如下应用中是这种情况：创建脊椎的影像，解剖学记录，肿瘤学记录和/或造影剂支持的MRT记录，只要其不应/不必检测造影剂的动力学。
相反地，MR设施在性能模式中的运行尤其对于具有高硬件要求的特定的应用会是有利的，使得能够充分利用相应的MR设施的全部性能能力。这种应用例如可以是弥散张量成像，全身弥散成像或者在心脏处或在服用造影剂之后具有高时间分辨率的测量(尤其用于检测在服用造影剂时的动力学)。在此，通过充分利用MR设施的性能能力可以提高诊断质量。
在医学日常中，不同的MR设施也可以分成不同的系统类别，其分别具有不同的性能能力。因此，例如(几乎)全部MR设施都可以在用于对性能能力具有最低要求的第二系统类别的兼容模式中运行，其中在该兼容模式中已经可以执行许多基本诊断应用，即尤其常规应用，如例如在大脑处、在脊椎处或在大关节处借助T1、T2或PD造影剂的解剖学成像——例如借助于TSE技术——或者还有在肿瘤学中的记录。相反地，MR设施的具有较高的性能能力的部分可以与第一系统类别(附加地)相关联并且所述MR设施可以在用于第一系统类别的兼容模式中运行，使得其在用于第一系统类别的兼容模式中能够实现具有高硬件要求的特定的应用。
MR设施也可以配置为，在激活兼容运行模式时自动地考虑测量参数的相关性和限制。因此，例如如下选项自动地切断并且优选地通过在相应的MR设施上可用的替选方案替代，所述选项仅借助特定的许可或仅借助特定的软件版本——提供特定的在软件中实现的功能——和从而并不在每个MR设施上(也例如在一个系统类别之内)可用。因此，例如二维的CAIPIRINHA子扫描(Controlled Aliasing in Parallel Imaging Results in HigherAcceleration)通过一维的GRAPPA子扫描(Generalized Autocalibrating PartiallyParallel Acquisition)替代。在此，计时冲突可以通过延长时间参数、如例如TE或TR等自动地消除。对于实现一致的图貌重要的选项也可以自动地适配，如例如图像标准化或图像滤波。
然而，成像系统、尤其MR设施的系统部件的一些部件特性不能够通过(简单的)兼容模式协调。在MR设施中，这例如涉及基本场强，其中例如具有1.5T的基本场强的MR设施相对于具有3T的基本场强的MR设施在相同的测量协议和对应的测量进程/测量协议的情况下也产生如下影像，所述影像具有不同的造影剂特性和从而造成不同的图貌。对于这种情况，可以设有两个适配的兼容模式或具有两个对应的测量协议的(混合)兼容模式，所述测量协议针对不可协调的部件特性是优化的，使得在执行这两个优化的测量协议来创建检查人员13的各一个影像时，至少尽可能地实现相同的图貌。对此，例如与基本场强相关的不同参数，如例如回波时间TE、重复时间TR、反转时间TI抑或所需的平均的数量或可能甚至还有全部不同的测量技术在两个测量协议中可以被适配。这种适配可以借助于自动转换、基于模拟的优化和/或手动地执行。在此，存储用于两个兼容模式或用于能够实现两个测量协议的(混合)兼容模式的两个测量协议，使得至少在相应的兼容模式中或借助相应的测量协议在不同的MR设施上实现一致的图貌并且在分别不同的测量协议的情况下实现至少一个尽可能相同的图貌，并且图貌的偏差是一致的。相应地，两个对应的测量协议可以组合成混合的测量协议，随后从中尤其选择分别匹配于相应的兼容模式的(子)测量协议。具体在具有不同的基本场强的MR设施中，例如在具有1.5T的基本场强的MR设施中，在一个测量协议中可以执行常规的自旋回波成像，而在具有3T的基本场强的MR设施中，与此对应地在对应的测量协议中执行具有反转准备的梯度回波成像。两个兼容模式或对应的测量协议的优点尤其可以在于，从存储的(对应的)测量协议中能够自动地分别选择和执行适合于相应的MR设施(例如来自医院联合体中的MR设施的群组中)，这提高在创建影像时的可靠性并且使这种MR设施的联合体或群组的运行更有效。
在图2中示出根据本发明的一个实施方式的用于借助于成像系统创建检查对象例如检查人员的影像的方法200的流程图，所述成像系统在性能模式中运行。成像系统具有系统部件，所述系统部件具有部件特性，所述部件特性在创建影像时可以采用在由成像系统决定的第一值域中的值。
在一个实施例中，成像系统对应于针对图1描述的MR设施。
在一个实施例中，方法200包括方法步骤220、222、232、236和238以及方法条件210。方法200在方法开始202处开始并且在方法结束204处结束，其中可以重复地执行一个或多个方法步骤，尤其方法步骤的序列，并且优选地整个方法。
在方法步骤220中，在成像系统、尤其MR设施中激活性能模式，其中在一些变型形式中对此成像系统的控制部件在性能模式中运行。
在方法步骤222中，加载用于性能模式的测量协议并且为此例如从存储器单元21中读出。
在方法步骤232中检查，用于部件特性的值是否位于第一值域中。因此，例如在MR设施中可以检查，要设定的场强或上升速率是否不超过最大可达到的场强/上升速率。
如果要设定的值处于第一值域中，根据方法条件210——这在那里通过<y>用符号表示——执行方法步骤236。
在方法步骤236中，执行测量协议，根据测量协议设定部件特性的值，并从而创建检查对象的影像。
在其他情况下，根据方法条件210——通过<n>用符号表示——执行方法步骤238。
在方法步骤238中，输出错误信号，所述错误信号说明，要设定的值处于(允许的)值域之外。
通过成像系统在性能模式中运行的方法，有利地可以用尽成像系统的性能能力，同时确保，没有设定在第一值域之外的值并且由此没有设定不允许的值。
在图3中示出根据本发明的一个实施方式的用于借助于成像系统在兼容模式中创建检查对象例如检查人员13的影像的方法300的流程图。成像系统具有系统部件，所述系统部件具有部件特性，所述部件特性在创建影像时可以采用在由成像系统决定的第一值域中的值。此外，另外的成像系统的相应的系统部件具有相应的部件特性，其值可以采用另外的值域，其中另外的值域与第一值域具有重叠区域。
在一个实施例中，成像系统对应于针对图1阐述的MR设施10。
在一个实施例中，方法300具有方法步骤222、232、236、238、320、322、324和326以及方法条件210和310。方法300在方法开始302处开始并且在方法结束304处结束，其中可以重复地执行一个或多个方法步骤，尤其方法步骤的序列，和优选地整个方法。
在方法步骤320中激活兼容模式。在此，在一些变型形式中成像系统的系统部件、如根据图1的MR设施10的控制部件20在兼容模式中运行。
在方法步骤222中加载用于兼容模式的测量协议。
在方法步骤322中检查，在执行测量协议时要设定的用于部件特性的值是否处于重叠区域中。
如果这不是这种情况，那么根据方法步骤310——这通过<n>用符号表示——首先执行方法步骤324并且随后执行方法步骤326并且紧接着再次从方法步骤320开始执行方法。在此，在方法步骤324中转换测量协议，使得不再有在重叠区域之外的值出现并且在方法步骤326中存储所述测量协议。之后，在方法步骤320中激活兼容模式之后，可以在方法步骤222中加载这样转换和存储的测量协议。替选地，方法在方法步骤324中的转换之后或在方法步骤326中的存储之后在方法步骤232中继续用于转换的测量协议。替选地也可以输出和结束错误信号，或者方法可以如上描述的那样继续进行。
如果要设定的值处于重叠区域中，那么根据方法步骤310——这在那里通过<y>用符号表示——执行方法步骤232。
在此，从方法步骤232起的其他进程对应于关于图2的方法步骤200中的进程。
在兼容模式中创建影像的方法300的优点尤其可以在于，部件特性仅采用处于重叠区域中的值，由此在不同的成像系统上可以实现一致的图貌，所述成像系统但是至少能够在重叠区域中实现用于相应的部件特性的值。
实施例尤其参照附图详细描述，同时要指出的是，多个变型方案是可行的。此外要指出的是，示例性的实施方案仅为实例，所述实例不应以任何方式限制保护范围、应用和构造。更确切地说，为本领域技术人员通过上面的描述提供用于实现至少一个实施例的指南，其中根据本领域技术人员的期望可以执行多种变型方案、尤其描述的组成部分的功能和/或设置的替选的或附加的特征和/或变型方案，而在此不偏离在独立权利要求中分别规定的主题以及其合规的等价形式和/或不脱离其保护范围。
Claims (13)
1.一种用于创建检查对象(13)的影像的成像系统(10)，所述成像系统具有：
系统部件(15，25)，所述系统部件具有部件特性，所述部件特性在创建所述影像时能够采用在由所述成像系统(10)决定的第一值域中的值；
其中另外的成像系统的相应的系统部件具有相应的带有另外的值域的部件特性，所述另外的值域与所述第一值域具有重叠区域；
控制部件(20)，所述控制部件构成为，在创建所述影像时控制所述系统部件(15，25)的使用，其中所述控制部件(20)能够在兼容模式中或在性能模式中运行，
其中在所述兼容模式中所述控制部件(20)配置为，在创建所述影像时仅允许用于所述系统部件(15，25)的部件特性的如下值，所述值位于所述重叠区域中，并且在此执行用于所述兼容模式的引起设定这种值的测量协议，
而在所述性能模式中，所述控制部件(20)配置为，在所述性能模式中创建所述影像时允许所述系统部件(15，25)的部件特性的如下值，所述值位于所述第一值域中但是在所述重叠区域之外，并且在此执行用于所述性能模式的引起设定这种值的测量协议。
2.根据权利要求1所述的成像系统(10)，
其中所述控制部件(20)还配置为，在所述性能模式中：
-将用于所述兼容模式的用于创建所述影像的测量协议转换成用于所述性能模式的测量协议；和
-执行转换过的测量协议。
3.根据权利要求1或2所述的成像系统(10)，
其中所述控制部件(20)此外配置为，检查在创建所述影像时要设定的用于所述部件特性的值是位于所述第一值域中还是位于所述重叠区域中；
其中根据检查的结果创建或不创建所述影像，或者如果所述值虽然位于所述第一值域中但是在所述重叠区域之外，那么在性能模式中创建所述影像并且输出错误信号。
4.根据权利要求1或2所述的成像系统(10)，其中：
所述兼容模式确定第一与系统无关的成像系统，其具有与系统无关的系统部件和与系统无关的控制部件；
所述与系统无关的系统部件具有下述部件特性，所述部件特性与所述成像系统(10)的所述系统部件(15，25)的部件特性相对应，并且仅能够采用在与系统无关的值域中的一个或多个值，所述与系统无关的值域完全位于所述重叠区域中；
所述与系统无关的控制部件配置为，执行用于所述兼容模式的测量协议，并且在此将所述与系统无关的系统部件的所述部件特性的值设定成在所述与系统无关的值域中的一个或多个值；和
所述成像系统(10)的所述控制部件(20)配置为：
-提供用于所述与系统无关的控制部件的所述兼容模式的用于创建所述影像的测量协议以执行；和
-根据所述与系统无关的系统部件的部件特性的值来设定所述系统部件(15，25)的部件特性的值。
5.根据权利要求1或2所述的成像系统(10)，其中：
所述控制部件(20)不仅能够在用于第一系统类别的所述兼容模式中运行，而且也能够在用于第二系统类别的兼容模式中运行，所述第一系统类别包括所述成像系统(10)和所述另外的成像系统，所述第二系统类别包括至少又一个另外的成像系统；和
所述又一个另外的成像系统的相应的系统部件具有带有第二值域的相应的部件特性，所述第二值域由所述又一个另外的成像系统决定，其中所述又一个另外的成像系统的相应的系统部件的所述部件特性仅能够采用所述第二值域中的一个或多个值。
6.根据权利要求5所述的成像系统(10)，其中：
所述第二系统类别包括所述成像系统(10)；
所述第二值域至少部分地位于所述重叠区域中，并从而确定第二重叠区域；和
所述控制部件(20)在用于所述第二系统类别的兼容模式中配置为，在创建所述影像时仅允许所述系统部件(15，25)的部件特性的如下值，所述值位于所述第二重叠区域中。
7.根据权利要求5所述的成像系统(10)，其中：
所述第二系统类别不包括所述成像系统；
所述重叠区域和所述第二值域不相交；和
所述控制部件(20)在用于所述第二系统类别的兼容模式中配置为，在创建所述影像时将用于所述部件特性的位于所述第二值域中但在所述重叠区域之外的值转换成位于所述重叠区域中的值。
8.根据权利要求5所述的成像系统(10)，其中：
所述第二系统类别包括所述成像系统(10)，但是不包括所述另外的成像系统；
所述重叠区域和所述第二值域不相交；
所述第一值域和所述第二值域至少部分地重叠并从而确定第二重叠区域；和
所述控制部件(20)在用于所述第二系统类别的兼容模式中配置为，在创建所述影像时仅允许用于所述系统部件(15，25)的部件特性的如下值，所述值位于所述第二重叠区域中。
9.根据权利要求1或2所述的成像系统(10)，所述成像系统构成为CT设施。
10.根据权利要求1或2所述的成像系统(10)，所述成像系统构成为MR设施，其中所述系统部件是磁场梯度设备并且所述部件特性是梯度场强或上升速率，所述上升速率通过所述磁场梯度设备在确定所述影像时产生。
11.一种医学成像系统，所述医学成像系统具有第一成像系统和第二成像系统，其中所述第一成像系统和所述第二成像系统是根据权利要求1至10中任一项所述的成像系统，其中：
由所述第一成像系统决定的第一值域不同于由所述第二成像系统决定的另外的值域；和
所述第一值域和所述另外的值域具有重叠区域。
12.一种用于借助于成像系统创建检查对象的影像的方法，所述成像系统具有系统部件，所述系统部件具有部件特性，所述部件特性在创建所述影像时采用由所述成像系统决定的第一值域中的值，其中另外的成像系统的相应的系统部件具有相应的部件特性，其值能够采用另外的值域，并且其中所述另外的值域与所述第一值域具有重叠区域；其中所述方法具有：
-激活(320)兼容模式或性能模式；和
-创建(236)所述影像，其中在所述兼容模式中对于所述系统部件的部件特性仅允许如下值，所述值位于所述重叠区域中，并且在此执行用于所述兼容模式的引起设定这种值的测量协议，而在所述性能模式中，允许所述系统部件的部件特性的如下值，所述值位于所述第一值域中但是在所述重叠区域之外，并且在此执行用于所述性能模式的引起设定这种值的测量协议。
13.一种根据权利要求1至10中任一项所述的成像系统(10)的、根据权利要求11所述的医学成像系统的或根据权利要求12所述的方法的应用，其用于创建检查对象的多个影像，其中所述影像借助于自动图像评估来处理或者作为训练数据用于机器学习。
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