CN1435155A - 通过自动匹配测量场的磁共振成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁共振成像方法，该方法对受检体(1)的感兴趣区域进行成像磁共振测量，并显示出该感兴趣区域内预先给定位置和取向的断层的磁共振断层图像，其中，在进行成像磁共振测量之前，对受检体(1)的至少一部分进行二维或三维磁共振概貌摄影。该方法还依据磁共振概貌摄影自动确定所述受检体(1)部分的包络(2)，并在考虑该包络(2)的情况下，由预先给定的断层的位置和取向自动计算出用于所述成像磁共振测量的最小测量场的大小，其中，在磁共振断层图像上不出现或仅出现预先给定度量的卷褶。所述方法以简单的方式实现了每个所选择断层与最小测量场之间的最佳匹配。

Description

通过自动匹配测量场的磁共振成像方法
技术领域
本发明涉及一种磁共振成像方法，其中，对受检体的感兴趣区域进行成像磁共振测量，并显示该感兴趣区域内预先给定位置和取向的断层的磁共振断层图像，其中，在进行成像磁共振测量之前，至少对受检体的一部分进行二维或三维磁共振概貌摄影。
背景技术
磁共振层析摄影(断层造影)是一种公知技术，用于获取活受检体的体内图像。为了进行磁共振断层造影，由一个基本磁场磁铁产生稳定的、相对均匀的基本磁场。通过该基本磁场预先给定空间方向z，并由此定义一个遵循右手法则的正交坐标系统。在拍摄预先给定的对象断层的磁共振图像期间，对该基本磁场叠加由所谓的梯度线圈产生的快速通断的梯度场。选择合适的梯度场，可以实现空间分辨力所需的磁共振信号的位置编码。在此，断层方向、读出方向和相位编码方向一般不同，这三个方向通常是相互垂直的。在成像磁共振过程中，用高频发射天线将用于激发磁共振信号的高频脉冲射入受检体体内。由这种高频脉冲所激发的磁共振信号被高频接收天线接收。基于这些由接收天线接收的磁共振信号，可以产生受检体感兴趣的身体部位内一个或多个预先给定位置和取向的断层的磁共振图像。
再现上述磁共振图像的前提是对所测得的数据进行单义的位置编码。而要进行所述位置编码，需要预先给定用于确定感兴趣区域的图像场或测量场(即FoV：成像视野)的大小。如果要接收天线能覆盖由高频脉冲所激励的体积，则需要将所述测量场与对象体积进行匹配。如果不进行这种匹配，则会出现含义模糊的信号编码，这将导致在再现磁共振图像时产生卷褶。
为了避免在相位编码方向上产生卷褶，常常需要对数据行进行费时的额外测量。在断层方向上一般利用断层选择激励，而在读出方向，在很多情况下为了避免卷褶，经常使用加倍的采样率进行测量，因为这里不必考虑时间的限制。尽管采取了上述措施，但由于测量场越小，空间分辨力就越高，因此仍然希望尽可能好地将测量场与感兴趣区域进行匹配。但正是在倾斜截面控制(schraege Schnittfuehrung)，即断层磁共振摄影中，由于层的法线方向与基本磁场或身体主轴的一正交空间方向不一致，因此很难估计所需最小测量场的大小，在该最小测量场中，磁共振图像上没有或仅有预先给定度量的卷褶。另外，在这种情况下，常常无法估计通过上述过采样(Oversampling)获得的较小测量场。因此，为了保证可靠性，采用较大的测量场或图像场进行测量，以避免出现卷褶。但是如果测量场或图像场太大，又会导致空间分辨力下降。
目前，给定测量场的大小都是由磁共振设备的使用者在图形断层定位期间、在身体部位的磁共振概貌摄影中，通过手动调节图像大小和图像位置或输入相应的位置参数来实现的。另外，还可手动调换相位编码方向和读出方向，以优化测量场并将卷褶减至最少。在此，选择二维测量场的最短轴方向作为相位编码方向。有时也会断开各个天线元件或线圈元件，或者在激励脉冲序列内接通附加的饱和脉冲，以避免磁共振图像中的卷褶信号成分。所有上述措施都要由设备的使用者手工输入，而且需要有非常丰富的经验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种磁共振成像方法，以简化磁共振设备使用者对最佳测量场的选择。
在所述磁共振成像方法中，以公知的方式对受检体的感兴趣区域进行成像磁共振测量，并显示出在该感兴趣区域内由使用者预先给定位置和取向的断层的磁共振断层图像。其中，在进行成像磁共振测量之前，对受检体或受检体的一部分(例如胸腔)进行二维或三维的磁共振概貌摄影，并根据该概貌摄影对用于随后磁共振摄影的断层进行局部化、定位和取向。本方法依据该磁共振概貌摄影自动计算出受检体或受检体上进行概貌摄影的部分的包络，该包络与对象的外边界一致。在使用者给定计划的磁共振摄影要测量的受检体断层的位置和取向之后，将根据该断层平面或截面的位置和取向形成一个具有受检体的包络的断面，并由此计算出计划的成像磁共振测量的最小测量场。其前提是，在随后测得的磁共振图像中没有卷褶出现，或者出现由使用者预先给定度量的卷褶，例如仅在磁共振图像狭窄的边缘区域内出现。本方法完全自动地计算出最小测量场，而不需要使用者进行任何估计或使用任何经验值。
因此，本方法明显简化了对最佳测量场的确定，从而可以随时使用最小测量场来获得最大的空间分辨力。通过这种自动计算，在随后继续进行的磁共振测量中，大大减少了使用者在对磁共振测量进行计划期间，对改变层取向所产生的对象截面所需的估计和调整。在此可以充分利用以下技术，即，通过前面所做的三维磁共振概貌摄影，自动计算每个任意对象截面的大小。在二重倾斜截面控制(doppelt-schraege Schnittfuehrung)中，该技术具有显著优势。
在本方法的一种优选实施方式中，还基于所计算的测量场大小自动选取相位编码方向和读出方向，使得读出方向与测量场的较长轴方向一致。由此，在测量期间总能选取最佳的相位编码方向和读出方向。本方法还会自动考虑使用者所希望的或在测量报告(Messprotokoll)中计划的过采样，以确定出没有或仅具有预先给定度量的卷褶的最小测量场。
在本方法的一种扩展方式中，在最小测量场的计算中还考虑了接收天线线圈元件的灵敏度容量(Empfindlichkeitsvolumen)。该灵敏度容量通常已知，可应用到上述计算过程中，当然，也能以公知的方式在三维概貌摄影中确定该灵敏度容量，例如为优化填隙片(Shim)所进行的概貌摄影。要完全避免卷褶，最小测量场必须在所述截面内完全包含该灵敏度容量。
在本方法的最简单的实施方式中，为了完全避免卷褶，使该最小测量场这样包围所计算出的受检体截面，即，使该截面完全包含在该测量场中。由较小测量场产生的卷褶的大小同样可根据该测量场的大小在相位编码方向或读出方向上，以与由对象包络所界定的截面的比例计算出来。
测量场的自动匹配是一种可以由使用者在菜单或规程控制中选出的规程特性(Protokolleigenschaft)。它是由使用者在进行图形断层定位期间，即在屏幕上，在概貌摄影中对所期望的截面进行定位、旋转或取向期间实现的，而没有对使用者进行不断的询问。如果需要或者可以修改测量序列的其它序列参数，则这种修改将在断层定位之后进行。当然使用者也可以在进行磁共振测量之前再次修改自动计算出来的最小测量场。
附图说明
下面结合附图所示的一种实施方式对本发明再次进行简短说明：
图1为用流程图说明本方法通过确定最佳测量场产生磁共振图像过程的示意图；
图2举例示出了从一次概貌摄影中获得的三幅用于对待测量断层进行定位和取向的断层图像；
图3举例示出了最小测量场大小相对于对象包络的示意图。
具体实施方式
图1示出了实施上述成像磁共振测量的各个步骤。如在几乎所有的磁共振检查中一样，该测量的起点也是对受检体或受检体的一部分进行概貌摄影，以便对随后的拍摄(即对受检体的断层)进行局部化和定位，由此会获得一幅磁共振断层图像。
图2给出了一个示例，其中，从上述磁共振概貌摄影中选出了一幅冠状面视图、一幅横断面视图和一幅矢状面视图。这三幅视图从相应的面示出了受检体1的一部分，从这些视图中可以辨认出受检体1的包络2。本方法可以从所测得的概貌数据中自动计算出受检体1的三维包络2，从而可以识别出对象1在其任意截面中的延伸。使用者可以在这些视图中为随后进行的任何磁共振测量标记出待测取的断层的位置和取向，如图中虚线7所示。
现在使用者可以在应用上述图形断层定位(GSP)时选择自动匹配几何参数的选项。如果使用者要进行例如平行径向(parasagital)扫描断层控制，则在预先给定待测取的断层的位置和取向之后，根据对象或对象边界的包络自动计算出最小测量场，并将其进行可视化显示。上述计算不需要花费太多时间，因为它只是对所选取的带有对象包络的断层截面进行几何计算。根据对这种由包络界定的截面的认识，可以将最小测量场包围在该截面周围(如图3所示)。然后就可以用该自动计算出的测量场进行随后的磁共振测量，以获得所选出的断层的磁共振图像。如果迄今为止对象截面的大小在读出方向上比在相位编码方向上小，则会在进行测量之前自动调换上述两个方向。将会自动考虑在读出方向上的过采样、线圈的灵敏度特性，或者还有饱和脉冲的位置和延伸。
除了选择没有卷褶的磁共振摄影之外，使用者还可以预先给定可接受的卷褶度量，然后在此基础上同样自动计算出最小测量场。可以将几何参数作为基本调节参数，也可以用作系统建议的参数，但用户总是可以对其进行调整和修改。如果截面的位置和取向不变，则在用户修改过程中没有继续进行的自动匹配。
图3以明显的图解方式示出了受检体1的感兴趣区域的截面图像的例子。该例中为了避免卷褶，将最小测量场3选择为恰好完全包含受检体的包络2。另外，这样选择相位编码方向6以及读出方向5，即，使相位编码方向6按计算出的测量场3的较短轴方向延伸。
如果由用户给出确定的卷褶度量，则意味着他接受在磁共振图像中例如用测量场3切割包络2，如图中虚线4所示。在这种减小的测量场中，卷褶会出现在磁共振图像读出方向5两侧，其大小取决于该测量场相对于对象在读出方向延伸的大小，并且可以计算出来。
本方法在每次修改截面或测量断层的位置或取向时，都可以自动优化测量场，并选择相位编码的最佳方向。通过这种方法，总能在给定条件下和以最少(或由使用者给定的)卷褶测量出具有最大空间分辨力的测量场。

Claims (6)

1.一种磁共振成像方法，该方法对受检体(1)的感兴趣区域进行成像磁共振测量，并显示出该感兴趣区域内预先给定位置和取向的断层的磁共振断层图像，其中，在进行成像磁共振测量之前，对受检体(1)的至少一部分进行二维或三维磁共振概貌摄影，其特征在于，依据该磁共振概貌摄影自动确定所述受检体(1)部分的包络(2)，并在考虑该包络(2)的情况下，由预先给定断层的位置和取向自动计算出用于所述成像磁共振测量的最小测量场的大小，其中，在磁共振断层图像上不出现或仅出现预先给定度量的卷褶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述最小测量场(3)的大小，自动选择用于成像磁共振测量的读出方向(5)和相位编码方向(6)，所述读出方向(5)与所述测量场(3)较长轴的方向一致。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在计算所述测量场(3)时考虑预先给定的过采样。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在计算所述测量场(3)时考虑用来测取磁共振信号的线圈的灵敏度特性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在计算所述测量场(3)时考虑在进行成像磁共振测量时射入的饱和脉冲的位置和延伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在进行成像磁共振测量之前，可由用户更改所计算出的测量场(3)的大小。
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