CN1715945A - 利用磁共振设备测量检查区域的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用磁共振设备(21)测量检查区域(FOV)的方法，该检查区域大于磁共振设备的最大拍摄区域(MFOV)。产生计划数据组(3)；借助其确定检查区域；借助磁共振设备的计算单元将检查区域自动分为多个拍摄区域(FOVi)，最大拍摄区域是拍摄区域(FOVi)尺寸的最大值；产生测量协议(9)，其包括适用于所有拍摄区域的第一组测量协议参数(7)，以及特别适用于各拍摄区域的其它组测量参数(7i)；借助测量协议自动将拍摄区域连续定位在最大拍摄区域内，以为每个拍摄区域(FOVi)分别产生一个测量数据组；借助计算单元和测量协议的测量参数(7，7i)，将测量数据组组合成检查区域(FOV)的总测量数据组。

Description

利用磁共振设备测量检查区域的方法
技术领域
本发明涉及一种利用磁共振设备测量检查区域的方法，其中检查区域大于磁共振设备的最大拍摄区域。
背景技术
磁共振技术(MR技术)实现了医学成像。其中在基本磁场中例如对患者的待检查区域施加高频场(HF场)来激励MR信号的发射。为了空间解析成像检测MR信号，其中借助空间变化的梯度磁场实现位置编码。属于测量的梯度场和HF场序列称为测量序列。MR照片的质量取决于基本磁场的均匀性等等。基本磁场通常是由超导基本磁场磁铁产生的，并与对梯度场和HF场的要求一起确定可用的MR设备最大拍摄区域。该最大拍摄区域通常处于几分米的数量级内。对磁场和HF场的要求，例如涉及空间和时间分辨率的要求，本身取决于相应待实施的测量序列，从而测量序列不同(即所追求的成像不同)则最大拍摄区域的大小也可能不同。
问题是拍摄检查区域，其大于可用的磁共振设备的最大拍摄区域。该问题在MR设备具有所谓短口径时更加突出，也就是具有短的基本磁场磁铁。有问题的检查的例子是所谓的全身检查、脊柱全长检查、外围血管造影检查或涉及转移的预防放映检查。
例如在介入性设问或涉及患者舒适度时，短的基本磁场磁铁的优点由于所属基本磁场的均匀区域很小而被减弱。由此MR技术的目标是，在尽可能短的检查时间里产生尽可能大的、均匀照射的MR照片。其中，从使用者的角度来说，磁共振设备的操作不应当更复杂，而是更简单。
遵循两个拍摄跨越MR设备最大拍摄区域的身体区域的法则：一个是所谓的“步进&组成”技术，另一个是所谓的“扫描期间移动”技术。
在所述第一种“步进&组成”技术中，使用者将检查区域分为多个子区域，通过患者卧榻平移到位置固定的卧榻位置来分别尽可能同心的(即在最大拍摄区域中间)测量这些子区域。每个子测量都形成一次MR拍摄的封闭数据组。不同的MR照片在接下来的后处理步骤中被组合起来。该技术的难处在于不同子测量的多种测量参数必须由使用者来精确确定。这涉及到：
-不同的、可能部分重叠的子测量的拍摄区域的空间位置和大小，
-卧榻平移步骤的最佳时间确定，例如对于造影剂血管造影来说，
-各个待使用线圈的选择，
-考虑基本磁场、梯度磁场和HF场的均匀性和线性性，以均匀照射MR拍摄并减小失真。
在计划和后处理这种检查时，使用者必须考虑很多依赖因素。这需要花费很多时间并需要很高的经验知识。
在所述第二种“扫描期间移动”技术中，在患者连续穿过MR设备时产生三维图像数据组。在此，卧榻的速度以及逐行激励和扫描MR信号的频率这样相互调谐，使得在每个轴中都产生所需要的空间分辨率。该技术还处于早期阶段，并具有这样的缺点：就可以采用的成像方法、也就是测量序列来说该技术是有限的。
由此，这两种推荐的技术就测量准备时间、操作舒适度和测量结果来说对上述问题还没有给出令人满意的解决办法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，简化和加快对一个大于所提供的磁共振设备最大拍摄区域的检查区域进行测量的进程。
根据本发明，该技术问题是通过一种利用磁共振设备测量检查区域的方法来解决的，其中该检查区域大于磁共振设备的最大拍摄区域，其中
-产生计划数据组，并借助该计划数据组确定检查区域，
-借助磁共振设备的计算单元将检查区域自动分为多个拍摄区域，其中所述最大拍摄区域是拍摄区域尺寸的上限，
-产生测量协议，该测量协议包括适用于所有拍摄区域的第一组测量协议参数，并且包括特别适用于各拍摄区域的其它组测量参数，
-借助该测量协议自动将拍摄区域连续定位在最大拍摄空间内，以便为每个拍摄区域分别产生一个测量数据组，以及
-最后借助计算单元和测量协议的测量参数，将测量数据组组合成检查区域的一个总测量数据组。
在此，所述检查区域理解为例如患者的待检查区域。最大拍摄区域理解为开头所述的MR设备的拍摄区域，其中满足待使用测量序列对基本磁场、梯度场和HF场的要求。根据本发明，每个拍摄区域都小于或等于最大拍摄区域，从而分别给定所需的要求。
计划数据组例如可以借助整体测试测量来产生，该整体测试测量例如根据开头所述“步进&组成”技术或“扫描期间移动”技术的方式来实施。计划数据组为使用者显示在MR设备的操作单元上。与当前可用的MR设备的几何形状无关地，也就是说尤其是不依赖于基本磁场磁铁的长度、MR设备的最大拍摄空间等等，由使用者来计划检查。为此使用者确定检查区域和待实施的测量序列等等，也就是说使用者为特定的成像建立测量任务。
通常，为每个这种测量任务产生具有所需测量参数的测量协议。借助本发明，通过将检查区域分解为拍摄区域可以完全自动地处理测量任务。由此为拍摄区域计算特定的、由于该分解而可自动确定的测量参数并分配给这些拍摄区域。自动实施对应的自动参数化的子测量，最后将其测量数据组组合成检查区域的一个总测量数据组。
由此，通过为使用者缩短预处理和后处理时间，根据本发明的方法简化了测量大检查区域的实施。同时缩短了检查时间，因为MR设备作用为专家系统，并例如独立地确定拍摄区域的测量参数。
本发明的另一优点在于，可以不依赖于MR设备来计划测量任务以及由此计划MR拍摄，因为借助本发明的方法将测量任务(即测量序列和检查区域)自动与各种MR设备的不同最大拍摄区域匹配。
另外，在用于生理检查的“屏住呼吸和触发/选通”方法中减少了伪影，因为通过将拍摄区域与测量序列所需的最大拍摄区域相匹配，可以分割地测量大的体积或空间上分隔的体积。
在本方法的优选实施方式中，确定检查区域的大小可以连续地进行，也可以步进地按照预定尺寸(例如最大拍摄区域)的单位进行。优选地，本发明的方法将检查区域分解为相同大小的拍摄区域，从而由使用者独立于拍摄区域一次性选择地或自动地计算尽可能多的测量参数。
在本方法的另一实施方式中，如果在检查区域中设置了至少跨越两个拍摄区域的断层的断层方向，则在分解检查区域时将相邻的拍摄区域重叠。该重叠允许在这两个拍摄区域中的断层相互协调地连接。
附图说明
下面借助图1至图6解释本发明的多个实施例。其中示出：
图1示出本发明方法流程的框图，
图2示出将检查区域分解为拍摄区域并分配测量参数的检查区域的草图，
图3示出一个穿过磁共振设备的截面，其中为了测量而将图2的中间拍摄区域移进磁共振设备的最大拍摄区域的共同中心，
图4A-4G示例性地示出将不同大小的检查区域分解为拍摄区域，
图5示出在拍摄脊柱时对准断层的草图，以及
图6示出肝成像时两个拍摄区域的叠加的草图。
具体实施方式
图1示出利用磁共振设备测量检查区域的方法，其中该检查区域大于磁共振设备的最大拍摄区域。借助测试测量1获得计划数据组3。测试测量1例如是借助“步进&组成”技术或“扫描期间移动”技术对检查区域进行的粗略分辨的检查。借助计划数据组3确定检查区域FOV。为此使用者将该检查区域FOV标记在计算数据组的平面图上，并为该计划数据组分配断层取向和HF测量序列。
适用于检查区域FOV的测量参数7一方面由使用者直接输入，例如HF测量序列的参数、TE参数、MR拍摄的分辨率。另一方面这些参数可以由于磁共振设备的计算单元在后台将检查区域分解为拍摄区域FOVi而给出，例如在对拍摄区域FOVi并行成像时可能的加速因子。
在检查区域FOV大于由磁共振设备提供的最大拍摄区域的情况下，根据本方法产生测量协议9，其使得可以在尽可能没有使用者的其它输入的情况下测量大检查区域FOV。为了产生测量协议9，检查区域FOV在引入磁共振设备的几何参数6的条件下将检查区域分解为更小的拍摄区域FOVi。
测量协议9一方面具有全局测量参数7，另一方面具有固有的、对应于各拍摄区域FOVi的参数7i。全局参数对所有不同拍摄区域FOVi的测量都起着同样的作用。如上所述，全局参数一方面由输入参数7A组成，另一方面由计算参数7B组成，该计算参数例如由检查区域FOV的大小、检查设备的几何参数5和HF测量序列的参数获得。细分为输入和计算参数同样也适用于固有参数7i。
借助全局参数7和固有参数7i，就具备了用于检查的所有参数。在实施对检查区域FOVi的测量11之前，使用者可以校正全局参数或固有参数7、7i。在此，将各个拍摄区域FOVi这样连续定位在MR设备的最大拍摄区域中，即使得尽可能不受卷褶和非线性干扰的影响而进行成像。对于测量来说，例如自动根据每个拍摄区域的固有参数7i来平移患者。
在最后一个步骤13中，为不同的拍摄区域FOVi产生的测量数据组自动组合成检查区域FOV的一个总测量数据组。可以将测量参数7和固有测量参数7i引入再现。例如，这样考虑进行两个拍摄区域FOVi的叠加，使得不同拍摄区域的断层组合成一个断层。将得出的总测量数据组显示给使用者以进行医疗判断。
本方法所需的计算例如可以在磁共振设备的计算单元上进行。
全局参数的例子例如是拍摄区域FOVi的单位大小，通过其延展ΔXi和ΔYi以及通过断层厚度ΔZi和每个拍摄区域FOVi中的断层数来给定，还有分辨率、两个拍摄区域FOVi重叠的大小、HF测量序列的测量参数。固有参数的例子是卧榻位置，在该卧榻位置处对应的拍摄区域最佳地定位在最大拍摄区域MFOV中，还有每个拍摄区域FOVi所采用的线圈数、由此给出的用于在测量时并行成像的加速因子和校准参数，如用于磁场屏蔽的所谓填隙参数。
图2示意性示出患者腿部的测试测量。使用者标出方形的检查区域FOV。该检查区域FOV例如对准平移方向Z。该检查区域自动地被分解为三个拍摄区域FOV1、FOV2、FOV3。断层S平行于两个拍摄区域FOV1...的边界平面延伸。这些断层构造为方形，并分为断层厚度为ΔS的5个断层。每个拍摄区域都有一个中心Z1、Z2、Z3。
测试测量还提供关于各可用局部线圈15的信息。这些局部线圈示意性示出，并对应不同的拍摄区域。例如，拍摄区域FOV1对应局部线圈C1、...C5，拍摄区域FOV2对应局部线圈C6，拍摄区域FOV3对应局部线圈C7。基于所采用的局部线圈15，为不同的拍摄区域FOVi...给定不同的加速因子或不同的TE参数(TE1、TE2、TE3)。
借助图2可以说明在分解为拍摄区域时给定的不同类型的测量参数。涉及整个检查区域FOV的全局测量参数例如是断层厚度ΔS，并且在拍摄区域大小相同时两个相邻拍摄区域FOV1...之间分别相同的间隔通过相邻中心Z1和Z2或Z2和Z3之间的间隔给出。另一个例子是在拍摄区域FOVi中的断层数。
特定于拍摄区域的(固有)测量参数例如是对应于拍摄区域的、用于接收磁共振信号C1、...C7的各个线圈。根据可以采用的线圈C1、...C7数可以采用不同的加速因子来并行成像。在图2中例如只能在第一拍摄区域FOV1中进行图像加速。TE参数也可以在对应处理测试测量时自动设置。在一个拍摄区域FOV1...内，断层S的取向和位置优选涉及所属的中心Z1、...Z3，从而关于断层取向的信息同样也特定于每个拍摄区域FOV1、...FOV3。总之，大多数参数可以根据情况作用为和使用为全局或固有参数。
图3示出一个穿过圆柱形磁共振设备21的截面，该磁共振设备具有最大拍摄区域23，其圆形地位于孔径的中心，并且可以根据所要求的基本磁场、梯度磁场和高频场的质量而变化半径。最大拍摄区域MFOV有一个同心ISO。
图3示出对图2的检查区域FOV的测量。患者25位于磁共振设备21的可平移的患者卧榻29上，他的腿27应该被检查。例如类似于图2所示的状况对测量任务进行计划之后就开始MR测量。在图3中清楚地示出对中间拍摄区域FOV2的拍摄，其中拍摄区域FOV2的中心Z2最接近于同心ISO。
在此自动分解为拍摄区域FOV这样进行，每个拍摄区域FOV1...在测量期间都位于最大拍摄区域23内，并被尽可能均匀地照射。借助各断层与中心Z2的几何关系以及中心Z2与同心ISO的几何关系这样来控制梯度线圈和HF发射天线，即拍摄中间拍摄区域FOV2的计划的断层。不同拍摄区域FOV1...的测量是自动实施的，也就是不同的拍摄区域由磁共振设备21的控制单元自动连续定位在最大拍摄区域23内。
下面借助图4A至4G示出将不同大小的检查区域分解为拍摄区域的可能措施。在此图4A示出具有最小尺寸的拍摄区域31，而图4B示出具有最大尺寸的拍摄区域33，其中最大尺寸通过磁共振设备的最大拍摄区域确定。在该例中最大拍摄区域33双倍于最小拍摄区域31的宽度。如果提高对磁场和梯度场的均匀性和线性的要求，则减小拍摄区域33。
根据图4C最大拍摄区域33可以分解为两个最小拍摄区域31A、31B。如果检查区域更宽，则根据图4D采用两个其宽度在最小拍摄区域31和最大拍摄区域33之间的拍摄区域35A、35B。在例如快速测量序列中，有利的是根据图4D尽可能用大拍摄区域工作。在测量序列对场质量提出很高要求时有利的是，用小拍摄区域工作。这样，图4D的情况同样可以通过图4E所示的3个最小拍摄区域31C、...31E来测量。
如果检查区域还要更宽，则可以例如根据图4F采用两个最大拍摄区域33A、33B，或根据图4G采用4个最小拍摄区域31F、...31I。在图4A至4G中示出的、将不同大小的检查区域分解为不同大小的拍摄区域可以通过多种方式进行。例如，通过将拍摄区域设置为连续宽度，可以连续地设置检查区域的宽度，如在此所述。或者，步进式地设置拍摄区域的宽度，从而按照相应固定的拍摄区域的大小来成块地设置检查区域。
图5示出借助两个拍摄区域FOV4和FOV5测量脊柱41的断层取向的固有参数。每个拍摄区域都有一个中心Z4或Z5。作为固有参数，特定于拍摄区域的给定断层分别关于中心24或25垂直于脊柱41的方向取向。
图6示出在测量加大了的肝45的例子中采用两个拍摄区域FOV6和FOV7的重叠。测量断层这样穿过两个拍摄区域FOV6和FOV7，即例如断层S1由拍摄区域FOV6的断层S16和拍摄区域FOV7的断层S17组成。为了将断层S16和S17尽可能不被察觉地组合成断层S1，采用重叠区域43，以便排除强度或位置的可能波动。

Claims (8)

1.一种利用磁共振设备(21)测量检查区域(FOV)的方法，其中，该检查区域(FOV)大于磁共振设备(21)的最大拍摄区域(MFOV)，该方法具有以下步骤：
-产生计划数据组(3)，并借助该计划数据组(3)确定检查区域(FOV)，
-借助磁共振设备(21)的计算单元将检查区域(FOV)自动分为多个拍摄区域(FOVi)，其中所述最大拍摄区域(MFOV)是拍摄区域(FOVi)尺寸的最大值，
-产生测量协议(9)，该测量协议包括适用于所有拍摄区域(FOVi)的第一组测量协议参数(7)，并且包括特别适用于各拍摄区域(FOVi)的其它组测量参数(7i)，
-借助该测量协议(9)自动将拍摄区域(FOVi)连续定位在最大拍摄区域(MFOV)内，其中为每个拍摄区域(FOVi)分别产生一个测量数据组，
-借助所述计算单元和测量协议的测量参数(7，7i)，将所述测量数据组组合成检查区域(FOV)的一个总测量数据组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定检查区域(FOV)时逐步地按照预定尺寸的单位来设置检查区域(FOV)的大小。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将检查区域(FOV)分解为相同大小的拍摄区域(FOVi)。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在确定检查区域(FOV)时基本上无级地设置检查区域(FOV)的大小。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在将检查区域(FOV)分解为拍摄区域(FOVi)时将拍摄区域自动设置为其大小可在最小体积和最大体积之间变化。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在将检查区域(FOV)分解为多个拍摄区域(FOVi)时，将相邻的拍摄区域(FOVi)重叠，尤其是在对检查区域(FOV)中至少跨越两个拍摄区域的断层(S)进行断层定向时。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，根据检查区域(FOV)的几何形状来调整在检查区域(FOV)中断层(5)的断层定向在该检查区域(FOV)中变化的取向。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，借助特定于拍摄区域(FOVi)的测量参数(7i)这样在最大拍摄区域(MFOV)中定位该拍摄区域(FOVi)，使得产生尽可能无失真的测量数据组。
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