專利名稱：計入功率歷史的磁共振成像方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在遵守SAR邊界值的情況下的磁共振成像方法。其中，對在磁共振層析攝影中待進行測量檢查的患者至少通過一個發(fā)送天線發(fā)射高頻脈沖序列，所產(chǎn)生的磁共振信號就地被分解，由至少一個接收天線測取，以便為產(chǎn)生磁共振圖像或磁共振譜而繼續(xù)進行處理，其中，在進行測量之前，為計劃的測量參數(shù)確定當前SAR值，并在必要時修改這些參數(shù)，直至當前SAR值處于SAR邊界值之內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種用于實施該方法的磁共振裝置。
背景技術：
磁共振層析攝影是一種獲取檢查對象體內(nèi)圖像的公知技術。為了實施磁共振層析攝影由一個基本磁場磁鐵產(chǎn)生一個穩(wěn)定的相對均勻的基本磁場。該基本磁場在拍攝磁共振圖像時與由所謂的梯度線圈產(chǎn)生的、用于位置編碼的、快速關斷的梯度磁場相迭加。為了激發(fā)磁共振信號，利用一個或多個高頻發(fā)送天線將高頻脈沖序列射入檢查對象。由這些高頻脈沖所激發(fā)的磁共振信號由高頻接收天線接收?；谠诟鱾€觀察的測量區(qū)(FoV觀察區(qū))所接收的、能夠覆蓋患者身體的一層或多層的磁共振信號，可以計算并顯示出患者體內(nèi)的層析圖像。在磁共振層析攝影儀中將患者臥榻平移，就可以以這種方式產(chǎn)生患者全身從頭至腳的層析圖像。
對于現(xiàn)代磁共振層析攝影儀的主要要求是快速成像能力。這種要求一方面是出于經(jīng)濟上的考慮，以在每個時間間隔中檢查盡可能多的患者；另一方面是由于某些醫(yī)學課題要求快速成像以獲得檢查結(jié)果。其中一個例子是減少測量中由于患者運動而造成的運動虛像。
但是，快速成像所要求的高頻發(fā)送脈沖或發(fā)送脈沖序列的高重復率也導致患者要承受更多的電磁輻射。法律規(guī)定了在磁共振成像中不能超越的這種SAR負荷(SAR＝Specific Absorption Rate特別吸收率)的邊界值。由于現(xiàn)代磁共振層析攝影技術會使患者承受明顯高得多的SAR值，因此，為了進行測量須設置一個所謂的SAR監(jiān)視器，以保證在測量時能遵守該邊界值。這里除了全身SAR邊界值外，還須注意對不同身體部位的特殊邊界值，其中，重要的是須區(qū)分全身、身體部位和局部照射。
在DE4042212A1中描述了一種磁共振成像方法，其中，為了在實施測量時遵守SAR邊界值，使主磁場在兩個場強之間循環(huán)變化。
SAR負荷一方面取決于各個患者的數(shù)據(jù)，另一方面取決于患者相對于發(fā)送天線的位置、發(fā)送天線的種類以及測量參數(shù)，如發(fā)送功率、重復率、脈沖序列的種類、待測量的層數(shù)以及這些層在患者身體中的位置。測量參數(shù)通常被綜合在測量記錄中。
為了避免在測量中超過法律規(guī)定的SAR邊界值，SAR監(jiān)測器測量系統(tǒng)事實上輻射出的高頻能量，以便當在給定時間間隔內(nèi)所積聚的高頻能量超過法定的界限時將該高頻系統(tǒng)關閉。在每次測量之前，要進行附加預測，以確定計劃的測量參數(shù)的SAR值。通過這種預測可以在準備階段就了解到計劃的測量超越SAR邊界值的情況，為了遵守該邊界值，在必要時可以改變測量紀錄。預測是根據(jù)測量紀錄中測量時間的每個在能量聚積到法律規(guī)定的SAR邊界值的時間間隔內(nèi)時刻來進行的。在每個時間間隔上該總能量不允許超過法律規(guī)定的上限，即當前SAR邊界值。法律規(guī)定的邊界值的能量是根據(jù)在一個幾分鐘的時間段內(nèi)(如5或15分鐘)發(fā)射出的高頻能量的平均值確定的。
為了確定當前SAR值，目前所實施的預測除了使用患者數(shù)據(jù)外，還使用計劃的測量參數(shù)，即測量紀錄。但磁共振測量常常短于作為判斷SAR邊界值基礎的平均時間。由于在許多情況下對患者要進行多種互不相關的檢查，因此至今出于安全考慮，對于從檢查開始前至仍處于當前SAR邊界值的平均時間的時間間隔內(nèi)的計劃的測量，采用最大高頻照射計算其當前SAR值。但這種保守的預測本身導致例如使在對患者進行的很短的一次測量中實際允許的能量吸收減少比值“記錄運行時間/規(guī)定平均時間”。

發(fā)明內(nèi)容
從這些現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種在遵守SAR邊界值的情況下的磁共振成像方法和裝置，以便在磁共振成像時更好地利用磁共振層析攝影的性能。
本發(fā)明要解決的技術問題是通過一種在遵守SAR邊界值的情況下的磁共振成像方法解決的，其中，在磁共振層析攝影儀進行測量時，對患者通過至少一個發(fā)送天線射入高頻脈沖序列，所產(chǎn)生的磁共振信號就地被分解，由至少一個接收天線測取，以便為產(chǎn)生磁共振圖像或磁共振譜而繼續(xù)進行處理，其中，在進行測量之前，為計劃的測量的參數(shù)確定當前SAR值，并在必要時修改這些參數(shù)，直至該當前SAR值處于SAR邊界值之內(nèi)。
本發(fā)明要解決的技術問題還通過一種用于實施上述方法的磁共振裝置來解決，其具有一個第一單元，用于紀錄患者在一次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和一個第二單元，用于在計入存儲的數(shù)據(jù)的情況下為計劃的測量計算SAR值，該數(shù)據(jù)包含患者在已進行過的一次或多次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量之間的時間間隔的信息。
按照本發(fā)明的方法在為計劃的測量確定當前SAR值時計入存儲的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含患者在已進行過的一次或多次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量之間的時間間隔的信息。如果已進行過的測量還處于平均時間之內(nèi)，則對患者在計算SAR值所需的平均時間內(nèi)過去所承受的實際高頻負荷加以考慮。其前提是，對每次測量的相應數(shù)據(jù)進行記錄和存儲。這些數(shù)據(jù)必須一方面包含患者所承受的高頻負荷隨時間變化的過程，另一方面能夠由此確定從已實施的測量的任意時刻的高頻負荷到計劃的測量的任意時刻之間的時間間隔。這可以通過存儲有關測到的高頻負荷的絕對時間信息實現(xiàn)，或例如通過在各個獨立測量之間的間歇的小時間間隔內(nèi)記錄的高頻負荷，從測量數(shù)據(jù)的數(shù)目推測出時間間隔。
在這種情況下，所屬的磁共振裝置必須包含一個記錄測量期間寄存在患者體內(nèi)的高頻功率隨時間變化過程的單元。除了寄存功率也可分別記錄發(fā)射功率和當前吸收功率，即患者吸收的功率和總發(fā)射功率之比。該比值隨患者與發(fā)射線圈之間相對位置的變化而變化。此外，為了計算當前SAR值，該單元須設計成在確定該值時，計入存儲的數(shù)據(jù)。
因此，在本方法中除了對純計劃的測量過程的預測，還包含了對測量前發(fā)生的過程的預測。從該預測中可將迄今為止的功率歷史引入。對于計劃的測量的每個任意時刻，可以考慮在過去的相應的SAR邊界值所處的總平均間隔。這種考慮本身又可以對測量的每個時刻進行。因此，對測量的過去和將來的預測將不再分離，而是作為統(tǒng)一的連續(xù)功率考慮。
上述方法的優(yōu)點在于，對于確定當前SAR值不須再計入過去所記錄的最大照射，而是考慮患者在過去所承受的實際高頻負荷。因此，當過去的負荷較低時，可以在計劃的測量中以較高的功率對患者進行照射，而不會超過SAR邊界值。


以下將結(jié)合附圖參照一種實施方式對本發(fā)明方法以及相應的磁共振裝置在不限制一般發(fā)明構(gòu)思的情況下再次進行簡要描述。附圖為圖1為在互不相關的測量中與時間相關的患者所承受的高頻負荷的示意圖；圖2為可實施本發(fā)明方法的磁共振層析攝影儀的原理構(gòu)造的一個例子；以及圖3為按照一種本發(fā)明方法舉例的實施方式的流程示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了在兩個相互獨立的測量中，患者隨時間所吸收的高頻功率。其過去為10，將來為11。這里，垂直線為當前時刻，對該時刻應確定計劃的測量的當前SAR值。計劃的測量的功率變化12記錄在將來11中。在該圖的時間軸以下顯示了不同的時間間隔，在計算當前SAR值時要平均這些時間間隔上的高頻功率。為了確保在計劃的測量的所有時刻不超過SAR邊界值，須將由箭頭13、14示出的時間窗約從過去在測量開始前到將來計劃的測量結(jié)束移動。這種移動須以足夠小的時間步長進行，以使得在測量中對可能的超過SAR邊界的情況進行識別。在圖中用附圖標記13表示的時間間隔(虛線箭頭)或時間窗說明了過去尚有部分進入確定的SAR值中的狀態(tài)。與此相反，時間間隔14(實線箭頭)完全落入將來。右邊兩個時間間隔的之和的總能量可以由預測很容易確定出來，其中，從測量紀錄參數(shù)中在每個時間間隔上對已知的功率進行積分。然而，為了確定左邊兩個間隔中的總能量，須提供關于過去的吸收功率的信息。在現(xiàn)有技術中卻不是這樣，因此出于安全性考慮，過去的功率如在這樣的時間間隔中的最大允許平均功率。
現(xiàn)在的情況是，對患者輻射的高頻能量沒有達到法律規(guī)定允許的時間平均間隔里的最大能量，所以能夠在接下來的測量中給與一個較高劑量的輻射，而不會超過在預先給定的時間間隔內(nèi)所允許的平均的最大功率。由于上述方法的使用，可以更好利用磁共振裝置對過去患者的功率信息進行存儲和分析。
圖2示出了可實施本發(fā)明方法的磁共振層析攝影儀的剖面示意圖。圖中僅示出了該裝置的主要部件，即基本磁場磁鐵1、梯度線圈系統(tǒng)2、高頻發(fā)送天線3以及接收線圈4。這里，還可以是一個純粹的、為特殊診斷目的而優(yōu)化的接收線圈，或者還可以是一個局部發(fā)送-接收線圈，例如經(jīng)常用在光譜學應用中的接收線圈。此外還可看到躺在患者臥榻6上的患者5，患者臥榻6可沿箭頭所示方向在磁共振層析攝影儀中移動。在測量時，為了產(chǎn)生磁共振信號，通過構(gòu)成為整體線圈的高頻發(fā)送天線3將高頻脈沖射入患者5體內(nèi)。磁共振信號由接收線圈4或由也可作為接收器工作的高頻天線3測取，并以各被探測的測量區(qū)域的兩維磁共振圖像的形式被顯示。為了探測位于測量區(qū)之外的身體部位，將患者5和患者臥榻6向給定方向逐步移動一定的距離。
此外，圖中示出了用于計算SAR值的所謂SAR監(jiān)視器的單元7。該單元7調(diào)用存儲數(shù)據(jù)8，該數(shù)據(jù)8包含患者5在已進行過的一次或多次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量19之間的時間間隔的信息。該存儲的時間過程對應了一個數(shù)組，正如在圖1過去10所示的那樣。在上述情況下，同樣要存儲預測量的起始和截止時間，以便能夠確定每個時刻的高頻負荷以及與計劃的測量的時間間隔。
通過記錄單元9在測量期間，將存儲數(shù)據(jù)8和測量的起始和截止時間一起進行記錄，記錄單元9在固定小的時間間隔上存儲實際的照射的高頻負荷，以使存儲的測量值的數(shù)量與確定的時間間隔相對應。
圖3示出了按照一種實施方式實施本方法的流程圖。其中，首先使患者按可使頭部首先移入檢查區(qū)域的方式躺在從檢查區(qū)域中移出的患者臥榻6上(步驟15)。緊接著在步驟16確定實際計劃測量記錄中的SAR值。在這種情況下，讀取存儲的數(shù)據(jù)8，該包含患者5在已進行過的一次或多次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量(19)之間的時間間隔的信息。因此，步驟16通過對過去的患者的高頻負荷確定出SAR值，只要該負荷仍然處于當前SAR值的平均間隔之中。
在確定了計劃的測量參數(shù)的當前SAR值之后，將和SAR邊界值進行比較，以便在超過該邊界值時能夠為了遵守邊界值再一次改變參數(shù)(步驟17，18)。如果測量參數(shù)遵守了SAR邊界值，則實現(xiàn)實施的測量19。該測量中，高頻負荷的時間過程和絕對時間信息將一起再次存儲在存儲器8中。
參數(shù)的改變既可自動進行也可以通過使用者借助軟件對話來完成。因為在一般的情況下有多種有意義的可能性來改變參數(shù)，所以顯示了由使用者通過軟件對話來進行選擇。
因此，上述方法可將患者吸收的高頻功率與時間一起進行記錄，以此產(chǎn)生所謂的功率歷史。該功率歷史由在一段時間內(nèi)實際吸收的高頻功率值構(gòu)成。在預測的情況下，該歷史在將來計算功率值時隨時間擴展。對此，當全部或僅僅部分處于過去或?qū)頃r，所有時間間隔的總能量同樣可以計算出來。測量以前的能量情況現(xiàn)在不再是假設，而是能夠?qū)嶋H的功率過程計算出來。
權利要求
1.一種在遵守SAR邊界值的情況下的磁共振成像方法，其中，在磁共振層析攝影儀中進行測量(19)時，對患者(5)通過至少一個發(fā)送天線(3，4)射入高頻脈沖序列，所產(chǎn)生的磁共振信號就地被分解，由至少一個接收天線(3，4)測取，以便為產(chǎn)生磁共振圖像或磁共振譜而繼續(xù)進行處理，其中，在進行測量(19)之前，為計劃的測量的參數(shù)確定當前SAR值，并在必要時修改這些參數(shù)，直至該當前SAR值處于SAR邊界值之內(nèi)，其特征在于在確定該當前SAR值時，計入存儲的數(shù)據(jù)(8)，該數(shù)據(jù)(8)包含患者(5)在已進行過的一次或多次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量(19)之間的時間間隔的信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述在測量(19)中患者(5)所承受的高頻負荷是與時間相關進行測取的，并且被存儲。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于對于起始時間和截止時間為恒定功率的測量，一次性測取高頻負荷并加以存儲。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于可以修改作為測量(19)的參數(shù)的重復率、和/或待測量的層數(shù)、和/或?qū)雍?、?或高頻脈沖序列的脈沖掃描角，和/或強制測量間歇的適當?shù)某掷m(xù)時間，直至所述當前SAR值處于SAR邊界值之內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于可以延長作為測量參數(shù)的測量時間，直至所述當前SAR值處于SAR邊界值之內(nèi)。
6.一種用于實施上述權利要求之一所述的方法的磁共振裝置，其具有一個第一單元(9)，用于紀錄患者在一次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和一個第二單元(7)，用于在計入存儲的數(shù)據(jù)(8)的情況下為計劃的測量計算SAR值，該數(shù)據(jù)(8)包含患者(5)在已進行過的一次或多次測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量(19)之間的時間間隔的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及在遵守SAR邊界值的情況下的磁共振成像方法。在磁共振層析攝影儀進行測量時，通過發(fā)送天線對患者射入高頻脈沖，所產(chǎn)生的磁共振信號就地被分解，由接收天線測取，以為產(chǎn)生磁共振圖像和/或磁共振譜而繼續(xù)進行處理。在進行測量前，為測量所計劃的參數(shù)確定當前SAR值，并在必要時修改這些參數(shù)，直至該SAR值處于邊界值之內(nèi)。在確定當前SAR值時，計入存儲的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含患者在已進行過的測量中所承受的高頻負荷隨時間的變化過程，和用于確定已進行過的測量的高頻負荷與計劃的測量之間的時間間隔的信息。該方法可以更好地利用磁共振層析攝影儀的性能，特別是經(jīng)濟上感興趣的，在遵守SAR－邊界值的情況下提高檢查患者的數(shù)量。
文檔編號G01R33/48GK1416777SQ0214696
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權日2001年10月29日
發(fā)明者格哈德·布林克, 理查德·凱爾納, 克勞斯·路德維格 申請人:西門子公司