專利名稱：通過自動匹配測量場的磁共振成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振成像方法，其中，對受檢體的感興趣區(qū)域進(jìn)行成像磁共振測量，并顯示該感興趣區(qū)域內(nèi)預(yù)先給定位置和取向的斷層的磁共振斷層圖像，其中，在進(jìn)行成像磁共振測量之前，至少對受檢體的一部分進(jìn)行二維或三維磁共振概貌攝影。
背景技術(shù)：
磁共振層析攝影(斷層造影)是一種公知技術(shù)，用于獲取活受檢體的體內(nèi)圖像。為了進(jìn)行磁共振斷層造影，由一個基本磁場磁鐵產(chǎn)生穩(wěn)定的、相對均勻的基本磁場。通過該基本磁場預(yù)先給定空間方向z，并由此定義一個遵循右手法則的正交坐標(biāo)系統(tǒng)。在拍攝預(yù)先給定的對象斷層的磁共振圖像期間，對該基本磁場疊加由所謂的梯度線圈產(chǎn)生的快速通斷的梯度場。選擇合適的梯度場，可以實現(xiàn)空間分辨力所需的磁共振信號的位置編碼。在此，斷層方向、讀出方向和相位編碼方向一般不同，這三個方向通常是相互垂直的。在成像磁共振過程中，用高頻發(fā)射天線將用于激發(fā)磁共振信號的高頻脈沖射入受檢體體內(nèi)。由這種高頻脈沖所激發(fā)的磁共振信號被高頻接收天線接收?；谶@些由接收天線接收的磁共振信號，可以產(chǎn)生受檢體感興趣的身體部位內(nèi)一個或多個預(yù)先給定位置和取向的斷層的磁共振圖像。
再現(xiàn)上述磁共振圖像的前提是對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行單義的位置編碼。而要進(jìn)行所述位置編碼，需要預(yù)先給定用于確定感興趣區(qū)域的圖像場或測量場(即FoV成像視野)的大小。如果要接收天線能覆蓋由高頻脈沖所激勵的體積，則需要將所述測量場與對象體積進(jìn)行匹配。如果不進(jìn)行這種匹配，則會出現(xiàn)含義模糊的信號編碼，這將導(dǎo)致在再現(xiàn)磁共振圖像時產(chǎn)生卷褶。
為了避免在相位編碼方向上產(chǎn)生卷褶，常常需要對數(shù)據(jù)行進(jìn)行費時的額外測量。在斷層方向上一般利用斷層選擇激勵，而在讀出方向，在很多情況下為了避免卷褶，經(jīng)常使用加倍的采樣率進(jìn)行測量，因為這里不必考慮時間的限制。盡管采取了上述措施，但由于測量場越小，空間分辨力就越高，因此仍然希望盡可能好地將測量場與感興趣區(qū)域進(jìn)行匹配。但正是在傾斜截面控制(schraege Schnittfuehrung)，即斷層磁共振攝影中，由于層的法線方向與基本磁場或身體主軸的一正交空間方向不一致，因此很難估計所需最小測量場的大小，在該最小測量場中，磁共振圖像上沒有或僅有預(yù)先給定度量的卷褶。另外，在這種情況下，常常無法估計通過上述過采樣(Oversampling)獲得的較小測量場。因此，為了保證可靠性，采用較大的測量場或圖像場進(jìn)行測量，以避免出現(xiàn)卷褶。但是如果測量場或圖像場太大，又會導(dǎo)致空間分辨力下降。
目前，給定測量場的大小都是由磁共振設(shè)備的使用者在圖形斷層定位期間、在身體部位的磁共振概貌攝影中，通過手動調(diào)節(jié)圖像大小和圖像位置或輸入相應(yīng)的位置參數(shù)來實現(xiàn)的。另外，還可手動調(diào)換相位編碼方向和讀出方向，以優(yōu)化測量場并將卷褶減至最少。在此，選擇二維測量場的最短軸方向作為相位編碼方向。有時也會斷開各個天線元件或線圈元件，或者在激勵脈沖序列內(nèi)接通附加的飽和脈沖，以避免磁共振圖像中的卷褶信號成分。所有上述措施都要由設(shè)備的使用者手工輸入，而且需要有非常豐富的經(jīng)驗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種磁共振成像方法，以簡化磁共振設(shè)備使用者對最佳測量場的選擇。
在所述磁共振成像方法中，以公知的方式對受檢體的感興趣區(qū)域進(jìn)行成像磁共振測量，并顯示出在該感興趣區(qū)域內(nèi)由使用者預(yù)先給定位置和取向的斷層的磁共振斷層圖像。其中，在進(jìn)行成像磁共振測量之前，對受檢體或受檢體的一部分(例如胸腔)進(jìn)行二維或三維的磁共振概貌攝影，并根據(jù)該概貌攝影對用于隨后磁共振攝影的斷層進(jìn)行局部化、定位和取向。本方法依據(jù)該磁共振概貌攝影自動計算出受檢體或受檢體上進(jìn)行概貌攝影的部分的包絡(luò)，該包絡(luò)與對象的外邊界一致。在使用者給定計劃的磁共振攝影要測量的受檢體斷層的位置和取向之后，將根據(jù)該斷層平面或截面的位置和取向形成一個具有受檢體的包絡(luò)的斷面，并由此計算出計劃的成像磁共振測量的最小測量場。其前提是，在隨后測得的磁共振圖像中沒有卷褶出現(xiàn)，或者出現(xiàn)由使用者預(yù)先給定度量的卷褶，例如僅在磁共振圖像狹窄的邊緣區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)。本方法完全自動地計算出最小測量場，而不需要使用者進(jìn)行任何估計或使用任何經(jīng)驗值。
因此，本方法明顯簡化了對最佳測量場的確定，從而可以隨時使用最小測量場來獲得最大的空間分辨力。通過這種自動計算，在隨后繼續(xù)進(jìn)行的磁共振測量中，大大減少了使用者在對磁共振測量進(jìn)行計劃期間，對改變層取向所產(chǎn)生的對象截面所需的估計和調(diào)整。在此可以充分利用以下技術(shù)，即，通過前面所做的三維磁共振概貌攝影，自動計算每個任意對象截面的大小。在二重傾斜截面控制(doppelt-schraege Schnittfuehrung)中，該技術(shù)具有顯著優(yōu)勢。
在本方法的一種優(yōu)選實施方式中，還基于所計算的測量場大小自動選取相位編碼方向和讀出方向，使得讀出方向與測量場的較長軸方向一致。由此，在測量期間總能選取最佳的相位編碼方向和讀出方向。本方法還會自動考慮使用者所希望的或在測量報告(Messprotokoll)中計劃的過采樣，以確定出沒有或僅具有預(yù)先給定度量的卷褶的最小測量場。
在本方法的一種擴(kuò)展方式中，在最小測量場的計算中還考慮了接收天線線圈元件的靈敏度容量(Empfindlichkeitsvolumen)。該靈敏度容量通常已知，可應(yīng)用到上述計算過程中，當(dāng)然，也能以公知的方式在三維概貌攝影中確定該靈敏度容量，例如為優(yōu)化填隙片(Shim)所進(jìn)行的概貌攝影。要完全避免卷褶，最小測量場必須在所述截面內(nèi)完全包含該靈敏度容量。
在本方法的最簡單的實施方式中，為了完全避免卷褶，使該最小測量場這樣包圍所計算出的受檢體截面，即，使該截面完全包含在該測量場中。由較小測量場產(chǎn)生的卷褶的大小同樣可根據(jù)該測量場的大小在相位編碼方向或讀出方向上，以與由對象包絡(luò)所界定的截面的比例計算出來。
測量場的自動匹配是一種可以由使用者在菜單或規(guī)程控制中選出的規(guī)程特性(Protokolleigenschaft)。它是由使用者在進(jìn)行圖形斷層定位期間，即在屏幕上，在概貌攝影中對所期望的截面進(jìn)行定位、旋轉(zhuǎn)或取向期間實現(xiàn)的，而沒有對使用者進(jìn)行不斷的詢問。如果需要或者可以修改測量序列的其它序列參數(shù)，則這種修改將在斷層定位之后進(jìn)行。當(dāng)然使用者也可以在進(jìn)行磁共振測量之前再次修改自動計算出來的最小測量場。


下面結(jié)合附圖所示的一種實施方式對本發(fā)明再次進(jìn)行簡短說明圖1為用流程圖說明本方法通過確定最佳測量場產(chǎn)生磁共振圖像過程的示意圖；圖2舉例示出了從一次概貌攝影中獲得的三幅用于對待測量斷層進(jìn)行定位和取向的斷層圖像；圖3舉例示出了最小測量場大小相對于對象包絡(luò)的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了實施上述成像磁共振測量的各個步驟。如在幾乎所有的磁共振檢查中一樣，該測量的起點也是對受檢體或受檢體的一部分進(jìn)行概貌攝影，以便對隨后的拍攝(即對受檢體的斷層)進(jìn)行局部化和定位，由此會獲得一幅磁共振斷層圖像。
圖2給出了一個示例，其中，從上述磁共振概貌攝影中選出了一幅冠狀面視圖、一幅橫斷面視圖和一幅矢狀面視圖。這三幅視圖從相應(yīng)的面示出了受檢體1的一部分，從這些視圖中可以辨認(rèn)出受檢體1的包絡(luò)2。本方法可以從所測得的概貌數(shù)據(jù)中自動計算出受檢體1的三維包絡(luò)2，從而可以識別出對象1在其任意截面中的延伸。使用者可以在這些視圖中為隨后進(jìn)行的任何磁共振測量標(biāo)記出待測取的斷層的位置和取向，如圖中虛線7所示。
現(xiàn)在使用者可以在應(yīng)用上述圖形斷層定位(GSP)時選擇自動匹配幾何參數(shù)的選項。如果使用者要進(jìn)行例如平行徑向(parasagital)掃描斷層控制，則在預(yù)先給定待測取的斷層的位置和取向之后，根據(jù)對象或?qū)ο筮吔绲陌j(luò)自動計算出最小測量場，并將其進(jìn)行可視化顯示。上述計算不需要花費太多時間，因為它只是對所選取的帶有對象包絡(luò)的斷層截面進(jìn)行幾何計算。根據(jù)對這種由包絡(luò)界定的截面的認(rèn)識，可以將最小測量場包圍在該截面周圍(如圖3所示)。然后就可以用該自動計算出的測量場進(jìn)行隨后的磁共振測量，以獲得所選出的斷層的磁共振圖像。如果迄今為止對象截面的大小在讀出方向上比在相位編碼方向上小，則會在進(jìn)行測量之前自動調(diào)換上述兩個方向。將會自動考慮在讀出方向上的過采樣、線圈的靈敏度特性，或者還有飽和脈沖的位置和延伸。
除了選擇沒有卷褶的磁共振攝影之外，使用者還可以預(yù)先給定可接受的卷褶度量，然后在此基礎(chǔ)上同樣自動計算出最小測量場?？梢詫缀螀?shù)作為基本調(diào)節(jié)參數(shù)，也可以用作系統(tǒng)建議的參數(shù)，但用戶總是可以對其進(jìn)行調(diào)整和修改。如果截面的位置和取向不變，則在用戶修改過程中沒有繼續(xù)進(jìn)行的自動匹配。
圖3以明顯的圖解方式示出了受檢體1的感興趣區(qū)域的截面圖像的例子。該例中為了避免卷褶，將最小測量場3選擇為恰好完全包含受檢體的包絡(luò)2。另外，這樣選擇相位編碼方向6以及讀出方向5，即，使相位編碼方向6按計算出的測量場3的較短軸方向延伸。
如果由用戶給出確定的卷褶度量，則意味著他接受在磁共振圖像中例如用測量場3切割包絡(luò)2，如圖中虛線4所示。在這種減小的測量場中，卷褶會出現(xiàn)在磁共振圖像讀出方向5兩側(cè)，其大小取決于該測量場相對于對象在讀出方向延伸的大小，并且可以計算出來。
本方法在每次修改截面或測量斷層的位置或取向時，都可以自動優(yōu)化測量場，并選擇相位編碼的最佳方向。通過這種方法，總能在給定條件下和以最少(或由使用者給定的)卷褶測量出具有最大空間分辨力的測量場。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像方法，該方法對受檢體(1)的感興趣區(qū)域進(jìn)行成像磁共振測量，并顯示出該感興趣區(qū)域內(nèi)預(yù)先給定位置和取向的斷層的磁共振斷層圖像，其中，在進(jìn)行成像磁共振測量之前，對受檢體(1)的至少一部分進(jìn)行二維或三維磁共振概貌攝影，其特征在于，依據(jù)該磁共振概貌攝影自動確定所述受檢體(1)部分的包絡(luò)(2)，并在考慮該包絡(luò)(2)的情況下，由預(yù)先給定斷層的位置和取向自動計算出用于所述成像磁共振測量的最小測量場的大小，其中，在磁共振斷層圖像上不出現(xiàn)或僅出現(xiàn)預(yù)先給定度量的卷褶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，依據(jù)所述最小測量場(3)的大小，自動選擇用于成像磁共振測量的讀出方向(5)和相位編碼方向(6)，所述讀出方向(5)與所述測量場(3)較長軸的方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在計算所述測量場(3)時考慮預(yù)先給定的過采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，在計算所述測量場(3)時考慮用來測取磁共振信號的線圈的靈敏度特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在計算所述測量場(3)時考慮在進(jìn)行成像磁共振測量時射入的飽和脈沖的位置和延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行成像磁共振測量之前，可由用戶更改所計算出的測量場(3)的大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁共振成像方法，該方法對受檢體(1)的感興趣區(qū)域進(jìn)行成像磁共振測量，并顯示出該感興趣區(qū)域內(nèi)預(yù)先給定位置和取向的斷層的磁共振斷層圖像，其中，在進(jìn)行成像磁共振測量之前，對受檢體(1)的至少一部分進(jìn)行二維或三維磁共振概貌攝影。該方法還依據(jù)磁共振概貌攝影自動確定所述受檢體(1)部分的包絡(luò)(2)，并在考慮該包絡(luò)(2)的情況下，由預(yù)先給定的斷層的位置和取向自動計算出用于所述成像磁共振測量的最小測量場的大小，其中，在磁共振斷層圖像上不出現(xiàn)或僅出現(xiàn)預(yù)先給定度量的卷褶。所述方法以簡單的方式實現(xiàn)了每個所選擇斷層與最小測量場之間的最佳匹配。
文檔編號G01R33/54GK1435155SQ0310352
公開日2003年8月13日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者尼爾斯·奧辛曼 申請人:西門子公司