減少在包括mri系統(tǒng)和非mr成像系統(tǒng)的組合系統(tǒng)中的干擾的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在包括磁共振(MR)成像的組合成像系統(tǒng)中使用的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明具體適用于PET-MR成像系統(tǒng)，甚至更具體地適用于基本同時采集圖像的成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在MR成像領(lǐng)域中，對于經(jīng)改進(jìn)的醫(yī)學(xué)診斷的需求已經(jīng)導(dǎo)致所謂的組合成像系統(tǒng)的發(fā)展。這樣的成像系統(tǒng)例如利用PET或SPECT的功能成像能力擴大了 MR的軟組織圖像對比的益處。然而，互操作性約束阻撓了對組合成像系統(tǒng)的設(shè)計。在MR成像系統(tǒng)膛內(nèi)生成的幾特斯拉的磁場和高RF場限制了與其組合的非MR成像系統(tǒng)中的設(shè)計自由度，限制了例如可以被用在非MR系統(tǒng)中的材料的范圍。而且，兩個成像系統(tǒng)之間的接近冒著來自一個系統(tǒng)的干擾降低另一個的性能的風(fēng)險。
[0003]通過協(xié)同定位可以形成組合成像系統(tǒng)，在所述組合成像系統(tǒng)中非MR成像系統(tǒng)被靠近MR成像系統(tǒng)放置。在操作期間，患者床在兩個成像系統(tǒng)之間平移，并且連續(xù)地采集圖像。在成像系統(tǒng)之間的分離緩和了一個系統(tǒng)對另一個的影響，但是冒著連續(xù)采集之間的患者運動降低圖像質(zhì)量的風(fēng)險。也可以完全地集成組合成像系統(tǒng)，在所述組合成像系統(tǒng)中將MR成像系統(tǒng)與非MR成像系統(tǒng)組合在同一外殼中，以加劇互操作性問題為代價提供同時采集和圖像偽影的減少兩者。
[0004]在包括MR成像系統(tǒng)和非MR成像系統(tǒng)的組合成像系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的具體互操作性問題是在非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間的電氣干擾的互操作性問題。在此，在非MR成像系統(tǒng)的電路中流動的電流產(chǎn)生電磁輻射，所述電磁輻射冒著由MR成像系統(tǒng)中的敏感RF感測線圈檢測到的風(fēng)險。在同時采集系統(tǒng)中該問題尤其嚴(yán)重，在所述同時采集系統(tǒng)中共享的成像區(qū)域必然要求非MR成像系統(tǒng)的一些部分被定位在靠近敏感RF線圈被定位的MR成像系統(tǒng)的膛。RF感測線圈典型地僅對特定頻率帶寬敏感，因此僅在該帶寬內(nèi)的頻率存在問題。然而，可以在非MR成像系統(tǒng)中被用來提高信號完整性或用來促進(jìn)信號處理的數(shù)字信號具有固有的寬RF發(fā)射頻譜帶寬，所述頻譜帶寬可以落入MR RF接收線圈的接收帶寬內(nèi)，并且由此干擾MR成像系統(tǒng)。
[0005]電屏蔽是減小組合成像系統(tǒng)中的這樣的發(fā)射的完善建立起的方法。在此，通過利用導(dǎo)電屏包圍輻射電路來減少RF發(fā)射。然而，靠近MR系統(tǒng)的膛放置這樣的屏冒著扭曲其磁場并降低MR圖像質(zhì)量的風(fēng)險。更厚更導(dǎo)電的屏以增加MRI圖像中的扭曲為代價減少RF發(fā)射，對該環(huán)境中的電屏蔽的效果做出了限制。而且需要屏中的開口以允許例如冷卻和在其中的電子電路的數(shù)據(jù)傳遞需要對這樣的屏的有效性做出讓步。
[0006]在US 20120089007 Al中公開了用于減少非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間的干擾的另一種技術(shù)。US 20120089007 Al公開了通過在非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間使用公共時基來減少這樣的干擾。
[0007]Sebok D A 等人在 Investigative Rad1logy，Philadelphia，PA，US，卷 26，4 號，1991 年 4 月 I 日，353 至 357 頁的文獻(xiàn)“ Interleaved magnetic resonance and ultrasoundby electronic synchronisat1n”公開了通過對超聲進(jìn)行門控使得在MR數(shù)據(jù)采集的時間期間禁用所述超聲，以使超聲門控與MRI和平共存的技術(shù)。
[0008]Demeester等人的專利申請US 2009/195249 Al公開了包括輻射探測器環(huán)的PET探測器環(huán)，所述輻射探測器環(huán)包括通過光電倍增管查看的閃爍體，和對輻射探測器環(huán)的光電倍增管經(jīng)行屏蔽的磁場屏蔽圍場。PET探測器環(huán)可以是也包括磁共振掃描器的混合成像系統(tǒng)的部分。
[0009]Ladebeck等人的專利申請US 2008/169812 Al公開了具有兩個斷層攝影測量設(shè)備的斷層攝影測量系統(tǒng)，所述兩個斷層攝影測量設(shè)備中的第一個可能以不利于進(jìn)行測量的方式干擾第二個。在一個實施例中，所述系統(tǒng)包括在第一測量設(shè)備中的關(guān)斷機械裝置，以及到第一測量設(shè)備的外部連接，所述外部連接用于在第二測量設(shè)備正在進(jìn)行測量的情況下，將關(guān)斷信號傳輸?shù)剿鲫P(guān)斷機械裝置。
[0010]盡管以上提及的方法在一定程度上減少了非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間的干擾，但是對提高質(zhì)量的MR圖像以進(jìn)一步改進(jìn)患者診斷的需求要求更進(jìn)一步地減少這種干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種用于減少非MR成像系統(tǒng)與附近的MR成像系統(tǒng)之間的干擾的方法和系統(tǒng)。
[0012]通過所述方法實現(xiàn)該目的，在所述方法中，MR成像系統(tǒng)被定義為具有MR RF信號檢測周期，在所述MR RF信號檢測周期期間所述MR成像系統(tǒng)檢測指示MR成像區(qū)域內(nèi)的質(zhì)子自旋的RF信號。另外，非MR成像系統(tǒng)的至少部分被定義為具有活動狀態(tài)和非活動狀態(tài)。所述方法包括至少接收指示MR RF信號檢測周期的信號；并且響應(yīng)于接收到的信號，在MRRF信號檢測周期的至少部分期間將非MR成像系統(tǒng)的至少部分的狀態(tài)設(shè)定為非活動狀態(tài)。用這種方式減少了非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間的干擾。
[0013]在操作中，在MR成像系統(tǒng)的膛中的強大恒定磁場與具體在水分子內(nèi)的質(zhì)子的磁矩對齊，令它們關(guān)于平行于膛的軸自旋。脈沖磁場由膛內(nèi)的RF場線圈生成，并且周期性地修改質(zhì)子的自旋特性，以便對它們的位置進(jìn)行空間編碼。在RF場關(guān)閉狀態(tài)期間，質(zhì)子返回到其對齊的位置，并且應(yīng)用對膛內(nèi)的質(zhì)子的空間位置進(jìn)行編碼的梯度場。隨后在MR RF信號檢測周期期間打開RF接收器線圈，以便檢測所述MR信號。結(jié)果，在MR RF信號檢測周期期間，RF接收線圈對RF干擾尤其敏感。通過在MR RF信號檢測周期的至少部分期間將非MR成像系統(tǒng)的至少部分的狀態(tài)設(shè)定為非活動狀態(tài)，減少了非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間的干擾。
[0014]在US 20120089007 Al中公開的減少非MR成像系統(tǒng)與MR成像系統(tǒng)之間的干擾的已知方法是使用公共時基使來使兩個系統(tǒng)的計時同步。該已知方法提供了對干擾的一些減少。這樣的同步方法鎖定兩個系統(tǒng)中的信號的頻率，否則所述信號的頻率將獨立地變化并且導(dǎo)致具有數(shù)字噪聲的可變拍頻特性的干擾。本發(fā)明通過當(dāng)MR成像系統(tǒng)對RF干擾尤其敏感時，在MR RF信號檢測周期期間進(jìn)一步防止非MR成像系統(tǒng)中的干擾生成操作來對已知方法進(jìn)行補充。結(jié)果獲得對干擾的進(jìn)一步減少，并且提高了 MR成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。盡管這樣的一個成像系統(tǒng)中斷另一個成像系統(tǒng)的操作的方法可能顯得沒有吸引力，并且冒著這樣的中斷影響其圖像質(zhì)量的風(fēng)險，但實際上MR RF信號檢測周期的短工作周期意味著非MR成像系統(tǒng)僅在短期中被設(shè)定在非活動狀態(tài)，從而具有對其性能的最小影響。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述MR成像系統(tǒng)具有膛，并且所述非MR成像系統(tǒng)的所述非活動狀態(tài)與以下中的至少一個被關(guān)斷的狀態(tài)相對應(yīng):i)從所述MR成像系統(tǒng)的所述膛內(nèi)到所述MR成像系統(tǒng)的所述膛之外的數(shù)據(jù)傳輸；ii)控制所述MR成像系統(tǒng)的所述膛內(nèi)的數(shù)據(jù)處理器或傳感器的時鐘信號；iii)對所述MR成像系統(tǒng)的所述膛內(nèi)的數(shù)據(jù)的處理；iv)到所述MR成像系統(tǒng)的所述膛內(nèi)的存儲器的數(shù)據(jù)傳遞；v)與伽瑪光子的探測時間相對應(yīng)的時間戳的生成；vi)對來自所述非MR成像系統(tǒng)中的伽瑪光子探測器的數(shù)據(jù)的從模擬數(shù)據(jù)到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；vii)從所述MR成像系統(tǒng)的所述膛之外到所述膛內(nèi)的所述非MR成像系統(tǒng)的部分的功率傳遞；viii)到所述非MR成像系統(tǒng)的至少部分的功率供應(yīng)。前述操作可以干擾所述MR成像系統(tǒng)，并且由此通過在所述MR RF信號檢測周期期間關(guān)閉它們中的一個或多個而將其暫停減少了這樣的干擾。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，指示所述MR RF信號檢測周期的信號是以下中的至少一個或者來源于以下中的至少一個導(dǎo)出的:i)來自所述MR成像系統(tǒng)中的MR RF線圈的調(diào)諧信號30 ；ii)所述MR成像系統(tǒng)中的梯度場；iii)所述MR成像系統(tǒng)中的讀出梯度場31 ；iv)指示所述線圈的接收狀態(tài)的來自所述MR成像系統(tǒng)的信號；v)來自所述MR成像系統(tǒng)的同步信號32。這些信號典型地在MR成像系統(tǒng)中可用，并且可以被有利地用于確定何時將所述非MR成像系統(tǒng)的元件保持在非活動狀態(tài)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在所述MR RF信號檢測周期的至