對磁共振設備的測量序列進行心電圖觸發的方法
2023-09-12 14:25:00
專利名稱：對磁共振設備的測量序列進行心電圖觸發的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於對磁共振設備的測量序列進行EKG(心電圖)觸發的方法，其中，通過兩個通道採集患者的EKG信號。
背景技術：
對於磁共振斷層造影(MR)來說需要採集患者的EKG信號，以便將MR測量序列的觸發與患者的心跳同步。同樣，可以通過在MR檢查中採集的EKG信號獲得關於當前心臟階段的信息。如果EKG信號與測量序列的觸發不同步，則存在MR圖像包含運動偽影的危險。
然而，在實踐中EKG信號的採集存在困難，因為在MR序列中起作用的電磁場以巨大的規模、幹擾地耦合進了EKG電子電路中，由此影響到了對於心臟周期的可靠確定。除了這種進入EKG電子電路的不希望的耦合之外，在較高的磁通密度的條件下出現所謂的磁流體動力效應，其導致心跳的T波過高。在心電圖中用字母標記出心臟周期的不同階段，例如通過序列P-Q-R-S-T進行標記。在此，R鋸齒示出了最大的偏移，它是觸發的參考點，因此必須被可靠地確定。
US6070097公開了一種用於對磁共振設備的測量序列進行EKG觸發的方法，不過在那裡是通過單一通道採集患者的EKG信號。
在WO99/04688中提出了由兩個EKG通道進行採集，從該採集導出在坐標系中的一種矢量表示。從該表示中應該可以得到心臟周期的R鋸齒。不過，不確定的是該方法是否具有足夠的可靠性，因為矢量投影取決於多種影響，例如患者屏住呼吸時矢量投影發生改變。
發明內容
因此，本發明要解決的技術問題是，提供一種可靠且無幹擾地起作用的、觸發磁共振設備的測量序列的方法。
為了解決上述技術問題，根據本發明在本文開始部分類型的方法中建議，在下列條件下進行對測量序列的觸發至少一個通道的、要進行數位訊號處理的EKG信號超過了閾值，同時該EKG信號的導數或者該EKG信號的導數的絕對值在兩個通道中位於一個確定的間隔之內。
在按照本發明的方法中，只有同時滿足多個條件時，才對磁共振設備的測量序列進行觸發。只有在至少一個通道中超出了確定的閾值時才進行觸發。在此，引入的另一判據是，EKG信號的導數或者其絕對值必須位於一個確定的間隔或值域之內。只有在對兩個通道都滿足該條件時，才對測量序列進行觸發。
根據本發明，平行地進行判據的判斷，以使得延遲時間最少。按照本發明，可以將對判據判斷的平行提取近乎任意地擴展到其它的判據。在此，觸發是專門的判據加權的結果。
按照本發明，EKG信號的數位訊號處理可以包括下列步驟與特定於MR的幹擾匹配的低通濾波，和/或計算導數絕對值函數，和/或藉助於內插器計算所述閾值。在此，可以根據EKG信號的第一或第二導數或者它們的組合來構造導數絕對值函數。
在按照本發明的方法中，可以對兩個通道分別確定定義該間隔的下邊界值和上邊界值。如果在學習階段中獲得定義該間隔的邊界值，與此同時在對EKG信號的採集中不出現幹擾或者出現個別可以忽略的幹擾的話，則該方法具有特別高的可靠性。如果患者在該學習階段期間位於磁共振設備的患者隧道的外部，則是特別有利的，因為在這種情況下信號採集不受到磁共振設備的磁鐵影響。如果在另一個磁共振檢查之前進行另一個學習階段，則還可以實現更高的可靠性。該學習階段也可以在患者隧道中進行。由此，可以補償在過渡時間中出現的變動，該變動例如可能由於藥物的擴散而造成。
此外，本發明涉及一種磁共振設備。按照本發明的磁共振設備被構造用來實施所述的方法。
下面對照附圖所示的一種實施方式對本發明的其它優點和細節進行說明。這些附圖是示意圖並且圖1示出了本發明方法的學習階段的示意圖；以及圖2示出了本發明方法的示意圖。
具體實施例方式
如圖1中所示，通過EKG通道1、2接收數字輸入數據。在此，通道1對應於導數I，通道2對應於導數aVF。在實際的磁共振測量之前進行圖1中示出的起始學習階段，在此，患者處於患者隧道的外部。由此保證了信號採集不被患者隧道內部的電磁場所幹擾。在學習階段確定對於EKG信號R鋸齒的邊界值。由此，下邊界值和上邊界值定義了一個間隔，該間隔確定了R鋸齒的允許值域。
如圖1中所示，將信號引入到形成導數或者導數絕對值的導數形成器3。在下面的分支中通過低通濾波器4，其與在磁共振設備中出現的幹擾相匹配。隨後，在導數絕對值形成器5中形成導數絕對值函數。在此，可以使用信號的第一或第二導數或者它們的組合。藉助內插器在閾值形成器6中確定一個閾值，在比較器7中將該閾值與導數絕對值形成器5的輸出值進行比較。按照這種方式確定了導數的最大值和最小值，並且在步驟8中進行存儲。該最大值和最小值是對於允許值間隔的邊界值。導數值或導數絕對值的最大值，相對於邊沿陡峭的梯度幹擾限定出了R鋸齒。通過下邊界值排除了錯誤觸發到邊沿陡峭的、心臟周期的T波上。在本發明之內可以集成其它算法組件，從中給出其它的觸發判據或者限制判據。
在隨後進行的MR檢查中考慮在起始學習階段確定的、所述間隔的邊界值。必要時，在患者隧道中的其它學習階段中對這些邊界值或者其子集進行調整或者更新。
類似於第一通道進行對第二通道2的數位訊號處理。同樣按照兩個分開的分支對信號進行處理，以便獲得對於第二通道的上邊界值和下邊界值。
圖2示意性地示出了在活動階段中的觸發算法。
第一通道1的輸入數據在上面的分支中到達低通濾波器9，以及連接在後的導數絕對值形成器10。在比較器11中，將由導數絕對值形成器10確定的值與由閾值形成器12提供的閾值進行比較。該數位訊號處理的流程分別對應於在圖1中示出的學習階段中的下面的分支。對於第二通道2的下面分支來說，利用低通濾波器13、導數絕對值形成器14、閾值形成器15和比較器16進行同樣的信號處理。
分別在第一和第二通道1、2的另一個分支中使用了導數形成器17和18，它們分別提供有關EKG信號的導數或者導數的絕對值。隨後，分別對兩個通道在方法步驟19和20中檢驗由導數形成器17和18提供的值是否處於確定的間隔之內。為了使得該條件得到滿足，值必須介於在前面的學習階段中確定的下邊界值和上邊界值之間。兩個分支通過與函數21相互耦合，也就是說，只有兩個通道1、2的導數介於各自允許的值域內部的條件下，方法才可以繼續。
此外，第一通道的上分支與第二通道的下分支通過或函數22相互耦合，也就是說，如果超出了第一通道的閾值或者第二通道的閾值或者兩個閾值，則繼續觸發算法。與函數21的輸出信號以及或函數22的輸出信號被送至與邏輯23。只有在兩個條件滿足的情況下，才進行觸發24。
權利要求
1.一種用於對磁共振設備的測量序列進行EKG觸發的方法，其中，通過兩個通道採集患者的EKG信號，其特徵在於，在下列條件下進行對測量序列的觸發至少一個通道的、要進行數位訊號處理的EKG信號超過了閾值，同時該EKG信號的導數或者該EKG信號的導數的絕對值在所述兩個通道中位於一個確定的間隔之內。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述EKG信號的數位訊號處理包括下列步驟a)低通濾波和/或b)計算導數絕對值函數和/或c)藉助於內插器計算所述閾值。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據所述EKG信號的第一或第二導數或者它們的組合來構造所述導數絕對值函數。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，對兩個通道分別為所述間隔確定下邊界值和上邊界值。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在學習階段中獲得定義所述間隔的邊界值，與此同時在採集EKG信號時不出現幹擾或者出現可以忽略的幹擾。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，在所述學習階段期間，患者位於磁共振設備的患者隧道的內部或者外部。
7.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，在磁共振檢查之前和/或在另一個磁共振檢查之前，重新確定所述邊界值，其中，更新個別的或全部的邊界值和/或其它參數，患者優選地位於患者隧道之中。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在出現EKG信號的R鋸齒時進行觸發。
9.一種磁共振設備，其特徵在於，該磁共振設備被構造用來實施根據權利要求1至8中任一項所述的方法。
全文摘要
本發明公開了一種用於對磁共振設備的測量序列進行EKG觸發的方法，其中通過兩個通道採集患者的EKG信號，其中，在下列條件下進行對測量序列的觸發至少一個通道的、要進行數位訊號處理的EKG信號超過了閾值，同時該EKG信號的導數或者該EKG信號的導數的絕對值在所述兩個通道中位於一個確定的間隔之內。
文檔編號G01R33/567GK1879557SQ20061009365
公開日2006年12月20日 申請日期2006年6月14日 優先權日2005年6月14日
發明者麥可·弗蘭克, 史蒂芬·默克爾, 厄恩斯特·馬斯塔法, 赫爾穆特·羅伯爾 申請人:西門子公司