用於計劃血管造影測量的方法

2023-05-28 09:31:51 1

專利名稱：用於計劃血管造影測量的方法
技術領域：
本發明涉及一種在磁共振設備(MR設備)中計劃對身體區域的血管造影 測量的方法以及一種相應的MR設備。
背景技術：
如長期以來在MR成像領域中公知的，MR成像對於產生MR信號的核自 旋運動很敏感。該效應可以用於拍攝血管造影圖像，即對被檢人員的血管的圖 像。對此公知有僅基於體內自旋的流體效應的血管造影技術。此外還可以藉助 造影劑來改善這樣的血管造影拍攝。在採用造影劑的情況下，對於跨越較大身 體解剖區域的血管的血管造影顯示來說，在引入血管系統的造影劑流經檢查區 域時對其進行時間接近的跟蹤是困難的。在此，協調所有拍攝在時間上的先後流程以在每個身體區域中最佳地顯示 血管是重要的。在血管造影拍攝中還對每個患者進行這樣的協調，因為每個患 者或受檢人員的具體循環時間會使造影劑的流經速度有所改變。如果要顯示很 大的血管段，如身體內的整個血管樹，則僅以一次造影劑注入往往是無法完成 的。尤其是在造影劑相對快地在體內流過時更是如此。由此允許用戶或操作者針對成像個性化地匹配測量參數，但這卻開啟了任 意多的誤差源。例如會出現這種情況通過匹配如縮短拍攝持續時間的拍攝參 數使圖像質量變壞，以便能夠跟蹤造影劑的運行。對於MR設備的用戶來說， 根據經驗將所有相互關聯的測量參數進行組合併總能達到良好的圖像質量是困 難的。拍攝的時間順序往往是不正確的，因而可能出現圖像不僅顯示對於診斷 重要的動脈的圖像信息，而且還顯示造影劑的靜脈回流的信號分量的情況。同 樣，當空間解析度參數對於不同的測量區域變化過大時，圖像質量可能不足以 產生診斷。總之，該拍攝技術要求操作人員太多的知識，從而使圖像質量極大地依賴 於實施血管造影測量的人員的經驗。發明內容因此本發明要解決的技術問題是，提出一種用於計劃血管造影測量的方 法，其中可以不依賴操作人員的經驗而產生圖像質量良好的血管造影拍攝。本發明的技術問題通過一種用於計劃在磁共振設備中對身體區域的血管 造影測量的方法來解決，其中該身體區域大於磁共振設備的最大視場。該磁共振設備具有用於控制測量的運行的控制單元，該方法具有以下步驟在本發明 的第一步驟中確定要在其中進行血管造影測量的身體區域的上邊界和下邊界。子測量。在下一步驟中，藉助磁共振測量檢測在不同的子測量區域內注入的造 影劑測試團塊的到來，並由此確定測試團塊通過身體區域的渡越時間。現在控 制單元根據所確定的渡越時間可以確定血管造影測量的流程，其中，在下一步 驟中確定子測量區域的測量順序以及對於子測量區域的各子測量的持續時間。 按照本發明，通過MR設備、尤其是藉助於控制單元來為計劃測量提供幫助， 以保證一方面能夠正確地選擇子測量區域，另一方面能夠在子測量區域中這樣 設置子測量的測量時間，使得可以在不同的子測量區域中檢測造影劑團塊的運 行。渡越時間的概念表示與以上所述相關的、造影劑到達不同的身體區域。在 以下渡越時間的概念更多地表示時間並表示造影劑的運行。不必在所有子測量 區域中都確定測試團塊的到達。還可以僅在若干子測量區域內進行檢測並由此 確定出體內的造影劑運行。例如在對盆腔和腿部區域的血管造影中，可以僅在 腹部和小腿^^測測試團塊，儘管定義了腹部、大腿和小腿三個子測量區域。此外還可以為了計劃血管造影測量而進行概貌測量，其中，由概貌測量的 概貌圖像確定針對血管造影測量的身體區域的上邊界和下邊界。在進行全身血 管造影時可以由控制單元自動找出MR測量的上邊界和下邊界，如通過檢測頭 部的上端和足部的下端。在進行部分身體血管造影時也可由^t共振設備的操作 人員在概貌圖像上確定上測量邊界和下測量邊界。當然還可以由操作人員僅確 定一個測量邊界，而另一個測量邊界則通過被檢人員的上端和下端來自動確定。如果現在已知待測量身體區域的上邊界和下邊界，則控制單元可以確定子 測量區域的數量以及為覆蓋待成像的身體區域所需的子測量區域的重疊。此外 對於發生在子測量區域中的子測量還可以利用與此相關的序列參數，如拍攝時 間、層厚等來確定。為了過後能將計算出的血管造影圖像無誤差地組合成整體圖像，子測量區域的重疊是有意義的。此外，還可以將結果作為測量記錄展示 給操作人員，在此還可以附加地將各測量圖形地顯示在概貌圖像中。操作人員 在此可以個性化地進行匹配。優選為操作人員顯示所有由控制單元建議的參數， 如對子測量區域的劃分或者序列參數，以使操作人員如果期望就可以改變這些 參數。此外，可以由控制單元確定測試測量的位置和持續時間，利用測試測量在 注入測試團塊後可以跟蹤測試團塊通過測試測量區域的運行。優選這樣解剖地 設置測試團塊，使得能夠在造影劑流經待成像的身體區域時能夠對其進行採集。在此MR設備可以自動地提出建議，用戶可以改變或接受這些建議。在此測試 測量的位置和持續時間應與特定的子測量區域一致地進行確定，其中所確定的 位置仍為操作人員顯示出來。操作人員可以採用該位置也可以在他那一方更改。 在注入測試團塊的造影劑之後，還可以通過檢測在血管中達到閾值來檢測測試 團塊的到來。如果系統檢測到測試團塊的到來，可以自動過渡到下 一測試測量， 在此例如可以自動使被檢人員位於其上的臥榻前移。在所有測試測量的結尾可 以確定測試團塊通過要在其上進行血管造影拍攝的身體區域的渡越時間。如果測試團塊的渡越時間已知，則可以利用該信息檢驗在開始確定的子測 量區域以及與此相關的子測量是否可行，在此，可以注意所需的、在不同的臥 榻位置下將被檢人員從一個子測量區域移動到下一個子測量區域所需的臥榻前 移的持續時間。按照另一實施方式，在概貌圖像上顯示由控制單元計算出的子測量區域和 血管造影測量的流程圖，在此，操作人員可以改變或接受子測量區域和測試測 量區域的位置以及流程圖。同樣可以在概貌圖像中圖形地顯示造影劑在時間上 的運行，並且在此可以顯示在注入造影劑之後，造影劑到達特定測試測量區域 所必需的時間。當測試團塊的渡越時間已知時，可以對每個子測量區域確定最大拍攝持續 時間，在此應考慮臥榻在各子測量區域的測量之間可能需要的前移。當該拍攝 持續時間已知時，可以對每個子測量區域確定最佳圖像測量參數，以整體優化 圖像質量。當確定的多個子測量區域的拍攝時間比由測試團塊在時間上的運行 給出的時間數據長時，可能需要過渡到雙注入模式。這意味著無法用一次造影 劑注入來測量不同的子測量區域，而是總共需要兩次造影劑注入。為了能夠確定測量序列的開始和造影劑注入的共同起點，可以在對第一子測量區域的測量之前實施延時，使得血管造影測量和造影劑注入可以同時開始， 並且儘管如此使造影劑在測量該第一子測量區域時到達該區域並被檢測。本發明的技術問題還通過一種用於計劃並實施該血管造影測量的磁共振 設備來解決，其中設置了控制單元，該控制單元由所確定的身體區域的上邊界 和下邊界，根據這些邊界將身體區域劃分為子區域和子測量。檢測單元在不同 子測量區域內檢測注入的造影劑測試團塊的到來，在此，計算單元確定對於血 管造影測量測試團塊通過身體區域的渡越時間。控制單元確定血管造影測量的 流程，並尤其確定子測量區域以及對這些子測量區域的各子測量的持續時間。 由於在注入測試團塊後自動確定對於操作人員來說是困難的參數，因此就是沒 經驗的操作人員也能獲得具有良好信號質量的跨越較大測量區域的血管造影圖 像。
以下結合附圖詳細描述本發明。圖中示出

圖1示出按照本發明計劃血管造影測量的主要步驟的流程圖；圖2A和2B示出按照本發明計劃血管造影測量的進一步的流程圖；圖3示出具有自動確定的子測量區域的概貌圖像；圖4示出圖3的概貌圖像，包括測試測量區域的位置以及計算出的造影劑 的渡越時間；圖5示出為操作人員展現的、包括對自動確定的流程圖的顯示的表。
具體實施方式
圖l示出流程圖，其示出計劃血管造影測量的主要步驟。圖l所示流程在 步驟10開始。在下一步驟中確定測量的開始點和結束點，即血管造影測量的上 邊界和下邊界(步驟11)。如果所涉及的是全身測量，則測量的開始點和結束 點可以自動找到，即被檢人員的頭部上端和足部下端。在血管造影測量不涉及 被檢人員的全身的情況下，可由操作人員手動地確定上、下邊界。當要覆蓋的測量區域已知時，可以通過MR設備的控制單元自動地將其劃 分為子測量區域(步驟12)。將檢查區域劃分為子測量區域尤其取決於MR設 備在預定的臥榻位置能夠在縱方向上覆蓋被檢人員的視場的大小。此外還這樣 確定子測量區域，使不同的區域有所重疊。由此可以由所示出的解剖結構將所產生的圖像無誤差地組合為整體圖像。在隨後的步驟13中確定測試測量的不同 位置，其中，藉助造影劑測試團塊可以採集到造影劑流經被檢查的區域。該測試團塊可以是在MR血管造影拍攝中常採用的造影劑的d、劑量。現在該測試團 塊被通過血管系統傳送，在此造影劑影響如T1時間、T2時間以及T2"十間的 一般參數。通常可以通過血管中的信號改變來檢測造影劑測試團塊的到來。現 在，可以在步驟14中由造影劑運行確定出測試團塊通過被檢查拍攝區域的渡越 時間。當測試團塊的渡越時間已知時，可以確定包括子測量持續時間和位置的 血管造影測量的流程(步驟15)。如果MR設備是在臥榻前移後在靜止的臥榻 上來進行檢查的設備，則子測量區域與在特定臥榻位置上的測量區域相同。但 本發明也可以用於當臥榻帶著被檢人員穿過MR設備移動時一企測信號的MR設 備。在此測量區域由於連續的臥榻前移而不限於臥榻靜止的區域。但也可以說 是將整個待顯示的區域分為子測量區域。在連續移動臥榻時，藉助特定的測試 團塊的渡越時間來匹配測量期間臥榻的移動速度。就是在連續移動臥榻時也可 以採用團塊流向的時間特徵，例如用於優化沿臥榻移動方向的臥榻速度和/或用 於調節在測量時間持續期間的臥榻移動特徵(如在各身體區域內匹配臥榻速 度)。圖2示出按照本發明計劃血管造影測量的詳細形式。對圖2A和2B示出的 步驟同樣結合圖3至圖5進行描述。所示出的實施例涉及全身血管造影，在此 示出的方法同樣適用於部分身體的血管造影。該方法開始於步驟20。在步驟21 拍攝概貌圖像，如在圖3和圖4中舉例示出的。在全身測量中為了顯示血管可 以採用冠狀層塊。為了能夠計劃該測量，事先在每個身體區域的所有層面上都 產生概貌圖像，以便能夠計劃高解析度的血管圖像。這些概貌測量可以預定的 成像參數來進^",其中將各子概貌圖像進行組合，由此得到如圖3和圖4所示 的組合概貌圖像40。在所示出的概貌圖像40中，這樣設置用於檢測MR信號 的線圈，使得能夠對被檢人員的全身直至手臂進行成像(步驟22)。在全身測 量中可以自動地為每個隨後的測量確定上、下測量邊界(步驟23)。如果不是 全身測量，則在步驟23中手動地確定上、下測量邊界。例如，搡作人員可以確 定概貌圖像上的點並將其定義為上、下邊界。在所有其它步驟中部分身體測量 都與圖2A和2B中的全身測量的流程一樣。在步驟24中，操作人員檢驗所檢測到的邊界，在此操作人員或者確認這 些測量邊界，或者必要的話在步驟25手動地進行匹配。然後在步驟26系統自動地繼續，其中，MR設備的控制單元根據這些測量邊界來建議子測量的位置。 作為基本數據仍可採用預定記錄結構中為此的預定參數。可以在概貌圖像上顯示這些子區域，如圖3所示。在所示實施方式中，受檢體41被劃分為從頭部至 胸部的第一子測量區域42。此外還有從臂下至軀幹下部的第二子測量區域(子 測量區域43 )。在足上為子測量區域44和45。如圖3和圖4所示先後接續的測 量區域分別在重疊區域46內重疊。此外在確定子測量區域的邊界時還可以考慮 MR系統在z方向上、即被檢人員的縱方向上的最大可視性有多大。對於對各 測量的組合保持最小重疊。最後，由被檢人員的身高和可顯示的視場得出子測 量區域的數量，該子測量區域的數量根據被檢人員的身高而可能不同。如圖2A所示，現在在步驟27詢問對搡作人員來說子測量區域的選擇是否 滿意。操作人員現在可以接受該選擇或手動地對其進行匹配(步驟28)。然後 操作人員可以確認該選擇，隨後在以步驟29示出的下一 步驟自動繼續。在步驟 29確定測試測量的位置，在此例如可以利用先前確定的子測量區域來選擇測試 測量的位置。在圖4中可以看到用虛線示出的建議的測試測量的位置。在所示 實施方式中這些測試測量是橫向測量，以便能夠檢測測試團塊的穿行。如圖4 所示，所建議的位置為第一橫向方向47,在所示實施例中該位置處於第一子測 量區域42的四分之一處。在餘下的子測量區域內建議的測試區域的位置位於子 測量的上邊界，如由所示的測試測量區域48-51可看出的。如從圖2B可看到的， 在步驟30又進行詢問，對測試測量的位置進行接受或手動地進行匹配(步驟 31)。為了檢驗測試團塊是否被正確地定位，操作人員可以點擊測量的層並自動 得到在解剖上的下一層的顯示，在此這些層例如可以是在概貌測量中已測量過 的層。如果沒有滿意的層，則操作人員可以決定他是否想在沒有造影劑的情況 下通過對該層的測量來檢驗該位置。當檢驗了所有的層後，操作人員確認測試 測量的位置，系統在下一步驟自動繼續。在下一步驟32中對被檢人員注入少量 造影劑作為測試團塊，同時可以啟動測試測量流程。在此，事先將臥榻定位在 磁共振設備中，使得測量從測試測量的第一位置開始。通過對由測試測量產生 的MR圖像的後處理(例如通過將各圖像相減)，現在可以識別出造影劑到達所 顯示的層。如果系統例如識別出注入的造影劑測試團塊到達層47,則系統自動 地進行到解剖上的下一測試測量，在所示實施例中為層48。在遍歷了測試測量 的所有位置之後，可以在步驟33計算測試團塊通過患者身體的渡越時間。在步 驟34現在可以檢驗，以所計算出的渡越時間進行測量是否可行，類似於開始時在步驟26中所確定的。藉助於每個子測量區域的時間信息可以確定每個測量區域的最大拍攝持續時間。在此應當考慮臥榻前移的持續時間。現在藉助在步驟26中確定的測量參數可以對測量參數進行優化。在此可 能出現以下情景所確定的子測量區域的最大拍攝持續時間與基於基本參數組 的持續時間相等，從而無需匹配。所確定的子測量區域的拍攝持續時間短於基 於基本參數組的持續時間，在這種情況下，須對參數進行匹配，使拍攝時間整 體縮短，從而能夠跟蹤造影劑的運行。如果所確定的子測量區域的拍攝持續時 間較利用基本參數組計算出的持續時間長，則匹配參數使拍攝時間整體延長。 當多個子測量區域的拍攝持續時間短於步驟26中基於基本參數組建議的持續 時間時，則可能需要過渡到不是使用一次造影劑注入，而是使用兩次或多次造 影劑注入來顯示血管的方法。如果需要進行匹配，則在步驟35中進行。然後可 以在步驟36實施所計劃的血管造影測量，該方法在步驟37結束。在此通常將 利用造影劑拍攝的圖像和沒有造影劑拍攝的圖像進行比較，其中，差信號顯示 出血管的延伸。圖4示出通過測試團塊確定的渡越時間。測試團塊在時刻Tl到達第一測 試位置，在時刻T2到達測試位置48,在時刻T3到達測試位置49，在時刻T4 到達測試位置50以及在時刻T5到達測試位置51。 Tl-T5的值例如可以為15 秒、20秒、35秒、55秒和75秒。由所示出的時間Tl-T5才喿作人員可以決定子 測量區域的拍攝包括臥榻前移可以持續多長時間。圖5舉例示出系統在計算渡越時間後可能產生的測量記錄。在圖5所示的 表中第一列51中示出分別通過一次臥榻前移分開的子測量1、 2、 3。此外在第 一測量之前等待，以使造影劑注入和第一子區域的測量能夠同時開始。此外圖 5的表中示出了對於在不同的子測量區域內拍攝建議的測量參數(列52),以及 造影劑在不同測量區域內的停留時間(列53)。用戶可以採用所建議的測量參 數，也可以進行改變。在列54中示出替代的測量參數，可以採用這些參數替代 列52的測量參數。如果造影劑的渡越時間明顯較快並且各個測量無法匹配以仍 保持好圖像質量，則可以向用戶建議帶有兩次注入的應用。根據(一次或兩次 注入的)流程，在注入造影劑之前首先進行測量。然後要求用戶注入造影劑並 同時開始MR測量。但系統僅當造影劑到達該區域時才進行第一子測量。所有 後續測量都按照特定的流程進行。在兩次注入測量中，在第二次注入後採集的 子測量被分別作為第 一 次注入運行後的造影劑前測量和造影劑後測量進行測量。當實施了所有的測量之後，如通常那樣將圖像自動相減和進行組合。通過 本發明的方法避免了誤拍攝，通過最佳匹配的參數改善了圖像質量，縮短了被 檢人員在磁場中的停留時間。此外，如果拍攝沒有成功還可以使被檢人員省去 被再次注入造影劑的需要。總之，簡化了拍攝技術，使得沒有受過什麼訓練的 操作人員也能實施血管造影測量。
權利要求
1.一種用於計劃在磁共振設備中對身體區域的血管造影測量的方法，該身體區域大於磁共振設備的最大視場，其中，該磁共振設備具有用於控制血管造影測量的運行的控制單元，該方法具有以下步驟確定身體區域的上邊界和下邊界，其中，該控制單元根據所確定的邊界將身體區域劃分為子測量區域和將先後測量的子測量；在不同的子測量區域內藉助磁共振測量檢測注入的造影劑測試團塊的到來；確定測試團塊的對於血管造影測量來說通過身體區域的渡越時間；通過控制單元確定血管造影測量的流程，其中，確定子測量區域的測量順序以及對於子測量區域的各子測量的持續時間。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，進行概貌測量，其中，在 概貌測量的概貌圖像上確定針對血管造影測量的身體區域的上邊界和下邊界。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述控制單元在進行全身 血管造影時從所述概貌圖像中確定出上邊界和下邊界，而在進行部分身體血管 造影時由磁共振設備的操作人員在該概貌圖像上確定所述兩個邊界中的至少一個。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述控制單 元根據上測量邊界和下測量邊界確定子測量區域的數量以及為覆蓋身體區域所 需的子測量區域的重疊。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，控制單元確定 在注入測試團塊後能夠跟蹤測試團塊穿越測試測量區域的運行的測試測量的位 置。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述測試測量的位置根據特 定的子測量區域來確定。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特徵在於，通過血管中達 到的信號閾值^r測測試團塊的到達，其中，在檢測到測試團塊到達測試測量區 域後控制單元自動啟動在下 一 測試測量區域中對測試團塊的檢測。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，由測試團塊到達測試測量區域來確定測試團塊通過身體區域的渡越時間。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，藉助測試團塊的渡越時間來 檢驗將測量區域劃分為子測量區域和子測量的可實施性。
10. 根據權利要求2至9中任一項所述的方法，其特徵在於，在概貌圖像 上顯示由控制單元計算的子測量區域和血管造影測量的流程圖，在此，操作人 員可以改變或接受子測量區域的位置以及流程圖。
11. 根據權利要求8至10中任一項所述的方法，其特徵在於，在概貌圖像士閱.UZ i丄曰 二 、丄旦Z 士,l A 。丄1、^ L上A 《二 T 口 乂(7》"UliJlK 'J、 '了少— 乂I'J w'J ,， _J_ j 。
12. 根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其特徵在於，對每個子測 量區域由測試團塊的渡越時間確定最大拍攝持續時間，其中優選考慮臥榻在各 子測量區域的測量之間可能需要的前移。
13. 根據權利要求1至12中任一項所述的方法，其特徵在於，所述控制單 元在對第一子測量區域的測量之前實施延時，使得血管造影測量和造影劑注入可以同時開始，並使造影劑在測量該第 一 子測量區域時到達該區域。
14. 根據權利要求1至13中任一項所述的方法，其特徵在於，在連續移動 臥榻的情況下應用該方法。
15. —種用於計劃並實施對身體區域的血管造影測量的磁共振設備，其中 該身體區域大於磁共振設備的最大視場，該磁共振設備具有控制單元，其由所確定的針對血管造影測量的身體區域的上邊界和下邊 界，根據這些邊界將身體區域劃分為子測量區域和子測量；檢測單元，其在不同子測量區域內藉助磁共振測量檢測注入的造影劑測試 團塊的到來；用於確定對於血管造影測量來說測試團塊通過身體區域的渡越時間的單 元；在此該控制單元確定子測量區域的順序以及各子測量的持續時間。
16. 根據權利要求15所述的磁共振設備，其特徵在於，該設備按照根據權 利要求1至13中任一項所述的方法工作。
全文摘要
本發明涉及一種用於計劃在磁共振設備中對身體區域的血管造影測量的方法，該身體區域大於磁共振設備的最大視場，其中，該磁共振設備具有用於控制血管造影測量的運行的控制單元，該方法包括以下步驟確定身體區域的上邊界和下邊界，其中，該控制單元根據所確定的邊界將身體區域劃分為子測量區域和將先後測量的子測量；在不同的子測量區域內藉助磁共振測量檢測注入的造影劑測試團塊的到來；確定測試團塊的對於血管造影測量來說通過身體區域的渡越時間；通過控制單元確定血管造影測量的流程，其中，確定子測量區域的測量順序以及對於子測量區域的各子測量的持續時間。
文檔編號G01R33/563GK101254101SQ20081008200
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月26日 優先權日2007年2月26日
發明者卡特林·C·斯普朗, 彼得·施米特 申請人:西門子公司