藉助磁共振設備進行流量測量的方法及相應的磁共振設備的製作方法
2023-05-04 22:34:56
專利名稱：藉助磁共振設備進行流量測量的方法及相應的磁共振設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種方法，利用該方法藉助磁共振設備以相比現有技術改進的結果進
行流量測量。此外，本發明還公開一種相應構造的磁共振設備。
背景技術：
在藉助磁共振設備的二維相位對比流量測量中，除了標準層取向之外還必須規劃 在感興趣的血管內垂直通過該血管或者沿著該血管延伸的層，以便對於該層進行相位對比 在建立相位對比流量測量的測量數據之後，目前在後處理階段藉助手動或者半自 動的分割來分析這些測量數據，以便在每個時間上的階段相對於周圍組織劃定感興趣血管 的界限，使得最後作為結果能夠計算對於感興趣的血管至關重要的流參數。這種做法，即該 測量和分析過程，例如作為血管造影測量的補充，是非常複雜和費時的，並且由此在血管造 影測量的範圍內由於對於患者的等待時間是不可實施的。 因此，目前通過手術醫生交互地進行對流量測量(例如相位對比流量測量)的規 劃。
發明內容
由此，本發明要解決的技術問題是，提供一種用於流量測量的方法和裝置，其可以 簡化流量測量。 本發明通過一種藉助磁共振設備進行流量測量的方法、一種磁共振設備、一種計 算機程序產品和一種電子可讀的數據載體，來解決上述技術問題。 在本發明的範圍內提供一種用於藉助磁共振設備進行流量測量的方法，該方法包 括以下步驟 在待檢查的身體內的體積內藉助MR血管造影採集測量數據。，根據預先給定值或者輸入藉助由血管造影所採集的測量數據確定在該體積內的 血管。
，通過由血管造影採集的測量數據自動確定事先規定的血管的大小和取向。 ，根據事先規定的血管的該大小和取向，確定對於流量測量的層幾何形狀。
最後藉助該層幾何形狀進行流量測量。
綜合來說，按照本發明的方法將定量的MR相位對比流量測量集成到MR血管造影 方法或者說MR血管造影工作流程中。由此，與從現有技術公知的流量測量的離線分析相 反，能夠進行對流參數的可靠的在線計算，即在血管造影的過程中的計算，從而可以將按照 本發明的方法沒有障礙地應用於臨床實踐。 在此，層幾何形狀給出空間中、即在待測量的體積或血管內一個或多個層的精確 狀態(位置和取向)。 通過按照本發明的方法，與現有技術相比明顯更簡單並且由此在時間上更快以及更可重複地(即，兩個對相同對象進行的相位對比流量測量得到幾乎相同的結果)進行流 量測量，例如相位對比流量測量。此外，流量測量的結果更精確，因為利用一個自動地與在 其中要進行流量測量的血管最佳匹配的層進行流量測量。 用來採集用於確定血管的測量數據的血管造影，可以是時間飛躍血管造影 (Time-of-Flight-Angiogr即hie)或者相位對比血管造影。血管造影可以是CE血管造影 (contrast enhanced angiography,對比增強血管造影)或者非CE血管造影(無造影劑處 理的血管造影)。 在此，優選地藉助分割算法來確定血管的大小和取向。在該分割算法中還可 以確定血管特徵，由此，可以進一步改進層幾何形狀(Schichtgeometrie)或者層規劃 (Schichtpla皿ng)。 為了確定在其中要進行流量測量的血管，在此特別是將通過血管造影採集的測量 數據以圖形的形式如下地顯示在顯示器上，使得由此將位於該體積內的血管以易於理解的 形式圖形地顯示給人們。由此，例如由醫生在顯示器上標記在其中要進行流量測量的血管， 以便由此對於後面自動進行的方法步驟確定血管。 通過用來確定待檢查的血管的標記，在此還可以定義在血管內感興趣的特定點。
由此具有優勢的是，對於流量測量要規劃的層正好通過該點延伸或者包括該點。 在根據血管的大小和取向確定層幾何形狀的情況下，存在兩種可能性。在第一種
可能性中，用於流量測量的待確定的層並行於血管中的流並且由此設置在血管中流的方向
上，從而流在一定程度上沿著層延伸。在第二種可能性中，用於流量測量的待確定的層垂直
於血管中的流並且由此垂直地設置在流方向上，從而流在一定程度上在層的厚度方向上通
過層流過。在此在第一種和第二種可能性中通常如下地設置層使得在層和血管之間的交
界面儘可能位於層的中央。 為了能夠按照第一種和第二種可能性來構造層，例如將圓柱形結構儘可能最佳地 與待檢查的血管匹配。從該圓柱形結構出發，然後在第一種可能性中將層平行於圓柱形結 構的中間軸設置，而在第二種可能性中將層平行於圓面積(或者垂直於中間軸)設置。
根據按照本發明的實施方式，可以從在血管造影期間採集的測量數據出發確定特 定的特徵，例如血管的直徑和/或曲率半徑。然後，在定量分析流量測量的結果時或者在定 量分析流量測量的流參數時，可以作為用於分割的邊界條件引入這些特徵或者附加信息。
換言之，這些特徵可以改進分割，S卩，待檢查的血管的精確狀態，並且由此改進流 量測量的結果。 可以將流量測量的結果重疊在藉助血管造影採集的測量數據的圖形顯示上。在 此，流量測量的結果在一定程度上對於血管內的每個測量的空間點給出一個流速和流方 向。在此，可以通過流矢量表示或者通過相應的染色來進行流量測量的結果的重疊。在流 矢量表示的情況下，將在一個點上的流藉助一個矢量來表示，其方向對應於在該點中的流 方向，並且其長度對應於在該點中的流速度。在染色的情況下，將每個點根據在該點上主要 的流速來染色。 通過本發明使得可以通過簡單點擊或者標記在血管數據組的投影視圖中的血管， 通過分割算法來計算或者確定局部的血管特徵。然後，這些局部的血管特徵被用於確定層 幾何形狀或者層規劃，並且作為用於自動的流分析(對流量測量的結果的分析)的分割的邊界條件。 在本發明的範圍內，還提供了一種用於流量測量的磁共振設備。在此，該磁共振設
備包括用於控制磁共振設備的斷層造影儀的控制單元、用於接收由斷層造影儀拍攝的信號
的接收裝置、和用於能夠分析所拍攝的信號並且進行流量測量的計算單元。如下構造該磁
共振設備使得其能夠進行血管造影，以便由此採集待檢查的身體內的體積的血管造影數
據。此外，該磁共振設備還包括輸入裝置，用於接受用戶輸入。根據該用戶輸入，磁共振設
備藉助血管造影測量數據能夠確定血管。藉助計算單元，從血管造影測量數據確定該血管
的大小和取向。根據該血管的大小和取向，磁共振設備能夠對於流量測量建立或規劃層幾
何形狀，即，特別是一層。最後，磁共振設備能夠藉助該層幾何形狀進行流量測量。 此外，本發明還描述了一種電腦程式產品，特別是一種軟體，該軟體可以被加載
到磁共振設備的可編程的控制裝置的以及計算單元的存儲器中。當該電腦程式產品在控
制裝置中運行時，利用該電腦程式產品可以執行按照本發明的方法的前面描述的所有的
或者不同的實施方式。在此，電腦程式產品可能需要程序裝置，例如程序庫和輔助函數，
以實現該方法的相應實施方式。換言之，針對電腦程式產品的權利要求特別地保護一種
軟體，利用該軟體能夠執行按照本發明的方法的上面描述的實施方式之一。在此，該軟體可
以是原始碼(例如以C++)，該原始碼還必須被編譯和連接或者僅必須被翻譯，或者是一種
可執行的軟體代碼，為了執行只需將該軟體代碼加載到相應的計算單元。 最後，本發明還公開了一種電子可讀的數據載體，例如，DVD，磁帶或者USB棒，在
其上存儲了電子可讀的控制信息，特別是軟體(參見上面所述)。當這些控制信息(軟體)
由數據載體讀取並且存儲到磁共振設備的控制裝置以及計算單元時，能夠執行前面描述的
方法的所有按照本發明的實施方式。 本發明特別適合於藉助磁共振設備在血管造影流程內執行相位對比流量測量。當 然本^明不限於該優選的應用領域，而是還可以例如應用於藉助磁共振設備的其它類型的
以下結合優選實施方式藉助附圖詳細解釋本發明。 圖1圖形地描述了血管造影測量數據。 圖2中藉助標記按照本發明確定血管。 圖3中示出了用於執行流量測量的按照本發明構造的層。 圖4中示出了按照本發明的相位對比流量測量的測量數據。 圖5中與層的圖形顯示重疊地形成對於在該層內的重要的區域的數值的流參數。 圖6示出了對於特定的區域在時間上的流速。 圖7中數值地描述了對於層內特定區域的特定流信息。 圖8示意性示出了按照本發明的磁共振設備。
具體實施例方式
以下結合圖1至圖7解釋用於流量測量的按照本發明的方法的主要步驟。 首先，作為參考產生並且圖形地顯示血管造影測量數據，如在圖1中左上部顯示1
7中所示。 然後，例如醫生在示出的例子中用圓形標記3標記在其中最後要進行流量測量的 血管2。利用該標記3也定義了一個空間點，用於流量測量的層4通過該空間點。
從該標記3出發，計算層4的取向和位置。為此，分割算法確定標記的或者規定的 血管2在空間的精確狀態。然後，根據血管2的狀態或者說取向和位置，確定層4的取向和 位置。在此，通常是要麼垂直於要麼平行於血管2或者在血管2內的流方向設置層4。在圖 3示出的例子中，層4被構造為垂直於血管2並且通過標記3的中點。 可以由使用者通過預先給定方向，在本例中"通過平面(Through Plane) "5，來預 先給出如何關於標記的血管2來布置層4。 在下一步驟中，對於前面規劃的層4進行相位對比流量測量。在圖4中在血管顯 示1右邊的顯示6中形成通過相位對比流量測量採集的結果的圖形表示的結果。
藉助相位對比流量測量所採集的測量數據，在線地、即在該過程期間而不是在後 處理的範圍內被分析，並且產生相應的流參數，其在(相位對比流量測量的顯示6)右邊的 顯示7中被示出。 換言之，在患者位於磁共振設備的斷層造影儀內的期間，在血管造影的範圍內採 集、分析和顯示流量測量的結果。 在圖5中的圖示中以數值的形式描述了對於層4內的重要區域的流信息。為此借 助分割算法(該分割算法也可以訪問事先進行的血管造影的結果)確定層4內的區域，在 該區域中存在基本上類似的流速。在此，在圖5中是以附圖標記8表示的兩個區域，在相位 對比圖6中也可以看出該兩個區域。 位置上在該在顯示7中示出的區域8旁邊分別以數值的形式表示以下測量結果 在相應的區域8內的平均流速(按照cm/s) 在相應的區域8內的尖峰流速(按照cm/s) 在相應的區域8中的流體通過量(按照ml/s) 由各個區域8佔用(eingenommen)的面積(按照cm2) 在圖6和圖7中示出了相位對比流量測量的結果的顯示的其它可能性。在此，在 圖6的顯示7中示出對於層4中的特定區域的在時間上的流速，而在圖7的顯示7中給出 特定的流信息(速度、單位時間的流量、面積)。 在圖8中示意性示出了按照本發明的磁共振設備15。磁共振設備15主要包括用 來在測量空間14中產生對於MR檢查必要的磁場的斷層造影儀13、臥榻12、用來控制斷層 造影儀13並且由斷層造影儀13採集MR數據的控制裝置16、以及連接在控制裝置16上的 終端17。 控制裝置16本身包括控制單元21、採集單元22和計算單元23。在MR檢查(例 如血管造影或者流量測量)期間，藉助斷層造影儀13由採集單元22採集MR數據，其中，由 控制單元21如下控制斷層造影儀13，使得在血管造影中採集在測量體積25中的血管造影 測量數據，該測量體積位於在臥榻12上的患者0的身體內部。 然後，計算單元13如下地處理血管造影測量數據和流量測量的測量數據，使得能 夠在終端17的屏幕18上圖形地顯示它們。除了圖形地顯示血管造影測量數據和流量測量 的測量數據之外，還可以利用除了屏幕18之外還包括鍵盤19和滑鼠20的終端17，由使用者用標記4來標記血管2，並且採納用於進行血管造影和流量測量的其它預先給定值。通過 終端17還可以將用於控制裝置16的軟體加載到控制裝置16中，特別是加載到計算單元23 中。在此，控制裝置16的該軟體還包括按照本發明的用於執行流量測量的方法並且同樣可 以存儲在DVD 24上，從而能夠由終端17從DVD 24讀取該軟體並且複製到控制裝置16中。
權利要求
一種用於藉助磁共振設備(15)進行流量測量的方法，具有以下步驟，·確定在待檢查的身體(O)內的體積(25)的血管造影測量數據，·根據用戶輸入藉助所述血管造影測量數據確定血管(2)，·藉助所述血管造影測量數據自動確定所述血管(2)的大小和取向，·根據所述大小和取向，自動確定對於流量測量的層幾何形狀(4)，·藉助該層幾何形狀(4)進行流量測量。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特徵在於，藉助分割算法來確定所述血管(2)的大小和取向。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，通過將所述血管造影測量數據圖形地顯示，以便在顯示器(1)上圖形地顯示位於體積(25)內的血管，來確定所述血管(2)，並且將所述血管(2)作為這些血管的一個在顯示器(1)上用標記(3)標出。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，通過所述標記(3)確定一個點，並且如下確定所述層幾何形狀形成層(4)，使得所述點位於該層(4)內。
5. 根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，如下確定所述層幾何形狀，使得基本上平行於或者基本上垂直於所述血管(2)中的流地形成層(4)。
6. 根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，從所述血管造影測量數據中確定所述血管(2)的特徵，並且在對流量測量進行分析時為了分割而採用所述特徵。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，作為所述特徵從血管造影測量數據中確定特徵組中的至少一個特徵，並且所述特徵組包括 所述血管(2)的直徑，*所述血管(2)的曲率半徑。
8. 根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，將所述流量測量的結果與血管造影測量數據的圖形顯示重疊地顯示。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，圖形地顯示所述血管造影的數據，並且，通過流矢量表示或者通過相應的染色來表示所述流量測量的結果。
10. 根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，藉助相位對比流量測量進行所述流量測量。
11. 一種用於流量測量的磁共振設備，其中，所述磁共振設備(15)包括用於控制斷層造影儀(13)的控制單元(21)、用於接收由所述斷層造影儀(13)拍攝的信號的接收裝置(22)、以及用於分析信號並用於進行流量測量的計算單元(23)，如下構造所述磁共振設備(15)，使得所述磁共振設備(15)確定在待檢查的身體(0)內的體積(25)的血管造影測量數據，藉助用戶輸入並藉助所述血管造影測量數據能夠確定血管(2)，所述磁共振設備(15)藉助所述血管造影測量數據確定所述血管(2)的大小和取向，所述磁共振設備(15)確定根據所述大小和取向確定用於流量測量的層幾何形狀(4)，以及所述磁共振設備(15)藉助所述層幾何形狀(4)進行流量測量。
12. 根據權利要求ll所述的磁共振設備，其特徵在於，如下構造所述計算單元(23)，使 得所述計算單元(23)藉助分割方法確定所述血管(2)的大小和取向。
13. 根據權利要求11或12所述的磁共振設備，其特徵在於， 所述磁共振設備(15)包括具有顯示器(1 ;18)的終端(17)，如下構造所述磁共振設備所述磁共振設備如下地在所述顯示器(1 ;18)上圖形地顯 示血管造影測量數據，使得由此也能圖形地顯示所述體積(25)內的血管，藉助所述終端(17)能夠如下在所述顯示器(1 ;18)上定位標記(3)，使得由此確定這 些血管中的一個作為所述血管(2)。
14. 根據權利要求13所述的磁共振設備，其特徵在於， 如下構造所述磁共振設備(15)，使得通過所述標記(3)確定一個點，並且 所述計算單元(23)如下確定層幾何形狀形成層(4)，使得該點位於該層(4)內。
15. 根據權利要求11至14中任一項所述的磁共振設備，其特徵在於，如下構造所述磁 共振設備(15):所述計算單元(23)如下地確定所述層幾何形狀，使得基本上平行於或者基 本上垂直於所述血管(2)中的流地形成層(4)。
16. 根據權利要求11至15中任一項所述的磁共振設備，其特徵在於， 如下構造所述磁共振設備(15)，使得所述計算單元(23)從所述血管造影測量數據中確定所述血管(2)的特徵，並且使得所述計算單元(23)在對流量測量進行分析時為了分割採用所述特徵。
17. 根據權利要求16所述的磁共振設備，其特徵在於，作為所述特徵從所述血管造影 測量數據中確定特徵組中的至少一個特徵，並且所述特徵組包括 所述血管(2)的直徑， *所述血管(2)的曲率半徑。
18. 根據上述權利要求中任一項所述的磁共振設備，其特徵在於，如下構造所述磁共振 設備(15)，使得所述磁共振設備(15)將所述流量測量的結果與血管造影測量數據的圖形 顯示在顯示器(7 ;18)上重疊地顯示。
19. 根據權利要求18所述的磁共振設備，其特徵在於，如下構造所述磁共振設備(15)， 所述磁共振設備(15)在所述顯示器(7 ;18)上圖形地顯示所述血管造影的數據，並且，所述 磁共振設備(15)將所述流量測量的結果在所述顯示器(7 ;18)上通過流矢量表示或者通過 相應的染色來表示。
20. 根據權利要求11至19中任一項所述的磁共振設備，其特徵在於，如下構造所述磁 共振設備(15)，使得所述磁共振設備(15)藉助相位對比流量測量進行所述流量測量。
21. 根據權利要求11至20中任一項所述的磁共振設備，其特徵在於，如下構造所述磁 共振設備(15)，使得所述磁共振設備(15)執行按照權利要求1-10中任一項所述的方法。
22. —種電腦程式產品，其可以被直接加載到磁共振設備(15)的可編程的控制裝置 (16)的存儲器中，具有程序裝置，當該程序在所述磁共振設備(15)的控制裝置(16)中運行 時，執行按照權利要求1至10中任一項所述的方法的所有步驟。
23. —種具有在其上存儲了電子可讀的控制信息的電子可讀的數據載體，如下構造這 些控制信息，使得其在使用磁共振設備(15)的控制裝置(16)中的數據載體(24)時，執行按照權利要求1至10中任一項所述的方法。
全文摘要
公開了一種用於藉助磁共振設備(15)進行流量測量的方法以及相應構造的磁共振設備(15)。在此，該方法包括以下步驟確定在待檢查的身體(O)內的體積(25)的血管造影測量數據；根據用戶輸入藉助所述血管造影測量數據確定血管(2)；藉助所述血管造影測量數據自動確定所述血管(2)的大小和取向；根據所述大小和取向，自動確定對於流量測量的層幾何形狀(4)；藉助該層幾何形狀(4)進行流量測量。
文檔編號A61B5/055GK101744617SQ20091024678
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月1日 優先權日2008年12月2日
發明者安德烈亞斯·格雷瑟, 彼得·施米特, 梅米特·A·古爾休恩, 詹斯·古林, 麥可·曾格, 阿恩·利特曼 申請人:西門子公司