用於檢驗受檢對象定位的磁共振裝置及方法

2023-11-03 14:34:27

專利名稱：用於檢驗受檢對象定位的磁共振裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種在磁共振裝置中檢驗受檢對象定位的方法和用於該方法的磁共振裝置。本發明特別涉及能夠提高患者安全性的檢驗定位的方法和磁共振裝置，在此防止由磁場梯度電路形成的閉合電流迴路對患者可能的傷害。
背景技術：
在各種醫學診斷中使用藉助磁共振斷層造影的檢查。在此總希望檢查時間越來越短，一方面出於費用原因，另一方面是為了能夠對運動的器官成像。為了拍攝MR圖像，結合以儘可能短的開關時間接通和斷開的磁梯度場使用高頻脈衝，以縮短MR圖像的拍攝時間，但也為了優化對比度。
但同時還必須保證患者的安全。射入人體的高頻脈衝可能造成這樣的問題，即在對拍攝對象即患者的定位不適當時，會通過受檢對象體內隨時間變化的磁通而感應產生閉合的電流迴路。在此，感生電壓以及因此而在體內感生的電流以和磁通隨時間的變化的上升同樣的程度上升。此外它依賴於可能的電流迴路的形狀、位置和大小。因此，在進行MR檢查之前對患者定位時要注意在放置患者時不會產生能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀。此外，當四肢相對接觸，或當一個肢體接觸身體的另一區域時也會產生這一現象。因此磁共振裝置的操作人員的任務是監視患者的位置，並由此保證防止這樣的閉合電流迴路。
當通過患者的定位能夠形成電流迴路時，這種能導致燒傷受檢患者的閉合電流迴路並非一定會出現。儘管如此，為了患者的安全必須保證在進行MR檢查期間不能出現電流迴路。此外，近來通過新技術已能藉助磁核共振獲得全身圖像。除別的以外，這是通過將患者臥榻連同在其上的患者一起連續地或者步進地移動通過磁共振裝置，在此，分別拍攝位於磁鐵中的身體部位的MR圖像並然後將它們組合在一起來實現的。

發明內容
本發明的任務在於，提高患者的安全性，並以簡單的方式識別和避免在放置患者時閉合電流迴路的形成。
實施方式根據本發明的第一方面，提供一個磁共振裝置，它具有藉助磁共振成拍攝受檢對象圖像的拍攝單元。此外，提供一個圖像處理單元，其在所拍攝的受檢對象的圖像中查找受檢對象中能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀。此外提供一個信息單元，其在圖像處理單元在所拍攝的圖像中發現了能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀時，將此通知磁共振裝置的操作人員。通過新的拍攝技術，可以獲得覆蓋受檢對象較大部分的概略圖像。這用常規MR技術是不可能的，因為圖像拍攝區(視野)迄今僅被限制在部分區域，由此，拍攝的MR圖像僅可有條件地用於檢測電流迴路。根據本發明，現在可以使用能夠覆蓋受檢對象身體大部分區域的MR圖像，並且檢查能夠產生電流迴路的幾何形狀。特別是當患者用毛巾或者接收線圈覆蓋時，對於磁共振裝置的操作人員來說不容易監視防止這種電流迴路的患者的定位。根據本發明，現在可以把拍攝的MR圖像用於識別這樣的電流迴路。
根據本發明的一個優選實施例，MR裝置具有一個包含受檢對象的參考圖像的資料庫，其中參考圖像具有能在受檢對象中產生閉合電流迴路的受檢對象的各種定位，在此，圖像處理單元比較拍攝的圖像與參考圖像。簡單形式的閉合電流迴路，例如通過兩個小腿的接觸、以及通過手臂接觸身體引起的迴路，可以在參考圖像上描繪，以便能夠通過比較拍攝的MR圖像與參考圖像，可靠地識別這種定位。
在一個優選的實施方式中，圖像拍攝單元拍攝受檢對象(患者)身體的包括四肢的概貌圖像，其中，當對受檢對象不能通過拍攝一次磁共振圖像來完全成像時，使該受檢對象步進地或者連續地移動通過該磁共振裝置。優選完全拍攝四肢如臂和腿，因為通過臂或腿的不同的定位最可能產生閉合電流迴路。
在概略攝影時為位置編碼還使用磁梯度場結合HF脈衝。然而在用於產生概貌圖像的成像序列時優選使用時間距離較大的HF脈衝。對於患者安全性的危險在理論上說來當HF脈衝在非常短的時間內接通和切斷時、以及當患者同時被放置得使電流迴路包圍大的面積時總能夠產生。在使用這種成像序列檢查患者前，通過拍攝概貌圖像可以保證不存在能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀。
此外，磁共振裝置還可以具有雷射指示設備或者其它的光指示器，其能夠標記受檢對象上通過受檢對象的兩個不同身體部分的接觸能夠產生閉合電流迴路的位置。由此使磁共振裝置的操作人員能夠立即注意到這些關鍵位置並提示受檢對象改換位置。
此外本發明的任務通過一種檢驗受檢對象在磁共振裝置中定位的方法解決，具有下述步驟首先藉助磁共振拍攝受檢對象的至少一個圖像。接著對於產生的磁共振圖像查找能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的受檢對象中的幾何形狀。當在拍攝的磁共振圖像中發現能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀時，通知磁共振裝置的操作人員。這點例如可以通過在顯示屏上給操作人員表示能夠導致電流迴路現在的定位的消息實現。優選由圖像處理單元為此對於受檢對象查找能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀。此外，在查找幾何圖形時，比較拍攝的圖像與資料庫中的參考圖像，在此，參考圖像具有能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的受檢對象的各種定位。
同樣可以在拍攝的MR圖像中查找由受檢對象的身體或者受檢對象不同的身體部分、尤其是四肢包圍的空區域。
為能夠對在受檢對象的身體中是否能夠產生電流迴路進行最可能的預報，優選拍攝身體的包括全部四肢的概貌圖像，在此，如前所述，使受檢對象步進地或者連續地移動通過磁共振裝置。
根據一個優選的實施方式，當身體的四肢相對接觸(例如一隻腳接觸另一隻腳，一個臂接觸另一個臂，一個臂接觸一條腿或者身體的另一部分)時，認為在受檢對象中有閉合電流迴路。此外，當身體的四肢接觸身體的另一區域時，例如當臂接觸頭或者上身時，也可以識別為有閉合電流迴路。
為進一步提高患者的安全性，不僅能夠在存在不同身體部分接觸的情況下識別閉合電流迴路，而且也可以當身體正移動的區域彼此接近到一個預定的距離例如大於1cm時向操作人員發出警報。不言而喻，也可以選擇其它最小距離。
為檢查MR圖像的閉合電流迴路，可以形成具有橫向、冠狀或者縱向截面的圖像。接著可以查找這些圖像中能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何圖形。此外還可以從拍攝的圖像中構造身體的體積數據組，以便也能夠對斜的截面檢查電流迴路的形成。
根據另一個優選的實施方式，可以對在實際MR檢查期間拍攝的圖像查找能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀。由此可以監視受檢對象在檢查過程中的運動。MR檢查能夠持續數分鐘直到一刻鐘或者半小時甚或更長，所以不能排除身體的運動。如果受檢人員的定位發生了變化，使得在真正的MR檢查期間會產生電流迴路，則在這種情況下也能就此通知操作人員，當在圖像中發現這樣的電流迴路時。


下面參考示意圖根據實施例詳細說明本發明。附圖中圖1示出根據本發明的MR裝置的示意圖，圖2示出能夠在受檢對象中導致閉合電流迴路的幾何圖形，圖3示出按照本發明操作MR裝置的流程圖。
具體實施例方式
圖1示意示出一個磁共振裝置，使用該裝置能夠可靠識別患者定位時可能的電流迴路。圖1所示的磁共振裝置10具有用於產生基本磁場的磁鐵11，可將躺在患者臥榻12上的受檢對象(這裡是患者13)送入該磁場中。患者臥榻12可在Z方向上移動。磁鐵11與患者臥榻12和患者13通常設置在一個屏蔽的小室14內。為控制磁共振裝置，設置了控制單元15，它與小室14內的MR裝置連接。控制單元15具有圖像拍攝單元16，用它控制以何種方式拍攝患者13的圖像，即為了激勵自旋如何接通梯度和FH脈衝。此外設置了圖像處理單元17，它產生或再現由圖像拍攝單元16拍攝的MR圖像，然後根據幾何圖形檢驗是否有可能在患者13體內產生閉合電流迴路。在查找閉合電流迴路時例如可以訪問資料庫18，它包含參考圖像，後者包含患者的各種能導致閉合電流迴路的定位。不言而喻，圖像處理單元還可以使用其它識別圖像中的閉合電流迴路的圖像處理方法。例如，圖像處理單元可以查找完全由患者身體的一個區域包圍的空的平面。此外，可以跟蹤身體輪廓，並且檢驗它是否接觸身體的其它部分。這種方式的圖像處理方法專業人員熟知，因此不詳細說明。
為可靠識別電流迴路，需要拍攝全身包括全部四肢。為此可使患者臥榻12或者連續地或者步進地沿Z方向移動通過磁鐵11。接著將產生的MR圖像合成為患者的完整圖像，然後可以檢查可能的電流迴路。如果通過圖像處理單元17識別到閉合電流迴路，則雷射控制器19能夠控制一個未示出的雷射器20，以便在患者的身體上標記出由於不同身體部分的接觸而引起電流迴路流動的位置。信息單元20，例如顯示單元通知操作人員所找到的可能的電流迴路。
圖2舉例示出可能導致電流迴路的位置。圖2所示的圖像例如可以用作包含在資料庫18中的參考圖像。這些參考圖像然後可以與拍攝的MR圖像進行比較，以便發現可能的電流迴路。在所示的圈起來的區域中不同的身體部位相接觸，由此可能產生圖2所示的電流迴路。在最左邊表示的位置，兩腿的下端接觸，於是能夠產生通過兩腿、接觸點和軀幹形成的電流迴路。在左中的圖形中能夠通過臂或者手接觸身體產生電流迴路。在右中的圖形中通過雙臂的接觸產生電流迴路，而在右邊所示的圖形中可通過雙腿在膝蓋內側接觸產生電流迴路。這些以及其它的可能定位可以作為參考圖像存儲在資料庫18中，並通過把拍攝的圖像與所示位置比較來幫助查找閉合電流迴路。如果檢測到可能的電流迴路，則可以利用在MR裝置上存在的雷射單元(未圖示)標記接觸點，其中，例如雷射控制器19標記不同身體部位的接觸點。此外，可以通過信息單元20告知操作人員，已經檢測到可能的電流迴路。
圖3示出能夠用以檢測閉合電流迴路的步驟。在第一步驟31，拍攝患者的概略MR圖像，在此優選拍攝患者13整個身體包括四肢，因為從圖2所知，電流迴路大多通過四肢的放置感生。
接著在步驟32繼續處理在步驟31拍攝的概貌圖像，查找能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何圖形。在此，如前所述，可以進行將拍攝的MR圖像和參考圖像的比較。同樣可以使用其它的圖像處理方法，例如可以查找完全由至少一個身體部分包圍的空的區域。同樣可以在MR圖像中對患者的輪廓進行檢查，看其是否接觸身體的其餘部分。也可以使用各種能夠識別電流迴路的其它圖像處理方法。
接著在步驟33檢查，患者的定位是否產生電流迴路。如果在步驟33的結果是否定的，則可以如所希望的進行對患者的檢查，並可以使用具有對於臨床設問的回答所需要的圖像序列的MR圖像(步驟34)。
如果在拍攝的MR概貌圖像中識別到患者的定位中有電流迴路，則在步驟35通知操作人員出現了可能的電流迴路。然後操作人員可以做出反應並重新定位患者。可選地，可以在步驟36用雷射器標記由於不同身體部分接觸而能夠流過電流迴路的位置。如果重新定位患者，則可以在步驟31從概略攝影重新開始。
在另一步驟中，可選通過對在其餘的檢查期間拍攝的MR圖像同樣繼續查找電流迴路，在患者檢查定位期間繼續監視患者的定位(步驟37)。電流迴路的形成是可能的，因為患者自己可能在檢查期間移動。如果是這種情況，則可以如在步驟35那樣通知操作人員。如果未檢測到新的可能的電流迴路，則可以結束檢查(步驟38)。
總之，因為能夠以可靠的方式檢測並由此避免電流迴路的存在，所以本發明提高了患者的安全性。工作流程可以自動進行，只要確實可能，則操作人員不再必須通過觀察監視患者。
權利要求
1.一種磁共振裝置(10)，具有-圖像拍攝單元(16)，其藉助磁核共振來拍攝受檢對象的圖像，-圖像處理單元(17)，其在所拍攝的受檢對象的圖像中查找受檢對象中能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀，和-信息單元(20)，當圖像處理單元(17)在所拍攝的圖像中發現了能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀時，該信息單元(20)將此通知磁共振裝置的操作人員。
2.根據權利要求1所述的磁共振裝置，其特徵在於，具有一個包含受檢對象的參考圖像的資料庫(18)，其中，這些參考圖像具有受檢對象能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的各種定位，其中，所述圖像處理單元(17)將所拍攝的圖像與參考圖像進行比較。
3.根據權利要求1或2所述的磁共振裝置，其特徵在於，所述圖像拍攝單元(16)拍攝受檢對象包括四肢的身體的概貌圖像，其中，當對受檢對象不能通過拍攝一次磁共振圖像來完全成像時，使該受檢對象步進地或者連續地移動通過該磁共振裝置(10)。
4.根據上述權利要求之一所述的磁共振裝置(10)，其特徵在於，具有一個雷射設備或者另一個光源，其標記受檢對象上通過受檢對象的兩個不同身體部分的接觸能夠產生閉合電流迴路的位置。
5.一種用於檢驗受檢對象在磁共振裝置(10)中的定位的方法，具有下述步驟-藉助磁核共振拍攝受檢對象的至少一個圖像，-藉助圖像處理單元查找所產生的磁共振圖像中受檢對象中能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀，和-當在所拍攝的磁共振圖像中發現能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀時，通知磁共振裝置(10)的操作人員。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，在查找所述幾何形狀時，比較拍攝的圖像與資料庫(18)中的參考圖像，其中，所述參考圖像具有能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的受檢對象的各種定位。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，在查找所述幾何形狀時，在所拍攝的圖像中查找由受檢對象的身體包圍的空面積。
8.根據權利要求5到7中任一項所述的方法，其特徵在於，拍攝受檢對象包括四肢的身體的概貌圖像，其中，使受檢對象步進地或者連續地移動通過磁共振裝置(10)。
9.根據權利要求5到8中任一項所述的方法，其特徵在於，當受檢對象身體的四肢相對接觸時，識別為在受檢對象中有閉合電流迴路。
10.根據權利要求5到9中任一項所述的方法，其特徵在於，當受檢對象身體的四肢接觸身體的另一區域時，識別為在受檢對象中有閉合電流迴路。
11.根據權利要求5到10中任一項所述的方法，其特徵在於，當受檢對象身體的不同區域彼此間的距離小於例如1cm時，識別為在受檢對象中有閉合電流迴路。
12.根據權利要求5到11中任一項所述的方法，其中，在磁共振圖像的情況下，形成具有橫向、冠狀或者縱向截面的圖像，接著檢查其中能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀。
13.根據權利要求5到12中任一項所述的方法，其中，當在拍攝的磁共振圖像中發現了能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀時，通過在磁共振裝置(10)顯示屏(20)上的顯示將其通知操作人員。
14.根據權利要求5到13中任一項所述的方法，其特徵在於，標記通過兩個不同的身體部分的接觸能夠產生閉合電流迴路的身體的位置。
15.根據權利要求5到14中任一項所述的方法，其中，對在繼續的檢查過程中拍攝的磁共振圖像繼續查找能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀，以便在檢查過程中監視受檢對象的運動，在此，如果在檢查過程中發現能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀，則通知操作人員。
全文摘要
本發明涉及一種磁共振裝置(10)，其具有圖像拍攝單元(16)，藉助磁核共振拍攝受檢對象的圖像；圖像處理單元(17)，其在所拍攝的受檢對象的圖像中查找受檢對象中能夠在受檢對象中產生閉合電流迴路的幾何形狀；和信息單元(20)，當圖像處理單元(17)在所拍攝的圖像中發現了能夠導致閉合電流迴路的幾何形狀時，該信息單元(20)將此通知磁共振裝置的操作人員。
文檔編號G01R33/20GK1817303SQ20051012167
公開日2006年8月16日 申請日期2005年12月7日 優先權日2004年12月7日
發明者休爾坦·海德, 彼得·克賴斯勒 申請人:西門子公司