具有多個(gè)子系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備的運(yùn)行的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行具有多個(gè)子系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備的方法以及相應(yīng)的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備和所屬的計(jì)算機(jī)程序以及所屬的能電子讀取的數(shù)據(jù)載體。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備、例如磁共振設(shè)備或者計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置是具有多個(gè)技術(shù)性子系統(tǒng)的復(fù)雜裝置。對(duì)此，例如在磁共振設(shè)備中附屬有基磁場(chǎng)系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)、勻場(chǎng)系統(tǒng)和高頻發(fā)射系統(tǒng)和高頻接收系統(tǒng)。
[0003]為了利用磁共振設(shè)備產(chǎn)生檢查對(duì)象的圖像或者波譜數(shù)據(jù)，檢查對(duì)象定位在通過基磁場(chǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)均勻基磁場(chǎng)中，也稱為B。場(chǎng)，其具有0.2特斯拉至7特斯拉或者更高的場(chǎng)強(qiáng)，從而使其核自旋沿著基磁場(chǎng)指向。為了觸發(fā)核磁共振，利用高頻發(fā)射系統(tǒng)的合適的天線裝置將高頻的激勵(lì)信號(hào)(HF脈沖)照射到檢查對(duì)象中，從而使確定的、通過該高頻場(chǎng)共振激勵(lì)的原子的核自旋以確定的翻轉(zhuǎn)角相對(duì)于基磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線傾斜。被觸發(fā)的核磁共振，也就是在核磁進(jìn)動(dòng)時(shí)發(fā)射的高頻信號(hào)(也稱:磁共振信號(hào))借助高頻接收系統(tǒng)測(cè)量，通常數(shù)字化并且作為復(fù)雜數(shù)字值至少(當(dāng)給出位置參照時(shí))作為所謂的k空間數(shù)據(jù)存放到k空間矩陣中。例如在信號(hào)-體素-波譜-測(cè)量時(shí)(沒有位置參照)，數(shù)字化的數(shù)據(jù)作為復(fù)雜的時(shí)間信號(hào)，也稱為“FID數(shù)據(jù)”存儲(chǔ)?；趉空間數(shù)據(jù)或者FID數(shù)據(jù)，能夠重建MR圖像或者能夠測(cè)定波譜學(xué)數(shù)據(jù)。為了對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行位置編碼，借助梯度系統(tǒng)，快速切換的磁梯度場(chǎng)覆蓋基磁場(chǎng)。勻場(chǎng)系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行均勻化。
[0004]所有這些技術(shù)模型必須由控制裝置以合適的方式和方法協(xié)調(diào)地響應(yīng)。在此，必須通過控制來執(zhí)行對(duì)于確定的成像過程來說必要的、對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)在相應(yīng)正確的時(shí)間點(diǎn)的設(shè)定和切換。通常，在成像流程中以子體積來記錄待成像的體積，例如在2D成像時(shí)以多個(gè)層或者在3D成像中以所謂的多個(gè)“厚層”。如此記錄到的子體積然后被組合成總體積。子體積的另外的定義可以例如通過能夠由操作者特殊定義的“感興趣區(qū)域(R0I) ”或者“感興趣的體積(V0I) ”給出。此外，例如在磁共振系統(tǒng)中在確定局部飽和區(qū)域或者局部的制劑脈沖(Praeparat1n)或者標(biāo)簽脈沖時(shí)給出了附加的子體積。
[0005]如已經(jīng)提到的，為了進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，通常為控制裝置傳輸序列控制數(shù)據(jù)，多數(shù)基于所謂的測(cè)量協(xié)議。該序列控制數(shù)據(jù)定義了整個(gè)測(cè)量序列的不同的功能性子序列。磁共振記錄可以例如在第一子序列時(shí)為脈沖序列，從而局部地在確定區(qū)域中實(shí)現(xiàn)飽和。另外的子序列例如可以包括確定的制劑脈沖并且其他的另外的子序列用于按順序地激勵(lì)和接收不同層或者厚層中的磁共振信號(hào)。
[0006]基于MR 技術(shù)，如斷層成像(MRT，英語“magnetic resonance tomography”)或者波譜分析(MRS，英語“magnetic resonance spectroscopy”)的常見方法需要“良性的”物理環(huán)境條件，從而確保記錄到的數(shù)據(jù)的盡可能良好的質(zhì)量。例如，這涉及到空間均勻性、時(shí)間穩(wěn)定性和相關(guān)磁場(chǎng)和高頻場(chǎng)、即基磁場(chǎng)(B。)和梯度和高頻場(chǎng)(BJ的絕對(duì)精度。
[0007]至今為止，與理想環(huán)境的偏差可以至少部分地例如通過系統(tǒng)特定的設(shè)定，、所謂的“Tune-Ups”，尤其是在感生了渦流的動(dòng)態(tài)場(chǎng)干擾或者梯度靈敏性方面，或者通過檢查對(duì)象特定的設(shè)定，尤其是在取決于磁化率的靜態(tài)場(chǎng)干擾方面或者高頻場(chǎng)的空間改變方面進(jìn)行補(bǔ)償。然而在此，在開始測(cè)量前確定的補(bǔ)償設(shè)定通常在整個(gè)測(cè)量期間保持有效(“靜態(tài)”校準(zhǔn))。
[0008]對(duì)于不能被完全補(bǔ)償?shù)目臻g可變環(huán)境條件來說，這意味著對(duì)于數(shù)據(jù)質(zhì)量的妥協(xié)。
[0009]De Graaf 及其他人在 “Dynamic Shim Updating (DSU) for Mult1-Slice SignalAcquisit1n，，，Proc.1ntl.Soc.Mag.Reson.Med.10，S.536，2002 中描述了一種用于在功能性的多層MR成像中的B0勻場(chǎng)的場(chǎng)線圈的勻場(chǎng)電流的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的健全的方式。對(duì)此，為了測(cè)定第一或者更高級(jí)別的空間場(chǎng)改變使用了決定的場(chǎng)確定序列，其必須精確地與預(yù)期的成像序列的相應(yīng)參數(shù)(例如層位置和指向)進(jìn)行匹配。場(chǎng)確定序列接收了對(duì)于場(chǎng)確定來說必要的數(shù)據(jù)并且對(duì)其進(jìn)行分析，從而由此為每個(gè)待利用成像序列測(cè)量的層計(jì)算優(yōu)化的勻場(chǎng)電流(第一或者更高級(jí)別的)。接下來，成像序列以優(yōu)化的勻場(chǎng)電流開始。在此，通過使用者非常準(zhǔn)確地注意在成像序列和場(chǎng)確定序列之間的一致性，因?yàn)榉駝t不一致性會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量的變差。因此，對(duì)于每個(gè)成像序列和該序列的每個(gè)改變?cè)俅谓?chǎng)確定序列并且在測(cè)量之前利用成像序列來執(zhí)行。該方法因此對(duì)于應(yīng)用者來說非常復(fù)雜并且難以與另外的、例如靜態(tài)的校準(zhǔn)組合，因?yàn)樵诓煌膮?shù)之間的轉(zhuǎn)換效果不能或者僅僅受限地被考慮到。如果靜態(tài)校準(zhǔn)參數(shù)改變，那么其能夠?qū)驁?chǎng)電流的理想的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)產(chǎn)生影響并且將執(zhí)行對(duì)場(chǎng)確定序列的再次執(zhí)行并且執(zhí)行對(duì)優(yōu)化的勻場(chǎng)電流的計(jì)算。此外，優(yōu)化在此受到成像序列的層的限制。更小的體積，例如區(qū)域性的飽和體積在此沒有被考慮到。
[0010]在DE 10 2009 020 661 B4中再次描述了一種方法，利用該方法對(duì)于測(cè)量序列的運(yùn)行時(shí)間調(diào)整測(cè)量序列的參數(shù)、例如在磁共振技術(shù)中。此外，在此已經(jīng)說明，即通常為不同的作用體積分配了不同的功能性子序列。也就是說，對(duì)于每個(gè)子序列來說，整個(gè)測(cè)量體積的另外的子體積都是相關(guān)的。然而，通過對(duì)于運(yùn)行時(shí)間測(cè)定參數(shù)能夠顯示出，在此由于通過測(cè)量序列已經(jīng)運(yùn)行的測(cè)量而導(dǎo)致的僅受限地可用的時(shí)間中不能測(cè)定有意義的參數(shù)。在該種情況中，或者在整體上中斷測(cè)量或者獲得不理想的靜態(tài)參數(shù)。
[0011]此外出現(xiàn)這種情況，在該情況中，在測(cè)量期間在醫(yī)學(xué)檢查設(shè)備的測(cè)量體積中的待優(yōu)化的子區(qū)域發(fā)生改變。為此例如使用交互測(cè)量，例如熒光透視測(cè)量，其中，使用者在測(cè)量運(yùn)行期間例如可以改變測(cè)量協(xié)議的位置和指向，以便檢查動(dòng)態(tài)生理學(xué)過程。另外的實(shí)例為具有可預(yù)料的運(yùn)動(dòng)校正的測(cè)量，其中，患者或者待檢測(cè)的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)被識(shí)別并且其特征被傳輸?shù)綑z查設(shè)備，以便能夠?yàn)榱藢?duì)檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償而對(duì)控制信號(hào)中的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤。待優(yōu)化區(qū)域的位置和/或指向的在測(cè)量期間的這類改變僅僅能夠利用已知的方法不充分地進(jìn)行補(bǔ)償并且因此常常導(dǎo)致圖像質(zhì)量的變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于運(yùn)行醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備的方法，該設(shè)備具有多個(gè)子系統(tǒng)和控制裝置，該控制裝置對(duì)用于執(zhí)行測(cè)量序列的子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提出一種相應(yīng)的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備和一種所屬的計(jì)算機(jī)程序以及所屬的電子可讀取的數(shù)據(jù)載體，本發(fā)明可靠地、使用者友好地且時(shí)間優(yōu)化地允許使序列控制數(shù)據(jù)與當(dāng)前的環(huán)境條件和測(cè)量體積的待優(yōu)化的子區(qū)域的改變匹配(校準(zhǔn))，并且克服了迄今為止的方法的上述缺點(diǎn)。
[0013]此外，本發(fā)明基于這樣的考慮，即在其中對(duì)于信號(hào)激勵(lì)和數(shù)據(jù)接收相關(guān)的檢查對(duì)象的體積在測(cè)量期間發(fā)生改變的測(cè)量中，通過對(duì)當(dāng)前的相關(guān)體積的補(bǔ)償設(shè)定的動(dòng)態(tài)優(yōu)化能夠顯著地改善數(shù)據(jù)質(zhì)量。例如，這也適用于在多體素波譜分析時(shí)(例如結(jié)合按順序的局部激勵(lì))或者在使用各種磁化制劑時(shí)(例如脂肪遏制，局部飽和，翻轉(zhuǎn)，標(biāo)記等等)的二維多層成像。此外出現(xiàn)這樣的情形，即在該情形中，在測(cè)量運(yùn)行期間的被分配的作用體積的至少待優(yōu)化的子區(qū)域的位置和/或指向發(fā)生改變。這能夠由于測(cè)量的類型自身引起，例如在交互測(cè)量時(shí)，又或者也由于待檢查的檢查對(duì)象的不希望的移動(dòng)引起。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法用于運(yùn)行具有多個(gè)子系統(tǒng)和控制裝置的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備，控制裝置對(duì)用于執(zhí)行測(cè)量序列的子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，該方法包括以下步驟:
[0015]-將分配給要執(zhí)行的測(cè)量的控制協(xié)議傳輸?shù)娇刂蒲b置；
[0016]-確定與控制協(xié)議關(guān)聯(lián)的序列控制數(shù)據(jù)，其定義了屬于控制協(xié)議的測(cè)量序列的不同的功能性子序列；
[0017]-為每個(gè)功能性子序列分配不同的作用體積；
[0018]-確定醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備的對(duì)于確定的關(guān)聯(lián)序列控制數(shù)據(jù)和所分配的作用體積來說決定性的、當(dāng)前的環(huán)境條件；
[0019]-基于確定的序列控制數(shù)據(jù)、作用體積和確定的當(dāng)前的環(huán)境條件，計(jì)算并存儲(chǔ)測(cè)量序列的控制信號(hào)，使得測(cè)量序列的功能性子序列至少在分配給其的作用體積的子區(qū)域方面局部優(yōu)化；
[0020]-根據(jù)控制協(xié)議在應(yīng)用存儲(chǔ)的控制信號(hào)的情況下開始測(cè)量，其中，在測(cè)量中使用的控制信號(hào)(ST)在測(cè)量期間與在測(cè)量期間基于所存儲(chǔ)的控制信號(hào)(ST)測(cè)定的作用體積(Vpv2，v3，v4，m,, wv2，wv3)的待優(yōu)化的子區(qū)域的改變相匹配。
[0021]通過根據(jù)本發(fā)明的方法和其中央的還在實(shí)際測(cè)量開始之前對(duì)控制信號(hào)的測(cè)定實(shí)現(xiàn)了，能夠可靠地、使用者友好地且時(shí)間優(yōu)化地、以及在臨床的例行程序中進(jìn)行控制信號(hào)的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)以及因而的優(yōu)化。在此，能夠針對(duì)性地限制在檢查對(duì)象的感興趣的體積中的子區(qū)域上，這既有利地影響了計(jì)算時(shí)間又有利地影響了檢查結(jié)果的質(zhì)量。通過限制到相應(yīng)的關(guān)聯(lián)序列控制數(shù)據(jù)上并且通過確定和提供優(yōu)化的控制信號(hào)，優(yōu)化了數(shù)據(jù)流，并且能夠因此簡單地集成在現(xiàn)存的處理流程(“Workflows”)中。通過控制信號(hào)的因此改善的匹配可行性能夠進(jìn)一步在應(yīng)用的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備中構(gòu)造低成本的硬件，并且因此低成本地制造該硬件，因?yàn)橥ㄟ^該硬件能夠利用本方法平衡可能不理想的環(huán)境條件。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的方法也存在將為測(cè)定優(yōu)化的控制信號(hào)而使用的測(cè)量、評(píng)估和應(yīng)用優(yōu)化地經(jīng)由控制協(xié)議集成到對(duì)檢查對(duì)象的數(shù)據(jù)的測(cè)量的技術(shù)流程中。
[0022]在此，并不如在至今的現(xiàn)有技術(shù)中通常所需要的那樣，即使用者應(yīng)確保不同的測(cè)量協(xié)議的一致性，如用于確定環(huán)境條件的校準(zhǔn)測(cè)量的和實(shí)際測(cè)量的協(xié)議。更多的是能夠使用開創(chuàng)性的校準(zhǔn)測(cè)量，而無需操作者對(duì)其首先進(jìn)行參數(shù)化。
[0023]通過根據(jù)本發(fā)明對(duì)作用體積的待優(yōu)化的子區(qū)域的相應(yīng)的當(dāng)前改變的監(jiān)控，控制信號(hào)也能夠優(yōu)化地匹配于待優(yōu)化的子區(qū)域的位置和/或指向改變，由此能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)良好的圖像質(zhì)量。因此，在這樣的位置和/或指向改變時(shí)也能夠確保使用的醫(yī)學(xué)成像檢查設(shè)備的可行性方案的理想的充分利用?；谝呀?jīng)在測(cè)量開始之前計(jì)算出的和存儲(chǔ)的優(yōu)化控制信號(hào)對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行的匹配在此確保了穩(wěn)定的測(cè)量流程，因?yàn)閷?duì)控制信號(hào)的匹配