用于调整MR成像设备的线圈的方法与流程

本发明涉及一种用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的计算机实现的方法、一种用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的预形成装置、一种用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的mr成像系统、线圈连同这种预形成装置的使用、以及计算机程序单元。

背景技术：

1、mr成像设备在现有技术中是众所周知的并且广泛用作医院中的医学成像设备。与ct扫描器相比，mr成像设备不需要危险的x射线来采集图像。相反，mr成像设备使用磁场来生成人体部分(例如器官)的图像。要被成像的人体区域、激励线圈和接收器线圈被相对于彼此被布置用于成像。这些成像模块的布置对成像质量有影响。

2、有鉴于此，发现还需要提供一种用于布置mr成像设备的成像模块的方法。

3、us2015/293188a1描述了一种用于在利用磁共振设备记录磁共振数据之前自动调节局部线圈的位置和形状的方法。

4、ep3620808a1描述了一种用于在mri系统中定位线圈的方法。

5、us2005/122108a1描述了一种磁共振成像装置。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种用于布置mr成像设备的成像模块方法，特别是提供一种用于布置mr成像设备的成像模块的改进的方法。

2、这些和其他目的在阅读以下说明后变得显而易见，其通过独立权利要求的主题得以解决。从属权利要求涉及本公开的优选实施例。

3、根据本发明的第一方面，提供了一种用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：提供患者的形状数据；基于所提供的所述患者的形状数据来计算并生成用于预形成mr成像设备的至少一个线圈的控制信号，其中，所生成的控制信号被配置为将述线圈的位置调整为目标位置和/或将所述线圈的形状调整为目标形状；基于生成的控制信号来自主调整所述线圈的位置和/或形状；使用经调整的线圈来生成患者的当前成像数据；基于所生成的成像数据来评价所述线圈的位置和/或形状并且确定评价结果。

4、所述方法借助于处理器执行。所述处理器被配置为：提供患者的形状数据；计算并生成用于基于所提供的形状数据来调整mr成像设备的至少一个线圈的控制信号；基于所述控制信号来调整所述线圈的位置和形状；使用经调整的线圈来生成患者的当前成像数据；基于所生成的成像数据来评价所述线圈的位置和形状，并且确定评价结果。

5、换言之，本发明提出基于患者已经存在的几何结构数据来预形成mr成像设备的线圈，并且在将线圈应用于患者使用使用来自线圈的测量数据以检查线圈的位置和/或形状。通过使用已经存在的患者的几何结构数据，线圈的预形成可以发生在mri系统的膛之外并且因此提高了mri系统的产出。在mri系统的膛外执行调整过程也可能有利于解释和/或训练患者或技术人员/操作者，而不浪费mri系统的宝贵生产时间。

6、线圈的位置和/或形状的检查不需要额外的传感器，而是通过使用现有装备(即线圈)来执行。使用线圈来检查/评价位置和/或形状可以实现调整和优化患者和线圈的布置的有效方式。在测量数据揭示线圈的不充分位置和/或形状的情况下，线圈的进一步预形成被初始化。由于预形成和评价/检查的自主和连续过程，成像过程可能更有效，并且图像的质量可能提高。还可能有利的是，通过评价线圈的测量数据来检查线圈的自主预形成过程，以便检测位置和/或形状误差。由于患者的不正确几何数据或线圈的致动器的错误，可能会出现错误。自主预形成过程可以有利地导致技术人员/操作者的工作负荷减少、mri系统的生产率增加以及mri系统的图像质量增加。

7、术语形状数据应被广义地理解并且包括患者的任何几何结构信息，例如身体的曲线、面积、坐标、尺寸以及身体中的器官或骨骼的位置/尺寸/成份。术语控制信号应广义地被理解并且包括用于控制mr成像设备的致动器的任何信息。如本文中所使用的术语线圈是指被配置为对患者或任何其他对象的一部分进行成像的mr成像设备中的线圈。例如，线圈可以是局部mri线圈，例如头部、颈部、颈动脉或肩部线圈等。致动器包括气动、液压或机电驱动器。致动器改变mr成像设备的线圈的形式和位置。mr成像设备应广义地理解并且包括用于采集mr图像数据的任何部件。优选地，mr成像设备包括激励线圈和接收器线圈。位置应被广义地理解并且包括线圈的任何空间信息。优选地，位置包括三个旋转自由度和三个平移自由度。在本文中应当注意，线圈可以包括具有不同位置的不同区域。术语形状应被广义地理解并且包括线圈的任何几何结构信息，优选地表面尺寸和表面取向。术语目标位置和目标形状包括线圈的期望位置和期望形状。术语成像数据应被广义理解并包括与mr成像设备相关的成像数据，其中，图像数据不限于采集mr系统的膛内的图像。优选地，成像数据包括重建图像、原始数据、低分辨率成像或者只是实时噪声测量。例如，个体线圈的噪声和噪声相关矩阵给出线圈与患者的距离有多近的量度。当患者在患者桥/床上时，这种噪声测量也可以在mri膛外应用。术语评价结果应被宽泛地理解并且包括并且包含测量数据与参考值的任何比较，其中，参考值与线圈的期望位置和/或形状有关。

8、在实施例中，所述方法还包括基于所述评价的结果来自主地调整所述线圈的位置和/或形状的步骤。换句话说，不断调整线圈的位置和/或形状，直到达到目标形状/点。这可以有利地提高医学图像的质量。优选地，基于所述评价的结果自主调整所述线圈的位置和/或形状的步骤作为反馈控制来执行。

9、在实施例中，患者的形状数据是mr扫描或ct扫描或3d形状传感器。患者的形状数据不限于上述示例。患者的形状数据可以从数据库或先前的医学处置提供。可以将形状数据转换成期望的数据格式以用于进一步处理，例如生成控制信号。形状数据可以从不同来源构建，例如，ct扫描和3d形状传感器。通过使能使用不同的形状数据源和/或数据格式，可以提高mr成像过程的生产效率和适用性。

10、在实施例中，所述方法还包括以下步骤：基于所提供的所述患者的形状数据来计算并生成用于预形成与所述mr成像设备结合使用的至少一个床垫和/或至少一个介电垫的控制信号，其中，所生成的控制信号被配置用于将所述床垫和/或所述介电垫的位置调整为目标位置和/或将所述床垫和/或所述介电垫的形状调整为目标形状；基于所生成的控制信号来自主调整所述床垫和/或所述介电垫的所述位置和/或所述形状；生成所述患者的当前成像数据；基于所生成的成像数据来评价所述床垫和/或所述介电垫的所述位置和/或形状并且确定评价结果，基于所述评价结果来自主调整所述床垫和/或所述介电垫的所述位置和/或所述形状。术语床垫在下文中意指患者定位在其上的床垫。床垫包括用于调整床垫的位置/和/或形状的致动器。通过调整床垫的位置或形状，也可以有利地调整患者身体的位置和/或形状。术语介电垫包括简单的小袋，其包含放置在患者和接收器线圈之间以减少介电伪影的高度导电材料。最简单的介电垫包括含有氯化锰的稀释溶液或凝胶。更复杂的固体介电垫包括金属(主要是钡和钙)、钛酸盐在氘化或质子化水中的悬浮液。介电垫单独使用或集成或组合在线圈中/与线圈结合使用。换言之，用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的方法被扩展以还调整床垫和介电垫。床垫和介电垫以及线圈与患者身体组合彼此相互作用并形成用于mr成像的装置。因此，不仅调整和控制线圈而且调整和控制床垫和介电垫可能是有利的。这可以提高成像过程的生产率、效率和质量。

11、在实施例中，至少一个线圈基于患者数据的形状从不同的预张紧线圈的组中选择。预张紧线圈包括不同程度的形状柔性，其中，不同形状柔性可能影响和增加患者的舒适度。不同的预张紧线圈与患者的形状数据的对齐也可以考虑患者的先前处置数据。

12、在实施例中，所述方法还包括存储所述线圈和/或所述床垫和/或所述介电垫的目标形式和位置的步骤。线圈、床垫或介电垫的目标形式和位置的存储数据可以实现对患者的处置历史的分析和/或当前确定的目标形式和/或位置的额外备份检查。如果患者返回并且必须执行完全相同的检查，则可以使用目标形式的存储数据。在进一步调整的情况下，存储数据可以用作该方法的起始值。

13、根据本发明的另一方面，提供了一种用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的预形成装置，包括：接收单元，其被配置为接收患者的形状数据；计算单元，其被配置为基于所提供的所述患者的形状数据来计算并生成用于预形成所述mr成像设备的所述至少一个线圈的控制信号，其中，所生成的控制信号被配置用于将所述线圈的位置调整为目标位置和/或将所述线圈的形状调整为目标形状；调整单元，其被配置为基于所生成的控制信号来自主调整所述线圈的所述位置和/或所述形状；其中，所述计算单元被配置为分析所述患者的当前成像数据，经调整的线圈被用于所述患者中；并且其中，所述计算单元被配置为基于所述当前成像数据来评价所述线圈的所述位置和/或所述形状并且确定评价结果。接收单元、计算单元和调整单元可以是独立的硬件单元，例如cpu、nc、pc或在一个或多个硬件单元(例如cpu)上实现的虚拟单元。

14、在实施例中，提供了一种预形成装置，其中，所述调整单元还被配置为基于评价结果自主地调整所述线圈的位置和/或形状。换句话说，不断调整线圈的位置和/或形状，直到达到目标形状/点。这可以有利地提高医学图像的质量。优选地，基于所述评价的结果自主调整所述线圈的位置和/或形状的步骤作为反馈控制来执行。

15、根据本发明的另一方面，提供了一种用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的mr成像系统，包括：如上所述的预形成装置；mr成像系统，其配置为对患者身体的至少部分进行成像。所述预形成装置和mr成像系统示出关于生产效率和采集图像质量的有利的协同效应。

16、在实施例中，所述系统还包括被配置为显示患者和至少一个线圈和/或床垫和/或电垫的显示器。该系统可以被配置为确定至少一个线圈、床垫和/或电垫的位置。显示器可以服务于操作者对可能的错误进行视觉检查的可能性，这可能是由于自主调整过程而需要的。该显示器可以提高mr成像系统的安全性和mr成像系统的生产率。患者和至少一个线圈和/或床垫和/或电学垫也可以经由增强现实可视化。可以使操作者能够经由接口接管控制以手动调整线圈、床垫或介电垫的位置和/或形状。患者也可以通过操作者的指示自己调整线圈、床垫或介电垫的位置和/或形状。

17、在实施例中，所述系统还包括确定单元，所述确定单元被配置为确定该至少一个线圈的适应性水平并且向操作者提供该适应性水平。线圈示出分别在形状和/或位置上改变调整的不同的能力(即适应性水平)。适应性水平指示调整到形状和/或位置的能力。由于线圈的额外的信息，即适应性水平，确定单元可以改进操作者对线圈的选择。因此，可以改进选择过程和整体成像过程。适应性水平的可视化可以基于交通颜色编码机制。适应性水平可能与影响患者的疼痛有关，例如，如果必须在非常高的程度上更换床垫。

18、在实施例中，所述系统还包括：训练单元，其被配置为为躺在所述mr系统的膛外部的床上的患者和/或为操作者提供训练程序；并且其中，所述训练程序包括：提供患者的形状数据；基于所提供的所述患者的形状数据来计算并生成用于预形成所述mr成像设备的所述至少一个线圈的控制信号，其中，所生成的控制信号被配置用于将所述线圈的位置调整为目标位置和/或将所述线圈的形状调整为目标形状；基于所生成的控制信号来自主调整所述线圈的所述位置和/或所述形状；向所述患者和/或所述操作者提供反馈信息。所述反馈信息被用于向所述患者和/或所述操作者通知对所述线圈的所述位置和/或所述形状进行调整。

19、训练单元可以是单独的硬件单元，例如cpu、nc、pc或者在一个或多个硬件单元(例如cpu)上实现的虚拟单元。训练程序可以帮助患者减少对mr成像过程的可能恐惧。训练程序可以帮助操作者训练mr成像系统并提高mr成像系统的生产率。来自训练程序的可能结果可以在当前的mr成像过程中重复使用，例如线圈、床垫、介电垫的位置/形状以及预张紧线圈的选择。训练程序还可以包括经由语音、视觉信号或听觉信号与患者通信的聊天机器人。

20、在实施例中，提供了所述系统，其中，所述反馈信息包括光信号、声信号、致动器和/或语音。所述反馈信息有助于引导患者并获得他的信心。在线圈、床垫或介电垫的自主调整过程期间，反馈信息也可以例如经由屏幕或增强现实眼镜来呈现给患者，以便查看他周围的操作。这可能会减轻焦虑。

21、在实施例中，提供了所述系统，其中，当使用后从患者移除时，线圈、床垫或介电垫自身自动变平。在该内容中，系统可以优选地就下一次扫描是否会必须移除线圈、床垫或衬垫给出建议，并且如果是的话，则指导患者自己进行其。在该内容中，系统可以优选地给出关于在第一次扫描之前初始放置线圈、床垫或介电垫的建议。总之，这可以提高mri系统的成像效率。

22、本发明的另一方面涉及线圈与预形成装置一起的使用。

23、本发明的最后一个方面涉及一种计算机程序单元，所述计算机程序单元在由处理器执行时被配置为执行用于自主调整mr成像设备的至少一个线圈的方法。