MRI设备中接收器单元的自动选择转让专利

申请号 : CN200580026382.4

文献号 : CN1993627B

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相似专利:

发明人 : J·S·范登布林克T·B·萨佐诺瓦

申请人 : 皇家飞利浦电子股份有限公司

摘要 :

磁共振设备包括:载体(8),用来把一个对象(7)-特别是要被成像的病人-安放在成像容积V中;第一磁体系统(2);第二磁体系统(3);电源单元(4);RF发射器和调制器(6);RF发射器线圈(5);多个接收器单元(18,19);发射器-接收器电路(9);信号放大器和解调单元(10);处理单元(12);图像处理单元(13);监视器(14);和控制单元(11)。梯度线圈(3)由电源单元(4)馈电。RF发射器线圈(5)用来生成RF磁场,并且它被连接到RF发射器和调制器(6)。发射器线圈(5)经由发射器-接收器电路(9)被连接到信号放大器和解调器单元(10)。安放在载体(8)上其各自位置L1、L2处的接收器单元(18,19)被安排来检测对象对于RF磁场的响应。控制单元(11)控制RF发射器和调制器(6)、电源单元(4),并且自动地选择适当的接收器单元(18,19)来检测对象(7)对于磁共振激励的响应。

权利要求 :

1.一种磁共振成像设备(1),被安排来当一对象(7)被安放在该磁共振成像设备的成像容积(V)中时获取代表所述对象对于激励脉冲的响应的信号,由此,所述设备还被安排来自动选择用于所述获取的接收器单元(18,19),所述设备包括:-载体(8),被安排来把对象(7)安放在成像容积(V)中;

-多个接收器单元(18,19),被安排来覆盖该对象上的各个区域,所述接收器单元在该磁共振成像设备中已确立各自的维度和位置(L1,L2),由此所述磁共振成像设备还包括:

-成像指示器(20),被安排来定义一个用于该载体上的对象的参考点(P)的方位,所述参考点指示感兴趣区域;

-成像定位器(21),被安排来确定该感兴趣区域(R)相对于该参考点的方位和维度;

-控制单元(11),被安排来依据该参考点(P)的方位和该感兴趣区域(R)的所述方位和维度来在该载体上确立该感兴趣区域的另一方位和另一维度,并且根据该感兴趣区域的该另一方位和另一维度以及该磁共振成像设备中接收器单元的各自的维度和位置(L1,L2),从所述多个接收器单元(18,19)中选择一个接收器单元,其中该设备还包括自动定位模块(40),其被安排来自动确立接收器单元(18,19)的各自的位置(L1,L2),并且把代表所述位置的信号转发到控制单元(11),其中,或者所述自动定位模块包括在载体上容纳的与接收器单元的相应部件相互作用的接纳部分,所述接纳部分的各个方位被预先确定,且当所述接收器单元被连接到接纳部分时,自动定位模块立刻确定在载体的哪些位置上有相应的接收器单元;

或者所述自动定位模块包括被安放在磁共振成像设备的外壳上的坐标发射器,且所述接收器单元配备有信标,所述坐标发射器被安排来与所述信标相互作用并确定所述接收器单元在载体上的位置。

2.按照权利要求1的设备,还包括用户界面(22),其被安排来向用户显现所选择的接收器单元(C1,C2)。

3.按照权利要求2的设备,其中该用户界面还被安排来使得能够由用户调节对接收器单元的自动选择。

4.一种用于自动选择磁共振成像设备中的接收器单元的方法,包括以下步骤:-提供载体,其被设计用来把要被成像的对象安放在该设备的成像容积中;

-把多个接收器单元安放在该对象上,所述接收器单元在该磁共振成像设备中已确立各自的维度和位置;

-定义一个用于该载体上的对象的参考点的方位,所述参考点指示感兴趣区域;

-确定该感兴趣区域相对于该参考点的方位和维度;

-依据该参考点的方位和该感兴趣区域的所述方位和维度,来在该载体上确立该感兴趣区域的另一方位和另一维度;

-根据该感兴趣区域的该另一方位和另一维度以及该磁共振成像设备中接收器单元的各自的维度和位置,从所述多个接收器单元中选择一个接收器单元,其中为了确立接收器单元在该载体上的位置,

或者在载体上容纳与接收器单元的相应部件相互作用的接纳部分,所述接纳部分的各个方位被预先确定,且当接收器单元被连接到接纳部分时,立刻确定在载体的哪些位置上有相应的接收器单元;

或者在磁共振成像设备的外壳上安放坐标发射器,给所述接收器单元配备信标,且安排所述坐标发射器与所述信标相互作用并确定该接收器单元在载体上的位置。

5.按照权利要求4的方法,其中该方法还包括以下步骤:

-向用户显现所选择的接收器单元;

-使能由用户调节对该接收器单元的自动选择。

6.一种用于从多个接收器单元中自动选择一个接收器单元的方法,该多个接收器单元被安放在设想为要在磁共振成像设备中成像的对象上,所述方法包括以下步骤:-确立(60)被安放在该磁共振成像设备中的多个接收器单元的各自的维度和位置;

-定义(62)一个用于该载体上的对象的参考点的方位,所述参考点指示感兴趣区域;

-确定(64)该感兴趣区域相对于该参考点的方位和维度;

-依据该参考点的方位和该感兴趣区域的所述方位和维度,来在该载体上确立(66)该感兴趣区域的另一方位和另一维度;

-根据该感兴趣区域的该另一方位和另一维度以及该磁共振成像设备中接收器单元的各自的维度和位置,从所述多个接收器单元中选择(68)一个接收器单元,其中所述确立步骤包括:

或者在载体上容纳与接收器单元的相应部件相互作用的接纳部分,所述接纳部分的各个方位被预先确定,当所述接收器单元被连接到接纳部分时,立刻确定在载体的哪些位置上有相应的接收器单元;

或者在该磁共振成像设备的外壳上安放坐标发射器,给所述接收器单元配备有信标,安排所述坐标发射器与所述信标相互作用并确定该接收器单元在载体上的位置。

7.按照权利要求6的方法,还包括操作用户界面以向用户显现(70)所选择的接收器单元。

8.按照权利要求7的方法,还包括操作用户界面以便使能由用户调节(72)对该接收器单元的自动选择。

说明书 :

本发明涉及一种磁共振成像设备,其被安排来当一对象被安放在该磁共振成像设备的成像容积中时获取代表所述对象对于激励脉冲的响应的信号,由此,所述设备还被安排来自动选择用于所述获取的接收器单元,所述设备包括:

-载体(carrier),被安排来把对象安放在成像容积中;

-多个接收器单元,被安排来覆盖对象上的各个区域,所述接收器单元在磁共振成像设备中已确立(establish)各自的维度(dimension)和位置。

本发明还涉及一种用于自动选择磁共振成像设备中接收器单元的方法,包括以下步骤:

-提供载体,其被设计来把要被成像的对象安放在该设备的成像容积中;

-把多个接收器单元安放在该对象上,所述接收器单元在磁共振成像设备中已确立各自的维度和位置。

本发明另外还涉及一种计算机程序,用于从多个接收器单元中自动选择一个接收器单元,该多个接收器单元被安放在被设想为要在磁共振成像设备中成像的对象上。

如在开头段落中阐述的那样的磁共振设备的实施例从US6,223,065(B1)已知。已知的磁共振成像设备被安排来使能从接收器线圈阵列内选择一个适当的接收器线圈,该接收器线圈阵列被安放在设想为要在已知的磁共振成像设备的成像容积中成像的病人身上。组成线圈阵列的线圈被选择来按照线圈元件相对于磁共振成像设备的等角点(iso-center)的已确立位置,而对在病人内的感兴趣区域成像。为此,在已知的安排中,线圈阵列配备有一个传感器,其具有相对于线圈阵列的已知方位,所述传感器被安排为例如根据由梯度场线圈提供的梯度磁脉冲来提供代表已知磁共振设备的磁场的局部值的信号。为了执行对已知磁共振成像设备的选择性施加的磁梯度场的传感,被屏蔽的(shielded)Z轴梯度场传感器被布置在该传感器的每一端。传感器中的信号因此直接与该传感器相对于已知磁共振成像设备的等角点的位移成比例。组成阵列的线圈元件相对于该传感器具有预定的位置,以及它们的实际方位是从由传感器提供的方位信息推断出来的。对用于成像该感兴趣区域的适当线圈元件的选择是依据感兴趣区域的方位与阵列内线圈元件的实际方位的比较而确定的。

已知的磁共振成像设备的缺点在于,为了进行线圈选择,必须实行磁共振成像步骤,以使能依据梯度场来确定接收器线圈阵列的方位。

本发明的目的是提供一种磁共振成像设备,由此以简单的和可靠的方式自动地使能进行接收器单元的选择。

为此,按照本发明的磁共振成像设备还包括:

-成像指示器,被安排来定义一个用于载体上的对象的参考点的方位,所述参考点指示感兴趣区域;

-成像定位器,被安排来确定感兴趣区域相对于参考点的方位和维度;

-控制单元,被安排来依据以下项而在载体上确立感兴趣区域的另一方位和另一维度:

-参考点的方位,和

-感兴趣区域的所述方位和维度;以及

-根据在载体上该感兴趣区域的另一方位和另一维度以及磁共振成像设备中接收器单元的各自的维度和位置,从所述多个接收器单元中选择一个接收器单元。

本发明的技术措施是基于这样的见解:只要接收器单元的方位和感兴趣区域的方位已经相对于磁共振成像设备的公共参考坐标系被明确定义,例如作为在系统安装时或在成像过程之前的一个适当校准步骤的结果而被明确定义,便有可能使得适当的接收器单元-特别是接收器线圈-的选择过程完全自动化。载体,特别是可位移的载体,诸如病人支撑体,提供了用于定义公共参考坐标系的适当手段。已预想到接收器单元相对于磁共振成像设备-特别是载体或磁体-的各个位置是通过设计已知的。优选地,对磁体参照系或载体参照系进行参考。应当指出,在共同的配置中,接收器单元,特别是线圈,可附着到载体上,并且可随之一起移位,这使得对于每次新的装配必须确定它们在磁共振成像设备中的位置。替换地,有可能某些接收器单元,例如相控阵线圈,被安装在磁孔(magnet bore)中而不改变它们的位置。在这种情形下,对这样的线圈的各自位置和构成相控阵的线圈元件的坐标,确立一次就足够了,并且把相应的数据存储在可访问的文件中。例如,查找表可以是对应于不同接收器单元而事先准备好的,其中不同的接收器单元是诸如在磁成像设备中使用的不同的线圈和不同的线圈配置。优选地,查找表还包括线圈的相应维度,其优选地被规定为线圈元件相对于事先确立的各个适当原点(如接收器线圈的原点)的相应坐标。查找表优选地被存储在适当的文件中,并且可由控制单元访问。替换地,可以通过把灵敏度图案匹配于接收器单元(例如是接收器线圈)的各个拓扑的先验知识,而从适当的磁共振扫描中确立接收器单元的各个位置。在接收器单元包括被安装在磁孔中的例如后面部分(posterior portion)的静止单元以及被附着到载体上的例如前面部分(anterior portion)的可位移单元的情形下,只需要确立前面部分的位置。接着,设想要被成像的感兴趣区域也相对于载体来定位。通过一个标准遮光板动作(lightvisor action)、把参考点种(seeding)在对象上,而有利地使之更容易,该参考点相对于载体的方位通过现代磁共振成像设备的功能性被自动确立。虽然把遮光板安放在预想的感兴趣区域内是普通惯例,但也有可能把参考点安放在病人身上或载体上的某个地方,并且存储在参考点与预想的感兴趣区域之间的距离。感兴趣区域的几何图形通过成像定位器(imaging localizer)被确定,成像定位器被安排来结合相对于参考点的磁场梯度强度而设置RF脉冲的频率偏移和带宽。优选地,成像定位器被安排来根据适当的成像模板而自动指定感兴趣区域的维度。替换地,感兴趣区域的维度可以由操作者使用适当的探查扫描来确立。仍替换地,感兴趣区域的维度可以例如在成像模板中被事先设定。在这种情形下,感兴趣区域的方位和维度通过读取相应于成像模板的适当文件而被确定。所以,感兴趣区域的方位和维度也可以自动地确立。通常,这是在病人参照系中实行的。在按照本发明的磁共振成像设备中,控制单元被提供来确立感兴趣区域相对于载体参照系的另一方位和另一维度。这样,感兴趣区域和接收器单元在公共参照系(例如系统参照系)中被定位。然后控制单元依据这样确立的感兴趣区域的另一方位和另一维度、以及在磁共振成像设备中被安排在对象周围的、多个接收器单元的接收器线圈的已确立各自位置和维度,来选择适当的接收器单元。

应当指出,术语接收器单元指的或者是对磁共振信号敏感的RF天线,或者是在线圈阵列内的线圈元件,或者是物理上分开的接收器线圈配置,如头线圈或肢体线圈等等.对于后一种情形,最好是接收器线圈配置在载体上具有预定的重复使用的停留(dwell)位置,这样使得查找表不必为同一接收器线圈配置在载体上的不同位置而更新.

按照本发明的技术措施,安放在对象上的多个接收器单元内的每个接收器单元的方位被简化为易于求解的矢量运算(vector calculus)。优选地,相应的计算被例如相对于以下项而参数化,例如感兴趣区域的方位、接收器单元(特别是线圈和线圈元件)的灵敏度大小、和有关由于用远离感兴趣区域的线圈获取MR信号而造成的信号噪声比损失的考虑。控制单元然后执行这个参数化的计算,并在得到感兴趣区域在载体上的方位与尺寸的事件后立刻确定对接收器单元的必需的选择。从以上所述可得出:对于确立接收器单元的适当选择,既不要求任何大量的用户互动,也不需要任何磁共振成像。所以,改进了磁共振成像的总的工作流程。

优选地,在按照本发明的磁共振成像设备中,接收器单元相对于磁共振成像设备(特别是载体或磁体)的位置、和接收器单元(特别是线圈)的各个尺寸是通过系统设计已知的,且它们被存储在查找表中。病人支撑体相对于磁体的等角点的相对方位在系统安装后被校准,并被存储在查找表中。控制单元使用来自查找表的数据连同该感兴趣区域相对于载体的已确定的另一方位和另一维度,来选择适当的接收器单元。

必须看到,在磁共振设备中存在有几个有关的参照系。首先,磁体与梯度系统具有它的公共参照系,其带有通常称为等角点的原点。通常被实施为遮光板的成像指示器具有一个方位,该方位是通过磁共振成像设备的设计已知的,并且在磁体参照系中是固定的。第二,载体具有它自己的参照系,它的方位在磁共振设备安装过程期间相对于磁体参照系被校准,这样使得可以使用简单的变换来把例如通过适当软件测量出的载体的实际方位变换到磁体的参照系中。第三,接收器单元,特别是接收器线圈,具有它自己的参照系和它的相对于载体的位置,线圈元件的方位通常与接收器线圈的已定义原点有关。设想了几种线圈安排,即:一个固定的线圈,由此它相对载体的方位是通过设计已知的,例如由于在载体上存在适当的线圈固定装置;或替换地,一个可位移的线圈,由此它的方位可以通过使用包括适当机械措施和/或适当无线定位技术的自动定位装置来确立。第四,病人通常被赋予他自己的参照系,其例如与设想为要藉助于磁共振成像设备成像的所选解剖(anatomical)区域有关。解剖区域的方位是用户依据遮光板动作可选择的,由此用户把病人参照系链接到磁体参照系。因此,磁体参照系和载体参照系以及病人参照系之间的关系涉及到载体的实际位置,由此在载体参照系与接收器线圈的参照系之间的变换进一步把病人参照系与线圈位置相联系。第五,对于在所选解剖区域内的感兴趣的成像区域有一个参照系,其通过磁共振设备的适当用户界面来定义,例如产生关于探查扫描的扫描位置的图形表达。感兴趣区域的参照系因此与病人参照系有关。感兴趣区域的方位和维度首先在病人参照系内被定义。因此,为了选择适当的接收器单元,在现有的参照系之间的简单变换就足够了,所述变换可以通过使用简单的矢量运算被求解。这个变换的结果是感兴趣区域的另一方位和另一维度,它是例如由载体代表的系统参照系中的参考。磁共振成像设备的各个参照系示意性地显示于图5中。

在按照本发明的磁共振成像设备的实施例中,该设备还包括自动定位模块,其被安排来自动地确立接收器单元的相应位置并且把代表该位置的信号转发到控制单元。

已发现特别有利的是提供用于确立接收器单元在载体上的各自位置的自动定位模块,设想了它们的几个实施例。首先,有可能在载体上容纳有被设想为与接收器单元的相应部件相互作用的接纳部分。这可以被实施为配备有适当的电子装置的机械锁,其中电子装置被安排来识别被连接到该锁的接收器单元的类型。机械锁的各个方位被预先确定,并可被存储在查找表中。当多个接收器单元被连接到多个接纳部分时,自动定位模块立刻确定在载体的哪些位置上有相应的接收器单元。对适当的接收器单元的选择因此被进一步简化。应当指出,本实施例对于自动确定接收器线圈配置的各个位置是特别有利的。例如,当头线圈和膝线圈被安放在病人身上时,对于头扫描,激活头线圈,由此对于膝扫描,激活膝线圈。还有可能以类似的方式区分在线圈配置内的线圈元件,只要事先确立线圈元件相对于接纳部分被定位在哪些坐标上即可。优选地,包括可识别线圈的线圈元件的设计被存储在查找表中,带有各元件相对于线圈上固定参考点的所有的方位和尺寸。将线圈的已知几何图形与有关线圈相对于感兴趣区域的位置的信息相结合,以选择线圈元件的适当子集。

第二,有可能通过使用电子装置来实时地确立接收器单元在载体上的位置。优选地,使用本身已知的定位系统,如全球定位系统,优选地将其小型化以扫描磁共振成像设备的区域,包括成像容积。优选地,在磁共振成像设备中,例如一部分外壳被供给适当数目的定位发射器,由此接收器单元被供给各自的信标,其被安排来指示接收器单元在空间中的存在。优选地,信标按要求被启动,这样使得非使用中的接收器线圈不扰乱周围环境。当配备有信标的接收器单元,特别是线圈,被安放在病人身上时,定位发射器确定它在载体上的位置和/或代表它的信号。这个步骤优选地当载体从成像容积中被取出以便防止在磁孔内或在开放的磁体系统的相邻部分之间的寄生反射时被实行。使这样确立的位置对于控制单元是可用的,并将其用来自动选择适当的接收器线圈以便对感兴趣区域成像。另外,这个实施例对于用来区分被安放在病人身上的不同专用线圈的接收器线圈配置是特别有利的。而且,在线圈阵列内的不同线圈元件之间的区分是切实可行的。应当指出,当前的定位技术易于区分在亚厘米范围内的定位信息,特别是当定位发射器位于信标附近时。必须指出,为了进行接收器线圈的选择,以5-10cm范围内的精度识别线圈位置就足够了。

在按照本发明的磁共振设备的另一个实施例中,它还包括用户界面,其被安排来向用户显现所选择的接收器单元。接收器单元的方位的反馈优选地通过如下方式来实现,即:使用来自同一查找表的、关于接收器单元的适当几何信息作为用来选择适当接收器单元的信息。已发现把线圈选择反馈给可确认或拒绝该选择的用户是有利的。这样,保证了自动线圈选择的可靠度和质量控制。

在按照本发明的磁共振设备的再一个实施例中,用户界面还被安排来使能由用户调节对接收器单元的自动选择。优选地,用户可选择附加的线圈或线圈元件和/或对已选择的线圈或线圈元件解除选择。这个特性还改进了成像过程的工作流程,允许进行完全的用户控制,以便得到想要的图像质量。优选地,所选线圈元件的最终得到的方位连同图像一起被存储。仍优选地,系统将线圈位置的示意性表达作为“呈现状态”连同诊断图像一起存储。用户可以选择在审查成像的结果时显示所使用的线圈的位置。

按照本发明的方法包括以下另外的步骤:

-定义一个用于载体上的对象的参考点的方位,所述参考点指示感兴趣区域;

-确定感兴趣区域相对于该参考点的方位和维度;

-依据该参考点的方位和该感兴趣区域的所述方位和维度,确立该感兴趣区域在该载体上的另一方位和另一维度;

-根据该感兴趣区域的另一方位和另一维度以及磁共振成像设备中接收器单元的各自维度和位置,从所述多个接收器单元中选择一个接收器单元。

按照本发明的方法,提供了一种简单的自动过程,用于可靠地选择在磁共振设备中容纳的适当的接收器单元。按照本发明的方法的其它有利实施例在权利要求6、7中被阐述。

按照本发明的计算机程序被安排来使得处理器实行以下步骤:

一确立被安放在载体上的多个接收器单元的各自维度和位置;

-在载体上定义一个用于对象的参考点的方位,所述参考点指示感兴趣区域;

-确定感兴趣区域相对于该参考点的维度和方位;

-依据该参考点的方位和该感兴趣区域的所述方位和维度,确立该感兴趣区域在该载体上的另一方位和另一维度;

-根据该感兴趣区域的另一方位和另一维度以及磁共振成像设备中接收器单元的各自维度和位置,从所述多个接收器单元中选择一个接收器单元。

下面参照附图更详细地讨论本发明的这些和其它方面。

图1以示意图方式给出按照本发明的磁共振成像设备的实施例。

图2以示意图方式给出按照本发明的自动定位模块的实施例。

图3以示意图方式给出按照本发明的用户界面的实施例。

图4以示意图方式给出按照本发明的计算机程序的操作的框图。

图5以示意图方式给出在磁共振设备中的相关对象的各个参照系。

图1以示意图方式给出按照本发明的磁共振成像设备的实施例。该磁共振设备包括:载体8,用来把对象7-特别是要被成像的病人-安放在成像容积V中;第一磁体系统2;第二磁体系统3;电源单元4;RF发射器和调制器6;RF发射器线圈5;多个接收器线圈18、19;发射器-接收器电路9;信号放大器和解调单元10;处理单元12;图像处理单元13;监视器14;和控制单元11。第一磁体系统2用来生成在成像容积V中的稳态磁场。第二磁体系统3的各种梯度线圈用来生成分别具有在X、Y、Z方向上的梯度的附加磁场。图1所示坐标系统的Z方向按照惯例相应于磁体系统2中稳态磁场的方向。可以与图1所示的X、Y、Z系统无关地选择要被使用的测量坐标系统x、y、z。在本申请的上下文中,梯度应当被理解为指的是暂时磁场,它被叠加在稳态磁场上并在该稳态磁场中在三个各自的正交方向造成梯度。

梯度线圈3由电源单元4馈电。RF发射器线圈5用来生成RF磁场,并且它被连接到RF发射器和调制器6。发射器线圈5经由发射器-接收器电路9被连接到信号放大器和解调器单元10。安放在载体8上其各自位置L1、L2处的接收器单元18、19被安排来检测对象对于RF磁场的响应。接收器单元18、19可包括对磁共振信号敏感的适当的RF天线,或接收器线圈(特别是相控阵线圈),或线圈元件。控制单元11控制RF发射器和调制器6、电源单元4,并选择适当的线圈18、19来检测对象7对于磁共振激励的响应。

为了使能自动选择适当的接收器线圈18、19和/或接收器线圈18、19的适当线圈元件,控制单元11被安排来计算感兴趣区域R在载体8上的方位,并使用接收器线圈的各自位置L1、L2.感兴趣的解剖区域A1或A2相对于载体的方位通过使用例如遮光板20的动作被自动地确定,其中该遮光板20被安排来定义对象7上的一个参考点P,由此所述参考点指示感兴趣的解剖区域.参考点相对于载体8的方位通过通常使用的内置遮光板的功能性被自动地确定.感兴趣区域R的维度或者是例如通过使用预先存储的成像协议而被自动确定,其中该成像协议通过把已获取的探查扫描匹配于解剖模板来定义感兴趣区域;或者是通过使用适当的用户界面22来人工定义感兴趣区域而被确定.感兴趣区域的人工描绘在这种情形下优选地通过诸如计算机鼠标那样的适当的图形定点设备25而被使能.

必须看到,在该磁共振设备中存在有几个相关的参照系。第一,磁体与梯度系统具有它的公共参照系,其带有通常被称为等角点的原点。通常被实施为遮光板的成像指示器具有一个方位,它是通过磁共振设备的设计已知的,并且在磁体参照系中是固定的。第二,载体具有它自己的参照系,它的方位在磁共振设备安装过程期间相对于磁体参照系被校准,这样使得可以使用简单的变换来把例如通过适当软件测量出的载体的实际方位变换到磁体参照系中。第三,接收器线圈具有它自己的参照系和它的相对于载体的位置,线圈元件的方位通常与接收器线圈的原点有关。设想了几种线圈安排,即:一个固定的线圈,由此它相对载体的方位是通过设计已知的,例如由于在载体上存在适当的线圈固定装置;或替换地,一个可位移的线圈,由此它的方位可以通过使用包括适当机械措施和/或适当无线定位技术的自动定位装置被确立。第四,病人通常被赋予他自己的参照系,其例如与设想为要藉助于磁共振设备成像的所选解剖区域有关。解剖区域的方位是用户可选择的,由此用户把病人参照系链接到磁体参照系。因此,在磁体参照系和载体参照系以及病人参照系之间的关系涉及到载体的实际位置,由此在载体参照系与接收器线圈的参照系之间的变换还把病人参照系与线圈位置相联系。第五,对于在所选解剖区域内的感兴趣的成像区域有一个参照系,其中该感兴趣区域通过磁共振设备的适当用户界面来定义,该接口例如产生关于探查扫描的扫描位置的图形表达。感兴趣区域的参照系因此与病人参照系有关。因此,为了选择适当的接收器线圈,在已知的参照系之间的简单变换就足够了,所述变换可以通过使用简单的矢量运算被求解。磁共振设备的不同参照系之间的空间关系参照图5被举例说明。

在确立感兴趣区域的维度的事件后,控制单元11自动计算其相对于载体8的方位。此后,控制单元11寻址一个优选地被存储在适当数据库D中的查找表23,所述查找表包括接收器线圈的各自维度和在磁共振成像设备中(特别是在载体上)的或在磁孔中的接收器线圈18、19的各自位置L1、L2。优选地,对于线圈阵列,查找表23包括各个阵列内的各个线圈元件的位置,这样使得线圈元件可以单独地被选择。替换地,接收器线圈的位置可以通过使用自动定位模块40来实时地确立,这将参照图2更详细地说明。此后,控制单元11自动确定哪些接收器线圈的哪些位置匹配于感兴趣区域的方位,并据此选择接收器线圈。以这种方式,有可能选择整个接收器线圈、或构成线圈阵列的多个线圈元件。优选地,该选择通过用户界面被反馈给用户,由此所选择的线圈C1、C2例如在探查扫描时被加亮。未选择的线圈使用不同的显现方法-例如用空的长方形或虚线-也被呈现出来。仍优选地,用户界面22被安排来使能为用户调节该自动线圈选择。所述调节例如可以通过使用诸如计算机鼠标那样的适当定点设备25来完成。

图2以示意图方式给出按照本发明的自动定位模块的实施例.自动定位模块40被安排来自动检测接收器线圈46、48在载体42上的相应位置,它可以以两种不同的方式被实施.

在它的第一实施例中,该自动定位模块可包括多个电子插座(electronic socket)43a、43b、44a、44b、45a、45b,它们被安排来例如通过建立各个电连接而与各个接收器线圈46、46a、46b、47相互作用。该插座可以具有不同的维度,并且可以位于载体42上不同的横向方位。优选地,该多个电插座中的每一个在载体42上的位置是已知的。该插座藉助于各自的连线w1、w2、w3、w4、w5、w6被连接到逻辑单元41,由此逻辑单元41被安排来检测接收器线圈被连接到哪个插座。这个特性可以通过测量各个连线的电参数的改变,例如它的电阻抗的改变而被实施。优选地,该插座被安排来自动识别被连接到它的一种类型的接收器线圈。这可以通过在每个插座w1、...、w6内供应特定的连接器而被实施,所述连接器被设想用来与接收器线圈的某个独特类型的连接器相互作用。在建立插座与接收器线圈之间的电连接的事件后,逻辑单元向控制单元52报告接收器线圈被连接到哪些插座43a、43b、44a、44b、45a、45b。控制单元52寻址一个查找表50,在查找表50中存储了插座在载体42上的相应位置。当控制单元52如参照图1所说明的确定感兴趣区域相对于载体42的方位时,根据在可用接收器线圈的位置与感兴趣区域在载体42上的方位之间的比较结果来实行接收器线圈的自动选择。替换地,接收器线圈可以包括可被安排在磁孔中的后面部分46b。在这种情形下,后面部分47b的位置是通过设计已知的,并被存储在适当的查找表中。另外,查找表存储了组成该部分46b的线圈元件的各个坐标。前面部分46a的方位由定位模块来确立。这样的线圈的线圈元件按照几何匹配准则、例如通过比较前面部分46a和后面部分46b的各个线圈元件的坐标来进行选择。这样,可以允许前面部分和后面部分相对于彼此稍微地互相移位。

在它的第二实施例中,自动定位模块40被安排来无线地确定接收器线圈在载体上的各个位置.为此,自动定位模块40包括一组坐标发射器t1、t2、...、tN,其优选地被安放在磁共振设备的外壳上,或在它的适当的邻近区域,并被安排来照射磁共振成像设备的至少成像容积V.设想成被安放在成像容积V中的接收器线圈46、48配备有适当的另外的发射器/接收器,例如各自的信标47、49.坐标发射器t1、t2、...、tN被安排来与该另外的发射器/接收器相互作用并确定该发射器/接收器在载体上的位置.按照本发明的自动定位模块的操作类似于全球定位系统地发挥作用,然而其被缩小到与磁共振设备的区域相符的、包括成像容积的有限空间.优选地,载体42配备有发射器/接收器42t,被安排来确定载体42在空间中的方位.在载体42被提供有单个发射器/接收器的情形下,它在载体42上的方位必须是事先已知的,并且使得对于控制单元52是可用的.按照本发明的无线定位模块如下地工作.当接收器线圈,例如被提供有发射器/接收器47的接收器线圈46被安放在载体42上时,发射器t1、...、tN检测来自发射器/接收器47的信号,例如一个信标,并发送接收器线圈46在空间中的坐标.该信号然后被无线地发送到无线接收器WR,其被安排来把接收的信号转换成电信号或光信号,并且使得它对于控制单元52是可用的.载体42在空间中的坐标以同样的方式被确定.只要已知信标42t在载体上的方位,控制单元便依据这些数据来计算接收器线圈在载体42上的位置.适当的接收器线圈的选择是依据在感兴趣区域相对于载体42的方位与接收器线圈在载体42上已确立的位置之间的比较结果而被使能的.优选地,自动定位模块是按要求可起动的,这样使得当接收器线圈在载体42上的位置被确定时,各个发射器可被关断,以免扰乱磁共振设备的环境.另外,在这种情形下,接收器线圈可以具有静止部分46b,由此它在磁共振成像设备中的位置和组成该部分46b的线圈元件的相应坐标被存储在适当的文件中.无线定位单元必须确立配备有适当信标(未示出)的前面部分46a的位置.组成后面部分46b和前面部分46a的线圈元件的选择根据各个线圈元件的坐标的比较结果来实行.

应当指出,也有可能使用这样的接收器线圈,它被安排来随载体移动一直到例如藉助于适当控制软件确定的、磁共振设备的视场。在这种情形下,接收器线圈的原点相对于磁共振设备的参照系的位置是已知的,并且被使用于适当选择线圈元件的目的。例如,当控制软件确定这样的接收器线圈已达到等角点而感兴趣区域还没有被完全覆盖时,在病人身上存在的附加线圈被适当地识别,并且确立它们的各自维度和位置,此后设备按照它们在载体上的已确立的维度和位置继续选择附加线圈元件。

图3以示意图方式给出按照本发明的用户界面的实施例。用户界面54被安排成优选地包括多个互动域。首先,提供了命令域55a、55b、55c和55d。作为例子,命令域55a被安排来操作适当的磁共振成像设备,由此扫描参数被定义或从预先保存的扫描模板中被装载。另外,提供了控制按钮,例如用来起动MR获取和停止MR获取。控制按钮藉助于适当的软件代码被链接到适当的计算机程序,该计算机程序被安排来按照在控制域55a中定义的数据而操作磁共振成像设备。第二控制域,由窗口55b示意性地表示,其例如被安排来访问探查扫描的适当的数据库,或替换地,访问按照在第一控制窗口55a中定义的参数而获取的实时数据。第三控制域55c例如被安排来定义和/或读出动态扫描参数,如扫描协议的类型、所测量的体素(voxel)尺寸、PNS水平等等。第四控制域55d被安排来控制用户界面54的操作,由此提供与图形窗口54a、54b、54c相接口的控制按钮。图形窗口54a作为例子被安排来显现所考虑的对象(特别是病人)的被选择的查探图像。用户界面54还被安排来与按照本发明的计算机程序通信,并显现设想为要被用于数据获取目的的接收器线圈和/或接收器线圈元件的图形表达。这样,用户界面54被安排为以适当的图形表达来显示选择的线圈元件56,由此为了用户方便起见,未选择的线圈元件57以另外的适当图形表达来显示。虽然在本例中,将线属性选择为在选定的与非选定的线圈元件之间的区分器,但其它的图形方法也是可能的,比如加阴影、着色等等。在用户对自动线圈选择的结果(如用56表示的)满意的情形下,他可以通过启动在适当控制域中(例如在域55d中)的适当控制按钮来进行数据获取。否则,用户可以通过与图形窗口54a互动而改变线圈元件的选择。例如,用户可以对某些线圈元件解除选择,或者他可以加上原先没有选择的线圈元件。这个步骤优选地通过使用适当的定点设备-如计算机鼠标等等-来实行。相应的MRI数据获取的结果优选地被显示在图形窗口54b、54c中,由此显示了对于不同平面取向的扫描结果。替换地,图形窗口54b、54c之一可被使用来显示感兴趣区域的实时重建的三维图像。仍替换地,图形窗口54b、54c之一可被使用来显示通过使用不同的成像模态-如X射线或CT单元-获取的感兴趣区域的匹配图像。

图4以示意图方式给出按照本发明的计算机程序的操作的框图60.按照本发明的计算机程序被安排来使得适当的处理器(未示出)实行确立被安放在磁共振成像设备的载体上的多个接收器线圈的各个位置的步骤62.这可以通过寻址适当文件(未示出)的子步骤62a来完成,在该文件中存储了设想为要在该磁共振成像设备中使用的接收器线圈的各自预定停留位置,由此有关各个线圈拓扑的几何信息被存储,使得能够选择在给定线圈配置内的单独的线圈元件.替换地,该计算机程序可以实行子步骤62b,在该子步骤中实行接收器线圈的各个位置的实时确立.优选地,在步骤62b,计算机程序控制已参照图2讨论的自动定位模块(未示出),以便获取和分析代表接收器线圈在载体上的位置的发射器/接收器信号.在步骤64,计算机程序控制一个定义在设想为要被成像的对象上的参考点的程序过程,所述参考点指示感兴趣的成像区域.为此,例如,在子步骤64a,计算机程序控制磁共振成像设备的遮光板,并且读出参考点在载体上的相应的方位,所述方位通过把从遮光板发出的光束照射在对象上而被确定.在步骤66,参照参考点来确立感兴趣区域的维度.这个步骤可以例如通过加载感兴趣区域的预先存储的模板、或通过读出与适当用户所完成的感兴趣区域的描绘相对应的数据,而以完全自动的方式实行.在步骤68,计算机程序依据参考点的方位和感兴趣区域的维度来计算感兴趣区域在载体上的方位.在步骤69,计算机程序根据所述线圈在载体上的各个位置与感兴趣区域在载体上的方位之间的比较结果而从多个可用接收器线圈中选择接收器线圈.优选地,在步骤70,计算机程序控制适当的用户界面以便显现所选择的接收器线圈,例如将其作为适当的图形对象呈现在对象的图像上,例如一个探查扫描.在子步骤72a,用户可以通过(解除)选择线圈和/或线圈元件而调节自动确定的选择.在步骤74,计算机程序发送适当的控制信号来激活所选择的接收器线圈,以使能获取在感兴趣区域中的对象的应答信号.

图5以示意图方式给出在磁共振成像设备80中的各个参照系的概貌.首先,磁体与梯度系统81具有它的公共参照系82(x1,y1,z1),其带有通常被称为等角点的原点O.通常被实施为遮光板的成像指示器84具有一个方位,该方位是通过磁共振设备的设计已知的,并且在磁体参照系中是固定的.从成像指示器发射的光束与设想为要被成像的对象-特别是病人-的交叉点给出了参考点P.第二,载体83具有它自己的参照系86(x2,y2,z2),它的方位在磁共振设备的安装过程期间相对于磁体81的参照系82被校准,这样使得可以使用简单的变换来把例如通过适当软件90测量出的载体的实际方位变换到磁体的参照系中.软件90例如被安排来读出被耦合到台定位器85的水平驱动器85a和垂直驱动器85b的电位计的各个信号.第三,被安放在载体上的接收器线圈具有它们自己的参照系.在图5上,显示了三个相应的接收器线圈89a,89b,87a,87b,88a,由此为了清晰起见只用参照系87(x3,y3,z3)描绘了一个接收器线圈.另外,每个接收器线圈分别具有它自己的原点O1、O2、O3,它们可以被定义在线圈拓扑内任何地方.优选地,各个线圈的线圈元件的方位是参照于各自的原点O1、O2、O3,并且被存储在适当的查找表(未示出)中.设想了几种线圈安排,即:一个固定的线圈,由此它相对载体的方位是通过设计已知的,例如由于在载体上存在适当的线圈固定装置;或替换地,一个可位移的线圈,由此它的方位可以通过使用包括适当机械措施和/或适当无线定位技术的自动定位装置被确立.另外,在这种情形下,有可能用被安排在磁体中且不可移位的后面部分87b’替代可移位的后面部分87b.在这种情形下,它的位置是已知的,并连同组成该部分87b’的线圈元件的坐标一起被存储在查找表中.对于这样的线圈拓扑,合作部分87a的位置要被确立,此后按照适当的几何匹配准则选择各个线圈元件.第四,病人通常被赋予他自己的参照系88(x4,y4,z4),其例如涉及到设想为要藉助于磁共振成像设备成像的、所选择的解剖区域A1、或A2、或A3.当病人被插入到磁共振成像设备的成像容积(未示出)中时,解剖区域的方位是用户依据遮光板动作可选择的,由此用户把病人参照系88链接到磁体81的参照系82.因此,在磁体参照系82与载体参照系86以及病人参照系88之间的关系与载体83的实际位置相关,由此在载体参照系86与接收器线圈参照系87之间的变换还使得病人参照系88与线圈位置相联系.第五,对于在所选解剖区域(例如A1)内的感兴趣的成像区域R有一个参照系89(x5,y5,z5).优选地,感兴趣区域R 98通过磁共振设备的适当的用户界面95来定义,该接口例如产生关于探查扫描97的扫描位置98的图形表达。感兴趣区域的参照系89因此与病人参照系88相联系。因此,为了选择适当的接收器线圈,在已知的参照系之间的简单变换就足够了,所述变换可以通过使用简单的矢量运算被求解。这个运算由控制单元100来实行,控制单元100优选地由参照图4说明的计算机程序102来操作。