用于在醫(yī)學成像檢查期間采集患者的運動的方法
【專利摘要】本發(fā)明基于一種用于在借助醫(yī)學成像裝置、尤其是磁共振裝置（10）進行醫(yī)學成像檢查、尤其是磁共振檢查期間采集患者（15）的運動的方法，該方法具有如下方法步驟：在醫(yī)學成像檢查之前借助醫(yī)學成像裝置采集3D圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)3D圖像數(shù)據(jù)計算患者的3D位置信息；在醫(yī)學成像檢查期間借助至少一個運動傳感器（27，28）采集運動數(shù)據(jù)；以及確定患者（15）的運動信息，其中在該計算中采用患者（15）的3D位置信息和借助至少一個運動傳感器（27，28）采集的運動數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于在醫(yī)學成像檢查期間采集患者的運動的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在借助醫(yī)學成像裝置、尤其是磁共振裝置進行醫(yī)學成像檢查、尤其是磁共振檢查期間采集患者的運動的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于磁共振成像重要的是，患者在磁共振檢查的整個期間、尤其在該患者的對于磁共振檢查重要的區(qū)域中不運動?；颊咴诖殴舱駲z查期間的運動會在磁共振圖像中產(chǎn)生偽影，其接下來在磁共振圖像的醫(yī)學評價中會導致錯誤判讀和/或有效性的降低。此外，可能必須重復(fù)磁共振檢查。尤其在對具有幽閉恐懼癥的患者和/或疼痛患者和/或孩童進行磁共振檢查時，通常困難的是，患者對于磁共振檢查的持續(xù)時間保持不運動。
[0003]已經(jīng)已知如下方法，在這些方法中，借助磁共振檢查采集患者身體的運動，并且接下來改變測量序列的流程、例如匹配梯度平面。然而，這種方法必須對于每個磁共振序列來單獨研發(fā)。
[0004]此外已知的是，借助傳感器單元采集患者的運動。于是，例如從US8121361B2中已知一種用于采集患者的運動的裝置，其中在患者上設(shè)置標記元件、尤其是光學的標記元件。借助探測器單元采集標記元件的位置，并且由此導出患者的位置變化和/或運動。然而，在此必須在患者的磁共振檢查之前由醫(yī)學操作人員對于這種測量進行準備，這導致用于磁共振檢查的耗時的準備階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明尤其基于如下任務(wù):能夠?qū)崿F(xiàn)在磁共振檢查期間特別可靠和省時地采集患者的運動。
[0006]本發(fā)明基于一種用于在借助醫(yī)學成像裝置、尤其是磁共振裝置進行醫(yī)學成像檢查、尤其是磁共振檢查期間采集患者的運動的方法，該方法具有如下方法步驟:
[0007]-在醫(yī)學成像檢查之前借助醫(yī)學成像裝置采集3D圖像數(shù)據(jù)，
[0008]-根據(jù)3D圖像數(shù)據(jù)計算所述患者的3D位置信息，
[0009]-在醫(yī)學成像檢查期間借助至少一個運動傳感器單元采集運動數(shù)據(jù)，以及
[0010]-確定患者的運動信息，其中在計算中采用患者的3D位置信息和借助至少一個運動傳感器采集的運動數(shù)據(jù)。
[0011]由此可以特別迅速和直接地在磁共振檢查期間采集患者的運動，由此也可以直接在磁共振檢查期間對運動做出響應(yīng)，例如借助改變和/或匹配磁場梯度的值和/或借助對磁共振檢查的部分測量的重復(fù)等來做出響應(yīng)。在此，采集3D圖像數(shù)據(jù)尤其理解為采集3D磁共振數(shù)據(jù)、尤其是借助磁共振裝置的磁體單元進行的3D磁共振數(shù)據(jù)、縱覽測量(Ubersichtsmessung)和/或?qū)Ш綔y量，其中可以借助3D圖像數(shù)據(jù)確定設(shè)置在患者容納 區(qū)域中的患者的三維空間結(jié)構(gòu)和/或三維定位、尤其是3D位置信息?？v覽測量和/或?qū)Ш綔y量在此可以同時地由用于對有待處理的磁共振檢查進行層規(guī)劃和/或?qū)佣ㄎ欢M行的測量形成，或者由用于采集3D圖像數(shù)據(jù)的單獨測量形成，這些3D圖像數(shù)據(jù)采集尤其患者的外輪廓、例如患者的組織到空氣的過渡部。在醫(yī)學成像檢查之前尤其應(yīng)在時間方面來理解。確定3D位置信息優(yōu)選地借助醫(yī)學成像裝置的計算單元和/或控制單元、尤其是運動計算單元來進行。有利地，三維空間結(jié)構(gòu)的采集和/或患者的三維定位借助3D圖像數(shù)據(jù)在醫(yī)學成像檢查之前一次性地進行。借助至少一個運動傳感器單元采集的運動數(shù)據(jù)優(yōu)選是ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)、尤其形成2D運動數(shù)據(jù)測量場。由于在醫(yī)學成像檢查(尤其是磁共振檢查)之前所采集的醫(yī)學3D圖像數(shù)據(jù)(尤其是3D磁共振數(shù)據(jù))與運動數(shù)據(jù)(尤其是ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù))的組合，可以以小成本實現(xiàn)特別可靠和精確地確定患者的運動。
[0012]此外提出，在采集3D圖像數(shù)據(jù)的同時借助至少一個運動傳感器在醫(yī)學成像檢查之前采集第一運動數(shù)據(jù)。在此，在采集第一 3D圖像數(shù)據(jù)期間就已經(jīng)可以采集患者可能的運動，并且如此實現(xiàn)在醫(yī)學成像檢查之前特別精確地對患者進行位置確定。
[0013]此外提出，從在醫(yī)學成像檢查之前采集的第一運動數(shù)據(jù)中確定第一運動信息，其表示醫(yī)學成像檢查的起動標準?？梢匀绱藶獒t(yī)學成像檢查提供最優(yōu)和/或理想的起動條件。特別有利地，醫(yī)學成像檢查的起動標準包括患者的不運動。
[0014]在本發(fā)明的另一擴展方案中提出，在醫(yī)學成像檢查的持續(xù)時間中連續(xù)地采集在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)，由此有利地可以在醫(yī)學成像檢查的持續(xù)時間中特別快速和直接地采集患者的所不希望的位置變化和/或運動。此外，可以由此直接起動用于至少部分地補償患者的位置變化和 /或運動的相對措施，使得尤其可以消除重建過的磁共振圖像中的偽影。
[0015]此外提出，存儲在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)和/或由此計算出的運動信息?？梢杂欣貙⑺杉倪\動數(shù)據(jù)和/或由此計算出的運動信息提供用于例如評估在醫(yī)學成像檢查期間采集的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)、尤其是醫(yī)學3D圖像數(shù)據(jù)，該評估對于數(shù)據(jù)接收時間延遲地進行。運動信息尤其可以在評估在醫(yī)學成像檢查期間采集的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)時引起校正和/或改變各個評估參數(shù)。
[0016]優(yōu)選地，基于從在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)中確定的患者運動信息而啟動校正步驟，使得可以基于所確定的運動信息校正和/或改變測量參數(shù)和/或評估參數(shù)。校正步驟例如可以直接在醫(yī)學成像檢查期間呈現(xiàn)運動信息之后起動，和/或在評估在醫(yī)學成像檢查期間采集的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)時才起動，其中評估步驟可以在醫(yī)學成像檢查之后才進行。優(yōu)選地，校正步驟至少部分自動地和/或自發(fā)地由醫(yī)學成像裝置的控制單元起動。
[0017]特別優(yōu)選地，校正步驟包括在評估醫(yī)學成像檢查的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)期間校正和/或改變至少一個評估參數(shù)。這尤其在例如患者僅少量運動時會是有利的，因為在此可以在沒有中斷的情況下執(zhí)行醫(yī)學成像檢查，并且仍然可以在評估醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)時考慮運動校正。尤其，在此可以在評估醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)時至少部分地消除基于患者運動產(chǎn)生的偽影。
[0018]替選地或者附加地可以設(shè)計:校正步驟包括校正和/或改變醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的至少一個測量參數(shù)。在此，可以直接在醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的流程期間考慮患者的位置變化和/或運動。例如，校正和/或改變醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的至少一個測量參數(shù)可能引起醫(yī)學成像檢查的部分測量的中斷，其中，只要患者保持不動，就重復(fù)該部分測量。此外，校正和/或改變醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的至少一個測量參數(shù)還可以包括對于磁場梯度的校正和/或改變，使得可以基于對于磁場梯度的校正和/或改變來補償患者的運動。校正和/或改變醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的至少一個測量參數(shù)優(yōu)選在醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的流程期間進行，使得可以直接和特別快速地在采集醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)時考慮患者當前的位置變化和/或患者的運動。此外，可以由此省去對醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)的事后校正，例如在評估醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)期間的校正。
[0019]在本發(fā)明的另一擴展方案中提出，根據(jù)借助在醫(yī)學成像檢查之前采集的3D圖像數(shù)據(jù)和在醫(yī)學成像檢查之前采集的第一運動數(shù)據(jù)對患者的運動的模擬來計算潛在的運動信息，其中，該模擬至少部分地包括模型計算和/或擬合方法。這樣可以基于所檢測的患者在醫(yī)學成像裝置內(nèi)的位置信息來根據(jù)所檢測的運動數(shù)據(jù)的值確定多個可能的運動信息。此外，可以特別快速和可靠地反推患者的運動，其中，在該計算中可以采用相對于患者的待確定運動的自由度數(shù)目而言數(shù)目較小的不同的測量數(shù)據(jù)。此外，在此，可以特別成本有利地采集和/或確定患者的運動，因為在運動傳感器單元必須通過傳感器參量覆蓋患者運動的每個自由度的情況下，可以有利地省去大數(shù)目的運動傳感器單元。
[0020]此外提出，借助該模擬來模擬患者運動的3D圖像。優(yōu)選地，將尤其2D運動數(shù)據(jù)用于模擬，因為在此可以基于唯一的2D照相機的使用而實現(xiàn)運動傳感器單元在患者容納區(qū)域內(nèi)特別節(jié)省位置的布置。例如，可以借助最小二乘法(Least Squares)和/或其它優(yōu)化方法來將所模擬的運動與在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)的偏差最小化，如這尤其在2D運動數(shù)據(jù)中是有利的那樣。[0021]當所確定的潛在運動信息包括存儲在查找表中的多個可能運動時，可以實現(xiàn)特別快速地訪問患者的潛在的、尤其借助模擬計算的運動信息，和/或?qū)⒃撨\動信息特別快速地與在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，查找表存儲在醫(yī)學成像裝置的存儲單元中，尤其存儲在醫(yī)學成像裝置的評估單元中。尤其是在由多個ID運動數(shù)據(jù)組成的運動數(shù)據(jù)的情況下，可以由此實現(xiàn)特別快速的關(guān)聯(lián)。
[0022]關(guān)聯(lián)和/或選擇多個潛在的運動信息之一可以借助在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)進行，使得能夠降低借助模型計算和/或擬合方法確定的患者運動的數(shù)目，并且優(yōu)選將其限制到患者的極為可能運動上。為此可以將在醫(yī)學成像檢查期間采集的、在時間方面相繼采集的多個運動數(shù)據(jù)用于檢驗待確定的運動的真實性。例如，借助在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)和模型計算和/或擬合方法確定和/或計算運動軌跡，其中，在時間方面相繼的、所采集的運動數(shù)據(jù)必須位于該運動軌跡上。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一擴展方案中提出，至少一個運動傳感器單元包括ID運動傳感器元件和/或2D運動傳感器元件，由此可以實現(xiàn)特別成本有利地采集運動數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，光學的ID運動傳感器元件設(shè)計用于沿著唯一的維度和/或唯一的方向采集運動信息，并且光學的2D運動傳感器元件設(shè)計用于沿著兩個維度和/或兩個方向采集運動信息，尤其是沿著2D傳感器數(shù)據(jù)測量場采集運動信息。ID運動傳感器元件和/或2D運動傳感器元件在此可以由傳統(tǒng)的運動傳感器元件構(gòu)成，例如由光學的運動傳感器元件、2D照相機、超聲傳感器元件、激光傳感器元件等構(gòu)成。
[0024]此外提出，采集借助醫(yī)學成像裝置采集的3D圖像數(shù)據(jù)包括導航測量和/或?qū)τ趯佣ㄎ凰璧臏y量。由此可以對于患者實現(xiàn)特別短的總檢查時間，并且由此提高患者舒適度，其方式為可以借助一個測量采集不同的信息。優(yōu)選地，導航測量和/或?qū)τ趯佣ㄎ凰璧臏y量同樣在對患者的醫(yī)學成像檢查之前進行。替選地或者附加地也可以借助單獨的磁共振測量采集借助醫(yī)學成像裝置采集的3D圖像數(shù)據(jù)。尤其，在此可以僅采集如下數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有組織到空氣的過渡部的信息，并且由此尤其采集患者的外輪廓的三維信息。優(yōu)選地，單獨的磁共振測量具有在采集患者的外輪廓中特別高的精度，使得有利地可以省去其它信息和由此省去測量時間。
[0025]此外，本發(fā)明基于一種醫(yī)學成像裝置、尤其一種磁共振裝置，其具有探測器單元、患者安置裝置、被探測器單元圍繞的、設(shè)計用于容納定位在患者安置裝置上的患者的患者容納區(qū)域，和至少一個運動傳感器單元。
[0026]在此提出，醫(yī)學成像裝置包括運動計算單元，其中，運動計算單元設(shè)計用于按照根據(jù)本發(fā)明的方法、根據(jù)探測器單元的數(shù)據(jù)和根據(jù)至少一個運動傳感器單元的數(shù)據(jù)來計算患者的運動。由此可以直接確定患者在醫(yī)學成像檢查期間的運動，并且只要存在患者的運動，還可以有利地在醫(yī)學成像檢查的其它過程期間和/或在醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)的評估期間考慮患者的運動。優(yōu)選地，為此在患者容納區(qū)域內(nèi)和/或圍繞醫(yī)學成像裝置的患者容納區(qū)域設(shè)置多個運動傳感器單元。對此替選地，可以將運動傳感器單元設(shè)置在局部的圖像采集單元內(nèi)、例如用于對患者進行磁共振檢查的局部線圈內(nèi)。運動傳感器單元例如可以包括激光傳感器單元和/或超聲傳感器單元和/或2D照相機和/或光學運動傳感器單元等。
[0027]此外提出，運動傳感器單元包括至少兩個運動傳感器元件，其中，至少兩個運動傳感器元件分別具有ID運動傳感器元件或者2D運動傳感器元件。通過布置多個用于采集患者運動的運動信息的運動傳感器元件，尤其可以可靠地采集患者的除了平移運動之外的旋轉(zhuǎn)運動。此外，可以借助至少兩個運動傳感器元件在磁共振檢查期間冗余地采集患者的運動，和/或可以從至少兩個運動傳感器元件所采集的運動數(shù)據(jù)中消除測量錯誤和/或測量不精確度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]從下面描述的實施例中以及根據(jù)附圖得出本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)。
[0029]其中:
[0030]圖1以示意圖示出了帶有運動計算單元的醫(yī)學成像裝置，以及
[0031]圖2示出了用于采集患者運動的根據(jù)本發(fā)明的方法。
【具體實施方式】
[0032]在圖1中示出了一種根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)學成像裝置，其由磁共振裝置10構(gòu)成。然而，本發(fā)明并不限于將醫(yī)學成像裝置構(gòu)建成磁共振裝置。更確切而言，醫(yī)學成像裝置也可以由計算機斷層成像裝置和/或PET裝置(正電子發(fā)射斷層成像裝置)等構(gòu)成。
[0033]磁共振裝置10包括由磁體單元11構(gòu)成的探測器單元。磁體單元11包括用于產(chǎn)生強且尤其恒定的主磁場13的主磁體12。此外，磁共振裝置10具有用于容納患者15的圓柱形的患者容納區(qū)域14,其中，患者容納區(qū)域14在圓周方向上被磁體單元11包圍?；颊?5可以借助磁共振裝置10的患者安置裝置16推移到患者容納區(qū)域14中。
[0034]磁體單元11還具有用于產(chǎn)生磁場梯度的梯度線圈單元17，其用于在成像期間的位置編碼。梯度線圈單元17通過梯度控制單元18來控制。此外，磁體單元11具有固定地集成在磁體單元11內(nèi)的高頻天線單元19和用于激勵極化的高頻天線控制單元20,該極化在由主磁體12產(chǎn)生的主磁場13中出現(xiàn)。高頻天線單元19由高頻天線控制單元20控制，并且將高頻的磁共振序列入射到主要由患者容納區(qū)域14構(gòu)成的檢查空間中。由此，將磁化從其平衡位置偏轉(zhuǎn)。
[0035]為了控制主磁體12、梯度控制單元18和為了控制高頻天線控制單元20，磁共振裝置10具有由計算單元構(gòu)成的系統(tǒng)控制單元21。系統(tǒng)控制單元21中央控制磁共振裝置，例如執(zhí)行預(yù)定的、成像的磁場梯度回波序列。例如為成像參數(shù)的控制信息以及重建的磁共振圖像可以在磁共振裝置10的顯示單元22、例如監(jiān)視器上顯示。此外，磁共振裝置10具有輸入單元23，借助其可以在測量過程期間由操作者輸入信息和/或參數(shù)。
[0036]此外，磁共振裝置10包括在當前實施例中由頭部線圈裝置構(gòu)成的局部磁共振線圈裝置24。對此替選地，局部磁共振線圈裝置24也可以由膝部線圈裝置、臂部線圈裝置、胸部線圈裝置等構(gòu)成。頭部線圈裝置包括殼體單元25，其球狀形地圍繞頭部線圈裝置的局部患者容納區(qū)域2 6。
[0037]為了在磁共振檢查期間采集患者15的運動，磁共振裝置10具有多個運動傳感器單元27、28。第一運動傳感器單元27由高頻天線單元19包括，并且第二運動傳感器單元28由頭部線圈裝置包括。為此替選地，磁共振裝置10也可以包括僅一個或多于兩個運動傳感器單元27、28，其由高頻天線單元19和/或局部的磁共振線圈裝置24包括。此外，運動傳感器單元27、28可以還至少部分由患者安置裝置16包括，和/或由至少部分地圍繞磁共振裝置10的患者容納區(qū)域14和/或局部的磁共振線圈裝置24的局部患者容納區(qū)域26的其它單元包括。
[0038]高頻天線單元19的運動傳感器單元27包括多個運動傳感器元件29，其中在圖1中示例性地僅示出了運動傳感器元件29中的兩個。運動傳感器元件29分別設(shè)計用于采集患者15的運動的運動信息，其中，為此運動傳感器元件29采集由非磁體共振數(shù)據(jù)組成的運動數(shù)據(jù)。兩個運動傳感器元件29分別包括光學視場30用于分別采集患者15的部分區(qū)域，其中，兩個運動傳感器元件29中的第一個的第一光學視場30對準患者15或患者容納區(qū)域14的第一部分區(qū)域，并且兩個運動傳感器元件29中的第二個的第二光學視場30對準患者15或患者容納區(qū)域14的第二部分區(qū)域。患者15或患者容納區(qū)域14的第一部分區(qū)域和患者15或患者容納區(qū)域14的第二部分區(qū)域此外設(shè)置在患者容納區(qū)域14內(nèi)或患者15上的不同位置處。兩個運動傳感器元件29由此對于患者容納區(qū)域14，尤其對于設(shè)置在患者容納區(qū)域14內(nèi)的患者15，具有不同的角度，以便采集患者15的運動的運動信息。
[0039]高頻天線單元19包括殼體單元31,其圓柱形地圍繞磁共振裝置10的患者容納區(qū)域14。兩個運動傳感器元件29設(shè)置在殼體單元31，其中，兩個運動傳感器元件29設(shè)置在高頻天線單元19的如下區(qū)域中，該區(qū)域設(shè)置在殼體單元31的背對(abgewandt)患者容納區(qū)域14的側(cè)上。由此，兩個運動傳感器元件29設(shè)置在患者容納區(qū)域14外部。
[0040]此外，兩個運動傳感器元件29分別由光學的ID運動傳感器元件和/或光學的2D運動傳感器元件組成。借助光學的ID運動傳感器元件和/或光學的2D運動傳感器元件，在患者容納區(qū)域14內(nèi)沿著一個維度和/或沿著兩個維度采集患者15的運動的運動信息，尤其采集2D傳感器數(shù)據(jù)測量場。ID運動傳感器元件例如可以包括光學的運動傳感器元件、超聲傳感器元件、激光傳感器元件等。2D運動傳感器元件例如可以包括2D照相機等。
[0041]高頻天線單元19的運動傳感器單元27具有評估單元32和數(shù)據(jù)傳輸單元33。數(shù)據(jù)傳輸單元具有數(shù)據(jù)發(fā)送單元，其帶有未詳細示出的天線元件用于無電纜地和/或無線地進行數(shù)據(jù)傳輸。借助數(shù)據(jù)傳輸單元33，將評估過的傳感器數(shù)據(jù)和/或由運動傳感器單元27接收的傳感器數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)控制單元21的未詳細示出的數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0042]頭部線圈裝置的運動傳感器單元28同樣包括多個運動傳感器元件34。這些運動傳感器元件34同樣由ID運動傳感器元件和/或2D運動傳感器元件組成。ID運動傳感器元件例如可以包括光學的運動傳感器元件、超聲傳感器元件、激光傳感器元件等。2D運動傳感器元件例如可以包括2D照相機等。
[0043]頭部線圈裝置的殼體單元包括內(nèi)部殼體單元35和外部殼體單元36，其中，在內(nèi)部殼體單元35和外部殼體單元36之間存在頭部線圈裝置的封閉的安裝空間37，在其中設(shè)置有頭部線圈單元的高頻線圈元件，用于采集磁共振信號。運動傳感器元件34設(shè)置在內(nèi)部殼體單元35和外部殼體單元36之間，其中，運動傳感器元件34具有分別與其它運動傳感器元件34不同的、朝向患者14和/或頭部線圈裝置的局部患者容納區(qū)域26的視角，使得可以從不同的角度采集患者14在頭部線圈裝置的局部患者容納區(qū)域26內(nèi)的位置。
[0044]頭部線圈裝置的運動傳感器單元28具有數(shù)據(jù)傳輸單元38。數(shù)據(jù)傳輸單元38包括數(shù)據(jù)發(fā)送單元，其帶有未詳細示出的天線元件，用于無電纜地和/或無線地進行數(shù)據(jù)傳輸。借助數(shù)據(jù)傳輸單元38將評估過的傳感器數(shù)據(jù)和/或由運動傳感器元件34接收的傳感器數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)控制單元21的數(shù)據(jù)傳輸單元。
[0045]為了確定患者14的運動，借助系統(tǒng)控制單元21執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的、用于在磁共振檢查期間確定患者14的運動 的方法。該用于確定患者14的運動的方法在圖2中詳細示出。系統(tǒng)控制單元21特別地設(shè)計用于執(zhí)行該在磁共振檢查期間確定患者14的運動的方法，其中，為此系統(tǒng)控制單元21包括特殊的計算機程序和特殊的軟件單元，其存儲在系統(tǒng)控制單元21的未詳細示出的存儲單元中，并且在系統(tǒng)控制單元21的未詳細示出的處理器上運行。此外，為此系統(tǒng)控制單元21具有運動計算單元39。
[0046]在該方法中，首先在借助第一磁共振測量進行的第一方法步驟100中，借助磁體單元11采集3D圖像數(shù)據(jù)，其中，第一磁共振測量在對患者15進行磁共振檢查之前執(zhí)行。第一磁共振測量由縱覽測量構(gòu)成，例如由導航測量和/或其它對于層定位所需的測量構(gòu)成。為此，系統(tǒng)控制單元21具有評估軟件，其特別地設(shè)計用于根據(jù)縱覽測量的所采集的3D圖像數(shù)據(jù)來確定患者15的外輪廓。此外，在方法步驟100中也可以借助與縱覽測量和/或?qū)τ趯佣ㄎ凰璧臏y量相獨立地構(gòu)建的單獨的磁共振測量來采集3D圖像數(shù)據(jù)。在此，可以僅采集如下數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有組織到空氣的過渡部的信息，并且由此尤其采集患者15的外輪廓的三維信息。該單獨的測量優(yōu)選地具有在采集患者15的外輪廓中的特別高的精度，使得可以有利地省去其它信息和由此省去測量時間。
[0047]在另一方法步驟101中，評估借助第一磁共振測量采集的第一 3D圖像數(shù)據(jù)，其中，評估由系統(tǒng)控制單元21進行，其為此包括未詳細示出的評估單元。在方法步驟101中，從第一磁共振測量的第一 3D圖像數(shù)據(jù)中確定和/或采集設(shè)置在患者容納區(qū)域14內(nèi)的對象的、尤其是患者15的和必要時的運動傳感器單元28的三維空間布置和/或三維空間輪廓。
[0048]接下來，在另一方法步驟102中，將設(shè)置在患者容納區(qū)域14內(nèi)的對象的三維空間布置和/或三維空間輪廓存儲在系統(tǒng)控制單元21的未詳細示出的存儲單元中。
[0049]與采集第一 3D圖像數(shù)據(jù)同時地，借助運動傳感器單元27、28在另一方法步驟103中采集第一運動數(shù)據(jù)，其中，運動數(shù)據(jù)包括ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)。這些第一 ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)同樣在對患者15進行醫(yī)學成像檢查之前采集。第一 ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)也還在對患者15進行醫(yī)學成像檢查之前在另一方法步驟104中被評估。接下來，在詢問105中確定，患者15是否實施了運動。
[0050]如果患者15在采集第一圖像數(shù)據(jù)期間運動了，則重新借助運動傳感器單元27、28采集第一運動數(shù)據(jù)，并且再次經(jīng)過方法步驟103、104、105。
[0051]如果患者15在采集第一圖像數(shù)據(jù)期間未實施運動，則將評估過的運動數(shù)據(jù)在另一方法步驟106中同樣存儲在系統(tǒng)控制單元21的存儲單元中。
[0052]在接下來的方法步驟107中，借助運動計算單元39計算患者15的潛在運動,其中，在該計算中采用設(shè)置在患者容納區(qū)域14內(nèi)的患者15的三維空間布置和/或三維空間輪廓以及存儲和評估的運動數(shù)據(jù)。運動計算單元39特別地設(shè)計用于計算患者15的潛在運動，其中為此運動計算單元39包括特殊的計算機程序和特殊的軟件單元，其在運動計算單元的未詳細示出的處理器上運行。此外，為此，運動計算單元39還使用模型計算和/或擬合方法，以計算患者15的潛在運動。 [0053]接下來，將根據(jù)設(shè)置在患者容納區(qū)域14內(nèi)的患者15的三維空間布置和/或三維空間輪廓和所存儲及評估的運動數(shù)據(jù)確定出的患者15的潛在運動在另一方法步驟108中存儲和/或儲存在查找表中，使得在醫(yī)學成像檢查期間總是保證快速和可靠地訪問該表。
[0054]此外，在患者15不運動時，在另一方法步驟109中起動磁共振檢查，并且在接下來的方法步驟110中接收和/或采集醫(yī)學3D圖像數(shù)據(jù)、尤其是醫(yī)學3D磁共振數(shù)據(jù)。在接收和/或采集醫(yī)學3D磁共振數(shù)據(jù)的同時，在另一方法步驟111中還借助運動傳感器單元27、28接收和/或采集其它運動數(shù)據(jù)，其中，在醫(yī)學磁共振檢查期間接收和/或采集這些其它運動數(shù)據(jù)。接收和/或采集這些其它運動數(shù)據(jù)在整個醫(yī)學磁共振檢查期間連續(xù)進行，使得在整個磁共振檢查期間總是呈現(xiàn)患者15當前的運動信息。在醫(yī)學磁共振檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)同樣由ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)組成。
[0055]將在醫(yī)學磁共振檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)直接在其采集之后在另一方法步驟112中由運動計算單元39評估，其中，在此借助存儲在查找表中的數(shù)據(jù)給出快速的運動信息。此外，可以對運動信息在其真實性方面在運動計算單元39內(nèi)進行檢驗。為此，沿著運動軌跡必須存在例如多個、在時間方面相繼采集和/或接收的運動數(shù)據(jù)。
[0056]此外，借助運動計算單元39還可以在方法步驟112中確定患者的三維圖像和/或患者15的運動。在此，在患者15的運動的模擬計算中采用2D運動數(shù)據(jù)，使得結(jié)合3D圖像數(shù)據(jù)確定患者15的三維圖像。為了優(yōu)化模擬計算，在此可以借助最小二乘法和/或其它優(yōu)化方法將所模擬的運動與在醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)的偏差最小化，這尤其在2D運動數(shù)據(jù)情況下是有利的。
[0057]在另一方法步驟113中詢問，在醫(yī)學磁共振檢查期間是否發(fā)生了患者15的運動。如果未發(fā)生運動，則接下來還在方法步驟114中檢驗，醫(yī)學磁共振檢查是否已經(jīng)結(jié)束。如果醫(yī)學磁共振檢查已經(jīng)結(jié)束，則也將用于確定患者15在醫(yī)學磁共振檢查期間的運動的方法結(jié)束。如果醫(yī)學磁共振檢查未結(jié)束，則在方法步驟111中重新借助運動傳感器單元27、28采集ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)。
[0058]相反，如果患者15在醫(yī)學磁共振檢查期間運動了，則在另一詢問115中確定是否對由患者15實施的運動能夠?qū)崿F(xiàn)事后的和/或回顧性的校正，這例如在醫(yī)學磁共振檢查期間患者的僅小的位置變化和/或運動情況下是可能的。如果對由患者15實施的運動能夠?qū)崿F(xiàn)事后的和/或回顧性的校正，則因此在另一方法步驟116中將借助運動傳感器單元27、28采集的ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)與醫(yī)學磁共振檢查的醫(yī)學3D圖像數(shù)據(jù)一起存儲。對患者15在醫(yī)學磁共振檢查期間的運動的校正在另一方法步驟118中在評估和/或重建醫(yī)學3D圖像數(shù)據(jù)時才進行，使得在此在重建過的磁共振圖像中消除由于患者15在醫(yī)學磁共振檢查期間的運動而形成的偽影。在此，系統(tǒng)控制單元21根據(jù)所采集的患者15的運動的運動信息來改變和/或校正用于評估和/或重建醫(yī)學3D圖像數(shù)據(jù)的至少一個評估參數(shù)。
[0059]此外，在詢問117中確定，醫(yī)學磁共振檢查是否已經(jīng)結(jié)束。如果醫(yī)學磁共振檢查還未結(jié)束，則在方法步驟111-116中還采集和進一步處理ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)。
[0060]如果事后校正是不可能的，則系統(tǒng)控制單元21在另一方法步驟119中改變和/或校正醫(yī)學磁共振檢查的測量協(xié)議的各個測量參數(shù)。在此，尤其將用于控制和/或?qū)嵤└鱾€磁共振序列的各個參數(shù)匹配于患者15在醫(yī)學磁共振檢查期間的當前運動。這例如可以引起，將用于磁場梯度的各個參數(shù)匹配于患者15在醫(yī)學磁共振檢查期間的運動的運動信息。此外，這種對于醫(yī)學磁共振檢查的測量協(xié)議內(nèi)的測量參數(shù)的改變和/或校正會引起對醫(yī)學磁共振檢查的各個部分測量的至少部分地中斷，其在患者15不運動地躺臥在患者安置裝置16上時才會引起對醫(yī)學磁共振檢查的部分測量的恢復(fù)和/或引起醫(yī)學磁共振檢查的部分測量的重新開始。
[0061]在匹配和/或校正測量參數(shù)之后在另一方法步驟120中詢問:醫(yī)學磁共振檢查是否已經(jīng)結(jié)束。如果醫(yī)學磁共振檢查已經(jīng)結(jié)束，則根據(jù)本發(fā)明的、用于采集患者在醫(yī)學磁共振檢查期間的運動的方法結(jié)束。
[0062]如果醫(yī)學 磁共振檢查還未結(jié)束，則在方法步驟111-119中還采集和進一步處理ID運動數(shù)據(jù)和/或2D運動數(shù)據(jù)。
[0063]此外還可能的是，在方法步驟110和/或在方法步驟111中可以借助附加地設(shè)置在患者上的標記元件采集患者的運動。
[0064]此外還可以設(shè)計，在其中確定患者運動的方法步驟105、113中，這可以作為光學信息來借助顯示單元22輸出和/或通知給操作者、例如臨床操作人員和/或醫(yī)生。還可能的是，在方法步驟117、118、119中同樣借助顯示單元22將對參數(shù)、尤其是對評估參數(shù)和/或測量參數(shù)的校正和/或改變通知給操作者。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在借助醫(yī)學成像裝置、尤其是磁共振裝置(10)進行醫(yī)學成像檢查、尤其是磁共振檢查期間采集患者(15)的運動的方法，該方法具有如下方法步驟: -在所述醫(yī)學成像檢查之前借助所述醫(yī)學成像裝置采集三維圖像數(shù)據(jù)， -根據(jù)所述三維圖像數(shù)據(jù)計算所述患者的三維位置信息， -在所述醫(yī)學成像檢查期間借助至少一個運動傳感器單元(27，28)采集運動數(shù)據(jù)，以及 -確定所述患者(15)的運動信息，其中在計算中采用所述患者(15)的三維位置信息和借助所述至少一個運動傳感器單元(27，28 )采集的運動數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述醫(yī)學成像檢查之前，在采集所述三維圖像數(shù)據(jù)的同時借助所述至少一個運動傳感器單元(27，28 )采集第一運動數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從在所述醫(yī)學成像檢查之前采集的所述第一運動數(shù)據(jù)中確定第一運動信息，該第一運動信息表示所述醫(yī)學成像檢查的起動標準。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述醫(yī)學成像檢查的起動標準包括所述患者(15)的不運動。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述醫(yī)學成像檢查的持續(xù)時間中連續(xù)地采集在所述醫(yī)學成 像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，對在所述醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)和/或由此計算出的運動信息進行存儲。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，基于從在所述醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)而確定的所述患者(15)的運動信息，起動校正步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述校正步驟包括在評估所述醫(yī)學成像檢查的醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)期間校正和/或改變至少一個評估參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述校正步驟包括校正和/或改變所述醫(yī)學成像檢查的測量協(xié)議的至少一個測量參數(shù)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，根據(jù)借助在所述醫(yī)學成像檢查之前采集的三維圖像數(shù)據(jù)和在所述醫(yī)學成像檢查之前采集的第一運動數(shù)據(jù)對所述患者(15)的運動進行的模擬來計算潛在的運動信息，其中所述模擬至少部分地包括模型計算和/或擬合方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，借助所述模擬來模擬所述患者(15)的運動的三維圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，所確定的潛在運動信息包括存儲在查找表中的多個可能的運動。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12之一所述的方法，其特征在于，借助在所述醫(yī)學成像檢查期間采集的運動數(shù)據(jù)來關(guān)聯(lián)和/或選擇所述多個潛在運動信息之一。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述至少一個運動傳感器單元包括一維運動傳感器元件和/或二維運動傳感器元件。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，采集借助所述醫(yī)學成像裝置采集的三維圖像數(shù)據(jù)包括導航測量和/或?qū)τ趯佣ㄎ凰璧臏y量。
16.一種醫(yī)學成像裝置、尤其是磁共振裝置(10)，具有探測器單元、患者安置裝置(16)、由所述探測器單元圍繞的、設(shè)計用于容納定位在所述患者安置裝置(16)上的患者(15)的患者容納區(qū)域(14)、以及至少一個運動傳感器單元(27，28)，其特征在于運動計算單元(39)，所述運動計算單元設(shè)計用于按照權(quán)利要求1至15之一所述的方法、根據(jù)所述探測器單元的數(shù)據(jù)和根據(jù)所述至少一個運動傳感器單元(27，28)的數(shù)據(jù)計算所述患者(15)的運動。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的醫(yī)學成像裝置，其特征在于，所述運動傳感器單元(27，28)包括至少兩個運動傳感器元件，其中所述至少兩個運動傳感器元件分別具有一維運動傳感器元件或二維運動傳感器元件。
【文檔編號】A61B5/055GK103654784SQ201310416311
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】S.比伯 申請人:西門子公司