用于磁共振成像的自適應(yīng)比吸收率(sar)控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]以下大體涉及醫(yī)學(xué)成像。其尤其與磁共振檢查和比吸收率(SAR)聯(lián)合應(yīng)用，并且將尤其參考該應(yīng)用進(jìn)行描述。然而，將理解，其也應(yīng)用于其他使用情境并且不必須被限制到前述應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(MRI)和磁共振光譜學(xué)(MRS)使用電磁能量的射頻(RF)脈沖以在對(duì)象的組織中激勵(lì)共振。身體也吸收/消散RF脈沖的能量中的一些作為抵抗性損耗，導(dǎo)致組織發(fā)熱。為了患者安全，在比吸收率(SAR)方面設(shè)限，能夠允許對(duì)象以該限度吸收RF功率。SAR是指每單位重量吸收的能量的時(shí)間速率，并且因此以W/kg為單位來表達(dá)。在成像序列期間針對(duì)給定對(duì)象的SAR通常是在最壞情況的基礎(chǔ)上計(jì)算的。當(dāng)使用全身體積發(fā)射線圈時(shí)，大多數(shù)規(guī)范集中于基于在總體患者質(zhì)量上平均化的固定上限。在全身體積發(fā)射線圈的情況中的平均化得到對(duì)全身平均SAR(WB SAR)的說明。發(fā)射線圈體積內(nèi)的質(zhì)量可以變化，一般小于總患者質(zhì)量，并且患者的質(zhì)量和其他方面將因患者而變化。
[0003]利用較大的成像膛，能夠?qū)^大的患者成像，這針對(duì)名義上相同的MR掃描條件能夠增大患者經(jīng)受的SAR。SAR能夠由于非常大的患者而增大，在RF信號(hào)中使用更大的功率，超過了隨著質(zhì)量的比例增加，以在患者的中心區(qū)域或其他限定區(qū)域中生成期望的IB1+!場(chǎng)。尤其地，隨著患者圍長(zhǎng)增加需要的功率也比從按質(zhì)量的比例增加所估計(jì)的更多地增加，因此全身平均SAR(在總質(zhì)量上的總吸收功率)并不保持恒定，而是隨著患者圍長(zhǎng)/質(zhì)量的增大而增大。掃描參數(shù)當(dāng)然能夠被調(diào)節(jié)，以降低SAR水平，對(duì)例如檢查速度有一些影響。容許SAR上限水平受規(guī)范(IEC 60601-2-33)限制。由于存在更大的患者質(zhì)量，使用比比例增加更大的功率以實(shí)現(xiàn)類似的掃描參數(shù)；并且，在達(dá)到SAR上限時(shí)，調(diào)節(jié)掃描參數(shù)以在執(zhí)行掃描之前使SAR回到限度以內(nèi)。隨著身體質(zhì)量和大小增加，擁有適合于患者間差異的SAR估值器是重要的。
[0004]估計(jì)并然后限制SAR的一個(gè)途徑包括對(duì)用戶輸入的患者信息(例如患者質(zhì)量)的利用。然而，暴露的或受影響的質(zhì)量隨著患者質(zhì)量中實(shí)際經(jīng)受RF發(fā)射線圈的敏感區(qū)域的量而變化，后者繼而取決于相對(duì)于發(fā)射線圈中的參考區(qū)域(例如發(fā)射線圈的中心區(qū)域)的對(duì)象/患者位置。MR成像中針對(duì)給定對(duì)象的感興趣區(qū)域通常集中在一個(gè)解剖身體區(qū)域上，例如頭部、頸部、脊柱的段、心臟、腹部、肩部、手/腕部、膝部或足/踝部等等。當(dāng)全身體積發(fā)射線圈被用于RF激勵(lì)時(shí)，感興趣解剖區(qū)域通常被放置在發(fā)射線圈的中心區(qū)域處的軸向方向上。該軸向位置通常也與MR系統(tǒng)的成像等中心對(duì)齊。針對(duì)每個(gè)這樣的解剖區(qū)域定位，將會(huì)有不同的暴露質(zhì)量，并且針對(duì)給定的解剖區(qū)域，暴露的質(zhì)量可能因患者而變化。一些SAR控制途徑在這些方面沒有區(qū)分并且利用最壞情況基礎(chǔ)。針對(duì)腹部成像的范例包括其中腹部區(qū)域居中于發(fā)射線圈的中心區(qū)域，并且有手臂可能的兩種不同位置一一手臂上舉過頭或手臂放下在體側(cè)。針對(duì)這兩種位置，即使是在考慮腹部居中的相同患者時(shí)，暴露的質(zhì)量以及肢體局部SAR是不同的。SAR因此隨著患者位置、與發(fā)射線圈的敏感區(qū)域的中心的關(guān)系、患者大小以及針對(duì)給定對(duì)象位置肢體的詳細(xì)定位，而以復(fù)雜的方式變化。例如，SAR可以由于患者或患者的部分接近膛的內(nèi)表面或邊緣而變得較大。通常，可以由健康護(hù)理專業(yè)人員在掃描之前輸入除其他信息以外的年齡、質(zhì)量、性別和/或感興趣的患者解剖區(qū)域。在一些SAR控制方法中可以使用輸入的質(zhì)量，與使用的RF功率相組合，作為針對(duì)全身SAR估值的基礎(chǔ)。
[0005]在另一種SAR控制方法中，建立RF IB1+1場(chǎng)與SAR之間的關(guān)系，并將其用于估計(jì)針對(duì)一組給定掃描條件的全身SAR值。可以根據(jù)質(zhì)量調(diào)節(jié)Ib1+!與sar之間的關(guān)系，以考慮最壞情況位置中的非線性功率-質(zhì)量效應(yīng)?？梢葬槍?duì)基于使用中的接收線圈的類型來推測(cè)的患者位置，調(diào)節(jié)Ib1+!與3八1?之間的關(guān)系(例如，當(dāng)頭部接收線圈被系統(tǒng)識(shí)別為在使用中時(shí)，則可以推測(cè)患者位置是頭部居中)。同樣，如果能夠確立Ib1+!(或RF功率)與局部SAR關(guān)系，則可以估計(jì)局部SAR。然而，這些途徑并不提供用于證實(shí)相對(duì)于發(fā)射線圈參考位置的患者位置和/或患者質(zhì)量或其他患者幾何細(xì)節(jié)的途徑，它們也不使用這樣的經(jīng)證實(shí)的信息和測(cè)得的RF功率，以建立針對(duì)全身SAR、部分身體SAR、頭部SAR和局部SAR中的一個(gè)或多個(gè)的患者及患者位置特異性的SAR估值。在RF時(shí)域有限差分(FDTD)建模被用于建立SAR特性時(shí)，SAR控制措施取決于有限數(shù)目的解剖模型，并且通常將不適合于在輸入的患者質(zhì)量上可能有異常的患者中的變化。如果能夠由系統(tǒng)和系統(tǒng)中的SAR模型證實(shí)特定患者的某些方面，則軟件能夠被擴(kuò)展為利用該信息，可以實(shí)現(xiàn)較好的SAR估值并將避免不得不使用可能過度約束掃描性能的最壞情況模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]以下公開一種新的且改進(jìn)的自適應(yīng)MRI SAR控制方法和系統(tǒng)，其解決了上面提到的問題以及其他問題。
[0007]根據(jù)一個(gè)方面，一種磁共振系統(tǒng)包括至少一個(gè)射頻(RF)發(fā)射線圈、RF發(fā)射器、人體測(cè)量單元，以及自適應(yīng)SAR單元。所述至少一個(gè)射頻(RF)發(fā)射線圈發(fā)射測(cè)得的RF功率，以在檢查區(qū)域中的對(duì)象的組織中激勵(lì)和操縱磁共振。所述RF發(fā)射器，或者所述RF發(fā)射器的所述MR系統(tǒng)控制，基于針對(duì)成像序列的比吸收率(SAR)，來控制發(fā)射RF功率的量。所述人體測(cè)量單元基于確定的總質(zhì)量，來確定所述對(duì)象中接收所述發(fā)射RF功率的部分的質(zhì)量。所述自適應(yīng)SAR單元基于根據(jù)測(cè)得的發(fā)射RF功率和測(cè)得的反射功率確定的所述SAR，以及所述對(duì)象中接收所述發(fā)射RF功率的所述部分的所述質(zhì)量，來調(diào)節(jié)選定的掃描序列。所確定的SAR可以是WB SAR、部分身體SAR、頭部SAR或局部SAR中的一個(gè)或多個(gè)。
[0008]根據(jù)另一方面，一種磁共振成像的方法，包括測(cè)量發(fā)射射頻(RF)功率和反射射頻(RF)功率，所述發(fā)射射頻(RF)和反射射頻(RF)產(chǎn)生通過至少一個(gè)發(fā)射線圈在對(duì)象的組織中實(shí)現(xiàn)的IB1I場(chǎng)?；跍y(cè)得的發(fā)射功率和反射功率、實(shí)現(xiàn)的Ib1I場(chǎng)以及證實(shí)的所述對(duì)象的總質(zhì)量，來確定全身比吸收率(SAR)參數(shù)?；趯?dǎo)航掃描來識(shí)別所述對(duì)象相對(duì)于所述至少一個(gè)發(fā)射線圈(6)的位置、關(guān)鍵尺寸和取向?；诔上裥蛄械?amp;㈣2、所確定的全身SAR參數(shù)以及所識(shí)別的對(duì)象位置、關(guān)鍵尺寸和取向，確定針對(duì)成像序列的適用SAR估值(例如，局部、頭部、部分身體)。如果所確定的SAR估值超過容許限度，則調(diào)節(jié)所述序列參數(shù)，直到所確定的SAR值在限度以內(nèi)。在證實(shí)所確定的SAR估值在上限以內(nèi)之后(或者，如果不是，則在調(diào)節(jié)掃描參數(shù)之后)，利用所述SAR估值執(zhí)行所述成像序列。
[0009]根據(jù)另一方面，一種磁共振成像系統(tǒng)，包括至少一個(gè)射頻(RF)發(fā)射線圈、RF發(fā)射器以及一個(gè)或多個(gè)處理器。所述至少一個(gè)射頻(RF)發(fā)射線圈發(fā)射測(cè)得的RF功率，以在檢查區(qū)域中的對(duì)象的組織中激勵(lì)和操縱磁共振。所述RF發(fā)射器，或所述RF發(fā)射器的所述MR系統(tǒng)控制，基于針對(duì)成像序列的比吸收率(SAR)，來控制所述發(fā)射RF功率的量。所述一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為基于測(cè)得的發(fā)射RF功率和測(cè)得的反射RF功率以及所述對(duì)象中被暴露于所述發(fā)射RF功率和實(shí)現(xiàn)的IB1I場(chǎng)的解剖部分來確定全身SAR參數(shù)。所述一個(gè)或多個(gè)處理器還被配置為基于所確定的全身SAR參數(shù)和在選定的成像序列期間所述對(duì)象中暴露的解剖部分，來確定針對(duì)所述選定的成像序列的適用SAR參數(shù)和適用SAR值(例如，局部、頭部、部分身體)。
[0010]一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于一個(gè)或多個(gè)確定的SAR估值是基于針對(duì)對(duì)象的測(cè)得的SAR。
[0011]另一優(yōu)點(diǎn)在于基于不同的對(duì)象形態(tài)和位置細(xì)化SAR估值。
[0012]另一優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)輸入的對(duì)象參數(shù)的交叉校驗(yàn)。
[0013]另一優(yōu)點(diǎn)在于在SAR確定中包括了對(duì)象肢體、脂肪含量和/或縱橫比。
[0014]另一優(yōu)點(diǎn)在于SAR估值是在患者處于檢查位置中的膛中的情況下基于至少對(duì)WBSAR的實(shí)際測(cè)量確定的。
[0015]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀和理解了以下詳細(xì)描述后將認(rèn)識(shí)到其他優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置