CN101421636A - 后台磁共振成像 - Google Patents

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CN101421636A CNA2007800132545A CN200780013254A CN101421636A CN 101421636 A CN101421636 A CN 101421636A CN A2007800132545 A CNA2007800132545 A CN A2007800132545A CN 200780013254 A CN200780013254 A CN 200780013254A CN 101421636 A CN101421636 A CN 101421636A
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Abstract

一种成像控制器(46)在第一和第二扫描过程(48，50)中执行数据采集，第一扫描过程(48)包括一组数据采集(92，96，106，122，124，126，128，130)和不活动时段(90，94，102，110，142，152)。工作流程管理器(58)监视第一扫描过程(48)，检测不活动时段(90，94，102，110，142，152)，当第一扫描过程(48)不活动时，使能第二扫描过程(50)的数据采集。

Description

后台磁共振成像
技术领域
本申请涉及诊断成像***和方法。它具体应用于改善磁共振成像(MRI)***的总处理能力，并具体参考其来说明。然而，它还可以应用于正电子发射断层摄影成像(PET)，单光子发射断层摄影成像(SPECT)***，计算机断层摄影成像***(CT)等。
背景技术
磁共振成像扫描器通常包括主磁体(其通常是超导体的)，其产生穿过检查区的空间和时间上恒定的磁场B0。通常将射频(RF)线圈，例如整体线圈，局部线圈等，及发射器调谐到要在磁场B0中成像的偶极子的谐振频率。线圈和发射器用于激发并操作偶极子。通过以电流驱动梯度线圈来编码空间信息，以产生除磁场B0之外的以各种方向穿过检查区的磁场梯度。可以由同一线圈或单独的只用于接收的RF线圈来获得磁共振信号，由RF接收器对其进行解调、滤波并采样，最终在专用或通用硬件上将其重构为图像。
尽管磁共振成像现在是常规执行的诊断检查，然而MR检查往往会相对较慢。通常，根据要执行的磁共振扫描过程(sequence)的数量和类型，患者检查花费30到90分钟。通常，在患者抵达来做检查后，要执行引导扫描(pilot scan)。在进行了引导扫描之后，扫描器不活动，因为技术人员等待数据重构，检查重构的图像，并做出调整。此后，规划一组扫描并执行，其每一个都需要重构，并且有可能要进一步进行调整。扫描器再次不活动。常常其中一个过程需要屏气时段。在这种过程中，扫描器仅在屏气时段工作，通常小于50％的时间，扫描器具有不活动的休息时段，用于允许患者在屏气时段之间进行恢复。
已经提出了几种解决方案，来改善磁共振扫描过程的设计和技术，其减小了特定MR检查的持续时间。这些解决方案包括超(或快速)自旋回波技术、回波平面成像、稳态技术、以及用于借助于并行利用几个接收器的快速MRI(SENSE)的灵敏度编码。这些解决方案起到缩短扫描时间的作用，但却没有缩短在两个成像过程段之间的扫描器不活动的时段。而且，这种解决方案不能用于全部的图像获取，并且对于其他情况会对图像质量，例如对比度产生不利影响。
能够增加MR检查效率而又不损害对比度的机制能够实质性的有益于每天能够扫描的患者数量，并从而有益于MRI检查的成本有效性。
本申请提供了新的改进的设备和方法，其克服了上述及其它的问题。
发明内容
根据一个方面，公开了一种成像***。成像控制器在第一和第二扫描过程中执行数据采集，第一扫描过程包括一组数据采集和不活动时段。工作流程管理器监视第一扫描过程，检测所述不活动时段，并当第一扫描过程不活动时，使能第二扫描过程的数据采集。
根据另一个方面，公开了一种成像方法。间断地采集第一扫描过程的数据。监视第一扫描过程。检测在第一扫描过程中的不活动时段，其在不采集第一扫描过程中的数据时出现。当第一扫描过程不活动时采集第二扫描过程的数据。
根据另一个方面，公开了一种成像设备。成像控制器在第一和第二扫描过程中执行数据采集，第一扫描过程包括一组数据采集和不活动时段。工作流程管理器执行步骤：连续监视第一扫描过程；检测在第一扫描过程中的每一个不活动时段的开始，该不活动时段在不采集第一扫描过程中的数据时出现；当检测到每一个不活动时段的开始时，自动开始或恢复第二扫描过程中的数据采集，并且当在第一扫描过程中提交新的数据采集请求时，自动暂停第二扫描过程中的数据采集。重构处理器(a)在完成每一个数据采集请求之后重构第一扫描过程中采集的数据，以及(b)重构第二扫描过程中采集的数据。
一个优点在于通过与主要扫描过程并行地运行耗费时间的缓慢的扫描过程，减小了总MR检查时间。
本领域普通技术人员在阅读并理解了以下的详细说明后，会意识到本发明更多的优点。
附图说明
本发明可以具体化为不同部件和部件排列，以及不同步骤及步骤排列。附图仅是为了说明优选实施例的，不应解释为限制本发明。
图1是磁共振成像***的图示说明；以及
图2是两个并行扫描过程的框图。
具体实施方式
参考图1，磁共振成像***8包括扫描器10，其包括定义了检查区14的外壳12，在检查区14中，在患者或对象支撑物或床18上放置患者或其它成像对象16。布置在外壳12中的主磁体20在检查区14中产生主磁场B0。通常主磁体20是由低温围带24包围的超导磁体；然而，也可以使用电阻性或永久性的主磁体。在外壳12中或之上布置磁场梯度度线圈28，以在检查区14内的主磁场上叠加所选择的磁场梯度。
在外壳12中布置由RF屏蔽体32所包围的整体射频线圈30，例如带状线线圈、SENSE线圈元件、鸟笼线圈等，以将射频激发脉冲入射到检查区14中，并检测产生的磁共振信号。为了产生对象16的有限区域的图像，使用了RF线圈装置或***34，其包括一个或多个局部RF线圈组件36，每一个局部RF线圈组件36都包括一个或多个RF线圈元件38，其位置邻接于所选区域。
继续参考图1，磁共振成像(MRI)控制器46执行并协调第一或主要扫描任务或过程48与第二、次要或后台任务或过程50中的并行数据采集。成像控制器46操作耦合到梯度线圈28的磁场梯度放大器或控制器52，以将所选磁场梯度叠加到检查区14中的主磁场上，并且还操作如所示耦合到射频线圈30和/或局部线圈36、表面线圈、线圈阵列等的一个或多个射频发射器54，以按照一个所选扫描过程，将在磁共振频率附近的所选射频激发脉冲入射到检查区14中。射频激发脉冲激发了在成像对象16中的磁共振信号，其被所选磁场梯度在空间上进行了编码。此外，成像控制器46根据所选磁共振成像过程，操作与射频线圈元件38(或线圈30)相连的一个或多个射频接收器56，以接收径向读出的磁共振信号。工作流程管理器、处理器、机构、算法或其他装置58连续地监视第一扫描过程48。更具体的，工作流程管理器58在执行第一或主要扫描任务48中监视任何不活动时段，并且当检测到这种不活动时段时，启动后台扫描任务50的扫描。与主要扫描任务相比，这种后台扫描可以是由于例如对比度和分辨率的要求而较慢的采集过程，并不违反累计的SAR规则，且无需患者合作。次要扫描的实例包括冠状动脉成像、MR波谱分析或波谱成像(脑部或其它器官)、流体研究(血液、CSF等)、流入或相衬血管摄影术、3D体积解剖扫描(即MPRAGE)、及以前获得的解剖扫描的附加平均值或更高频率的k空间区。将接收的主要扫描任务48的读出数据存储在第一数据存储器68中，而将接收的次要扫描任务50的径向读出数据存储在第二数据存储器70中。
重构处理器、算法、装置或其他模块72将存储的磁共振数据重构为位于检查区14内的成像对象16或其所选部分的重构图像。重构处理器72采用傅立叶变换重构技术或其它适合的重构技术，这些技术与在数据采集中使用的空间编码相一致。重构处理器72与数据采集同时地重构在第一或主扫描任务48中获得的图像，而在次要扫描任务50中获得的图像是在获得了完整数据集之后重构的。可替换地，可以用主要扫描重构暂时不使用的重构处理器资源(如果有的话)来开始次要图像重构。将重构的图像存储在图像存储器74中，并可以显示在用户界面76上，通过局域网或互联网传输，由打印机打印，存储在数据库中，或者以其他方式使用。在示出的实施例中，该用户界面76还能够允许放射科医师或其它用户与成像控制器46交互，以选择、修改或执行成像过程。在其他实施例中，提供了独立的用户界面，用于操作扫描器10，并用于显示或以其他方式操作所重构的图像。
所述的磁共振成像***8是说明性实例。通常，基本上任何磁共振成像扫描器都可以包含所公开的射频线圈。例如，扫描器可以是开放式磁体扫描器，垂直孔扫描器，低磁场扫描器，高磁场扫描器等。在图1的实施例中，示出了分离的发射线圈和接收线圈；然而，一个或多个射频线圈30、36可以同时用于磁共振过程中的发射和接收阶段。
继续参考图1并参考图2，成像控制器46在并行采集和处理流中交替执行第一或主要和第二或次要扫描任务48、50。更具体的，患者16来做检查，将患者放置90在病床18上，并且连接了任何适当的局部RF线圈或监视设备。MRI控制器46执行92初始测量或引导扫描，以获得患者位置和方向的整体概观。技术人员或医生执行94对主要扫描任务48的扫描1的规划。在提交了扫描1之后，MRI控制器46启动主要扫描任务48的扫描1。在执行96主要扫描任务48的扫描1的同时，医生规划100后台扫描任务50。例如，一旦完成了第一扫描任务的扫描1，技术人员就基于扫描1的结果并且可选地基于初始测量，规划并建立102扫描2。在扫描2的这个规划和建立时段102过程中，工作流程管理器58检测到扫描器是空闲的，例如第一扫描任务48是不活动的。工作流程管理器开始104后台扫描任务50。将为后台扫描任务50采集的数据存储在第二数据存储器70中。一旦技术人员已经准备好第一扫描任务48的扫描2的采集，技术人员就向成像控制器46提交开始扫描2的请求。工作流程处理器58暂停后台扫描任务50，因为将优先权交给了主要扫描任务48。执行106主要扫描任务48的扫描2。例如，扫描2可以具有较大的重构负载，其需要有重构延迟110。工作流程管理器58检测到该重构延迟110，并开始112后台扫描任务50的延续，直到主要扫描任务48的另一个扫描120准备好开始采集数据为止。例如，第一扫描任务48的扫描3包括一系列屏气122、124、126、128、130，在其每一个过程中都采集扫描3数据。在该扫描过程120的过程中，通常要求患者屏住呼吸大约10或20秒。在每一次屏气之后，给患者同等的时间时段142，来在两次屏气之间进行休息和恢复。工作流程管理器58检测到该休息时段142，并在休息时段142过程中开始采集150后台扫描任务50的数据。在完成扫描3之后，重构数据，例如技术人员可以检查152所采集的数据，执行后端处理，向PACS发送数据，或者等待临床医师对应该执行的任何额外的扫描的反馈。工作流程管理器58检测在主要扫描任务48中的这种不活动时段，并启动采集154后台扫描任务数据。
以上述的方式，优化了成像***8的工作流程，以实现：当技术人员建立新的采集、执行后端处理、等待来自临床医师的额外指令、等待重构，或者允许在一组屏气过程中或之后的患者恢复时间时，使较慢的扫描在主要扫描的不活动时段中运行。例如，这种较慢的扫描是被动的，例如，它不是依据给予患者的特定指令的，如屏气。这种扫描应服从于分段采集，并且实现稳定状态信号轮廓所需要的预脉冲或虚拟拍摄(dummy shot)的最小值可以与连续采集的情况相比拟。具有相对较长的重复时间(TR)的采集也会是较慢的采集，其固有地很适合于这种要求，因为在一个TR中激发的磁化在下一个激发的时间之前几乎完全恢复了。这种时段的延长就像在暂停了后台扫描的情况下所出现的情况一样，从而几乎没有影响。在一些实例中，可能需要在后台扫描的恢复之前做完虚拟采集，以便避免伪像。
当然，如果后台扫描50被预先选择或作为初始设置90的结果而自动选择，则后台扫描任务50就可以在设置时段90的剩余部分过程中开始，或者可以在扫描1的规划时段92中重新开始。可以获得两次或多次的次要扫描。次要扫描50还可以收集扫描2或扫描3的扫描数据。例如，在次要扫描任务104中，次要扫描任务50可以在患者吸气时采集扫描3的数据，并在其它时间采集扫描2的数据。此外，次要扫描任务50可以重复扫描1，以提供用于进行平均的冗余图像。作为另一个变化例，在这三个扫描实例中，可以在次要扫描50中完全获得这三个扫描中的一个。
由于后台采集是在整个研究中获得的，因此当整个扫描完成时，重构为后台扫描50采集的数据。而且，由于可以在两次扫描之间、在主要扫描48重构时、或者甚至在扫描内的休息时段(例如屏气的暂停)过程中，来启动后台采集，因此在一个实施例中，***使用MR***的相关硬件部件快速地交换梯度、RF和数据采集指令。作为替代方案，***执行并行的数据采集和存储链，根据主要或后台采集是否是活动的，来切换它们。
上述的并行数据采集尤其可用于例如冠状动脉成像的应用。由于冠状动脉基本上与心脏收缩和呼吸一起运动，通常就采用这些步骤，以避免该运到在冠状动脉图像中的影响。通常的方案是将MR数据采集限制到心脏舒张末期中的较短时间段(～100ms)，并且另外仅在横隔膜处于其心脏舒张结束位置的几毫米内时接受数据。这就有效地限制了在图像获取时段的任何运动，但导致了非常低的效率，并相应的延长了图像采集时间(通常是5-12分钟)。由于被动地监视患者心动和呼吸周期，但这个技术具有的实际优点是无需患者配合。类似的，由于用至少一个心动周期来分隔数据采集拍摄，因此在两次拍摄之间有了充分的恢复，从而采集的暂停和恢复具有最小的影响。最后，心脏检查往往时间相对较长，并且由于屏气技术的频繁使用，存在较长的扫描器不活动时段，其意味着需要较长的患者恢复时段。心脏检查还常常要求额外的临床医师检查评定以及后端处理，这也增加了扫描器不活动的时间段。
在一个实施例中，在第二扫描任务50中，对患者的一个不同区域进行成像。例如，当在第一扫描任务48中成像心脏区域时，在第二扫描任务50中成像脑部。可以略微重新调整或移动患者。
参考各个优选实施例说明了本发明。在阅读并理解前述详细说明后，其他人可以想到多种更改和变化。其意图是应将本发明解释为包含全部这种更改和变化，只要它们在所附权利要求书的范围或其等价范围之内。

Claims (20)

1、一种成像***(8)，包括：
成像控制器(46)，其在第一和第二扫描过程(48，50)中执行数据采集，所述第一扫描过程(48)包括一组数据采集(92，96，106，122，124，126，128，130)和不活动时段(90，94，102，110，142，152)；以及
工作流程管理器(58)，其监视所述第一扫描过程(48)，检测所述不活动时段(90，94，102，110，142，152)，并且当所述第一扫描过程(48)不活动时，使能所述第二扫描过程(50)的数据采集。
2、如权利要求1所述的***，其中，所述第二扫描过程(50)至少包括以下之一：
慢扫描；
高分辨率扫描；以及
长持续时间扫描。
3、如权利要求1所述的***，其中，所述第一扫描过程(48)至少包括以下之一：
冠状动脉的磁共振成像；
磁共振流体研究；
波谱分析；以及
波谱成像。
4、如权利要求1所述的***，其中，所述第一扫描过程(48)的所述不活动时段(90，94，102，110，142，152)至少包括在屏气时段(122，124，126，128，130)之间的休息时段(142)，在所述屏气时段中执行冠状动脉的磁共振成像。
5、如权利要求1所述的***，其中，所述第一扫描过程(48)的所述不活动时段(90，94，102，110，142，152)至少包括以下之一：
规划后续扫描(102)；
重构延迟(110)；以及
在所述第一扫描过程(48)中采集的数据的后端处理(152)。
6、如权利要求1所述的***，其中，在检测到所述第一扫描过程(48)中的所述不活动时段时，所述工作流程管理器(58)自动开始或恢复所述第二扫描过程(50)的所述数据采集，并且在检测到所述第一扫描过程(48)中的新的数据采集的提交时，自动暂停所述第二扫描过程(50)的所述数据采集。
7、一种磁共振成像扫描器(10)，其在如权利要求1中所述的成像***(8)中采集数据；以及
重构处理器(72)，其将由所述磁共振成像扫描器(10)在所述第一和第二扫描过程(48，50)中采集的数据重构为体积图像表示。
8、一种成像方法，包括：
间断地采集第一扫描过程(48)的数据；
监视所述第一扫描过程；
检测在所述第一扫描过程中的不活动时段(90，94，102，110，142，152)，其在不采集所述第一扫描过程中的数据时出现；以及
当所述第一扫描过程不活动时，采集第二扫描过程(50)的数据。
9、如权利要求8所述的方法，其中，所述的在所述第二扫描过程(50)中采集数据的步骤至少包括以下之一：
采集慢扫描数据；
采集高分辨率扫描数据；
采集长持续时间扫描数据；
采集波谱数据；
采集冗余的第一扫描过程数据；以及
为所述第一扫描过程(48)的一次或多次扫描采集非冗余数据。
10、如权利要求9所述的方法，还包括：
在检测到每一个不活动时段的开始时，自动开始或恢复所述第二扫描过程中的数据采集；以及
在所述第一扫描过程中提交了新的数据采集请求时，自动暂停所述第二扫描过程中的所述数据采集。
11、如权利要求8所述的方法，其中，所述的在所述第一扫描过程(48)中周期性地采集数据的步骤包括以下之一：
冠状动脉的磁共振成像；
流体的磁共振成像；
波谱分析；以及
波谱成像。
12、如权利要求8所述的方法，其中，所述第一扫描过程的所述不活动时段至少包括：
在屏气时段之间的休息时段(142)。
13、如权利要求12所述的方法，其中，所述的采集所述第二扫描过程的数据的步骤包括：
在所述休息时段(142)中采集所述第二扫描过程的数据。
14、如权利要求8所述的方法，其中，所述第一扫描过程的所述不活动时段至少包括以下之一：
规划后续扫描；
重构延迟；以及
在所述第一扫描过程中采集的数据的后端处理。
15、如权利要求8所述的方法，其中，所述的采集所述第一扫描过程的数据的步骤包括：
在第一时间中，执行对象的初始测量性扫描；
在第二时间中，执行所述对象的第一扫描；
在第三时间中，执行所述对象的第二扫描；以及
在一系列屏气时间段中，执行所述对象的第三扫描。
16、如权利要求15所述的方法，其中，所述的采集所述第二扫描过程的数据的步骤包括：
在至少一个以下时间段中采集所述第二扫描过程中的数据：
所述第一与第二时间之间的时间段，
所述第二与第三时间之间的时间段，
所述第三时间与第一屏气时间段之间的时间段；以及
每两个相邻屏气时间段之间的时间段。
17、如权利要求16所述的方法，其中，所述的采集所述第二扫描过程的数据的步骤还包括：
在所述第一扫描过程中所采集的数据的后端处理步骤期间采集所述第二扫描过程中的数据。
18、一种计算机处理器或算法(58)，其控制磁共振扫描器(10)按照如权利要求8所述的方法来采集所述第一和第二扫描过程的数据。
19、一种成像设备(8)，包括：
成像控制器(46)，其在第一和第二扫描过程(48，50)中执行数据采集，所述第一扫描过程(48)包括一组数据采集(92，96，106，122，124，126，128，130)和不活动时段(90，94，102，110，142，152)；以及
工作流程管理器(58)，其被编程来执行如权利要求8所述的方法。
20、一种成像设备(8)，包括：
成像控制器(46)，其在第一和第二扫描过程(48，50)中执行数据采集，所述第一扫描过程(48)包括一组数据采集(92，96，106，122，124，126，128，130)和不活动时段(90，94，102，110，142，152)；
工作流程管理器(58)，其执行以下步骤：
连续监视所述第一扫描过程(48)；
检测在所述第一扫描过程中的每一个不活动时段的开始，该不活动时段在不采集所述第一扫描过程中的数据时出现；
当检测到每一个不活动时段的开始时，自动开始或恢复所述第二扫描过程(50)中的数据采集，以及
当在所述第一扫描过程中提交了新的数据采集请求时，自动暂停所述第二扫描过程中的数据采集；以及
重构处理器(72)，其：(a)在完成每一个数据采集请求之后重构所述第一扫描过程(48)中所采集的数据，以及(b)重构所述第二扫描过程(50)中所采集的数据。
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