CN101744617A - 借助磁共振设备进行流量测量的方法及相应的磁共振设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于借助磁共振设备(15)进行流量测量的方法以及相应构造的磁共振设备(15)。在此，该方法包括以下步骤：确定在待检查的身体(O)内的体积(25)的血管造影测量数据；根据用户输入借助所述血管造影测量数据确定血管(2)；借助所述血管造影测量数据自动确定所述血管(2)的大小和取向；根据所述大小和取向，自动确定对于流量测量的层几何形状(4)；借助该层几何形状(4)进行流量测量。

Description

借助磁共振设备进行流量测量的方法及相应的磁共振设备
技术领域
本发明涉及一种方法，利用该方法借助磁共振设备以相比现有技术改进的结果进行流量测量。此外，本发明还公开一种相应构造的磁共振设备。
背景技术
在借助磁共振设备的二维相位对比流量测量中，除了标准层取向之外还必须规划在感兴趣的血管内垂直通过该血管或者沿着该血管延伸的层，以便对于该层进行相位对比流量测量。
在建立相位对比流量测量的测量数据之后，目前在后处理阶段借助手动或者半自动的分割来分析这些测量数据，以便在每个时间上的阶段相对于周围组织划定感兴趣血管的界限，使得最后作为结果能够计算对于感兴趣的血管至关重要的流参数。这种做法，即该测量和分析过程，例如作为血管造影测量的补充，是非常复杂和费时的，并且由此在血管造影测量的范围内由于对于患者的等待时间是不可实施的。
因此，目前通过手术医生交互地进行对流量测量(例如相位对比流量测量)的规划。
发明内容
由此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于流量测量的方法和装置，其可以简化流量测量。
本发明通过一种借助磁共振设备进行流量测量的方法、一种磁共振设备、一种计算机程序产品和一种电子可读的数据载体，来解决上述技术问题。
在本发明的范围内提供一种用于借助磁共振设备进行流量测量的方法，该方法包括以下步骤：
·在待检查的身体内的体积内借助MR血管造影采集测量数据。
·根据预先给定值或者输入借助由血管造影所采集的测量数据确定在该体积内的血管。
·通过由血管造影采集的测量数据自动确定事先规定的血管的大小和取向。
·根据事先规定的血管的该大小和取向，确定对于流量测量的层几何形状。
·最后借助该层几何形状进行流量测量。
综合来说，按照本发明的方法将定量的MR相位对比流量测量集成到MR血管造影方法或者说MR血管造影工作流程中。由此，与从现有技术公知的流量测量的离线分析相反，能够进行对流参数的可靠的在线计算，即在血管造影的过程中的计算，从而可以将按照本发明的方法没有障碍地应用于临床实践。
在此，层几何形状给出空间中、即在待测量的体积或血管内一个或多个层的精确状态(位置和取向)。
通过按照本发明的方法，与现有技术相比明显更简单并且由此在时间上更快以及更可重复地(即，两个对相同对象进行的相位对比流量测量得到几乎相同的结果)进行流量测量，例如相位对比流量测量。此外，流量测量的结果更精确，因为利用一个自动地与在其中要进行流量测量的血管最佳匹配的层进行流量测量。
用来采集用于确定血管的测量数据的血管造影，可以是时间飞跃血管造影(Time-of-Flight-Angiographie)或者相位对比血管造影。血管造影可以是CE血管造影(contrast enhanced angiography，对比增强血管造影)或者非CE血管造影(无造影剂处理的血管造影)。
在此，优选地借助分割算法来确定血管的大小和取向。在该分割算法中还可以确定血管特征，由此，可以进一步改进层几何形状(Schichtgeometrie)或者层规划(Schichtplanung)。
为了确定在其中要进行流量测量的血管，在此特别是将通过血管造影采集的测量数据以图形的形式如下地显示在显示器上，使得由此将位于该体积内的血管以易于理解的形式图形地显示给人们。由此，例如由医生在显示器上标记在其中要进行流量测量的血管，以便由此对于后面自动进行的方法步骤确定血管。
通过用来确定待检查的血管的标记，在此还可以定义在血管内感兴趣的特定点。由此具有优势的是，对于流量测量要规划的层正好通过该点延伸或者包括该点。
在根据血管的大小和取向确定层几何形状的情况下，存在两种可能性。在第一种可能性中，用于流量测量的待确定的层并行于血管中的流并且由此设置在血管中流的方向上，从而流在一定程度上沿着层延伸。在第二种可能性中，用于流量测量的待确定的层垂直于血管中的流并且由此垂直地设置在流方向上，从而流在一定程度上在层的厚度方向上通过层流过。在此在第一种和第二种可能性中通常如下地设置层：使得在层和血管之间的交界面尽可能位于层的中央。
为了能够按照第一种和第二种可能性来构造层，例如将圆柱形结构尽可能最佳地与待检查的血管匹配。从该圆柱形结构出发，然后在第一种可能性中将层平行于圆柱形结构的中间轴设置，而在第二种可能性中将层平行于圆面积(或者垂直于中间轴)设置。
根据按照本发明的实施方式，可以从在血管造影期间采集的测量数据出发确定特定的特征，例如血管的直径和/或曲率半径。然后，在定量分析流量测量的结果时或者在定量分析流量测量的流参数时，可以作为用于分割的边界条件引入这些特征或者附加信息。
换言之，这些特征可以改进分割，即，待检查的血管的精确状态，并且由此改进流量测量的结果。
可以将流量测量的结果重叠在借助血管造影采集的测量数据的图形显示上。在此，流量测量的结果在一定程度上对于血管内的每个测量的空间点给出一个流速和流方向。在此，可以通过流矢量表示或者通过相应的染色来进行流量测量的结果的重叠。在流矢量表示的情况下，将在一个点上的流借助一个矢量来表示，其方向对应于在该点中的流方向，并且其长度对应于在该点中的流速度。在染色的情况下，将每个点根据在该点上主要的流速来染色。
通过本发明使得可以通过简单点击或者标记在血管数据组的投影视图中的血管，通过分割算法来计算或者确定局部的血管特征。然后，这些局部的血管特征被用于确定层几何形状或者层规划，并且作为用于自动的流分析(对流量测量的结果的分析)的分割的边界条件。
在本发明的范围内，还提供了一种用于流量测量的磁共振设备。在此，该磁共振设备包括用于控制磁共振设备的断层造影仪的控制单元、用于接收由断层造影仪拍摄的信号的接收装置、和用于能够分析所拍摄的信号并且进行流量测量的计算单元。如下构造该磁共振设备：使得其能够进行血管造影，以便由此采集待检查的身体内的体积的血管造影数据。此外，该磁共振设备还包括输入装置，用于接受用户输入。根据该用户输入，磁共振设备借助血管造影测量数据能够确定血管。借助计算单元，从血管造影测量数据确定该血管的大小和取向。根据该血管的大小和取向，磁共振设备能够对于流量测量建立或规划层几何形状，即，特别是一层。最后，磁共振设备能够借助该层几何形状进行流量测量。
此外，本发明还描述了一种计算机程序产品，特别是一种软件，该软件可以被加载到磁共振设备的可编程的控制装置的以及计算单元的存储器中。当该计算机程序产品在控制装置中运行时，利用该计算机程序产品可以执行按照本发明的方法的前面描述的所有的或者不同的实施方式。在此，计算机程序产品可能需要程序装置，例如程序库和辅助函数，以实现该方法的相应实施方式。换言之，针对计算机程序产品的权利要求特别地保护一种软件，利用该软件能够执行按照本发明的方法的上面描述的实施方式之一。在此，该软件可以是源代码(例如以C++)，该源代码还必须被编译和连接或者仅必须被翻译，或者是一种可执行的软件代码，为了执行只需将该软件代码加载到相应的计算单元。
最后，本发明还公开了一种电子可读的数据载体，例如，DVD，磁带或者USB棒，在其上存储了电子可读的控制信息，特别是软件(参见上面所述)。当这些控制信息(软件)由数据载体读取并且存储到磁共振设备的控制装置以及计算单元时，能够执行前面描述的方法的所有按照本发明的实施方式。
本发明特别适合于借助磁共振设备在血管造影流程内执行相位对比流量测量。当然本发明不限于该优选的应用领域，而是还可以例如应用于借助磁共振设备的其它类型的流量测量。
附图说明
以下结合优选实施方式借助附图详细解释本发明。
图1图形地描述了血管造影测量数据。
图2中借助标记按照本发明确定血管。
图3中示出了用于执行流量测量的按照本发明构造的层。
图4中示出了按照本发明的相位对比流量测量的测量数据。
图5中与层的图形显示重叠地形成对于在该层内的重要的区域的数值的流参数。
图6示出了对于特定的区域在时间上的流速。
图7中数值地描述了对于层内特定区域的特定流信息。
图8示意性示出了按照本发明的磁共振设备。
具体实施方式
以下结合图1至图7解释用于流量测量的按照本发明的方法的主要步骤。
首先，作为参考产生并且图形地显示血管造影测量数据，如在图1中左上部显示1中所示。
然后，例如医生在示出的例子中用圆形标记3标记在其中最后要进行流量测量的血管2。利用该标记3也定义了一个空间点，用于流量测量的层4通过该空间点。
从该标记3出发，计算层4的取向和位置。为此，分割算法确定标记的或者规定的血管2在空间的精确状态。然后，根据血管2的状态或者说取向和位置，确定层4的取向和位置。在此，通常是要么垂直于要么平行于血管2或者在血管2内的流方向设置层4。在图3示出的例子中，层4被构造为垂直于血管2并且通过标记3的中点。
可以由使用者通过预先给定方向，在本例中“通过平面(Through Plane)”5，来预先给出如何关于标记的血管2来布置层4。
在下一步骤中，对于前面规划的层4进行相位对比流量测量。在图4中在血管显示1右边的显示6中形成通过相位对比流量测量采集的结果的图形表示的结果。
借助相位对比流量测量所采集的测量数据，在线地、即在该过程期间而不是在后处理的范围内被分析，并且产生相应的流参数，其在(相位对比流量测量的显示6)右边的显示7中被示出。
换言之，在患者位于磁共振设备的断层造影仪内的期间，在血管造影的范围内采集、分析和显示流量测量的结果。
在图5中的图示中以数值的形式描述了对于层4内的重要区域的流信息。为此借助分割算法(该分割算法也可以访问事先进行的血管造影的结果)确定层4内的区域，在该区域中存在基本上类似的流速。在此，在图5中是以附图标记8表示的两个区域，在相位对比图6中也可以看出该两个区域。
位置上在该在显示7中示出的区域8旁边分别以数值的形式表示以下测量结果：
·在相应的区域8内的平均流速(按照cm/s)
·在相应的区域8内的尖峰流速(按照cm/s)
·在相应的区域8中的流体通过量(按照ml/s)
·由各个区域8占用(eingenommen)的面积(按照cm2)
在图6和图7中示出了相位对比流量测量的结果的显示的其它可能性。在此，在图6的显示7中示出对于层4中的特定区域的在时间上的流速，而在图7的显示7中给出特定的流信息(速度、单位时间的流量、面积)。
在图8中示意性示出了按照本发明的磁共振设备15。磁共振设备15主要包括用来在测量空间14中产生对于MR检查必要的磁场的断层造影仪13、卧榻12、用来控制断层造影仪13并且由断层造影仪13采集MR数据的控制装置16、以及连接在控制装置16上的终端17。
控制装置16本身包括控制单元21、采集单元22和计算单元23。在MR检查(例如血管造影或者流量测量)期间，借助断层造影仪13由采集单元22采集MR数据，其中，由控制单元21如下控制断层造影仪13，使得在血管造影中采集在测量体积25中的血管造影测量数据，该测量体积位于在卧榻12上的患者O的身体内部。
然后，计算单元13如下地处理血管造影测量数据和流量测量的测量数据，使得能够在终端17的屏幕18上图形地显示它们。除了图形地显示血管造影测量数据和流量测量的测量数据之外，还可以利用除了屏幕18之外还包括键盘19和鼠标20的终端17，由使用者用标记4来标记血管2，并且采纳用于进行血管造影和流量测量的其它预先给定值。通过终端17还可以将用于控制装置16的软件加载到控制装置16中，特别是加载到计算单元23中。在此，控制装置16的该软件还包括按照本发明的用于执行流量测量的方法并且同样可以存储在DVD 24上，从而能够由终端17从DVD 24读取该软件并且复制到控制装置16中。

Claims (23)

1.一种用于借助磁共振设备(15)进行流量测量的方法，具有以下步骤，
·确定在待检查的身体(O)内的体积(25)的血管造影测量数据，
·根据用户输入借助所述血管造影测量数据确定血管(2)，
·借助所述血管造影测量数据自动确定所述血管(2)的大小和取向，
·根据所述大小和取向，自动确定对于流量测量的层几何形状(4)，
·借助该层几何形状(4)进行流量测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助分割算法来确定所述血管(2)的大小和取向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
通过将所述血管造影测量数据图形地显示，以便在显示器(1)上图形地显示位于体积(25)内的血管，来确定所述血管(2)，并且
将所述血管(2)作为这些血管的一个在显示器(1)上用标记(3)标出。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
通过所述标记(3)确定一个点，并且
如下确定所述层几何形状：形成层(4)，使得所述点位于该层(4)内。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如下确定所述层几何形状，使得基本上平行于或者基本上垂直于所述血管(2)中的流地形成层(4)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
从所述血管造影测量数据中确定所述血管(2)的特征，并且
在对流量测量进行分析时为了分割而采用所述特征。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，作为所述特征从血管造影测量数据中确定特征组中的至少一个特征，并且所述特征组包括
·所述血管(2)的直径，
·所述血管(2)的曲率半径。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述流量测量的结果与血管造影测量数据的图形显示重叠地显示。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，图形地显示所述血管造影的数据，并且，通过流矢量表示或者通过相应的染色来表示所述流量测量的结果。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助相位对比流量测量进行所述流量测量。
11.一种用于流量测量的磁共振设备，其中，所述磁共振设备(15)包括用于控制断层造影仪(13)的控制单元(21)、用于接收由所述断层造影仪(13)拍摄的信号的接收装置(22)、以及用于分析信号并用于进行流量测量的计算单元(23)，
如下构造所述磁共振设备(15)，使得所述磁共振设备(15)确定在待检查的身体(O)内的体积(25)的血管造影测量数据，
借助用户输入并借助所述血管造影测量数据能够确定血管(2)，
所述磁共振设备(15)借助所述血管造影测量数据确定所述血管(2)的大小和取向，
所述磁共振设备(15)确定根据所述大小和取向确定用于流量测量的层几何形状(4)，以及
所述磁共振设备(15)借助所述层几何形状(4)进行流量测量。
12.根据权利要求11所述的磁共振设备，其特征在于，如下构造所述计算单元(23)，使得所述计算单元(23)借助分割方法确定所述血管(2)的大小和取向。
13.根据权利要求11或12所述的磁共振设备，其特征在于，
所述磁共振设备(15)包括具有显示器(1；18)的终端(17)，
如下构造所述磁共振设备：所述磁共振设备如下地在所述显示器(1；18)上图形地显示血管造影测量数据，使得由此也能图形地显示所述体积(25)内的血管，
借助所述终端(17)能够如下在所述显示器(1；18)上定位标记(3)，使得由此确定这些血管中的一个作为所述血管(2)。
14.根据权利要求13所述的磁共振设备，其特征在于，
如下构造所述磁共振设备(15)，使得通过所述标记(3)确定一个点，并且
所述计算单元(23)如下确定层几何形状：形成层(4)，使得该点位于该层(4)内。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的磁共振设备，其特征在于，如下构造所述磁共振设备(15)：所述计算单元(23)如下地确定所述层几何形状，使得基本上平行于或者基本上垂直于所述血管(2)中的流地形成层(4)。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的磁共振设备，其特征在于，
如下构造所述磁共振设备(15)，使得所述计算单元(23)从所述血管造影测量数据中确定所述血管(2)的特征，并且
使得所述计算单元(23)在对流量测量进行分析时为了分割采用所述特征。
17.根据权利要求16所述的磁共振设备，其特征在于，作为所述特征从所述血管造影测量数据中确定特征组中的至少一个特征，并且所述特征组包括
·所述血管(2)的直径，
·所述血管(2)的曲率半径。
18.根据上述权利要求中任一项所述的磁共振设备，其特征在于，如下构造所述磁共振设备(15)，使得所述磁共振设备(15)将所述流量测量的结果与血管造影测量数据的图形显示在显示器(7；18)上重叠地显示。
19.根据权利要求18所述的磁共振设备，其特征在于，如下构造所述磁共振设备(15)，所述磁共振设备(15)在所述显示器(7；18)上图形地显示所述血管造影的数据，并且，所述磁共振设备(15)将所述流量测量的结果在所述显示器(7；18)上通过流矢量表示或者通过相应的染色来表示。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的磁共振设备，其特征在于，如下构造所述磁共振设备(15)，使得所述磁共振设备(15)借助相位对比流量测量进行所述流量测量。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的磁共振设备，其特征在于，如下构造所述磁共振设备(15)，使得所述磁共振设备(15)执行按照权利要求1-10中任一项所述的方法。
22.一种计算机程序产品，其可以被直接加载到磁共振设备(15)的可编程的控制装置(16)的存储器中，具有程序装置，当该程序在所述磁共振设备(15)的控制装置(16)中运行时，执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法的所有步骤。
23.一种具有在其上存储了电子可读的控制信息的电子可读的数据载体，如下构造这些控制信息，使得其在使用磁共振设备(15)的控制装置(16)中的数据载体(24)时，执行按照权利要求1至10中任一项所述的方法。
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