用于在磁共振成像系统中获取图像的方法和设备

摘要

本发明公开了一种用于在磁共振成像系统中获取图像的方法和设备。所述在MRI系统中获取图像的方法包含：将对象的可扫描区划分为多个区；确定将用于每个划分区的线圈；经由与确定的线圈连接并且通过使用切换装置而被分组的信号信道，从确定的线圈接收信号；从接收的信号获取图像。

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月6日向韩国知识产权局提交的第 10-2012-0141165号韩国专利申请的优先权，该专利申请的公开内容整个地通 过引用合并于此。

技术领域

与示例性实施例一致的方法和设备涉及在磁共振成像（MRI）系统中获 取图像，更具体地讲，涉及通过缩短通过使用切换装置从线圈获取信号的过 程来获取信号损失率降低的图像。

背景技术

MRI是通过下述方式来获取目标（即，对象）的图像的技术，即，使对 象位于产生磁场的区域中，产生射频（RF）脉冲来使对象中的质子共振，以 便测量从对象的组织等出来的信号之间的差异，并通过计算机来重构该对象 的图像。

与其他成像技术相比，MRI提供高分辨率和良好对比度的图像，并且使 得能够提供实时的深部器官（deep organ）图像和三维（3D）信息。而且，因 为不存在放射线暴露，所以MRI对人是无害的，并且可在不改变对象的位置 的情况下获得轴向图像、矢状面图像、冠状面图像等。

发明内容

根据示例性实施例的一方面，提供了一种在MRI系统中获取图像的方 法，该方法包含：将对象的可扫描区划分为多个区；确定将用于每个划分的 区的线圈；经由连接到确定的线圈并且通过使用至少一个切换装置而被分组 的多个信号信道，从确定的线圈接收信号；从接收的信号获取图像。

切换装置可控制经由所述多个分组的信号信道接收的信号的输出。

可扫描区可包含台面上对象将被安放在其上的区。

将对象的可扫描区划分为多个区的步骤可包含将台面上的对象的可扫描 区划分为多个区。

确定将用于每个划分的区的线圈的步骤可包含：获取关于台面上的将与 所述线圈连接的连接器的信息；从获取的信息提取用于识别所述线圈的识别 信息；基于所述识别信息来识别所述线圈。

经由连接到确定的线圈并且通过使用至少一个切换装置而被分组的多个 信号信道从确定的线圈接收信号的步骤可包含：将所述多个信号信道分配给 所述多个划分的区；获取关于对应于所述多个划分的区分配的所述多个信号 信道的分配信息；基于所述识别信息和获取的分配信息来控制切换装置；基 于所述控制来从确定的线圈接收所述信号。

控制切换装置的步骤可包含：启用分配给所述多个划分的区之中的将被 扫描的区的信号信道，以便获取所述将被扫描的区的图像。

切换装置可以是包含多个输入单元和单个输出单元的装置。

从接收的信号获取图像的步骤可包含：通过组合接收的信号来获取将被 扫描的区的图像。

根据示例性实施例的另一方面，提供一种用于在MRI系统中获取图像的 设备，该设备包含：区识别器，将对象的可扫描区划分为多个区；确定器， 确定将用于每个划分的区的线圈；接收器，经由连接到确定的线圈并且通过 使用至少一个切换装置而被分组的多个信号信道，从确定的线圈接收信号； 图像处理器，从接收的信号获取图像。

切换装置可控制经由所述多个分组的信号信道接收的信号的输出。

可扫描区可包含台面上对象将被安放在其上的区。

区识别器可将台面上的对象的可扫描区划分为多个区。

确定器可包括：信息处理器，获取关于台面上的将与所述线圈连接的连 接器的信息；提取器，从获取的信息提取用于识别所述线圈的识别信息；以 及识别器，基于所述识别信息来识别所述线圈。

接收器可包括：分配器，将所述多个信号信道分配给所述多个划分的区； 信息处理器，获取关于对应于所述多个划分的区分配的所述多个信号信道的 分配信息；控制器，基于所述识别信息和获取的分配信息来控制切换装置。

接收器可基于所述控制来从确定的线圈接收信号。

控制器可启用分配给所述多个划分的区之中的将被扫描的区的信号信 道，以便获取所述将被扫描的区的图像。

切换装置可以是包含多个输入单元和单个输出单元的装置。

图像处理器可通过组合接收的信号来获取所述将被扫描的区的图像。

根据示例性实施例的另一方面，提供一种其上记录有用于执行上述方法 的程序的非暂时性计算机可读存储介质。

附图说明

通过参照附图描述特定示例性实施例，示例性实施例的以上方面和/或其 他方面将变得更明白，其中：

图1A和1B示出具有现有技术的切换矩阵结构的信号的输入/输出关系；

图2是根据示例性实施例的在MRI系统中获取图像的方法的流程图；

图3示出根据示例性实施例的被划分为多个区的对象的可扫描区；

图4A是根据示例性实施例的对多个信号信道进行分组的示意图；

图4B是根据示例性实施例的切换装置的示意图；

图5示出根据示例性实施例的将通过使用切换装置而被扫描的区的图像 的获取；

图6是根据示例性实施例的用于在MRI系统中获取图像的设备的框图；

图7是根据示例性实施例的包括在图6中所示的设备中的确定器的框图；

图8是根据示例性实施例的图6中所示的设备中的接收器的框图；

图9A和9B示出根据示例性实施例的接收器。

具体实施方式

以下，参照附图更详细地描述特定示例性实施例。

在以下描述中，即使在不同的图中，相似的标号也用于相似的元件。提 供描述中定义的内容（比如，详细构造和元件）来帮助全面理解示例性实施 例。然而，可在没有这些具体定义的内容的情况下实现示例性实施例。此外， 不对公知的功能或构造进行详细描述，这是因为这样将会在不必要的细节混 淆描述。

比如“…中的至少一个”的表达在元件列表前面时修饰整个元件列表， 而不是修饰该列表的单个元件。

应该理解，术语“包括”或“包含”指定所陈述元件的存在，但是不排 除一个或多个其他元件的存在或添加。说明书中陈述的比如“单元”和“模 块”的术语表示对至少一种功能或操作进行处理的单元，并且它们可通过使 用硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。

图1A和1B示出具有现有技术的切换矩阵结构的信号输入/输出关系。

现有技术的MRI信号处理系统具有切换矩阵结构，该切换矩阵结构从与 MRI系统中所包含的每个线圈对应的所有输入信道接收信号，并对接收的信 号进行处理以发送所需的输出信号。

例如，当MRI系统中使用的所有线圈的RF信号信道的数量为156个时， 需要用于从156个信道仅接收所需信号并且仅输出所需信号的切换矩阵来获 取所需的视野（FOV）图像。

例如，参照图1A和1B，如果需要三十六个信道来获得所需的FOV图像， 则需要切换矩阵结构从156个RF信道输出三十六个信号。经由156个信道 接收输入信号并经由三十个六个信道输出信号所需的切换装置的数量为156 ×36或5,616个。

因而，现有技术的切换矩阵结构单个地控制至少5,616个切换装置来输 出所需信号。例如，信号可通过的切换装置在图1B中被示为阴影部分110。

此外，需要至少二十个专用集成电路（ASIC）来控制上述每个切换装置。 因为为了实现现有技术的切换矩阵，除了5,616个切换装置之外，还需要大 约二十个ASIC，所以由切换装置形成的板的尺寸变为大尺寸。

而且，当信号通过一个切换装置时，产生0.3至0.7dB的信号损失。因 此，在使用三十六个切换装置输出所需信号的情况下，可产生大约18dB（36 x0.5dB）的信号损失。因此，为了弥补信号损失，至少在每个信道的输入端 和输出端中的至少一个处需要使用低噪声放大器（LNA）和/或滤波器。

示例性实施例通过经由数量充分减少的切换装置从线圈输出信号，可充 分降低信号损失率，并改善信号处理速度。

另外，由于信号损失率降低，可省略信道的输入端或输出端处的LNA的 安装。

例如，当需要三十六个输出信道输出所需信号时，需要三十六个切换装 置，并且需要至少一个ASIC来控制三十六个切换装置。因而，与现有技术 的切换矩阵相比，就所使用的切换装置的数量而言，可获得大约90%或更多 的减少量。而且，与现有技术的切换矩阵相比，可大量减少信号通过的切换 装置的数量，因此，可使信号损失率保持在大约2%或更少。

图2是根据示例性实施例的在MRI系统中获取图像的方法的流程图。

参照图2，所述方法可包含：操作S210，将对象的可扫描区划分为多个 区；操作S220，确定将用于每个划分的区的线圈；操作S230，经由与确定的 线圈连接并且通过使用至少一个切换装置而被分组的多个信号信道，从确定 的线圈接收信号；操作S240，从接收的信号获取图像。

根据示例性实施例的切换装置可控制经由多个分组的信号信道接收的信 号的输出。

图3示出根据示例性实施例的被划分为多个区的对象的可扫描区。

可扫描区可以是台面300上对象被安放在其上的区。台面300可以是用 于MRI扫描的病人检查台等。

将对象的可扫描区划分为多个区的操作S210可包含将对象的可扫描区 划分为多个区310至352或者将台面300划分为区310至352。

例如，当对象是人体时，台面300的对应区域或者对象的可扫描区可被 划分为头部区310、颈部区320、第一躯干区330、第二躯干区332、第一脊 柱区340、第二脊柱区342、第一下肢区（即，第一腓动脉（PA）区）350和 第二下肢区（即，第二PA区）352。区310至352可用如图3所示的块、矩 形形状或者任何其他合适的形状限定。

确定将用于每个划分的区的线圈的操作S220可包含以下操作：获取关于 设置在台面300上的或者设置在台面300中的、将与线圈（未显示）连接的 连接器的信息；从获取的信息提取用于识别所述线圈的识别信息；基于识别 信息来识别所述线圈。

例如，可用于扫描头部区310、颈部区320、第一躯干区330和/或第二 躯干区332的线圈可连接到图3中的方形框1至4所示的第一连接器210、 第二连接器212、第三连接器214和第四连接器216中的至少一个。可用于 扫描第一脊柱区340和/或第二脊柱区342的线圈可连接到方形框5和6所示 的第五连接器220和第六连接器222中的至少一个。可用于扫描第一PA区 350和/或第二PA区352的线圈可连接到方形框7和8所示的第七连接器230 和第八连接器232中的至少一个。

例如，三十六个信号信道可用于扫描头部区310和颈部区320，三十二 个信号信道可用于扫描第一躯干区330和第二躯干区332，四十个信号信道 可用于扫描第一脊柱区340和第二脊柱区342，三十二个信号信道可用于扫 描第一PA区350和第二PA区352。

根据示例性实施例的关于连接器的信息可包含连接器唯一编号和关于连 接器与线圈之间的连接的信息。

例如，关于连接器与线圈之间的连接或断开的信息可以是当连接器与线 圈连接时的闭合状态信息，并且可以是当连接器与线圈断开时的断开状态信 息。

根据示例性实施例的识别信息可被包含在关于连接器与线圈之间的连接 或断开的信息中。识别信息可包含分配给连接到连接器的线圈的线圈唯一编 号、关于这些线圈的位置的信息等。

根据示例性实施例，可通过使用线圈唯一编号获取例如关于连接到连接 器的线圈的位置的信息来识别该线圈。因而，连接到线圈的信号信道可被识 别。

图4A是根据示例性实施例的多个信号信道的分组的示意图。

经由连接到确定的线圈并且通过使用至少一个切换装置而被分组的多个 信号信道从确定的线圈接收信号的操作S230可包含以下操作：将多个信号信 道分配给划分的区；获取关于对应于划分的区分配的信号信道的分配信息； 基于识别信息和获取的分配信息来控制切换装置；从确定的线圈接收信号。

例如，多个信号信道可被包含在第一组4100、第二组4200、第三组4300、 第四组4400和第五组4500中的至少一个中。例如，可通过使用至少一个切 换装置来将信号信道分组为第一组4100、第二组4200、第三组4300、第四 组4400和第五组4500。

如图4A所示，切换装置对于第一组4100，可被表示为4110和4120至 4180，对于第二组4200，可被表示为4210和4220至4280，对于第三组4300， 可被表示为4310和4320至4380，对于第四组4400，可被表示为4410和4420 至4480，对于第五组4500，可被表示为4510、4520、4530和4540。

例如，可通过使用多个切换装置来将多个信号信道分组为一组，其中每 个切换装置具有多个输入信道和数量比输入信道少的若干输出信道。例如， 切换装置可包含SP5T开关，SP5T开关具有五个输入信道280和一个输出信 道282。SP5T开关对于本领域技术人员是已知的，省略其详细描述。

如图4A所示，为了经由八个信号输出信道输出信号，第一组4100、第 二组4200、第三组4300和第四组4400均可使用八个SP5T切换装置。为了 经由四个信号输出信道输出信号，第五组4500可使用四个SP5T切换装置。 所用的SP5T切换装置的数量在任一组中都不限于八个或四个，并且在任一 组中可使用其他合适数量的SP5T切换装置。

根据示例性实施例，多个信号信道可被分配给划分的区。

例如，输入到切换装置的与扫描头部区310的线圈对应的输入信号信道 的数量可以是三十二个，并且三十二个输入信号信道可被划分为八个信道的 四组，或者可以以不同的方式被划分，例如，被划分为十六个上信道和十六 个下信道。

四组划分的三十二个输入信号信道可以连接到例如第一组4100、第二组 4200、第三组4300和第四组4400的切换装置的第一端口254。

参照图3，分组的信号信道被分配给划分的区。例如，将用于扫描头部 区310的线圈的八个输出信号信道分配给图4A的第一组4100中所包含的切 换装置4110至4180的各个第一端口254。用于扫描头部区310的其余二十 四个信号信道可被分配给第二组4200、第三组4300和第四组4400的切换装 置的第一端口254中的每个。

根据示例性实施例，获取关于对应于划分的区分配的信号信道的分配信 息的操作可包含获取表示信号信道如何被分别分配给划分的区的分配信息的 操作。

根据示例性实施例，分配信息可包含表示信号信道如何被分别分配给划 分的区的信息。例如，表示信号信道如何被分别分配给划分的区的信息可包 含关于分配给这些区的信号信道的信息。

如图3所示，对于头部区310，这样的信息可以是与第一组4100、第二 组4200、第三组4300和第四组4400的切换装置的第一端口254对应的A(1)、 B(1)、C(1)和D(1)。此外，四个信号信道可用于获取颈部区320的图像，并 且如图3中的E(1)所指示的，与颈部区320相关联的信号信道可被分配给第 五组4500的第一端口254，并且可被分组。

接收信号的操作S230可包含基于识别信息和获取的分配信息来控制切 换装置的操作。

接收信号的操作S230还可包含基于切换装置的控制来从确定的线圈接 收信号的操作。

图4B是根据示例性实施例的切换装置4180的示意图。

根据示例性实施例的控制切换装置4180的操作可包含启用分配给将被 扫描的区的信号信道。

例如，如上所述，第一组4100的第一端口254、第二组4200的第一端 口254、第三组4300的第一端口254和第四组4400的第一端口254可用于 获取头部区310的图像。因此，可通过启用第一组4100、第二组4200、第三 组4300和第四组4400的切换装置的各个第一端口254来从线圈接收信号， 与头部区310的扫描相关联的信号信道被分配给第一组4100、第二组4200、 第三组4300和第四组4400的切换装置的各个第一端口254。通过使用在对 应的切换装置的控制下经由打开的端口接收的信号来获取将被扫描的区的图 像。

根据示例性实施例的启用信号信道的步骤可包含打开被分组的并且与切 换装置连接的信道的端口。

切换装置可由控制器401控制，控制器401可产生用于启用分配给将被 扫描的区的信号信道的控制信号，并且切换装置可根据该控制信号来启用这 些信号信道。

根据示例性实施例的切换装置（例如，切换装置4180）可包含连接到第 一输入端口254、第二输入端口256、第三输入端口258、第四输入端口260 和第五输入端口262的多个输入单元255和连接到输出端口252的单个输出 单元263。第一输入端口254、第二输入端口256、第三输入端口258、第四 输入端口260和第五输入端口262与各自的输入信号信道连接。例如，根据 示例性实施例的切换装置可以是包含五个输入端口和一个输出端口的SP5T RF切换集成电路（IC）。

根据示例性实施例，可从切换装置（例如，切换装置4180）省略LNA。 也就是说，因为切换装置的数量减少，所以可大幅降低噪声比，并且可防止 切换装置的输入端和/或输出端上包含LNA。

根据示例性实施例的检查装置402可以是用于检查在用于从线圈接收信 号的信道的路径上发生的错误等的装置，或者可以是用于发送用于校正信号 的增益和损失的信号的装置。换句话讲，检查装置402发送的信号可以使得 能够确定信号信道是否发生故障、重新设置增益值等。检查装置402对信号 信道的校准可以通过使用已知在MRI技术中使用的校准方法来进行。

从接收的信号获取图像的操作S240可包含组合接收的信号来获取感兴 趣区（ROI）的图像。

图5示出根据示例性实施例的将通过使用切换装置扫描的区的图像的获 取。

在图3中所示的示例中，可通过启用第一组4100、第二组4200、第三组 4300、第四组4400和第五组4500中所包含的切换装置的第一端口254来获 取头部区310和颈部区320的图像。可通过启用第三组4300的第四端口260、 第四组4400的第四端口260和第五组4500的第二端口256来获取第一脊柱 区340的图像。可通过启用第一组4100的第四端口260和第二组4200的第 四端口260来获取第二脊柱区342的图像。可通过启用第一组4100的第二端 口256和第二组4200的第二端口256来获取第一躯干区330的图像。可通过 启用第三组4300的第二端口256和第四组4400的第二端口256来获取第二 躯干区332的图像。可通过启用第一组4100的第三端口258和第二组4200 的第三端口258来获取第一PA区350的图像。可通过启用第三组4300的第 三端口258和第四组4400的第三端口258来获取第二PA区352的图像。

此外，如图5所示，可通过使用分配给颈部区320的信号信道（例如， 第五组4500的第一端口254）和分配给第一脊柱区340的信号信道（例如， 第三组4300和第四组4400的第四端口260）来获取包含颈部区320的一部 分和第一脊柱区340的一部分的区域510的图像。可通过启用分配给颈部区 320的信号信道（例如，第五组4500的第一端口254）和分配给第一躯干区 330的信号信道（例如，第一组4100和第二组4200的第二端口256）来获取 区域510的包含颈部区320的一部分和第一躯干区330的一部分的图像。

换句话讲，可使用关于分配给划分的区310至352的信号信道的分配的 分配信息来获取划分的区510、520、530和540之间的重叠图像。

为了方便解释，仅描述了对象的预定部分（例如，头部区310或颈部区 320）的扫描，但是示例性实施例不限于此。例如，所有线圈都可用于获取整 个对象的图像。

例如，当所有线圈都用于获取整个对象的图像时，可通过下述方式来获 取整个对象的图像，即，获取关于每个连接器的信息和用于识别连接到每个 连接器的线圈的识别信息，并从识别的线圈接收信号。

例如，可通过从所有线圈顺序地接收信号（例如，从用于扫描头部区310 的线圈接收信号、从用于扫描颈部区320的线圈接收信号、等等）来获取从 头到脚的整个对象图像。

在这种情况下，可控制切换装置，以使得与区310至352对应的信号信 道被启用。例如，可通过顺序地控制信号信道（比如，启用分配给头部区310 的信号信道、启用分配给颈部区320的信号信道、等等）来获取整个对象的 图像。

图6是根据示例性实施例的MRI系统中的图像获取设备600的框图。

参照图6，图像获取设备600可包含：区识别器610，将对象的可扫描区 划分为多个区；确定器620，确定将用于每个划分的区的线圈；接收器630， 经由连接到确定的线圈并且通过使用至少一个切换装置而被分组的多个信号 信道，从确定的线圈接收信号；图像处理器640，从接收的信号获取图像。

根据示例性实施例的切换装置可控制经由多个分组的信号信道接收的信 号的输出。

图7是根据示例性实施例的确定器620的框图。

参照图7，确定器620可包含：信息处理器621，获取关于台面上的将连 接到线圈的连接器的信息；信息提取器622，从获取的信息提取用于识别线 圈的识别信息；识别器623，基于识别信息来识别线圈。

图8是根据示例性实施例的接收器630的框图。

参照图8，接收器630可包含：分配器631，将多个信号信道分配给划分 的区；分配信息处理器632，获取关于对应于划分的区分配的信号信道的分 配信息；控制器633，基于识别信息和获取的分配信息来控制切换装置。控 制器633可对应于上述控制器401。

接收器630可基于控制器633的控制来从确定的线圈接收信号。

控制器633可启用分配给将被扫描的区的信号信道，以便获取ROI的图 像。

图像处理器640可组合接收的信号来获取所述区的图像。

图9A和9B是根据示例性实施例的接收器630的框图。

接收器630可被包含在对象被安放在其上的台面300中，并且可使得小 型化。

例如，接收器630在台面300上可被设置在用于扫描第一脊柱区340和/ 或第二脊柱区342的线圈700的下端附近，但是接收器630的位置不限于此。

由于接收器630包含在台面300中，所以可缩短形成与接收器630连接 的信号信道的电缆的长度。另外，可改进信噪比（SNR）。

上述示例性实施例可被编写为计算机程序，并且可在通过使用非暂时性 计算机可读存储介质来执行这些程序的计算机中被实现。

非暂时性计算机可读存储介质的示例包括磁性存储介质（例如，ROM、 软盘、硬盘等）、光学存储介质（例如，CD-ROM或DVD）等。

尽管已显示并描述了几个示例性实施例，但是本领技术人员将意识到， 在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可在这些示例性实施例中进行 形式和细节上的各种改变，本发明的范围由权利要求及其等同形式限定。