对导航设备使用通道选择的具有多通道线圈的MRI

摘要

选择适合肝脏的位置的检测的通道。从剖面来得到肝脏与肺部之间的边界的位置“m”。计算肝脏区域R

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用具有多个通道的线圈来得到从包括活动的身体部位的导航区域所生成的导航信号的磁共振设备，以及涉及应用于磁共振设备的程序。

背景技术

使用导航信号的呼吸同步成像是已知的，参阅日本专利公开No.2011-193884。

发明内容

发明要解决的问题

近年来，具有多个通道的多通道线圈得到普及，并且执行使用多通道线圈的吸气同步成像。在成像中，一般来说，导航区域设置在肝脏和肺部的边界位置中，以及通过多通道线圈从导航区域获取导航信号。基于通过多通道中的通道所获取的导航信号，检测肝脏的边缘的位置。但是，存在取决于通道，肺部区域的信号较强的情况。在肺部区域的信号较强的情况下，存在肝脏的位置的检测准确性较低这样的问题。因此，需要一种技术，该技术能够在多个通道中包含获取肺部区域的强信号的通道的情况下从多个通道中选择适合检测肝脏位置的通道。

解决问题的手段

本发明的第一方面涉及一种通过使用具有多个通道的线圈来得到从包括活动的第一身体部位和活动的第二身体部位的导航区域所生成的导航信号的磁共振设备，包括：

扫描部件，运行用于得到从导航区域所生成的第一导航信号的第一导航序列；

剖面生成部件，基于多个通道的每个所接收的第一导航信号，对通道的每个生成表达导航区域中的各位置与信号强度之间的关系的第一剖面；

得到第一剖面中与第一身体部位对应的第一区域和第一剖面中与第二身体部位对应的第二区域的部件；以及

选择部件，基于第一区域中的信号强度的特征量和第二区域中的信号强度的特征量，从多个通道中选择用来得到第一身体部位的位置的通道。

本发明的第二方面涉及应用于磁共振设备的程序，该磁共振设备运行用于通过使用具有多个通道的线圈来得到从包括活动的第一身体部位和活动的第二身体部位的导航区域所生成的第一导航信号的第一导航序列，该程序用于使计算机运行：

剖面生成处理，基于多个通道的每个所接收的第一导航信号，对通道的每个生成表达导航区域中的各位置与信号强度之间的关系的第一剖面；

得到第一剖面中与第一身体部位对应的第一区域和第一剖面中与第二身体部位对应的第二区域的处理；以及

选择处理，基于第一区域中的信号强度的特征量和第二区域中的信号强度的特征量，从多个通道中选择用来得到第一身体部位的位置的通道。

发明的效果

基于第一区域中的信号强度的特征量和第二区域中的信号强度的特征量来选择通道。因此，能够选择适合得到第一身体部位的位置的通道。

附图说明

图1是示出作为本发明的一实施例的磁共振设备的示意图。

图2是接收线圈4的说明图。

图3是按照第一模式所运行的扫描的简图。

图4是示意示出成像区域的简图。

图5是通过预扫描A所运行的序列的说明图。

图6是示出在时间t₁运行导航序列NAV并且检测在时间t₁的肝脏的边缘的位置时的流程的简图。

图7是示意示出通过接收线圈4的通道CH₁至CH_m+n所得到的剖面F₁至F_m+n的简图。

图8是在确定是否选择通道CH₁时的说明图。

图9是示出S_liver与S_lung之间的比较结果的简图。

图10是示出通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n的简图。

图11是在获取肝脏的边缘的位置时的说明图。

图12是示出在时间t₂运行导航序列NAV并且检测在时间t₂的肝脏的边缘的位置时的流程的简图。

图13是示意示出所生成的剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n的简图。

图14是示意示出合成剖面F_c的简图。

图15是示出触发级别TL的示例的简图。

图16是主要扫描B的说明图。

图17是通过使用模板TI来选择通道的方法的示例的说明图。

图18是示意示出通过使用模板TI的方法所得到的合成剖面X的简图。

具体实施方式

下面将描述用于执行本发明的模式。但是，本发明并不局限于下列模式。

图1是示出作为本发明的一实施例的磁共振设备的示意图。磁共振设备(以下称作“MR设备”)100具有磁体2、台架3、接收线圈4等。

磁体2具有膛21，使受检者10进入其中。磁体2中具有超导线圈、梯度线圈、RF线圈等。

台架3具有支承受检者10的托架3a。托架3a配置成在膛21中是活动的。通过托架3a，将受检者10带进膛21中。接收线圈4接收来自受检者10的磁共振信号。

图2是接收线圈4的说明图。接收线圈4具有第一线圈单元41和第二线圈单元42。第一线圈单元41具有用于接收来自受检者的磁共振信号的m个通道CH₁至CH_m，以及第二线圈单元42具有用于接收来自受检者的磁共振信号的n个通道CH_m+1至CH_m+n。因此，在本实施例中，接收线圈4构造为(m+n)通道线圈。第一线圈单元41设置在受检者腹部侧，以及第二线圈单元42设置在受检者的背部侧。再次参照图1，将继续本描述。

MR设备100还具有发射器5、梯度磁场电源6、控制器7、操作器8、显示单元9等。发射器5向RF线圈提供电流，以及梯度磁场电源6向梯度线圈提供电流。磁体2、接收线圈4、发射器5和梯度磁场电源6的组合对应于扫描部件。

控制器7控制MR设备100的组件的操作，以便实现MR设备100的各种操作，例如向显示单元9传送必要的信息以及基于从接收线圈4所接收的信号重新配置图像。控制器7包括剖面生成部件71至位置检测部件75。

剖面生成部件71生成表达导航区域中的位置的每个与信号强度之间的关系的剖面。指定部件72指定各剖面中与肝脏对应的区域以及与肺部对应的区域。计算部件73计算肝脏区域中的信号强度之和以及肺部区域中的信号强度之和。选择部件74基于肝脏区域中的信号强度之和以及肺部区域中的信号强度之和从接收线圈4的通道CH₁至CH_m+n中选择适合检测肝脏的边缘的位置的通道。位置检测部件75检测肝脏的边缘的位置。

控制器7是构成剖面生成部件71至位置检测部件75的示例，并且通过运行预定程序来用作那些部件。

操作器8由操作员来操作，并且向控制器7输入各种信息。显示单元9显示各种信息。按以上所述来构成MR设备100。

图3是示出按照第一模式所运行的扫描，以及图4是示意示出成像区域的简图。在第一实施例中，运行预扫描A和主要扫描B。

预扫描A是被运行以确定触发级别TL(参见图16)的扫描，稍后将进行描述。稍后将描述触发级别TL。主要扫描B是用于对肝脏进行成像的扫描。下面将按顺序描述预扫描A和主要扫描B。

图5是通过预扫描A所运行的序列的说明图。在预扫描A中，反复运行导航序列NAV。导航序列NAV是用于从导航区域R_nav来收集导航信号的序列。

在预扫描A中，首先在时间t₁运行导航序列NAV，以检测在时间t₁的肝脏的边缘的位置(参见图6)。

图6是示出在时间t₁运行导航序列NAV并且检测在时间t₁的肝脏的边缘的位置时的流程的简图。

在步骤ST1，在时间t₁运行导航序列NAV。通过运行导航序列NAV，从导航区域R_nav得到导航信号。导航信号通过接收线圈4的通道CH₁至CH_m+n的每个来接收。剖面生成部件71(参见图1)将通过接收线圈4的通道CH₁至CH_m+n的每个所得到的导航信号转换成表达沿导航区域R_nav的SI方向的各位置与信号强度之间的关系的剖面。通过该操作，对接收线圈4的每个通道生成剖面。图7示意示出分别通过接收线圈4的通道CH₁至CH_m+n所得到的剖面F₁至F_m+n。导航序列NAV设计成使得高信号对应于肝脏，而低信号对应于肺部。因此，通过检测剖面F₁至F_m+1的信号值急剧变化的位置，能够检测在时间t₁的肝脏的边缘的位置。例如，参照剖面F₂，信号强度在位置x急剧变化，使得位置x因此能够被认为是肝脏的边缘的位置。

但是，存在根据线圈的通道，剖面中的肺部区域的信号强度较高的情况。例如，在剖面F₁中，肺部区域中的信号强度较高。当肺部的区域中的信号强度如上所述较高时，信号强度急剧变化的位置不仅出现在肝脏的边缘附近，而且还出现在肺部区域中。它引起对肝脏的边缘的位置的错误检测。因此，虽然(m+n)个剖面F₁至F_m+n通过通道CH₁至CH_m+n来得到，但是并不表示从所有通道得到适合检测肝脏的边缘的位置的剖面。

因此需要从通道CH₁至CH_m+n中选择从其适合检测肝脏的边缘的位置的剖面的通道。要选择通道，程序进入步骤ST2。

在步骤ST2，基于通道的剖面，从通道CH₁至CH_m+n中选择在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。下面将描述本实施例中选择通道的方法。

在选择通道的情况下，确定是否从通道CH₁至CH_m+1中选择通道CH₁作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。确定按如下所述执行。

图8是在确定是否选择通道CH₁时的说明图。

首先，指定部件72(参见图1)基于通道CH₁的剖面F₁来得到肝脏与肺部之间的边界的位置“b”。作为得到边界的位置“b”的方法，考虑各种方法。例如，通过合成全部剖面F₁至F_m+n，得到合成剖面。从合成剖面中检测信号强度急剧变化的位置，并且所检测的位置能够被认为是剖面F₁中的边界的位置“b”。

边界的位置“b”表达肝脏与肺部之间的边界的大致位置是充分的，并且不需要准确地得到边界的位置。因此，沿导航区域的SI方向的中间位置可设置为边界的位置“b”。

指定部件72使用边界的位置“b”作为参考来指定剖面F₁中的两个区域，即，与肝脏对应的区域R₁(以下称作“肝脏区域”)和与肺部对应的区域R₂(以下称作“肺部区域”)。

随后，计算部件73(参见图1)计算肝脏区域R₁中的信号强度之和S_liver与肺部区域R₂中的信号强度之和S_lung。信号强度的和S_liver与S_lung能够通过下式得到。

其中i：沿SI方向的位置，以及S_i：位置“i”中的信号强度。

在得到信号强度的和S_liver与S_lung之后，选择部件74(参见图1)比较S_liver与S_lung，并且确定S_liver是否等于或小于S_lung。在S_liver等于或小于S_lung(S_liver≤S_lung)的情况下，认为肺部区域中的信号强度较高，使得选择部件74确定不将通道CH₁选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。另一方面，在S_liver大于S_lung(S_liver>S_lung)的情况下，认为肺部区域中的信号强度较低，使得选择部件74将通道CH₁选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。

在这里假定S_liver≤S_lung。因此，选择部件74确定不将通道CH₁选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。

类似地，边界的位置“b”也设置用于通道CH₂的剖面F₂至通道CH_m+n的剖面F_m+n，以及信号强度的和S_liver与S_lung通过等式(1)和(2)来计算。比较S_liver与S_lung。在S_liver≤S_lung的情况下，选择部件74确定不将通道选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。另一方面，在S_liver>S_lung的情况下，选择部件74将通道选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。图9示出通道CH₁至CH_m+n的剖面F₁至F_m+n的每个中的S_liver与S_lung之间的比较结果。假定在通道CH₁的剖面F₁和通道CH_m+1的剖面F_m+1中满足S_liver≤S_lung，而在其他通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n的剖面中满足S_liver>S_lung。因此，选择部件74确定不将通道CH₁和CH_m+1选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道，而将其他通道CH₂至CH_m和通道CH_m+2至CH_m+n选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。图10中，通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n通过粗虚线所示。在选择通道之后，程序进入步骤ST3。

在步骤ST3，基于通过通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n所得到的剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n，得到在时间t₁的肝脏的边缘的位置(参见图11)。

图11是在获取肝脏的边缘的位置时的说明图。位置检测部件75(参见图1)首先合成剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n，以得到合成剖面F_c。在这种情况下，位置检测部件75通过计算剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n的信号强度的均方根，来得到合成剖面F_c。

位置检测部件75从合成剖面F_c中检测信号强度急剧变化的位置i=i₁。因此，能够选择在时间t₁的肝脏的边缘的位置i₁(参见图5)。通过合成剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n，SN比能够增加，使得能够改进肝脏的边缘的位置的检测准确性。在得到边缘的位置i₁之后，图6的流程完成。

在检测在时间t₁的肝脏的边缘的位置p₁之后，在后续时间t₂运行导航序列。

图12是示出在时间t₂运行导航序列NAV并且检测在时间t₂的肝脏的边缘的位置时的流程的简图。

在步骤ST1，在时间t₂运行导航序列NAV。通过运行导航序列NAV，从导航区域R_nav得到导航信号。剖面生成部件71将通过通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n(参见图10)所接收的导航信号转换成剖面，其各表达沿导航区域R_nav的SI方向的各位置与信号强度之间的关系。通过转换，对通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n生成剖面。图13示意示出所生成的剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n的简图。在得到剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n之后，位置检测部件75计算剖面F₂至F_m和F_m+2至F_m+n的信号强度的均方根，以得到合成剖面F_c。图14示意示出合成剖面F_c。

位置检测部件75从合成剖面F_c中检测信号强度急剧变化的位置i2。按照这种方式，能够选择在时间t₂的肝脏的边缘的位置i2(参见图5)。

类似地，还在时间t₃至t_z(参见图5)，按照图12所示的流程，运行导航序列NAV，以及通过使用在所选通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n中接收的导航信号来生成剖面。合成剖面，并且从合成剖面中检测肝脏的边缘的位置。

因此，如图5所示，能够得到在时间t₁至t_z的肝脏的边缘的位置i₁至i_z的数据。在得到数据之后，基于肝脏的边缘的位置i₁至i_z的数据，确定触发级别TL。图15是示出触发级别TL的示例的简图。触发级别TL表达在运行主要扫描B中的数据获取序列DAQ(参见图16)时的肝脏的边缘的参考位置，稍后将进行描述。触发级别TL能够设置在例如肝脏的边缘的位置的最大值与最小值之间的中间值。稍后将描述在运行主要扫描B时如何使用触发级别TL。在运行预扫描A之后，运行主要扫描B。

图16是主要扫描B的说明图。在主要扫描B中，运行导航序列NAV和用于获取肝脏的数据的数据获取序列DAQ。

还在主要扫描B中，导航系统NAV按照图12所示的流程来运行，以检测肝脏的边缘的位置。

按照这种方式，监测肝脏的边缘的位置随时间的变化。当肝脏的边缘的位置从触发级别TL的上侧活动到下侧时，运行数据获取序列DAQ。

类似地，导航序列NAV和数据获取序列DAQ反复运行，以及主要扫描B完成。基于通过主要扫描B所获取的数据，重构肝脏的图像，以及受检者的成像完成。

在本实施例中，比较肝脏区域中的信号强度之和S_liver和肺部区域中的信号强度之和S_lung，以及将满足S_liver>S_lung的通道选择作为用来检测肝脏的边缘的位置的通道。因此，不将满足S_liver≤S_lung的通道选择作为用来检测肝脏的边缘的位置的通道，使得肝脏的边缘的位置的检测的准确性能够增加。

在本实施例中，计算肝脏区域中的信号强度之和S_liver和肺部区域中的信号强度之和S_lung。但是，如果能够得到肝脏区域中的信号强度的特征量和肺部区域中的信号强度的特征量，则可计算与信号强度的和S_liver与S_lung不同的值。例如，可计算肝脏区域中的信号强度的平均值S1来代替肝脏区域中的信号强度之和S_liver，以及可计算肺部区域中的信号强度的平均S2来代替肺部区域中的信号强度之和S_lung。在计算信号强度的平均值S1和S2的情况下，将满足S1>S2的通道选择作为用来检测肝脏的边缘的位置的通道是充分的。在这种情况下，不将满足S_liver≤S_lung的通道选择作为用来检测肝脏的边缘的位置的通道，使得肝脏的边缘的位置的检测的准确性能够增加。

在本实施例中，通过计算肝脏区域中的信号强度之和S_liver和肺部区域中的信号强度之和S_lung，选择通道。另一方面，还考虑预备表达导航区域中的各位置的理想信号强度的模板，得到模板与各剖面之间的相关系数，并且选择相关系数较大的通道(参见图17)。

图17是通过使用模板TI来选择通道的方法的示例的说明图。

图17中，示出模板TI。模板TI是表达导航区域的各位置中的理想信号强度的数据。在使用模板TI的方法中，得到模板TI与剖面F₁至F_m+n之间的相关系数C₁至C_m+n，以及从通道CH₁至CH_m+n中选择相关系数较大的通道。因此，不选择相关系数较小的通道，使得检测肝脏的边缘的位置的准确性能够增加。但是，在这种方法中，考虑仅选择相关系数尽可能高的通道。所选通道的数量较小，并且一般来说设置成仅选择相关系数为最大的通道以及相关系数为第二大的通道(即，两个通道)。例如，在图17中假定通道CH₂的相关系数C₂为最大以及通道CH_m+2的相关系数C_m+2在相关系数C1至C_m+n中为第二大时，仅选择两个通道CH₂和CH_m+2。因此，在使用模板TI的方法中，合成通道CH₂的剖面F₂和通道CH_m+2的剖面F_m+2(参见图18)。

图18是示意示出通过使用模板TI的方法所得到的合成剖面X的简图。图18中，还示出通过本实施例的方法所得到的合成剖面F_c。

存在根据成像参数等，信号不均匀出现在剖面的肝脏区域中的情况。图18示出信号不均匀出现在剖面F₂的肝脏区域中的示例。一般来说，肝脏区域中的信号不均匀趋向于随着线圈的通道数变大而出现。在这种信号不均匀出现于剖面F₂中的情况下，仅通过合成剖面F₂和F_m+2，剖面F₂中的信号不均匀无法充分降低，以及信号不均匀也出现在合成剖面X的肝脏区域中。当信号不均匀出现在合成剖面X中时，它引起检测肝脏的边缘的位置的准确性的退化。

另一方面，在本实施例中，不使用模板TI。比较肝脏区域中的信号强度之和S_liver和肺部区域中的信号强度之和S_lung，以及将满足S_liver>S_lung的通道选择作为用来检测肝脏的边缘的位置的通道。因此，将满足S_liver>S_lung的通道选择作为用来检测肝脏的边缘的位置的通道，而与相关系数无关。因此，在本实施例的方法中，如与使用模板的方法相比较，更多数量的通道能够选择作为在检测肝脏的边缘的位置时使用的通道。参照图18，要理解，在使用模板的方法中，仅选择通道CH₂和CH_m+2(即，两个通道)，而在本实施例的方法中，选择通道CH₂至CH_m和CH_m+2至CH_m+n。因此，在本实施例的方法中，与使用模板的方法相比，合成更多数量的剖面，使得能够得到其中充分降低通道CH₂的信号不均匀的影响的合成剖面F_c，以及能够改进检测肝脏的边缘的位置的准确性。

在本实施例中，导航区域R_nav设置成使得包括肝脏和肺部。只要包括活动的身体部位，则导航区域R_nav可包括与肝脏和肺部不同的部分。例如，导航区域R_nav可设置成使得包括肝脏和心脏。

在本实施例中，基于通过在预扫描A的时间t₁的导航序列NAV所得到的导航信号，从通道CH₁至CH_m+n中选择用来检测肝脏的边缘的位置的通道。还有可能运行用于选择通道的导航序列NAV两次或两次以上，并且基于通过导航序列NAV所得到的导航信号来选择通道。

在本实施例中，肝脏的边缘的位置在时间t₁按照图6的流程来检测，以及肝脏的边缘的位置在时间t₂及其之后按照图12的流程来检测。但是，还在时间t₂及其之后，肝脏的边缘的位置可按照图6的流程来检测。

在本实施例中，描述了通过触发来获取数据的示例。但是，本发明并不局限于触发，而是能够适用于任何成像，只要导航信号必须通过具有多个通道的线圈来接收。

参考标号说明

2磁体

3台架

3a托架

4接收线圈

41第一线圈单元

42第二线圈单元

5发射器

6梯度磁场电源

7控制器

8操作器

9显示单元

10受检者

21膛

71剖面生成部件

72指定部件

73计算部件

74选择部件

75位置检测部件

100MR设备。