專利名稱：磁共振測量層的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于定位一磁共振測量層的方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)的磁共振檢查時，往往首先借助一張總的宏觀照片決定患者的那個部位應(yīng)當(dāng)成像。在此例如由使用者借助一磁共振解地確定隨后的磁共振測量的區(qū)域?；谒龃殴舱駜x基本磁場和梯度場的不均勻性，往往導(dǎo)致該磁共振圖發(fā)生畸變。這種畸變表現(xiàn)為圖像失真，它們導(dǎo)致難以為下一步的磁共振測量圖解地定位。因磁場的不均勻性所引起的畸變可以通過采用恰當(dāng)?shù)男拚椒ㄓ枰詼p少或消除。然而，后續(xù)的磁共振測量層的定位卻不可能基于按此方式修正畸變后的圖像進(jìn)行。借助該修正畸變的圖像所設(shè)定的層由于磁場的不均勻性通常與實(shí)際測量的層有偏差，因此在這種情況下可能并沒有測量所期望的層。在某些情況下這還可能意味著對患者存在一定危險，例如在活組織檢查時。若活組織檢查針借助磁共振圖定位，會導(dǎo)致取出錯誤的組織試樣或?qū)е禄颊呤軅Ｓ捎诖嗽?，迄今放棄采用已進(jìn)行畸變修正的磁共振圖用于層定位，而是借助未經(jīng)修正的圖像來進(jìn)行定位。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種方法，它能避免出現(xiàn)上面討論的疑難問題。
上述技術(shù)問題通過一種在一磁共振儀內(nèi)定位一磁共振測量層的方法來解決，該磁共振儀有一個不均勻的基本磁場和/或一個非線性的梯度場，該方法包括下列方法步驟-借助一修正畸變后的磁共振圖確定所述磁共振測量層的位置，以及-修正所產(chǎn)生的所述磁共振測量層的一測量位置，以補(bǔ)償該測量位置與所確定的位置的偏差。
按照本發(fā)明的上述方法，首先借助一修正畸變后的磁共振圖確定要測量的層的位置。它例如可以是一張總的宏觀照片。然后，對由所述確定得出的測量位置進(jìn)行修正，以補(bǔ)償與所確定的位置的偏差。由此保證實(shí)際測量層與期望的一致。其結(jié)果是不僅排除了在檢查過程中直接危及患者，而且還避免由于借助有缺陷的磁共振測量可能誤診斷所帶來的危險。
按照本發(fā)明方法的一特別有利的擴(kuò)展設(shè)計，在進(jìn)行修正時尤其要考慮到所述磁共振儀基本磁場的不均勻性。
更加優(yōu)選的是，在進(jìn)行所述修正時考慮到所述磁共振儀梯度場的非線性。
按照本發(fā)明的方法，可確定一個與磁共振圖正交的層的位置。
按照本發(fā)明方法的一有利設(shè)計，按公式Δx＝ΔB/G確定對于所確定的位置的一坐標(biāo)XF的修正量以補(bǔ)償偏差，其中，ΔB表示所述基本磁場的不均勻度和/或所述梯度場與一額定梯度G間的偏差，以及按公式XM＝XF+Δx計算出所述測量位置XM。在此，為了確定ΔB優(yōu)選采用相關(guān)的勒讓德多項(xiàng)式級數(shù)展開。


下面借助附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明的方法的其他優(yōu)點(diǎn)和擴(kuò)展設(shè)計予以詳細(xì)說明。附圖中圖1表示理想和實(shí)際的梯度變化過程的頻率-位置圖；以及圖2示意表示患者的一人體結(jié)構(gòu)；以及圖3至6表示就圖2所示人體結(jié)構(gòu)所測量的磁共振圖。
具體實(shí)施例方式
在磁共振檢查時，通過一個與基本磁場疊加的梯度場頻率編碼地對不同的測量位置響應(yīng)。由此在測量時記錄的磁共振信號可以通過其頻率被賦予一個由梯度變化曲線確定的位置。所述頻率在理想的情況下借助一條線性的梯度變化曲線隨位置線性地改變。然而由于基本磁場和梯度場的不均勻性，頻率與位置之間的關(guān)系通常不是線性的。由此造成的偏差導(dǎo)致在測量圖像內(nèi)發(fā)生畸變，這是因?yàn)闆]有適用的修正方法而從一種線性的梯度變化過程出發(fā)，并因此使所測得的磁共振信號被賦予錯誤的位置值。在了解到實(shí)際的梯度變化曲線與理想梯度變化曲線的偏差后，就可以修正此類畸變。
以下說明的定位方法在一個已知的診斷用的磁共振儀上實(shí)施，其中與理想梯度變化曲線的偏差是已知的。
按圖1中的實(shí)際梯度變化曲線2表示了位置x1基于不均勻性對應(yīng)于頻率f1。如果在顯示圖像時不考慮因磁場引起的畸變，則在采用理想梯度變化曲線4的情況下與該頻率f1對應(yīng)的位置是x0。通過對畸變進(jìn)行修正對此予以考慮并賦予正確的位置x1。若現(xiàn)在在位置x1希望進(jìn)行一次測量，如果不考慮磁場不均勻性時則會將頻率f2賦予位置x1。在隨后的測量中，按實(shí)際的梯度變化曲線2將響應(yīng)在錯誤的位置x2。通過考慮不均勻性，使得在選擇位置x1時計算出不考慮不均勻性時有頻率f1的點(diǎn)x0。則在隨后的測量時也響應(yīng)有正確的位置x1。上述內(nèi)容是針對例如x方向的梯度場來說明的，但也可以類似地變換到其他空間方向上。
為更好地表示圖3至6與圖2的關(guān)系，將圖3至6圍繞圖2布置。圖2示意表示患者的一個實(shí)際的人體結(jié)構(gòu)12。圖3表示圖2中的人體結(jié)構(gòu)12未經(jīng)畸變修正的磁共振圖，它由于畸變所以成像為略向下錯移。若借助此圖像選出在位置z1的正交層14，則使用者得到圖4中表示的在期望的位置z1處測量的測量結(jié)果。圖5表示人體結(jié)構(gòu)12的一個經(jīng)畸變修正的磁共振圖，圖中正確地表示此人體結(jié)構(gòu)12。若借助此修正畸變的圖像定位所述正交層14，則使用者得到圖6中表示的結(jié)果，然而該結(jié)果并不對應(yīng)于在位置z1處期望的層14，因?yàn)樵诖_定所述層14期望的坐標(biāo)時沒有考慮畸變。因此測量了在位置z0處錯誤的層16。但通過所述的方法卻可以在圖5中在修正畸變后的圖像上定位，因?yàn)槭潞笮拚怂媱澟臄z的層的相應(yīng)坐標(biāo)以及修正了畸變，亦即修正了錯誤的選層。這在圖2中象征性地用箭頭18表示。通過修正畸變18，使用者得到在圖4中表示的磁共振圖。
為了補(bǔ)償有待測量層的畸變需要修正其坐標(biāo)(XM，YM，ZM)＝(xF，yF，zF)+(Δx，Δy，0)。
其中用F作下標(biāo)的坐標(biāo)xF，yF和zF表示借助圖像確定的坐標(biāo)，以及用M作下標(biāo)的坐標(biāo)表示經(jīng)修正的坐標(biāo)，它們通過F系坐標(biāo)和坐標(biāo)差Δx及Δy相加得出。在這里所說明的例子中借助一個二維圖像定位，因此z坐標(biāo)未被修正。因此適用ZM＝ZF。
下面col(列)＝(colx，coly，colz)和row(行)＝(rowx，rowy，rowz)表示沿二維磁共振圖的列和行方向的單位矢量，借助此磁共振圖確定有待測量的層的位置。作為下標(biāo)，col或row表示各參量沿相應(yīng)方向的分量。在圖像平面內(nèi)部的坐標(biāo)差借助下列計算公式確定Δx＝ΔBrow/(Gdcol)Δy＝ΔBcol/(Gdrow)。
dcol或drow說明磁共振圖的列或行的象點(diǎn)之間的距離，它們典型地處于0.1至10mm的范圍內(nèi)。通過dcol和drow，使關(guān)于象點(diǎn)間距上的坐標(biāo)差計算標(biāo)準(zhǔn)化。G表示調(diào)整后的場梯度，單位按T/m。梯度場的不均勻部分ΔBcol，row在球坐標(biāo)(r，θ，)內(nèi)借助一系列對應(yīng)的勒讓德多項(xiàng)式Pl，m級數(shù)展開，其中l(wèi)，m是整數(shù)。因?yàn)榇殴舱駡D通常不與梯度軸正交，所以三個梯度Gx，Gy和Gz的不均勻度對于造成方向row和col的畸變均有份并必須在展開時加以考慮。這通過沿x，y和z方向梯度相應(yīng)的展開系數(shù)Al，m≠0，Bl，m≠0或Al，m＝0在單位矢量row或col上的投影實(shí)現(xiàn)。借助所述描述與理想變化曲線的偏差的展開系數(shù)和所述相應(yīng)的勒讓德多項(xiàng)式，不均勻的場分量按下式得出 其中適用標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)Nl,m≠0=(-1)m(2l+1)·(l-m)!2(l+m)!]]>和Nl，m＝0＝1這些級數(shù)總是不包括項(xiàng)l＝m＝1，因?yàn)樗f明理想梯度，而在這里重要的僅是與理想梯度的偏差。系數(shù)在一個基準(zhǔn)半徑r0上通過模擬或測量確定。典型地選擇r0＝0.25m，由此，模擬可以與在一個相同尺寸的測量球上的測量對照。采用所說明的公式可以確定梯度場的不均勻度以及相應(yīng)地修正要測量的層的位置。
權(quán)利要求
1.一種在一磁共振儀內(nèi)定位一磁共振測量層的方法，該磁共振儀有一個不均勻的基本磁場和/或一個非線性的梯度場，該方法包括下列方法步驟-借助一修正畸變后的磁共振圖確定所述磁共振測量層的位置，以及-修正所產(chǎn)生的所述磁共振測量層的一測量位置，以補(bǔ)償該測量位置與所確定的位置的偏差。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述修正考慮到所述基本磁場的不均勻性。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述修正考慮到所述梯度場的非線性。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定一個與磁共振圖正交的層(18)的位置。
5.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，按公式Δx＝ΔB/G確定對于所確定的位置的一坐標(biāo)XF的修正量以補(bǔ)償偏差，其中，ΔB表示所述基本磁場的不均勻度和/或所述梯度場與一額定梯度G間的偏差，以及按公式XM＝XF+Δx計算出所述測量位置XM。
6.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，為了確定ΔB采用相關(guān)的勒讓德多項(xiàng)式級數(shù)展開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于定位一磁共振測量層的方法，該方法允許借助一修正畸變的磁共振解確定所述待測量層。為此，有待測量的層的坐標(biāo)同樣進(jìn)行畸變修正。
文檔編號A61B19/00GK1714750SQ20051008207
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者哈拉爾德·沃思納 申請人:西門子公司