磁共振定位方法技术

本发明专利技术涉及用于定位介入器材特别是在活体内定位介入器材的磁共振方法，其中，介入器材具有在磁共振图像中，影响测量信号或生成其自己的测量信号的标记，其中，通过一维信号处理方法处理测量信号以便抑制噪声和伪影。这具体可以是最大熵方法，通过使用模型函数可以进一步扩展最大熵方法。在迭代法期间，从测量信号减去这些模型函数以便用这种方式进一步消除伪影。作为使用最大熵方法的替代方案，也可以使用滤波器，特别是Ｗｉｅｎｅｒ滤波器或带通滤波器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于定位介入器材(interventional device)，特别是在体内定位的磁共振方法，其中，介入器材具有在磁共振采集中影响测量信号或生成其自己的测量信号的标记。在医学治疗(medical intervention)中使用磁共振方法(MR)方法正变得日益重要。一方面，通过良好的软组织对比和任何方向的图像平面识别MR图像。另一方面，避免了由于电离辐射(如X-射线方法中使用的)对病人和操作人员的健康风险。不过，当目测和定位用于插入病人体内的介入器材，特别是导管的时候，存在通常不能直接观察到所述器材的问题。而在基于使用X射线辐射的成像方法中，即使小的金属线也能产生足以目测导管的图像对比度，在磁共振成像中，由于这么小的物体显示只有很少量的水，它们仅仅引起不充足的信号缩减。为此，必须用另一种方法增加介入器材的可见度，并且为此目的已经开发了各种方法。在文献中描述的定位方法细分成两类。在主动方法中，介入器材具有接收线圈，以便能够经由另外的信道从该器材周围接收信号。相反，被动方法通过相对于周围组织的对比度，目测MR图像中的介入器材。在主动方法部分中，迄今已经产生了两种导管定位方法。首先，小的接收线圈有可能包含在导管尖中，该接收线圈经通过导管的同轴电缆连接到接收信道(C.L.Dumoulin et al.，Magn.，Reson.Med.29，411-415(1993))。这种方法的主要好处是可能通过应用场梯度，由相应空间方向上的射影确定导管尖的坐标。此外，该方法与所有快速成像方法兼容，从而具有实时能力。作为使用接收线圈的替代方案，也可能在导管中插入细长天线，然后，该天线沿导管接收MR信号。用这种方法，即使具有微小直径的器材，诸如导丝和神经学导管也能可见。应用的一个特定领域是血管内成像。在两种方法中，不利之处在于贯穿导管到达接收信道的用于HF激励脉冲的线路会无意中充当天线。因此，已证明导丝在30秒的梯度回波序列后会加热到74℃。在这种情况下，共振状况改变，并且在临床实践中很难监测。另一方面，存在被动技术，其中，用特定的方法增加导管的可见度。一种可能是使用对比介质，以对比放大方式使用其容积充满适当介质(Gd-DTPA)的导管或其外皮加了涂层的导管。另一种方法包括通过干扰静态磁场B0，在MR图像中生成敏感伪影(susceptibility artefact)。为此目的，传统的聚乙烯导管具有顺磁环(Dy2O3)。RWTH Aachen的University Clinic工作组已经开发了替代方法，其中，通过导管中的线环产生定域场不均匀性，该线环被连接到外部电源(A.Glowinski et al.，Magn，Reson.Med.38，253-258(1997))。用这种方式，在介入期间能够通过电源控制图像伪影。在这三种被动目测技术中，有利方面是可能使整个长度的导管可见并且这些方法与所有成像技术兼容。不利之处在于所有方法相当耗时并且不能直接获得导管位置的坐标。因此，不可能对导管自动跟踪。4根据由M.Burl.Magn.Reson.Med.36，491-493(1996)和S.Weiβ，Proc./SMRM，544(2001)中所述的另一定位方法，导管(也称为最佳导管)的顶端装配有电子绝缘的共振电路，该电路调谐到拉莫尔(Larmor)频率。当传送B1HF脉冲时，共振电路被激励并且使B1场的共振局部增加，这局部增加了翻转角(flip angle)，从而增加了信号。通过由贯穿导管的光波导照明的光电二极管，能光学地失调共振电路，从而打开和关闭信号放大。通过减去打开/关闭信号，抑制信号背景。当激活和停用标记时获得的测量信号也分别称为打开时射影(on projection)和关闭时射影(off projection)。该方法的特征在于可直接获得导管坐标以及该技术与所有成像方法兼容。由于贯穿导管的光波导与电波导不同，不会在HF脉冲的影响下成为显著加热的天线，因而也确保了病人的安全。最后，该方法还具有实时能力。然而，该现有技术的一个缺点是不确保在任何情况下对介入器材的检测有效，因为噪声和伪影会干扰坐标的确定。根据打开时射影和关闭时射影间的差值，通过具有最大信号振幅的采样值，确定器材的位置。然而，信号质量受各种现象不利影响。首先，信号质量高度地依赖于介入器材上接收线圈和标记间的距离，因为接收线圈离信号源越远，脉冲越弱。不过，器材相对于发送线圈和接收线圈的方向更大程度地影响信号质量。当局部接近偶极矩的共振线圈与发送和接收线圈的场线之间存在很大的角度时，这些仅松散耦合。除由介入器材产生的脉冲的高度变化外，位置操作显著地受扩展的伪影干扰。通常，不能完全地消除差值中的背景信号，这可以归因于在激励相应射影的瞬间，磁化不在相同的状态而是服从于瞬态过程。为此，打开时射影和关闭时射影的振幅处于不同水平。用这种方式产生的伪影在下文中称为瞬态伪影。由于在各新方向中先前图像切片(image slice)中的磁化通常还没有完全消失，故而产生另外的伪影，也称为图像切片伪影。然后，该剩余的磁化在打开时射影和关闭时射影间衰减，因此，在不同射影中显示为在数据矢量的中心的伪影。最后，由呼吸和心跳，以及脉动血流产生的运动会对信号的质量产生不利影响。如果由噪声和伪影引起的背景与从介入器材的标记发出的脉冲的幅度变得更接近，将不再能得出有关介入器材的位置的可靠结论。因此，基于该现有技术，本专利技术的目的是提供用于定位介入器材的磁共振方法，其中，将噪声和伪影抑制到总能确保来自介入器材的标记的信号的可检测性的程度。依照本专利技术通过如在权利要求1的前序特征部分中所述的磁共振方法，实现该目的，其中，通过一维信号处理方法处理测量信号以便改进定位操作。此外，本专利技术还涉及用于执行本专利技术的方法的装置和计算机程序。在本专利技术的上下文下，术语介入器材理解成装置，特别是导管，还有活检针、最小侵入诊疗器械、导丝、支架等等。介入器材上的标记具体可以是OptiMa导管的尖端处的共振电路，然而，也可以是其他类型的装置，诸如例如用于主动定位方法的微线圈。能够打开和关闭的、允许按照打开和关闭状态分别记录测量信号(在本专利技术的上下文中也称为打开时射影和关闭时射影)的标记在此是有利的，使得可能通过打开时射影和关闭时射影的不同形式确定标记的位置打开。一维信号处理方法优选是迭代方法，迭代方法是为不能直接通过分析解决的问题而提供的。所谓的最大熵方法特别合适。最大熵方法(ME)方法是用于信号恢复的迭代、非线性方法。ME方法通过从与数据兼容的所有解决方案中选择具有最大熵的解决方案，解决限定不足的问题。通过在算法中包括另外的参数可能将有关测量处理的现有知识纳入考虑，而得到特别的优点。最大熵方法基于的初始问题就一般意义来说能描述如下目的是确定一个分布函数，作为对于分布状态的最佳估计。通常，存在与次要条件兼容的无限多的分布。最大熵的原理意味着将从这些分布之中选择具有最大熵的分布。该选择是唯一一个不添加附加信息而与数据一致的分布。G.J.Daniell和S.F.Gull在IEE Proc.127，Pt.E，170-172(1980)中描述了一种基于概率论的用于具体化ME方法的一种方法。该方法描述了当对输入信号叠加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位介入器材特别是在活体内定位介入器材的磁共振方法，其中，所述介入器材具有在磁共振采集中影响测量信号或产生其自己的测量信号的标记，该方法的特征在于通过一维信号处理方法处理测量信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M曾格，S维斯，T沙夫特，R辛库斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]