本发明专利技术涉及一种用于控制MR成像中的患者刺激效应的方法(8)、对应的计算机程序(8)和计算机可读的存储介质(6)以及对应地适配的MRI设备(1)。所述方法(8)提出，单独针对MRI序列的每一个脉冲沿，独立地计算第一有效刺激持续时间。所述方法(8)还提出，计算第二有效刺激持续时间，对于第二有效刺激持续时间，考虑序列期间的变化的梯度场的相应的历史。然后，依据对第一和第二有效刺激持续时间两者的评估，计算针对梯度磁场的允许的变化率的阈值。然后，相对于所计算的阈值，对相应的MRI序列进行评估，以确定应用相应的MRI序列是否安全。以确定应用相应的MRI序列是否安全。以确定应用相应的MRI序列是否安全。
【技术实现步骤摘要】
用于控制磁共振成像中的患者刺激效应的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于控制或者监视磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)中的患者刺激效应的方法以及对应的计算机程序和计算机可读的存储介质。本专利技术还涉及一种用于执行所述方法的对应的磁共振成像设备。
技术介绍
[0002]迄今为止的磁共振成像是一种常规使用的成熟技术。然而，对于相应的成像的患者来说，这并非没有风险。众所周知，快速变化的磁场可能产生相对强的电场，相对强的电场继而可能在患者中产生不希望的周围神经刺激(peripheral nerve stimulation，PNS)和/或心脏刺激。当电场太强和/或施加的时间段太长时，可能发生这些刺激，并且这些刺激被认为是对于患者不希望的风险。
[0003]一种用于管理和限制这些风险的已知方法是，确定在MRI序列期间播放的各个梯度脉冲的所谓的有效刺激持续时间，然后基于有效刺激持续时间，来检查所建议的MRI序列是否导致可能超过限制或者阈值的场或者效应。
[0004]这种方法具有不能可靠地在所有情况下或者针对所有脉冲序列防止患者刺激的缺点。
[0005]另一种已知方法是使用所谓的SAFE模型(Stimulation Approximation by Filtering and Evaluation，通过滤波和评估的刺激近似)，SAFE模型被开发用于针对PNS监视MRI序列或者应用。在使用SAFE模型时，将模型的参数拟合于相应的MRI序列的预期的PNS的计算机辅助仿真的结果。可以将SAFE模型参数化，以同时确保满足针对PNS以及针对心脏刺激的限制。因此，甚至对于最差情况的MRI序列，这种方法也可以确保患者安全。这种方法的缺点是，其可能导致不必要的低的限制，其意味着在许多情况下，不能完全利用MRI序列或者脉冲参数的安全范围。这继而可能导致成像处理的性能的不必要的降低。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是，使得能够进行关于患者刺激安全的MR成像，而不会不必要地牺牲成像性能。上述目的通过本专利技术来实现。在本专利技术中以及在说明书和附图中，指出了具有本专利技术的适宜的扩展的有利实施例。
[0007]本专利技术基于如下思想，即，可以通过实现存储器功能，并且将这与有效刺激持续时间的标准每梯度脉冲沿计算进行组合，来解决上面提到的问题。根据本专利技术的方法用于针对由于磁共振成像(MRI)中的变化的梯度磁场而产生的患者刺激效应，特别是关于心脏刺激，进行控制或者监视。换句话说，所述方法可以用于控制(至少心脏)刺激或者可能导致刺激(特别是心脏刺激)的电场的产生。根据本专利技术的方法特别是可以是计算机实现的方法，其可以使用诸如连接到存储器设备以及输入输出系统(I/O系统)的处理器的通用计算硬件来执行或者进行。
[0008]在根据本专利技术的方法的处理步骤中，针对给定或者预先确定的MRI序列，针对序列
的每个单调梯度脉冲沿，单独计算第一有效刺激持续时间。这意味着，在不考虑序列的任意其它的梯度脉冲或者梯度脉冲沿的情况下，因此独立于其它的梯度脉冲或者梯度脉冲沿地，一次针对该序列的梯度脉冲的一个脉冲沿计算第一有效刺激持续时间。
[0009]在根据本专利技术的方法的另一个步骤中，针对序列计算第二有效刺激持续时间。不同地，即以不同的方式或者使用不同的方法或算法，来计算第一和第二有效刺激持续时间。至少沿着序列的单调梯度脉冲沿，考虑序列期间的直到序列中的相应的点的变化的梯度场的相应的历史，即梯度活动或者对应的梯度线圈的活动，以便在该相应的点处，针对序列计算第二有效刺激持续时间。在此，独立于脉冲沿的起点和终点地，考虑梯度场的历史。
[0010]优选针对序列计算第二有效刺激持续时间，针对该第二有效刺激持续时间，至少沿着序列的单调梯度脉冲沿，独立于梯度脉冲沿的起点和终点地，考虑序列期间的直到序列中的相应的点的变化的梯度场的相应的历史。
[0011]这意味着，在序列的特定单调梯度脉冲沿或点处考虑的历史，可以至少潜在地完全或者部分跨越多个先前的梯度脉冲沿。以这种方式，可以针对序列的每个单调脉冲沿，使用给定的时间步长或者给定的时间分辨率，或者例如使用积分函数连续地，在序列的单调梯度脉冲沿的每个点处或者针对序列的单调梯度脉冲沿的每个点，计算第二有效刺激持续时间。也可以类似地沿着整个序列或者针对整个序列的每个点，即潜在地甚至在梯度脉冲或者梯度脉冲沿之间，计算第二有效刺激持续时间。
[0012]在序列的每个梯度脉冲沿或点处考虑的历史，可以是相应的部分或者完整的历史。这意味着，可以仅考虑序列从其起点或者开头直到相应的梯度脉冲沿或点的一部分，或者从其起点或者开头直到相应的梯度脉冲沿或点的整个序列。这例如可以取决于所评估的相应的梯度脉冲沿或点在序列中的位置、序列的长度、按照每单位时间的梯度脉冲或者梯度脉冲沿的序列的密度、可使用的计算资源和/或其它因素。
[0013]在根据本专利技术的方法的另一个步骤中，依据对第一和第二有效刺激持续时间两者的评估，计算梯度磁场的允许的变化或者变化率的阈值或者限制。然后，针对该限制或者阈值，对序列进行评估或者比较，以确定关于可能的患者刺激，施加或者继续序列是否安全。
[0014]本专利技术使得能够安全并且可靠地评估和监视特别是心脏刺激方面的MRI序列的潜在的刺激效应，同时提供与诸如上面提到的SAFE模型的已知技术相比，至少平均得到改善的性能。本专利技术的另一个优点是，所描述的方法允许根据个体的要求和可使用的资源，进行灵活的实施和变形。例如，在仅非常有限的存储空间可使用的FPGA/DSP环境中，可以相对容易地实现所描述的方法的实施。
[0015]下面，也将梯度脉冲或者梯度脉冲沿简称为脉冲或者脉冲沿。
[0016]不实现存储器功能、即不考虑梯度活动的历史的、用于针对脉冲沿计算有效刺激持续时间的先前的方法，可以导致严重或者危险的情形。这可能是基于如下认识的情况，即，多个连续的或者背对背的单极性梯度脉冲，即具有相同的符号或者极性的梯度脉冲，可能使暴露于这些脉冲或者对应的电磁场的组织的刺激阈值降低。然而，在仅针对每个脉冲沿单独计算有效刺激持续时间的传统方法中，忽略了这种效应。另一种严重的场景可能是，将具有极其大的有效刺激持续时间的单个梯度脉冲分解为多个短脉冲。然后，该多个短脉冲可能单独满足安全限制，而由该多个短脉冲构成的更长的脉冲不满足安全限制。在实际的MRI应用中，这种场景可能相对不常见，但是也不能完全排除其可能性，因此可能对相应
的患者产生真实的风险。
[0017]还很重要的是，应当注意，所提到的传统方法基于理想的单调脉冲沿的假设。然而，在实际的技术现实中，在按说单调的脉冲的端部处，例如在从脉冲上升或者下降沿到梯度场的恒定值的过渡处，一般存在过冲(overshoot)或者下冲(undershoot)，例如由于硬件控制器的非零反应时间。这意味着，例如当梯度场遵循阶梯函数时，由于过冲效应，在每个正的或者上升的阶梯之后，是短的下降或者负的脉冲沿，并且类似地，由于下冲效应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于控制磁共振成像中的患者刺激效应的方法(8)，所述患者刺激效应由于变化的梯度磁场而产生，其中，-对于给定的MRI序列，单独针对所述序列的每一个单调梯度脉冲沿，独立地计算第一有效刺激持续时间，-对于所述序列，计算第二有效刺激持续时间，对于所述第二有效刺激持续时间，至少沿着所述序列的所述单调梯度脉冲沿，考虑直到所述序列中的相应的点的、所述序列期间的变化的梯度场的相应的历史，并且-依据对第一和第二有效刺激持续时间两者的评估，计算针对所述梯度磁场的允许的变化率的阈值，相对于所述阈值，对所述序列进行评估，以确定应用所述序列是否安全。2.根据权利要求1所述的方法(8)，其特征在于，借助实现对应的IEC 60601-2-33标准的算法，来计算所述第一有效刺激持续时间。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(8)，其特征在于，作为对第一和第二有效刺激持续时间的评估的一部分，确定第一和第二有效刺激持续时间中的哪一个有效刺激持续时间更长，然后仅使用所确定的第一和第二有效刺激持续时间中的更长的有效刺激持续时间，来计算所述阈值。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(8)，其特征在于，对于所述第二有效刺激持续时间的计算，仅考虑如下滑动时间窗内部的梯度活动的历史，所述滑动时间窗具有从相应的当前的点开始在时间上往回延伸的预先确定的长度。5.根据权利要求4所述的方法(8)，其特征在于，所述滑动时间窗具有3ms和300ms之间、优选3ms和20ms之间的预先确定的长度。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(8)，其特征在于，在计算所述第二有效刺激持续时间时，使用权重函数，所述权重函数对如下梯度活动分配更低的权重，所述梯度活动在时间上先于在时间上更靠近计算所述第二有效刺激持续时间的所述序列中的相应的当前的梯度脉冲沿或点的梯度活动。7.根据权利要求6所述的方法(8)，其特征在于，所述权重函数-对梯度活动历史的第一部分分配恒定的非零权重，并且-根据预先确定的函数，对所述梯度活动历史的第二部分分配权重，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：D尼德洛纳，G鲁特斯，A沃姆恩特，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。