[发明专利]用于MR成像引导的介入的个性化RF线圈阵列

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振（MR）成像领域。其涉及一种制造用于MR成像引导的介入的个性化RF线圈阵列的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序和一种计算机工作站。

背景技术

当前，尤其是在医疗诊断领域中广泛使用了利用磁场和核自旋之间的交互以便形成二维或三维图像的MR成像方法，因为对于软组织成像，它们在很多方面优于其他成像方法，其不需要电离辐射，且通常是无创的。

根据一般的MR方法，待检查的患者身体被布置在强均匀磁场中，磁场的方向同时定义测量所基于的坐标系的轴（通常为z轴）。磁场针对依赖于磁场强度的个体核自旋产生不同的能级，个体核自旋能够通过施加定义频率（所谓的拉莫尔频率或MR频率）的交变电磁场（RF场）被激励（自旋共振）。从宏观角度讲，个体核自旋的分布产生总体磁化，通过施加适当频率的电磁脉冲（RF脉冲）能够使总体磁化偏离平衡状态，同时RF脉冲的磁场垂直于z轴延伸，使得磁化绕z轴进行进动。进动运动描绘出锥形表面，其孔径角称为翻转角。翻转角的大小依赖于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况中，自旋从z轴偏斜到横平面（翻转角90°）。经由MR设备的RF线圈布置使RF脉冲朝向患者身体辐射。RF线圈布置通常围绕在其中放置患者身体的检查体积。

在终止RF脉冲之后，磁化弛豫回原始平衡状态，在该状态中再次以第一时间常数T₁（自旋晶格或纵向弛豫时间）建立z方向的磁化，并且垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T₂（自旋-自旋或横弛豫时间）弛豫。能够借助接收RF线圈探测磁化的变化，接收RF线圈以这样的方式被布置并取向在MR设备的检查体积之内，即在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随着（局部磁场不均匀诱发的）核自旋从具有相同相位的有序状态到所有相位角均匀分布的状态的转变（移相）。能够借助重新聚焦脉冲（例如180°脉冲）补偿移相。这样在接收线圈中产生回波信号（自旋回波）。

为了在身体中实现空间分辨，在均匀磁场B0上叠加沿三个主轴延伸的线性磁场梯度，导致自旋共振频率的线性空间依赖性。之后接收线圈拾取的信号包含能够与身体中不同位置相关联的不同频率分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并被称为k空间数据。k空间数据通常包括利用不同相位编码采集的多条线。通过收集多个样本对每条线进行数字化。借助傅里叶变换或者其他适当算法将一组k空间数据转换为MR图像。

由于对受检查的患者和操作人员无有害影响，因而MR成像非常适合“介入放射学”，其中，所采集的并且重建的MR图像用于引导有创流程。成像引导的一般目的在于将基于成像的信息应用于诊断和治疗过程。已知的MR成像引导的治疗系统使用术前采集的MR图像创建解剖模型，解剖模型提供对3D解剖结构的定位、瞄准和可视化。这些模型支持术前规划，以定义并优化进入策略，并模拟所规划的介入。这些模型将图像坐标与手术场所内的仪器位置定义的实际位置联系起来。因而，它们使外科医生能够在全面了解周围解剖结构的情况下对流程进行导航并执行流程。

在多个实际应用中，在手术期间由于机械因素、生理活动、膨胀或出血，会发生软组织的移动和变形。这些变化可能会使器官或其组织成分移位至这种程度，即基于术前采集的MR成像的3D模型不能够与患者的实际解剖结构配准。在这种情况下，实现准确的MR成像引导的手术的最终解决方案是实时术中MR成像或者介入流程期间体积MR图像的至少频繁的更新。由此得到了一种方法，其能够连续地检测各种组织成分的位置的变化并对介入的目标及其环境定位以便界定出到达待处置病变的轨迹。因而，术中MR成像的调整是解剖结构在手术期间的变化或者组织完整性在治疗期间的变化。其目标在于允许MR成像引导的治疗充分利用由当前MR成像方法可获得的解剖结构信息和功能信息。通过为医师提供当前MR图像信息，手术或介入流程的安全性和效率将得到显著提高。

问题在于，在手术设置中难以将MR信号采集所需的RF线圈以这样的方式最优地放置到各自的身体部分周围，即（i）获得良好的信噪比（SNR）且（ii）为医师确保到达介入场所的良好进入。

发明内容

由上文将容易地认识到，需要一种改进的用于MR成像引导的介入的RF线圈布置，其能够实现高质量术中MR成像以及到达患者的良好进入。

根据本发明，公开了一种制造用于MR成像引导的介入的个性化RF线圈阵列的方法。所述方法包括如下步骤：

-采集反映患者身体的一部分的解剖结构的诊断图像数据；