Интервенционная мр-томография с компенсацией движения



Интервенционная мр-томография с компенсацией движения
Интервенционная мр-томография с компенсацией движения
Интервенционная мр-томография с компенсацией движения

 


Владельцы патента RU 2580189:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Группа изобретений относится к области медицины. Способ магнитно-резонансной томографии (МРТ) движущейся части тела пациента, помещенной в область исследования аппарата МРТ, причем указанный способ содержит этапы, на которых: a) осуществляют сбор отслеживаемых данных от микрокатушки, прикрепленной к интервенционному инструменту, введенному в часть тела, b) воздействуют на часть тела последовательностью импульсов для получения от нее одного или более сигналов МР, причем параметры перемещения и/или вращения, описывающие движение части тела, выводят из отслеживаемых данных, причем параметры последовательности импульсов корректируют, так чтобы скомпенсировать движение на изображении посредством сдвига или вращения при сканировании в соответствии с параметрами перемещения и/или вращения, c) получают совокупность данных сигнала МР посредством повторения этапов а) и b) несколько раз, d) реконструируют одно или более МР изображения из совокупности данных сигнала МР. При этом аппарат МРТ для осуществления способа включает в себя главную магнитную катушку для генерации однородного постоянного магнитного поля в области исследования, ряд градиентных катушек для генерации переключаемых градиентов магнитного поля в различных направлениях в пространстве в области исследования, РЧ катушку для генерации РЧ импульсов в области исследования и/или для приема сигналов МР от тела пациента, расположенного в области исследования, блок управления для контроля временной последовательности РЧ импульсов и переключаемых градиентов магнитного поля и блок реконструкции. Информационный носитель содержит исполняемые компьютером команды для осуществления способа МРТ движущейся части тела пациента, помещенной в область исследования аппарата МРТ. Применение данной группы изобретений позволит уменьшить время сканирования и обеспечит эффективную компенсацию движения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области магнитно-резонансной (МР) томографии. Оно относится к способу МР-томографии по меньшей мере движущейся части тела пациента, помещенной в области исследования аппарата МРТ. Настоящее изобретение также относится к аппарату МРТ и к компьютерной программе для выполнения на аппарате МРТ.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

МР способы формирования изображения, которые используют взаимодействие между магнитными полями и ядерными спинами, для того чтобы сформировать двумерные или трехмерные изображения, широко применяются в настоящее время, в особенности в области медицинской диагностики, поскольку для целей визуализации мягких тканей они превосходят другие способы визуализации во многих отношениях, не требуют ионизирующего излучения и, как правило, не инвазивны.

В соответствии с методом МРТ в целом, тело исследуемого пациента располагают в сильном однородном магнитном поле, направление которого в то же время определяет собой ось (как правило, ось z) координатной системы, на которой основано измерение. Магнитное поле создает различные энергетические уровни отдельных ядерных спинов в зависимости от напряженности магнитного поля, которые могут быть возбуждены (спиновый резонанс) посредством воздействия электромагнитного переменного поля (РЧ поле) определенной частоты (так называемая частота Лармора, или МР частота). С макроскопической точки зрения распределение отдельных ядерных спинов формирует общую намагниченность, которую можно вывести из состояния равновесия посредством воздействия электромагнитного импульса соответствующей частоты (РЧ импульс), при том, что магнитное поле расположено перпендикулярно оси z, так что намагниченность приходит в прецессионное движение вокруг оси z. Прецессионное движение описывает поверхность конуса, угол апертуры которого называется углом отклонения. Величина угла отклонения зависит от величины и продолжительности приложенного электромагнитного импульса. В случае так называемого 90° импульса спины отклоняются от оси z в поперечную плоскость (угол отклонения 90°).

После прекращения РЧ импульса намагниченность возвращается в исходное состояние равновесия, в котором намагниченность в направлении z снова нарастает с одной постоянной времени T1 (спин-решеточное или продольное время релаксации), а намагниченность в направлении, перпендикулярном оси z, восстанавливается с другой постоянной времени T2 (спин-спиновое или поперечное время релаксации). Изменение намагниченности можно детектировать посредством принимающих РЧ катушек, которые расположены и ориентированы внутри области исследования аппарата МРТ таким образом, что изменение намагниченности измеряется в направлении, перпендикулярном оси z. Спад поперечной намагниченности сопровождается, после применения, например, 90° импульса, переходом ядерных спинов (вызванным локальными неоднородностями магнитного поля) из упорядоченного состояния с одной и той же фазой в состояние, в котором все фазовые углы равномерно распределены (расфазировка). Расфазировку можно скомпенсировать с помощью рефокусирующего импульса (например, 180° импульса). Это приводит к возникновению эхосигнала (спиновое эхо) в принимающих катушках.

Для того чтобы создать пространственное разрешение в теле, на однородное магнитное поле накладывают линейные градиенты магнитного поля в направлении трех главных осей, что приводит к линейной пространственной зависимости частоты спинового резонанса. Обнаруженный принимающими катушками сигнал в этом случае содержит компоненты различных частот, которые можно связать с различными локализациями в теле. Получаемые посредством принимающих катушек данные сигнала соответствуют пространственно-частотному диапазону и называются данными k-пространства. Данные k-пространства, как правило, включают в себя множество строк, полученных с различным фазовым кодированием. Каждую строку оцифровывают посредством сбора ряда выборок. Совокупность данных k-пространства преобразуют в МР изображение, например, посредством преобразования Фурье.

Кардиальная интервенционная МР-томография представляет собой перспективное средство, в котором можно соединить точную локализацию интервенционного инструмента с отличным контрастом мягких тканей. Более того, посредством соответствующих методов МР-томографии может быть получена функциональная информация от сердца. Сочетание МР-томографии с отслеживанием интервенционных инструментов особенно привлекательно для терапевтических применений, для которых необходим мониторинг терапии, таких как, например, МР электрофизиологические воздействия. Однако кардиальная МР-томография связана с компромиссом между пространственным разрешением, временем сканирования и отношением сигнал-шум (SNR). Поэтому эффективная компенсация движения является чрезвычайно важной. Получение достаточных МР данных для реконструкции изображения занимает конечный период времени. Движение объекта, подвергаемого визуализации, такое как ритмичное движение сердца, в сочетании с дыхательным движением пациента, во время данного конечного времени получения данных, как правило, приводит к артефактам движения на соответствующем реконструированном МР изображении. Время получения можно уменьшить только очень незначительно, если задано определенное разрешение МР изображения. На динамических МР-томографических сканах, необходимых для мониторинга терапии, движение исследуемого объекта во время получения данных приводит к различного рода артефактам размытости, неверного позиционирования и деформации. Были разработаны проспективные методы коррекции движения, такие как так называемый метод навигатора или PACE, чтобы преодолеть проблемы, связанные с движением, посредством проспективной коррекции параметров томографии, т.е. параметров последовательности импульсов, применяемой для получения сигнала МР, которые определяют локализацию и ориентацию поля изображения (FOV) внутри области визуализации. При использовании метода навигатора совокупность МР данных получают из области в форме карандаша (луч навигатора), которая пересекает диафрагму исследуемого пациента. Эту область интерактивно помещают таким образом, что положение диафрагмы можно реконструировать из полученной совокупности МР данных и использовать для коррекции движения FOV в реальном времени. Метод навигатора, в первую очередь, применяют для минимизации влияния дыхательного движения в кардиальных исследованиях. В противоположность методу навигатора, для которого необходим луч навигатора, чтобы детектировать несовпадения из-за движения, в вышеупомянутом методе PACE используют предварительно полученные динамические изображения, для того чтобы проспективно корректировать параметры томографии в последовательности следующих один за другим динамических изображений. Кроме того, известно применение основанной на ЭКГ синхронизации с целью синхронизации получения изображений с ритмичным движением сердца, посредством чего уменьшают артефакты движения, вызванные сердечным циклом.

Известные подходы к компенсации движения неблагоприятно отличаются необходимостью увеличения времени сканирования из-за уменьшенного рабочего цикла сканирования. Кроме того, вышеупомянутый метод навигатора требует сложного планирования сканирования.

С другой стороны, недавно было показано, что МР-томография способна визуализировать эффект кардиальной электрофизиологической абляции вскоре после абляции, причем было продемонстрировано, что связанные с абляцией физиологические изменения можно идентифицировать посредством МР-томографии in situ. Однако в настоящее время существуют ограничения в отношении качества изображений из-за ограниченного отношения сигнал-шум (SNR) и артефактов движения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Из вышеизложенного легко понять, что существует необходимость в улучшенном способе интервенционной МР-томографии. Поэтому целью настоящего изобретения является обеспечить возможность контролируемой МРТ терапии движущихся частей тела, не требующей синхронизации по ЭКГ, методов навигатора или других требующих времени или сложных способов компенсации движения.

В соответствии с настоящим изобретением описан способ МР-томографии движущейся части тела пациента, помещенной в область исследования аппарата МРТ. Данный способ включает в себя этапы:

a) сбора отслеживаемых данных от интервенционного инструмента, введенного в часть тела,

b) воздействия на указанную часть тела последовательностью импульсов для получения от нее одного или более сигналов МР, причем параметры перемещения и/или вращения, описывающие движение части (22) тела (10), выводят из отслеживаемых данных, причем параметры последовательности импульсов корректируют, так чтобы скомпенсировать движение в соответствии с параметрами перемещения и/или вращения, причем параметры перемещения и/или вращения, описывающие движение части (22) тела (10), выводят из отслеживаемых данных, параметры последовательности импульсов корректируют, так чтобы скомпенсировать движение в соответствии с параметрами перемещения и/или вращения,

c) получения совокупности данных сигнала МР посредством повторения этапов a) и b) несколько раз,

d) реконструирования одного или более МР изображения из совокупности данных сигнала МР.

Способ согласно настоящему изобретению позволяет получить МР изображения с компенсацией движения в месте нахождения интервенционного инструмента, который был введен в соответствующую движущуюся часть (такую как, например, сердце) тела пациента. Сущностью настоящего изобретения является использование отслеживаемых данных, т.е. информации о локализации, собранной из интервенционного инструмента, для компенсации движения на изображении. Указанный интервенционный инструмент предпочтительно содержит активное средство для отслеживания, для того чтобы сообщать его местоположение и ориентацию внутри исследуемой части тела на аппарат МРТ, применяемый для визуализации. Известные активные МР методы отслеживания, в которых применяются одна или более РЧ микрокатушек, прикрепленных к интервенционному инструменту, хорошо подходят для способа согласно настоящему изобретению. Однако известные пассивные маркеры, которые можно применять в МР-томографии в сочетании с подходящими алгоритмами обнаружения, также допустимы. Также можно применять другие, не основанные на МР, методы отслеживания. В этом случае необходим подходящий интерфейс между соответствующей системой слежения и аппаратом МРТ, для того чтобы сделать возможным использование отслеживаемых данных при управлении последовательностями аппарата МРТ.

Предпочтительно, отслеживаемые данные, собранные в соответствии с настоящим изобретением, включают в себя информацию относительно мгновенного местоположения (координаты x, y, z) и/или ориентации (углы Эйлера) по меньшей мере части интервенционного инструмента (например, наконечника катетера) в пределах области исследования. В том случае, когда к интервенционному инструменту прикреплены РЧ микрокатушки, соответствующие РЧ микрокатушки предпочтительно соединены с аппаратом МРТ посредством подходящей линии передачи (РЧ, оптической или беспроводной). Подходящие интерфейсы для включения такого, основанного на МР, отслеживания в способы МР-томографии как таковые известны в данной области техники (см., например, патент США 2008/0097189 A1). Таким образом, аппарат МРТ включает в себя подходящее программное обеспечение, реализующее последовательности импульсов для получения сигналов МР и сбора и оценки координат микрокатушек.

В способе согласно настоящему изобретению, как указано выше, исследуемая движущаяся часть тела подвергается воздействию последовательности импульсов, для того чтобы получить сигналы МР для реконструкции изображений, причем параметры последовательности импульсов корректируют на основании отслеживаемых данных. Это означает, что аппарат МРТ адаптирует параметры сканирования на основании отслеживаемых данных, тем самым вызывая сдвиг и/или вращение геометрии сканирования в соответствии с исследуемой движущейся анатомической структурой в реальном времени. Данная корректировка параметров томографии может быть применена в соответствии с настоящим изобретением даже к отдельным строкам k-пространства. Корректировка параметров томографии во время получения сигналов МР делает возможной проспективную коррекцию случайного движения вблизи интервенционного инструмента. Подход настоящего изобретения представляется особенно полезным для мониторируемых с помощью МРТ методов лечения, таких как, например, катетерная абляция. Настоящее изобретение использует информацию о местоположении, содержащуюся в отслеживаемых данных от интервенционного инструмента, который остается в фиксированном геометрическом расположении относительно анатомической структуры.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения динамические серии МР изображений реконструируют из неоднократно получаемых совокупностей данных сигналов МР. Это означает, что проводится 4D МР-томография, причем параметры последовательности импульсов непрерывно корректируются на основании собранных отслеживаемых данных, так что FOV остается по существу в постоянном по времени геометрическом расположении по отношению к исследуемой движущейся части тела.

Если интервенционный инструмент непреднамеренно «скользит», т.е. движется относительно анатомической структуры, подвергаемой визуализации и/или лечению, происходит немедленное усиление артефактов движения на МР изображениях, реконструированных в соответствии с настоящим изобретением. Данные артефакты можно детектировать автоматически, и можно генерировать соответствующее предупреждение пользователю аппарата МРТ и/или специалисту, осуществляющему вмешательство.

В альтернативном варианте движение интервенционного инструмента относительно движущейся части тела можно обнаружить в соответствии с настоящим изобретением посредством детектирования отклонения движения интервенционного инструмента от повторяющейся схемы движения на основании неоднократно собранных отслеживаемых данных. Этот способ детектирования «скольжения» интервенционного инструмента также можно использовать для генерации предупреждения специалисту, осуществляющему вмешательство.

Способ согласно настоящему изобретению, таким образом, предпочтительно предоставляет возможность автоматического детектирования неправильно зафиксированного положения терапевтического или диагностического интервенционного устройства по отношению к анатомической структуре, подвергаемой лечению и/или исследованию, при этом повышая точность проведения лечебной процедуры и, следовательно, результат лечения. По этой причине способ согласно настоящему изобретению особенно полезен для интервенционной кардиальной МР-томографии, в которой применяют отслеживаемое подобное катетеру устройство. Опытный специалист, осуществляющий вмешательство, способен прочно зафиксировать интервенционный инструмент по отношению к локальной кардиальной анатомической структуре, как для того, чтобы осуществить лечение, так и для проведения какой-либо диагностики. Затем отслеживаемый интервенционный инструмент можно немедленно использовать, для того чтобы детектировать локальное движение кардиальной анатомической структуры очень точно и с высоким временным разрешением. В соответствии с настоящим изобретением, указанные отслеживаемые данные позволяют осуществлять проспективную коррекцию движения на изображении, т.е. через получение отдельных строк или сегментов k-пространства, и посредством этого делают возможным получение сигналов МР с компенсацией движения без необходимости в навигации, переключении по ЭКГ или других методах оценки и/или компенсации движения. Таким образом, становится возможной более быстрая МР-томография локальной анатомической структуры, которую можно применять для улучшения SNR при одновременном уменьшении артефактов движения. В случае активно отслеживаемого абляционного катетера, сканирование повреждения можно эффективно проводить без какого-либо геометрического планирования, поскольку интервенционный инструмент расположен в непосредственной близости от повреждения и, следовательно, его можно использовать непосредственно для того, чтобы определить FOV. Это может оказаться чрезвычайно полезным для проведения множества точечных абляций, например, с целью формирования кольца или линии связанных абляций, что необходимо для изоляции пульмональных вен. В то же время точность проведения лечебной процедуры значительно повышается, поскольку непреднамеренное «скольжение» инструмента относительно анатомической структуры, подвергаемой лечению, немедленно и надежно распознается благодаря принципу настоящего изобретения.

Способ согласно настоящему изобретению можно успешно сочетать с томографией по технологии PROPELLER. В известной концепции PROPELLER (периодический поворот накладывающихся параллельных линий с улучшенной реконструкцией), сигналы МР собираются в k-пространстве в N полос, каждая из которых состоит из параллельных линий, соответствующих фазокодирующим строкам с наиболее низкой частотой L в декартовой схеме дискретизации k-пространства. Каждая полоса, которая также называется лопаткой k-пространства, поворачивается в k-пространстве на угол 180°/N, так что полный набор МР данных заполняет приблизительно круг в k-пространстве. Одной из существенных особенностей технологии PROPELLER является то, что для каждой лопатки k-пространства получают центральную круговую часть k-пространства с диаметром L. Указанную центральную часть можно использовать, для того чтобы реконструировать изображение с низким разрешением для каждой лопатки k-пространства. Указанные изображения с низким разрешением или их k-пространственные представления можно сравнить друг с другом, для того чтобы устранить смещения в плоскости и фазовые ошибки, которые обусловлены движением исследуемого объекта. Кроме того, можно применять подходящий метод, такой как взаимная корреляция, для того чтобы определить, какие лопатки k-пространства были получены со значительным смещением в плоскости. Поскольку сигналы МР объединяются в k-пространстве до реконструкции окончательного МР изображения, в участках, в которых лопатки k-пространства накладываются, предпочтительно используют МР данные от лопаток k-пространства с наименьшей величиной движения в плоскости, так что артефакты, вызванные движением в плоскости, уменьшаются. Подход PROPELLER использует избыточную дискретизацию в центральной части k-пространства, для того чтобы получить метод получения МР изображений, который будет устойчив по отношению к движению исследуемой части тела. Способ согласно настоящему изобретению можно применять, для того чтобы корректировать положение и/или поворот отдельных лопаток k-пространства последовательности в подходе PROPELLER на основании собранных отслеживаемых данных. Таким образом достигают чрезвычайно точной коррекции движения посредством комбинирования корреляции избыточных данных в центре k-пространства с собранными отслеживаемыми данными от интервенционного инструмента, который зафиксирован относительно исследуемой анатомической структуры.

Способ согласно настоящему изобретению, описанный выше, может быть осуществлен посредством аппарата МРТ, включающего в себя по меньшей мере одну главную магнитную катушку для генерации однородного постоянного магнитного поля в области исследования, ряд градиентных катушек для генерации переключаемых градиентов магнитного поля в различных направлениях в пространстве в области исследования, по меньшей мере одну РЧ катушку для генерации РЧ импульсов в области исследования и для приема сигналов МР от тела пациента, расположенного в области исследования, блок управления для контроля временной последовательности РЧ импульсов и переключаемых градиентов магнитного поля, блок реконструкции и блок визуализации. Для того чтобы сделать возможным сбор отслеживаемых данных от интервенционного инструмента в соответствии с настоящим изобретением, к аппарату МРТ должна быть подключена подходящая система слежения за инструментом. Для активного, основанного на МР, слежения по меньшей мере одна РЧ микрокатушка может быть прикреплена к интервенционному инструменту, причем отслеживаемые данные собираются посредством аппарата МРТ в виде сигналов МР, сгенерированных или обнаруженных РЧ микрокатушкой.

Способ согласно настоящему изобретению может быть успешно осуществлен на большинстве аппаратов МРТ, применяемых в настоящее время в клинической практике. С этой целью всего лишь необходимо использовать компьютерную программу, с помощью которой управляется аппарат МРТ, таким образом, чтобы он осуществлял описанные выше этапы способа согласно настоящему изобретению. Указанная компьютерная программа может находиться либо на информационном носителе, либо в сети передачи данных, чтобы ее можно было загрузить для инсталляции на блоке управления аппарата МРТ.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи раскрывают предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, однако, что данные чертежи выполнены исключительно с иллюстративной целью, а не как определение пределов настоящего изобретения. На чертежах

на фиг.1 изображен аппарат МРТ для осуществления способа согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 схематически изображено движущееся сердце пациента, исследуемого в соответствии со способом согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.1 показан аппарат 1 МРТ. Данный аппарат содержит сверхпроводящие или резистивные главные магнитные катушки 2, так что создается по существу однородное постоянное по времени главное магнитное поле вдоль оси z во всей области исследования.

Система генерирования и управления магнитным резонансом прикладывает серию РЧ импульсов и переключаемые градиенты магнитного поля, чтобы развернуть или возбудить ядерные магнитные спины, вызвать магнитный резонанс, рефокусировать магнитный резонанс, управлять магнитным резонансом, пространственно и как-то иначе кодировать магнитный резонанс, насытить спины и тому подобное, для того чтобы провести МР-томографию.

Конкретнее, градиентный импульсный усилитель 3 прикладывает импульсы тока к выбранным градиентным катушкам 4, 5 и 6 для всего тела вдоль осей x, y и z области исследования. A цифровой РЧ излучатель 7 передает РЧ импульсы или импульсные пакеты через переключатель 8 приема/передачи на объемную РЧ катушку 9 для всего тела, чтобы передать РЧ импульсы в область исследования. Типичная МР последовательность импульсов состоит из пакета РЧ импульсных сегментов малой продолжительности, которые вместе друг с другом и какими-либо прилагаемыми градиентами магнитного поля осуществляют выбранную операцию с ядерным магнитным резонансом. РЧ импульсы применяют для того, чтобы насытить, возбудить резонанс, инвертировать намагниченность, рефокусировать резонанс или управлять резонансом и выбрать часть тела 10, помещенную в области исследования. Сигналы МР также обнаруживаются объемной РЧ катушкой 9 для всего тела.

Для формирования МР изображений ограниченных участков тела 10 с помощью параллельной визуализации комплект локальных матричных РЧ катушек 11, 12, 13 помещают рядом с участком, выбранным для визуализации. Матричные катушки 11, 12, 13 можно применять для приема сигналов МР, индуцированных РЧ излучением катушки для всего тела.

Полученные в результате сигналы МР, обнаруженные объемной РЧ катушкой 9 для всего тела и/или матричными РЧ катушками 11, 12, 13, демодулируются приемником 14, предпочтительно включающим в себя предусилитель (не показан). Приемник 14 соединен с РЧ катушками 9, 11, 12 и 13 посредством переключателя 8 приема/передачи.

Главный компьютер 15 управляет градиентным импульсным усилителем 3 и излучателем 7, чтобы генерировать любую из множества МР последовательностей импульсов, например, визуализацию с помощью метода быстрого спинового эха (TSE) и тому подобное. Для выбранной последовательности приемник 14 принимает одну или множество строк МР данных в быстрой последовательности после каждого РЧ возбуждающего импульса. Система 16 получения данных осуществляет аналогово-цифровое преобразование принятых сигналов и преобразует каждую строку МР данных в цифровой формат, пригодный для дальнейшей обработки. В современных аппаратах МРТ система 16 получения данных представляет собой отдельный компьютер, который специализируется на получении необработанных данных изображения.

В конечном итоге цифровые необработанные данные изображения реконструируют в представление в виде изображений с помощью процессора 17 реконструкции, который применяет преобразование Фурье или другие подходящие алгоритмы реконструкции, такие как SENSE или SMASH. МР изображение может представлять плоский срез пациента, массив параллельных плоских срезов, трехмерный объем или тому подобное. Затем изображение сохраняют в памяти для хранения изображений, где к ним можно получить доступ для преобразования срезов, проекций или других частей представления в виде изображений в подходящий формат для визуализации, например, посредством видеомонитора 18, который обеспечивает читаемое человеком отображение полученного в результате МР изображения.

Интервенционный инструмент 19, такой как, например, абляционный катетер, вводят в тело 10 пациента. Катетер 19 соединен с каналом приема аппарата 1 МРТ посредством интерфейса 21. РЧ микрокатушка 20 прикреплена к дистальному концу катетера 19, что делает возможным локализацию наконечника катетера посредством обнаружения сигналов МР с помощью РЧ микрокатушки 20 в присутствии градиентов магнитного поля.

На фиг.2 показан схематический разрез сердца 22 пациента в два разных момента, разделенных интервалом времени Δt. Абляционный катетер 19 вводят в сердце 22, причем наконечник катетера, к которому прикреплена микрокатушка 20, жестко фиксируют в миокарде. Поскольку наконечник катетера 19 остается локально фиксированным относительно анатомической структуры сердца, информацию о местоположении, получаемую из отслеживаемых данных, собираемых посредством микрокатушки 20, используют в соответствии с настоящим изобретением для корректировки параметров сканирования последовательности импульсов, для того чтобы достигнуть коррекции движения FOV 23 в реальном времени. На фиг.2 показано, что положение и ориентация FOV 23 изменилась за интервал времени Δt. Активно отслеживаемый абляционный катетер 19, таким образом, применяют, для того чтобы детектировать локальное движение анатомической структуры, чтобы осуществить проспективную коррекцию движения на изображении. FOV 23 перемещается и поворачивается так, что оно остается в фиксированном геометрическом расположении по отношению к исследуемой анатомической структуре сердца 22. Не требуются синхронизации с навигатором, синхронизации по ЭКГ или других методов компенсации движения. Повреждение, создаваемое абляционным катетером 19, можно непосредственно сканировать с высоким качеством изображения, т.е. без артефактов движения, вызванных дыхательным движением и/или ритмичным движением сердца 22. Если катетер 19 «скользит», так что катетер 19 движется по отношению к анатомической структуре сердца 22, немедленно появляются артефакты движения на МР изображении, реконструированном из полученных сигналов МР. Это происходит, поскольку анатомическая структура больше не остается в фиксированном геометрическом расположении по отношению к FOV 23. Резкое увеличение артефактов изображения можно применять для того, чтобы генерировать соответствующее предупреждение специалисту, осуществляющему вмешательство.

1. Способ магнитно-резонансной (МР) томографии движущейся части (22) тела (10) пациента, помещенной в область исследования аппарата (1) МРТ, причем указанный способ содержит этапы, на которых:
a) осуществляют сбор отслеживаемых данных от по меньшей мере одной микрокатушки, прикрепленной к интервенционному инструменту (19), введенному в часть (22) тела (10),
b) воздействуют на часть (22) тела (10) последовательностью импульсов для получения от нее одного или более сигналов МР, причем параметры перемещения и/или вращения, описывающие движение части (22) тела (10), выводят из отслеживаемых данных, причем параметры последовательности импульсов корректируют, так чтобы скомпенсировать движение на изображении посредством сдвига или вращения при сканировании в соответствии с параметрами перемещения и/или вращения,
c) получают совокупность данных сигнала МР посредством повторения этапов а) и b) несколько раз,
d) реконструируют одно или более МР изображения из совокупности данных сигнала МР.

2. Способ по п. 1, в котором отслеживаемые данные включают в себя информацию относительно мгновенного положения и/или ориентации по меньшей мере части интервенционного инструмента (19) в пределах области исследования.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором движение интервенционного инструмента (19) относительно части (22) тела (10) обнаруживают с помощью детектирования артефактов движения на реконструированном МР изображении.

4. Способ по п. 3, в котором параметры последовательности импульсов корректируют на этапе b), так что поле (23) изображения (FOV) остается, по существу, в постоянном по времени геометрическом расположении по отношению к движущейся части (22) тела (10).

5. Способ по п. 1, в котором динамические серии МР изображений реконструируют из неоднократно получаемых совокупностей данных сигналов МР.

6. Способ по п. 5, в котором движение интервенционного инструмента (19) по отношению к части (22) тела (10) обнаруживают с помощью детектирования отклонения движения интервенционного инструмента (19) от повторяющейся схемы движения на основании неоднократно собранных отслеживаемых данных.

7. Способ по п. 1, в котором последовательность импульсов представляет собой последовательность PROPELLER, причем положение и/или поворот отдельных k-пространственных лопастей последовательности PROPELLER корректируют на этапе b) на основании собранных отслеживаемых данных.

8. Аппарат магнитно-резонансной томографии (МРТ) для осуществления способа по пп. 1-7, причем аппарат (1) МРТ включает в себя по меньшей мере одну главную магнитную катушку (2) для генерации однородного постоянного магнитного поля в области исследования, ряд градиентных катушек (4, 5, 6) для генерации переключаемых градиентов магнитного поля в различных направлениях в пространстве в области исследования, по меньшей мере одну РЧ катушку (9) для генерации РЧ импульсов в области исследования и/или для приема сигналов МР от тела (10) пациента, расположенного в области исследования, блок управления (15) для контроля временной последовательности РЧ импульсов и переключаемых градиентов магнитного поля и блок реконструкции (17), причем указанный аппарат (1) МРТ выполнен с возможностью осуществления этапов:
a) сбора отслеживаемых данных от по меньшей мере одной микрокатушки, прикрепленной к интервенционному инструменту (19), введенному в движущуюся часть (22) тела (10),
b) воздействия на часть (22) тела (10) импульсной последовательностью, содержащей РЧ импульсы, сгенерированные с помощью РЧ катушки (9), и переключаемые градиенты магнитного поля, сгенерированные с помощью градиентных катушек (4, 5, 6), для получения одного или более сигналов МР от части (22), причем параметры перемещения и/или вращения, описывающие движение части (22) тела (10), выводят из отслеживаемых данных, причем параметры последовательности импульсов корректируют, так чтобы скомпенсировать движение на изображении посредством сдвига или вращения при сканировании в соответствии с параметрами перемещения и/или вращения, при помощи блока (15) управления и/или блока (17) реконструкции на основании отслеживаемых данных,
c) получения совокупности данных сигнала МР посредством повторения этапов а) и b) несколько раз,
d) реконструирования одного или более МР изображений из совокупности данных сигнала МР.

9. Аппарат МРТ по п. 8, в котором отслеживаемые данные собраны посредством аппарата (1) МРТ в виде сигналов МР, сгенерированных или обнаруженных по меньшей мере одной РЧ микрокатушкой (20).

10. Аппарат МРТ по п. 8, также включающий в себя систему слежения за инструментом для сбора отслеживаемых данных на этапе а).

11. Информационный носитель, содержащий исполняемые компьютером команды для предписания компьютеру осуществлять способ магнитно-резонансной (МР) томографии движущейся части (22) тела (10) пациента, помещенной в область исследования аппарата (1) МРТ, содержащий этапы, на которых:
a) осуществляют сбор отслеживаемых данных от по меньшей мере одной микрокатушки, прикрепленной к интервенционному инструменту (19),
b) генерируют последовательность импульсов для получения одного или более сигналов МР от движущейся части тела пациента, причем параметры перемещения и/или вращения, описывающие движение части (22) тела (10), выводят из отслеживаемых данных, причем параметры последовательности импульсов корректируют, так чтобы скомпенсировать движение на изображении посредством сдвига или вращения при сканировании в соответствии с параметрами перемещения и/или вращения,
c) получают совокупность данных сигнала МР посредством повторения этапов а) и b) несколько раз,
d) реконструируют одно или более МР изображения из совокупности данных сигнала МР.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, онкологии, гинекологии, лучевой диагностике. Проводят магнитно-резонансную томографию (МРТ) малого таза, используя Т1-спин эхо с подавлением сигнала от жировой ткани FATSAT в аксиальной плоскости с толщиной среза 2.5 мм и шагом сканирования 0.3 мм до введения контрастного препарата (КП) и на 30, 60, 90, 120, 150 с после его введения.
Изобретение относится к медицине, клинической лимфологии, томографическим исследованиям. Для диагностики степени лимфедемы конечности вводят парамагнитный лимфотропный препарат в межпальцевые промежутки, визуализируя лимфатические сосуды.

Изобретение относится к медицине, лучевой диагностике и может применяться при обработке MP-изображений с отсроченным контрастированием, определении структуры миокарда левого предсердия (ЛП) у пациентов с мерцательной аритмией (MA).

Изобретение относится к неврологии и может быть использовано при прогнозировании течения острого ишемического инсульта при проведении тромболитической терапии.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам, применяемым в компьютерной томографии. Система формирования изображений содержит неподвижный гентри, стол пациента, выполненный с возможностью расположения объекта или субъекта на нем в зоне обследования, и пульт управления перемещением стола пациента, прикрепленный к неподвижному гентри, и включающий единый многопозиционный орган управления перемещением стола пациента по горизонтали, вертикали и диагонали внутри и снаружи зоны обследования.
Изобретение относится к медицине, акушерству и гинекологии, патологической анатомии. Для определения давности внутриутробной гибели мертворожденного проводят МРТ-исследование его тела в Т1- и Т2-взвешенных режимах.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам генерации и изменения магнитного поля в поле обзора. Устройство для генерации и изменения магнитного поля в поле обзора, имеющем первую подзону шарообразной или линейной формы, имеющую низкую напряженность магнитного поля, и вторую подзону, имеющую более высокую напряженность магнитного поля, содержит по меньшей мере три пары первых катушек, при этом катушки расположены по кольцу вокруг поля обзора на равных или неравных расстояниях от центра поля обзора, причем две катушки из каждой пары размещены напротив друг друга на противоположных сторонах поля обзора, по меньшей мере одну пару вторых катушек, размещенных напротив друг друга на противоположных сторонах поля обзора на открытых сторонах кольца, генераторное средство сигналов тока для снабжения первых и вторых катушек и средство управления для генерации сигналов тока для поля выбора для снабжения первых катушек так, чтобы по меньшей мере три пары первых катушек генерировали градиентное магнитное поле выбора, имеющее такую пространственную конфигурацию напряженности магнитного поля, что в поле обзора формируются первая подзона и вторая подзона, имеющая более высокую напряженность магнитного поля, и сигналов тока поля возбуждения для снабжения вторых катушек и двух пар первых катушек так, чтобы по меньшей мере одна пара вторых катушек и две пары первых катушек генерировали однородное магнитное поле возбуждения для изменения положения в пространстве двух подзон в поле обзора.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к терапевтическим системам. Система содержит блок ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью облучения ультразвуком по меньшей мере части тела пациента с использованием ультразвука высокой интенсивности, причем блок ультразвуковой терапии содержит ультразвуковой облучатель, прикрепленный к столу пациента, служащему опорой для его тела, и размещенный под отверстием в столе для проведения лечения, и блок MP-визуализации, выполненный с возможностью получения MP-сигналов от части тела и реконструкции MP изображения по MP-сигналам, причем блок МР-визуализации содержит РЧ приемную антенну, целиком встроенную в стол пациента, расположенную по периферии отверстия для проведения лечения и полностью закрытую кожухом стола пациента.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы.

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, андрологии, онкологии, и может быть использовано для выявления гиперактивного мочевого пузыря у пациентов с аденомой предстательной железы.

Изобретение относится к медицине, неврологии, оценке когнитивных процессов и зрительно-пространственного восприятия в головном мозге у пациентов с болезнью Паркинсона (БП). Может быть использовано в качестве биомаркера текущего нейродегенеративного процесса, а также оценки эффективности проводимого лечения. Проводят исследование головного мозга с помощью функциональной МРТ (фМРТ) в покое, выявляя зоны нейрональной активности сети пассивного режима работы головного мозга (СПРР). Данные зоны представлены отделами предклинья, задними отделами поясных извилин, медиальными лобными отделами, нижними теменными дольками правого и левого полушарий головного мозга. При наличии статистически значимого снижения спонтанной нейрональной активности только в нижней теменной дольке правого полушария СПРР относительно уровня нейрональной активности СПРР остальных ее зон диагностируют начальные нейродегенеративные проявления при БП. Способ обеспечивает высокую точность диагностики нейродегенеративного процесса при БП на раннем этапе его проявления. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицине, кардиологии, лучевой диагностике. Для отбора пациентов с фибрилляцией предсердий (ФП) на проведение процедуры сцинтиграфии миокарда при диагностике хронического латентного миокардита проводят клинико-анамнестическое и лабораторно-инструментальное обследование. При наличии комплекса диагностических признаков: жалобы на одышку инспираторного характера, боль в области сердца, не связанная с физической нагрузкой, связь появления ФП с перенесенным инфекционным заболеванием, повышенный уровень интерлейкина-6 в сыворотке крови более 5 мг/мл, а также зон постконтрастного усиления на отсроченных Т1-взвешенных изображениях по данным контрастусиленной магнитно-резонансной томографии сердца, назначают сцинтиграфию миокарда с 99mTc-пирофосфатом. Способ обеспечивает повышение точности диагностики хронического латентного миокардита у пациентов с ФП при снижении лучевой нагрузки и стоимости обследования данной группы пациентов. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к медицине, лучевой диагностике, оториноларингологии, торакальной хирургии и пульмонологии. Диагностику трахеомаляции проводят с помощью МРТ короткими быстрыми последовательностями Trufi или HASTE, с получением Т2-ВИ, в аксиальной проекции. Предварительно проводят ингаляцию 5-8 мл водного аэрозоля, размером 3-5 мкм. Сканирование проводят на форсированном дыхании, отдельно для фазы вдоха и фазы выдоха, на трех уровнях рубцового стеноза трахеи, выше и ниже участка стеноза трахеи на расстоянии, равном размеру тела позвонка. После получения изображений проводят количественную оценку степени спадения поперечного сечения трахеи на уровне рубцового стеноза по формуле: Процент спадения просвета трахеи = ((А-В)/А)×100%, где А - площадь поперечного сечения трахеи на вдохе (в мм2); В - площадь поперечного сечения трахеи на выдохе (в мм2). Оценивают толщину стенки трахеи и однородность МР-сигнала. Трахеомаляцию диагностируют при определении совокупности следующих признаков: процент спадения просвета трахеи в зоне стеноза составляет более 50%, толщина стенки трахеи уменьшена до 1,5-5 мм в зоне рубцового стеноза и до 1,5-2,5 мм вне зоны стеноза в хрящевой ее части по передней полуокружности, имеется неоднородность MP-сигнала с участками гипо- и слабо гиперинтенсивного сигнала, по крайней мере, в зоне стеноза трахеи. Способ обеспечивает раннее выявление трахеомаляции, точность диагностики с определением истинной толщины стенки трахеи, структуры патологически измененной стенки трахеи и паратрахеальной клетчатки, распространенности патологического процесса, визуализацию трахеи в каждую фазу форсированного дыхания. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к неврологии, в частности прогнозированию функционального исхода острого ишемического инсульта. Проводят оценку общего балла по шкале инсульта NIH и осуществляют КТ-перфузию головного мозга в первые сутки острого периода заболевания. При проведении КТ-перфузии определяют общую площадь ишемии, состоящую из площади инфаркта и площади пенумбры, а также мозговой кровоток в области пенумбры. При получении общего балла по шкале инсульта NIH более 12, общей площади ишемии более 3170 мм2 и уровня снижения мозгового кровотока (CBF) в пенумбре менее 24,3 мл/100 г/мин прогнозируют тяжелый функциональный исход острого ишемического инсульта. Способ позволяет повысить достоверность прогнозирования функционального исхода острого инсульта, что достигается за счет определения и учета общего балла по шкале инсульта NIH, общей площади ишемии и уровня снижения мозгового кровотока (CBF) в пенумбре. 2 ил., 3 табл., 2 пр.
Изобретение относится к медицине, рентгенологии, ортопедии, травматологии, онкологии, нейрохирургии, предназначено для исследования позвоночника при выполнении магнитно-резонансной томографии. При МРТ получают T1, Т2 взвешенные изображения (ВИ), дополнительно используют импульсные последовательности в режиме жироподавления. При получении во всех режимах гиперинтенсивного сигнала диагностируют кавернозную гемангиому. При получении в Т1- и Т2-ВИ гиперинтенсивного сигнала, в режиме жироподавления гипоинтенсивного сигнала диагностируют капиллярную гемангиому. При получении в Т1- и Т2-ВИ гиперинтенсивного сигнала, а в режиме жироподавления неоднородного изо-, гипо- и гиперинтенсивного сигнала диагностируют смешанную гемангиому. Способ обеспечивает четкую дифференцировку различных типов гемангиом с адекватной оценкой анатомо-топографического состояния позвоночника в целом и отдельных позвонков в частности, прогноз динамики роста образования. 3 пр.

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к области диагностической визуализации. Система диагностической визуализации, обеспечивающая осуществление способа передачи данных безопасности/экстренных данных, содержит первый контроллер, который обнаруживает какие-либо небезопасные или опасные состояния в диагностическом сканере и генерирует данные безопасности/экстренные данные, блок связи, который генерирует сигнал с использованием цифрового протокола и передает через локальную цифровую сеть, выполненный с возможностью получать приоритет перед доставкой пакетов через локальную цифровую сеть и внедрять сигнал в локальную цифровую сеть. При этом цифровой протокол определяет протокол для доставки пакетов между устройствами с последовательной передачей данных, блок связи выполнен с возможностью генерировать сигнал безопасности/экстренный сигнал с использованием цифрового протокола для того, чтобы вставлять пользовательский символ, указывающий данные безопасности/экстренные данные, используя иначе неиспользуемые символьные коды, и пользовательский символ получает приоритет перед какой-либо передачей пакетов, находящейся в прогрессе. Система магнитно-резонансной визуализации содержит основной магнит по типу кольца или канала, опору, градиентную катушку, катушку РЧ передатчика, катушку РЧ приемника и один или более контроллеров. Изобретение позволяет снизить латентность передачи информации о безопасности и экстренной информации. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицине, неврологии, дифференциальной диагностике умеренных когнитивных расстройств (УКР) сосудистого и дегенеративного генеза для назначения более активной и патогенетически оправданной терапии на додементной стадии заболевания. Пациентам с УКР проводят воксель-ориентированный морфометрический анализ структурных изображений на магнитно-резонансном томографе и создают в левом и правом полушариях головного мозга маски по регионам интереса - миндалевидное тело, глазничная часть нижней лобной извилины, таламус, гиппокамп, левая парагиппокампальная извилина, левая нижняя височная извилина. Далее рассчитывают отношение объема серого вещества (СВ) каждой маски в вокселях к общему объему СВ головного мозга (ГМ) в вокселях. При отношении объемов масок к общему объему СВ ГМ левого гиппокампа менее 0,006609, правого гиппокампа менее 0,00654, левой парагиппокампальной извилины менее 0,005484, левого миндалевидного тела менее 0,001743, правого миндалевидного тела менее 0,001399 и левой нижней височной извилины менее 0,019112 к общему объему СВ ГМ и отсутствии атрофии миндалевидного тела и таламуса диагностируют дегенеративный генез УКР. При отношении объема левой глазничной части нижней лобной извилины менее 0,008642, правой глазничной части нижней лобной извилины менее 0,008546, правого таламуса менее 0,004742, левого таламуса менее 0,004872 к общему объему СВ ГМ и отсутствии атрофии гиппокампа и миндалевидного тела диагностируют сосудистый генез УКР. Способ обеспечивает высокую точность дифференциальной диагностики УКР сосудистого и дегенеративного генеза. 12 табл., 2 пр.

Изобретение относится к медицине, нейрохирургии и нейрорадиологии. Проводят анализ МРТ снимков в режиме T1 c контрастированием поэтапно. Для этого вначале определяют интенсивность каждого пикселя в области опухоли на контрастных МРТ Т1 взвешенных снимках. Затем выполняют нормализацию интенсивности каждого пикселя на интактную ткань белого вещества головного мозга пациента с учетом коэффициента смещения гистограммы относительно среднего цвета фона базы данных МРТ снимков пациентов с опухолями мозговых оболочек головного мозга. Формируют гистограмму нормализованной интенсивности пикселов на МРТ снимках. Определяют положение пика гистограммы. На основании сравнения его значения с пределами значений разных гистологических типов опухолей мозговых оболочек, указанных в базе данных, определяют гистологический тип опухоли и соответствующую ему степень злокачественности. Способ обеспечивает высокую точность распознавания гистологического типа новообразований по МРТ снимкам в дооперационном периоде. 7 ил., 2 пр., 3 табл.

Изобретение относится к медицине, лучевой диагностике и может быть использовано для прогноза течения заболеваний, развития патологических состояний в области гиппокампов. С помощью нативной магнитно-резонансной томографии (МРТ), диффузионно-взвешенных изображений (ДВИ) определяют абсолютные значения коэффициента диффузии (ADC) в трех точках: на уровне головки, тела и хвоста гиппокампа. На основании этих показателей ADC вычисляют значение их тенденции, по которому прогнозируют общее направление изменений ADC. При значении вычисленной тенденции ADC более 0,950×10-3 mm2/s делают вывод о возможности глиозных изменений в результате реверсивного вазогенного отека и реверсивных гипоксических состояний клеток гиппокампа. При значении вычисленной тенденции ADC менее 0,590×10-3 mm2/s делают вывод о возможности возникновения ишемии с переходом клеток гиппокампа на анаэробный путь окисления с последующим развитием цитотоксического отека и гибели клеток. При сохранении значения вычисленной тенденции ADC в пределах от 0,590×10-3 mm2/s до 0,950×10-3 mm2/s делают вывод об уравновешенности диффузионных процессов в гиппокампе. Способ обеспечивает как углубленное определение существующих патологических изменений в области гиппокампов, так и более точное прогнозирование динамики развития этих патологических изменений для последующей коррекции лечебных мероприятий. 5 ил., 2 пр.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к системам магнитно-резонансной визуализации. Медицинское устройство содержит систему магнитно-резонансной визуализации, которая содержит магнит, клиническое устройство и узел токосъемного кольца, выполненный с возможностью подачи электропитания в клиническое устройство. Узел токосъемного кольца содержит цилиндрический корпус, поворотный элемент, на котором установлено клиническое устройство, первый цилиндрический проводник и второй цилиндрический проводник, которые частично перекрываются. Второй цилиндрический проводник присоединен к цилиндрическому корпусу, первый цилиндрический проводник и второй цилиндрический проводник электрически изолированы. Узел токосъемного кольца также содержит первый набор проводящих элементов, причем каждый из набора проводящих элементов соединен со вторым цилиндрическим проводником, и узел щеткодержателя, содержащий первую щетку и вторую щетку причем, первая щетка выполнена с возможностью осуществления контакта с первым цилиндрическим проводником, когда поворотный элемент вращается вокруг оси симметрии. Вторая щетка выполнена с возможностью осуществления контакта с набором проводящих элементов, когда поворотный элемент вращается вокруг оси симметрии. Изобретения позволяют ослабить магнитное поле, генерируемое узлом токосъемного кольца. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх