出现在心电图信号中的磁共振成像测序噪声的动态消除的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关专利申请的交叉引用
[0002] 本申请与同一日期提交的名称为"AnalogCancellationofMRISequencing NoiseAppearinginanECGSignal"的美国专利申请相关，所述专利受让给本发明的受让 人，并且以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明大体涉及心电图（ECG)信号，并且具体地，涉及在磁共振成像（MRI)过程期 间检测ECG信号。
【背景技术】
[0004] 磁共振成像（MRI)是一种使患者的组织，尤其是软组织视觉化的极其强大的技 术。该技术依靠从核（通常为氢核）的平衡状态激发核，并测量随核驰豫回到平衡而由核 发射的共振射频信号。
[0005] 在MRI过程中，可能需要评估被放置在由所述过程生成的快速变化的磁场中的患 者的心脏状况。监视心电图（ECG)信号是患者的心脏状况的良好指示器，以使得ECG监视 可提高过程的功效。
[0006] 颁予Brosovich等人的美国专利7, 039, 455描述了一种用于改善从经历MRI的患 者获得的ECG信号的质量的设备，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。所述设备 包括差分放大器、前置滤波器、信号限制器电路和具有一体化的低通滤波器的中间放大器 的构造。
[0007] 颁予Cohen的美国专利7, 286, 871描述了一种减少对在重复干扰污染存在下所记 录的电信号的污染的方法，所述电信号被数字化，所述数字化以定时信号开始，所述专利的 公开内容以引用的方式并入本文。分析多个数字化电信号，并且使所述电信号相对于所述 定时信号同步，以获得从所述数字化电信号减去的估计污染信号。
[0008] 颁予Moore的美国专利4, 991，580描述了一种用于改善从经历MRI的患者获得的 ECG信号的质量的方法，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。所述方法包括将具有 MRI感生噪声信号的ECG信号传导到具有预选最大转换率的转换率限制器（SRL)电路的输 入。所述SRL电路的输出连接到低通滤波器电路。
[0009] 颁予Kreger等人的美国专利6, 070, 097描述了一种用于生成用于心脏MRI的选 通信号的方法，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。MRI系统包括检测器系统，所 述检测器系统从被扫描的患者接收ECG信号并产生所述选通信号。所述选通信号是在所述 ECG信号中的检测峰值满足R波标准集时产生的。
[0010] 颁予UutelaKimmo的欧洲专利1，872, 715描述了一种由动荡的电磁环境生成且 被收集起来的表征生物信号伪影的统计特性的参考数据，所述专利的公开内容以引用的方 式并入本文。在所述动荡的电磁环境中测量所述患者的生物信号的多个通道。使用所述参 考数据来检测所述多个通道中的伪影并且得到参数以用于所述多个通道的线性组合。通过 对所述多个通道的期望信号样本应用线性组合来获得精致的生物信号，所述线性组合由所 得到的参数限定。
[0011] 颁予Schweitzer等人的PCT申请W0/2012/170119描述了一种用于在MRI扫描序 列期间跟踪导管电极相对于患者的身体的位置的系统，所述系统包括缓解逻辑，所述缓解 逻辑被配置成识别在潜在噪声感生条件期间获取且因此易受噪声损坏的一个或多个阻抗 测量，所述专利的公开内容以引用的方式并入本文。所述缓解逻辑被配置成以从前面紧接 的采集周期获取的先前获得的阻抗测量来替换潜在损坏阻抗测量。
[0012] 以引用方式并入本专利申请的文献将被视为本专利申请的整体部分，但是，如果 这些并入的文献中定义任何术语的方式与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则 应只考虑本说明书中的定义。
【发明内容】
[0013] 本发明的一个实施例提供了一种方法，包括：
[0014] 当使用初始磁共振成像（MRI)序列对患者进行成像时，从所述患者接收心电图 (ECG)信号的初始集；
[0015] 识别由所述初始MRI序列产生的ECG信号的所述初始集中的初始噪声；
[0016] 根据所述初始噪声的频率分量来表征所述初始噪声；
[0017] 生成限定所述初始MRI序列的参数与所述频率分量之间的关系；
[0018] 通过将所述关系应用于后续MRI序列的所述参数来计算滤波器；以及
[0019] 应用所计算的滤波器以降低当使用所述后续MRI序列对所述患者进行成像时从 所述患者接收的ECG信号的另一集中的噪声。
[0020] 在本发明所公开的一个实施例中，识别所述初始噪声包括在对所述患者进行成像 之前生成ECG信号的参考集、以及将ECG信号的所述初始集与所述参考集进行比较。
[0021] 在本发明所公开的另一个实施例中，表征所述初始噪声包括对所述初始噪声执行 傅里叶变换。
[0022] 在本发明所公开的另一个实施例中，限定所述初始MRI序列的所述参数包括描述 所述初始MRI序列的电压和磁场脉冲的变量。通常，生成所述关系包括当使用所述初始MRI 序列时改变所述变量的值、以及将所述值的变化与所述频率分量的振幅的变化进行比较。
[0023] 在一个可供选择的实施例中，所述初始MRI序列和所述后续MRI序列包括具有共 同参数的共同MRI序列。通常，所述共同参数包括描述所述共同MRI序列的电压和磁场脉 冲的变量，且所述变量具有针对所述初始MRI序列和所述后续MRI序列的不同的值。
[0024] 在另一个可供选择的实施例中，计算所述滤波器包括根据所述频率分量的期望振 幅来计算期望噪声，并且应用所计算的滤波器包括从与ECG信号的另一集相关联的对应频 率的振幅减去所述期望振幅。
[0025] 所述ECG信号可包括从位于所述患者内的探头采集的内部ECG信号。另选地或除 此之外，所述ECG信号可包括从所述患者的皮肤采集的外部ECG信号。
[0026] 所述初始MRI序列和所述后续MRI序列可包括多个共同阶段，且生成所述关系可 包括生成限定所述初始MRI序列的所选择阶段的参数与所述频率分量之间的相位关系，并 且计算所述滤波器可包括通过将所述相位关系应用于所述后续MRI序列的所选择阶段的 所述参数来计算所述滤波器。
[0027] 在另一个可供选择的实施例中，ECG信号的初始集在连接到所述患者的多个ECG 引线上生成，并且识别所述初始噪声包括对所述多个引线上的信号进行求和。
[0028] 通常，识别所述初始噪声包括使用在对所述患者进行成像之前采集的参考ECG信 号来识别所述初始噪声。
[0029] 另选地或除此之外，识别所述初始噪声包括在所述患者的成像期间识别所述初始 噪声。
[0030] 此外另选地或除此之外，识别所述初始噪声包括使用来自耦合到所述患者的固定 电极的ECG信号来识别所述初始噪声。
[0031] 根据本发明的一个实施例，还提供了一种设备，包括：
[0032] 一个或多个电极，所述电极被配置成从患者采集心电图（ECG)信号的初始集；和
[0033] 处理器，所述处理器被配置成：
[0034] 当使用初始磁共振成像（MRI)序列对所述患者进行成像时，从所述患者接收心电 图（ECG)信号的初始集；
[0035] 识别由所述初始MRI序列产生的ECG信号的初始集中的初始噪声；
[0036] 根据所述初始噪声的频率分量来表征所述初始噪声；
[0037] 生成限定所述初始MRI序列的参数与所述频率分量之间的关系；
[0038] 通过将所述关系应用于后续MRI序列的所述参数来计算滤波器；以及
[0039] 应用所计算的滤波器以降低当使用所述后续MRI序列对所述患者进行成像时从 所述患者接收的ECG信号的另一集中的噪声。
[0040] 结合附图，通过以下对实施例的详细说明，将更全面地理解本发明，其中：
【附图说明】
[0041] 图1是根据本发明的一个实施例用于动态消除出现在心电图（ECG)信号中的磁共 振成像（MRI)噪声的系统的示意性图解；
[0042] 图2是根据本发明的一个实施例的电压对比时间集的关系曲线图和磁场对比时 间的关系曲线图，其示意性地示出了在MRI过程期间生成的MRI信号序列；
[0043] 图3是根据本发明的一个实施例的可供选择的电压对比时间集的关系曲线图和 磁场对比时间的关系曲线图，其示意性地示出了在MRI过程期间生成的MRI信号序列；
[0044] 图4是根据本发明的一个实施例在实施图1的系统时所执行的步骤的流程图；
[0045] 图5是根据本发明的一个可供选择的实施例在实施图1的系统时所执行的步骤的 流程图；并且
[0046] 图6是根据本发明的另一个可供选择的实施例在实施图1的系统时所执行的步骤 的流程图。
【具体实施方式】
[0047] 综述
[0048] 本发明的一个实施例提供了一种在对患者执行磁共振成像（MRI)过程时所操作 的噪声消除系统。在所述MRI过程期间，从所述患者接收使用心脏内电极和/或皮肤电极 所采集的心电图（ECG)信号。所述MRI过程将噪声注入到所采集的ECG信号中，且所述系 统降低或消除这种噪声。
[0049] 通常，在所述系统的训练区段中，处理器存储在不执行所述MRI过程时生成的ECG 信号的参考集。然后，在执行所选择的MRI序列时采集ECG信号，且所述处理器使用所述参 考集来识别所注入的噪声。所述处理器根据所述噪声的频率分量来表征所述噪声，并且生 成限定所选择MRI序列的所述频率分量和参数和与所述参数相关联的变量之间的关系。通 常，表征所述噪声，且通过依次操作所述MRI序列中的每一个并且识别每个不同序列的所 述噪声，来针对多个不同的MRI序列生成各自的关系。
[0050] 在所述系统的操作区段中，所述处理器针对在过程期间所使用的给定MRI序列选 择所述关系，并且从所述关系计算出噪声滤波器以供在对所述患者应用所述给定MRI序列 时使用。将所述滤波器应用于在应用所述给定MRI序列期间所接收的所述ECG信号，以便 降低或甚至消除所接收的所述ECG信号中的噪声。
[0051] 通过根据频率分量来表征所述噪声，并使这些频率分量与特定MRI序列的参数相 关，本发明各实施例能够针对在MRI过程期间所使用的每个不同的MRI序列生成各自不同 的噪声。