自动定位天线连接器以进行磁共振成像的制作方法

[0001]
本发明涉及磁共振成像，特别涉及磁共振成像的射频系统。


背景技术：

[0002]
磁共振成像(mri)扫描器使用大型静态磁场来对齐原子的核自旋，这是产生患者体内的图像的流程的一部分。这种大型静态磁场被称为b0磁场或主磁场。材料的磁自旋倾向于在b0场中对齐。射频信号能够用于操纵自旋的取向并使它们进动，从而引起它们发出自己的射频信号。为了发送和接收这些射频信号，使用了磁共振成像天线(或线圈)。可以使用大型固定线圈，或者也可以使用被放置在对象上或对象周围的较小线圈。
[0003]
美国专利申请公开物us 2017/0003791公开了一种用于磁共振断层摄影系统的患者卧榻，并且提供了一种磁共振断层摄影系统。患者卧榻包括用于射频能量的馈送设施，该馈送设备具有用于馈送射频能量的多个传导路径。患者卧榻还包括多个插入式连接器和分布结构，多个插入式连接器用于具有发射线圈的局部线圈，分布结构用于将射频能量从馈送设施分布到插入式连接器。美国专利申请us 2007/0035301公开了一种用于mri装置的线圈支撑单元。这种已知的线圈支撑物包括用于将rf线圈连接到信号线缆的端口。该端口能通过移动单元沿着(病床的)顶板的身体轴滑动，以保持在磁场的中心。


技术实现要素：

[0004]
本发明在独立权利要求中提供了医学仪器、计算机程序产品和方法。在从属权利要求中给出了实施例。
[0005]
实施例可以通过具有能远程控制的致动器来促进使用能够被放置在对象上或对象周围的磁共振成像天线，该能远程控制的致动器将天线连接器沿着对象支撑物的路径进行定位。控制包括磁共振成像系统的医学仪器的处理器接收连接器位置，然后控制能远程控制的致动器将天线连接器移动到该连接器位置。这可以提供若干优点。这能够降低磁共振成像天线使用不当的机会。将天线连接器定位在特定的连接器位置能够降低不熟练的操作者错误放置天线的机会。这还能够使得使用磁共振成像天线更为方便。在一些示例中，这可以降低对线缆管理的需求并且可以自动执行天线连接器的放置。
[0006]
在一个方面中，本发明提供了一种包括磁共振成像系统的医学仪器。所述医学仪器还包括被配置用于从所述磁共振成像系统的成像区采集磁共振成像数据的射频系统。所述射频系统被配置用于发送和接收射频信号以采集磁共振成像数据。所述射频系统被配置用于连接到磁共振成像天线。在一些示例中，磁共振成像天线是可以被附接到对象或者被放置在对象上的表面线圈或其他线圈。所述医学仪器还包括被配置用于在所述磁共振成像系统的成像区中支撑对象的至少部分的对象支撑物。所述对象支撑物包括被配置用于连接到所述磁共振成像天线的天线连接器。在一些示例中，天线连接器可以额外提供针对其他设备的连接，其他设备例如为但不限于：ecg传感器、呼吸传感器、运动传感器、患者反馈传感器或其他传感器。
[0007]
所述射频系统被配置用于经由所述天线连接器连接到所述磁共振成像天线。所述对象支撑物包括被配置用于将所述天线连接器沿着路径平移到连接器位置的能远程控制的致动器。在不同示例中，能远程控制的致动器可以采取不同的形式。例如，能远程控制的致动器可以是具有滑轮、齿轮、步进电动机、气动设备或液压设备的系统，该系统用于使天线连接器沿着路径移动。所述医学仪器还包括存储器，所述存储器包括机器可执行指令。所述医学仪器还包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器。对所述机器可执行指令的运行令所述处理器接收连接器位置。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器控制所述能远程控制的致动器将所述天线连接器沿着所述路径移动到所述连接器位置。
[0008]
该实施例可以是有利的，因为能够选择连接器位置，然后能够将能远程控制的致动器远程移动到该位置。这可以实现各种事情，例如确保将连接器放置在相对于磁共振成像天线的最优位置。这例如可以实现减小用于磁共振成像天线的线缆或连接器的长度，还可以帮助消除错误放置磁共振成像天线或将其放置在错误位置的可能性。
[0009]
在另一实施例中，所述对象支撑物包括被配置用于从所述磁共振成像天线接收nfc信号的nfc检测器。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器至少部分使用所述nfc信号来确定所述连接位置。nfc代表近场通信。该实施例可以是有益的，因为它可以实现一种有效且具有成本效益的手段来在将磁共振成像天线放置在对象上或对象周围之后识别磁共振成像天线的位置。
[0010]
在另一实施例中，所述磁共振成像天线包括使得所述nfc检测器能够拾取所述nfc信号的nfc发射器和/或接收器。
[0011]
在另一实施例中，所述医学仪器还包括被配置用于提供包括所述对象支撑物和所述支撑物上的所述对象的位置的相机图像的相机。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器使用所述相机图像来确定所述连接器位置。该实施例可以是有益的，因为它提供了一种使用非接触手段来确定连接器位置的手段。
[0012]
在另一实施例中，所述处理器被配置用于将天线位置模型配准到所述相机图像。例如，如果将表面线圈或其他线圈放置在对象上或对象周围，则可以使用天线位置模型来确定磁共振成像天线的位置。使用所述相机图像对所述连接器位置的所述确定是使用所述天线位置模型的所述配准来至少部分执行的。例如，天线位置模型可以具有映射，该映射指示对于磁共振成像天线的各个位置来说连接器位置应当是什么。天线位置模型可以用于在图像中定位磁共振成像天线，然后确定磁共振成像天线的位置。
[0013]
在另一实施例中，所述处理器被配置用于将对象模型配准到所述相机图像。使用所述相机图像对所述连接器位置的所述确定是使用所述对象模型的所述配准来至少部分执行的。在该示例中，相机可以用于检测被放置在对象支撑物上的对象。然后可以配准对象模型，然后就可以知道对象相对于对象支撑物的位置。这可以用于在将磁共振成像天线放置在对象上或对象周围之前确定连接器位置。这可以是有益的，因为它可以实现将连接器位置放置在有助于操作者将磁共振成像天线放置在正确位置的位置。例如，如果磁共振成像天线具有短的线缆，则连接器位置的预先放置可以消除将磁共振成像天线放置在错误位置的可能性。
[0014]
在另一实施例中，对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器接收感兴趣磁共振成像区域选择。所述连接器位置是使用所述感兴趣mri区域选择和所述对象模型的所述
配准来至少部分确定的。例如，对于对象的特定位置，能够将感兴趣mri区域叠加在经配准的对象模型上。然后能够将其用于推断磁共振成像天线的放置位置。这可以进一步辅助将磁共振成像天线恰当放置在对象上。
[0015]
在另一实施例中，所述对象支撑物还包括沿着所述路径分布的线性位置选择器。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器从所述线性位置选择器接收选定的位置。所述连接器位置是使用所述选定的位置来至少部分确定的。该实施例可以是有益的，因为操作者能够指示天线连接器的优选位置在哪里。
[0016]
在另一实施例中，所述线性位置选择器是按钮的线性阵列。这是沿着路径依次放置的按钮的集合，并且按下按钮中的一个按钮指示可能的或优选的连接器位置。按钮的线性阵列也可以被称为单选按钮。
[0017]
在另一实施例中，所述线性位置选择器是触摸传感器。例如，沿着路径分布有一个或多个触摸传感器，并且操作者仅需要触摸适当位置的触摸传感器就可以指示连接器位置。
[0018]
在另一实施例中，所述医学仪器还包括被配置用于辐照目标区的放射治疗系统。所述目标区在所述成像区内。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器接收被配置用于控制所述放射治疗系统辐照所述目标区的放射治疗指令。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器使用所述放射治疗指令来确定射束路径。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器修改所述连接器位置以避开所述射束路径。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器使用所述放射治疗指令来控制所述放射治疗系统辐照所述目标区。该实施例可以是有益的，因为它可以提供一种有助于提高放射治疗质量的手段。
[0019]
在放射治疗期间，可以使用由磁共振成像系统采集的磁共振图像来指导放射治疗。磁共振成像也可以用于将放射治疗指令配准到对象的位置。
[0020]
放射治疗系统可以例如是linac系统、伽马射线系统、x射线束系统或其他放射治疗系统。在一些示例中，放射治疗系统也可以是核医学成像系统。例如，放射源或示踪剂已经被放置在目标区中。射束路径能够是由放射源或示踪剂发出的辐射，然后能够放置天线连接器以减少对所发出辐射的阻挡。核医学成像系统可以包括正电子发射断层摄影(pet)系统和单光子发射计算机断层摄影(spect)。
[0021]
在另一实施例中，所述医学仪器包括所述磁共振成像天线。
[0022]
在另一实施例中，所述磁共振成像天线包括具有天线插头的rf线缆。所述天线插头被配置用于与所述天线连接器耦合。所述天线插头包括以下各项中的任一项：mri天线前置放大器、数模转换器、模数转换器及其组合。这可以是有益的，因为可能会增加天线的体积和重量的磁共振成像天线的部件已经被移动到天线插头。
[0023]
天线连接器可以提供用于与天线插头一起使用的标准接口，例如，它可以提供dc电源和数字传输路径。例如，天线插头可以经由光学数字电信路径或无线路径与磁共振成像系统的其余部分通信。天线连接器还可以提供dc电源以为天线插头内包含的各种电子部件供电。
[0024]
在另一实施例中，所述射频系统包括在所述对象支撑物内的线圈电子器件。所述线圈电子器件被配置为与所述天线连接器一起移动。所述线圈电子器件包括以下各项中的任一项：mri天线前置放大器、数模转换器、模数转换器及其组合。在该实施例中，通常被放
置在磁共振成像天线上的有源部件被放置在对象支撑物内。这可以通过以下事实来实现：移动的连接器使得能够使用非常短的线缆。
[0025]
在另一实施例中，所述天线连接器包括被配置用于形成与所述磁共振成像天线的无线连接的rf系统收发器。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器至少部分使用所述rf系统收发器来确定所述磁共振成像天线的位置。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器使用所述磁共振成像天线的所述位置来确定所述连接器位置。该实施例可以是有益的，因为它可以提供一种具有成本效益的手段来实施自动连接器定位。
[0026]
在另一实施例中，所述医学仪器还包括所述磁共振成像天线。所述磁共振成像天线还包括被配置用于形成与所述rf系统收发器的所述无线连接的天线收发器。天线收发器可以通过在移动天线连接器时的信号强度来提供定位，或者例如通过起到转发器的作用来提供定位。
[0027]
该实施例中的磁共振成像天线可以例如具有电池。在这种情况下，磁共振天线可以包括模数转换器、数模转换器和/或前置放大器。
[0028]
在另一实施例中，所述对象支撑物能从所述磁共振成像系统拆卸。
[0029]
在另一实施例中，所述存储器还包含脉冲序列指令，所述脉冲序列指令被配置用于根据磁共振成像协议来采集磁共振成像数据。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器利用所述脉冲序列命令来控制所述磁共振成像系统采集所述磁共振成像数据。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器根据所述磁共振成像数据来重建磁共振图像。
[0030]
在另一实施例中，所述磁共振成像天线与所述磁共振成像系统之间的连接包括光学连接。
[0031]
在另一方面中，本发明提供了一种操作医学仪器的方法。所述医学仪器包括磁共振成像系统。所述医学仪器还包括被配置用于从所述磁共振成像系统的成像区采集磁共振成像数据的射频系统。所述射频系统被配置用于发送和接收射频信号以采集所述磁共振成像数据。所述射频系统被配置用于连接到磁共振成像天线。所述医学仪器还包括被配置用于在所述磁共振成像系统的成像区中支撑对象的至少部分的对象支撑物。
[0032]
所述对象支撑物包括被配置用于连接到所述磁共振成像天线的天线连接器。所述射频系统被配置用于经由所述天线连接器连接到所述磁共振成像天线。所述对象支撑物包括被配置用于将所述天线连接器沿着路径平移到连接器位置的能远程控制的致动器。所述方法包括接收连接器位置。所述方法还包括控制所述能远程控制的致动器将所述天线连接器沿着所述路径移动到所述连接器位置。
[0033]
在另一实施例中，所述路径是线性路径。
[0034]
在另一实施例中，所述路径与所述磁共振成像系统的磁体的z轴对齐。
[0035]
在另一实施例中，所述路径的至少部分遵循曲线。当连接头部线圈或专用于特定解剖区域的其他线圈时，这可以是有益的。
[0036]
在另一实施例中，所述路径的第一部分遵循所述z轴，并且所述路径的至少第二部分垂直于所述z轴移动。当连接头部线圈或专用于特定解剖区域的其他线圈时，这可以是有益的。
[0037]
在另一方面中，本发明提供了一种计算机程序产品，其包括用于由控制医学仪器的处理器运行的机器可执行指令。所述医学仪器包括磁共振成像系统。所述医学仪器还包
括被配置用于从所述磁共振成像系统的成像区采集磁共振成像数据的射频系统。所述射频系统被配置用于发送和接收射频信号以采集所述磁共振成像数据。所述射频系统被配置用于连接到磁共振成像天线。
[0038]
所述医学仪器还包括被配置用于在所述磁共振成像系统的成像区中支撑对象的至少部分的对象支撑物。所述对象支撑物包括被配置用于经由天线连接器连接到所述磁共振成像天线的天线连接器。所述对象支撑物包括被配置用于将所述天线连接器沿着路径平移到连接器位置的能远程控制的致动器。对所述机器可执行指令的运行令所述处理器接收连接器位置。对所述机器可执行指令的运行还令所述处理器控制所述能远程控制的致动器将所述天线连接器沿着所述路径移动到所述连接器位置。
[0039]
应当理解，本发明的前述实施例中的一个或多个实施例可以被组合，只要所组合的实施例不相互排斥即可。
[0040]
本领域的技术人员将意识到，本发明的各方面可以被实施为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采用以下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或在本文中全部被通称为“电路”、“模块”或“系统”的组合了软件方面和硬件方面的实施例。此外，本发明的各方面可以采用被实施在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有被实施在其上的计算机可执行代码。
[0041]
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。本文使用的“计算机可读存储介质”涵盖可以存储能由计算设备的处理器执行的指令的任何有形存储介质。计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。计算机可读存储介质还可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储媒介的示例包括但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、usb拇指驱动器、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的示例包括压缩盘(cd)和数字多用盘(dvd)，例如，cd-rom、cd-rw、cd-r、dvd-rom、dvd-rw或dvd-r盘。术语“计算机可读存储介质”还指能够由计算机设备经由网络或通信链路进行存取的各种类型的记录媒介。例如，可以在调制解调器上、在互联网上或在局域网上检索数据。可以使用任何适当的介质来传输在计算机可读介质上实施的计算机可执行代码，所述任何适当的介质包括但不限于：无线、有线、光纤缆线、rf等，或前项的任何合适的组合。
[0042]
计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或作为载波的部分的、在其中实施计算机可执行代码的传播的数据信号。这样的传播的信号可以采用各种形式中的任何形式，包括但不限于：电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是这样的任何计算机可读介质：所述计算机可读介质不是计算机可读存储介质并且能够传递、传播或传输用于由指令执行系统、装置或设备使用的程序或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。
[0043]“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的示例。计算机存储器是能由处理器直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另外的示例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算
机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。
[0044]
本文使用的“处理器”涵盖能够运行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应被解读为可能包含多于一个处理器或处理核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指在单个计算机系统之内的或被分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语“计算设备”也应被解读为可能指多个计算设备的集合或网络，所述多个计算设备中的每个计算设备均包括一个或多个处理器。计算机可执行代码可以由可以在相同的计算设备之内或者甚至可以被分布在多个计算设备上的多个处理器来执行。
[0045]
计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的一方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以被写成一种或多种编程语言的任何组合，包括面向对象的编程语言(例如，java、smalltalk、c++等)和常规程序编程语言(例如，“c”编程语言或类似的编程语言)，并且被编译成机器可执行指令。在一些实例中，计算机可执行代码可以是高级语言的形式或是预编译的形式，并且可以与解释器联合使用，所述解释器匆忙地生成机器可执行指令。
[0046]
计算机可执行代码可以作为独立软件包而完全在用户的计算机上运行，部分在用户的计算机上运行；部分在用户的计算机上运行而部分在远程计算机上运行，或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后两种场景中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))连接到用户的计算机，或者可以(例如通过使用互联网服务提供商的互联网)连接到外部计算机。
[0047]
参考根据本发明的实施例的流程图图示和/或方法、装置(系统)以及计算机程序产品的框图描述了本发明的各方面。应当理解，在适当时能够由计算机可执行代码形式的计算机程序指令来实施流程图、图示和/或框图的框的每个框或部分。还应当理解，当互不排斥时，可以对不同的流程图、图示和/或框图中的框进行组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的单元。
[0048]
这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备来以特定方式起作用，使得被存储在计算机可读介质中的指令产生制造品，所述制造品包括实施在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的指令。
[0049]
计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以引起要在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的一系列操作步骤，从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令提供用于实施在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的过程。
[0050]
本文使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被所述计算机接收，并且可以从计算机向用户提供输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。显示器或图形用户接口上对数
据或信息的显示是向操作者提供信息的示例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触控板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、头戴式设备、脚踏板、有线手套、遥控器以及加速度计来接收数据是使得能够从操作者接收信息或数据的用户接口部件的全部示例。
[0051]
本文使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的示例包括但不限于：通用串行总线、ieee 1394端口、并行端口、ieee 1284端口、串行端口、rs-232端口、ieee-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、tcp/ip连接、以太网连接、控制电压接口、midi接口、模拟输入接口以及数字输入接口。
[0052]
本文使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、听觉和/或触觉的数据。显示器的示例包括，但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(crt)、存储管、双稳显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(vf)、发光二极管(led)显示器、电致发光显示器(eld)、等离子显示面板(pdp)、液晶显示器(lcd)、有机发光二极管显示器(oled)、投影仪以及头戴式显示器。
[0053]
磁共振(mr)数据在本文中被定义为是在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线所记录的对通过原子自旋发射的射频信号的测量结果。mrf磁共振数据是磁共振数据。磁共振数据是医学图像数据的示例。磁共振成像(mri)图像或mr图像在本文中被定义为是对在磁共振成像数据内包含的解剖数据所重建的二维可视化或三维可视化。这种可视化能够使用计算机来执行。
附图说明
[0054]
在下文中，将仅通过举例的方式并参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：
[0055]
图1图示了医学仪器的示例；
[0056]
图2示出了图1的医学仪器的另外的视图；
[0057]
图3示出了图1的医学仪器的另外的视图；
[0058]
图3a示出了图示操作图1的医学仪器的方法的流程图；
[0059]
图4图示了医学仪器的另外的示例；
[0060]
图5图示了医学仪器的另外的示例；
[0061]
图6图示了医学仪器的另外的示例；
[0062]
图7图示了对象支撑物的示例；
[0063]
图8图示了对象支撑物的另外的示例；
[0064]
图9图示了医学仪器的另外的示例；
[0065]
图10图示了医学仪器的另外的示例；
[0066]
图11图示了医学仪器的另外的示例；
[0067]
图12图示了医学仪器的另外的示例；
[0068]
图13示出了图示操作图11的医学仪器的方法的流程图；并且
[0069]
图14图示了医学仪器的另外的示例。
[0070]
附图标记列表
[0071]
100
ꢀꢀ
医学成像系统
[0072]
102
ꢀꢀ
磁共振成像系统
[0073]
104
ꢀꢀ
磁体
[0074]
106
ꢀꢀ
磁体的膛
[0075]
108
ꢀꢀ
成像区
[0076]
110
ꢀꢀ
磁场梯度线圈
[0077]
112
ꢀꢀ
磁场梯度线圈电源
[0078]
114
ꢀꢀ
磁共振成像天线
[0079]
115
ꢀꢀ
线缆
[0080]
116
ꢀꢀ
收发器
[0081]
118
ꢀꢀ
对象
[0082]
120
ꢀꢀ
对象支撑物
[0083]
122
ꢀꢀ
能远程控制的致动器
[0084]
124
ꢀꢀ
天线连接器
[0085]
126
ꢀꢀ
路径
[0086]
128
ꢀꢀ
连接器位置的物理位置
[0087]
130
ꢀꢀ
线缆管理系统
[0088]
140
ꢀꢀ
计算机系统
[0089]
142
ꢀꢀ
硬件接口
[0090]
144
ꢀꢀ
处理器
[0091]
146
ꢀꢀ
用户接口
[0092]
148
ꢀꢀ
计算机存储器
[0093]
150
ꢀꢀ
机器可执行指令
[0094]
152
ꢀꢀ
脉冲序列命令
[0095]
154
ꢀꢀ
连接器位置
[0096]
300
ꢀꢀ
感兴趣区域
[0097]
302
ꢀꢀ
磁共振成像数据
[0098]
304
ꢀꢀ
磁共振图像
[0099]
350
ꢀꢀ
接收连接器位置
[0100]
352
ꢀꢀ
控制能远程控制的致动器将天线连接器沿着路径移动到连接器位置
[0101]
400
ꢀꢀ
相机系统
[0102]
402
ꢀꢀ
相机图像
[0103]
404
ꢀꢀ
天线位置模型
[0104]
406
ꢀꢀ
将天线位置模型配准到相机图像
[0105]
500
ꢀꢀ
对象模型
[0106]
502
ꢀꢀ
将对象模型配准到相机图像
[0107]
504
ꢀꢀ
感兴趣mri区域选择
[0108]
600
ꢀꢀ
医学仪器
[0109]
606
ꢀꢀ
nfc检测器
[0110]
608
ꢀꢀ
nfc信号
[0111]
610
ꢀꢀ
接收到的nfc信号
[0112]
700
ꢀꢀ
按钮的线性阵列
[0113]
800
ꢀꢀ
触摸传感器
[0114]
900
ꢀꢀ
医学成像系统
[0115]
902
ꢀꢀ
rf系统收发器
[0116]
904
ꢀꢀ
天线收发器
[0117]
906
ꢀꢀ
无线连接
[0118]
1000 医学仪器
[0119]
1002 具有线圈电子器件的天线插头
[0120]
1100 医学仪器
[0121]
1102 线圈电子器件
[0122]
1200 医学仪器
[0123]
1202 外部射束放射治疗系统
[0124]
1206 机架
[0125]
1208 放射治疗源
[0126]
1210 准直器
[0127]
1214 低温恒温器
[0128]
1216 超导线圈
[0129]
1218 超导屏蔽线圈
[0130]
1220 身体线圈
[0131]
1238 目标区
[0132]
1240 机架旋转轴
[0133]
1242 辐射射束路径
[0134]
1250 放射治疗指令
[0135]
1252 计算出的射束路径
[0136]
1300 接收被配置用于控制放射治疗系统辐照目标区的放射治疗指令
[0137]
1302 使用放射治疗指令来确定射束路径
[0138]
1304 修改连接器位置以避开射束路径
[0139]
1306 使用放射治疗指令来控制放射治疗系统辐照目标区
[0140]
1400 医学仪器
具体实施方式
[0141]
在这些图中，相同标号的元件要么是等效元件，要么执行相同的功能。如果功能相同，则先前讨论的元件不必在后面的图中再进行讨论。
[0142]
图1图示了医学成像系统100的示例。医学成像系统100包括磁共振成像系统102。磁共振成像系统102包括磁体104。磁体104是具有穿过其中的膛106的超导圆柱形类型的磁体。也可以使用不同类型的磁体；例如，也可以使用剖分式圆柱形磁体和所谓的开放式磁
体。剖分式圆柱形磁体与标准圆柱形磁体相似，不同之处在于，低温恒温器已被分成两部分以允许进入磁体的等平面，这样的磁体例如可以与带电粒子束治疗结合使用。开放式磁体具有两个磁体部分，一个在另一个上方，两个磁体之间具有足以容纳对象的空间：这两个部分的区域布置类似于亥姆霍兹线圈。开放式磁体之所以受欢迎，是因为对象受到的约束较小。在圆柱形磁体的低温恒温器内部具有超导线圈的集合。在圆柱形磁体104的膛106内具有成像区108，在该成像区108中，磁场足够强且均匀以执行磁共振成像。在成像区108内示出了感兴趣区域109。通常针对感兴趣区域采集磁共振数据。对象118被示为由对象支撑物120支撑，使得对象118的至少部分在成像区108和感兴趣区域109内。
[0143]
在磁体的膛106内还具有磁场梯度线圈110的集合，该磁场梯度线圈110用于采集初步磁共振数据以对磁体104的成像区108内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈110被连接到磁场梯度线圈电源112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈110包含三个独立线圈集合，这三个独立线圈集合用于在三个正交的空间方向上进行空间编码。磁场梯度电源将电流供应给磁场梯度线圈。根据时间来控制被供应给磁场梯度线圈110的电流并且可以使该电流斜变或脉冲化。
[0144]
与成像区108相邻的是磁共振成像天线114，该磁共振成像天线114用于操纵成像区108内的磁自旋的取向并且用于接收来自也在成像区108内的自旋的无线电发射。射频天线可以包含多个线圈元件。射频天线也可以被称为通道、线圈或天线。磁共振成像天线114被连接到射频系统116。在一些情况下，射频系统116可以是与磁共振成像天线114连接的收发器。在其他情况下，射频系统116可以是控制磁共振成像线圈上的前置放大器、发射器和/或接收器和/或与之通信的系统。
[0145]
磁共振成像天线114和射频系统116可以由单独的发射线圈和接收线圈以及单独的发射器和接收器代替。应当理解，磁共振成像天线114和射频系统116是代表性的。磁共振成像天线114和射频系统116可以具有多个接收/发射通道。例如，如果执行诸如sense之类的并行成像技术，则磁共振成像天线114可以具有多个线圈元件。
[0146]
对象支撑物120被配置用于在成像区108内至少部分支撑对象118。对象支撑物120被示为已经被撤回或者尚未被放置到磁体104的膛106中。对象支撑物120包括天线连接器124，该天线连接器124能够由能远程控制的致动器122沿着路径126移动。箭头122指示致动器和其能够使天线连接器124行进的路径126。磁共振成像天线114具有能够被连接到天线连接器124的线缆115。在该示例中，线缆115相对较短，因此需要将天线连接器124最优地移动到连接器位置的物理位置128。在该示例中，使用线缆管理系统130将收发器116连接到天线连接器124。在不同示例中，线缆115可以采用不同的形式。在一些形式中，线缆115是射频线缆。在其他示例中，线缆还可以包括光学或其他数字传输元件。在其他示例中，线缆115可以被无线连接所代替。
[0147]
射频系统116和梯度控制器112被示为被连接到计算机系统140的硬件接口142。计算机系统还包括与硬件接口142、存储器148和用户接口146通信的处理器144。存储器148可以是处理器144能访问的存储器的任何组合。这可能包括诸如主存储器、高速缓冲存储器之类的东西，并且还可能包括诸如闪存ram、硬盘驱动器或其他存储设备之类的非易失性存储器。在一些示例中，存储器148可以被认为是非瞬态计算机可读介质。
[0148]
存储器148被示为包含机器可执行指令150。机器可执行指令150使得处理器144能
够控制医学仪器100的操作和功能。机器可执行指令150还使得处理器144能够执行各种数据分析和计算功能。计算机存储器148还可以包含脉冲序列命令。脉冲序列命令可以被配置用于控制磁共振成像系统102根据磁共振成像协议从对象118采集磁共振成像数据。
[0149]
存储器148还被示为包含计算机系统140已经接收到的连接器位置154。连接器位置154对应于物理位置128。处理器144然后能够控制致动器122将天线连接器124移动到物理位置128。
[0150]
图2示出了医学仪器100的另外的视图。在图2所示的视图中，已经使用致动器122将天线连接器124移动到了连接器位置128。这使得天线连接器124获得足够的靠近程度，从而线缆115可以连接到天线连接器124。现在可以使用磁共振成像天线114。
[0151]
图3示出了医学成像系统100的另外的视图。在该示例中，对象支撑物120已经被移动到磁体104的膛106中。现在定位对象118，使得磁共振成像天线114在成像区108内并且能够对感兴趣区域300进行成像。
[0152]
计算机存储器148还被示为包含已经通过利用脉冲序列命令152控制磁共振成像系统102从成像区300采集的磁共振成像数据302。存储器148还被示为包含已经根据磁共振成像数据302而重建的磁共振图像304。
[0153]
图3a示出了图示操作图1、图2和图3所示的医学成像系统100的方法的流程图。首先在步骤350中，接收连接器位置154。接下来在步骤352中，控制能远程控制的致动器122将连接器124移动到连接器位置128。
[0154]
在图1、图2和图3中，连接器位置154被示为在存储器148中。图4-8图示了能够对医学成像系统100进行的添加物，这使得连接器位置154要么是从操作者手动接收的，要么是自动获得的。可以将图4-8所示的示例与图1-3所示的示例自由组合。
[0155]
图4示出了医学成像系统400的另外的示例。图4的医学成像系统400类似于图1-3的医学成像系统100，不同之处在于存在额外的相机系统400。相机系统400可以由一个或多个相机形成。一个或多个相机可以在磁体104的膛106的内部和/或外部。使相机系统指向一定方向并能够对对象支撑物120的表面进行成像。
[0156]
存储器148还被示为包含使用相机系统400采集的相机图像402。图像402示出对象118上的磁共振成像天线114的图像。存储器148还被示为包含天线位置模型404。存储器148还被示为包含天线位置模型404到相机图像402的配准406。配准406等同于知晓磁共振成像天线114的位置。配准406然后可以用于计算连接器位置154。
[0157]
连接器位置154可以例如是天线位置模型404的部分，或者可以存在能够用于推断或计算连接器位置154的位置的查找表或其他数据。图4的医学成像系统400能够自动检测磁共振成像天线114的位置并将天线连接器124移动到适当位置。
[0158]
图5图示了医学成像系统500的另外的示例。图5中的医学成像系统500类似于图4中所描绘的系统。医学成像系统500仍然包括相机系统400。然而，如图5所示，磁共振成像天线尚未被放置在对象118上。存储器148还被示为包含相机图像402。然而，在该示例中，相机图像402仅包含躺在对象支撑物120上的对象118的图像。
[0159]
存储器148还被示为包含对象模型500。存储器148还被示为包含对象模型500到相机图像402的配准502。这等同于指示对象118的位置。配准502然后可以用于计算连接器位置154。存储器148还被示为包含任选的感兴趣mri区域选择504。这例如可以是相对于对象
模型500的感兴趣区域。然后可以使用感兴趣mri区域选择504来定位要在实际对象118中成像的期望的感兴趣区域。感兴趣mri区域选择504和配准502也可以用于计算连接器位置154。
[0160]
图6图示了医学成像系统600的另外的示例。图6所示的示例类似于图1-3所示的示例。图6中的医学仪器600被示为额外包括近场通信或nfc检测器606。磁共振成像天线114包括被配置用于发出nfc信号608的nfc发射器或收发器。发出nfc信号608使得nfc检测器606能够接收nfc信号610并确定天线位置。
[0161]
确定天线位置使得处理器144能够计算连接器位置154。例如，存储器148可以包含接收到的nfc信号610。nfc检测器606实际上可以包括多个nfc检测器，并且可以实现对磁共振成像天线114的位置的三角测量。替代地，nfc检测器606可以被安装在天线连接器124上，并且可以通过注意nfc信号608随着天线连接器124沿着路径126的移动如何变化来获知天线114的位置。
[0162]
图7图示了可以被集成到图1-3所示的医学仪器100中的对象支撑物120的示例。对象118能够被示为躺在对象支撑物120上。天线连接器124是可见的并且能够沿着路径126行进。与路径126平行的是按钮的线性阵列700。操作者能够按下这些按钮中的一个按钮，并且这可以被记录为连接器位置154。
[0163]
图8图示了可以被集成到图1-3的医学仪器100中的对象支撑物120的另外的示例。图8中的示例类似于图7中的示例，不同之处在于已经用一个或多个触摸传感器800代替了按钮的线性阵列。操作者只需触摸触摸传感器800上的位置，就可以将其配准为连接器位置154。
[0164]
图9、图10和图11图示了磁共振成像天线114能够连接到天线连接器124的不同方式。图9、图10和图11并未图示如何确定连接器位置154。因此，图9、图10和图11各自能够与图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8组合以组合不同的实施例。
[0165]
图9图示了医学仪器900的另外的示例。医学仪器900被示为包括被集成到天线连接器124中的rf系统收发器902。磁共振成像天线114被示为包括天线收发器904。rf系统收发器902和天线收发器904被配置用于形成无线连接906。因此，磁共振成像天线114在磁共振成像数据的采集期间不具有任何有线连接。
[0166]
这样的系统的性能在很大程度上会取决于rf系统收发器902所处的位置。一旦确定了磁共振成像天线114的位置，就能够使用模型来选择连接器位置154。可以例如通过移动天线连接器124并注意无线连接906的信号强度变化来执行对磁共振成像天线的定位，或者可以通过先前的附图中的任一幅附图所示的手段中的任一种手段来执行对磁共振成像天线的定位。
[0167]
图10图示了医学仪器1000的另外的示例。医学仪器1000类似于图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示的示例，不同之处在于修改了磁共振成像天线114，使得磁共振成像天线114包括在线缆115的端部处的天线插头1002。天线插头1002包括线圈电子器件。已经将前置放大器、数字转换器和其他有源部件从磁共振成像天线移走并放置在天线插头1002中。这具有使磁共振成像天线更轻且对例如辐射更透明的优点。因为线缆长度115保持较短，因此这是可能的。天线连接器124然后向天线插头1002提供电力和数字连接。该示例可以是有益的，因为天线插头124能够被设计为具有标准接口，该标准接口能够与许多不同的
磁共振成像天线114接口连接。
[0168]
图11示出了医学仪器1100的另外的示例。图11中的医学仪器1100图示了包含线圈电子器件1102的天线连接器124。线圈电子器件可以包括用于磁共振成像天线114的前置放大器和/或各种数字转换器和其他有源电子器件。这使得磁共振成像天线114能够更轻并且在其表面上具有更少的部件。图11的特征可以与图1、图2、图3、图5、图6、图7和图8所示的示例进一步组合。
[0169]
图12示出了医学仪器1200的另外的示例。在该示例中，医学仪器1200还包括放射治疗系统1202。图12所示的示例是图11的示例与放射治疗系统1202的组合。在图12中描绘了图11的对象支撑物120。
[0170]
在该特定示例中，放射治疗系统是线性加速器(linac)。然而，对linac的描绘仅是代表性的。也可以替代为能够通过磁共振成像引导的其他类型的放射治疗系统。放射治疗系统1202包括机架1206和放射治疗源1208。机架1206用于使放射治疗源1208绕机架旋转轴1240旋转。与放射治疗源1208相邻的是准直器1210。
[0171]
在该实施例中示出的磁体104是标准的圆柱形超导磁体。磁体1045具有低温恒温器1214，在低温恒温器1214内具有超导线圈1216。在低温恒温器内还存在超导屏蔽线圈1218。磁体104具有膛106。
[0172]
在磁体104的膛106内，对象支撑物120支撑对象118。可以通过机械定位系统来定位对象支撑物134。在对象118内存在目标区1238。在该特定实施例中，机架旋转轴1240与磁体104的圆柱轴同轴。对象支撑物120已经被定位为使得目标区1238位于机架旋转轴1240上。辐射源1208被示为生成辐射射束1242，该辐射射束1242穿过准直器1210并穿过目标区1238。当辐射源1208绕轴1240旋转时，辐射射束1242将始终以目标区1238为目标。辐射射束1242穿过磁体104的低温恒温器1214。磁场梯度线圈110可以具有将磁场梯度线圈分成两个部分的间隙。如果存在的话，则该间隙会减小磁场梯度线圈110对辐射射束1242的衰减。
[0173]
能够看出，在磁体104的膛116内存在任选的被连接到射频系统116的身体线圈1220。放射治疗系统1202被示为被额外连接到硬件接口142。
[0174]
计算机存储器150被示为包含机器可执行指令152，该机器可执行指令152使得处理器148能够控制医学仪器100的各种部件的操作和功能。计算机存储器150还被示为包含脉冲序列命令154，该脉冲序列命令154使得处理器148能够控制磁共振成像系统104采集磁共振数据。存储器148还被示为包含放射治疗指令1250。放射治疗指令1250能够用于确定计算出的射束路径1252。计算出的射束路径1252能够用于修改矢量位置154。在图12中能够看出，天线连接器124安全地位于射束路径1242之外。通过预先设置连接器位置154并然后利用计算出的射束路径1252来修改连接器位置154，可以提高放射治疗的质量。
[0175]
计算机存储器148还被示为包含根据磁共振数据302重建的磁共振图像304。磁共振图像304可以例如用于使用放射治疗系统1202来指导放射治疗。
[0176]
图13示出了图示操作图12的医学仪器1200的方法的流程图。首先在步骤350中，接收连接器位置154。接下来在步骤1300中，接收放射治疗指令1250。然后在步骤1302中，确定射束路径1252。接下来在步骤1304中，修改连接器位置154以避开射束路径1252。然后在步骤352中，控制能远程控制的致动器将天线连接器124沿着路径移动到连接器位置154。最后在步骤1306中，利用放射治疗指令1250控制放射治疗系统1202以使用放射治疗系统1202来
辐照目标区1238。虽然在图13中未示出，但是也能够采集磁共振成像数据302并使用磁共振成像数据302来创建可以用于指导放射治疗的磁共振图像304。
[0177]
在典型的mr系统设置中，经由连接器利用rf/电源线缆将rf线圈连接到mr扫描器的rf接口。针对rf线圈的连接点被固定在病床上。由于线圈线缆的长度有限，因此对rf线圈的定位自由度受到限制并且对于临床工作流程而言并非最优。出于rf安全的考虑，线圈的rf线缆会很短。
[0178]
完全无线的rf线圈将允许对rf线圈的自由定位。在这种情况下，需要额外集成许多数字硬件和电力传输或电池，这会使线圈较厚且相对较重。示例可以提供轻薄的线圈，这种轻薄的线圈较薄且具有较大的定位自由度。在临床情况下，最好使用较薄且重量轻的rf线圈，因为它们能够自由放置。
[0179]
示例可以不需要较长线缆并且不受线缆床的端部处的固定连接器的约束。此外，它可以通过避免使用长线缆而提高安全性。
[0180]
示例可以使用行进连接器(天线连接器)，该行进连接器使用被集成在病床/支撑物中的rf安全线缆管理。所提出的系统包括沿着病床行进的专用连接器。
[0181]
当线圈被放置在患者上时，相对较短的线缆被连接到移动插头。
[0182]
在一些示例中，插头可以经由光学/nfc检测被自动移动到对应的线圈。
[0183]
示例可以允许对rf线圈的连接提供更大的自由度并提高rf安全性。
[0184]
图14图示了医学仪器1400的另外的示例。该医学仪器被示为具有mri系统102，该mri系统102具有磁体104和对象支撑物120。对象118被示为躺在对象支撑物120上。磁共振成像天线114具有两条连接到天线连接器124的线缆115。这两个天线连接器124都能够在对象118的任一侧的路径126上移动。该系统由计算机系统140控制，并且用户接口146上具有应用程序。计算机系统140提供处理器和控制功能。
[0185]
图14示出了可能的示例医学仪器：移动插头位于病床的左右两侧并沿着滑轨系统行进。行进插头/连接器被电连接到位于病床中/病床下的柔性线缆。行进器接口(用户接口)146也能够是无线/光学连接。
[0186]
行进连接器可以在滑动系统上移动。柔性连接线缆被集成在病床/支撑物中。柔性线缆能够是光缆，因此不需要rf陷波器。
[0187]
一个不同的实施例是无线连接的行进器插头(天线连接器)。这里已经连接了线圈，但是行进连接器还包含无线收发器设备，因此仅需要电源线。
[0188]
虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
[0189]
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。虽然某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，例如，经由互联网或其他有线或无线的电信系统进行分布。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。