包括用于测量线圈线缆及阱的温度和/或应变的分布式传感器的mri的制作方法_2

文档序号:8476607阅读:来源:国知局
设备72、显示器74以及至少一个输入设备76,所述显示器显示图像、菜单、面板以及用户控制,所述至少一个输入设备76输入医疗保健执业医师选择。工作站70可以是台式计算机、膝上计算机、平板电脑、移动式计算设备、智能电话等。输入设备76可以是键盘、鼠标、麦克风等。
[0028]各种单元或控制器60-68由(一个或多个)电子数据处理设备(例如,工作站70的电子处理器或电子处理设备72)合适地体现,或由通过网络与工作站70操作性地连接的基于网络的服务器计算机合适地体现,等。此外,所公开的重建及系统操作被合适地实施为非暂态存储介质,所述非暂态存储介质存储可由电子数据处理设备读取并且可由电子数据处理设备执行的指令(例如,软件),以执行所公开的重建及系统操作。如本文所使用的显示器74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74可以输出视觉、音频和/或触觉数据。
[0029]图2提供了图1的系统使用的线缆30、32和34的图解视图。如图2示出的,线缆30,32和34分别包括:线缆部件31A、31B、31D、33A和35A ;以及光纤部件31C、31E、33B和35B。此外,被屏蔽的线缆32和34包括一个或多个线缆阱54。应意识到,尽管在图2中未图示为包括线缆阱54,但是线缆30也可以被实施为具有一个或多个线缆阱54。还应意识到,尽管在图2中图示为被屏蔽的,但是取决于线缆30、32和34的位置及应用,线缆30、32和34可以被实施为被屏蔽的或未被屏蔽的。线缆部件31A、31B、31D、33A和35A合适地包括导电及绝缘部件,所述导电及绝缘部件被配置为将电流、信号等从各自的技术室和/或操作者室电子器件36承载到线圈21、23、25。在一些实施例中,线缆30、32和34可以通过MR扫描器10的敏感性部件、线圈20、21、25等与对象22直接接触或紧密接近于对象22。相应地,线缆30、32和34还包括一个或多个光纤部件31C、31E、33B和35B,所述一个或多个光纤部件沿各自的线缆部件31A、31B、31D、33A和35A共同延伸并且与各自的线缆部件31A、31B、31D、33A和35A直接接触。光纤部件31C、31E、33B和35B可以通过各自的线缆部件31A、31B、31D、33A和35A的中心,其中,在线缆部件31A、31B、31D、33A和35A的旁边但是在绝缘外部内,电导体围绕所述光纤部件。在其他实施例中,光纤部件31C、31E、33B和35B在特定的位置处可以从线缆部件31A、31B、31D、33A和35A分裂开或结合到线缆部件31A、31B、31D、33A和35A,例如,如图3-5B中示出的。
[0030]光纤部件31C、31E、33B和35B耦合到光学监测单元37,所述光学监测单元37被配置为监测线缆30、32和34在其各自的长度上的温度以及应变,以及MR扫描器10的不同区域中的光纤部件31C、31E、33B和35B上的其他位置的温度以及应变,如图3-5B中图示的。在一个实施例中,光学监测单元37可以利用波长扫描干涉仪(SWI)来测量作为光纤部件31C、31E、33B和35B的各自的长度的函数的瑞利背散射。在光纤部件31C、31E、33B和35B外部的温度或应变改变导致局部瑞利背散射模式的时间及空间移位。这些移位可以被测量并被缩放以提供在光纤部件31C、31E、33B和35B上的分布式温度及应变测量。在一些实施例中,光学监测单元37可以被配置为将温度或应变局部化为下至沿光纤部件31C、31E、33B和35B的全部长度的2mm位置。例如参见美国专利N0.6366722、7330245、7440087、7538883、7772541、8004686。用于检测沿光纤部件31C、31E、33B和35B的长度的温度和/或应变的其他方法也可以根据本公开内容被使用,例如,使用斯托克斯谱线、反斯托克斯谱线等。监测单元37能够包括查找表,所述查找表具有:与特定阱54或线圈20、21、23、25内的回路相关联的位置;各自的阈值温度;等。
[0031]如指示的,光纤部件31C、31E、33B和35B允许在MR系统10的操作期间,监测线缆阱54、线缆30、32、34以及梯度线缆(未示出)的温度。在这一监测期间检测的温度或应变波动可以对接近于对象22的电磁能超过SAR限制(S卩,电磁能的量)以及增加灼伤对象22的风险进行指示。其他指示反映对象22的舒适水平以及线缆阱54的校正功能,如本文论述的。此外,对局部线圈23的温度的监测可以指示对象22的周围温度、其中对象22被放置的膛的空气温度或全身线圈25的温度。能够在其他位置上增加类似的解决方案。
[0032]参考图3并且参考图1和图2,图示了图1的系统的示意图。所述图示描绘了任选的局部线圈23、诸如内置于支撑体24中的脊柱线圈的内置线圈21以及正交全身线圈25,其通过系统滤波方框44(用于从MR数据移除暂态现象以及其他干扰的合适的滤波部件)操作性连接到技术室和/或操作者室电子器件36 (经由线缆部件31A、31B、31D、33A和35A),连接到光学开关50(经由光纤部件31C、31E、33B和35B)以及光学监测单元37。应意识到,尽管被示出为在检查室12外部,但是光学开关50可以被定位于检查室12内,其中,来自于所述光学开关的输出通过光学馈送通路42耦合到光学监测单元37。
[0033]如图4中更加详细地示出的,线缆部件31A、31B和31D将全身线圈25的回路27耦合到控制26,并且从而耦合到如图3所示的技术室和/或操作者室电子器件36。在线圈回路27以及控制26上延伸的是光纤部件31C,所述光纤部件将温度及应变信息提供到如上面论述的光学监测单元37。应意识到,光纤部件31C可以经由光纤部件31C沿全部体线圈部分的折叠被放置为与全身线圈25的每个回路27接触。第二光纤部件31E与RF负载28通信,所述RF负载提供与内置全身线圈25的这一部件有关的温度及应变信息。光纤部件31C和31E经由光学馈送通路42离开检查室12去往光学开关50,造成与全身线圈25的操作相关联的温度/应变被传送到监测单元37。因为利用来自于全身RF线圈25的外部的在检查区域外部的导线访问全身RF线圈25并且因为全身RF线圈25导线(例如线缆30)不接触或紧邻对象22,所以能够需要较少阱54。然而,光纤部件31C和31E仍然能够提供有价值的的系统诊断信息。
[0034]参考图5A,任选的内置RF线圈21通过系统滤波方框44 (经由线缆部件33A)操作性耦合到技术室和/或操作者室电子器件36,耦合到光学开关50 (经由光纤部件33B)并且从而耦合到光学监测单元37。图5A提供了任选的内置RF线圈21和被屏蔽的线缆32的详细的视图,所述视图描绘了线缆32的线缆阱54、与任选的内置RF线圈21相关联的控制56以及被包含在任选的内置RF线圈21内的回路58。如示出的,光纤部件33B适合地缠绕在任选的内置RF线圈21的回路58、阱54以及控制56内或遍及任选的内置RF线圈21的回路58、阱54以及控制56。以这一方式,光纤部件33B可以用于检测在任选的内置RF线圈21内的任何位置处的温度/应变,例如在特定回路58内、控制56内、特定线缆阱54等内的任何位置处的温度/应变。相应地,光纤部件33B通过检查室12经由光学馈送通路42输出到光学开关50,所述光学开关将温度/应变信息发送到光学监测单元37。
[0035]类似地,任选的局部线圈23可以通过系统滤波方框44与技术室和/或操作者室电子器件36通信(使用线缆34的线缆部件35A),可以与光学开关50通信(使用线缆34的光纤部件35B)并且因此与监测单元37通信,如图5B中示出的。如先前关于任选的内置RF线圈21论述的,任选的局部线圈23可以包括光纤部件35B,所述光纤部件在每个回路58、控制56以及被屏蔽的线缆34的每个线缆阱54上缠绕,直到分裂到光学馈送通路42为止。以此方式,沿线缆34的任何位置的温度/应变可以被确定,尤其是沿对应于线缆阱54的这些位置和/或与对象22接触的这些位置的温度/应变可以被确定。相应地,柔性线圈,例如任选的局部线圈23中的机械应变可以被确定,从而确保线缆34及线圈23保持在针对操作的最佳状况中。因此应意识到,能够经由光纤部件31C、31E、33B和35B检测到的应变可以用于检测在MR系统10的操作期间对象22的移动和/或位置。
[0036]尽管上面参考为涉及RF线圈21、局部线圈23以及全身线圈25,但是对光纤部件31C、31E、33B和35B的使用能够提供在MR系统10的操作期间在其他关键部件(例如,PIN二极管、RF放大器、RF屏障、电容器、解调电路中的PCB迹线等)上的热点监测。这样的监测,除了检测这样的部件的可能故障外,也提供早期状态的可靠性信息(即在电路适当地工作时),并且允许远程预防性维护。本文也预期对MR系统10的非关键部件的其他监测,所述非关键部件例如包括与患者支撑体24相关联的驱动电动机、在室12内的其他电子器件、MR系统10的与对象22或者医疗保健操作者具有物理接触的这些表面,例如,将表面温度维持在产业标准内,例如与正交体线圈、卧榻24、检查区域18、壳体14相关联的UL表面温度要求等。应意识到,经由光纤部件31C、31E、33B和35B收集的温度和/或应变信息也可以提供针对加热这样的部件的MR协议的性能指示器,可以用于系统10的远程性能诊断,等。此外,对应变信息的监测可以用于实时监测对象22的移动,因为可以根据应变背散射计算实际光纤弯曲/位置。例如,当局部线圈23的光纤部件35B与对象22紧密接触(例如,在特定RF线圈的表
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