CN103654778B - 一种磁共振系统及其定位、成像控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁共振系统及其定位、成像控制方法，所述磁共振系统包括磁共振主机、可移动的床板和局部线圈，所述床板移动进入磁共振主机内部，所述磁共振主机上设有光信号接收装置，所述床板或局部线圈上安装有光信号发射装置。本发明提供的磁共振系统及其定位、成像控制方法，通过设置光信号接收装置和光信号发射装置，采用步进模式或快速定位模式将患者自动定位到磁共振检查区域中心，从而简化定位、成像操作，且增加定位精度，节约检查成本，更好地满足成像实际操作需要。

Description

一种磁共振系统及其定位、成像控制方法

技术领域

本发明涉及一种医用图像扫描系统及其定位、成像控制方法，尤其涉及一种磁共振系统及其定位、成像控制方法。

背景技术

磁共振成像系统中，需要将患者待检查位置定位到磁共振系统检查区域中心位置。现有的定位技术主要采用激光定位，如图1所示，床板2设于中空的磁体1内，在磁共振孔径5前端设置一个十字激光灯6，当患者佩戴好线圈3后，操作人员通过控制面板来移动床板2，将患者4待检查的位置移动到十字激光束7下，然后启动定位指令，由病床控制器完成将患者检查位置定位到磁共振检查区域中心位置。

该定位技术所使用的激光束对被检者存在潜在危害性，操作复杂，每次扫描均耗费了不少人工定位时间，不仅增加了磁共振检查时间和人工操作成本，而且由于人工目测定位的因素带来定位偏差。

此外，目前也有利用影像传感器技术实现定位的方法，如中国专利号ZL200920145228.4公开的利用影像传感器远程寻找定位标志的定位方法，如图2所示，该方法未使用激光束定位，去除了激光的潜在危害性，但增加了放置在病床和患者上方的影像传感器8，且需安装定位器9和定位标记10。该方案利用远程操作来定位，实际上操作复杂，定位时间也较长，在病床上方多加了一个定位器，给受检者带来一定心里压迫负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁共振系统及其定位、成像控制方法，简化定位操作，能够快速将患者自动定位到磁共振检查区域中心，且增加定位精度，节约检查成本，更好地满足成像实际操作需要。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种磁共振系统，包括磁共振主机、可移动的床板和局部线圈，所述床板移动进入磁共振主机内部，所述磁共振主机上设有光信号接收装置，所述床板或局部线圈上安装有光信号发射装置。

进一步地，所述磁共振主机内部设有中空的磁体，所述磁体的中空区域为检查区域，所述磁体内壁上设有光信号接收装置。

进一步地，所述光信号为红外信号、激光信号或可见光信号。

进一步地，所述光信号接收装置包括光信号反射装置和光开关/光传感器。

进一步地，所述局部线圈固定在床板上，所述光信号发射装置通过移动导轨安装在床板上。

进一步地，所述局部线圈为体线圈、脊柱线圈或胸线圈。

进一步地，所述局部线圈佩戴在患者身上，所述光信号发射装置镶嵌在局部线圈上。

进一步地，所述局部线圈为头线圈、颈线圈、肩线圈或踝线圈。

进一步地，所述光信号接收装置的数目为一个。

进一步地，所述光信号接收装置的数目为多个，由外往里依次分布，最里面的一个光信号接收装置位于检查区域的中间位置。

本发明为解决上述技术问题还提供一种磁共振系统，包括床板和局部线圈，所述床板设于中空的磁体内，所述磁体的中空区域为检查区域，其中，所述磁体内壁上设有光信号发射装置，所述床板或局部线圈上安装有光信号接收装置。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述磁共振系统的定位控制方法，包括如下步骤：a)选择步进模式或快速定位模式，启动定位指令，所述光信号发射装置发射某一固定通断频率的光信号；b)采用步进模式时，步进向前移动床板，直至光信号接收装置接收到该频率的光信号，发送定位完成信号；c)采用快速定位模式时，先快速向前移动床板，然后步进移动床板，直至光信号接收装置接收到该频率的光信号，发送定位完成信号。

进一步地，所述步骤c)中的快速定位模式包括如下步骤：先快速向前移动床板直至超位，然后步进向后移动床板，直至光信号接收装置接收到满足额定大小的该频率的光信号。

进一步地，当光信号接收装置接收到的光信号强度增加到最大值之后变小，则判断床板超位。

进一步地，所述步骤c)中的快速定位模式包括如下步骤：先快速向前移动床板，接收到的光信号强度由小变大到达预设阈值后步进向前移动床板，直至光信号接收装置接收到满足额定大小的该频率的光信号强度。

进一步地，所述局部线圈的数目为多个，所述多个局部线圈沿床板轴向排列，每个局部线圈上的光信号发射装置发射不同频率的光信号，所述光信号接收装置接收到匹配频率的光信号则完成该次局部线圈的定位。

进一步地，完成当前局部线圈的定位后，将床板回退至起始位置再进行下一个局部线圈的定位，或者继续移动床板进行下一个局部线圈的定位。

进一步地，所述光信号接收装置的数目为多个，由外往里依次分布，最里面的一个光信号接收装置位于检查区域的中间位置，采用快速定位模式时，先由外向内快速移动床板，当位于外侧的光信号接收装置检测到光信号时，减速移动床板，直到位于里侧光信号接收装置探测到光信号。

进一步地，所述床板的步进移动距离小于所述磁共振系统预先设定的定位误差。

本发明为解决上述技术问题还提供一种磁共振系统的成像控制方法，包括上述的定位控制方法，当定位完成之后即开始成像扫描。

进一步地，当定位完成之后，通过磁共振系统控制面板上的微调按钮进行手动移动调整后再开始成像扫描。

进一步地，当定位完成之后，按照预设的步进距离、时间间隔和步进的步数进行连续成像扫描，步进一次，成像扫描一次，该位置成像完成后继续步进，直到最终完成全部成像扫描。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的磁共振系统及其定位、成像控制方法，通过设置光信号接收装置和光信号发射装置，采用步进模式或快速定位模式将患者自动定位到磁共振检查区域中心，从而简化定位、成像操作，且增加定位精度，节约检查成本，更好地满足成像实际操作需要。

附图说明

图1为现有磁共振系统激光灯定位结构示意图；

图2为现有磁共振系统影像定位结构示意图；

图3为本发明磁共振系统结构示意图；

图4为本发明磁共振系统的自动定位流程示意图；

图5为本发明磁共振系统中单线圈快速自动定位流程示意图；

图6为本发明磁共振系统中多线圈快速自动定位流程示意图；

图7为本发明单个光信号接收装置控制结构示意图；

图8为本发明单个光信号接收装置定位运行状态示意图；

图9为本发明单个光信号接收装置定位结束状态示意图；

图10为本发明带两个光信号接收装置的磁共振系统结构示意图；

图11为本发明两个光信号接收装置控制结构示意图；

图12为本发明两个光信号接收装置定位运行状态示意图；

图13为本发明两个光信号接收装置定位结束状态示意图。

图中：

1磁体2床板3局部线圈

4患者5孔径6激光灯

7激光束8影像传感器9定位器

10定位标记11光信号发射装置12光信号接收装置

13检查区域14控制面板15病床控制器

16移动导轨

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图3为本发明磁共振系统结构示意图。

请参见图3，本发明提供的磁共振系统包括磁共振主机、可移动的床板2和局部线圈3。磁共振主机为与可移动床板2相对静止的磁共振系统部分。床板2移动进入磁共振主机内部，所述磁共振主机上设有光信号接收装置12，床板2或局部线圈3上安装有光信号发射装置11。

上述的磁共振系统，所述光信号可以为红外信号、激光信号或可见光信号，本发明采用在局部线圈3或床板2上安装定向光信号发射装置11，磁共振主机内部设有中空的磁体1，磁体1的中空区域为检查区域13，在磁体1内壁上设置光信号接收装置12，即在检查区域13中心上方位置安装光信号接收装置12，通过光信号接收装置12快速将患者自动定位到磁共振检查区域中心。其光信号接收装置12也可设置在磁共振主机上的任意位置，只需能够接收到光信号发射装置11所发出的光信号，其光信号不被遮蔽即可。从而简化定位操作，且增加定位精度，节约检查成本，更好地满足成像实际操作需要。

对于固定式线圈和非固定式局部线圈，具体安装如下：

1）若使用固定式线圈，如体线圈，脊柱线圈或胸线圈时，可在床板2边沿位置嵌设一个或多个移动导轨16，因为固定式线圈体积较大，利用移动导轨16可使光信号发射装置11移动到感兴趣区域，保证了感兴趣区域处于检查区域13中心位置。2）若使用一个非固定式局部线圈，如头线圈，颈线圈，肩线圈或踝线圈时，则可直接在该局部线圈3上表面嵌设一个发射特定通断频率的光信号发射装置11。

本发明提供的磁共振系统，在进行磁共振成像自动定位时，操作人员可根据患者的待检查部位，通过在控制面板的操作界面中选择相应的模式，来引导完成整个定位过程,其定位可选模式分为步进式模式和快速定位模式，主控制流程如图4所示。采用步进式模式时，床板2的步进移动距离小于磁共振系统预先设定的定位误差。采用快速定位模式，当光信号接收装置接收到的光信号增加到最大值之后变小，则判断床板2超位，然后再步进向后移动床板2，如图5所示；或者也可以先快速向前移动床板2，接收到的光信号由小变大到达预设阈值后步进向前移动床板2，直至光信号接收装置12接收到满足额定大小的该频率的光信号。

此外，若使用多个局部线圈扫描时，则需增加一种局部线圈种类确认的方法，可设置在扫描序列中，也可由操作者来手动确认线圈的种类。比如：不同安装位置的光信号发射装置所发射的光信号光通断频率不同，由此可判断线圈的种类和型号。如图6所示，具体检查流程可如下：

a)当受检者佩戴好所有线圈后，启动定位开始指令，病床自动移动，直到检测到第一个线圈所在位置而停下来。b)病床控制器15向主机报告当前定位线圈种类/型号,主机端软件可根据序列设置要求来判断是否可开始扫描，也可由操作者来确定是否是正确的线圈，若是，则可开始扫描，若不是则通知病床继续寻找下一个线圈，直到找到符合的线圈。完成当前局部线圈的定位后，可以将床板2回退至起始位置再进行下一个局部线圈的定位，或者继续移动床板2进行下一个局部线圈的定位。

图7为本发明单个光信号接收装置控制结构示意图。

请继续参见图7，下面以非固定式局部线圈，单个光信号发射装置为例，具体介绍本发明提供的磁共振系统的定位控制方法。

在一个局部线圈3上表面嵌设一个微型的光信号发射装置11，发射频率1K,在磁共振检查区域中心位置，孔径内壁安装一个微型光信号接收装置12，患者4躺在可移动床板2上，床板2由病床控制器15控制，光信号发射装置11，光信号接收装置12以及控制面板14均与病床控制器15相连。

当患者4戴上局部线圈时，操作人员只需通过控制面板14发出定位开始指令，床板2开始由外往里移动，如图8所示。此时光信号发射装置11发射1K光信号，光信号接收装置12已处于检测光信号的工作状态，直到光信号接收装置接收到1K的光信号光信号，通知病床控制器15停止病床的移动，关闭光信号发射装置和接收装置，且通知系统已完成定位操作，如图9所示。直到下一次收到定位开始指令，再进行一次上述定位动作。

在单个光信号接收装置12的情况下，光信号接收装置12可设置为独立的光传感器，也可为光信号反射装置加上光开关或光传感器的组合，其设置形式以及位置可根据实际光路的设计需要而决定。光信号接收装置12的优选位于检查区域13的中间位置。

图10为本发明带两个光信号接收装置的磁共振系统结构示意图；图11为本发明两个光信号接收装置控制结构示意图。

请继续参见图10和图11。单个光信号接收装置虽然可以实现快速定位，但是没有多个光信号接收装置的情形下定位的那么准确。为了同时提高定位速度和精度，光信号接收装置12的数目可为多个，由外往里依次分布在磁体内壁上，最里面的一个光信号接收装置12位于检查区域13的中间位置。其每一个光信号接收装置12同样可以设置为光信号反射装置加上光开关或光传感器的组合，其设置形式和位置同样根据实际光路的设计需要而决定。下面以非固定式局部线圈，两个光信号接收装置为例介绍具体控制过程：在床板2上嵌设移动导轨16，光信号发射装置11固定在移动导轨16，发射频率为1.5K，在磁共振检查区域中心位置，孔径内壁安装两个光信号接收装置，患者躺在可移动式床板上，两个光信号接收装置12，光信号发射装置11，控制面板14均与病床控制器15相连。

操作者将光信号发射装置11移动到需要定位的位置，然后通过控制面板14发出定位开始指令，床板2先以较快速度由外向内移动，当位于外侧的光信号接收装置12检测到1.5K光信号时，如图12所示，接收装置通知病床控制器15调整病床移动速度，让床板2减速移动，直到位于里侧光信号接收装置12探测到1.5K光信号，如图13所示，通知病床控制器15停止病床移动，且关闭所有光信号发射和接收装置，如此完成一次快速定位。直到下一次收到定位开始指令，再进行一次上述定位动作。

以上定位方法都应该在完成定位后，关闭光信号发射装置11和光信号接收装置12，以避免对磁共振系统工作的干扰，等完成一次扫描后，在下一次启动定位开始指令时，才打开光信号发射装置和光信号接收装置。

当定位完成之后即可开始成像扫描。当自动定位完成之后，在一些情况下，如患有某些疾病的患者会产生不自主移动，或是正常患者产生的不小心移动，这对于固定式线圈成像的情况没有影响，但对于非固定式局部线圈的情况，这时候为了达到更好的磁共振成像效果，仍需要进行一些细微调整，此时通过磁共振系统控制面板14上的微调按钮，如向前、向后按钮进行手动移动调整后再开始成像扫描。在磁共振成像过程中，首先会进行局部序列定位（localize），确定成像视野（FOV），此时也可通过在控制面板14上微调按钮，对患者4的位置进行微调，达到最好的成像效果。

此外，当成像的部位较大时，需要进行多次成像扫描，如全身血管成像中的应用，当自动定位完成之后，可按照在病床控制器15中预设的步进距离、时间间隔和步进的步数进行连续成像扫描，床板2步进一次，成像扫描一次，该位置成像完成后床板2继续步进，直到最终完成全部成像扫描任务。

最后，本发明提供的磁共振系统及其定位、成像控制方法，光信号发射装置11和光信号接收装置12的安装位置可以互换，如磁体1内壁上设有光信号发射装置11，床板2或局部线圈3上安装有光信号接收装置12，光信号接收装置12随着床板2或局部线圈3的移动接收光信号发射装置11的光信号，定位、成像控制流程同上，在此不再一一赘述。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (21)

1.一种磁共振系统，包括磁共振主机、可移动的床板（2）和局部线圈（3），所述床板（2）移动进入磁共振主机内部，所述磁共振主机上设有光信号接收装置（12），所述床板（2）或局部线圈（3）上安装有光信号发射装置（11）；

所述磁共振主机内部设有中空的磁体（1），所述磁体（1）的中空区域为检查区域（13），所述磁体（1）内壁上设有光信号接收装置（12）。

2.如权利要求1所述的磁共振系统，其特征在于，所述光信号为红外信号、激光信号或可见光信号。

3.如权利要求1所述的磁共振系统，其特征在于，所述光信号接收装置（12）包括光信号反射装置和光开关/光传感器。

4.如权利要求1所述的磁共振系统，其特征在于，所述局部线圈（3）固定在床板（2）上，所述光信号发射装置（11）通过移动导轨（16）安装在床板（2）上。

5.如权利要求4所述的磁共振系统，其特征在于，所述局部线圈（3）为体线圈、脊柱线圈或胸线圈。

6.如权利要求1所述的磁共振系统，其特征在于，所述局部线圈（3）佩戴在患者（4）身上，所述光信号发射装置（11）镶嵌在局部线圈（3）上。

7.如权利要求6所述的磁共振系统，其特征在于，所述局部线圈（3）为头线圈、颈线圈、肩线圈或踝线圈。

8.如权利要求1～7任一项所述的磁共振系统，其特征在于，所述光信号接收装置（12）的数目为一个。

9.如权利要求1～7任一项所述的磁共振系统，其特征在于，所述光信号接收装置（12）的数目为多个，由外往里依次分布，最里面的一个光信号接收装置（12）位于检查区域（13）的中间位置。

10.一种磁共振系统，包括床板（2）和局部线圈（3），所述床板（2）设于中空的磁体（1）内，所述磁体（1）的中空区域为检查区域（13），其特征在于，所述磁体（1）内壁上设有光信号发射装置（11），所述床板（2）或局部线圈（3）上安装有光信号接收装置（12）。

11.一种如权利要求1所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)选择步进模式或快速定位模式，启动定位指令，所述光信号发射装置（11）发射某一固定通断频率的光信号；

b)采用步进模式时，步进向前移动床板（2），直至光信号接收装置（12）接收到该频率的光信号，发送定位完成信号；

c)采用快速定位模式时，先快速向前移动床板（2），然后步进移动床板（2），直至光信号接收装置（12）接收到该频率的光信号，发送定位完成信号。

12.如权利要求11所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，所述步骤c)中的快速定位模式包括如下步骤：先快速向前移动床板（2）直至超位，然后步进向后移动床板（2），直至光信号接收装置（12）接收到满足额定大小的该频率的光信号。

13.如权利要求12所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，当光信号接收装置（12）接收到的光信号强度增加到最大值之后变小，则判断床板（2）超位。

14.如权利要求11所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，所述步骤c)中的快速定位模式包括如下步骤：先快速向前移动床板（2），接收到的光信号强度由小变大到达预设阈值后步进向前移动床板（2），直至光信号接收装置（12）接收到满足额定大小的该频率的光信号强度。

15.如权利要求11所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，所述局部线圈（3）的数目为多个，所述多个局部线圈沿床板（2）轴向排列，每个局部线圈上的光信号发射装置（11）发射不同频率的光信号，所述光信号接收装置（12）接收到匹配频率的光信号则完成该次局部线圈的定位。

16.如权利要求15所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，完成当前局部线圈的定位后，将床板（2）退回至起始位置再进行下一个局部线圈定位，或者继续移动床板（2）进行下一个局部线圈的定位。

17.如权利要求11所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，所述光信号接收装置（12）的数目为多个，由外往里依次分布，最里面的一个光信号接收装置（12）位于检查区域（13）的中间位置，采用快速定位模式时，先由外向内快速移动床板（2），当位于外侧的光信号接收装置（12）检测到光信号时，减速移动床板（2），直到位于里侧光信号接收装置（12）探测到光信号。

18.如权利要求11～17任一项所述的磁共振系统的定位控制方法，其特征在于，所述床板（2）的步进移动距离小于所述磁共振系统预先设定的定位误差。

19.一种磁共振系统的成像控制方法，其特征在于，包括如权利要求12所述的定位控制方法，当定位完成之后即开始成像扫描。

20.如权利要求19所述的磁共振系统的成像控制方法，其特征在于，当定位完成之后，通过磁共振系统控制面板上的微调按钮进行手动移动调整后再开始成像扫描。

21.如权利要求19所述的磁共振系统的成像控制方法，其特征在于，当定位完成之后，按照预设的步进距离、时间间隔和步进的步数进行连续成像扫描，步进一次，成像扫描一次，该位置成像完成后继续步进，直到最终完成全部成像扫描。