CN108696949A - 磁共振装置和外部设备之间的标准化的无线电耦合 - Google Patents

磁共振装置和外部设备之间的标准化的无线电耦合 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磁共振装置(10)，其被设计为，执行对检查对象(13)的检查。磁共振装置(10)包括HF控制单元(14)、梯度控制单元(15)和图像序列控制器(16)，其被设计为，采集检查对象(13)的体积片段的MR数据。磁共振装置(10)的计算单元(19)被设计为，根据所采集的MR数据重建MR图像。磁共振装置(10)的标准化的基于REST的HTTP无线电接口(23)被设计为，建立到设备(30；40；50；60)的标准化的无线连接。

Description

磁共振装置和外部设备之间的标准化的无线电耦合
技术领域
本发明涉及一种磁共振装置和包括磁共振装置和外部设备的系统，其中外部设备与磁共振装置的通信连接非常重要。
背景技术
在MR室内，除了MR扫描仪或者磁共振装置和诸如接收线圈和定位辅助的配件设备之外，还存在支持或补充MR检查过程的设备。这些外部设备例如包括造影剂注射器或者EKG装置。这些外部设备不是磁共振装置的一部分并且通常单独销售。但是，外部设备可以经由外部触发器输入端与磁共振装置连接。与磁共振装置的连接能够实现在时间上时钟控制(例如造影剂注射器的)激活或者记录(例如EKG装置的)特定的信息。在例如造影剂注射器和磁共振装置之间没有这样的通信连接的条件下，在关于造影剂最优的(“造影剂增强的”)MR血管造影的情况下，造影剂给予和MR协议的开始应当在两个独立的控制台上手动进行。
根据现有技术，如果在外部设备与磁共振装置之间完全建立物理连接，则外部设备经由电缆与磁共振装置连接。由于MR室内的空间狭小并且由于有时会有许多不同的装置或设备，因此经由电缆的连接通常会被干扰并且有时甚至存在风险(隐患)。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，解决外部设备和磁共振装置之间的连接问题。
根据本发明，上述技术问题通过根据本发明的磁共振装置和根据本发明的系统来解决。
在本发明的范围内提供了一种磁共振装置，其被设计为，执行对检查对象的检查。在此，磁共振装置包括HF控制单元、梯度控制单元和图像序列控制器，其被设计为，采集检查对象的体积片段的MR数据。此外，磁共振装置的计算单元被设计为，依据所采集的MR数据重建MR图像。最后，磁共振装置的标准化的基于REST的HTTP无线电接口被设计为，建立到外部设备的标准化的无线电连接。
基于REST的HTTP无线电接口理解为使用基于REST(“Represential StateTransfer，具象状态转移”)的HTTP协议的标准化的无线电接口，这有利地使得外部设备能够使用支持TCP/IP和HTTP的任意技术与磁共振装置连接。作为到外部设备的通信连接，除了WLAN、WiFi、蓝牙以外，根据本发明的磁共振装置支持所有其它类型的因特网连接。
根据基于REST的HTTP无线电接口，针对每个外部设备有利地存在到磁共振装置的双向和通用接口，这使得任意外部设备可以简单地经由无线网络连接与磁共振装置连接。在基于REST的HTTP无线电接口中，总是由外部设备(即，客户侧)触发请求(Request)，并且将对该请求的响应(Response)从磁共振装置发送回外部设备。
结合无线网络，基于REST的HTTP无线电接口因此可以以简单和通用的方式将任意外部设备无线连接到磁共振装置。基于REST的HTTP无线电接口优选地还具有良好的可扩展性，以针对外部设备的特定场景提供定制服务。因此，本发明为外部设备的无线连接提供了简单且快速的解决方案，其中，基于REST的HTTP无线电接口动用现有的通用接口框架，该接口框架提供对于外部设备与磁共振装置之间的通信的基础和框架。因此，基于磁共振装置的根据本发明的架构，本发明提供了对于可以针对特定的外部设备(客户)及其要求定制的附加的服务(Service)的简单的扩展可能性。
应该明确指出的是，磁共振装置和外部设备之间的标准化的无线电连接也可以借助协议或技术来实现，诸如Protobuf(“Protocol Buffers，协议缓冲区”，用接口描述语言进行序列化的数据格式)；ZeroMQ((通常也称为0MQ或ZMQ)，其是非常强大的异步消息收集库(“messaging library，消息库”))；RabbitMQ(被称为“Advanced MessageQueuing Protocol，高级消息队列协议”(AMQP)的消息等候队列协议)等。
特别地，磁共振装置能够依据MR数据的采集生成指令或信息，然后将该指令或信息经由基于REST的HTTP接口无线地传输到外部设备。
该实施方式有利地使得MR数据的采集与外部设备(例如造影剂注射器)的动作同步。
例如可以借助所谓的WebSockets将指令和/或信息发送到外部设备。
在这种情况下，WebSockets的发送特别是基于WebSocket协议。WebSocket协议是一种基于TCP的网络协议，利用该协议可以实现磁共振装置(作为WebSocket服务器)与外部设备之间的双向连接。当外部设备就此向磁共振装置提出请求时，在纯粹的HTTP连接中信息或指令仅可以从磁共振装置发送到外部设备，而当外部设备打开与磁共振装置的无线电连接时，WebSocket协议就足够了。磁共振装置然后可以主动地使用这个打开的连接，以向外部设备发送信息和/或指令，而不必等待外部设备的新的连接。从技术上讲，在WebSocket中与在HTTP中一样，外部设备开始请求，不同之处在于，在传输数据以建立连接之后，保持基本TCP连接存在并且允许双向传输。
此外，磁共振装置特别是被设计为，经由基于REST的HTTP接口从外部设备采集信息，并且依据该信息执行采集MR数据的步骤和/或重建MR图像的步骤。
换言之，外部设备可以经由一次建立的连接将信息(例如EKG数据)传输到根据本发明的磁共振装置。磁共振装置然后可以将MR数据的采集和/或MR图像的重建与这样传输的信息相匹配。
在本发明的范围内还提供了一种系统，除了前面描述的根据本发明的磁共振装置外，该系统还包括一个或多个外部设备。
根据本发明的系统的优点基本上相应于上面详细描述的根据本发明的磁共振装置的优点，从而在此不再重复。
根据本发明的系统的外部设备例如可以包括控制装置、无线电装置和传感器装置。在此，无线电装置被设计为，经由基于REST的HTTP接口与磁共振装置建立标准化的无线连接(例如WLAN，WiFi，蓝牙)。传感器装置被设计为，从待检查的检查对象采集信息(例如EKG数据)。控制装置被设计为，借助无线电装置经由基于REST的HTTP接口将信息传输到磁共振装置。
例如，如果外部设备是EKG装置，则传感器装置被设计为，采集检查对象的相应的EKG数据。
根据本发明的另一种实施方式，根据本发明的系统的外部设备包括控制装置、无线电装置和激活装置。无线电装置被设计为，经由基于REST的HTTP接口与磁共振装置建立标准化的无线连接，而激活装置被设计为，用于激励检查对象或将某物给予检查对象。控制装置根据该实施方式被设计为，依据经由无线电装置和基于REST的HTTP接口从磁共振装置接收到的指令来控制激活装置。
对于激活装置根据本发明存在如下变形：
·例如如果外部设备是造影剂注射器，则激活装置被设计为，将造影剂给予检查对象。
·如果外部设备应该用于MR弹性成像，则利用激活装置产生压力波将这些压力波对准检查对象的特定区域。在MR弹性成像中，通过从外部(即，从外部设备)作用的压力波周期性地压缩和释放受检区域，同时与激活装置的激活或压力波同步地采集MR数据。根据重建的MR图像，可以显示不同弹性的部分区域，从而例如可以将良性与恶性肿瘤区分。
·激活装置可以设计为，用于产生高强度聚焦超声波(HIFU(High IntensityFocused Ultrasound))，以将该超声波对准检查对象的区域。该高强度聚焦超声波可以在控制借助磁共振装置产生的MR图像的情况下分别用于超声消融或者用于超声手术。在这种情况下，通常需要精准地控制以高强度聚焦超声波辐照的区域的发热，这可以借助磁共振装置或者借助MT温度测量以温度敏感的序列实施。
·激活装置可以包括通风机或者呼吸机，以便检查对象在借助磁共振装置检查时进行人工呼吸。由此，通过相应地控制激活装置，根据本发明的系统还能够人工地使测量(MR数据的采集)与检查对象的屏气周期同步。
在上面描述的所有根据本发明的变形中，有利地通过外部设备和磁共振装置之间的无线电连接，激活装置的活动可以与通过磁共振装置采集MR数据同步。
根据本发明的另一种实施方式，该设备包括控制装置、无线电装置和输入装置。无线电装置被设计为，经由基于REST的HTTP接口与磁共振装置建立标准化的无线连接，输入装置被设计为，采集操作人员(例如操作磁共振装置的医生)的输入。控制装置在该实施方式中被设计为，依据输入借助外部设备的无线电装置经由基于REST的HTTP接口将信息发送到磁共振装置。
在该实施方式中，通过医生在相应的时间点操作输入装置(例如简单的脚踏板)，医生可以有利地通知磁共振装置出现特定的状态。相应的外部设备作为状态发布者已知。
根据本发明的系统(特别是磁共振装置)能够将从外部设备中的一个接收的输入或与输入相关的信息转发给一个或多个其它外部设备。借此在一定程度上实现状态发布机制。由此，例如第一和第二外部设备参与在第三外部设备上操作输入装置(例如按钮)。
根据本发明的另一种实施方式，根据本发明的设备包括控制装置、无线电装置和输出装置。无线电装置被设计为，经由基于REST的HTTP接口与磁共振装置建立标准化的无线连接，输出装置被设计为，输出信息。在此，控制装置被设计为，通过外部设备的无线电装置经由基于REST的HTTP接口从磁共振装置接收到的另外的信息经由输出装置作为信息输出。
在该实施方式中，可以借助外部设备的输出装置输出来自于磁共振装置的任意信息，以便例如将磁共振装置的特定状态(例如数据采集的结束)通知给操作磁共振装置的医生。
应该明确指出的是，外部设备不是磁共振装置的控制器。因此，外部设备也不向磁共振装置传输将由磁共振装置实施的指令。
特别地，任意上面描述的外部设备可以是MR兼容的外部设备。在这种情况下，MR兼容的设备被理解为可以在磁共振装置的环境中使用而不限制其功能的设备，特别是当磁共振装置采集MR数据时。因此，MR兼容的外部设备在采集MR数据时不会干扰磁共振装置，磁共振装置也不会通过接通梯度和入射HF脉冲(在采集MR数据时)干扰MR兼容的外部设备。
外部设备还可以设计为用于实施信息服务、患者数据服务、交互服务和/或授权服务。这些服务可以经由磁共振装置的基于REST的HTTP接口提供。
利用信息服务，外部设备可以采集磁共振装置的特定信息。这些信息例如包括
·可以由磁共振装置实施的序列的列表，
·特定的或者所选择的序列的当前状态(例如运行、打开、暂停)，和
·当前正在运行的序列的剩余测量时间。
患者数据服务向外部设备提供特定信息，诸如患者的姓名、年龄、身高或体重。
通过交互服务，由磁共振装置输出的消息或指示被转发到外部设备。通过该消息或该指示可以向外部设备通知磁共振装置的动作，其需要例如与用户对话。
授权服务利用本身通常包括许可证的授权数据，采集关于外部设备的哪些功能允许由特定的操作人员实施的信息。通过授权服务可以非常精准地指定，允许由相应的用户对于磁共振装置开启相应的外部设备的哪些功能，从而该功能然后允许由磁共振装置实施，或者允许将信息传输到磁共振装置。
附图说明
下面参考所附的附图更详细地解释本发明。
图1示意性地示出了根据本发明的具有根据本发明的磁共振装置和四个外部设备的系统。
图2和图3分别示出了用于解释根据本发明的系统的运行的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的系统，其包括根据本发明的磁共振装置10和四个外部设备30-60。磁共振装置10具有用于产生极化场B0的磁体11，其中，布置在卧榻12上的受检者13驶入磁体11，以便在那里从受检者13记录位置编码的磁共振信号。
磁共振装置10还具有控制单元20，其可以用于控制磁共振装置10。控制器20具有用于控制和接通必要的磁场梯度的梯度控制单元15。HF控制单元14被设置用于控制并产生用于偏转磁化的HF脉冲。图像序列控制器16控制磁场梯度和HF脉冲的顺序，并且因此间接控制梯度控制单元15和HF控制单元14。操作人员可以通过输入单元17控制磁共振装置10，并且可以在显示单元18上显示MR图像和对于控制所需的其它信息。具有至少一个处理器单元(未示出)的计算单元19被设置用于控制控制单元20中的不同的单元。此外，设置存储单元21，在存储单元中例如可以存储程序模块或程序，当计算单元19或其处理器单元实施该程序模块或程序时，其可以控制磁共振装置10的流程。
最后，磁共振装置10包括无线电装置22和标准化的基于REST的HTTP无线电接口23，以建立到每个外部设备30-60的标准化的无线连接。外部设备30包括无线电装置31、控制装置32和传感器装置33。利用传感器装置33，外部设备30可以采集关于检查对象13的信息，从而外部设备30例如可以是EKG装置。
除了无线电装置41和控制装置42之外，外部设备40还包括激活装置43，外部设备40可以利用激活装置激励检查对象13或者将某物给予检查对象13。因此，外部设备40可以是造影剂注射器、用于MR弹性成像的装置、用于产生高强度聚焦超声波的装置或通风机。
外部设备50包括控制装置52和无线电装置51。附加地，外部设备50包括输入装置53，以便采集操作人员输入，该输入随后作为相应的信息借助控制装置52和无线电装置51被传输到磁共振装置10。
最后，外部设备60包括无线电装置61、控制装置62和输出装置63。外部设备60被设计为，借助控制装置62将外部设备60借助其无线电装置61从磁共振装置10接收到的信息经由输出装置输出。
通过磁共振装置10的无线电装置22和基于REST的HTTP接口23可以有利地非常简单地实现外部设备30-60到磁共振装置10的无线连接。由此，磁共振装置10可以有利地与每个外部设备30-60同步地协作。由此，在图1中示出的根据本发明的系统中，磁共振装置10与每个外部设备30-60之间的自动协调的运行时可能的。
图2示出了解释图1所示的根据本发明的系统的运行的过程的流程图。
在步骤S1中，外部造影剂注射器40经由基于REST的HTTP无线电接口23与磁共振装置10无线连接。在步骤S2中，磁共振装置10开始采集患者13的MR数据。与MR数据的采集相协调，在步骤S3中，磁共振装置10借助WebSockets自动控制造影剂注射器，以将造影剂注入患者13的体内。在开始注入造影剂之后，在步骤S4中借助磁共振装置10继续采集患者的MR数据。只要在步骤S5中不决定结束注入造影剂，则在步骤S3中继续注入造影剂并且在步骤S4中继续采集MR数据。
在造影剂给予结束之后，在步骤S6中借助磁共振装置10继续采集患者13的MR数据。最后在步骤S7中从MR数据重建MR图像。
图3示出了解释图1所示的根据本发明的系统的运行的另外的变形的另一种过程的流程图。
在该变形中，在步骤S11中，外部EKG装置30经由基于REST的HTTP无线电接口23与磁共振装置10无线连接。利用该外部EKG装置30，在步骤S12中采集患者13的EKG数据(即，心跳)并且经由在步骤S11中建立的无线通信连接将其传输到磁共振装置10。磁共振装置10在步骤S13中采集该EKG数据，并且依据该EKG数据采集患者13的MR数据。步骤S12和S13被重复执行，直到在步骤S14中决定结束采集MR数据。最后，在步骤S15中从MR数据重建MR图像，其中，在此考虑所采集的EKG数据。

Claims (16)

1.一种磁共振装置(10)，其被设计为，执行对检查对象(13)的检查，
其中，磁共振装置(10)包括：
HF控制单元(14)、梯度控制单元(15)和图像序列控制器(16)，其被设计为，采集检查对象(13)的体积片段的MR数据，
计算单元(19)，其被设计为，根据所采集的MR数据重建MR图像；和
标准化的基于REST的HTTP无线电接口(23)，其被设计为，建立到设备(30；40；50；60)的标准化的无线连接。
2.根据权利要求1所述的磁共振装置，其特征在于，所述磁共振装置(10)被设计为，依据MR数据的采集生成指令或信息，将指令或信息经由接口(23)发送到设备(40；60)。
3.根据权利要求2所述的磁共振装置，所述磁共振装置(10)被设计为，借助WebSockets将指令和/或信息经由接口(23)发送到设备(40；60)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的磁共振装置，所述磁共振装置(10)被设计为，经由接口(23)从设备(30；50)采集信息，并且依据所述信息执行MR数据的采集和/或MR图像的重建。
5.一种具有根据上述权利要求中任一项所述的磁共振装置(10)并且具有至少一个设备(30；40；50；60)的系统。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
设备(30)包括控制装置(32)、无线电装置(31)和传感器装置(33)，
无线电装置(31)被设计为，经由接口(23)与磁共振装置(10)建立标准化的无线连接，
传感器装置(33)被设计为，从检查对象(13)采集信息；
控制装置(32)被设计为，借助无线电装置(31)经由接口(23)将信息发送到磁共振装置(10)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，传感器装置(33)被设计为，从检查对象(13)采集EKG信息。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
设备(40)包括控制装置(42)、无线电装置(41)和激活装置(43)，
无线电装置(41)被设计为，建立与磁共振装置(10)的标准化的无线连接，
激活装置(43)被设计为，用于激励检查对象(13)或将某物给予检查对象(13)，
控制装置(42)被设计为，依据借助无线电装置(41)经由接口(23)从磁共振装置(10)接收的指令来控制激活装置(43)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
激活装置(43)被设计为，将造影剂给予检查对象(13)。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
通过激活装置(43)产生压力波以将该压力波对准检查对象(13)的区域的方法，激活装置(43)被设计为用于MR弹性成像。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
激活装置(43)被设计为用于产生高强度聚焦超声波，以便将该超声波对准检查对象的区域。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
激活装置(43)包括通风机，以便对检查对象(13)进行人工呼吸。
13.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
设备(50)包括控制装置(52)、无线电装置(51)和输入装置(53)，
无线电装置(51)被设计为，建立与磁共振装置(10)的标准化的无线连接，
输入装置(53)被设计为，采集操作人员的输入，
控制装置(52)被设计为，依据输入借助无线电装置(51)经由接口(23)将信息发送到磁共振装置(10)。
14.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
设备(60)包括控制装置(62)、无线电装置(61)和输出装置(63)，
无线电装置(61)被设计为，建立与磁共振装置(10)的标准化的无线连接，
输出装置(63)被设计为，输出信息，
控制装置(62)被设计为，借助无线电装置(61)经由接口(23)从磁共振装置(10)接收的另外的信息经由输出装置(63)作为信息输出。
15.根据权利要求5-14中任一项所述的系统，其特征在于，设备(30；40；50；60)是MR兼容的。
16.根据权利要求5-15中任一项所述的系统，其特征在于，
设备(30；40；50；60)被设计为用于实施信息服务、患者数据服务、交互服务和/或授权服务，
其中，信息服务被设计为用于输出能够由磁共振装置(10)实施的序列的列表；用于输出特定的序列的当前状态；和/或用于采集当前在磁共振装置(10)上正在运行的序列的剩余测量时间，
其中，患者数据服务提供关于患者(13)的信息，
其中，交互服务被设计为用于输出磁共振装置(10)的指示或者消息，和
其中，授权服务根据授权数据确定，允许由特定的操作人员实施设备(30；40；50；60)的哪个功能。
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