CN108714047A - 一种磁共振引导的神经介入治疗系统 - Google Patents

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张晴
罗鹏辉
黄晓燕
祁甫浪
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江河峻
杨巾英
智德波
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徐莉
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Abstract

本发明提供了一种磁共振引导的神经介入治疗系统，包括分立式超导磁体、介入手术床、第一光球、介入医疗器械、光学导航影像设备和显示单元；分立式超导磁体包括分开设置的两个具有圆柱孔的圆柱结构的超导型磁体，两个超导型磁体之间构成水平磁场，超导型磁体上分别固定有第一光球，介入手术床设置于水平磁场中，介入医疗器械设置于患者头部，介入医疗器械上设置有第二光球，患者位于介入手术床上，光学导航影像设备设置于分立式超导磁体上方，显示单元设置于分立式超导磁体上方与光学导航影像设备相连；本发明两个超导磁体之间构成的水平磁场强度大于0.5T，从而解决现有技术中磁场强度过低，以至于信噪比不足导致的引导介入手术图像不清晰问题。

Description

一种磁共振引导的神经介入治疗系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体为一种磁共振引导的神经介入治疗系统。
背景技术
磁共振图像引导的神经介入治疗系统，是指在磁共振作为图像引导平台，结合精密光学导航系统，实时引导微创神经介入治疗的方法，该方法具有定位精确、损伤小、疗效果好、并发症少等特点，而且还可以实时评价治疗效果。
但是，由于目前临床已有的磁共振引导的神经介入治疗系统的磁体结构为封闭的圆筒式，病人在做手术时需要进入和退出磁体，增加病人的不适和手术的风险。也有一些开放式的永磁型磁体，用于磁共振引导下的神经介入治疗，但是永磁体的场强一般小于0.5Tesla，这种类型磁共振成像信噪比不足，最终导致引导介入手术的图像不够清晰。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种治疗系统，以解决病人在手术时进入和退出磁体带来的不适和手术风险，还解决永久磁体的磁共振成像信噪比不足，导致引导介入手术的图像不清晰问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种磁共振引导的神经介入治疗系统，包括：分立式超导磁体、介入手术床、第一光球、介入医疗器械、光学导航影像设备和显示单元。
所述分立式超导磁体包括分开设置的两个具有圆柱孔的圆柱结构的超导型磁体，两个所述超导型磁体之间构成水平磁场，所述超导型磁体上分别固定有所述第一光球，所述介入手术床设置于所述水平磁场中，所述介入医疗器械设置于患者头部，所述介入医疗器械上设置有第二光球，所述患者位于所述介入手术床上，所述光学导航影像设备设置于所述分立式超导磁体上方，所述显示单元设置于所述分立式超导磁体上方与所述光学导航影像设备相连；
所述分立式超导磁体用于产生大于0.5T的磁场，以及生成对应所述患者的磁共振图像，并将所述磁共振图像传输至所述光学导航影像设备；
所述光学导航影像设备，用于接收所述磁共振图像，以及探测所述第一光球和所述第二光球的位置信号，引导所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置，并所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置发送至显示设备；
所述显示单元，用于显示所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置；
所述介入医疗器械，用于操作者基于所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置信息执行介入手术。
优选的，所述介入医疗器械包括：
穿刺、消融、冷冻和/或放射性粒子植入医疗器械。
优选的，还包括：设置于所述患者头部的神经磁共振专用介入线圈，用于预留执行所述介入手术的空间。
优选的，还包括：设置于所述患者头部外侧的器械固定支架，用于固定手术器械。
优选的，还包括：设置于所述分立式超导磁体上方的外围辅助设备；
所述外围辅助设备包括磁共振兼容显示屏和/或磁共振兼容监护仪。
优选的，还包括：分别设置于两个所述超导型磁体上的升降机构，所述升降机构，用于调整两个所述超导型磁体磁体的高度，使两个所述超导型磁体上圆柱孔的圆心位置距离地面的高度范围为1.0m～1.2m。
优选的，还包括：设置于所述分立式超导磁体定位装置，所述定位装置设置于两个所述超导型磁体的任一一侧，用于从一侧的所述超导型磁体发送定位激光；
或者，所述定位装置设置于两个所述超导型磁体的上方中心位置，用于从上方垂直发送所述定位激光。
优选的，其特征在于，所述两个所述超导型磁体之间构成水平磁场的主磁场强度范围为具体为1.0T～1.5T。
优选的，所述两个所述超导型磁体之间的间距不低于820mm。
优选的，所述介入手术床上设置有升降机构，和/或设置有具有卡接机构的轮子。
基于上述本发明实施例提供的一种磁共振引导的神经介入治疗系统，该治疗系统包括分立式超导磁体、介入手术床、介入医疗器械、第一光球、光学导航影像设备和显示单元，分立式超导磁体包括分开设置的两个具有圆柱孔的圆柱结构的超导型磁体，两个所述超导型磁体之间构成水平磁场，超导型磁体上分别固定有所述第一光球，介入手术床设置于所述水平磁场中，介入医疗器械设置于患者头部，介入医疗器械上设置有第二光球，患者位于介入手术床上，光学导航影像设备设置于分立式超导磁体上方，显示单元设置于分立式超导磁体上方与所述光学导航影像设备相连；分立式超导磁体用于生成对应所述患者的磁共振图像，并将磁共振图像传输至所述光学导航影像设备；光学导航影像设备用于接收所述磁共振图像，以及探测所述第一光球和所述第二光球的位置信号，引导介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置，介入医疗器械在磁共振图像上的位置发送至显示设备；显示单元，用于显示介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置；介入医疗器械，用于操作者基于介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置信息执行介入手术。在本发明中由于超导磁体的磁场强度大于1.0T，从而解决了信噪比不足导致的引导介入手术图像不清晰问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种磁共振引导的神经介入治疗系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种磁共振引导的神经介入治疗系统，参见图1，上述系统包括：分立式超导磁体100、介入手术床200、第一光球300、介入医疗器械400、光学导航影像设备500和显示单元600。
分立式超导磁体100包括分开设置的两个具有圆柱孔101的圆柱结构的超导型磁体102，两个所述超导型磁体102之间构成水平磁场，所述超导型磁体上分别固定有所述第一光球，所述介入手术200床设置于所述水平磁场中，所述介入医疗器械400设置于患者头部，所述介入医疗器械上设置有第二光球201，所述患者位于所述介入手术床上，所述光学导航影像设备500设置于所述分立式超导磁体100上方，所述显示单元600设置于所述分立式超导磁体100上方与所述光学导航影像设备500相连。
分立式超导磁体100用于产生大于0.5T的磁场，以及生成对应所述患者的磁共振图像，并将所述磁共振图像传输至所述光学导航影像设备500。
磁共振图像是根据有磁距的原子核在磁场作用下，能产生能级间的跃迁的原理而采用的一项新检查技术，磁共振图像有助于检查癫痫患者脑的能量状态和脑血流情况，对变性病诊断价值很大。磁共振图像通过体外高频磁场作用，由体内物质向周围环境辐射能量产生信号实现的，成像过程与图像重建和CT相近，只是磁共振图像既不靠外界的辐射、吸收与反射，也不靠放射性物质在体内的γ辐射，而是利用外磁场和物体的相互作用来成像，高能磁场对人体无害。
分别设置于两个所述超导型磁体102上的升降机构，所述升降机构，用于调整两个所述超导型磁体的高度，使两个所述超导型磁体上圆柱孔的圆心位置距离地面的高度范围为1.0m～1.2m。
这里的高度范围是根据医生手术时姿势，调整磁体中心高度达到医生方便的位置处，实施手术者更好的实施手术，因此将超导型磁体上的圆柱孔的圆心101位置与离地面高度设计为1.0m～1.2m之间。
设置于所述分立式超导磁体100定位装置，所述定位装置设置于两个所述超导型磁体102的任一一侧，用于从一侧的所述超导型磁体102发送定位激光。
或者，所述定位装置设置于两个所述超导型磁体102的上方中心位置，用于从上方垂直发送所述定位激光。
由于定位激光直观实用，稳定性好，操作简便，能提高工作效率，并且可以安装在机械设备垂直或水平面，激光线在三维空间任意微调。以上方法都可适用。
两个所述超导型磁体102之间构成水平磁场的主磁场强度范围为具体为1.0T～1.5T
需要说明的是，主磁场强度的较佳范围为1.0T～1.5T，磁共振成像信噪比能够确保引导介入手术的图像足够清晰，为手术实施者进行手术和判断提供更好的支持。
两个所述超导型磁体102之间的间距不低于820mm。
为了方便将载有患者的介入手术床进入和退出此位置，因此所设间距需大于人体平躺后的宽度，在这里按平躺后的最大值进行取值设计，得出超导磁体的间距设计不低于820mm。
光学导航影像设备500，用于接收所述磁共振图像，以及探测所述第一光球100和所述第二光球201的位置信号，引导所述介入医疗器械400在所述磁共振图像上的位置，并所述介入医疗器械400在所述磁共振图像上的位置发送至显示单元600。
光学导航影像设备通过悬臂设置在磁体的上方，且能灵活旋转和移动，不会被实施手术者遮挡而影响手术。
光学导航影像设备利用物理光学测量的方法，通过测量导航装置和参考表面之间的相对运动的程度(速度和距离)，进而确定相对位置和姿态信息。例如：导航相机、VisNav、激光雷达/激光测距仪、激光成像测距仪/激光测距相机。
显示单元600，用于显示所述介入医疗器械400在所述磁共振图像上的位置。
显示单元为具有显示功能的显示器，通过悬臂设置在磁体上方，且能灵活旋转和移动，方便实施手术者观察。这里用于显示介入医疗器械在磁共振图像上的位置，例如：磁共振兼容显示屏、生理监护设备、电脑显示器、电视显示器等。
所述介入医疗器械400，用于操作者基于所述介入医疗器械400在所述磁共振图像上的位置信息执行介入手术。
介入医疗器械为通过外科手段插入人体或自然腔口中，进行短时间的治疗或检查，治疗或检查完毕即取出。
介入医疗器械400包括：
穿刺、消融、冷冻和/或放射性粒子植入医疗器械。
需要说明的是介入手术和器械可以包括但不限于穿刺、消融、冷冻和/或放射性粒子等手术。
介入手术床200上设置有升降机构，和/或设置有具有卡接机构的轮子。
介入手术床承载患者置于分立式超导磁体中间位置，由于患者行动不便，在上下床时容易增加病患者不适及手术风险，而升降机构能够将这种不适和手术风险降低。而介入手术床上的轮子，则是方便将载有病患者的介入手术床进入和退出立式超导磁体中间位置。
本发明实施例中提供了一种磁共振引导的神经介入治疗系统，分立式超导磁体包括分开设置的两个具有圆柱孔的圆柱结构的超导型磁体，两个所述超导型磁体之间构成水平磁场，超导型磁体上分别固定有所述第一光球，介入手术床设置于所述水平磁场中，介入医疗器械设置于患者头部，介入医疗器械上设置有第二光球，患者位于介入手术床上，光学导航影像设备设置于分立式超导磁体上方，显示单元设置于分立式超导磁体上方与所述光学导航影像设备相连；分立式超导磁体用于生成对应所述患者的磁共振图像，并将磁共振图像传输至所述光学导航影像设备；光学导航影像设备用于接收所述磁共振图像，以及探测所述第一光球和所述第二光球的位置信号，引导介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置，介入医疗器械在磁共振图像上的位置发送至显示设备；显示单元，用于显示介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置；介入医疗器械，用于操作者基于介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置信息执行介入手术。在本发明中由于超导磁体的磁场强度大于0.5T，从而解决了信噪比不足导致的引导介入手术图像不清晰问题。在本发明一具体实施例中，本发明还可以包括设置于所述患者头部外侧的器械固定支架，用于固定手术器械。这里的器械固定支架为精密固定器械支架，便于医生在手术时医疗器械的固定和使用。
在本发明一具体实施例中，本发明还可以包括设置于所述患者头部的神经磁共振专用介入线圈700，用于预留执行所述介入手术的空间。介入专用的线圈是指同时预留足够的介入手术操作空间的柔性或硬质的介入线圈，方便医生进行介入手术。
在本发明一具体实施例中，本发明还可以包括设置于所述分立式超导磁体上方的外围辅助设备。
所述外围辅助设备包括磁共振兼容显示屏和/或磁共振兼容监护仪。这里的磁共振显示屏和/或磁共振兼容监护是一种以测量和控制病人生理参数，并可与已知设定值进行比较，如果出现超标，可发出警报的装置或系统。监护仪连续监护病人的生理参数，检出变化趋势，指出临危情况，供医生应急处理和进行治疗的依据，使并发症减到最少达到缓解并消除病情的目的。监护仪的用途除测量和监护生理参数外，还包括监视和处理用药及手术前后的状况。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种磁共振引导的神经介入治疗系统，其特征在于，包括：分立式超导磁体、介入手术床、第一光球、介入医疗器械、光学导航影像设备和显示单元；
所述分立式超导磁体包括分开设置的两个具有圆柱孔的圆柱结构的超导型磁体，两个所述超导型磁体之间构成水平磁场，所述超导型磁体上分别固定有所述第一光球，所述介入手术床设置于所述水平磁场中，所述介入医疗器械设置于患者头部，所述介入医疗器械上设置有第二光球，所述患者位于所述介入手术床上，所述光学导航影像设备设置于所述分立式超导磁体上方，所述显示单元设置于所述分立式超导磁体上方与所述光学导航影像设备相连；
所述分立式超导磁体用于产生大于0.5T的磁场，以及生成对应所述患者的磁共振图像，并将所述磁共振图像传输至所述光学导航影像设备；
所述光学导航影像设备，用于接收所述磁共振图像，以及探测所述第一光球和所述第二光球的位置信号，引导所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置，并所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置发送至显示设备；
所述显示单元，用于显示所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置；
所述介入医疗器械，用于操作者基于所述介入医疗器械在所述磁共振图像上的位置信息执行介入手术。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述介入医疗器械包括：
穿刺、消融、冷冻和/或放射性粒子植入医疗器械。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：设置于所述患者头部的神经磁共振专用介入线圈，用于预留执行所述介入手术的空间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：设置于所述患者头部外侧的器械固定支架，用于固定手术器械。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：设置于所述分立式超导磁体上方的外围辅助设备；
所述外围辅助设备包括磁共振兼容显示屏和/或磁共振兼容监护仪。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：分别设置于两个所述超导型磁体上的升降机构，所述升降机构，用于调整两个所述超导型磁体磁体的高度，使两个所述超导型磁体上圆柱孔的圆心位置距离地面的高度范围为1.0m～1.2m。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：设置于所述分立式超导磁体定位装置，所述定位装置设置于两个所述超导型磁体的任一一侧，用于从一侧的所述超导型磁体发送定位激光；
或者，所述定位装置设置于两个所述超导型磁体的上方中心位置，用于从上方垂直发送所述定位激光。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述两个所述超导型磁体之间构成水平磁场的主磁场强度范围为具体为1.0T～1.5T。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述两个所述超导型磁体之间的间距不低于820mm。
10.根据权利要求1-7所述的系统，其特征在于，所述介入手术床上设置有升降机构，和/或设置有具有卡接机构的轮子。
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