CN114270206A - 用于提高mr环境中的安全性的传感器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高在MR成像设备(200)附近使用至少一个磁性物体(102)的安全性的传感器系统(100)，其中，能够测量和评价所述磁性物体(102)的至少一个磁性属性，以便提高所述磁性物体(102)在MR环境中的安全使用。

Description

用于提高MR环境中的安全性的传感器系统

技术领域

本发明涉及用于提高在MR成像设备附近使用至少一个磁性物体的安全性的传感器系统、用于检测在MR成像设备附近的磁性物体的方法、用于采集MR图像的计算机程序单元和MR成像设备。

背景技术

磁性物体会在磁共振(MR)成像环境中造成安全风险。在磁性物体过于靠近MR扫描器的情况下，MR扫描器的磁场将使磁性物体被远大于它们的重量的力拉入MR扫描器的膛中。因此，在MR检查室内部不允许存在这样的物体。让患者和临床医生意识到这种风险并警告他们将这些物体留在检查室之外。然而，存在许多违反安全措施并将相应设备带入MR扫描器的球体中的情形。例如，在紧急情况下，当必要性大于风险时，会将需要为患者提供服务的金属物体(例如，氧气罐)带入MR室。而且，不熟悉MR环境的人员(例如，非临床医生(如保洁人员)等)并没有意识到在MR成像设备的周围环境中的磁性物体能够承受的风险。虽然小物体能够用手移除，但是在膛中捕获的较大物体需要被拉出。在最坏情况下，事故可能需要紧急关闭磁场。紧急关闭通常非常昂贵，因为它涉及将大量液氦直接释放到大气中，并且要求从头开始重新填充和设置MR设备，这是耗时的过程。

EP 3072293公开了一种用于确定对房间的访问的磁共振成像(MRI)位置监控系统。

JP 2008017989公开了一种磁场生成器及其检测器，它们被提供在通过门面向MRI室的前厅的门附近。

US 2005/242817公开了一种用于检测由接近磁共振成像系统的磁体的人不经意地携带的具有潜在危险性的铁磁性物体的装置。

DE 202014009752公开了一种精细天平，你能够用它来测量到至少千分之一克的单位。

发明内容

在提高在使用MR成像设备期间和在MR成像设备的周围环境中的安全性方面可以看到本发明的目的。

该问题通过独立权利要求的主题得以解决。在从属权利要求和说明书中包括了本发明的其他实施例和优点。

技术术语以其常用意义来使用。如果特定含义被传送到某些权利要求，则下面在使用这些术语的上下文中将给出这些术语的定义。

根据本发明的第一方面，一种用于提高在MR成像设备附近使用至少一个磁性物体的安全性的传感器系统，所述传感器系统包括：

至少一个传感器设备，

信号生成设备，

其中，所述传感器设备被配置用于确定所述磁性物体的至少一个磁性属性，其中，所述传感器系统被配置用于基于所确定的所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体应被暴露于其中的最大磁场强度，

其中，所述传感器设备包括跟踪设备，所述跟踪设备被配置用于确定所述磁性物体与所述MR成像设备之间的距离，

其中，所述传感器系统被配置用于基于所确定的所述磁性物体的所述至少一个磁性属性和/或所确定的最大磁场强度来计算所述磁性物体与所述MR成像设备之间的阈值距离，并且

其中，所述传感器系统被配置用于将所述磁性物体与所述MR成像设备之间的所述距离与所述阈值距离进行比较，并且

其中，所述信号生成设备被配置用于在所述距离等于或小于所述阈值距离时生成信号。

所述传感器系统的优点能够在于：能够检测到磁性物体，使得MR扫描器不会影响或干扰磁性物体，从而能够有效地使用磁性物体。此外，传感器系统还能够具有以下优点：通过评估磁性物体的磁性属性，能够评估一种形式的威胁级别，从而传感器系统能够通过生成对应的信号来警告监管人员。此外，检测到的磁性物体能够被输出到AR或VR眼镜或例如发光的地板上。这不仅能够节省人员的精力，而且还能够促进在MR环境中对磁性物体的安全使用。

换句话说，传感器系统能够检测磁性物体(例如，铁磁性物体)并且被配置为确定磁性物体的至少一个磁性属性(例如，磁通密度)。磁性物体能够是顺磁性物体、反磁性物体、反铁磁性物体、铁磁性物体和/或电磁性物体，或显示任何其他类型的磁性机制的物体。

在一个实施例中，被配置用于确定所述磁性物体的至少一个磁性属性的前述传感器设备能够包括这样的系统：该系统知道磁性物体的类型、属性和/或位置，以便确定在磁性物体的至少一个磁性属性。该系统能够是例如RIS控制台和/或植入物信息数据库，特别是飞利浦的ScanWise(https：//www.usa.philips.com/healthcare/educationresources/technologies/mri/scanwiseimplant)。

此外，传感器系统还能够包括输入接口，该输入接口被配置用于接收指示位于人体内的磁性物体(例如，植入物或事故的磁性残留物)的磁性属性的输入。换句话说，人具有能够包括通信模块的植入物和/或持有描述植入物的磁性属性的证书。通过将至少一个磁性属性从植入物的证书或经由植入物与输入接口之间的数据传输输入到输入接口中，传感器系统接收磁性物体(在这种情况下是植入物)的磁性属性。此外，如前文和后文所述的传感器系统能够被配置用于从证书和/或植入物接收磁性属性，以便确定如本文所述的最大磁场强度。换句话说，基于从植入物和/或证书接收到的磁性属性，能够计算最大磁场强度。另外，如本文所述的传感器系统能够基于最大磁场强度来确定是否能够利用MR成像设备对人进行检查或者人是否能够存在于MR设备的周围环境中以及人能够接近MR设备的距离有多远。此外，传感器系统能够被配置用于通过访问数据库来确定磁性属性。换句话说，如本文所述的传感器系统可以通过在网站上查找植入物的磁性属性并将查找到的信息传输到输入接口中来从网络(例如，网站)收集磁性属性。能够从证书或经由数据传输将更多的植入物信息(例如，植入物的位置、植入物的重量和/或植入物采集的传感器数据)传输到输入接口中，以使得能够改进对植入物可以被暴露于其中的最大磁场强度的计算结果。

替代地或额外地，系统能够使用来自电子病历(EMR)和针对关于金属物体(金属髋关节植入物、人体内部的例如来自以前的事故的金属片)的信息的屏幕的数据，在对最大磁场强度的计算中能够将这些数据考虑在内。根据示例性实施例，传感器系统能够被配置用于通过访问患者的电子病历(EMR)来确定磁性物体的磁性属性。换句话说，磁性属性能够由输入接口从患者档案和/或EMR中接收。输入接口能够从EMR中接收患者数据，使得传感器系统经由输入接口从EMR中接收人体内部的植入物或磁性残留物的类型，随后，传感器系统能够从网络和/或数据库中查找植入物的磁性属性、重量等。本实施例能够具有以下优点：能够借助于测试磁场生成器对测得的磁性属性进行双重核查，并且能够改进最大磁场强度的计算结果。

另外，在另一示例性实施例中，传感器系统还被配置用于向用户提供指令，其中，磁性物体仍然能够被安全地定位在MR检查室中。因此，在该实施例中，传感器系统可以包括投影仪、显示器和/或AR系统以显示针对特定的患者、植入物和/或磁性物体的安全区。更详细地，传感器系统能够包括光学指示物，该光学指示物被配置用于显示指示本文描述的阈值距离的指示物。指示物能够是例如线等，其能够在投影仪的帮助下被投影在地板上。该线指示边界，其中，在边界的一侧能够安全地处理磁性物体，而在边界的另一侧应特别小心地处理磁性物体。

另外，传感器系统能够检测到磁性物体能够由强磁性材料制成，从而确定磁性物体的磁性属性。取决于磁性物体的一个或多个磁性属性，传感器系统能够确定磁性物体应当/可以/能够被暴露于其中的最大磁场强度。例如，传感器系统已经检测到磁性物体至少部分地由强磁性材料(例如，铁或钴)制成，从而能够确定该物体能够很容易地被拉入MR成像设备(特别是被拉入MR成像设备的磁场源)。此外，传感器系统能够计算磁性物体能够被暴露于其中的最大磁场强度。例如，磁场具有大约2T的磁场强度，其中，传感器系统能够计算出针对所述磁性物体的最大磁场强度例如为1T。在磁性物体被承载在MR成像设备的球体中的情况下，能够生成这样的信号：该信号能够用于例如向监管人员发出警报来表明磁性物体不应进一步向MR成像设备的方向移动。因此，能够提供在MR环境中对磁性物体的安全使用。

由传感器系统生成的信号可以具有不同的性质。不仅警告信号(如警报)可以是一个实施例，而且将区段突出显示或阐明在MR设备附近的地板上也可以被视为这样的信号。这将在下文的不同实施例的背景中进行更详细的说明。

根据本发明的另外的实施例，所述传感器设备包括测试磁场生成器，

其中，所述测试磁场生成器被配置用于生成测试磁场，所述测试磁场施加吸引所述磁性物体的磁力，

其中，所述测试磁场生成器被配置用于在预定时间段内改变所述测试磁场，并且

其中，所述传感器系统被配置用于通过分析在所述测试磁场的所述改变期间因所述磁性物体存在于所述测试磁场内而引起的所述测试磁场的偏差来确定所述磁性物体的所述至少一个磁性属性。

本实施例的优点能够在于：能够利用由测试磁场生成器生成的测试磁场来确定磁性物体的磁性属性。因此，提出了能够在许多不同应用中使用的灵活可变的方法。

测试磁场生成器能够是例如任何能够生成磁场的传感器，该磁场能够对磁性物体产生影响，例如，磁力。此外，传感器设备能够是任何传感器设备，其能够包括用于确定磁场强度和/或磁通密度的传感器，以便确定因磁性物体的存在而引起的测试磁场的改变。此外，传感器设备能够检测存在磁性物体的测试磁场与不存在磁性物体的测试磁场之间的偏差。特别地，传感器设备能够确定针在不存在磁性物体的测试磁场的第一值，并且能够确定针对存在磁性物体的测试磁场的第二值。传感器设备能够将第一值与第二值进行比较，从而确定偏差，进而确定磁性物体的磁性属性。第一值和/或第二值能够经由磁场强度和/或磁通密度来表示，但不限于此，因为能够使用能够确定磁场变化的每一个测量值。换句话说，传感器系统能够被配置用于通过改变测试磁场并基于测试磁场的改变分析磁性物体的重量变化来确定磁性物体的磁性属性。因此，能够确定磁性物体的磁性属性。例如，测试磁场生成器能够包括能够生成测试磁场的线圈。

根据实施例，所述传感器设备还包括天平/秤，其中，所述天平被配置为测量所述磁性物体的重量。此外，所述传感器系统被配置为基于因所述测试磁场的所述改变而引起的所述磁性物体的所述重量的改变来确定所述磁性物体的所述至少一个磁性属性。

该实施例能够具有这样的优点：能够更可靠地评估磁性物体的至少一个磁性属性和/或多个磁性属性，因为能够确定磁性物体的重量。例如，能够将测试磁场的变化与磁性物体的重量进行关联，以确定磁性物体的磁性属性。

传感器系统能够测量MRI检查室之外的铁磁性物体的至少一个磁性属性和质量。一旦磁性物体已经进入了检查室，当该物体太靠近MR扫描器时，用户就会收到警报。可以在进入检查室之前立即测量物体的磁性属性，或者在紧急情况下，需要预先测量在紧急情况下可能需要的铁磁性物体(例如，氧气罐，输液架)。

根据本发明的第一方面，所述传感器设备包括跟踪设备，所述跟踪设备被配置用于确定所述磁性物体与所述MR成像设备之间的距离。另外，传感器系统被配置用于基于磁性物体的至少一个磁性属性来计算磁性物体与MR成像设备之间的阈值距离。此外，传感器系统被配置用于：将磁性物体与MR成像设备之间的距离与阈值距离进行比较，并且在临界距离等于或小于一距离时生成信号。

所述实施例能够提供能够在MR环境内安全处理磁性物体的优点，因为磁性物体与MR成像设备之间的阈值距离被实况监测。阈值距离能够标记当磁力对磁性物体产生的磁力大于重力并因此将磁性物体拉入MR设备中时的点。通过不断地确定磁性物体与MR成像设备之间的距离，仅当距离等于或小于阈值距离时才生成信号。

换句话说，传感器设备包括跟踪设备，所述跟踪设备能够确定磁性物体与MR设备之间的距离，使得生成磁性物体的实况位置或MR成像设备与磁性物体之间的实况距离。由于磁性物体的磁性属性和磁性物体应被暴露于其中的最大磁场强度是已知的，因此能够计算磁性物体与MR成像设备之间的阈值距离。通过比较实况位置或MR成像设备与磁性物体之间的实况距离，能够检测到距离何时等于或小于阈值距离，从而能够生成信号并且能够向磁性物体的用户告知将磁性物体朝向远离MR成像设备的方向移动至关重要。

根据实施例，所述传感器系统包括VR和/或AR眼镜。此外，所述传感器系统被配置用于在所述VR和/或AR眼镜上显示所述磁性物体与所述MR成像设备之间的所述距离、所述阈值距离、所述磁性物体的形状、所述磁性物体的位置、所述磁性物体的质量和/或所述磁性物体的所述至少一个磁性属性。

这能够具有以下优点：能够进一步提高在MR环境中的磁性物体的用户的安全性，因为能够经由VR和/或AR眼镜在用户的视场中显示临界方面。

换句话说，当磁性物体是例如真空吸尘器时，当真空吸尘器移动得太靠近MR成像设备时，能够通过在用户的VR和/或AR眼镜上显示警告信号来向磁性物体的用户告知临界情形。另外，能够经由VR和/或AR眼镜将阈值距离持久地显示在用户的视场中。

根据实施例，所述传感器系统被配置用于基于所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体的风险值。此外，由所述信号生成设备生成的所述信号取决于所述风险值。

该实施例能够具有金属回形针不会生成信号的优点，因为回形针的风险值太低而不会对MR成像设备或躺在MR成像设备中的患者造成威胁。因此，能够进一步提高MR成像设备的可用性。

换句话说，传感器系统能够例如基于磁性物体的至少一个磁性属性、磁场的变化和/或磁性物体的重量来确定风险值。风险值能够例如指示MR设备的检查流程因磁性物体的存在而必须中断或无法开始的可能性有多大。例如，在磁性物体为金属回形针的情况下，风险值较低，使得只能生成中等信号。此外，在金属笔被带入MR环境的情况下，能够生成表明中等尺寸的物体被带入MR环境的信号(其能够包括例如光学和声学警告)。在高风险值磁性物体的情况下(例如在氧气罐被带入MR环境的情况下)，能够相应地调整该信号并且例如能够发出响亮的警报。

根据实施例，所述传感器系统被配置用于将所述磁性物体的所述至少一个磁性属性与被存储在数据库中的磁性物体的多个磁性属性进行比较。此外，所述传感器系统被配置用于基于所述比较来确定所述磁性物体的物体类型。

该实施例能够具有这样的优点：能够基于标准化物体的磁性属性来识别MR环境中的标准化物体(例如，患者担架或氧气罐)，并且能够在数据库中查找例如阈值距离或例外情况。这大大减少了人员的工作量，因为传感器系统提供了可靠的信息备份和来源。

换句话说，传感器系统能够访问网络、互联网或基于云的数据库或任何其他类型的数据库，这些网络或数据库能够存储多个磁性物体，包括它们的磁性属性。例如，传感器系统能够确定磁性物体(例如，氧气罐)的至少一个磁性属性，然后在数据库中进行查找以搜索所述磁性物体针对MR环境的规则、限制和/或例外情况。

根据实施例，所述传感器系统包括相机，所述相机被配置用于生成所述磁性物体的至少一幅图像。此外，所述传感器系统被配置用于基于所生成的图像来确定所述磁性物体的所述至少一个磁性属性。

该实施例能够具有这样的优点：能够提高检测和确定磁性物体的至少一个磁性属性的可靠性，因为通过基于采集的MR环境内的图像来确定磁性物体的至少一个磁性属性增加了第二层安全性。

例如，传感器系统的相机能够采集图像，其中，传感器系统能够执行图像识别，使得例如能够在图像中检测磁性物体。基于通过图像识别进行的磁性物体检测，能够在磁性物体的数据库中查找至少一个磁性属性。替代地，磁性物体还能够包括例如条形码，其中，相机能够检测所采集的图像中的条形码，并且条形码包括磁性物体的至少一个磁性属性和/或识别磁性物体。

当用户没有意识到自己正在携带金属物体或低估了引入金属物体的风险时，用户将看不到测量磁性物体的至少一个磁性属性的理由。在这种情况下，传感器系统能够评价利用相机生成的图像，并且可以将进入房间的新物体与铁磁性物体的数据库进行比较，从该数据库中能够检索到所述物体的磁性属性。物体可以被识别为特定物体(例如“检测到Nilfisk GM80真空吸尘器”)或特定类别的物体(例如“检测到一种类型的皮带夹、一种类型的笔”)。传感器系统能够假设最坏的情况(例如，它假设物体具有最高的威胁级别或风险值)，并且能够生成对应的信号。

根据实施例，传感器系统包括声音输出设备。此外，由信号生成设备生成的信号为经由输出设备输出的声学信号。此外，信号生成设备被配置用于根据磁性物体的至少一个磁性属性来生成声学信号。

这能够具有以下优点：能够通过扬声器向MR成像设备的用户告知磁性物体在由MR成像设备生成的磁场的范围内。此外，能够根据风险等级来调整声学信号。例如，当检测到诸如笔之列的中等尺寸的物体时，播放中等的声学信号。如果检测到重磁性物体，则播放响亮的声学信号。

换句话说，传感器系统包括诸如扬声器等声音输出设备。在生成了信号、突破了磁性物体的阈值距离或基于磁性物体的磁性属性输出了任何其他声学信号的情况下，能够经由扬声器向MR环境中发出声学信号。

根据实施例，所述传感器系统被配置用于确定影响所述磁性物体的所述至少一个磁性属性的因素。此外，影响所述至少一个磁性属性的所述因素选自包括以下各项的组：所述磁性物体的质量、所述磁性物体的形状、所述磁性物体的磁性特性、所述磁性物体的材料、所述磁性物体的加速度、所述磁性物体的磁导率和/或磁通密度。

换句话说，传感器单元能够检测对磁性物体的至少一个磁性属性产生影响的若干因素(例如，物体的形状)。该因素还能够用于确定磁性物体的风险值。

本发明的另外的方面是一种用于检测在MR成像设备附近的磁性物体的方法。所述方法包括以下步骤：

确定所述磁性物体的至少一个磁性属性，

基于所确定的所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体能够被暴露于其中的最大磁场强度，

确定所述磁性物体与所述MR成像设备之间的距离，

基于所述磁性物体的所述至少一个磁性属性和/或所述最大磁场强度来计算所述磁性物体与所述MR成像设备之间的阈值距离，

将所述磁性物体与所述MR成像设备之间的所述距离与所述阈值距离进行比较，并且

在所述距离等于或小于所述阈值距离时生成信号。

本实施例能够具有以下优点：能够提高在MR环境中对磁性物体的使用率，并且能够提高安全性，因为最大磁场强度是基于磁性物体的至少一个磁性属性来计算的，并且在如果磁性物体将被暴露在最大磁场强度下，则生成信号。

换句话说，能够评估正在朝向MR成像设备移动或在MR成像设备的环境中移动的磁性物体的至少一个磁性属性，并且能够基于所述至少一个磁性属性来确定最大磁场强度。最大磁场强度描述了在磁性物体被拉入MR成像设备(特别是MR成像设备的膛)之前影响磁性物体的磁力。在磁性物体朝向MR成像设备移动而使得磁性物体因施加在磁性物体上的力与最大磁场强度几乎相同而能够被拉入MR成像设备的情况下，生成信号以告知MR成像设备的用户或监控人员。

根据实施例，所述方法还包括以下步骤：

生成测试磁场，并且

测量在所述测试磁场内的所述磁性物体的磁力，特别是当所述磁力基于因所述磁性物体的存在和所述磁性物体的重量而引起的所述测试磁场的改变时。

这能够具有以下优点：在测试磁场的帮助下，能够确定物体的至少一个磁性属性，使得能够从安全方面的角度改进在MR环境中对磁性物体的使用。

换句话说，测试磁场被生成并用于测量磁性物体的磁力。磁力能够基于因磁性物体的存在和/或磁性物体的重量而引起的测试磁场的改变。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

确定磁性物体与MR成像设备之间的距离，

基于磁性物体的至少一个磁性属性来计算磁性物体与MR成像设备之间的阈值距离，

将磁性物体与MR成像设备之间的距离与阈值距离进行比较，并且

在临界距离等于或小于该距离时生成信号。

这能够具有能够在MR环境中安全地使用磁性物体的优点，因为提供了能够监测磁性物体在MR环境中的移动的系统，使得没有意外的移动等触发磁性物体被磁力拉入MR成像设备。

换句话说，实况监测磁性物体与MR成像设备之间的距离。此外，能够基于磁性物体的至少一个磁性属性来计算阈值距离，所述至少一个磁性属性指示在磁性物体被拉入MR成像设备之前能够施加到磁性物体上的最大磁场强度。基于阈值距离，能够将一距离与阈值距离进行比较，使得在低于阈值距离时生成信号。

本发明的另外的方面是一种用于采集MR图像的MR成像设备，其中，所述MR成像设备包括如上文和下文中描述的传感器系统以及被配置为生成MR成像图像的MR成像采集设备。

根据实施例，所述传感器单元包括第一传感器，所述第一传感器被配置用于监管所述MRI成像设备所在的房间。此外，所述第一传感器包括光学标记单元，所述光学标记单元被配置用于基于所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来在地板上突出显示至少一个光学指示物，所述至少一个光学指示物特别是边界线。另外，所述光学指示物指示所述磁性物体的阈值距离。

在另一示例性实施例中，传感器系统被配置用于经由光学指示物将指示不同风险的不同区投影到MR成像设备周围的地板上。因此，能够如本文所述基于计算出的最大磁场强度并特定于单个或多个被带入MR成像设备室的磁性物体来将不同的风险区投影到地板上。特别地，指示不同风险的不同区能够包括至少两个区，其中，第一区指示对磁性物体的安全使用，并且其中，第二区指示对磁性物体的特别小心地使用。能够例如根据交通信号灯系统对不同的风险区进行着色，其中，在绿色区中能够安全地操作磁性物体。在黄色区中，应特别小心地处理磁性物体。磁性物体不得进入或位于红色区内部，因为红色区指示最大磁场强度，在最大磁场强度下，磁性物体会被拉入MR成像设备的膛中。风险区也能够被显示到AR和/或VR眼镜上。替代地或额外地，能够利用任何合适的警告信号(特别是任何视觉和/或听觉信号)来向人显示风险区。

这能够具有以下优点：在光学指示物的帮助下，能够向MR环境中的人员告知与MR成像设备相关的磁性物体的阈值距离。因此，能够提供在MR环境中对磁性物体的安全使用。

换句话说，第一传感器包括光学标记单元，该光学标记单元能够是例如一种投影仪或激光投影仪，其能够在地板上示出光学指示物(例如，边界线)，其代表一种红色区，其中无法处理磁性物体。另外，传感器系统能够监测作为检查室的另一房间。在MR检查室之外，能够确定物体的磁性属性和质量，并且能够对物体的形状进行扫描。此外，在MR检查室之外，能够基于磁性属性来确定磁性物体的威胁级别或风险值。因此，能够计算物体可以被暴露于其中的最大磁场强度。在MR检查室内部能够识别磁性物体，并且在MR检查室内部能够跟踪磁性物体的位置。此外，能够将基于磁性物体的当前位置计算的磁场的当前磁场强度与磁性物体可以被暴露于其中的最大磁场强度进行比较。另外，当铁磁性物体太靠近扫描器时，用户能够收到警报，并且利用光学指示物来指出这种情况。此外，能够根据磁性物体造成的潜在威胁来调整警报的紧迫性。

根据实施例，传感器单元包括至少一个另外的传感器，所述至少一个另外的传感器监管另外的房间，特别是准备室和/或监管室。

例如，能够将传感器系统至少放置在用于MR检查的准备室和控制室中。这能够结合两种功能。首先，能够测量磁性物体的至少一个磁性属性，并且能够借助于相机对磁性物体的轮廓进行3D扫描。传感器系统能够包括天平和线圈，该线圈能够产生测试磁场，该测试磁场提供具有定义的垂直场梯度的磁场，从而产生定义的吸引力。能够在具有这种磁场梯度的情况下和没有这种磁场梯度的情况下确定磁性物体的重量，并且能够根据磁力与重力的比率对磁性物体进行分类。该比率能够被称为相关量，其用于评估磁性物体相对于吸引力的MR安全性或风险值。基本上，如果磁力低于重力或低于用户定义的因子，则可以允许磁性物体进入MR套件内的所有区。如果磁力高于重力或用户定义的力，则能够生成信号以警告用户。另外，许多MR中心可以使用相同的医学设备。因此，能够在MR中心下提供和共享基于云的潜在危险物体数据库。能够将可以通过这种方式测量和扫描的每一个物体的至少一个磁性属性和形状信息添加到数据库。如果世界各地的MRI安装设备共享该数据库，则每一个安装设备都会受益于在扫描每一个磁性物体时提高的安全性。

基于磁性物体的至少一个磁性属性和所确定的磁性物体的质量，该系统能够计算物体可以被暴露于其中的最大磁场强度。与含有较高量的铁磁材料或由磁性更强的合金制成的物体相比，含有较少的铁磁材料(例如，某些类型的不锈钢)的磁性物体能够被允许进入磁场强度较高的区。

在检查室内部，基于相机的系统能够识别物体，检索物体的至少一个磁性属性，并且能够确定物体的空间位置。通过使用从不同角度观察的多个相机，该系统能够发现在技术人员的视点下隐藏的物体。

高级系统甚至能够识别部分隐藏的物体(例如，部分从衬衣口袋中突出的物体)。

基于能够同时考虑扫描器的静态磁场和梯度磁场的模型，能够计算出物体所在的位置处的总磁场强度。当总磁场强度超过针对磁性物体的最大允许磁场强度时，能够提醒用户。

能够提醒患者和/或医学人员注意太靠近扫描器的含有金属的磁性物体。例如，能够提供增强现实眼镜，它能够突出显示违规物体。此外，能够提供发光地板，它会突出显示物体所在的位置以及针对该磁性物体的禁区在哪里。额外地或替代地，能够提供剧场聚光灯(跟随光斑)，它将明亮的光束投影到有违规的磁性物体上。另一示例是语音反馈系统，它能够用文字描述物体及其位置。

提醒用户的方式能够取决于磁性物体造成的威胁或风险值：不太危险的磁性物体会引起软警报，而危险物体会引起高度紧迫的警报(例如，发夹与氧气瓶)。

本发明的另外的方面是一种计算机程序单元，当在处理单元上被运行时，所述计算机程序单元被配置未以指令指示所述处理单元执行如上文和下文所述的方法的步骤。

本发明的另一方面是一种计算机可读介质，其能够存储如上文和下文所述的计算机程序单元。

参考下文描述的实施例，本发明的这些特征和其他特征将变得明显并且得到阐明。

附图说明

在附图标记列表中以总结形式列出了在附图中使用的附图标记及其含义。原则上，在附图中，相同的部分被提供有相同的附图标记。

图1示出了根据本公开内容的实施例的传感器系统。

图2示出了图示根据本公开内容的更详细的实施例的方法的流程图。

图3示出了图示根据本公开内容的实施例的方法的步骤的流程图。

图4示出了根据本公开内容的实施例的MR成像设备。

附图标记列表：

100 传感器系统

102 磁性物体

104 传感器设备

106 信号生成设备

108 测试磁场生成器

110 天平

112 跟踪设备

114 距离

116 阈值距离

118 VR和/或AR眼镜

120 相机

122 声音输出设备

S1 确定至少一个磁性属性

S2 确定最大磁场强度

S3 生成信号

S4 生成测试磁场

S5 测量磁力

S6 确定距离

S7 计算阈值距离

S8 比较距离

S9 生成信号

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的传感器系统100。传感器系统100提高了在MR成像设备200附近使用至少一个磁性物体102的安全性。传感器系统100包括至少一个传感器设备104以及信号生成设备106。此外，传感器设备104被配置用于确定所述磁性物体102的至少一个磁性属性。另外，传感器系统100被配置用于确定磁性物体102应被暴露于其中的最大磁场强度。此外，信号生成设备106被配置用于基于针对所述磁性物体102所确定的最大磁场强度来生成信号。

所述实施例的优点在于能够检测到磁性物体102，使得MR扫描器不会影响或干扰磁性物体102，从而能够有效地使用磁性物体102。此外，该实施例还能够具有以下优点：通过评估磁性物体102的磁性属性，能够评估一种形式的威胁级别，从而传感器系统100能够通过生成对应的信号来警告监管人员。

换句话说，传感器系统100被配置为调查在MR设备200的环境中的磁性物体102。因此，传感器系统100包括至少一个传感器设备104。传感器设备104能够确定磁性物体102的至少一个磁性属性。另外，传感器系统包括信号生成设备106，信号生成设备106能够在磁性物体102靠近MR设备200并且可能被拉入MR设备200的情况下发出信号。此外，传感器系统100包括测试磁场生成器108，测试磁场生成器108能够生成磁性物体102可以位于其中的测试磁场。测试磁场生成器108能够确定磁性物体102的至少一个磁性属性。另外，传感器系统100包括天平/秤110。天平110能够位于测试磁场生成器108的测试磁场内部，以便更精确地确定磁性物体的至少一个磁性属性和/或进一步确定磁性物体102的至少一个磁性属性。此外，传感器系统100包括至少一个跟踪设备112。跟踪设备112能够确定磁性物体102的位置。基于磁性物体102和MR设备的位置，能够监测磁性物体102与MR设备200之间的距离114。此外，传感器系统100能够计算磁性物体102与MR设备200之间的阈值距离116。阈值距离116能够指示应施加在磁性物体102上的最大磁场强度。在磁性物体102接近阈值距离116的情况下，传感器系统100(特别是信号生成设备106)能够发出信号以警告MR设备200的用户。此外，传感器系统100包括VR和/或AR眼镜118。在VR和/或AR眼镜上，能够向用户显示各种各样的信息(特别是磁性物体的位置、距离114和/或阈值距离116)。另外，传感器系统100包括相机120。相机120能够采集磁性物体102的图像并且传感器系统100能够确定图片中的磁性物体102的磁性属性。此外，传感器系统100包括声音输出设备122。信号生成设备106能够生成信号，该信号在磁性物体102太靠近MR设备200的情况下向MR设备的用户发出警报。所述生成的信号能够是声学信号并且能够经由声音输出设备122被输出。

图2示出了图示用于检测在MR成像设备附近的磁性物体的方法的步骤的流程图。该方法包括步骤S1，在步骤S1中，确定磁性物体的磁性属性。另外，在步骤S2中，确定磁性物体应被暴露于其中的最大磁场强度。此外，在步骤S3中，基于针对所述磁性物体所确定的最大磁场强度来生成信号。例如，确定磁性物体的至少一个磁性属性的步骤S1能够通过从数据库的查询内容接收指示磁性物体的磁性属性的输入的步骤来实现。例如，数据库知道特定人和/或特定人的植入物的植入物和/或金属物体的类型、磁性属性和/或位置。能够通过将能够包括患者特异性信息的查询内容发送到所述数据库并随后接收特定人和/或特定人的特定植入物的磁性属性来确定磁性属性。该数据库能够是例如RIS控制台和/或植入物信息数据库。替代地或额外地，该数据库能够使用来自EMR的数据。

在另一实施例中，如本文所述的生成信号的步骤S3能够通过(特别是通过提供投影仪、显示器和/或AR系统)显示针对特定磁性物体的安全区来实现，针对该特定磁性物体的最大磁场强度已经如上文和下文所述被计算出。

图3示出了图示根据与参考图2描述的方法相比更详细的方法实施例的进一步步骤的流程图。

例如，能够在方法步骤S4中生成测试磁场。在所述测试磁场的帮助下，能够在步骤S5中测量磁性物体的磁力。该磁力能够描述因磁性物体的存在和磁性物体的重量而引起的测试磁场的改变的关联性。此外，步骤S6能够确定磁性物体与MR设备之间的距离。另外，步骤S7能够基于磁性物体的磁性属性来计算磁性物体与MR成像设备之间的阈值距离。此外，在步骤S8中，能够将磁性物体与MR成像设备之间的距离与阈值距离进行比较。另外，当阈值距离等于或小于该距离时，能够在步骤9中生成信号。

所示的方法步骤SX和SY能够被步骤S4-S9中的任何步骤所替换。另外，步骤S4-S9中的任何步骤都能够与方法步骤S1-S3组合。这通过方法步骤S1'-S3'来示出。例如，方法步骤S1和S4的组合能够被示为方法步骤S1'。此外，能够将若干步骤添加到步骤S1-S3中的任何步骤。例如能够用方法步骤S5和S6来扩展步骤S1。这种组合由图3中的方法步骤S1'来表示。

继之前在本文中呈现的图3的实施例的总体描述之后，将描述用于检测在MR成像设备附近的磁性物体的方法的进一步详细实施例。例如，假设MR成像设备位于第一房间中的情况。与第一个房间相邻的是准备室。MR成像设备包括传感器系统并且该传感器系统具有多个输入。一个输入来自位于第一房间和准备室内的多个相机。另一输入来自测试磁场生成器，该测试磁场生成器包括线圈和天平。患者能够进入准备室，并且患者需要呼吸支持。因此，患者随身携带氧气罐，并且氧气罐是磁性物体，当氧气罐靠近MR设备时，氧气罐能够被拉入MR设备。为了提高MR环境中的安全性，由被包括在本发明的实施例中的测试磁场生成器对氧气罐进行检查。因此，如上文针对例如S1所解释的那样确定氧气罐的至少一个磁性属性。特别是在测试磁场生成器的帮助下测量氧气罐的磁力(步骤S5)。将氧气罐放在测试磁场生成器的天平上，然后两次测定氧气罐的重量。第一次，在测试磁场生成器生成测试磁场时确定氧气罐的重量(S4)。测试磁场对氧气罐的重量产生影响，因此氧气罐的重量与在没有生成测试磁场时的氧气罐的重量相比发生了变化。借助于对氧气罐的这两个重量的比较，确定了氧气罐的磁性属性，这对应于如前所述的步骤S1。刚刚解释的步骤S1、S4和S5的组合由步骤S1'来说明。

然后，传感器系统能够计算氧气罐应被暴露于其中的最大磁场强度(步骤S2)。另外，传感器系统能够在相机的帮助下识别磁性物体，并且在数据库中查找氧气罐的磁性属性。这由步骤S2'来说明。

在该示例中，氧气罐应暴露于其中的最大磁场强度为1特斯拉。MR设备生成2特斯拉的磁场强度。传感器系统计算出1特斯拉作用于距MR设备1米距离的氧气罐，从而定义了阈值距离(步骤7)。在相机的帮助下，传感器系统能够确定氧气罐与MR设备之间的距离，这对应于步骤S6。在氧气罐朝向MR设备移动的情况下，作用在氧气罐上的磁场强度增大，因此氧气罐与MR设备之间的距离减小。传感器系统基于氧气罐的当前位置来将作用在氧气罐上的磁场强度与最大磁场强度进行比较。相应地，传感器系统将氧气罐与MR设备之间的距离与阈值距离进行比较，这对应于步骤S8。在达到最大磁场强度和/或该距离等于或小于阈值距离的情况下，传感器系统会生成响亮的声学警报(步骤S9)，以告知监管人员氧气罐可能被拉入MR设备。如前所述的步骤S3、S6、S7、S8和S9的组合被示为图3中的步骤S3'。

图4示出了根据本发明的实施例的MR成像设备200。MR成像设备200包括MR图像采集设备202。此外，MR成像设备200包括第一传感器204，第一传感器204能够监管MR成像设备200所在的房间。另外，MR成像设备200能够包括能够监管MR成像设备200的准备室的另外的传感器(未示出)。另外，第一传感器204包括光学标记单元206。光学标记单元206能够生成或突出显示光学指示物208，例如，边界线。光学指示物208能够指示阈值距离。然而，能够基于磁性物体的磁性属性来定位光学指示物208，使得磁性物体不太可能被拉入MR成像设备200。

在当指代单数名词时使用不定冠词或定冠词(例如“一”、“一个”或“该”)的地方，这包括该名词的复数，除非另有明确说明。此外，在说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分相似的元件，而不一定用于描述次序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或图示的顺序以外的其他次序来操作。

此外，本发明被描述在以下非限制性要点中：

第1要点、一种用于提高在MR成像设备(200)附近使用至少一个磁性物体(102)的安全性的传感器系统(100)，所述传感器系统(100)包括：

至少一个传感器设备(104)，

信号生成设备(106)，

其中，所述传感器设备(104)被配置用于确定所述磁性物体(102)的至少一个磁性属性，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于确定所述磁性物体(102)应被暴露于其中的最大磁场强度，并且

其中，所述信号生成设备(106)被配置用于基于针对所述磁性物体(102)所确定的最大磁场强度来生成信号。

第2要点、根据第1要点的传感器系统，

其中，所述传感器设备(104)包括测试磁场生成器(108)，

其中，所述测试磁场生成器(108)被配置用于生成测试磁场，所述测试磁场施加吸引所述磁性物体(102)的磁力，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于通过分析因所述磁性物体(102)存在于所述测试磁场内而引起的所述测试磁场的改变的结果来确定所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

第3要点、根据第2要点的传感器系统，

其中，所述传感器设备(104)还包括天平(110)，

其中，所述天平(110)被配置为测量所述磁性物体(102)的重量，

其中，所述传感器系统(100)被配置为基于因所述测试磁场的所述改变而引起的所述磁性物体(102)的所述重量的改变来确定所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

第4要点、根据上述要点中的任一要点的传感器系统，

其中，所述传感器设备(104)包括跟踪设备(112)，所述跟踪设备被配置用于确定所述磁性物体(102)与所述MR成像设备(200)之间的距离(114)，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性来计算所述磁性物体(102)与所述MR成像设备(200)之间的阈值距离(116)，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于：将所述磁性物体(102)与所述MR成像设备之间的所述距离(114)与所述阈值距离(116)进行比较，并且在所述距离(114)等于或小于所述阈值距离(116)时生成所述信号。

第5要点、根据第4要点的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)包括VR和/或AR眼镜(118)，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于在所述VR和/或AR眼镜(118)上显示所述磁性物体(102)与所述MR成像设备(200)之间的所述距离(114)、所述阈值距离(116)、所述磁性物体(102)的形状、所述磁性物体(102)的位置、所述磁性物体(102)的质量和/或所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

第6要点、根据上述要点中的任一要点的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体(102)的风险值，并且

其中，由所述信号生成设备(106)生成的所述信号取决于所述风险值。

第7要点、根据上述要点中的任一要点的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于将所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性与被存储在数据库中的磁性物体的多个磁性属性进行比较，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所述比较来确定所述磁性物体(102)的物体类型。

第8要点、根据上述要点中的任一要点的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)包括相机(120)，所述相机被配置用于生成所述磁性物体(102)的至少一幅图像，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所生成的图像来确定所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

第9要点、根据上述要点中的任一要点的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于确定影响所述磁性物体的所述至少一个磁性属性的因素，并且

其中，影响所述至少一个磁性属性的所述因素选自包括以下各项的组：所述磁性物体(102)的质量、所述磁性物体(102)的形状、所述磁性物体(102)的磁性特性、所述磁性物体(102)的材料、所述磁性物体(102)的取向、所述磁性物体(102)的加速度、所述磁性物体(102)的磁导率和/或磁通密度。

第10要点、一种用于检测在MR成像设备附近的磁性物体的方法，所述方法包括以下步骤：

确定所述磁性物体的至少一个磁性属性(S1)，

确定所述磁性物体能够被暴露于其中的最大磁场强度(S2)，并且

基于针对所述磁性物体所确定的最大磁场强度来生成信号(S3)。

第11要点、根据第10要点的方法，还包括以下步骤：

生成测试磁场(S4)，并且

测量在所述测试磁场内的所述磁性物体的磁力(S5)，

其中，特别地，所述磁力基于因所述磁性物体的存在和所述磁性物体的重量而引起的所述测试磁场的改变。

第12要点、根据第10-11要点中的任一要点的方法，还包括以下步骤：

确定所述磁性物体与所述MR成像设备之间的距离(S6)，

基于所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来计算所述磁性物体与所述MR成像设备之间的阈值距离(S7)，

将所述磁性物体与所述MR成像设备之间的所述距离与所述阈值距离进行比较(S8)，并且

在所述距离等于或小于所述阈值距离时生成信号(S9)。

第13要点、一种计算机程序单元，当在处理器单元上被运行时，所述计算机程序单元以指令指示所述处理器执行根据第10-12要求中的任一要点的方法的步骤。

第14要点、一种用于采集MR图像的MR成像设备(200)，包括：

根据第1-9要点中的任一要点的传感器系统(100)，以及

MR图像采集设备(202)，其被配置用于生成MR图像。

第15要点、根据第14要点的MR成像设备，

其中，所述传感器单元(100)包括第一传感器(204)，所述第一传感器被配置用于监管所述MRI成像设备所在的房间，

其中，所述第一传感器(204)包括光学标记单元(206)，所述光学标记单元被配置用于基于所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来在地板上突出显示至少一个光学指示物(208)，所述至少一个光学指示物特别是边界线，其中，所述光学指示物(2080)指示所述磁性物体的阈值距离。

Claims (13)

1.一种用于提高在MR成像设备(200)附近使用至少一个磁性物体(102)的安全性的传感器系统(100)，所述传感器系统(100)包括：

至少一个传感器设备(104)，

信号生成设备(106)，

其中，所述传感器设备(104)被配置用于确定所述磁性物体(102)的至少一个磁性属性，其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所确定的所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体(102)应被暴露于其中的最大磁场强度，

其中，所述传感器设备(104)包括跟踪设备(112)，所述跟踪设备被配置用于确定所述磁性物体(102)与所述MR成像设备(200)之间的距离(114)，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所确定的所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性和/或所确定的最大磁场强度来计算所述磁性物体(102)与所述MR成像设备(200)之间的阈值距离(116)，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于将所述磁性物体(102)与所述MR成像设备之间的所述距离(114)与所述阈值距离(116)进行比较，并且

其中，所述信号生成设备(106)被配置用于在所述距离(114)等于或小于所述阈值距离(116)时生成信号。

2.根据权利要求1所述的传感器系统，

其中，所述传感器设备(104)包括测试磁场生成器(108)，

其中，所述测试磁场生成器(108)被配置用于生成测试磁场，所述测试磁场施加吸引所述磁性物体(102)的磁力，

其中，所述测试磁场生成器(108)被配置用于在预定时间段内改变所述测试磁场，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于通过分析在所述测试磁场的所述改变期间因所述磁性物体(102)存在于所述测试磁场内而引起的所述测试磁场的偏差来确定所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

3.根据权利要求2所述的传感器系统，

其中，所述传感器设备(104)还包括天平(110)，

其中，所述天平(110)被配置为测量所述磁性物体(102)的重量，

其中，所述传感器系统(100)被配置为基于因所述测试磁场的所述改变而引起的所述磁性物体(102)的所述重量的改变来确定所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)包括VR和/或AR眼镜(118)，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于在所述VR和/或AR眼镜(118)上显示所述磁性物体(102)与所述MR成像设备(200)之间的所述距离(114)、所述阈值距离(116)、所述磁性物体(102)的形状、所述磁性物体(102)的位置、所述磁性物体(102)的质量和/或所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体(102)的风险值，并且

其中，由所述信号生成设备(106)生成的所述信号取决于所述风险值。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于将所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性与被存储在数据库中的磁性物体的多个磁性属性进行比较，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所述比较来确定所述磁性物体(102)的物体类型。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)包括相机(120)，所述相机被配置用于生成所述磁性物体(102)的至少一幅图像，并且

其中，所述传感器系统(100)被配置用于基于所生成的图像来确定所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器系统，

其中，所述传感器系统(100)被配置用于确定影响所述磁性物体的所述至少一个磁性属性的因素，并且

其中，影响所述至少一个磁性属性的所述因素选自包括以下各项的组：所述磁性物体(102)的质量、所述磁性物体(102)的形状、所述磁性物体(102)的磁性特性、所述磁性物体(102)的材料、所述磁性物体(102)的取向、所述磁性物体(102)的加速度、所述磁性物体(102)的磁导率和/或磁通密度。

9.一种用于采集MR图像的MR成像设备(200)，包括：

根据权利要求1-8中的任一项所述的传感器系统(100)，以及

MR图像采集设备(202)，其被配置用于生成MR图像。

10.根据权利要求9所述的MR成像设备，

其中，所述传感器单元(100)包括第一传感器(204)，所述第一传感器被配置用于监管所述MRI成像设备所在的房间，

其中，所述第一传感器(204)包括光学标记单元(206)，所述光学标记单元被配置用于基于所述磁性物体的所述至少一个磁性属性来在地板上突出显示至少一个光学指示物(208)，所述至少一个光学指示物特别是边界线，其中，所述光学指示物(2080)指示所述磁性物体的阈值距离。

11.一种用于检测在MR成像设备附近的磁性物体的方法，所述方法包括以下步骤：

确定所述磁性物体的至少一个磁性属性(S1)，

基于所确定的所述磁性物体(102)的所述至少一个磁性属性来确定所述磁性物体能够被暴露于其中的最大磁场强度(S2)，

确定所述磁性物体与所述MR成像设备之间的距离(S6)，

基于所确定的所述磁性物体的所述至少一个磁性属性和/或所确定的最大磁场强度来计算所述磁性物体与所述MR成像设备之间的阈值距离(S7)，

将所述磁性物体与所述MR成像设备之间的所述距离与所述阈值距离进行比较(S8)，并且

在所述距离等于或小于所述阈值距离时生成信号(S9)。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

生成测试磁场(S4)，并且

测量在所述测试磁场内的所述磁性物体的磁力(S5)，

其中，特别地，所述磁力基于因所述磁性物体的存在和所述磁性物体的重量而引起的所述测试磁场的改变。

13.一种计算机程序单元，当在处理器单元上被运行时，所述计算机程序单元以指令指示所述处理器执行根据权利要求11或12所述的方法的步骤。

Images