CN219512390U - 可佩戴的mri成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可佩戴的MRI成像系统，包括：适形的MRI头部线圈，其构造成被佩戴在患者的头部上，MRI头部线圈具有开放式且柔韧的框架，框架容纳能够定位成齐平抵靠患者的皮肤的一个或更多个MRI接收器天线，框架限定了一个或更多个通路开口，一个或更多个通路开口构造成提供对头部的接近；以及一个或更多个医疗工具，其设置在框架的一部分与患者的皮肤之间。可佩戴的MRI成像系统还包括一个或更多个柔韧的工具支承构件，一个或更多个柔韧的工具支承构件至少部分地延伸横过开口中的至少一个开口，一个或更多个医疗工具设置在患者的皮肤与工具支承构件中的一个或更多个工具支承构件之间。MRI接收器天线和一个或更多个医疗工具同时齐平抵靠患者的皮肤。

Description

可佩戴的MRI成像系统

优先权

本专利申请要求于2019年11月26日提交的美国临时专利申请号62/940,435的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本实用新型涉及能够支承超声换能器、诊断、治疗和介入工具、装置、系统和组件的开放式且适形的磁共振成像(“MRI”)接收器线圈系统。更具体地，本实用新型涉及下述MRI接收器线圈系统：该系统能够将MRI天线接收器线圈定位成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤，同时还支承和/或允许超声换能器、诊断、治疗和介入工具大致齐平抵靠患者的颅骨或皮肤的定位。

背景技术

在1970年代和1980年代，医学成像取得了许多进步，使医生能够更好地检查和诊断患者。一项这样的进步是磁共振成像或MRI装置。MRI允许医生使用磁场和无线电波来捕获内部组织的高质量图像，而无需进行探查性手术或将患者暴露在高水平的辐射下。

虽然MRI可以被用于检查患者的大脑、器官、腺体和软组织，但它对于扫描患者的头部或颅骨特别有用。MRI扫描能够呈现大脑和颅骨结构的高质量图像。医生能够使用MRI来查看异常情况，比如脑出血和肿胀、动脉瘤、中风、肿瘤以及上颈椎损伤和疾病。

一旦识别并定位异常或损伤，就可以使用MRI来支持患者的治疗。例如，在脑部异常情况下，外科医生可以在进行神经外科干预(例如，深部脑刺激(“DBS”)、激光消融、聚焦超声消融(或神经外科)等)——被称为MR引导的神经疗法或MR引导的神经外科手术的同时使用MRI。使用MR引导的神经疗法的能力显著提高了治疗区域的可见度并改善了手术的效果。

然而，在神经外科手术中使用MRI会带来一些重大挑战。首先，传统的头部线圈如图1A所示往往是大型刚性结构，其像封围的鸟笼一样配装在患者的头部上，使得几乎无法接近。其次，大的刚性头部线圈使头部稳定变得更加困难，头部稳定在神经外科手术中至关重要。在神经外科手术过程期间，患者的头部由刚性的非磁性头部框架或支架保持或固定，该框架或支架连接至患者的头部但与患者的头部隔开。这些头部支架通常包括圆形或矩形框架，该圆形或矩形框架带有销钉或螺钉，这些销钉或螺钉被钻入或驱动到患者的头部中以使患者的头部保持静止。头部框架与刚性头部线圈的组合增加了接近特定颅内手术或治疗部位的难度。此外，刚性头部线圈进一步增加了一些患者在常规诊断过程中被定位在封围的鸟笼中所经历的幽闭恐惧症。

在刚性头部线圈和头部支架不能一起使用的情况下，使用大致平坦或半柔性表面线圈来获得MRI图像。平坦表面线圈被设计成尽可能靠近患者的头部安置，以提高信噪比。这些平坦表面线圈虽然有些柔韧，但通常不符合患者的头部。这种缺乏柔韧性以及稳定头部框架导致表面线圈与患者的颅骨或头部之间的距离增加，从而对信噪比产生负面影响，从而降低了图像质量。

在MR引导的神经治疗或神经外科手术中，需要具有一个或更多个头部线圈或表面线圈，这些头部线圈或表面线圈可以由患者舒适地佩戴或安置在患者身上，以具有大体一致的、强的和统一的信噪比。还需要具有舒适的头部线圈或表面线圈，其具有可调节的开放式框架，可调节的开放式框架为医生和外科医生提供极大改善的接近患者的机会，使得诊断、治疗和介入装置(“扫描和手术辅助装置”)像超声换能器、插管导引器、脑电图EEG传感器、肌电图EMG传感器或眼震电图ENG传感器能够被安置成齐平抵靠患者的头部或身体，同时仍能更好地接近手术部位。

传统的刚性和部分开放式框架MRI头部线圈的空间有限，无法在其中插入诊断、治疗和介入装置或者扫描或手术辅助装置，像超声换能器、套管导引器、脑电图EEG传感器、肌电图EMG传感器或眼震电图ENG传感器。在手术过程中，手术辅助人员或另一外科医生的任务通常是在进行手术时或在可能获取额外的图像的手术休息期间将扫描或手术辅助装置保持在适当的位置。所存在的一需求是具有能够支承一个或更多个扫描或手术辅助装置的MRI头部线圈。

所存在的另一需求是具有能够将MRI成像线圈以及诊断、治疗和介入装置定位成与患者的皮肤大致齐平或靠近患者的皮肤的MRI头部线圈。所存在的又一需求是具有下述MRI头部线圈：其包括安置在一个或更多个诊断、治疗和介入装置周围的MRI成像线圈，使得可以同时或单独进行MRI成像以及诊断、治疗和介入检查。所存在的又一需求是具有下述MRI头部线圈：其具有一个或更多个扫描或手术辅助装置支承件，所述支承件将扫描或手术辅助装置定位成抵靠或靠近患者的皮肤并靠近MRI成像线圈。

所存在的又一需求是具有下述舒适的头部或表面线圈：其具有开放式框架和/或是可调节的以允许用于安置头部固定框架或支架的改进的通路。所存在的另一需求是具有下述舒适的头部或表面线圈：其是可调节的使得其具有能够被移动或移位以提供手术或治疗部位通路的至少一个通路面板或开口。此外，所存在的另一需求是具有下述舒适的头部线圈或表面线圈：其消除或大大减少患者清醒时的诊断检查的患者幽闭恐惧症。

所存在的再一需求是将多个柔韧的表面线圈安置在头部或任何解剖结构上，其中，可以布置多个线圈以最大化SNR(图像质量)以及介入通路。

实用新型内容

本实用新型涉及一种开放式、适形的MRI接收器线圈系统，其接收器天线可以被定位成与患者的身体或颅骨大致齐平，同时它还能够同时支承和/或容纳通常也与颅骨或身体齐平的一个或更多个不同的超声换能器、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。MRI接收器天线和超声换能器或其他诊断和治疗工具在执行它们各自的功能时与颅骨或身体大致齐平的这种同时性是新颖的。

在本实用新型的一个方面中，开放式且适形的MRI线圈接收器系统包括一个或更多个MRI线圈，所述一个或更多个MRI线圈包括但不限于头部线圈、颈部线圈、脊柱线圈、四肢线圈、表面线圈或身体线圈。MRI线圈接收器系统能够联接至至少一个磁共振(“MR”)系统并与之通信。本文中还设想的是，本实用新型的MRI接收器线圈系统能够联接至各种其他系统并与之通信，各种其他系统比如为超声系统、诊断系统、治疗系统和/或介入系统。MRI接收器线圈系统能够同时与各种系统通信，从而减少或消除对中断正在进行的程序的需求。

在本实用新型的另一方面中，将MRI接收器天线和超声换能器、诊断、治疗、介入工具中的一者或更多者同时安置或定位成与患者的颅骨或皮肤齐平允许以最小散射或无散射来捕获高分辨率图像，这在传统的MRI成像装置和系统中是常见的。

在本实用新型的相关方面中，MRI线圈接收器系统的MRI线圈的开放和适形方面创建了允许更容易接近患者的颅骨或皮肤的开放式框架。开放式框架由形成MRI线圈的多个互连的主支承构件和次支承构件创建。每个主支承构件包含一个或更多个接收器天线。类似地，虽然不是必需的，但是次支承构件中的一个或更多个次支承构件可以包含一个或更多个MRI接收器天线。主支承构件被布置或互连成形成各种形状或构型，比如头盔或鸟笼、或表面线圈。本文中设想了MRI线圈的任何形状和构型。

主支承构件和次支承构件的构型使得接收器天线和超声换能器、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具能够被安置成与患者的颅骨或皮肤齐平。在本实用新型的一个示例性实施方式中，次支承构件被构造成将超声换能器、诊断、治疗和/或介入工具中的一者或更多者接纳和定位成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤，同时接收器天线被类似地定位成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。本实用新型的另一个优点是接收器天线和超声换能器、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具能够在同时执行它们的功能时被大致定位在同一平面上。

本实用新型的MRI线圈由允许其符合患者的解剖结构的材料构成。通过符合患者的解剖结构，它能够将接收器天线和超声换能器、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具安置成大致齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。MRI线圈可以由在患者佩戴时通常柔软且舒适的可压缩材料制成。当MRI线圈定位在患者与桌子之间时，MRI线圈的可压缩性尤为重要。例如，当患者躺在MRI台上时。与本实用新型不同，常规的MRI线圈体积大且刚硬，从而使患者不适。

本实用新型的MRI线圈也可以由具有弹性、柔性或回弹特性的材料制成。弹性材料允许MRI线圈至少在纵向方向上是可调节的。这种可调节性使MRI线圈能够适应不同体型和形状的患者。它还允许医疗保健工作根据需要调整、移动或重新定位。在构造过程中可以使用材料中的任何一种材料或组合来提供不同的特性或特征。

本文中还设想的是，本实用新型的MRI线圈可以具有物理特性变化的部分、段或区域。例如，成像支持器具的一部分可以是可压缩的而另一部分可以是弹性的。本文中设想了物理特性的任何组合，包括但不限于柔软和坚硬、柔性和刚性、可膨胀和可压缩、可拉伸和可收缩。

本实用新型的一个优点是MRI线圈具有开放式框架，该开放式框架使得几乎不受限制地接近患者的身体。这对于需要将多个装置安置在相对较小的空间或区域中的颅脑手术来说尤其重要。开放式框架提供了对手术部位的接近、成像装置的安置、治疗导航导引器或其他医疗装置和外围装置(“扫描、手术和治疗辅助装置”)的安置。MRI线圈的开放式框架允许扫描、手术和治疗辅助装置、比如超声换能器被支承并被安置成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。

在本实用新型的另一示例性实施方式中，MRI接收器线圈系统的MRI线圈是可调节的或可重新构造的。在该示例性实施方式中，主支承构件或次支承构件中的一者或更多者可以是可移除的、被添加到MRI线圈的整体构型或者相对于MRI线圈的整体构型重新构造。重新构造MRI线圈的能力增加了其多功能性并使其可用于各种外科和治疗程序。

MRI线圈还可以包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器或者永久地连接至MRI线圈的一部分或者可移除地连接至MRI线圈的一部分。在一个示例性实施方式中，传感器可以联接至主支承构件和/或次支承构件中的一者或更多者。传感器可以是任何期望的传感器，包括但不限于用于测量脑电图EEG、肌电图EMG、眼震电图ENG读数等的传感器。

MRI线圈包括允许在MRI线圈、超声换能器和/或传感器与诸如MRI扫描仪之类的其他装置或系统之间接收和传递数据的一个或更多个通信路径。通信路径可以是比如通过一根或更多根电线进行的物理的通信路径，或者通信路径可以是通过任何数量的无线协议(例如WI-FI或蓝牙^TM)进行的无线的通信路径。MRI接收器线圈系统可以包括接口或集线器，接口或集线器具有能够接纳接收器天线和超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具中的一者或更多者的多个插座或连接器。

以上概述并非旨在限制本实用新型的范围或描述本实用新型的每个实施方式、方面、实施方案、特征或优点。本实用新型的详细技术和优选实施方式将在以下段落中结合附图进行描述，以使本领域技术人员能够更好地理解所要求保护的实用新型的特征。应当理解的是，在不脱离本实用新型的范围的情况下，上文提及的特征以及下文将要评论的特征不仅可以以特定组合使用，还可以以其他组合或单独使用。

附图说明

图1A是常规的刚性的不可佩戴的头部线圈的立体图。

图1B是可以与本实用新型的可佩戴的开放式且可调节的MRI接收器线圈系统一起使用的前置放大器(信号放大器)组件的立体图。

图2A是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的前视立体图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图2B是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的前视立体图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图2C是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的俯视后立体图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图2D是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的第一侧视图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图2E是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的第二侧视图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图3是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的侧视图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图4是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的分解图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图5是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的仰视图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图6是根据本实用新型的示例性实施方式的可以与MRI头部线圈一起佩戴的诊断、治疗和介入装置的立体图。

图7A是根据本实用新型的示例性实施方式的MRI头部线圈的侧视分解图，其示出了超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具。

图7B是图2E的截面图，其图示了根据本实用新型的示例性实施方式的超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具相对于MRI头部线圈的定位。

图8A至图8D是根据本实用新型的示例性实施方式的用于在可佩戴的开放式且适形的MRI线圈与MRI扫描仪之间接收和传输数据的集线器/前置放大器的立体图。

图9是根据本实用新型的示例性实施方式的用于在MRI线圈与MRI扫描仪之间接收和传输数据的集线器/前置放大器的立体图。

图10A是根据本实用新型的示例性实施方式的具有用于连接不同的MRI线圈的多个连接器的前置放大器(信号放大器)组件的立体图。

图10B是根据本实用新型的示例性实施方式的具有不同的MRI线圈的前置放大器组件的俯视图。

尽管可以对本实用新型做出各种改型和替代方案，但其细节已经在附图中通过示例的方式示出并且将被详细描述。然而，应当理解的是，本实用新型的目的不是将本实用新型限制于所描述的特定示例性实施方式。相反，本实用新型将覆盖落入由所附权利要求所限定的本实用新型的范围内的所有改型、等效方案和替代方案。

具体实施方式

在以下描述中，将参照各种示例性实施方式来解释本实用新型。然而，这些实施方式并非旨在将本实用新型限制于本文中描述的任何特定示例、环境、应用或特定实施方案。因此，提供这些示例性实施方式的描述仅用于说明的目的，而不是用于限制本实用新型。

各部件的尺寸和相对比例仅作为示例提供并且可以改变，除非在给定的权利要求中特别限制。因此，尺寸和比例可以在不脱离本实用新型的范围的情况下改变。

如图2A至图10B所示，本实用新型包括开放式且适形的磁共振成像(“MRI”)接收器线圈系统10，其将一个或更多个MRI接收器天线40定位成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。MRI接收器线圈系统10包括一个或更多个MRI线圈12，所述一个或更多个MRI线圈12可以采用任意数量的形状和构型。特别地，如图2A所示，MRI线圈12包括柔软且柔韧的MRI头部线圈。MRI线圈12的这种特定构型可以与患者的头部形状配合并且能够适合大约100％的人群。

MRI线圈12的一个独特特征是它能够将MRI接收器天线40定位成靠近患者的颅骨或皮肤、或者理想地齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。虽然示出和描述了MRI头部线圈，但应当理解的是，MRI接收器线圈系统10的MRI线圈12可以是表面线圈、颈部线圈、脊柱线圈、四肢线圈、乳房线圈或者被安置在患者的任何解剖位置的任何MRI线圈。

MRI接收器线圈系统10能够连接至其他医疗装置/设备、比如用于扫描患者或对象的磁共振成像(“MRI”)扫描仪并与之通信。为了捕获成像，MRI接收器天线或成像线圈40从患者接收射频信号并且然后将信号传输至扫描仪的所连接的MRI控制系统以进行图像处理。如将更详细描述的，MRI接收器天线或成像线圈40可以被固定、可移除地附接至或以其他方式设置在MRI线圈12的框架20的各部分内或周围。

使用图2A至图7的MRI头部线圈作为示例性实施方式，可以看到的是，本实用新型的MRI线圈12包括可以舒适地佩戴在患者的头部上的互连支柱的开放式且柔韧的框架20。开放式框架20或支柱包括多个互连的主框架或支承构件20a，所述多个互连的主框架或支承构件20a可以布置成符合特定的解剖位置或特征、比如患者的头部。框架20还可以包括布置在开放式框架中的一个或更多个医疗工具或次支承构件或框架构件21。主支承构件20a和次医疗工具或支承构件21可以以多种构型布置或定向，这些构型仅受患者的需求和要执行的医疗程序的限制。当与患者的长轴相比时，主支承构件20a和次支承构件21可以具有大致竖向的、水平的和/或有角度的轴。

次支承构件21可以与主支承构件20a的各部分一起形成或连接至主支承构件20a的各部分，使得它们跨越由框架20的互连的主支承构件20a形成的开口。由主支承构件20a和次支承构件21相应地产生的开口可以包括但不限于上开口和下开口、前开口和后开口以及内侧开口和外侧开口。开口可以在制造过程中形成，以限定与重要解剖结构和解剖位置对应的接近部位。MRI线圈12的框架20可以具有任何数量和形状的开口。

本实用新型的MRI射频(“RF”)成像或接收器天线线圈40通常与MRI线圈12的主支承构件20a中的至少一个或更多个主支承构件相关联。主支承构件20a中的每个主支承构件可以具有与MRI扫描仪结合使用的一个或更多个MRI接收器天线线圈40，该MRI扫描仪产生由MRI接收器天线或线圈40读取的射频。在本实用新型的一个实施方式中，MRI接收器天线40还与医疗工具或次支承构件21中的一者或更多者相关联。

在本实用新型的示例性实施方式中，MRI接收器天线40沿着主支承构件20a中的每个主支承构件的长度的至少一部分延伸以及在次支承构件存在时沿着次支承构件21中的一个或更多个次支承构件的长度的至少一部分延伸。在本实用新型的其他示例性实施方式中，存在分别沿着主支承构件20a和次支承构件21中的每一者的长度或厚度定位的多个MRI接收器天线40。在本实用新型的又一实施方式中，主支承构件20a和次支承构件21中的全部支承构件或少于全部的支承构件分别包括一个或更多个MRI接收器天线40。

本实用新型设想了具有MRI接收器天线40的多个实施方式，MRI接收器天线40位于与MRI接收器线圈系统10一起使用的各种MRI线圈12上或各种MRI线圈内的不同位置处。在本实用新型的一个实施方式中，例如，MRI接收器天线40支承在主支承构件20a以及次支承构件21中的一个或更多个次支承构件的内表面上或安装至内表面，使得MRI接收器天线40分别大致定位在患者的颅骨或皮肤与主支承构件20a之间以及患者的颅骨或皮肤与次支承构件21之间。在该位置中，MRI接收器天线40通过框架20大致保持成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。MRI接收器天线40可以通过本领域技术人员已知的任何机械或化学手段联接至主支承构件20a和次支承构件21。

在本实用新型的另一实施方式中，MRI接收器天线40可以定位在或设置在分别延伸到主支承构件20a和/或次支承构件21的内表面中的一个或更多个长形通道或凹槽中。MRI接收器天线40可以是固定的或者能够从通道移除。另外，MRI接收器天线可以通过压力配装或者通过本领域中技术人员已知的机械或化学手段保持在通道中。

在本实用新型的又一实施方式中，MRI接收器天线40被封围或容纳在主支承构件20a中的一者或更多者和/或次支承构件21中的一者或更多者的内部内。尽管不是必需的，但在制造期间可以预先确定MRI接收器天线40与主支承构件20a或次支承构件21的内表面之间的距离，使得在由患者佩戴MRI线圈12或将MRI线圈12安置在患者上时，MRI接收器天线40被安置成并且保持成大致齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。

由于MRI线圈12及其框架20出于舒适性和柔韧性可以由可压缩材料构成，因此当MRI天线40被包裹在MRI线圈12内时，MRI天线40与患者的皮肤或颅骨之间的距离的任何改变都是重要的。本实用新型考虑了制造过程期间距离的任何改变，以确保当佩戴或使用MRI线圈12时，MRI接收器天线40定位成大致靠近或者齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。与常规的MRI头部线圈不同，本实用新型的MRI线圈12是舒适的、开放式的、可调节的、柔韧的，并且重要的是可以齐平抵靠患者的颅骨或皮肤以舒适的方式佩戴。

本实用新型的另一独特方面是MRI线圈12与MRI接收器天线40一起同时地支承和/或容纳一个或更多个不同的超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具的能力。MRI线圈12独特地构造成将MRI接收器天线40和不同的超声、诊断、治疗和/或介入装置或治疗工具中的一者或更多者同时定位并保持成靠近或者齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。

本实用新型的MRI线圈12的独特构型中的一种构型在于次支承构件21中的一者或更多者具有下述尺寸和/或形状：该尺寸和/或形状能够接纳一个或更多个诊断、治疗和介入装置并且将这些装置至少临时地保持成齐平抵靠患者的颅骨和皮肤，诊断、治疗和介入装置比如为超声换能器、钻头、套管和其他传感器与医疗装置比如脑电图EEG传感器、肌电图EMG传感器或眼震电图ENG传感器。在下文中，这些装置或工具将被称为“诊断和手术辅助件”60。如上所述，MRI线圈12的框架20能够将诊断和手术辅助60和MRI接收器天线40同时地定位成并且保持成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。

如上文简略提到的，次支承构件或医疗工具支承构件21中的一者或更多者能够容纳MRI接收器天线40中的一者或更多者。通过将MRI接收器天线40与诊断和手术辅助件60一起组合在次支承构件21的至少一部分中，医护人员能够在诊断、治疗和介入装置手术期间选择性地或同时地获得MRI成像。本实用新型的多功能性为医护人员在手术期间提供了实时高分辨率的解剖可视化。

当框架20与患者的身体或头部齐平时，框架20的开放特征和可调节特征使得不与次支承构件21联接的诊断和手术辅助件也能够安置成或定位成齐平抵靠患者的身体或颅骨。使一些诊断和手术辅助件60与次支承构件21联接同时使其他诊断和手术辅助件60不与次支承构件21联接的能力允许当患者佩戴诸如MRI头部线圈的MRI线圈12的同时在提供诊断、治疗和介入手术的能力方面具有甚至更大的通用性。

常规的MRI线圈、特别是MRI头部线圈或鸟笼状头部线圈是僵硬且不舒服的。本实用新型的一些实施方式的独特组成向患者提供了更加舒适且愉快的体验。在这些示例实施方式中，框架20的主支承构件20a和/或次支承构件21包括开孔泡沫材料或闭孔泡沫材料。泡沫材料是大致柔性的并且可压缩的，以促进舒适性并且允许框架20在扫描/成像期间移动或调节。框架20的柔性和可压缩性还允许框架20在治疗或介入手术期间调节或移动。提供缓冲同时还是柔性的任何材料都可以被使用并且应当被认为是在本实用新型的精神和范围内。

在本实用新型的又另一示例实施方式中，MRI线圈12的框架20可以包括包裹或支承MRI接收器天线40的任何材料。例如，框架20可以包括大致薄且柔性的基板或带，基板或带可以弯曲和/或拉伸成适形于患者的头部或身体。框架20的带构型以及该框架20的可调节性使得MRI接收器天线40和其他诊断和手术辅助件60能够同时地被安置成齐平抵靠患者的颅骨或皮肤。

在本实用新型的一个实施方式中，材料由闭孔结构制造成使得可以通过常规的灭菌过程进行灭菌，以允许重复使用MRI线圈12的框架20。在本实用新型的另一示例实施方式中，MRI线圈12被设计成使得该MRI线圈12容易与MRI系统和与辅助诊断和手术辅助件60一起使用的其他系统断开连接。此外，MRI线圈12可以由可回收的材料制造而成。本实用新型的独特设计和材料使得MRI线圈12能够成为一次性使用的医疗装置物品。当在介入外科手术期间使用一次性使用的MRI线圈12时，将一次性使用的MRI线圈12断开连接并且回收的能力是特别有利的，因为一次性使用的MRI线圈12消除了灭菌的要求和与灭菌相关联的成本。

如各种附图中所示，并且如下面更详细地描述的，MRI线圈12的框架20可以具有下述形状或构型：该形状或构型可以在扫描、外科手术和/或治疗手术期间安置在患者身上或由患者佩戴。由MRI线圈12的开放式框架20形成的孔或开口用作接近患者身体或头部的通风开口或接近开口。这些开口还为头部保持器或头部固定框架提供通道，头部固定框架包括销钉和/或夹持件，这些销钉和/或夹持件接触患者的头部以便在介入手术、比如颅脑手术期间稳定患者的头部。框架20的开放性和灵活性使得外科医生和医院工作人员能够选择用于将头部保持器固定至患者头部的理想位置，并且为几乎每个患者头部形状和尺寸提供了优选选项。

由各种实施方式的框架20的开口形成的开放性和灵活性还为外科医生和手术工作人员提供了对手术或治疗部位的接近。开口可以定形状并且定尺寸成使得这些开口能够容纳医疗装置、比如超声换能器(比如说例如，低强度聚焦超声(“LIFU”)或高强度聚焦超声(“HIFU”)。框架20还可以支承在治疗、外科手术和其他介入手术期间使用的其他类型的医疗装置，包括套管导引件、激光和深部脑刺激(DBS)探头等。

适形的开放式框架头部线圈

以下是对本实用新型的优选实施方式中的一个实施方式的更详细描述。如图2A至图5以及图7中所示，MRI线圈12中的一者包括MRI头部线圈(为简单和清楚起见，MRI头部线圈将使用附图标记12)，该头部线圈具有由先前描述的多个互连的主支承构件20a和次支承构件或医疗工具支承构件21构成的框架20。互连的主支承构件20a和次支承构件21分别地构造成适形于患者的头部以及基本上100％的患者群体的头部。主支承构件20a和次支承构件21分别地限定具有多个开口的可调节或柔韧的头部线圈系统，多个开口包括：前开口或面部开口30a、第一侧开口30b、第二侧开口30c、一个或更多个后开口30d以及冠部开口30e。与其他实施方式一样，MRI头部线圈12的框架20为患者头部提供支承和舒适，同时还支承或容置MRI接收器天线和/或成像线圈40以及诊断和手术辅助件60(比如说例如，超声波换能器和其他传感器与医疗装置比如脑电图EEG传感器、肌电图EMG传感器、眼震电图ENG传感器等)。如上所述，MRI接收器天线和/或成像线圈40可以分别地连接至主支承构件20a和/或次支承构件21，被遮盖、模制或以其他的方式形成在主支承构件20a和/或次支承构件21内，例如分别地夹置在主支承构件20a与次支承构件21的两个半部之间。

分别包括单独的主支承构件20a和次支承构件21的整体框架20构造可以以有利于在扫描、外科手术和/或治疗手术期间安置在患者身上或周围的形状或构型来构造。尽管本实用新型的所有MRI线圈12都不是必需的，但是主支承构件20a和次支承构件21可以分别地具有大致平坦的内表面，该内表面可以定位成抵靠或靠近患者的颅骨或皮肤。当佩戴MRI头部线圈12时，大致平坦的内表面为患者提供了额外的舒适性。主支承构件20a和次支承构件21的外表面分别可以是大致圆形的、弧形的、曲线形的、直线形的、成角度的，或者主支承构件20a和次支承构件21可以呈现许多其他形状构型。

另外，如上所述，框架20的全部或部分可以由带孔泡沫材料(开孔泡沫材料或闭孔泡沫材料)、大致薄的柔性带或其他能够以可接受的方式进行调节的且柔韧的材料构成，使得框架20是大致柔性的和/或可压缩的，以使得该框架20能够选择性地形成在患者头部周围并且有利于所描述的连接性和使用。

如图2A至图3中具体图示的，适形且开放式的框架20的主支承构件20a包括一个或更多个基部部分27，所述一个或更多个基本部分27大致沿着受试者头部或颈部的两侧并且围绕受试者头部或颈部的背部分或后部分延伸。一个或更多个大致直立部分29可以从基部部分27大致向上延伸。设置有面部构件或面部部分20b，该面部构件或面部部分20b大致在一对直立部分29上延伸并且可以在佩戴时横跨受试者面部的一部分。类似地，主支承构件20a还可以包括一个或更多个后部部分20c，所述一个或更多个后部部分20c可以在佩戴时大致横跨受试者头部的后部分延伸。

框架20的主支承构件20a还可以包括一个或更多个冠部部分31，所述一个或更多个冠部部分31可以横跨受试者头部的冠部并且可以互连至左侧部分34和右侧部分36，左侧部分34和右侧部分36也大致靠近受试者头部的冠部跨越。多个主支承构件20a的其他部分或构件可以被包括在框架20内，并且还可以包括MRI接收器天线和/或成像线圈40。

在开放式且适形的MRI头部线圈12的一个示例实施方式中，面部构件或面部部分20b可以具有一个或两个自由端部或边缘，使得面部构件或面部部分20b可以远离MRI头部线圈12和受试者或患者的头部或面部弯曲、挠曲或者从MRI头部线圈12和受试者或患者的头部或面部完全地移除。面部构件或面部部分20b的可调节性使得MRI头部线圈12能够针对具有不同尺寸的颅骨的患者进行调节。面部构件或面部部分20b的可调节性和移除也使得患者在手术期间能够感觉较少的幽闭恐惧。诸如钩环紧固件的紧固件可以用于将面部构件或面部部分20b的端部、或者甚至其他主支承构件20a的部分固定至直立部分29的一部分。可以设想的是，可以采用其他紧固件和机构来提供固定，其他紧固件和机构比如为卡扣特征件、临时粘合剂、夹子或卡紧机构等。

应当注意的是，在至少一个示例实施方式中，任何主支承构件20a或者主支承构件20a的部分或构件能够从MRI头部线圈12的框架20拆卸或移除。在该特定实施方式中，接触或接合表面可以形成MRI头部线圈12的一部分，以实现MRI接收器天线和/或成像线圈40之间的连续性——如果需要的话——并且实现与集线器和/或MRI扫描装置或系统的通信。接触或接合表面可以包括下述任何材料：该材料能够将MRI接收器天线或成像线圈40的端部或部分连接在一起，并且该材料可以连接至MRI头部线圈12或形成为MRI头部线圈12的一部分。

MRI头部线圈12的实施方式的可调节性使得其他医疗装置和生命支持装置，比如呼吸机、呼吸器、氧气面罩、管、导管、电极、颈部套环、孔环、探头和其他装置能够容易地安置在患者身上或从患者身上移除。在患者接受诊断、治疗和外科手术期间快速且容易地安置或移除医疗装置的能力是比常规的鸟笼状头部线圈更好的显著优点。

头部线圈12的开口30a、30b、30c、30d可以用作通风口并且提供对受试者或患者头部的改进的接近。开口30a、30b、30c、30d还可以为手术工具、框架、销钉以及用于在介入手术期间稳定患者解剖构造的其他机构和装置提供通道，如在本文中进一步详细描述的。开口30a、30b、30c、30d还适于接纳在治疗、外科手术和介入手术期间使用的任何装置，比如超声装置(例如，LIFU或HIFU装置)。侧开口30b、30c还可以提供与患者的鬓部或耳朵的机械连通以用于安置超声换能器和其他医疗装置或工具。开口还提供用于安置和移除耳机、耳塞或降噪耳机的通道。

另外，尽管开口30a、30b、30c、30d和主支承构件20a的特定形状、尺寸和位置在开放式框架20的附图中进行描绘，但是本领域技术人员将理解的是，开口30a、30b、30c、30d、主支承构件20a和任何其他描绘或描述的元件或构件的尺寸、形状和位置可以变化，并且可以基于典型的治疗或手术部位、工具尺寸、装置尺寸等来选择并且限定。

如图2A、图2D、图4以及图6中所示，本实用新型包括辅助装置保持构件42，该辅助装置保持构件42被设计成将一个或更多个诊断或手术辅助件装置或工具60保持成抵靠正在治疗的患者的颅骨或皮肤。如图6中具体所示，辅助装置保持构件42可以包括带43，该带43的形状可以是弯曲的或大致弧形的。一个或更多个诊断或手术辅助装置或工具60可以联接至带43的自由端部44a和44b或安装在这些自由端部44a和44b上，并且以使得诊断或手术辅助装置或工具60能够被安置成靠近或者齐平抵靠患者的颅骨或皮肤的方式布置。带43可以具有任意长度或能够大致调节成容纳各种尺寸和形状的患者。

如上文简略提到的，各种实施方式的MRI接收器线圈系统10可以包括一个或更多个诊断或手术辅助装置或工具60、比如与支承组件20和对应的次支承构件20a机械结合或联接的超声换能器(例如，FUST换能器)。这允许将诊断或手术辅助装置60以及MRI接收器天线或成像线圈40同时安置成大致齐平于患者的颅骨或皮肤并且大致处于同一平面。

此外，由于框架20的连接性和附接选项，诊断或手术辅助装置或工具60可以重新定位在患者头部上的多个位置中。例如，如果MRI接收器天线和/或成像线圈40干扰聚焦的诊断或手术辅助装置或工具60的安置，则主支承构件20a和次支承构件21各自的柔性、开口30a、30b、30c、30d以及柔韧的MRI接收器天线40允许并且有利于适应性的重新定位以允许适当的安置。

在本实用新型的示例实施方式中，MRI头部线圈12的次支承构件21为诊断或手术辅助装置或工具60提供支承。次支承构件21中的一者或更多者被设计成保持或接纳一个或更多个诊断或手术辅助装置或工具60，并且将辅助装置或工具60定位成或保持成靠近或齐平抵靠患者颅骨或皮肤。在一个示例实施方式中，次支承构件21包括容置或保持诊断或手术辅助装置或工具60的一个或更多个集线器或者壳体或壳体部分22。次支承构件21包括一个或更多个支承臂部分23，所述一个或更多个支承臂部分23互连至框架20的部分和壳体22的一部分并且在框架20的部分与壳体22的一部分之间延伸。次支承构件21定位成使得这些次支承构件21延伸到开口30a至30d中的一者或更多者中或者在开口30a至30d中的一者或更多者之间延伸。

一个或更多个支承臂部分23可以由大致柔韧材料制造，大致柔韧材料允许支承臂部分23能够在开口30a至30d的空间内调节或移动。调节一个或更多个支承臂部分23的能力使得辅助装置或工具60能够在开口30a至30d内的任何位置中移动或定位，或者从开口30a至30d移除。支承臂部分23的运动在扫描或治疗位置方面提供了更大的通用性。

如图7A和图7B中所示，壳体22可以包括基部壁或顶壁28a和周壁28b，该周壁28b从壳体22延伸并且限定有构造成接纳一个或更多个诊断或手术辅助装置60的内部。在本实用新型的一个示例实施方式中，壳体22的周壁28b的高度大致比诊断或手术辅助装置60的高度或厚度小，以允许辅助装置60延伸超过周壁28b的高度，并且确保辅助装置60与患者的颅骨或皮肤接触。壳体22还可以包括一个或更多个开口或孔28c，所述一个或更多个开口或孔28c延伸穿过壳体22以允许从辅助装置60延伸的任何线路或缆材通过。

如上所述，次支承构件21中的一者或更多者可以包括一个或更多个MRI接收器天线40。MRI接收器天线40可以延伸穿过支承臂部分23中的一者或更多者。在本实用新型的一个实施方式中，如图7B中具体所示，MRI接收器天线40围绕壳体22的周壁延伸并且可以接合在壳体22的周壁内(参见放大图中的黑点)。如上所述，使MRI接收器天线40穿过支承臂部分23并且围绕次支承构件21的壳体22延伸允许对开放区域30a至30d成像，并且利用MRI和诊断或手术辅助装置60同时对该区域成像。如附图中所示，次支承构件21、壳体22、支承臂部分23以及任何诊断或手术辅助装置60可以在开口30a、30b、30c、30d中的任一者上延伸。此外，它们可以沿任何方向在开口30a、30b、30c、30d中的任一者上延伸。

尽管壳体22被示出具有大致筒形形状，但是其他形状和构型也是可能的并且应当被认为在本实用新型的精神和范围内。本实用新型还包括下述能力：该能力用以移除壳体22或者移除壳体22和支承臂部分23并且利用具有不同尺寸、形状和/或构型的另一壳体22和/或支承臂部分23替代前者以容纳不同的诊断或手术辅助装置60。

当用于介入或治疗手术时，框架20在添加固定件或其他硬件和装置之前应用于患者。框架20与主支承构件20a、次支承构件20a以及开口30a、30b、30c、30d的构型允许接近介入硬件和测试装置，例如套管导引件、头部固定件、无菌披盖物等。这又意味着框架20可以与几乎所有的头部固定件和连接装置接合。框架20、头部固定硬件和介入工具或装置都可以与MRI接收器天线或成像线圈40一起同时地接触患者。

系统集线器

本实用新型的各种实施方式的MRI接收器线圈系统10还可以包括集线器50，该集线器50能够接纳或连接各种MRI成像线圈12，包括MRI头部线圈12的成像线圈。MRI头部线圈12的MRI接收器天线和/或成像线圈40一起捆绑成一个或多个插头64，插头64连接至与MRI扫描仪接合或通信的外部集线器或前置放大器50。集线器50可以具有用以接纳多个不同的表面线圈插头、适配器等的一个或更多个插座或接纳部52。在本实用新型的一个示例实施方式中，集线器50可以容纳任意数目的通道。例如，可以使用1至48个通道使得集线器50能够与支承组件20和其他成像装置连接，其他成像装置比如为24cm表面线圈、10cm表面线圈、后表面线圈、脊柱表面线圈、面部表面线圈(下面论述)等。所提供的通道的数目仅是示例性的，并且任意数目的通道都是可能的且被认为在本实用新型的精神和范围之内。

尽管图示了开口30a至30d的特定形状、尺寸和位置，但本领域技术人员将理解的是，开口30a至30d的数目、尺寸和位置可以变化并且可以基于典型的治疗或手术部位、工具尺寸等来选择。因此，这些图示不应被视为限制性的。

传感器、成像和成像线圈支承件

本实用新型的公开实施方式中的任何公开实施方式的MRI线圈12的框架20可以支承或容置MRI接收器天线或成像线圈40以及其他类型的传感器和成像装置。如上所述，为了捕捉扫描的图像，框架20支承或容置一个或更多个MRI接收器或成像线圈40。MRI接收器天线或成像线圈40接收来自患者的射频信号，并且然后将射频信号传输至所连接的MRI控制系统以进行处理和图像生成。MRI接收器天线或成像线圈40可以固定在框架20的内表面或外表面中，或以可移除的方式附接至框架20的内表面或外表面。在一个示例实施方式中，MRI接收器天线或成像线圈40可以连接至与框架20的表面固定的一个或更多个紧固件。紧固件可以包括夹子、卡扣、钩环装置、粘合剂等。

如上所述，框架20的内表面或外表面可以包括形成在其中的凹槽或通道，凹槽或通道接纳并且保持或保留MRI接收器天线或成像线圈40。MRI接收器或成像线圈40能够从紧固件或凹槽中移除以用于修复、更换或者将框架20的特定部分或面板隔离或移除。

如图2A中具体所示，MRI接收器天线和/或成像线圈40也可以模制、形成、容置或定位在支承组件20内。例如，在制造过程期间，支承组件20可以围绕MRI接收器天线和/或成像线圈40形成。框架20还可以围绕MRI接收器天线或成像线圈40进行3D打印或热成形。MRI接收器天线和/或成像线圈40还可以容纳电路板或者可以与电路板通信，该电路板可以附接至框架20或嵌入在框架20内。

射频MRI接收器天线和/或成像线圈40由下述材料组成：大致柔软的材料比如编织的、绞合的或双绞的线，或者能够接收射频信号的其他材料比如RF聚合物。MRI接收器天线和/或成像线圈40的灵活性使得MRI头部线圈12的一部分能够移动、弯曲或以其他方式移动，而不会损坏MRI接收器天线和/或成像线圈40。

MRI线圈12的框架20被制造成具有将MRI接收器天线或成像线圈40定位在患者皮肤表面处或距患者皮肤预定距离处的厚度。在一个实施方式中，框架20具有用以将MRI接收器天线和/或成像线圈40定位成齐平抵靠患者的表面或皮肤或者距患者的表面或皮肤约5mm距离的厚度。MRI接收器天线和/或成像线圈40的距离被设计成具有高信噪比，同时仍对患者安全。更高或更低的MRI频率和/或MRI场强是可能的，并且应当被认为在本实用新型的精神和范围内。另外，可以被证明对患者安全的RF聚合物可以在很少或没有泡沫结构的情况下适形于头部。

例如，在本实用新型的示例实施方式中，MRI接收器天线和/或成像线圈40可以欠重叠。MRI接收器天线和/或成像线圈40的欠重叠可以在MRI接收器天线和/或成像线圈40中的一些或所有MRI接收器天线和/或成像线圈中发生。框架20的MRI接收器天线和/或成像线圈40可以具有六(6)个通道，尽管通道的数目可以根据特定需求和应用而增加或减少。

MRI接收器天线和/或成像线圈40和/或辅助装置或工具60可以通过例如插入到集线器中而操作性地联接在一起，该集线器然后连接至前置放大器(信号放大器)50的接纳部65。各种插头或连接构型是可能的并且应当被认为在本实用新型的精神和范围内。尽管图9以及图10A至图10B图示了连接至前置放大器(信号放大器)50的表面线圈和MRI成像线圈，但是应当理解的是，本实用新型的任意数目的表面线圈、MRI成像线圈或MRI线圈12可以连接至前置放大器50。

前置放大器(信号放大器)50还可以接纳其他装置或表面线圈以扩展MRI接收器线圈系统10的能力。例如，头部单元的表面线圈组件的可调节或柔韧性框架20可以包括各自具有多个通道的面部表面线圈或下巴表面线圈。例如，面部表面线圈和下巴表面线圈可以各自具有至少2个至6个的通道，这些通道用于对患者头部的前部方面进行成像。面部表面线圈和下巴表面线圈还可以具有多于6个的通道。面部表面线圈包括支承件或基部，该支承件或基部能够以可移除的方式连接框架20或能够靠近框架20重新定位。面部表面线圈或下巴表面线圈还包括与前置放大器50连接并且与前置放大器50通信的一个或更多个MRI接收器天线和/或成像线圈40。面部表面线圈可以包括允许使用者或患者在进行手术同时更容易地呼吸和说话的一个或更多个孔或开口。

开放式且适形的框架20还可以包括操作性地联接至框架20或者能够相对于框架20定位的一个或更多个传感器。传感器可以包括脑电图EEG传感器、肌电图EMG传感器或眼震电图ENG传感器，尽管也可以使用其他传感器。在一个实施方式中，框架20的内表面可以具有可以识别传感器位置的标记或标志。标记使得从业者能够容易地识别并安置传感器，并且将传感器重新定位在准确的位置中以用于以后的诊断、治疗或介入手术。

在另一实施方式中，传感器紧固件可以连接至MRI线圈12的框架20的内表面。传感器紧固件可以包括本文中描述的卡扣紧固件或其他紧固件，这些紧固件可以与脑电图EEG传感器、肌电图EMG传感器或眼震电图ENG传感器一起使用。开口或面板允许与传感器附接的缆材穿过框架20并且连接至缆材的控制台。

尽管本实用新型是结合目前被认为是最实用且最优选的实施方式来描述的，但是对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，本实用新型不限于所公开的实施方式。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开作出许多改型和等同布置结构，这样的范围应被赋予对所附权利要求的最宽泛解释以便于涵盖所有的等同结构和产品。此外，在不背离本实用新型的范围的情况下，各种示例实施方式的特征或方面可以混合和匹配(即使这样的组合在本文中没有明确描述)。

Claims (12)

1.一种可佩戴的MRI成像系统，所述可佩戴的MRI成像系统与患者的头部符合以用于将一个或更多个MRI接收器天线和一个或更多个医疗工具同时保持成齐平抵靠患者的皮肤，所述可佩戴的MRI成像系统包括：

适形的MRI头部线圈，所述MRI头部线圈构造成被佩戴在患者的头部上，所述MRI头部线圈具有开放式且柔韧的框架，所述框架容纳能够定位成齐平抵靠患者的皮肤的一个或更多个MRI接收器天线，所述框架限定了一个或更多个通路开口，所述一个或更多个通路开口构造成提供对头部的接近；以及

一个或更多个医疗工具，所述一个或更多个医疗工具设置在所述框架的一部分与患者的皮肤之间；

其特征在于，所述可佩戴的MRI成像系统还包括一个或更多个柔韧的工具支承构件，所述一个或更多个柔韧的工具支承构件至少部分地延伸横过所述开口中的至少一个开口，所述一个或更多个医疗工具设置在患者的皮肤与所述工具支承构件中的一个或更多个工具支承构件之间；并且

所述MRI接收器天线和所述一个或更多个医疗工具同时齐平抵靠患者的皮肤。

2.根据权利要求1所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述MRI头部线圈的所述框架包括多个柔韧的主支承构件，所述一个或更多个MRI接收器天线被包裹在所述多个柔韧的主支承构件中的一个或更多个主支承构件内，使得所述MRI接收器天线在佩戴时能够定位成与患者的头部的表面齐平。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述一个或更多个柔韧的工具支承构件包括限定内部的壳体部分和在所述壳体部分与所述框架的一部分之间延伸的至少一个臂。

4.根据权利要求3所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述壳体部分包括限定所述内部的基部壁和外周壁，并且所述外周壁的高度小于所述医疗工具的厚度。

5.根据权利要求4所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述壳体部分的所述基部壁包括延伸穿过所述基部壁的开口，以允许所述医疗工具的至少一部分通过。

6.根据权利要求1至2中的任一项所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，还包括一个或更多个传感器可附接框架，一个或更多个传感器构造成监测一个或更多个生物遥测特征。

7.根据权利要求1至2中的任一项所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，还包括一个或更多个介入或固定装置，所述一个或更多个介入或固定装置构造成与所述一个或更多个MRI接收器天线和所述一个或更多个医疗工具同时与患者接触。

8.根据权利要求1至2中的任一项所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述一个或更多个医疗工具包括超声换能器。

9.根据权利要求1至2中的任一项所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述可佩戴的MRI成像系统构造成同时执行所述一个或更多个医疗工具的MRI成像和操作。

10.根据权利要求3所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述壳体部分包括能够围绕所述一个或更多个医疗工具中的医疗工具的一部分拉伸的弹性材料。

11.根据权利要求8所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，还包括超声换能器保持器，所述超声换能器保持器具有适于接纳至少一个超声换能器的一个或更多个端部部分。

12.根据权利要求11所述的可佩戴的MRI成像系统，其特征在于，所述保持器包括至少一对端部部分，所述至少一对端部部分各自适于接纳至少一个超声换能器。