TW201534272A - 用於自強磁場內獲得電子影像的系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種系統，用於自強磁場內獲得電子影像，此系統包含(a)攝影機，其具有電子影像感測器，用於產生表示電子影像的第一影像電信號；以及電至光轉換器，用於將第一影像電信號轉換成光學信號，(b)光至電轉換器，其用於將光學信號轉換成表示電子影像的第二影像電信號，以及(c)光纖，其用於將光學信號自攝影機傳達至所述光至電轉換器。

Description

用於自強磁場內獲得電子影像的系統及方法

核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)為醫療診斷學中的常見工具。MRI掃描儀使用強磁場與無線電波的組合以形成人體或身體部位的影像。通常，主要磁場藉由超導磁體產生，且具有介於1特斯拉至3特斯拉範圍內的強度。MRI掃描儀能夠提供人體的部位的高解析度三維影像，且因此可用於要求空間準確成像(imagery)的有挑戰性的放射學應用。MRI影像是藉由掃描關注區同時藉由射頻脈衝探測此區中的氫原子來產生。多數程序花費20到90分鐘之間的時間來完成。

頻繁地，由於病患在掃描期間移動，MRI影像的品質受到限制，或甚至受到損害。儘管夾具被用以保持病患儘可能地靜止，但實際上不可能完全避免移動。舉例而言，呼吸本身就會在由高解析度MRI掃描儀產生的影像中引起可察覺的移動。此情形妨礙醫學界利用MRI系統的完整能力。

在實施例中，一種用於自強磁場內獲得電子影像的系統包含(a)攝影機，其具有用於產生表示所述電子影像的第一影像電信號的電子影像感測器，及用於將所述第一影像電信號轉換成光學信號的電至光轉換器，(b)光至電轉換器，其用於將所述光學信號轉換成表示所述電子影像的第二影像電信號，以及(c)光纖，其用於將所述光學信號自所述攝影機傳達至所述光至電轉換器。

在實施例中，一種用於在強磁場內捕捉電子影像的系統包含：用於捕捉電子影像並產生表示所述電子影像的影像電信號的電子影像感測器，用於將影像電信號轉換成光學信號的電至光轉換器，以及用於將光學信號耦合至光纖的光纖插座。

在實施例中，一種用於自強磁場內獲得電子影像的方法包含：使用安置於強磁場內的電子攝影機捕捉電子影像，在電子攝影機內將電子影像轉換成光學信號，經由光纖將光學信號傳輸至強磁場外部的位置，在外部位置處將光學信號轉換成表示電子影像的影像電信號。

100‧‧‧例示性系統

110‧‧‧電子攝影機

120‧‧‧電子影像感測器

130‧‧‧電至光轉換器

140‧‧‧屏蔽件

150‧‧‧強磁場

155‧‧‧磁場源

160‧‧‧光纖

170‧‧‧光至電轉換器

180‧‧‧控制/處理單元

200‧‧‧例示性方法

300‧‧‧例示性電子攝影機

310‧‧‧影像電信號

320‧‧‧影像

330‧‧‧光學信號

350‧‧‧可選物鏡

390‧‧‧殼體

400‧‧‧例示性電子攝影機

500‧‧‧例示性電子攝影機

515‧‧‧串行影像電信號

530‧‧‧電至光轉換器

532‧‧‧串聯器

534‧‧‧電至光配接器

536‧‧‧光纖插座

600‧‧‧例示性方法

700‧‧‧例示性系統

710‧‧‧電子攝影機

740‧‧‧串行影像電信號

750‧‧‧影像電信號

770‧‧‧光至電轉換器

772‧‧‧解串器

774‧‧‧光至電配接器

776‧‧‧光纖插座

780‧‧‧控制/處理單元

782‧‧‧處理器

784‧‧‧記憶體

785‧‧‧機器可讀指令

786‧‧‧電源供應器

788‧‧‧介面

800‧‧‧例示性系統

810‧‧‧電子攝影機

812‧‧‧電介面

816‧‧‧本地振盪器

830‧‧‧電子電路

832‧‧‧電介面

834‧‧‧本地振盪器

836‧‧‧電源供應器

880‧‧‧控制/處理單元

900‧‧‧例示性方法

1000‧‧‧例示性系統

1010‧‧‧電子攝影機

1030‧‧‧電至光轉換器

1040‧‧‧電子電路

1060‧‧‧光纖

1070‧‧‧光至電轉換器

1080‧‧‧控制/處理單元

1100‧‧‧例示性方法

圖1說明根據實施例的用於使用經由光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像的系統。

圖2說明根據實施例的用於使用經由光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像的方法。

圖3說明根據實施例的用於在強磁場內捕捉電子影像並將電子影像轉換成光學信號的電子攝影機。

圖4說明根據實施例的用於在強磁場內捕捉電子影像並將電子影像轉換成光學信號的電磁屏蔽電子攝影機。

圖5說明根據實施例的用於在強磁場內捕捉電子影像並將電子影像轉換成光學信號的電子攝影機。

圖6說明根據實施例的用於將影像電信號轉換成光學信號的方法。

圖7說明根據實施例的用於使用經由光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像的系統。

圖8說明根據實施例的用於使用經由光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像的系統，其中系統更包含與捕捉電子影像的電子攝影機的電通信路徑。

圖9說明根據實施例的用於使用經由光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像且進一步將電信號傳達至捕捉電子影像的電子 攝影機的方法。

圖10說明根據實施例的用於使用經由兩個光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像的系統，一個光纖用於將信號傳出強磁場，且另一光纖用於傳輸光學信號至強磁場中。

圖11說明根據實施例的用於使用經由光纖的光學通信自強磁場內獲得電子影像且進一步經由額外光纖將信號以光學方式傳達至捕捉電子影像的電子攝影機的方法。

本文中所揭露為用於自強磁場內獲得電子影像的系統及方法。此等系統及方法可用以在人體或身體部位經受MRI掃描的同時獲得人體或身體部位的光學影像。在此使用情境下，電子攝影機位於MRI掃描儀內部，而在受檢查的人體部位所佔據的隧道中。電子攝影機捕捉人體部位的影像。影像顯露人體部位的移動。藉由在MRI掃描期間捕捉此等影像，有可能藉由使MRI資料的時序與藉由電子攝影機捕捉的影像的時序相關來校正MRI影像的移動。進一步有可能在MRI掃描期間修改MRI掃描參數以考慮到如藉由電子攝影機捕捉的病患移動。此情形減小病患移動對MRI影像的品質的影響。

為了使電子攝影機在強磁場內起作用，必須至少部分屏蔽電子攝影機以免受到強磁場影響。在無屏蔽情況下，電子攝影機的電子電路將很可能不正確地起作用。在MRI掃描儀的狀況下，藉由電子攝影機產生的電信號可干擾由MRI掃描儀發射並偵測的射頻脈衝。因此，高品質MRI影像可需要將電子攝影機的電信號限制至電子攝影機的局部區。保護電子攝影機不受強磁場影響的相同屏蔽件可提供此屏蔽，並充當一般電磁屏蔽件。然而，自MRI掃描儀內擷取電子影像需要將信號自電子攝影機傳達至MRI掃描儀外部的位置。目前揭露的系統及方法利用由電子攝影機捕捉的電子影像至光學信號的轉換。光學信號被從電子攝影機傳達至任何所要位置，而不影響MRI掃描且不受強磁場影響。同樣，信號可經由光纖作為光學信號傳達至電子攝影機。

圖1說明用於自強磁場內獲得電子影像的一個例示性系統100。系統100包含位於強磁場150的區內的電子攝影機110。電子攝影機110包含用於捕捉電子影像的電子影像感測器120、用於將電子影像轉換成光學信號的電至光轉換器130，及用於至少部分保護電子攝影機110的電子組件及電信號不受強磁場150影響的屏蔽件140。系統100更包含用於將光學信號傳達至控制/處理單元180的光纖160，所述控制/處理單元180位於強磁場150外部。控制/處理單元180包含用於將自光纖160接收的光學信號轉換成表示由電子影像感測器120捕捉的電子影像的電信號的光至電轉換器170。控制/處理單元180可進一步處理由光至電轉換器170產生的電信號。

在某些實施例中，系統100包含用於產生強磁場150的磁場源155。在一個實施例中，磁場源155包含一或多個永久磁體。在另一實施例中，磁場源155包含一或多個電流攜載導線，而例如以線圈適配於包圍強磁場155的區的至少一部分。電流攜載導線可為超導導線。在又一實施例中，磁場源155包含永久磁體與電流攜載導線的組合。磁場源155可併入於MRI掃描儀中。

在本發明中，強磁場150為足夠強以擾亂電信號及/或影響電子電路的功能的任何磁場。強磁場150具有在例如0.1特斯拉至20特斯拉範圍內的強度。強磁場150可為恆定磁場、交變磁場，或其組合。屏蔽件140至少部分保護電子攝影機110的電信號及電子電路不受強磁場150影響。在無此保護情況下，電子攝影機110內的電信號潛在地將由於強磁場150而顯著地失真。強磁場150並不影響由電至光轉換器130產生的光學信號。此情形允許實現由電子影像感測器120捕捉的電子影像經由透過光纖的光學信號傳輸而無失真傳輸至強磁場150外部的位置。

屏蔽件140可如上文所論述實施為電子攝影機110的部分，或與電子攝影機110分離。舉例而言，屏蔽件140可為單獨模組，其經適配使得電子攝影機110的未經屏蔽實施例可安裝於其中。替代地，屏蔽件140可實施為產生強磁場150的器件 的部分，且經適配用於將電子攝影機110的未屏蔽實施例安裝於其中。

屏蔽件140藉由減小或消除電子攝影機110的局部區中的強磁場150來至少部分屏蔽電子攝影機110的電子組件及電信號不受強磁場150影響。屏蔽件140將局部磁場減小至對於電子攝影機110的正確起作用可接受的位準。屏蔽件140可進一步經適配以防止由電子攝影機110產生的電信號離開電子攝影機110，或至少使由電子攝影機110產生的電信號衰減。在一個實施例中，屏蔽件140為包含高磁導率材料的殼體。實例包括(但不限於)高磁導率金屬合金，諸如鎳鐵高導磁合金(mu-metal)及坡莫合金(Permalloy)。在另一實施例中，屏蔽件140為包含奈米晶體顆粒結構鐵磁性金屬塗層或超導材料的殼體。基於包圍電子攝影機110的屏蔽件140的實施例被適配為局部殼體，使得電子攝影機與經成像場景光學連通，且使得可自電子攝影機110傳輸光學信號。殼體可經進一步調適以允許穿過屏蔽件140至電子攝影機110的其他連接，例如，供電連接或對於電子攝影機110的操作所需的其他連接。

在實施例中，控制/處理單元180自藉由光至電轉換器170產生的電信號產生電子影像，且將此影像顯示於包含於控制/處理單元180中的顯示器上。在另一實施例中，控制/處理單元180處理電信號來分析電信號的態樣。舉例而言，控制/處理單元180分析電信號或自電信號產生的電子影像以產生資料，諸如影像對比度、亮度、物件偵測/辨識，或與電子影像相關聯的其他所要資料輸出。

電子影像感測器120可為能夠產生電子影像的任何類型影像感測器。在一個實施例中，電子影像感測器120為互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)影像感測器。在另一實施例中，電子影像感測器120為電荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)影像感測器。電子影像感測器120可捕捉孤立的電子影像、視訊串流，或其組合。 電子攝影機110可包含多個電子影像感測器120而不偏離其範疇。類似地，系統100可包含位於強磁場150內或多個各別強磁場150內的多個電子攝影機110而不偏離其範疇。

在一個實施例中，光纖160為單模式光纖。在另一實施例中，光纖160為多模式光纖。大體而言，單模式光纖在隨著光學信號傳播穿過光纖時保持信號保真度方面勝於多模式光纖。等效地，對於給定傳輸距離及對所傳輸的傳輸光學信號的保真度的給定要求，單模式光纖相較於多模式光纖可以較高頻寬傳輸資料。因此，在電子攝影機110與光至電轉換器170之間具有大距離系統100的實施例可得益於光纖160為單模式光纖。同樣，在具有高頻寬要求的使用情境下，諸如需要傳輸由電子影像感測器120捕捉的視訊串流的使用情境，光纖160有利地實施為單模式光纖。然而，多模式光纖及與多模式光纖的使用相關聯的組件通常較為廉價。系統100或其使用情境的某些實施例可使用多模式光纖來達成所需要效能。光纖160可具有任何長度，例如在0.5公尺至100公尺範圍內的長度。光纖160可更包含用於放大及/或重調節由光纖160傳輸的光學信號的一或多個單元。

在實施例中，電子攝影機110經適配以安裝於空間受限區域中，諸如在人體部位的MRI掃描中允許的空間受限區域中。電子攝影機110在與其成像方向平行的尺寸上例如小於5毫米。

在另一實施例中，經由光纖160傳達的光學信號為I²C信號，亦即，根據I²C協定的信號。在又一實施例中，自電子影像感測器120傳達至電至光轉換器130的信號為D-phy信號，亦即，根據D-phy協定的信號。

在某些實施例(圖1中未說明)中，系統100包含額外光纖、額外電至光轉換器及額外光至電轉換器，以用於將信號自控制/處理單元180傳達至電子攝影機110。此等信號的實例包含(但不限於)參考時脈信號及用於控制由電子攝影機110進行的影像捕捉的控制信號。

圖2說明用於自強磁場內獲得電子影像的一個例示性方法200。方法200利用位於強磁場區中的電子攝影機以捕捉電子影像。光纖將電子影像傳輸至在強磁場外部的位置。方法200是使用例如圖1的系統100執行。

在步驟210中，位於強磁場內的電子攝影機捕捉電子影像。舉例而言，位於強磁場150(圖1)內的電子攝影機110(圖1)使用電子影像感測器120來捕捉電子影像。在步驟220中，在步驟210中捕捉的電子影像被轉換成光學信號。在實施例中，電子影像的資訊是根據所定義的編碼方案編碼為如一連串光脈衝的光學信號。舉例而言，電至光轉換器130(圖1)將由電子影像感測器120(圖1)捕捉的電子影像轉換至光學信號。在可選步驟215中，屏蔽電子攝影機的電子組件及電信號是免受強磁場影響。步驟215與步驟210及220並行地執行。步驟215例如由屏蔽件140(圖1)來執行，其至少部分屏蔽電子組件及電信號不受強磁場150(圖1)影響。在某些實施例中，可選步驟215更包含使由電子攝影機發射遠離的電信號衰減或消除。

在步驟230中，在步驟220中產生的光學信號被傳輸至強磁場外部的位置。舉例而言，光纖160(圖1)將藉由電至光轉換器130(圖1)產生的光學信號傳輸至強磁場150(圖1)外部的位置。在步驟240中，在步驟230中傳輸的光學信號被轉換成影像電信號，所述影像電信號包含在步驟210中捕捉的電子影像的資訊。步驟240在強磁場外部的位置處執行。舉例而言，光至電轉換器170(圖1)將光學信號轉換成影像電信號。在可選步驟250中，進一步處理在步驟240中產生的影像電信號。在步驟250的實施例中，影像電信號經處理以形成被顯示給使用者的電子影像。步驟250可包含進一步處理影像電信號或自影像電信號產生的電子影像以提供如給定使用情境下需要的資料。舉例而言，控制/處理單元180(圖1)如對於使用情境適當地處理藉由光至電轉換器170(圖1)產生的影像電信號。

圖3說明用於在強磁場內捕捉電子影像且將電子影 像轉換成光學信號的一個例示性電子攝影機300。電子攝影機300為圖1的電子攝影機110的實施例。電子攝影機300包含電子影像感測器120(圖1)。電子影像感測器120與電至光轉換器130(圖1)及可選物鏡350通信地耦接。在某些實施例中，電子攝影機300更包含殼體390，以用於容納及/或以環境方式保護電子攝影機300的組件。影像320視需要由物鏡350形成於電子影像感測器120上。電子影像感測器120將表示影像320的電子影像的影像電信號310傳達至電至光轉換器130。電至光轉換器130產生並輸出包含影像電信號310的資訊的光學信號330。

在一個例示性使用情境下，電子攝影機300安裝於至少部分受到諸如圖1的屏蔽件140的屏蔽件的保護而不受強磁場影響的區域中。此屏蔽件可進一步防止由電子攝影機300產生的電信號離開電子攝影機300周圍的局部區，或至少使此等信號衰減。

圖4說明用於在強磁場內捕捉電子影像且將電子影像轉換成光學信號的一個例示性電子攝影機400。電子攝影機400為圖1的電子攝影機110的另一實施例。電子攝影機400等同於電子攝影機300(圖3)，只不過在可選殼體390內更包含屏蔽件140(圖1)。如結合圖1所論述，屏蔽件140至少部分保護電子影像感測器120、電至光轉換器130及影像電信號310不受強磁場影響。屏蔽件140可進一步防止或衰減自電子攝影機400的電信號發射。在並未說明於圖4中的實施例中，屏蔽件140位於可選殼體390外部，或與可選殼體390相同。

圖5說明用於在強磁場內捕捉電子影像且將電子影像轉換成光學信號的一個例示性電子攝影機500。電子攝影機500為圖1的電子攝影機110的再一可能實施例。電子攝影機500為電子攝影機400(圖4)的擴展。電子攝影機500包含用於產生影像電信號310(圖3)的電子影像感測器120(圖1)，影像電信號310表示視需要藉由物鏡350(圖3)形成於電子影像感測器120上的影像320(圖3)的電子影像。電子影像感測器120將影像電 信號310傳達至電至光轉換器530。電至光轉換器530為電至光轉換器130的實施例(圖1、圖3及圖4)。電至光轉換器530包含串聯器(serializer)532、電至光配接器534及光纖插座536。串聯器532自電子影像感測器120接收影像電信號310。在此實施例中，影像電信號310可為並行電信號。串聯器532處理影像電信號310以形成串行影像電信號515，其被傳達至電至光配接器534。串行影像電信號515可根據I²C協定來格式化。電至光配接器534將串行影像電信號515轉換成光學信號330(圖3)，並將光學信號330傳達至光纖插座536。光纖插座536經適配用於收納光纖，例如圖1的光纖160，使得光學信號330可耦合至光纖以經由光纖傳輸。

在某些實施例中，電子攝影機500包含用於至少部分保護電子影像感測器120、串聯器532、電至光配接器534、影像電信號310及串行影像電信號515的屏蔽件140。可選屏蔽件140可進一步防止或減小自電子攝影機400的電信號發射。可選屏蔽件140可位於可選殼體390內(如圖5中所說明)，可選殼體390外部，或可與可選殼體390相同。光纖插座536可位於可選屏蔽件140外部而不偏離本發明範疇。在替代性實施例中，屏蔽功能性是與電子攝影機500分離地提供，如結合圖1針對電子攝影機110所論述。在實施例中，電子攝影機500更包含殼體390(圖3)。

圖6說明用於將影像電信號轉換成光學信號的一個例示性方法600。方法600為方法200(圖2)的步驟220的實施例，其中電子影像表達為影像電信號。方法600可藉由系統500(圖5)的電至光轉換器530來執行。在步驟622中，接收到影像電信號。舉例而言，串聯器532(圖5)自電子影像感測器120(圖1及圖5)接收影像電信號310(圖3及圖5)。在步驟624中，於步驟622中接收到的影像電信號被轉換成串行影像電信號。此步驟的目的為預備適合於簡單轉換至光學信號的影像電信號。舉例而言，串聯器532(圖5)將影像電信號310(圖3及圖5)轉換 成串行影像電信號515(圖5)。在步驟626中，於步驟624中所產生的串行影像電信號被轉換成光學信號。舉例而言，電至光配接器534(圖5)將串行影像電信號515(圖5)轉換成光學信號330(圖3及圖5)。

圖7說明用於自強磁場內獲得電子影像的一個例示性系統700。系統700為系統100(圖1)的實施例。系統700包含位於強磁場150的區內的電子攝影機710，及位於強磁場150外部的控制/處理單元780。電子攝影機710及控制/處理單元780藉由光纖160(圖1)通信地耦接。電子攝影機710等同於電子攝影機400(圖4)，只不過屏蔽件140為可選的。在某些實施例中，電子攝影機710包含屏蔽件140，而在其他實施例中，如結合圖1所論述，屏蔽功能性是與系統700分離地提供。此外，可選屏蔽件140可位於可選殼體390內(如圖7中所說明)，可選殼體390外部，或與可選殼體390相同。

控制/處理單元780為系統100(圖1)的控制/處理單元180的實施例。控制/處理單元780包含光至電轉換器770、處理器782、記憶體784及介面788。控制/處理單元780更包含用於將電力供應至控制/處理單元780的組件的電源供應器786。光至電轉換器770包含光纖插座776、光至電配接器774及解串器(deserializer)772。光至電轉換器770為光至電轉換器170的實施例(圖1)。

電子攝影機710經由光纖160將光學信號330(圖3)傳輸至控制/處理單元780。光纖插座776收納光纖160，並將光學信號330傳達至光至電配接器774。光至電配接器774將光學信號330轉換成串行影像電信號740，並將串行影像電信號740傳達至解串器772。解串器772處理串行影像電信號740以形成影像電信號750。在實施例中，影像電信號750為並行信號。在某些實施例中，影像電信號750實質上等同於影像電信號310。解串器740將影像電信號750傳達至處理器782。處理器782與記憶體784通信地耦接，且根據位於記憶體784的非揮發性部分 中的機器可讀指令785及/或根據自介面788接收的指令處理影像電信號750。處理器782可將經處理資料(諸如自影像電信號750產生的電子影像)儲存至記憶體784，及/或將經處理資料傳達至介面788。在實施例中，介面788包含顯示器。在另一實施例中，介面788包含鍵盤、觸控式螢幕、指標器件，或用於自使用者接收指令的其他器件。在又一實施例中，介面788包含用於將經處理資料傳達至遠端系統及/或自遠端系統接收指令的有線或無線介面，例如，以太網、USB、Wi-Fi或藍芽。

圖8說明用於自強磁場內獲得電子影像的一個例示性系統800。系統800包含位於強磁場150的區內的電子攝影機810，及位於強磁場150外部的控制/處理單元880。電子攝影機810及控制/處理單元880經由光纖160(圖1)且經由電連接兩者通信地耦接，而下文將論述此情形。系統800為系統100(圖1)的另一實施例，其更包含來自控制/處理單元180(圖1)的用於控制電子攝影機110(圖1)的態樣且將電力供應至電子攝影機110的功能性。電子攝影機810為電子攝影機110(圖1)的實施例。控制/處理單元880為控制/處理單元180(圖1)的實施例。

電子攝影機810包含電子影像感測器120(圖1)、電至光轉換器130(圖1)且視需要物鏡350(圖3)。電子影像感測器120、電至光轉換器130及可選物鏡350通信地耦接，且如結合圖3所論述地起作用。電子攝影機810更包含與電至光轉換器130及電子影像感測器120通信地耦接的電子電路830。電子電路830包含電介面832，用於自控制/處理單元880接收電信號及/或將電信號發送至控制/處理單元880。在實施例中，電子電路830更包含本地振盪器834，用於將時脈信號供應至電至光轉換器130及電子影像感測器120。在另一實施例中，電子電路830更包含用於向電子攝影機810的電子組件供電的電源供應器836，諸如電池。在某些實施例中，電子攝影機810包含屏蔽件140(圖1)，用於至少部分保護電子影像感測器120、電至光轉換器130、電子電路830及與此等組件相關聯的電信號不受強磁場150影響。在 替代性實施例中，屏蔽件140與系統800分離地提供，如結合圖1所論述。電子攝影機810可更包含殼體390(圖3)。可選屏蔽件140可位於可選殼體390內(如圖8中所說明)，可選殼體390外部，或可與可選殼體390相同。

控制/處理單元880包含電源供應器786(圖7)及處理器782(圖7)。電源供應器786供應電力至控制/處理單元880的電子組件。處理器782如結合圖7所論述與介面788(圖7)及記憶體784(圖7)通信地耦接。處理器782進一步與光至電轉換器170及電介面812通信地耦接。視需要，電介面812經適配以自電源供應器786接收電力信號。在實施例中，電介面812與本地振盪器816通信地耦接，使得電介面812可自本地振盪器816接收時脈信號。

處理器782以與如結合圖7論述的樣式相同的樣式自光至電轉換器170接收影像電信號，其中處理器782自解串器772接收影像電信號750。如在系統700(圖7)的狀況下所論述，處理器782根據指令785處理自光至電轉換器170接收的影像電信號。根據指令785或根據經由介面788(圖7)接收的輸入，處理器782進一步控制電信號經由控制/處理單元880的電介面812至電子攝影機810的電介面832的傳輸。此類電信號可包含由電源供應器786供應的電力信號、由本地振盪器816產生的時脈信號，及由處理器782或電介面812產生的控制信號。控制信號為控制電子攝影機810的功能性的如下態樣的信號：用於觸發藉由電子影像感測器120進行的影像捕捉的觸發器、電子影像感測器120的增益設置、電子影像感測器120的曝光時間設置，及電至光轉換器130的操作的設置。

系統800可經進一步適配用於將電信號自電子攝影機810的電介面832傳輸至控制/處理單元880的電介面812。此類信號的實例包含：指示電子攝影機810的狀況的信號、指示藉由電子影像感測器120進行的影像捕捉的發生的信號，及指示由電至光轉換器130進行的光學信號傳輸的發生的信號。

在實施例中，在控制/處理單元880的電介面812與電子攝影機810的電介面832之間傳達的電信號經適配用於穿過強磁場150的穩健傳輸。在圖8中未說明的另一實施例中，且光纖(例如光纖160)用以將信號自控制/處理單元880傳達至電子攝影機810。

圖9說明用於自位於強磁場內的電子攝影機獲得電子影像並使用電信號控制電子攝影機的功能性的態樣的一種例示性方法900。方法900為方法200(圖2)的經擴展以包含向電子攝影機供應電信號的實施例。方法900可例如由圖8的系統800執行。

在可選步驟915中，電信號自強磁場外部傳輸至位於強磁場內部的電子攝影機。電控制信號如結合圖8的系統800所論述用來控制電子攝影機的功能性的態樣。舉例而言，控制/處理單元880(圖8)的電介面812(圖7及圖8)將控制信號傳輸至電子攝影機810(圖8)的電介面832(圖8)。傳輸可由處理器782(圖7及圖8)根據指令785(圖7及圖8)或接收自介面788(圖7及圖8)的指令控制。自可選步驟915，方法900繼續執行如結合圖2論述的步驟210及220。

在與步驟915、210及220並行地執行的步驟910中，電力及時脈信號被供應至位於強磁場內的電子攝影機。舉例而言，電子電路830(圖8)供應電力及時脈信號至電子影像感測器120(圖1及圖8)及電至光轉換器130(圖1及圖8)。電子電路830(圖8)可自可選電源供應器836(圖8)或經由電介面812(圖8)自控制/處理單元880(圖8)的電源供應器786(圖7及8)接收電力信號。同樣，電子電路830(圖8)可自可選本地振盪器834(圖8)或經由電介面812(圖8)自控制/處理單元880(圖8)的可選本地振盪器816(圖8)接收時脈信號。

視需要，方法900包含方法200(圖2)的與步驟915、210及220並行且與步驟910並行地執行的步驟215。在實例中，系統800(圖8)執行如結合圖2針對系統100(圖1)論述的步 驟215。

在完成步驟220之後，方法900繼續執行方法200(圖2)的步驟230、240及250。舉例而言，系統800(圖8)執行如結合圖2針對系統100(圖1)論述的步驟230及240。可選步驟250可由系統800(圖8)的處理器782(圖7及圖8)根據指令785(圖7及圖8)或自介面788(圖7及圖8)接收的指令來執行。

圖10說明用於自強磁場150(圖1)內獲得電子影像的一個例示性系統1000。系統1000包含位於強磁場內的電子攝影機1010與位於強磁場外部的控制/處理單元1080之間的雙向光學通信。系統1000經適配以消除自控制/處理單元1080至電子攝影機1010的電通信。實情為，信號可自控制/處理單元1080以光學方式傳達至電子攝影機1010。此情形在具有對電信號干擾的嚴格限制的設置中可為有益的。舉例而言，傳達至位於MRI掃描儀內的電子攝影機的電信號可干擾與MRI掃描儀的操作相關聯的電信號。

如結合圖8所論述，電子攝影機1010經由光纖160(圖1)向控制/處理單元1080通信。控制/處理單元1080經由光纖1060向電子攝影機1010通信。光纖1060可為與光纖160相同的類型，或與光纖160不同的類型。

電子攝影機1010包含電子影像感測器120(圖1)、電至光轉換器130(圖1)及視需要物鏡350(圖3)。電子影像感測器120、電至光轉換器130及可選物鏡350通信地耦接，且如結合圖3所論述起作用。電子攝影機1010更包含與電至光轉換器130及電子影像感測器120通信地耦接的電子電路1040。電子電路1040包含電力單元836(圖8)。在實施例中，電子電路1040更包含本地振盪器834(圖8)，用於將時脈信號供應至電至光轉換器130及電子影像感測器120。電子攝影機1010更包含光至電轉換器1070，其用於自控制/處理單元1080接收光學信號，將彼等光學信號轉換成電信號，並將電信號傳達至電子影像感測器 120。光至電轉換器1070可等同於光至電轉換器170(圖1)。

在某些實施例中，電子攝影機1010包含屏蔽件140(圖1)，其用於至少部分保護電子影像感測器120、電至光轉換器130、電子電路1040及與此等組件相關聯的電信號不受強磁場150影響。此外，屏蔽件140可減小或消除離開電子攝影機1010的電信號。在替代性實施例中，屏蔽件140與系統1000分離地提供，如結合圖1所論述。電子攝影機1010可進一步包含殼體390(圖3)。可選屏蔽件140可位於可選殼體390內(如圖10中所說明)，可選殼體390外部，或可與可選殼體390相同。

控制/處理單元1080包含電源供應器786(圖7)及處理器782(圖7)。電源供應器786供應電力至控制/處理單元1080的電子組件。處理器782如結合圖7所論述與介面788(圖7)及記憶體784(圖7)通信地耦接。處理器782進一步與光至電轉換器170通信地耦接，且視需要與電至光轉換器1030通信地耦接。在一個實施例中，電至光轉換器1030等同於電至光轉換器130。在另一實施例中，電至光轉換器1030並不包含串聯器。舉例而言，由電至光轉換器1030自可選本地振盪器816或處理器782接收的電信號可為串行電信號。在實施例中，控制/處理單元1080更包含與電至光轉換器1030通信地耦接的本地振盪器816(圖8)。

電至光轉換器1030經由光纖1060與電子攝影機1010的光至電轉換器1070通信地耦接。自可選本地振盪器816或處理器782傳達至電至光轉換器1030的電信號可由電至光轉換器1030轉換至光學信號從而經由光纖1060傳達至光學電轉換器1070。此情形促進時脈信號及/或控制信號自控制/處理單元1080至電子攝影機1010的傳達。結合圖8論述控制信號的實例。

如結合圖8所論述，處理器782自光至電轉換器170接收影像電信號。處理器782根據指令785處理自光至電轉換器170接收的影像電信號。

圖11說明用於藉由使用光學信號控制位於強磁場內的電子攝影機的功能性的態樣以及自電子攝影機獲得電子影像的 一個例示性方法1100。方法1100為方法200(圖2)的包含向電子攝影機供應以光學方式傳達至其的信號的擴展。方法1100可例如由圖10的系統1000執行。

於在強磁場外部執行的步驟1110中，電信號(諸如時脈信號或控制信號)被轉換成光學信號。舉例而言，電至光轉換器1030(圖10)將自處理器782(圖7及圖10)或可選本地振盪器816(圖8及圖10)接收的電信號轉換成光學信號。自步驟1010，方法1100繼續至步驟1120及1130，且視需要繼續至步驟1115。

在可選步驟1115中，屏蔽電子攝影機以免受強磁場影響。屏蔽件進一步衰減或消除由電子攝影機發射並離開電子攝影機的電信號。舉例而言，屏蔽件140(圖1及圖10)保護電子攝影機1010(圖10)的電子組件及電信號不受強磁場150(圖1及圖10)影響，以及保護使用環境不受由電子攝影機1010(圖10)的電子組件產生的電信號影響。在步驟1120中，向電子攝影機供應電力及視需要供應時脈信號。舉例而言，電子攝影機1010(圖10)自整合式電源供應器836(圖8及圖10)接收電力，且視需要自本地振盪器834(圖8及10)接收時脈信號。

方法1100與步驟1115及1120並行地執行步驟1130、1140、1150及1160。在步驟1130中，在步驟1110中產生的光學信號被傳達至電子攝影機。舉例而言，電至光轉換器1030(圖10)經由光纖1060(圖10)傳達光學信號至光至電轉換器1070(圖10)。步驟1110及1120中信號的產生及傳輸可由處理器782(圖7及10)根據指令785(圖7及10)或自介面788(圖7及10)接收的指令控制。此信號用來如結合圖8的系統800所論述控制電子攝影機的功能性的態樣。在步驟1140中，由電子攝影機在步驟1130中接收到的光學信號被轉換成電信號。舉例而言，光至電轉換器170(圖1及圖10)將光學信號轉換成電信號。在步驟1150中，產生於步驟1140中的電信號被傳達至電子攝影機的電子影像感測器。舉例而言，光至電轉換器170(圖1及圖10) 將由光至電轉換器170產生的電信號傳達至電子影像感測器120(圖1及圖10)。在步驟1160中，方法1100執行方法200的步驟210、220及230(圖2)。舉例而言，位於強磁場150(圖1及圖10)內的電子攝影機1010(圖10)捕捉電子影像，使用電至光轉換器130(圖1及圖10)將電子影像轉換成光學信號，且經由光纖160(圖1及圖10)將光學信號傳達至光至電轉換器170(圖1及圖10)。

在完成步驟1160之後，方法1100繼續至步驟1170，其中方法1100執行方法200(圖2)的步驟240，及視需要執行步驟250。舉例而言，系統1000(圖10)執行如結合圖2針對系統100(圖1)論述的步驟240。可選步驟250可由系統1000(圖10)的處理器782(圖7及圖10)根據指令785(圖7及圖10)或自介面788(圖7及圖10)接收的指令來執行。

目前所揭露的用於自強磁場內獲得電子影像的系統及方法亦可用於不包含強磁場的情境中。舉例而言，本發明的用於屏蔽由電子攝影機產生的電信號的系統及方法以及與電子攝影機的光學通信允許在對於電信號敏感且因此具有對電信號的嚴格限制的設置中操作。因此，本發明的系統及方法直接適用於電氣敏感設置中。另外，本發明的系統及方法的光學通信可在由電子攝影機產生的影像信號必須在長距離上傳達的情形下提供益處。

特徵的組合

可在不偏離本發明的範疇的情況下以各種方式組合上文所描述的特徵以及下文所主張的彼等特徵。舉例而言，應瞭解，本文中所描述的用於自強磁場內獲得電子影像的一種系統或方法的態樣可合併有本文中所描述的用於自強磁場內獲得電子影像的另一系統或方法的特徵或與其交換。以下實例說明上文所描述的實施例的可能的非限制性組合。應清楚的是，可在不偏離本發明的精神及範疇的情況下，對本文中的方法及器件作出許多其他改變及修改：

(A)一種系統，用於自強磁場內獲得電子影像，此 系統可包含攝影機，其中所述攝影機包含(i)電子影像感測器，用於產生表示電子影像的第一影像電信號，及(ii)電至光轉換器，用於將第一影像電信號轉換成光學信號。

(B)在表示為(A)的系統中，攝影機可位於強磁場內。

(C)表示為(B)的系統可更包含光至電轉換器，用於將光學信號轉換成表示電子影像的第二影像電信號。

(D)表示為(A)的系統可更包含光纖，用於將光學信號自攝影機傳達至攝影機外部的位置。

(E)表示為(A)的系統可更包含光至電轉換器，用於將光學信號轉換成表示電子影像的第二影像電信號。

(F)在表示為(E)的系統中，光至電轉換器可位於強磁場外部。

(G)表示為(A)至(E)的系統中的任一者可更包含屏蔽件，用於至少部分保護攝影機免受強磁場影響。

(H)在表示為(G)的系統中，所述屏蔽件可經進一步適配以使由攝影機發射離開的電信號衰減。

(I)表示為(A)至(H)的系統中的任一者可更包含用於控制攝影機的控制單元。

(J)表示為(I)的系統可更包含用於在攝影機與控制單元之間傳輸電信號的電連接。

(K)表示為(I)及(J)的系統中的任一者可更包含用於將光學信號自控制單元傳輸至攝影機的額外光纖。

(L)表示為(A)至(K)的系統中的任一者可更包含位於強磁場外部的資料處理系統，而用於處理電子影像。

(M)在表示為(L)的系統中，資料處理系統可包含用於顯示電子影像的顯示器。

(N)表示為(A)至(M)的系統中的任一者可更包含用於產生強磁場的磁場源。

(O)在表示為(N)的系統中，磁場源可併入於核磁 共振成像掃描儀中。

(P)在表示為(A)至(O)的系統中，電子影像感測器可為CMOS影像感測器。

(Q)在表示為(A)至(O)的系統中，電子影像感測器可為CCD影像感測器。

(R)一種系統，用於在強磁場內捕捉電子影像，此系統可包含(i)電子影像感測器，其用於捕捉電子影像並產生表示電子影像的影像電信號，及(ii)電至光轉換器，用於將影像電信號轉換成光學信號。

(S)表示為(R)的系統可更包含用於將光學信號耦合至光纖的光纖插座。

(T)表示為(R)及(S)的系統中的任一者可更包含屏蔽件，用於至少部分保護系統的電子組件免受強磁場影響。

(U)在表示為(T)的系統中，屏蔽件可經進一步適配以使由此攝影機發射遠離的電信號衰減。

(V)在表示為(R)至(U)的系統中的任一者中，電至光轉換器可包含用於將影像電信號轉換成串行電信號的串聯器，及用於將串行電信號轉換成光學信號的電至光配接器。

(W)表示為(V)的系統可更包含用於將時脈信號提供至串聯器及電子影像感測器的振盪器。

(X)表示為(R)至(V)的系統中的任一者可更包含用於提供時脈信號至電子影像感測器的振盪器。

(Y)表示為(R)至(X)的系統中的任一者可更包含用於自強磁場外部接收時脈信號的端口。

(Z)表示為(R)至(Y)的系統中的任一者可更包含端口，用於接收控制信號以控制攝影機。

(AA)在表示為(Z)的系統中，端口可為光學端口，且控制信號可為光學控制信號。

(AB)在表示為(Z)的系統中，端口可為光學端口，且時脈信號可為光學時脈信號。

(AC)在表示為(R)至(AB)的系統中的任一者中，電子影像感測器可為CMOS影像感測器。

(AD)在表示為(R)至(AB)的系統中的任一者中，電子影像感測器可為CCD影像感測器。

(AE)一種方法，用於自強磁場內獲得電子影像，此方法可包含(i)使用安置於強磁場內的電子攝影機捕捉電子影像，及(ii)在電子攝影機內，將電子影像轉換成光學信號。

(AF)表示為(AE)的方法可更包含經由光纖將光學信號傳輸至強磁場外部的位置。

(AG)表示為(AF)的方法可更包含在強磁場外部的位置處，將光學信號轉換成表示電子影像的影像電信號。

(AH)表示為(AE)至(AG)的方法中的任一者可更包含至少部分屏蔽電子攝影機以免受強磁場影響。

(AI)表示為(AE)至(AH)的方法中的任一者可更包含使自攝影機發射離開的電信號衰減。

(AJ)表示為(AE)至(AI)的方法中的任一者可更包含將光學控制信號自位於強磁場外部的控制單元傳輸至電子攝影機。

(AK)在表示為(AJ)的方法中，控制信號可為用於控制捕捉並轉換電子影像的步驟的至少一部分的控制信號。

(AL)表示為(AF)的方法可更包含將光學控制信號自位於強磁場外部的控制單元傳輸至電子攝影機。

(AM)在表示為(AL)的方法中，控制信號可為用於控制捕捉電子影像、轉換電子影像並傳輸光學信號的步驟的至少一部分的控制信號。

可在不偏離本發明的範疇的情況下對上述系統及方法做出改變。因此應注意，在上述描述內容中所含有且在隨附圖式中所示的事項應以說明性而非限制性含義進行解釋。以下申請專利範圍意欲涵蓋本文所描述的通用及特定特徵，以及就語言而言可能被稱為屬於範圍內的本發明的方法及器件的範疇的所有陳 述。

100‧‧‧例示性系統

110‧‧‧電子攝影機

120‧‧‧電子影像感測器

130‧‧‧電至光轉換器

140‧‧‧屏蔽件

150‧‧‧強磁場

155‧‧‧磁場源

160‧‧‧光纖

170‧‧‧光至電轉換器

180‧‧‧控制/處理單元

Claims (22)

1. 一種系統，用於自一強磁場內獲得一電子影像，該系統包括：一攝影機，其包括一電子影像感測器及一電至光轉換器，該電子影像感測器用於產生表示該電子影像的一第一影像電信號，而該電至光轉換器用於將該第一影像電信號轉換成光學信號；一光至電轉換器，其用於將該光學信號轉換成表示該電子影像的一第二影像電信號；以及一光纖，其用於將該光學信號自該攝影機傳送至該光至電轉換器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其更包括一屏蔽件，用於至少部分保護該攝影機不受該強磁場影響。
3. 如申請專利範圍第2項所述的系統，該屏蔽件更經適配以衰減從該攝影機發射離開的電信號。
4. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其更包括一控制單元，用於控制該攝影機。
5. 如申請專利範圍第4項所述的系統，其更包括一電連接，用於在該攝影機與該控制單元之間傳輸電信號。
6. 如申請專利範圍第4項所述的系統，其更包括一額外光纖，用於將該光學信號自該控制單元傳輸至該攝影機。
7. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其更包括一資料處理系統，用於處理該電子影像。
8. 如申請專利範圍第7項所述的系統，該資料處理系統包括一顯示器，用於顯示該電子影像。
9. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其更包括一磁場源，用於產生該強磁場，且其中該攝影機位於該強磁場內，且該光至電轉換器位於該強磁場外部。
10. 如申請專利範圍第9項所述的系統，所述磁場源是併入於一核磁共振成像掃描儀中。
11. 一種系統，用於在一強磁場內捕捉一電子影像，該系統包括：一電子影像感測器，其用於捕捉該電子影像並產生表示該電子影像的一影像電信號；一電至光轉換器，其用於將該影像電信號轉換成一光學信號；以及一光纖插座，其用於將該光學信號耦合至一光纖。
12. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其更包括一屏蔽件，用於至少部分保護該系統的電子組件不受該強磁場影響。
13. 如申請專利範圍第12項所述的系統，該屏蔽件更經適配以衰減從該攝影機發射離開的電信號。
14. 如申請專利範圍第11項所述的系統，該電至光轉換器包括一串聯器及一電至光配接器，該串聯器用於將該影像電信號轉換成一串行電信號，而該電至光配接器用於將該串行電信號轉換成該光學信號。
15. 如申請專利範圍第14項所述的系統，其更包括一振盪器，用於提供一時脈信號至該串聯器及該電子影像感測器。
16. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其更包括一端口，用於自該強磁場外部接收一時脈信號。
17. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其更包括一端口，用於 接收一控制信號以控制該攝影機。
18. 如申請專利範圍第17項所述的系統，該端口是為一光學端口，且該控制信號為一光學控制信號。
19. 一種方法，用於自一強磁場內獲得一電子影像，該方法包括：使用安置於該強磁場內的一電子攝影機捕捉該電子影像；在該電子攝影機內，將該電子影像轉換成一光學信號；經由一光纖將該光學信號傳輸至該強磁場外部的一位置；以及在該強磁場外部的該位置，將該光學信號轉換成表示該電子影像的一影像電信號。
20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，更包括至少部分屏蔽該電子攝影機而不受該強磁場影響。
21. 如申請專利範圍第20項所述的方法，其更包括衰減從該電子攝影機發射離開的電信號。
22. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其更包括將一光學控制信號自一控制單元傳輸至該電子攝影機，而該控制單元是位於該強磁場外部，該光學控制信號控制如下步驟中的至少部分：捕捉該電子影像、轉換該電子影像以及傳輸該光學信號。