磁共振系统与其引导的设备间的坐标系切换装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种将ＭＲＩ引导的医疗设备的坐标系切换到ＭＲＩ系统的坐标系的装置和相应的方法，其使用ＭＲＩ成像来确定该ＭＲＩ引导的医疗设备的坐标系相对于该ＭＲＩ系统的坐标系的旋转和平移值从而实现上述的切换。其中该装置包括多个设置在所述的ＭＲＩ引导的医疗设备中的基准标示器，各所述的基准标示器上设置用来确定其在ＭＲＩ系统的坐标系中的位置的信号的线圈绕组，其中所述的线圈绕组是串联连接的，该串联连接的线圈绕组通过接口电路接入所述的磁共振系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁共振(Magnetic Resonance Imaging，MRI)引导的医疗设备与MRI系统的兼容技术，特别是涉及一种坐标系变换装置和方法。
技术介绍
MRI引导的医疗设备，在对病人进行治疗时，不但可以提供更好的图像效果，而且可以精确地对剂量进行控制。 请参阅图1，所述的MRI引导的医疗设备，以MRI引导的高强度聚焦超声(High IntensityFocused Ultrasound，HIFU)系统10为例，其聚焦区域位于MRI图像内并且与病人需要治疗的部位相匹配。这样便可以采用多种不同的MRI成像方法，如质子共振频(proton resonancefrequency，PRF)变换方法来动态地跟踪所述的聚焦区域的温度变化。为此，非常有必要将该HIFU系统10的坐标系12变换到该MRI系统20的坐标系22中。 然而，目前将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的方法采用的是机械定位方法，而并没有采用MRI成像的方法来自动地将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系中。 在JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING 14617-627(2001)中发表的文章“A Methodfor Fast 3D Tracking Using Tuned Fiducial Markers and a Limited ProjectionReconstruction FISP(LPR-FISP)Sequence”中介绍了一种对三个基准标示器(fiducialmarker)在MRI系统中进行投影(projection)，并且计算得到其三维坐标值的方法。然而，该文章中使用的基准标示器是并联设置，需要分别地独立进行调谐然后感性耦合进MRI系统中，另外，该文章并未探讨如何根据得到的基准标示器在MRI系统中的三维坐标值来将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的问题。因此，如何采用MRI成像的方法来自动地将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系中已经成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的装置和相应的方法，其使用MRI成像来确定该MRI引导的医疗设备的坐标系相对于该MRI系统的坐标系的旋转和平移值从而实现上述的切换。 为实现上述的目的，本专利技术提出一种将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的装置，包括多个设置在所述的MRI引导的医疗设备中的基准标示器，各所述的基准标示器上设置用来确定其在MRI系统的坐标系中的位置的信号的线圈绕组，其中所述的线圈绕组是串联连接的，该串联连接的线圈绕组通过接口电路接入所述的磁共振系统。 其中，所述的接口电路包括调谐电路；所述的线圈绕组通过同轴电缆相连接。进一步地，各基准标示器含有造影剂，优选地，所述的造影剂是钆-DTPA。 根据本专利技术的一个方面，该装置包括四个所述的基准标示器，其中的一个基准标示器与其他三个不同面。 根据本专利技术的一个方面，所述的MRI引导的医疗设备是高强度聚焦超声系统。 相应地，本专利技术提出一种将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的方法，所述的MRI引导的医疗设备包括多个基准标示器，所述的基准标示器在所述的MRI引导的医疗设备的坐标系中的三维坐标值已知，所述的方法包括以下步骤a)使用所述的MRI系统对所述的基准标示器进行多次投影；b)根据所述的投影确定所述的基准标示器在所述的MRI系统的坐标系中的三维坐标值；c)根据所述的基准标示器在所述的MRI引导的医疗设备的坐标系以及在所述的MRI系统的坐标系中的三维坐标值计算切换所需的旋转和平移值；以及d)根据算出的旋转和平移值将所述的MRI引导的医疗设备的坐标系切换到所述的MRI系统的坐标系中。 本专利技术使用MRI成像的方法，仅通过数次的投影，便可以确定该MRI引导的医疗设备的坐标系相对于该MRI系统的坐标系的旋转和平移值，从而进行相应的切换。其中，本专利技术中的基准标示器上设置的线圈绕组串联连接成一个单一的线圈，仅通过一个调谐电路便可对其进行调谐，其结构简单且操作方便。 附图说明 图1是MRI引导的HIFU系统在对应的MRI系统中工作的示意图； 图2是本专利技术将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的装置的基准标示器上的线圈绕组的连接示意图； 图3是图2中的基准标示器的相对位置的示意图； 图4是图2中的基准标示器在MRI系统中投影的一维傅立叶变换(Fourier transform)的信号的示意图；以及 图5是本专利技术将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系的方法的流程图。 具体实施例方式 为了将MRI引导的医疗设备的坐标系切换到MRI系统的坐标系，首先应当取得所述的MRI引导的医疗设备的坐标系相对于所述的MRI系统的坐标系的旋转和平移值。 请参阅图1，仍然以MRI引导的HIFU系统10为例进行说明，本专利技术的装置包括在该HIFU系统10上设置多数个基准标示器30。在本实施例中，本专利技术的装置包括四个所述的基准标示器30，上述的基准标示器30在该HIFU系统10的坐标系12(XHIFU，YHIFU，ZHIFU)中的三维坐标值是已知的。只要能确定上述的基准标示器30在MRI系统20的坐标系22(XMR，YMR，ZMR)中的三维坐标值便可以通过方程P＝RPMR+T计算出该HIFU系统10的坐标系12相对于所述的MRI系统20的坐标系22的旋转和平移的值，从而进行相应的切换。 本专利技术是采用MRI投影成像的方法来确定上述的基准标示器30在所述的MRI系统20的坐标系22中的三维坐标值。 请同时参阅图2，为了在投影的时候获得高信噪比的信号，本专利技术的装置在所述的基准标示器30上分别设置线圈绕组32。所述的线圈绕组32通过同轴电缆34串联形成一个单一的线圈，其通过一个接口电路40连接到所述的MRI系统中以进行信号的接收，其中该接口电路40包括一调谐电路42用来对所述的串联的线圈绕组32进行调谐。进一步地，所述的基准标示器30中还含有造影剂(contrast agent)以获得高信噪比的信号，所述的造影剂例如可以为钆-DTPA(Gadolinium diethylenetriaminepentacetic acid)。 由于在本装置中设置在所述的基准标示器30上的线圈绕组32是串联连接而形成一个单一的线圈，因此只需要通过一个调谐电路42对其进行调谐。 由于该HIFU系统10的坐标系12相对于所述的MRI系统20的坐标系22的旋转和平移的值共包括十二个未知数，又由于在本实施例中采用了四个所述的基准标示器30，所以至少要在所述的MRI系统20中进行三次投影以获得足够多的所述的基准标示器30在所述的MRI系统20的坐标系22中的坐标值来建立方程求解该旋转和平移值。为了求解以及操作的方便，较佳地是从相互正交的方向来进行上述的至少三次投影。 虽然在本实施例中是采用四个基准标示器30在MRI系统20中进行至少三次正交方向的投影，但是可以理解地，在其他的实施例中，也可以采用其他数量的基准标示器30在MR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将ＭＲＩ引导的医疗设备（１０）的坐标系（１２）切换到ＭＲＩ系统（２０）的坐标系（２２）的装置，包括多个设置在所述的ＭＲＩ引导的医疗设备（１０）中的基准标示器（３０），各所述的基准标示器（３０）上设置用来确定其在ＭＲＩ系统（２０）的坐标系（２２）中的位置的信号的线圈绕组（３２），其特征在于：所述的线圈绕组（３２）是串联连接的，该串联连接的线圈绕组（３２）通过接口电路（４０）接入所述的磁共振系统（２０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，汪坚敏，斯泰梅尔弗洛里安，
申请(专利权)人：西门子中国有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]