一种系统提供了用于控制扫描器的操作的触发信号。激光散斑振动测量系统用于非接触式振动感测。提供了一种患者线圈装置，所述患者线圈装置用于安装在患者的身体附近(例如，固定到患者的身体)并且包括至少一个窗口，所述至少一个窗口使得光学系统的激光能够穿过而到达患者的身体。处理检测到的(穿过窗口的)反射激光以检测心动周期并生成用于控制扫描器的心脏触发信号。的心脏触发信号。的心脏触发信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】MRI系统，特别是用于生成心脏触发信号的方法和系统
[0001]本专利技术涉及磁共振成像MRI系统，并且特别涉及使用心脏触发信号对MRI系统的操作的定时。
技术介绍
[0002]磁共振成像(MRI)是一种用于放射学的医学成像技术，它用于形成身体的解剖结构和生理过程的图片。MRI扫描器使用强磁场、磁场梯度和无线电波来生成体内器官的图像。
[0003]MRI在医院和诊所中广泛用于医学诊断和疾病的分期和随访，而无需将身体暴露于辐射。MRI基于某些原子核在被置于外部磁场中时吸收射频能量的能力。所得到的演化自旋极化能够在射频线圈中感应出RF信号，而该RF信号能够被检测到。
[0004]氢原子最常用于生成宏观极化，这种极化能够由靠近正被检查的对象的天线检测到。氢原子在人类和其他生物体内原本就很丰富，特别是在水和脂肪中。由于这个原因，大多数核MRI扫描实质上是绘制体内的水和脂肪的位置。
[0005]无线电波脉冲激发核自旋能量跃迁，并且磁场梯度使空间中的极化局部化。通过改变脉冲序列的参数，基于组织中的氢原子的弛豫属性，可以生成组织间不同的对比度。
[0006]由于几个原因，心脏磁共振成像方法的临床价值受到限制。心脏是移动的物体，因此特别难以成像，尤其是在空间中设置成像平面而心脏在该成像平面内外移动的情况下。被检查的患者的呼吸还会引起心脏和被检查的患者的身体的其他周围内部结构的周期性运动。心脏本身的跳动运动叠加到呼吸运动，这使得成像情况更加复杂。心脏运动和呼吸运动这两种运动都存在于相对较长的MR信号采集时段期间，并且在所得到的图像中引起不期望的伪影。图像质量会因例如运动模糊而降低。
[0007](例如来自ECG或PPG的)触发信号通常用于门控医学成像数据的采集，以减轻心脏运动的影响或者捕获相对于心脏运动相位分辨的图像。在医学成像中，尤其是在磁共振成像中，高质量的触发对于大量的检查是至关重要的，不仅对于心脏成像，例如对于腹部成像或骨盆成像也是如此。
[0008]对于心脏成像，只有利用高质量的触发信号，才能在心动周期期间的相等的呼气状态或相等的点上执行成像序列，从而得到优良的图像质量。
[0009]利用ECG门控，使用ECG信号来确定心跳并由此触发成像设备。然而，这种方法有几个缺点。首先，由于射频的磁流体动力学效应和磁场梯度切换，ECG信号在MRI扫描期间发生失真。此外，使用ECG还需要更多的患者准备时间(来安装电极、连接和激活无线发射器等)并且它无法确定心脏的运动。
[0010]最近的一种替代方法是使用可穿戴患者监测设备，该设备能够在磁共振成像期间记录心率、血氧饱和度、表面温度和湿度。例如，常常使用外周脉搏单元(PPU)传感器，这种传感器使用集成在指夹中的PPG来检测心跳。使用这种方法的缺点是必须考虑实际心跳与在肢体中产生的效果之间的生理延迟，并且必须进行用于延迟确定的额外扫描。此外，这种
方法在心律失常患者中不太可靠。
[0011]还提出了基于相机(例如通过使用光学相机和跟踪由心脏收缩引起的身体运动)的技术。在rPPG(远程光电容积描记)中，对患者面部的红晕进行成像，并且根据视频中的心脏引起的颜色变化来计算心律。再次地，必须考虑生理延迟以及由于信号提取所需的计算时间太长而无法实时推断心脏信号的事实。此外，这种方法只能在MRI膛中的或靠近MRI膛的相机能够看到一些皮肤片块时应用。
[0012]US2014/073902公开了使用对通过将光聚焦在动脉上方的皮肤区域上而获得的光学散斑图案的分析的非接触感测。
[0013]Julian Maclaren等人的“Contact
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free physiological monitoring using a markerless optical system”(Magnetic Resonance in Medicine，第74卷，第2期，第571
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577页，XP055291027)公开了分别用于心脏监测和呼吸监测的组合远程PPG(rPPG)和运动分析。
[0014]需要改进的用于生成触发信号的系统，该触发信号与待成像的身体的移动相同步。
技术实现思路
[0015]本专利技术由权利要求来限定。
[0016]根据依据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种用于提供用于控制扫描器的操作的触发信号的系统，包括：
[0017]激光散斑振动测量系统，其用于非接触式振动感测，所述激光散斑振动测量系统包括用于传送激光的激光器和用于检测反射激光的光学检测器；以及
[0018]患者线圈装置，其用于抵靠患者的身体而安装，所述患者线圈装置包括至少一个窗口，所述至少一个窗口使得所述激光能够穿过而到达所述患者的所述身体；
[0019]安装装置，其用于安装所述激光器，使得所传送的激光穿过所述窗口；以及
[0020]控制器，其适于处理检测到的反射激光以检测心动周期并生成用于控制所述扫描器的心脏触发信号。
[0021]该系统生成适合于MR兼容的心脏运动跟踪或其他待成像身体的运动跟踪的触发信号。它利用了非接触式振动感测，特别是激光散斑振动测量。它用于心脏触发。
[0022]激光散斑振动测量不依赖于多普勒原理。激光散斑振动测量系统可以用比例如激光多普勒系统更少的部件以低成本实施，并且能够被集成到更小的空间中。也可以通过调整与2D图像传感器一起使用的透镜焦点来执行成像。
[0023]该系统能够容易地集成到扫描器(例如，MRI扫描器)中，因为它被设计为患者线圈装置的部分。与基于相机的PPG相比，对皮肤可见性没有要求，没有生理延迟，并且允许接近实时的处理。因此，高分辨率(触发的)MR成像是可能的，而无需额外的身体上传感器或没有工作流程损害。
[0024]光学系统例如被安装在患者线圈外部，从而不会对患者线圈收集RF信号的操作产生不利影响。该安装装置将激光输出与患者的身体对准，或者直接沿着视线对准，或者额外结合反射镜来对准。
[0025]光学系统例如在身体表面的距离处散焦。
[0026]在第一组示例中，所述激光器被安装为远离所述患者线圈，并且所述激光器的输出指向所述窗口。因此，光学系统与扫描器硬件之间的任何磁干扰被减少到最小。
[0027]在第二组示例中，所述激光器被安装为远离所述患者线圈，并且所述激光器的输出指向被安装在所述窗口处的反射镜。这有助于提供激光与窗口的对准。
[0028]在第三组示例中，所述激光器和所述光学检测器被安装在手柄上，所述手柄具有相对于所述身体可调整的位置。这使得能够进行简单的位置调整，以获得光学系统与患者线圈窗口的期望对准。
[0029]在第四组示例中，所述激光器和所述光学检测器被安装在所述患者线圈装置上。通过这种方式，光学系统与窗口之间就自动对准了。如果是MRI兼容的，则激光和光学检测器甚至可以在患者线圈的结构内，使得窗口仅出现在患者线圈的面向患者的一侧。可以提供线圈支撑物，所述线圈支撑物用于将所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供用于控制扫描器的操作的触发信号的系统，包括：激光散斑振动测量系统(90)，其用于非接触式振动感测，所述激光散斑振动测量系统包括用于传送激光的激光器和用于检测反射激光的光学检测器，其中，所述激光在待扫描的患者的身体的表面的距离处散焦；以及患者线圈装置(100)，其用于抵靠所述患者的所述身体而安装；安装装置，其用于安装所述激光器，使得所传送的激光传到或穿过所述患者线圈装置；以及控制器(32)，其适于处理检测到的反射激光以检测心动周期并生成用于控制所述扫描器的心脏触发信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述患者线圈包括至少一个窗口(102)，所述至少一个窗口使得所述激光能够穿过而到达所述患者的所述身体，其中，所述安装装置用于安装所述激光器，使得所传送的激光穿过所述窗口。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述激光器被安装为远离所述患者线圈(100)，并且所述激光器的输出指向所述窗口(102)。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述激光器被安装为远离所述患者线圈，并且所述激光器的输出指向被安装在所述窗口(102)处的反射镜。5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述激光器和所述光学检测器被安装在手柄上，所述手柄具有相对于所述身体可调整的位置。6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述激光器和所述光学检测器被安装在所述患者线圈装置上。7.根据权利要求6所述的系统，还包括线圈支撑物，所述线圈支撑物用于将所述身体的移动与所述患者线圈装置的移动解耦合。8...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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