在mri裝置中使用的位置標(biāo)記的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種在磁共振（MR）成像裝置中使用的位置標(biāo)記（1），其用于激勵(lì)和/或接收至少基本上圍繞或鄰接所述位置標(biāo)記中/來(lái)自至少基本上圍繞或鄰接所述位置標(biāo)記的局部體積的MR信號(hào)，以便從這些MR信號(hào)確定位置標(biāo)記在檢查對(duì)象的MR圖像中的位置和/或?qū)Τ上裎恢脴?biāo)記在檢查對(duì)象的MR圖像中的位置進(jìn)行成像。這樣的位置標(biāo)記（1）特別用于在檢查對(duì)象的MR圖像中確定位置標(biāo)記可以附接的介入性或非介入性器械的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像，如導(dǎo)管、外科設(shè)備、活檢針、指針、內(nèi)支架或另一侵入性或任意非侵入性設(shè)備。另外，公開(kāi)了一種位置標(biāo)記系統(tǒng)，所述位置標(biāo)記系統(tǒng)包括這樣的位置標(biāo)記（1）和電路布置（5、6、6a、8），其用于驅(qū)動(dòng)位置標(biāo)記（1），以激勵(lì)MR信號(hào)和/或處理由所述位置標(biāo)記接收的MR信號(hào)。
【專利說(shuō)明】在MR I裝置中使用的位置標(biāo)記
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在MR成像裝置中使用的位置標(biāo)記，其用于激勵(lì)和/或接收至少基本上圍繞或鄰接所述位置標(biāo)記中/來(lái)自至少基本上圍繞或鄰接所述位置標(biāo)記的局部體積的MR信號(hào)，以便從這些MR信號(hào)確定位置標(biāo)記在檢查對(duì)象的MR圖像中的位置和/或?qū)Τ上裎恢脴?biāo)記在檢查對(duì)象的MR圖像中的位置進(jìn)行成像。這樣的位置標(biāo)記特別用于在檢查對(duì)象的MR圖像中確定介入性或非介入性器械和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像，如導(dǎo)管、外科設(shè)備、活檢針、指針、支架或另一侵入性或非侵入性設(shè)備，以及RF表面線圈、RF墊線圈、RF頭部線圈、立體取向框架或其他器械的位置。
[0002]進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及一種位置標(biāo)記系統(tǒng)，所述位置標(biāo)記系統(tǒng)包括這樣的位置標(biāo)記和電路布置，所述電路布置用于驅(qū)動(dòng)所述位置標(biāo)記以激勵(lì)MR信號(hào)和/或用于處理由所述位置標(biāo)記接收的MR信號(hào)。
[0003]本發(fā)明也涉及一種介入性或非介入性器械和MR成像裝置，兩者都包括上述位置標(biāo)記和位置標(biāo)記系統(tǒng)。
[0004]最后，本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)這樣的位置標(biāo)記對(duì)檢查對(duì)象的MR圖像中這樣的器械或設(shè)備或其部分的當(dāng)前位置進(jìn)行成像的方法。
【背景技術(shù)】
[0005]在MRI裝置(或MR掃描器)中，檢查對(duì)象(通常為患者)被暴露在MRI裝置的檢查空間內(nèi)的均勻主磁場(chǎng)(Btl場(chǎng))，使檢查對(duì)象內(nèi)的核的磁矩趨向于圍繞施加的Btl場(chǎng)的軸旋轉(zhuǎn)(拉莫爾進(jìn)動(dòng))，導(dǎo)致所有核的某些凈磁化平行于Btl場(chǎng)。進(jìn)動(dòng)率被稱為拉莫爾頻率，其取決于有關(guān)核的具體物理特性和施加的Btl場(chǎng)的強(qiáng)度。
[0006]通過(guò)發(fā)射通過(guò)RF發(fā)射天線或線圈生成正交于Btl場(chǎng)的RF激勵(lì)脈沖(B1場(chǎng))，并且通過(guò)對(duì)感興趣的核的拉莫爾頻率進(jìn)行匹配，核自旋被激勵(lì)并且被帶入相位，并且獲得其凈磁化從Btl場(chǎng)的方向的偏轉(zhuǎn)，由此生成相對(duì)于凈磁化的縱向分量的橫向分量。
[0007]在RF激勵(lì)脈沖終止之后，凈磁化的縱向分量和橫向分量的MR弛豫過(guò)程開(kāi)始，直到凈磁化已經(jīng)回到其平衡狀態(tài)。通過(guò)RF/MR接收天線或線圈，探測(cè)在弛豫過(guò)程期間發(fā)出的MR信號(hào)。接收到的MR信號(hào)是基于時(shí)間的幅度信號(hào)，其被傅里葉變換為基于頻率的MR譜信號(hào)并且被處理用于生成檢查對(duì)象內(nèi)的感興趣的核的MR圖像。
[0008]為了獲得檢查對(duì)象內(nèi)的切片或體積的空間選擇以及源于感興趣的切片或體積的接收到的MR信號(hào)的空間編碼，梯度磁場(chǎng)被疊加在Btl場(chǎng)上，其具有與Btl場(chǎng)相同的方向，但是具有在正交x-、y_和Z-方向上的梯度。由于拉莫爾頻率取決于強(qiáng)加在核上的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的事實(shí)，因此，核的拉莫爾頻率沿著并且隨著全部疊加的Btl場(chǎng)的梯度減少而減少(反之亦然)，由此通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)諧發(fā)射RF激勵(lì)脈沖的頻率(以及因此通過(guò)調(diào)諧RF/MR接收天線的共振頻率)，以及因此通過(guò)控制梯度磁場(chǎng)，能夠獲得沿著在x-、y_和Z-方向上的每個(gè)梯度在某個(gè)位置處的切片內(nèi)的核選擇，并且由此總體上在對(duì)象某個(gè)體素內(nèi)的核選擇。
[0009]在通過(guò)MR成像裝置檢查或處置檢查對(duì)象和尤其其局部區(qū)或區(qū)域期間，常常使用上述介入性和非介入性器械以及其他醫(yī)療設(shè)備。例如，這樣的器械或設(shè)備是導(dǎo)管、活檢針、指針和例如用于活檢、熱消融、近距放射治療、切片選擇和上述其他侵入性或非侵入性目的其他設(shè)備。另外，在MR成像期間，也使用RF表面線圈、RF墊線圈、RF頭部線圈、立體取向框架和其他器械。對(duì)于所有這些和其他檢查，重要的是精確地將器械和尤其其某部分(如其尖端)定位在檢查對(duì)象處或檢查對(duì)象內(nèi)的某個(gè)期望位置。這要求在定位器械期間，在相關(guān)檢查對(duì)象的MR圖像中準(zhǔn)確地確定并成像或指示器械或其感興趣部分(尤其其尖端)的當(dāng)前位置，由此通過(guò)操作員能夠到達(dá)在檢查對(duì)象處或檢查對(duì)象內(nèi)的期望目的地。
[0010]為了達(dá)到這個(gè)目的，通常上述器械或醫(yī)療設(shè)備配備位置標(biāo)記，其通過(guò)MR成像裝置在相關(guān)檢查對(duì)象的MR圖像中能夠被成像。
[0011]一般，能夠區(qū)分兩種不同類型的該位置標(biāo)記，S卩，主動(dòng)標(biāo)記與被動(dòng)標(biāo)記。在本申請(qǐng)中定義的主動(dòng)標(biāo)記是提供電纜連接的標(biāo)記，例如利用RF電流供應(yīng)電纜連接，用于發(fā)射局部RF激勵(lì)場(chǎng)，以局部激勵(lì)在標(biāo)記附近(尤其在至少基本上圍繞或鄰接標(biāo)記的局部體積中)的MR信號(hào)，以便在檢查對(duì)象的MR圖像中探測(cè)該體積并對(duì)其成像，作為標(biāo)記位置，和/或用于接收來(lái)自標(biāo)記附近(尤其來(lái)自至少基本上圍繞或鄰接標(biāo)記的局部體積)的局部MR信號(hào)，并且用于將局部MR信號(hào)傳送至MR成像裝置，以便基于接收到的局部MR信號(hào)來(lái)確定標(biāo)記位置并對(duì)其成像。
[0012]在發(fā)射局部RF激勵(lì)場(chǎng)的第一情況下，通過(guò)標(biāo)記本身或通過(guò)MR成像裝置的外部(體-或表面_)線圈接收在主動(dòng)標(biāo)記附近的產(chǎn)生的局部MR信號(hào)并且將所述產(chǎn)生的局部MR信號(hào)供應(yīng)到MR成像裝置，兩者均用于確定標(biāo)記的位置，并且用于在檢查對(duì)象的MR圖像中生成標(biāo)記的相關(guān)位置指示。在通過(guò)標(biāo)記接收局部MR信號(hào)的第二情況下，通過(guò)MR成像裝置或再次通過(guò)標(biāo)記本身能夠生成要求的RF激勵(lì)場(chǎng)。
[0013]通常，被動(dòng)標(biāo)記不需要如主動(dòng)標(biāo)記的電連接到MR成像裝置，但是由于其物理性質(zhì)或由于自身(固有的)RF共振(其由施加的外部RF激勵(lì)場(chǎng)激勵(lì))，例如通過(guò)扭曲、增強(qiáng)或調(diào)整，被動(dòng)標(biāo)記能夠在MR圖像中被成像，通過(guò)MR成像裝置發(fā)射Btl場(chǎng)或RF激勵(lì)場(chǎng)，并且由此由檢查對(duì)象發(fā)出MR信號(hào)。
[0014]而且，主動(dòng)標(biāo)記和被動(dòng)標(biāo)記可以包括作為自身信號(hào)源的標(biāo)記材料(例如，氟-19)，通過(guò)標(biāo)記材料能夠以拉莫爾頻率激勵(lì)MR信號(hào)，所述拉莫爾頻率不同于檢查對(duì)象(通常水或脂肪)的拉莫爾頻率，其中，通過(guò)第一 RF脈沖序列確定標(biāo)記材料的位置數(shù)據(jù)，并且通過(guò)第二脈沖序列確定檢查對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)，并且其中，以共同的MR圖像的形式顯示這兩個(gè)數(shù)據(jù)集。所有這些原理使得主動(dòng)標(biāo)記和被動(dòng)標(biāo)記的位置確定和可視化分別與在檢查對(duì)象的MR圖像內(nèi)施加的梯度磁場(chǎng)有關(guān)。
[0015]WO 2006/025001公開(kāi)了一種用于介入性器械的基于MR標(biāo)記的位置和取向標(biāo)記系統(tǒng)，其包括至少三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記，其生成響應(yīng)于由相關(guān)MR成像掃描器生成的RF激勵(lì)的MR信號(hào)。三個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記被定位在等邊三角形的角，提供與介入性器械剛性連接的標(biāo)記組件。每個(gè)標(biāo)記包括小密封瓶,所述小密封瓶含有磁標(biāo)記材料，如含氟材料。第一標(biāo)記包括第一線圈，其具有在第一方向上垂直取向的線圈。第二標(biāo)記包括第二線圈，其具有在不同于第一方向并且尤其正交于第一方向的第二方向上垂直取向的線圈。這些第一線圈和第二線圈被串聯(lián)連接，以定義第一通道，并且生成與第一 RF通道接收器連接的第一正交MR接收信號(hào)。第三標(biāo)記包括在與第一標(biāo)記的第一線圈相同的平面中取向的第三線圈，然而，第三線圈被纏繞，并且與相對(duì)于第一線圈的相反極性連接。另外，第一標(biāo)記包括第四線圈，其被取向在與第二標(biāo)記的第二線圈相同的平面中，但第四線圈被纏繞，并且與相對(duì)于第二線圈的相反極性連接。第三線圈和第四線圈被串聯(lián)連接，以定義第二通道，并且生成與第二 RF通道接收器連接的第二正交MR接收信號(hào)。由位置/取向處理器處理第一正交MR接收信號(hào)和第二正交MR接收信號(hào)，以確定標(biāo)記組件的位置和取向和由此介入性器械的位置和取向。備選地，每個(gè)標(biāo)記能夠由單獨(dú)的MR接收通道來(lái)監(jiān)測(cè)，并且三個(gè)接收到的MR信號(hào)能夠被適當(dāng)?shù)靥幚恚源_定介入性器械的位置和取向。
[0016]在Glyn A., Coutts D.等人在 MRM 40:908-913 (1998)上的 “ Integrated andinteractive position tracking and imaging of interventional tools and internaldevices using small fiducial receiver coils”一文中，描述了一種在MR掃描器內(nèi)跟蹤剛性設(shè)備的位置并且利用由設(shè)備的當(dāng)前位置確定的圖像切片位置進(jìn)行成像的方法。通過(guò)兩個(gè)或三個(gè)小螺線管MR接收器線圈執(zhí)行位置跟蹤。每個(gè)線圈包含充當(dāng)基準(zhǔn)MR可視標(biāo)記點(diǎn)的小樣本。小接收器線圈和基準(zhǔn)組件被設(shè)計(jì)為從足夠小的基準(zhǔn)樣本中產(chǎn)生充足的SNR，以實(shí)現(xiàn)要求的定位精度，同時(shí)使在成像區(qū)域上的大量磁化的旋轉(zhuǎn)最小化。接收器線圈中的每個(gè)與個(gè)體接收器通道連接，每個(gè)個(gè)體接收器通道包括調(diào)諧和匹配線圈以及同軸發(fā)射線，所述同軸發(fā)射線通過(guò)PIN 二極管在發(fā)射RF (B1)激勵(lì)場(chǎng)期間短路并且由此表現(xiàn)為電感。通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)線的電長(zhǎng)度，接收器線圈中感應(yīng)的共振電流和由此接收器線圈內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)能夠被調(diào)節(jié)到最大值，由此接收器線圈能夠被采用作為局部通量放大器，使得當(dāng)體磁化進(jìn)行1°旋轉(zhuǎn)時(shí)，基準(zhǔn)樣本經(jīng)歷幾倍于該數(shù)字的旋轉(zhuǎn)。如果螺線管接收器線圈被取向?yàn)榇怪庇贐tl場(chǎng)，SNR最優(yōu)。
[0017]US 6，961，608公開(kāi)了一種用于介入性設(shè)備的MR成像的MR成像系統(tǒng)，所述介入性設(shè)備如導(dǎo)管，其被插入對(duì)象并且包括在其尖端的RF探測(cè)線圈。另外，提供了用于采集由RF磁場(chǎng)激勵(lì)來(lái)自RF探測(cè)線圈附近的MR信號(hào)(連同將梯度磁場(chǎng)應(yīng)用到RF探測(cè)線圈)的模塊，以及用于通過(guò)MR信號(hào)的頻率分析獲得作為尖端位置的RF探測(cè)線圈的位置的模塊。
[0018]另外，C.L.Dumoulin, S.P.Souza 和 R.D.Darrow 在 ISMRM 1992，第 104 頁(yè)上的“Tracking of an Invasive Device within an MR imaging system” 一文公開(kāi)了小 RF 線圈被附接到侵入性設(shè)備。RF線圈是直徑小于Imm的簡(jiǎn)單非共振環(huán)，其經(jīng)由同軸電纜被連接到前置放大器。RF線圈探測(cè)來(lái)自其緊鄰的MR信號(hào)，但是對(duì)來(lái)自大于幾直徑之外的MR信號(hào)不敏感。通過(guò)激勵(lì)檢查對(duì)象中的RF弛豫信號(hào)并且生成梯度脈沖，確定RF線圈的位置。
[0019]Toennissen 等人在 Proc.1ntl.Soc.Mag.Reson.Med.8 (2000)第 1307 頁(yè)上的“Active Marker of catheters for MRI guided interventions”一文公開(kāi)了一種包括 LC共振電路的標(biāo)記，其用于在周圍組織中創(chuàng)建局部信號(hào)增加，其中，由相關(guān)MR頭部線圈探測(cè)所述信號(hào)增加，并且在MR圖像中顯示所述信號(hào)增加。LC共振電路包括以螺旋線圈、扁平線圈和曲形線圈形式的電容元件和電感元件。
[0020]最后，US 6，574，497公開(kāi)了一種以導(dǎo)線、引導(dǎo)導(dǎo)管、支架、管、針和合并含有氟_19材料以用作如上文解釋的被動(dòng)標(biāo)記的其他醫(yī)療設(shè)備形式的介入性設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]已經(jīng)披露上述和其他標(biāo)記的確定位置的精度在不同程度上取決于相對(duì)于外部主磁場(chǎng)(B。場(chǎng))和/或總RF激勵(lì)場(chǎng)汛場(chǎng))的標(biāo)記的某個(gè)取向和/或位置，通過(guò)相關(guān)MR成像裝置的體線圈生成所述總RF激勵(lì)場(chǎng)(B1場(chǎng))，用于激勵(lì)檢查對(duì)象內(nèi)的MR (弛豫)信號(hào)。由于在所有的操作條件下上述介入性或非介入性器械不能夠足夠精確地被定位在檢查對(duì)象處或/檢查對(duì)象內(nèi)的期望位置，因此這是不利的。[0022]本發(fā)明的目的是解決該問(wèn)題，并且尤其提供如上文解釋的位置標(biāo)記，能夠在檢查對(duì)象的MR圖像中更準(zhǔn)確且可靠地并且特別至少基本上獨(dú)立于尤其相對(duì)于由MR成像裝置生成的外部主磁場(chǎng)(Btl場(chǎng))和/或總RF激勵(lì)場(chǎng)(B1場(chǎng))的標(biāo)記的某個(gè)取向和/或位置來(lái)確定所述位置標(biāo)記的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像。
[0023]而且，本發(fā)明的目的是提供一種用于在檢查對(duì)象的MR圖像中確定介入性或非介入性器械的當(dāng)前位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像的方法，其中，經(jīng)確定或經(jīng)成像的位置至少基本上尤其獨(dú)立于尤其相對(duì)于由MR成像裝置生成的外部主磁場(chǎng)(Bj^)和/或總RF激勵(lì)場(chǎng)(B1場(chǎng))的器械的某個(gè)取向和/或位置。
[0024]根據(jù)權(quán)利要求1通過(guò)位置標(biāo)記解決上述第一目的，所述位置標(biāo)記用于激勵(lì)和/或接收檢查對(duì)象的局部體積中/來(lái)自檢查對(duì)象的局部體積的MR信號(hào)，其中，局部體積至少部分圍繞或鄰接位置標(biāo)記，并且其中，基于這些MR信號(hào)確定位置標(biāo)記的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像，其中，位置標(biāo)記包括至少第一局部RF線圈和第二局部RF線圈，每個(gè)用于局部激勵(lì)和/或局部接收所述局部體積中/來(lái)自所述局部體積的所述MR信號(hào)，其中，第一 RF線圈和第二 RF線圈每個(gè)具有主輻射/靈敏度的方向，并且其中，RF線圈被取向使得主輻射/靈敏度的這些方向至少基本上相互正交。
[0025]而且，通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置標(biāo)記系統(tǒng)解決上述第一目的。
[0026]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法解決上述第二目的。
[0027]一般，在本申請(qǐng)意義上，局部體積被認(rèn)為是如此小以致利用點(diǎn)狀延伸基本上能夠確定標(biāo)記的位置或?qū)ζ溥M(jìn)行成像，所述點(diǎn)狀延伸足夠小以在檢查對(duì)象的MR圖像中獲得期望的定位精度，但足夠大使得在局部體積中激勵(lì)和/或從局部體積接收的MR信號(hào)能夠確定位置標(biāo)記的位置。因此，在RF線圈僅僅局部激勵(lì)和/或僅僅局部接收所述局部體積中/來(lái)自所述局部體積的所述MR信號(hào)的意義上，它們是局部RF線圈。為了獲得這個(gè)，因此RF線圈是小線圈，其具有本領(lǐng)域中眾所周知的小延伸。另外，RF線圈以已知方式實(shí)現(xiàn)，使得它們?cè)谙嚓P(guān)MR頻率處是共振的。
[0028]在引入檢查對(duì)象的介入性器械如導(dǎo)管的情況下，局部體積至少部分地圍繞位置標(biāo)記，而在檢查對(duì)象表面放置的非介入性器械如RF表面線圈的情況下，局部體積鄰接位置標(biāo)記。
[0029]在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“主輻射/靈敏度的方向”(或主要輻射/靈敏度的方向)用于指示相關(guān)RF線圈與其他空間方向相比在某個(gè)空間方向具有增加的輻射強(qiáng)度和輻射靈敏度。通常，這樣的某個(gè)空間方向被稱為“瓣”，并且尤其在更多這些方向的情況下在相關(guān)天線方向圖(也被稱為輻射方向圖或空間輻射特性)中被稱為“主瓣”和“旁瓣”。至少兩個(gè)RF線圈能夠具有相同或不同天線方向圖，并且主輻射的方向也能夠是相同或不同方向。另外，這些方向能夠提供輻射強(qiáng)度或輻射靈敏度的增加的相同或不同量。因此，在三個(gè)RF線圈的情況下同樣適用。
[0030]另外，每個(gè)RF線圈具有多少“主輻射方向”和實(shí)際上輻射強(qiáng)度或輻射靈敏度的增加的多少量是不相關(guān)的。僅僅相關(guān)于一個(gè)RF線圈的一個(gè)這樣的方向被導(dǎo)向正交于其他RF線圈的一個(gè)這樣的方向。因此，RF線圈的極性或繞線方向是不相關(guān)的。通常，每個(gè)RF線圈具有一個(gè)主方向，并且優(yōu)選地，所有RF線圈具有至少基本上相同的主輻射的方向。
[0031]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，大大減少了上述標(biāo)記的確定的位置的精度尤其對(duì)于相對(duì)于外部主磁場(chǎng)(Btl場(chǎng))和/或總RF激勵(lì)場(chǎng)餌場(chǎng))的標(biāo)記的某個(gè)取向和/或位置的依賴性。
[0032]如以下更詳細(xì)解釋的，聯(lián)系上述介紹部分提到的所有主動(dòng)標(biāo)記和被動(dòng)標(biāo)記，上述發(fā)明原理通常是可應(yīng)用的。
[0033]從屬權(quán)利要求分別公開(kāi)了所述位置標(biāo)記、所述位置標(biāo)記系統(tǒng)和所述方法的有優(yōu)勢(shì)的實(shí)施例。
[0034]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的特征容許在任意組合中進(jìn)行組合，而不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍。
[0035]從參考附圖給出的本發(fā)明的優(yōu)選和范例性實(shí)施例的下文描述中，本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)勢(shì)將顯而易見(jiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第一實(shí)施例；
[0037]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第二實(shí)施例；
[0038]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第三實(shí)施例；
[0039]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第四實(shí)施例；
[0040]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記的第一實(shí)施例；
[0041]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記的第二實(shí)施例；以及
[0042]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記的第三實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0043]在圖1至4中指示的以下實(shí)施例參考位置標(biāo)記系統(tǒng)范例性地解釋了本發(fā)明，所述位置標(biāo)記系統(tǒng)被提供用于接收來(lái)自檢查對(duì)象的局部體積的MR信號(hào)并且用于選擇適當(dāng)?shù)腗R信號(hào)，基于適當(dāng)?shù)腗R信號(hào)以已知方式尤其通過(guò)已知的MR成像裝置來(lái)確定位置標(biāo)記的位置或?qū)ζ溥M(jìn)行成像。然而，如以下進(jìn)一步解釋的，位置標(biāo)記系統(tǒng)也能夠用于發(fā)射局部RF信號(hào)，以局部激勵(lì)局部體積中的MR信號(hào)，尤其通過(guò)已知的RF體線圈來(lái)接收所述MR信號(hào)，并且尤其通過(guò)已知的MR成像裝置來(lái)評(píng)估所述MR信號(hào)，用于局部體積的位置確定(和由此位置標(biāo)記的位置確定)，其中，根據(jù)本發(fā)明以類似于從由位置標(biāo)記的RF線圈接收的MR信號(hào)中選擇適當(dāng)?shù)腗R信號(hào)的方式選擇位置標(biāo)記的適當(dāng)RF線圈，所述位置標(biāo)記的所述適當(dāng)RF線圈被選擇用于發(fā)射RF信號(hào)。
[0044]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第一實(shí)施例的一般配置，其基本上包括位置標(biāo)記1，所述位置標(biāo)記I的輸出終端與分集開(kāi)關(guān)5的輸入終端連接，例如通過(guò)控制單元8來(lái)控制所述分集開(kāi)關(guān)5。優(yōu)選地，分集開(kāi)關(guān)5的輸出終端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的輸入終端連接，以優(yōu)選地將分集開(kāi)關(guān)5的模擬輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字MR輸出信號(hào)。備選地，模數(shù)轉(zhuǎn)換器6也能夠被集成到分集開(kāi)關(guān)5中(見(jiàn)下文)。[0045]優(yōu)選地，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器6(或代替模數(shù)轉(zhuǎn)換器6)的輸出終端處提供電光轉(zhuǎn)換器6a，以便在電路布置的輸出終端A處生成數(shù)字光學(xué)MR輸出信號(hào)。此外，該電光轉(zhuǎn)換器6a也能夠被集成到模數(shù)轉(zhuǎn)換器6中，或分集開(kāi)關(guān)5包括轉(zhuǎn)換器6、6a，用于在其輸出終端處生成數(shù)字光學(xué)MR輸出信號(hào)。因此，對(duì)于所有其他實(shí)施例同樣適用。
[0046]MR輸出信號(hào)(優(yōu)選經(jīng)由光纖)被發(fā)射到已知的評(píng)估單元(未示出)，其尤其是已知的MR成像裝置，用于以已知方式在檢查對(duì)象的MR圖像中確定位置標(biāo)記I的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像。
[0047]根據(jù)第一備選方案，位置標(biāo)記I被布置在介入性或非介入性器械(未示出)在這個(gè)器械的位置處，其是被成像的感興趣部分，例如其尖端，所述尖端將要被引導(dǎo)到在檢查對(duì)象處或檢查對(duì)象內(nèi)的某個(gè)期望目的地區(qū)域。在這種情況下，在檢查對(duì)象的MR圖像中對(duì)位置標(biāo)記的確定的位置進(jìn)行成像。
[0048]如果根據(jù)第二備選方案，位置標(biāo)記I被布置在遠(yuǎn)離器械的感興趣部分位置的位置(例如其柄或與感興趣部分剛性地連接的另一部分)，并且假設(shè)兩個(gè)位置具有已知的彼此空間關(guān)系，從位置標(biāo)記I的確定位置和所述空間關(guān)系來(lái)計(jì)算器械的感興趣部分的位置。在這種情況下，位置標(biāo)記I的位置不被成像，但是僅被確定，并且然后通過(guò)在檢查對(duì)象的MR圖像中生成相關(guān)指示符，對(duì)器械的感興趣部分的計(jì)算位置進(jìn)行成像，由此當(dāng)操作員適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)器械時(shí)，他能夠觀察該指示符朝向目的地區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。
[0049]位置標(biāo)記I優(yōu)選地生成三個(gè)不同的標(biāo)記信號(hào)(MR信號(hào))，其中，每個(gè)標(biāo)記信號(hào)被供應(yīng)到三個(gè)輸出線中的每一個(gè)上的分集開(kāi)關(guān)5。優(yōu)選地，通過(guò)如參考圖5至7解釋的位置標(biāo)記的RF線圈中的每一個(gè)，生成每一個(gè)標(biāo)記信號(hào)。因此，位置標(biāo)記I優(yōu)選地包括三個(gè)線圈，其中，這些線圈的每個(gè)具有如上文解釋的主輻射/靈敏度的至少一個(gè)方向，并且被取向，使得這些方向彼此正交。
[0050]已經(jīng)披露，位置標(biāo)記I在MR成像裝置的檢查空間內(nèi)的平移運(yùn)動(dòng)(即，沿著直線或曲線運(yùn)動(dòng)路徑運(yùn)動(dòng))和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，總是三個(gè)正交RF線圈中的至少一個(gè)接收(或在用于激勵(lì)MR信號(hào)的位置標(biāo)記的的情況下激勵(lì))MR信號(hào)，所述MR信號(hào)具有充足的信號(hào)強(qiáng)度或充足的信噪比，足夠準(zhǔn)確地確定位置標(biāo)記在檢查對(duì)象的MR圖像內(nèi)的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像，由此操作員能夠例如可靠地將介入性或非介入性器械(其配備這樣的位置標(biāo)記I)引導(dǎo)到在檢查對(duì)象處或檢查對(duì)象內(nèi)的期望位置或目的地區(qū)域。為了達(dá)到某些(更大)目的地區(qū)域，當(dāng)位置標(biāo)記I僅包括兩個(gè)線圈，在以上意義上所述線圈的每個(gè)具有被取向?yàn)楸舜苏坏闹鬏椛浞较颍踔量梢允浅渥愕摹?br> [0051]通常，提供與位置標(biāo)記連接的上述電路布置，用于總是選擇具有最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比、或其信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比超過(guò)預(yù)定閾值的MR信號(hào)中的一個(gè)(由位置標(biāo)記I供應(yīng))并將其饋送至輸出A。
[0052]因此，分集開(kāi)關(guān)5包括針對(duì)位置標(biāo)記I的兩個(gè)或三個(gè)輸入終端、一個(gè)輸出終端和一個(gè)控制終端，所述一個(gè)控制終端與控制單元8連接。
[0053]根據(jù)該第一實(shí)施例，提供分集開(kāi)關(guān)5和控制單元8，用于對(duì)分集開(kāi)關(guān)5的輸入終端處的兩個(gè)或三個(gè)標(biāo)記信號(hào)(MR信號(hào))關(guān)于其信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比彼此進(jìn)行比較，并且用于選擇一個(gè)標(biāo)記信號(hào)作為MR輸出信號(hào)并且將其供應(yīng)到分集開(kāi)關(guān)5的輸出終端，所述MR輸出信號(hào)具有最高信號(hào)強(qiáng)度或優(yōu)選地具有最高信噪比。[0054]另外，提供分集開(kāi)關(guān)5和控制單元8，用于持續(xù)地或在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)所述比較和選擇，并且如果接收到的MR信號(hào)中的另一個(gè)比目前選擇的MR輸出信號(hào)具有更高的信號(hào)強(qiáng)度和/或更高的信噪比，用于選擇其作為MR輸出信號(hào)，由此接收到的MR信號(hào)中的一個(gè)總是被選擇作為MR輸出信號(hào)，所述MR輸出信號(hào)具有所有接收到的MR信號(hào)的最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最聞/[目噪比。
[0055]備選地，選擇的MR輸出信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比能夠與相關(guān)預(yù)定閾值進(jìn)行比較。更詳細(xì)地，如果選擇的MR輸出信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比達(dá)到或低于相關(guān)閾值，則評(píng)估其他MR信號(hào)中的任意一個(gè)是否具有優(yōu)選超過(guò)相關(guān)閾值的更高的信號(hào)強(qiáng)度和/或更高的信噪比。如果探測(cè)到這樣的MR信號(hào)，其被選擇作為新的MR輸出信號(hào)，并且只要MR輸出信號(hào)具有超過(guò)或等于預(yù)定閾值的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比，則基于這個(gè)新的MR輸出信號(hào)來(lái)進(jìn)行位置標(biāo)記I的位置的確定。
[0056]優(yōu)選地，預(yù)定閾值，使得如果信號(hào)強(qiáng)度或信噪比達(dá)到或低于相關(guān)閾值，則不再確保位置標(biāo)記的位置的可靠的確定或成像。另外，上述兩個(gè)備選方案也能夠彼此進(jìn)行組合。
[0057]優(yōu)選地，分集開(kāi)關(guān)5也包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或FPGA設(shè)備，其允許在分集開(kāi)關(guān)5內(nèi)進(jìn)行對(duì)MR信號(hào)的上述處理。尤其，這樣的額外的電路可以在分集開(kāi)關(guān)5內(nèi)進(jìn)行對(duì)原始數(shù)據(jù)的數(shù)字化。結(jié)果，分集開(kāi)關(guān)5與MR成像裝置或用于確定標(biāo)記I的位置并對(duì)其進(jìn)行成像的其他硬件之間的數(shù)據(jù)鏈的規(guī)范是顯著不嚴(yán)格的，并且也可以是光學(xué)的。
[0058]在如上文解釋的將選擇的MR輸出信號(hào)(優(yōu)選地經(jīng)由光纖)發(fā)射到MR成像裝置之后，尤其關(guān)于其頻率進(jìn)一步分析MR輸出信號(hào)，以便以已知的方式基于由相關(guān)MR成像裝置生成的RF激勵(lì)場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)來(lái)確定標(biāo)記I的位置，并且以便在有需要的情況下，在如上文解釋的檢查對(duì)象的生成的MR圖像內(nèi)生成標(biāo)記I的相關(guān)指示。
[0059]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第二實(shí)施例。用相同或相應(yīng)的參考標(biāo)記來(lái)指代與在圖1中相同或相應(yīng)的組件。基本上，下文將僅僅解釋與第一實(shí)施例的差異。
[0060]位置標(biāo)記I包括第一 RF線圈、第二 RF線圈和第三RF線圈11、12、13，其中每個(gè)具有主輻射/靈敏度的方向，并且其中，RF線圈被取向，使得如上文解釋的這些方向至少基本上彼此正交。
[0061]每個(gè)RF線圈11、12、13與相關(guān)常規(guī)調(diào)諧和匹配電路111、121、131的輸入終端連接。提供這些調(diào)諧和匹配電路，用于調(diào)諧RF線圈使其在眾所周知的檢查對(duì)象的相關(guān)RF/MR頻率處共振?？梢詰?yīng)用各種不同的匹配電路，例如，P1-匹配、共振匹配和許多其他方案。通常，RF線圈被匹配為當(dāng)用于接收MR信號(hào)時(shí)的最低噪聲和當(dāng)用于發(fā)射RF信號(hào)時(shí)能量輸送的適當(dāng)阻抗，以激勵(lì)MR信號(hào)。
[0062]調(diào)諧和匹配線圈111、121、131的輸出終端與已知任選的去耦單元4的輸入終端連接，優(yōu)選提供所述去耦單元4，以便在必要的情況下抑制三個(gè)線圈11、12、13之間任意可能的剩余耦合。
[0063]去耦單元4 (或在省略去耦單元4的情況下，三個(gè)調(diào)諧和匹配線圈111、121、131)的輸出終端與分集開(kāi)關(guān)5的輸入終端連接，其中，為RF線圈11、12、13中的每一個(gè)提供每一個(gè)輸入終端。分集開(kāi)關(guān)5的一個(gè)輸出終端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的輸入終端連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換器6將分集開(kāi)關(guān)5的模擬輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字MR輸出信號(hào)，尤其是光學(xué)MR輸出信號(hào)，其經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的第一輸出終端被發(fā)射到其他處理單元，尤其是MR成像裝置，用于位置確定。如果需要，能夠再次提供電光轉(zhuǎn)換器(未顯示)，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)MR輸出信號(hào)。
[0064]另外，提供驅(qū)動(dòng)單元7，其輸入終端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的第二輸出終端連接，并且其輸出終端與分集開(kāi)關(guān)5的控制輸入部連接，以進(jìn)行相同的控制。
[0065]根據(jù)該第二 (和以下)實(shí)施例，優(yōu)選地提供模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，不僅用于將在其輸入部的模擬MR信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)，而且用于評(píng)估MR信號(hào)關(guān)于其信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比，以及用于將這些參數(shù)中的至少一個(gè)與如上文解釋的相關(guān)預(yù)定閾值進(jìn)行比較。如果這些參數(shù)中的一個(gè)達(dá)到或低于相關(guān)閾值，將信號(hào)提交到驅(qū)動(dòng)單元7，使得驅(qū)動(dòng)單元7控制分集開(kāi)關(guān)5以將三個(gè)模擬MR信號(hào)中的另一個(gè)切換到模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的輸入部。如果這個(gè)新的MR信號(hào)超過(guò)相關(guān)閾值，其作為新的MR輸出信號(hào)被饋送到電路布置的輸出終端A，用于位置標(biāo)記I的位置確定。否則，將三個(gè)模擬MR信號(hào)的下一個(gè)切換到模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，并且與閾值進(jìn)行比較等，直到找到超過(guò)閾值中的至少一個(gè)或具有由位置標(biāo)記的RF線圈中的任意一個(gè)接收的MR信號(hào)的最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比的MR信號(hào)。
[0066]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第三實(shí)施例。利用相同或相應(yīng)的參考標(biāo)記指代與在圖1和2中相同或相應(yīng)的組件?；旧?，下文將僅僅解釋與第二實(shí)施例的差異。
[0067]位置標(biāo)記I同樣包括如上文解釋的進(jìn)行取向的第一 RF線圈、第二 RF線圈和第三RF 線圈 11、12、13。
[0068]RF線圈11、12、13與分集開(kāi)關(guān)5連接，同樣通過(guò)如上文解釋的模數(shù)轉(zhuǎn)換器6和驅(qū)動(dòng)單元7來(lái)控制所述分集開(kāi)關(guān)5。分集開(kāi)關(guān)5的輸出部與已知的調(diào)諧和匹配電路9的輸入部連接，用于調(diào)諧和匹配RF線圈11、12、13中的一個(gè)，所述匹配RF線圈11、12、13中的一個(gè)通過(guò)分集開(kāi)關(guān)5與調(diào)諧和匹配電路9的輸入部連接。該實(shí)施例具有以下優(yōu)勢(shì)，與根據(jù)圖2的第二實(shí)施例(其包括針對(duì)每個(gè)RF 線圈的每一個(gè)調(diào)諧和匹配電路111、121、131)相比，僅需要一個(gè)調(diào)諧和匹配電路9，并且能夠有效消除RF線圈11、12、13之間的任意耦合，無(wú)需如圖2中指示的額外的去耦單元4。
[0069]調(diào)諧和匹配電路9的輸出部與模數(shù)轉(zhuǎn)換器6的輸入部連接，同樣用于將模擬MR信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字MR輸出信號(hào)，并且用于將MR輸出信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比與如上文解釋的相關(guān)預(yù)定閾值進(jìn)行比較。如果信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比達(dá)到或低于相關(guān)預(yù)定閾值，則相關(guān)控制信號(hào)被供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)單元7，如上文解釋的，所述驅(qū)動(dòng)單元7控制分集開(kāi)關(guān)5，使得三個(gè)RF線圈輸出信號(hào)中的另一個(gè)與分集開(kāi)關(guān)5的輸出部連接，由此超過(guò)相關(guān)閾值(或具有由RF線圈中的任意一個(gè)接收的MR信號(hào)的最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比)的MR輸出信號(hào)被供應(yīng)到電路布置的輸出終端A，用于位置標(biāo)記的位置確定。
[0070]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記系統(tǒng)的第四實(shí)施例。該位置標(biāo)記系統(tǒng)包括多個(gè)位置標(biāo)記1、2、3、…n，其每個(gè)優(yōu)選地包括三個(gè)(或僅僅兩個(gè))線圈(未指示)，并且優(yōu)選地包括如上文解釋的每一個(gè)調(diào)諧和匹配電路(未指示)。
[0071]每個(gè)位置標(biāo)記1、2、3、…η與分集開(kāi)關(guān)51、52、53、…η連接，所述分集開(kāi)關(guān)51、52、53、".n的輸出部的每個(gè)與每一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器61、62、63、...]!連接。提供模數(shù)轉(zhuǎn)換器61、62、63、…n，用于控制共同的驅(qū)動(dòng)單元75，所述共同的驅(qū)動(dòng)單元75切換如上文解釋的所有分集開(kāi)關(guān)51、52、53、…η。備選地,能夠?yàn)槊恳粋€(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器61、62、63、".n提供每一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，用于控制如上文解釋的每一個(gè)分集開(kāi)關(guān)51、52、53、…η。例如，經(jīng)由共同的電纜或光纖通過(guò)多路復(fù)用能夠發(fā)射模數(shù)轉(zhuǎn)換器61、62、63、…η的MR輸出信號(hào)A1、A2、…An,以進(jìn)一步處理和確定眾所周知和上文解釋的相關(guān)位置標(biāo)記1、2、3、-η的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像。
[0072]優(yōu)選地，以集成電路或芯片的形式實(shí)現(xiàn)上文描述的電路布置，所述電路布置用于評(píng)估和選擇由相關(guān)位置標(biāo)記接收的MR信號(hào)，所述集成電路或芯片被布置為在共同的載體上與相關(guān)位置標(biāo)記一起，提供所述共同的載體用于被附接或被集成到介入性或非介入性器械。另外，這樣的位置標(biāo)記系統(tǒng)也能夠包括相關(guān)小電池，其用于為電路布置供應(yīng)電功率。這種情況下，要求僅僅一個(gè)連接線，尤其以光纖形式的一個(gè)連接線，用于將選擇的MR輸出信號(hào)發(fā)射到MR成像裝置，以確定位置標(biāo)記的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像。備選地，經(jīng)由光纖并通過(guò)激光源也能夠向電路布置供應(yīng)所需的電功率，在MR成像裝置的邊上提供所述激光源。
[0073]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記I的第一實(shí)施例。其包括第一 RF線圈11、第二RF線圈12和第三RF線圈13。RF線圈的每個(gè)基本上是包括已知形式的很多繞組的圓柱形線圈。[0074]圓柱形RF線圈11、12、13具有沿圓柱體的軸(B卩，垂直于線圈)延伸的主輻射和靈敏度方向。第一 RF線圈11被取向，使得其主輻射的方向被導(dǎo)引沿X軸，第二 RF線圈12被取向，使得其主輻射的方向被導(dǎo)引沿y軸，并且第三RF線圈13被取向，使得其主輻射的方向被導(dǎo)引沿z軸，由此主輻射的三個(gè)方向彼此正交。
[0075]根據(jù)該實(shí)施例，第一 RF線圈11圍住第二 RF線圈和第三RF線圈12、13，并且第二RF線圈12圍住第三RF線圈13。由此，能夠獲得非常緊湊和小的設(shè)計(jì)，并且因此局部體積是小的，通過(guò)三個(gè)RF線圈接收來(lái)自所述局部體積的MR信號(hào)(或激勵(lì)所述局部體積中的MR信號(hào))，由此位置標(biāo)記I能夠確定點(diǎn)狀位置。另外，尤其由于這三個(gè)線圈極為接近，確定位置同樣獨(dú)立于某個(gè)RF線圈，其MR信號(hào)被選擇作為MR輸出信號(hào)用于如上文解釋的位置確定。
[0076]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記I的第二實(shí)施例。其包括第一線圈11、第二線圈12和第三線圈13，其中，第一 RF線圈11的主輻射/靈敏度的方向被導(dǎo)引沿X軸，第二RF線圈12的主輻射/靈敏度的方向被導(dǎo)引沿y軸，并且第三RF線圈13的主輻射/靈敏度的方向被導(dǎo)引沿z軸。
[0077]三個(gè)RF線圈11、12、13是基于PCB的線圈，其以扁平導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或條狀線的形式被應(yīng)用在介入性或非介入性器械或其部分(例如，導(dǎo)管或桿的部分)的表面上或其主體C內(nèi)。第一 RF線圈和第二 RF線圈11、12例如在縱向形狀上并且沿著主體C的縱(軸)向延伸，而第三線圈13例如沿著其圓周方向圍繞主體C進(jìn)行繞線，由此其在垂直于主體的縱軸的平面上延伸。
[0078]最后，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記I的第三實(shí)施例，其包括僅兩個(gè)RF線圈，即，第一 RF線圈11和第二 RF線圈12，其中，第一 RF線圈11的主輻射/靈敏度的方向被導(dǎo)引沿X軸，并且第二 RF線圈12的主輻射/靈敏度的方向被導(dǎo)引沿y軸。
[0079]兩個(gè)RF線圈11、12也同樣是基于PCB的線圈，其以扁平導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形式被應(yīng)用在介入性或非介入性器械(例如，導(dǎo)管或桿的部分)的主體C的表面上。備選地，能夠以導(dǎo)線的形式提供RF線圈，所述導(dǎo)線相對(duì)于主體C的橫截面具有傾角地圍繞主體C進(jìn)行繞線(所述主體C的橫截面垂直于主體C的軸延伸)。
[0080]只要RF線圈具有至少一個(gè)主輻射/靈敏度的方向，也能夠使用RF線圈的其他設(shè)計(jì)，例如，蝶形、螺旋形、環(huán)形、曲形、或鞍狀線圈設(shè)計(jì)或所有這些線圈設(shè)計(jì)的組合。
[0081]通過(guò)對(duì)如上文解釋的至少兩個(gè)和優(yōu)選三個(gè)這樣的RF線圈進(jìn)行取向，獨(dú)立于器械相對(duì)于MR成像裝置的檢查空間內(nèi)的RF激勵(lì)場(chǎng)或靜態(tài)Btl場(chǎng)的當(dāng)前的平移、傾斜或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或取向，聯(lián)系上述MR信號(hào)評(píng)估，確保位置標(biāo)記的可靠的位置確定和跟蹤，以及由此介入性或非介入性器械的相關(guān)尖端或其他感興趣部分的可靠的位置確定和跟蹤。
[0082]除上述介入性器械之外，根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記也能夠與RF表面線圈集成。這種情況下，不再需要對(duì)齊RF表面線圈和檢查對(duì)象。
[0083]另外，尤其在使用位置標(biāo)記以激勵(lì)MR信號(hào)的情況下，也能夠使用標(biāo)記材料，如氟19，例如其由位置標(biāo)記I的RF線圈圍住，并且其具有不同于檢查對(duì)象的材料的拉莫爾頻率的拉莫爾頻率，以便確定如在以上介紹部分中解釋的位置標(biāo)記I的位置。所有這些適用于本發(fā)明的所有實(shí)施例。
[0084]另外，以根據(jù)本發(fā)明的位置標(biāo)記的形式也能夠提供在如以上介紹部分中提到的被動(dòng)標(biāo)記。由此，能夠提供無(wú)線位置標(biāo)記系統(tǒng)，其僅由如上文解釋的一個(gè)或多個(gè)位置標(biāo)記組成。這樣的被動(dòng)標(biāo)記的主要優(yōu)勢(shì)在于，能夠提供不需要RF電纜的MR安全導(dǎo)航。
[0085]然而，參考圖1至圖4，如上文解釋的位置標(biāo)記系統(tǒng)也能夠配備發(fā)射器單元，用于將選擇的MR輸出信號(hào)無(wú)線發(fā)射到接收器單元，所述接收器單元被放置遠(yuǎn)離位置標(biāo)記系統(tǒng)的MR成像裝置處。這樣的情況下，能夠以集成電路或芯片連同在相關(guān)介入性設(shè)備處的位置標(biāo)記的形式提供分集開(kāi)關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和發(fā)射器單元。
[0086]另外，代替僅僅接收MR信號(hào)，額外地或備選地，也能夠使用位置標(biāo)記I的RF線圈作為RF發(fā)射線圈，用于發(fā)射RF信號(hào)，以便在圍繞或鄰接位置標(biāo)記I的檢查對(duì)象的局部體積中激勵(lì)MR信號(hào)，在以上介紹部分中解釋的MR圖像中能夠使局部體積是可見(jiàn)的，其中，激勵(lì)MR信號(hào)之后，隨后能夠通過(guò)位置標(biāo)記I的RF線圈或通過(guò)MR成像裝置的相關(guān)全身線圈接收這些MR信號(hào)。
[0087]在這種情況下，提供分集開(kāi)關(guān)，通過(guò)所述分集開(kāi)關(guān)選擇RF線圈中的一個(gè)用于發(fā)射RF激勵(lì)場(chǎng)，這導(dǎo)致具有所有RF線圈的最高強(qiáng)度和/或最高信噪比的MR信號(hào)。
[0088]更詳細(xì)地，通過(guò)評(píng)估單元控制分集開(kāi)關(guān)，在第一步驟中，所述評(píng)估單元通過(guò)RF線圈中的每一個(gè)評(píng)估在連續(xù)RF激勵(lì)上成功接收的MR信號(hào)，并且對(duì)這些信號(hào)關(guān)于其信號(hào)強(qiáng)度和/或其信噪比彼此進(jìn)行比較，并且然后在第二步驟中控制分集開(kāi)關(guān)，使得選擇位置標(biāo)記中的一個(gè)RF線圈用于發(fā)射RF激勵(lì)場(chǎng)，這導(dǎo)致具有最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比的MR信號(hào)。如果該信號(hào)強(qiáng)度或信噪比達(dá)到或低于相關(guān)預(yù)定閾值，則重復(fù)上述第一步驟和第二步驟。
[0089]盡管在附圖和上述描述中已經(jīng)詳細(xì)圖示并描述了本發(fā)明，這樣的圖示和描述被認(rèn)為是說(shuō)明性或范例性的并非限制性的，并且本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例。對(duì)上文中描述的本發(fā)明實(shí)施例的變型是可能的，而不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明范圍。
[0090]在通過(guò)位置標(biāo)記發(fā)射RF信號(hào)以局部激勵(lì)所述局部體積中的MR信號(hào)的情況下，也能夠適用本發(fā)明的上述原理。
[0091]在這種情況下，通過(guò)位置標(biāo)記發(fā)射的RF信號(hào)被輸入到電路布置，并且提供電路布置，用于驅(qū)動(dòng)RF線圈，并且用于從位置標(biāo)記的RF線圈中選擇一個(gè)，以發(fā)射輸入的RF信號(hào)，所述選擇的RF線圈通過(guò)發(fā)射RF信號(hào)來(lái)激勵(lì)MR信號(hào)，所述MR信號(hào)具有由所述RF線圈的任意一個(gè)激勵(lì)的MR信號(hào)的最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比。[0092]為了這個(gè)目的，優(yōu)選地，由電路布置選擇并且驅(qū)動(dòng)位置標(biāo)記的RF線圈中的任意一個(gè)，用于發(fā)射RF信號(hào)，并且只要激勵(lì)的MR信號(hào)具有高于或等于預(yù)定閾值的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比，則保持這個(gè)選擇。如果該信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比達(dá)到或低于該閾值，則電路布置選擇位置標(biāo)記的RF線圈的另一個(gè)，用于發(fā)射輸入RF信號(hào)，所述選擇的位置標(biāo)記的RF線圈的另一個(gè)激勵(lì)具有超過(guò)預(yù)定閾值的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比的MR信號(hào)，或其激勵(lì)具有由RF線圈中的任意一個(gè)激勵(lì)的MR信號(hào)的最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比的MR信號(hào)。之后，激勵(lì)的MR信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比被監(jiān)測(cè)并且與閾值進(jìn)行比較等等。
[0093]通過(guò)相關(guān)MR成像裝置的RF天線或通過(guò)位置標(biāo)記能夠接收由相關(guān)RF線圈激勵(lì)的MR信號(hào)。接收到的MR信號(hào)能夠與相關(guān)MR成像裝置中或電路布置中的閾值進(jìn)行比較。
[0094]用于對(duì)位置標(biāo)記或介入性或非介入性器械的感興趣部分進(jìn)行成像的方法優(yōu)選地通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤谟?jì)算機(jī)或作為MR成像裝置的一部分的可編程微處理器模塊上運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序。因此，優(yōu)選地在MR成像裝置中實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序。如果MR成像裝置配備通向因特網(wǎng)的接口，當(dāng)MR成像裝置或其組件與因特網(wǎng)連接時(shí)，優(yōu)選地改編程序，使得其能夠被下載到MR成像裝置或其組件中的一個(gè)。否則，計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)上，并且以計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式提供所述計(jì)算機(jī)程序，用于使其以已知方式安裝在計(jì)算機(jī)或MR成像裝置的可編程微處理器模塊上。
[0095]通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容和所附權(quán)利要求書(shū)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所主張的本發(fā)明的過(guò)程中，能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他要素或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除復(fù)數(shù)。有些手段記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中，這一事實(shí)并不表示不能用這些手段的組合來(lái)獲益。計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)/分布在合適的介質(zhì)上，諸如與其他硬件一起提供或作為其他硬件的一部分的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但也可以以其他形式分布，諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無(wú)線通信系統(tǒng)。在權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激勵(lì)和/或接收檢查對(duì)象的局部體積中/來(lái)自檢查對(duì)象的局部體積的MR信號(hào)的位置標(biāo)記，其中，所述局部體積至少部分地圍繞或鄰接所述位置標(biāo)記(1)，并且其中，基于所述MR信號(hào)來(lái)確定所述位置標(biāo)記的位置和/或?qū)ζ溥M(jìn)行成像，其中，所述位置標(biāo)記(I)包括至少第一射頻(RF)線圈和第二射頻(RF)線圈(11、12)，其每個(gè)用于局部激勵(lì)和/或用于局部接收所述局部體積中/來(lái)自所述局部體積的所述MR信號(hào)，其中，所述第一射頻線圈和所述第二射頻線圈(11、12)每個(gè)具有主輻射/靈敏度的方向，并且其中，所述射頻線圈(11、12)被取向，使得這些主輻射/靈敏度的方向至少基本上彼此正交。
2.—種在MR成像裝置中使用的位置標(biāo)記系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置標(biāo)記(I)和電路布置,所述電路布置用于: -驅(qū)動(dòng)所述位置標(biāo)記(I)的所述射頻線圈(11、12)，以發(fā)射被輸入至所述電路布置的RF信號(hào)，并且從所述射頻線圈(11、12)中選擇用于發(fā)射所述輸入的RF信號(hào)的一個(gè)，所述用于發(fā)射所述輸入的RF信號(hào)的所述一個(gè)射頻線圈激勵(lì)具有超過(guò)預(yù)定閾值的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比的MR信號(hào)，或激勵(lì)具有由所述射頻線圈中的任意一個(gè)激勵(lì)的所述MR信號(hào)中的最高信號(hào)強(qiáng)度和/或最高信噪比的MR信號(hào)，和/或用于: -從由所述位置標(biāo)記(I)的所述射頻線圈(11、12)中的任意一個(gè)接收的所述MR信號(hào)中選擇一個(gè)并且用于將相同的MR信號(hào)饋送至所述電路布置的輸出部，所述相同的MR信號(hào)具有超過(guò)預(yù)定閾值的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比，或其具有由所述位置標(biāo)記的所述射頻線圈中的任意一個(gè)接收的所述MR信號(hào)的所述最高信號(hào)強(qiáng)度和/或所述最高信噪比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置標(biāo)記系統(tǒng)， 其中，所述電路布置被提供用于對(duì)所述MR信號(hào)的所述選擇，并且所述電路布置包括分集開(kāi)關(guān)(5)和控制單元(7 ;8)，其用于將由所述位置標(biāo)記(I)的所述射頻線圈(11、12)接收的所述MR信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度和/或所述信噪比彼此進(jìn)行比較或與所述預(yù)定閾值進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置標(biāo)記， 包括第三射頻線圈(13)，其具有主輻射/靈敏度的方向，并且其中，所述三個(gè)射頻線圈(11、12、13)被布置使得所述主輻射/靈敏度的方向至少基本上彼此正交。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置標(biāo)記， 其中，所述第一射頻線圈(11)至少基本上圍住所述第二射頻線圈(12 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置標(biāo)記， 其中，所述射頻線圈(11、12、13)被布置在共同的載體上，所述載體被提供用于被附接或被引入介入性或非介入性器械。
7.—種介入性或非介入性器械，包括根據(jù)權(quán)利要求1和4至6中的至少一項(xiàng)所述的位置標(biāo)記(I )，或根據(jù)權(quán)利要求2和3中的至少一項(xiàng)所述的位置標(biāo)記系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的介入性或非介入性器械， 其中，以條狀線或?qū)Ь€的形式實(shí)現(xiàn)所述位置標(biāo)記(I)的所述至少兩個(gè)射頻線圈(11、12、13)，所述條狀線或?qū)Ь€被應(yīng)用在所述介入性或非介入性器械或其部分的表面上。
9.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1和4至6中的至少一項(xiàng)所述的位置標(biāo)記(I)和MR成像裝置用于在檢查對(duì)象的MR圖像中對(duì)介入性或非介入性器械的感興趣部分的位置進(jìn)行成像的方法，其位置標(biāo)記被布置在所述感興趣部分的位置處，所述方法包括以下步驟:(a)選擇由所述位置標(biāo)記的所述射頻線圈(11、12)接收的所述MR信號(hào)中的一個(gè)，其具有超過(guò)相關(guān)預(yù)定閾值的信號(hào)強(qiáng)度和/或信噪比，或具有由所述射頻線圈(11、12)中的任意一個(gè)接收的所述MR信號(hào)的所述最高信號(hào)強(qiáng)度和/或所述最高信噪比， (b)基于選擇的MR信號(hào)來(lái)確定所述位置標(biāo)記的所述位置，并且在所述檢查對(duì)象的所述MR圖像中對(duì)相關(guān)位置指示符進(jìn)行成像， (c)將所述選擇的MR信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度和/或所述信噪比與所述相關(guān)預(yù)定閾值進(jìn)行比較，以及 (d)如果所述選擇的MR信號(hào)的所述信號(hào)強(qiáng)度和/或所述信噪比達(dá)到或低于所述相關(guān)預(yù)定閾值，則重復(fù)步驟(a)至步驟(C)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述位置標(biāo)記(I)被布置在遠(yuǎn)離介入性或非介入性器械的感興趣部分的位置的位置處，其中，兩個(gè)位置具有彼此已知的空間關(guān)系，其中，所述方法包括步驟(a )、( c )和(d )，并且其中，步驟(b )被進(jìn)行如下: (bl)基于所述選擇的MR信號(hào)來(lái)確定所述位置標(biāo)記的所述位置，基于所述位置標(biāo)記的確定位置和所述位置標(biāo)記的所述位置和所述感興趣部分的所述位置之間的所述已知的空間關(guān)系來(lái)確定所述感興趣部分的所述位置，以及在所述感興趣部分的所述確定位置處的所述MR圖像中對(duì)相關(guān)位置指示符進(jìn)行成像。
11.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括計(jì)算機(jī)程序代碼模塊，當(dāng)所述程序在可編程微處理器模塊上運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼模塊適于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序適于被下載到包括可編程微處理器模塊的MR成像裝置或其組件中的一個(gè)，以實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的方法，所述MR成像裝置被連接到因特網(wǎng)。
13.一種被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可用`介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)程序。
【文檔編號(hào)】G01R33/28GK103703383SQ201280036215
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月21日
【發(fā)明者】D·維爾茨, C·洛斯勒, S·克呂格爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司