[發(fā)明專利]用于醫(yī)療成像系統(tǒng)中的光數(shù)據(jù)和功率傳輸?shù)募{米光子系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110429337.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN102599909A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·馬尼帕特魯尼;C·J·哈迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): A61B5/055
• 分類號(hào): A61B5/055;A61B6/03;G08C23/06;H04B10/12
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開的發(fā)明主題涉及醫(yī)療成像系統(tǒng)內(nèi)的功率、控制和數(shù)據(jù)傳輸，并且更確切地來(lái)說(shuō)，涉及經(jīng)微光子或納米光子的功率、控制和數(shù)據(jù)的輸送。

背景技術(shù)

醫(yī)療成像系統(tǒng)常常包括如源、檢測(cè)器和控制電路的部件以便生成對(duì)診斷有用的圖像。例如，在X射線系統(tǒng)中，在檢查或成像序列期間，由X射線源響應(yīng)控制信號(hào)發(fā)射X射線輻射。輻射穿過(guò)感興趣的受檢者(例如，人類患者)，并且一部分被衰減的輻射撞擊其中收集圖像數(shù)據(jù)的檢測(cè)器。

在正電子發(fā)射層析X射線攝影(PET)成像系統(tǒng)中，將放射性核素注入到感興趣的受檢者中。隨著放射性核素衰變，發(fā)射正電子，正電子與電子碰撞，從而產(chǎn)生發(fā)射伽馬粒子對(duì)的湮沒(méi)事件。伽馬粒子對(duì)撞擊檢測(cè)器陣列，這樣允許對(duì)湮沒(méi)事件的起源進(jìn)行定位。在檢測(cè)到一系列事件之后，可以確定放射性核素的局部濃度，導(dǎo)致了診斷圖像。

在超聲成像中，通常采用一種探頭，該探頭將超聲波發(fā)射到感興趣的受檢者的部位中。通常通過(guò)設(shè)在探頭中的多個(gè)換能器實(shí)現(xiàn)聲波脈沖的生成和返回回波的檢測(cè)，這樣產(chǎn)生圖像。

在磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中，由主磁體產(chǎn)生的高度均勻的靜態(tài)磁場(chǎng)，以將感興趣的受檢者體內(nèi)的旋磁核(例如，水/脂肪中的氫)的自旋對(duì)齊。通過(guò)RF發(fā)射脈沖擾動(dòng)這些核自旋，使用梯度線圈基于其位置將其編碼，并允許達(dá)到平衡。在平衡期間，由自旋進(jìn)動(dòng)核發(fā)射RF場(chǎng)，并由一系列的RF線圈檢測(cè)這些RF場(chǎng)。然后處理由檢測(cè)到這些RF場(chǎng)產(chǎn)生的信號(hào)以重構(gòu)有用的圖像。

在上文提到的成像設(shè)備中，應(yīng)該注意，最終圖像的質(zhì)量和分辨率與其相應(yīng)檢測(cè)器陣列中的檢測(cè)元件(例如，光電二極管、換能器、或線圈)的數(shù)量有很大關(guān)系。先進(jìn)系統(tǒng)通常可能地并入最大數(shù)量的檢測(cè)特征。但是，每個(gè)檢測(cè)特征通常需要系統(tǒng)通道，該系統(tǒng)通道提供將每個(gè)檢測(cè)特征電耦合到傳送電路和/或接收電路的方式。因?yàn)橥ǔＶ挥杏邢迶?shù)量的系統(tǒng)通道可用，所以給定的檢測(cè)陣列中的檢測(cè)特征的數(shù)量實(shí)際上是受限的。檢測(cè)特征數(shù)量的這種限制實(shí)際上可約束掃描速度和給定類型的檢測(cè)陣列可達(dá)到的分辨率。不幸地，上文提到的通道不僅需要額外的電材料和功率來(lái)放大由檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)，而且極大增加了給定陣列的重量和復(fù)雜度。因此，目前認(rèn)識(shí)到需要針對(duì)成像和通信系統(tǒng)(尤其是采用大量檢測(cè)元件的那些成像和通信系統(tǒng))中的數(shù)據(jù)和/或功率傳輸?shù)母倪M(jìn)型方式。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種醫(yī)療成像系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)包括：復(fù)用光子數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，其具有光調(diào)制器，該光調(diào)制器配置成接收表示數(shù)據(jù)集合的電信號(hào)并且可操作以調(diào)制光束內(nèi)包含的由時(shí)間、波長(zhǎng)或偏振定義的光子子集，以便利用該數(shù)據(jù)集合將這些光子編碼以產(chǎn)生編碼的光子；光波導(dǎo)，其與光調(diào)制器的至少一部分接口并且配置成傳送光束以使光子能夠由光調(diào)制器調(diào)制；光諧振器，其與光波導(dǎo)通信并且配置成從光束移除編碼的光子；以及換能器，其以光的方式連接到光諧振器并且配置成將編碼的光子轉(zhuǎn)換成表示該數(shù)據(jù)集合的電信號(hào)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種醫(yī)療成像系統(tǒng)，其具有光子功率輸送系統(tǒng)。該功率輸送系統(tǒng)包括可操作以產(chǎn)生光束的光源；波導(dǎo)，其在該波導(dǎo)的第一端處耦合到光源并且配置成傳送光束；以及換能器，其耦合到波導(dǎo)的第二端并且配置成將光束轉(zhuǎn)換成用于對(duì)醫(yī)療成像系統(tǒng)的部件供電的電功率信號(hào)。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，提供一種磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的升級(jí)工具箱。該工具箱包括芯片，該芯片具有光子數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該光子數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)配置成與多個(gè)射頻(RF)線圈接口并且可操作以將表示RF線圈處生成的磁共振(MR)數(shù)據(jù)的電數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示MR數(shù)據(jù)的復(fù)用的光數(shù)據(jù)信號(hào)。

附圖說(shuō)明

當(dāng)參考附圖閱讀下文的詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在所有這些附圖中相似符號(hào)表示相似的部件，在附圖中：

圖1是圖示根據(jù)本公開的一方面的、可以并入納米光子功率和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ贸上裣到y(tǒng)的實(shí)施例的框圖；

圖2是圖示根據(jù)本公開的一方面的、可以并入納米光子功率和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)腦射線成像系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖；

圖3是圖示根據(jù)本公開的一方面的、可以并入納米光子功率和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼娮影l(fā)射層析X射線攝影/單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層析X射線攝影(PET/SPECT)成像系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖；

圖4是圖示根據(jù)本公開的一方面的、可以并入納米光子功率和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)某暢上裣到y(tǒng)的實(shí)施例的框圖；