[發明專利]具有運動檢測的醫學成像系統

有效

• 申請號: 201280028485.4
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN103596494A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: P·福斯曼;T·E·阿姆托爾;S·克呂格爾;M·H·庫恩
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;A61B5/107;A61B5/113;G01R33/565
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

技術領域

本發明涉及醫學成像系統，其包括

-圖像數據采集模塊，用于采集成像數據，

-運動檢測模塊，用于采集運動信息，

-重建模塊，用于從所述成像數據重建圖像數據集，并且使用所述運動信息來校正運動。

背景技術

從IEEE?EMBS第32屆年度國際會議中的J.Dejonckheere等人的論文“OFSETH:a?breathing?motions?monitoring?system?for?patients?under?MRI”中已知這種醫學成像系統。這一已知的醫學成像系統是采用對呼吸運動的記錄來校正運動偽影的MRI系統。采用諸如包含光纖的彈性織物的可伸縮的基質來用于運動檢測。當基底伸縮時，彎曲半徑改變，因而光損耗變化。光纖的輸出端處的強度變化則表示基底長度的相對變化。當來自光源的光與纖維耦合時，則能夠在輸出端點處通過光傳感器（特別是光電二極管）來測量基底長度變化的頻率。在另一實施例中采用光纖布拉格光柵（FBG）傳感器。所述FBG傳感器對對其施加的應力敏感。施加的應力引起布拉格波長的偏移。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有運動檢測模塊的醫學成像系統，所述運動檢測模塊能夠采集更全面的運動信息。

通過這樣的醫學成像系統來實現這一目的，所述醫學成像系統包括：-圖像數據采集模塊，用于采集成像數據，

-運動檢測模塊，用于采集運動信息，

-重建模塊，用于從所述成像數據重建圖像數據集，并且使用所述運動信息來校正運動，其中

-所述運動檢測模塊設置有

i.形狀感測光子纖維系統，用于提供表示光子纖維的空間形狀的光子輸出以及

ii.運算單元，用于基于所述光子輸出來計算所述運動信息。

本發明的關注點在于，形狀感測光子纖維系統的（一個或多個）光子纖維能夠提供纖維的位置和/或形狀的時變空間三維編碼。從所述纖維的光子輸出測量所述纖維的位置和/或形狀的編碼。從所述纖維的位置和/或形狀的所述編碼，能夠得到與被成像對象相關的運動信息。為此，將形狀感測光子纖維系統的輸出應用于運算單元，之后所述運算單元從所述纖維的時變的位置和/或形狀中計算運動信息。由于纖維被放置在被成像對象上或被成像對象中，因此，所述纖維的位置和/或形狀的變化表示被成像對象中的運動或被成像對象的運動。因而，得到形狀感測光子纖維系統的實際形狀，其與僅光纖的彎曲頻率或者所施加的應力相比，形成全面得多的信息。在形狀感測光纖的范例中，所述光纖配備有間隔小于1cm的數量巨大（例如，10000或多個）的FBG傳感器。使用光頻域反射計（OFDR）讀出來自這些傳感器的信號，所述光頻域反射計以例如小于100μm的很高的空間分辨率來讀取具有相同標稱反射波長的所述數量巨大的傳感器。OFDR技術的其他細節能夠在Optics?Express13,666(2005)中B.J.Soller的論文“High?resolution?optical?frequency?domain?reflectometry?for?characterization?of?components?and?assemblies”中找到。從http://www.1unatechnologies.com/techno10gy/shape-sensing.htm1以及http://www.techbriefs.com/content/view/2585/36已知形狀感測光纖本身。在形狀感測纖維方法中，例如單個形狀感測纖維提供所述纖維上每個點的準確空間位置的完整信息。僅單個讀出設備需要被連接至所述纖維的一端。為了監測患者的表面形狀，能夠將幾米長的單個纖維纏繞進入衣服或者能夠以完全任意的方式（例如，螺旋形、曲徑等）直接將其附著到患者的身體上。從測量到的沿所述纖維的所有點的位置，始終能夠直接確定表面形狀。該特性使得系統十分靈活和容錯：假設所述纖維在被測量的表面上仍然保持平坦，以任意方式彎曲或者移動該纖維（例如，以便為外科介入安排空間），不會影響表面形狀的確定并且甚至不需要任何類型的重新校準。例如，實現本發明是由于該單個纖維的一個點被附著到患者床上的固定點作為參考點，該固定點在圖像空間中的坐標是已知的。以此方式可知所測量表面的位置和方向，并且不需要另外的基準標記（或者其他另外的測量技術）來將表面與圖像坐標相關聯。