专利名称：用于去除互耦mri 干扰的双压力传感器信号链的制作方法
技术领域：
下文涉及医疗领域、磁共振领域、生理监测领域以及相关领域。其应用于磁共振成像和有利地通过心电描记术等监测的其他磁共振应用中。
背景技术：
当患者经历磁共振成像(MRI)扫描程序时，患者位于静态磁场(Btl)中，例如，在MRI扫描器的膛孔内。射频场(B1)和梯度磁场脉冲(Gx、Gy、Gz)应用于并指向患者从而诱发共振、空间定位共振信号等。在MRI膛孔内部或附近的电医疗装置，诸如患者监测器和生命支持系统，暴露在这些类型的场中。Btl场作为强电磁场其向磁体吸引铁磁对象。只要磁体被供电(甚至当没有执行扫描时)，通常都存在Btl场。另外，由RF线圈生成B1场，其向自由空间以由拉莫方程相关的频率发射射频波。这些频率为，例如，分别针对1. 5T和3. OT的磁体的大约64MHz以及128MHz。由梯度线圈生成的梯度场瞬间改变静态磁场(Btl)以产生磁场强度的瞬时变化。不像静态场(Btl)，射频(RF)场(B1)和MRI梯度(Gx、Gy、Gz)仅在实际扫描序列过程中生成和使用。这三种场的结合允许图像重建。MR兼容的产品必须在存在这些干扰源的情况下运行。为了避免这种干扰，呼吸监测器，例如，通常包括囊，该囊在场内安装在或缠绕患者的腰。充气管将囊与适当的电子器件连接，适当的电子器件安装在远离扫描器处，例如超过5高斯线，在屏蔽室之外，等。其他监测器使用光，诸如激光，视频照相机或光纤来感测生理状态并将监测的状态传达至远程电子器件。下文提供了新颖和改进的设备和方法来克服上述及其他挑战。

发明内容
根据一个方面，生理状态感测装置感测患者的生理状态，并且将在磁共振扫描过程中生成的干扰的量最小化。所述装置包括第一、有效(active)传感器，所述第一、有效传感器被定位用于感测患者的生理状态，经受MR扫描相关的干扰，并且输出具有生理状态分量和干扰分量的第一信号。第二非有效(non-active)传感器被定位在与所述第一传感器紧密邻近的位置，所述第二非有效传感器用于经受与所述第一传感器基本上相同的MR相关的干扰，并且输出仅具有所述干扰分量的第二信号。电路对所述第一信号与所述第二信号进行相减操作以消除所述干扰分量。根据另一方面，提供了一种方法，用于感测患者的生理状态，并且将在磁共振扫描过程中生成的干扰的量最小化。生理状态和磁扫描相关的干扰由第一有效传感器感测以生成具有生理状态分量和干扰分量的第一信号。磁共振扫描相关的干扰也由第二非有效传感器感测，所述第二非有效传感器定位在与所述第一传感器紧密邻近的位置，以经受与所述第一传感器基本上相同的MR扫描相关的干扰，从而生成具有所述干扰分量的第二信号。将所述第一信号与所述第二信号以相减的方式结合以消除所述干扰分量并且生成具有所述生理状态分量的信号。
—个优势在于能够使传感器电子器件放置于高场区域。另一优势在于没有伪影或减少伪影的生理传感器信号。另一优势在于紧凑的尺寸并且除去了充气线缆。通过阅读和理解下文详细描述，本领域技术人员将会理解本发明的其他优势。


图1概要地图示了磁共振数据采集系统。图2概要地图示了用于图1的系统的呼吸传感器的一个实施例，其与干扰滤波器相结合以用于去除干扰。图3概要地图示了用于图1的系统的传感器的一个实施例，其与干扰滤波器相结合以用于去除干扰。图4概要地图示了用于图1的系统的传感器的一个实施例，其与干扰滤波器相结合以用于去除干扰。图5图示了一种在MR环境中监测患者的生理状态的方法。
具体实施例方式具体而言，梯度场(Gx、Gy、Gz)为运行于MRI膛孔内或附近的其他电医疗装置中的主要MRI干扰源。在三维空间中，当引入MR成像梯度时，其表现为在磁场强度上快速或脉冲的变化，该变化叠加到患者上以允许空间定位。在这段时间内，MRI梯度干扰电感耦合到电医疗装置(经由环路或偶极天线效应)并且能够表现为差模(DM)或共模(CM)干扰。因此，由梯度场磁体生成的MRI梯度为主要的干扰源，并且在印刷电路板组件(PCA)上的电子器件为受影响者。因为MRI系统使用高同质静态场并且MRI梯度表现为跨患者或患者特定部分的波前，在膛孔内部或附近的、暴露在梯度场脉冲中、彼此相对靠近并且定向在相同方向的任意两个位置会暴露于相似或高相关性的电磁(EM)场中。这些相似的电磁场在本文中称为“互耦电磁干扰”。通过邻近装置暴露于相似梯度场的假设，本公开的一种实施例利用了两个压力传感器来去除互耦到两个传感器的电磁干扰，所述两个压力传感器彼此邻近地安装并且耦合到信号链架构。参考图1,磁共振(MR)系统包括MR扫描器8, MR扫描器8具有主磁体10,主磁体10在检查区域12中生成静态主(B。)磁场。在该图示的实施例中，主磁体10为超导磁体，其设置在采用氦或其他低温流体的低温容器14中；或者能够使用常导主磁体。在该图示的实施例中，磁体组件10、14设置在通常为圆柱形的扫描器腔室16中，扫描器腔室16将检查区域定义为膛孔12，诸如圆柱形膛孔；或者，也能够使用其他几何形状，例如，开口或其他MR几何形状。磁共振由一个或多个射频线圈(B1)激励和检测，诸如图示的全身正交体线圈18，或者一个或多个局部线圈或线圈阵列，例如，头部线圈或胸部线圈。由一组磁场梯度线圈20选择性生成的磁场梯度对激发的磁共振进行空间地编码、相移和/或频移或其他操作。磁共振扫描器8由磁共振数据采集控制器22操作，并由专用数字处理装置、适当编程的通用计算机等来实现，从而生成、空间编码并且读出磁共振数据，例如，投影或k空间样本，所述磁共振数据存储于磁共振数据存储器24中。采集的空间编码的磁共振数据由磁共振重建处理器26重建以生成置于检查区域12中的患者或受试者4的一个或多个图像。重建处理器26采用适合于所述空间编码的重建算法，例如，用于重建采集的投影数据的基于反向投影的算法，或用于重建k空间样本的基于傅里叶变换的算法。一个或多个重建的图像存储于磁共振图像存储器28中，并且适当地显示在计算机系统32的显示器30上，或者使用打印机或其他标记工具打印，或者经由互联网或数字医院网络被发送，或者存储在磁盘或其他档案库存储器件上，或者以其他方式利用。图示的计算机系统32还包括一个或多个用户输入装置，诸如图示的键盘34，或者鼠标或其他指向类输入装置等，这使得放射科医生或其他临床医生用户能够操作图像，并且在该图示的实施例中，能够与磁共振扫描器控制器32交互。继续参考图1，所述MR系统包括生理状态感测装置40，例如，压力感测装置，其包括操作性地连接于计算机系统32的一个或多个压力换能器42。所述(一个或多个)压力换能器可以包含于呼吸传感器、侵入式或非侵入式血压传感器、或可利用压力、光或其他非电介质来采集所述MR系统的膛孔12内的患者数据的任何其他医疗装置中。在一个实施例中，生理状态感测装置40包括带子或箍带44来围绕患者的躯干或肢体。生理状态感测装置40在膛孔12内感测压力刺激并且之后无线地将数据发送至监测信号采集装置50。生理状态感测装置40还包括无线发射器(没有示出)以用于将无线压力信号发送至监测信号采集装置50。本公开不局限于无线遥测，并且也包括光纤、身体耦合的近场、有线方案等。在一个实施例中，监测信号采集装置50采集来自生理状态感测装置40的压力信号，确定呼吸或其他生理状态，并且将生理状态连同MR数据一起存储于MR数据存储器24中。这种生理状态信息能够用于例如可追溯选通，以通过生理状态将数据分类。以这种方式，能够基于呼吸或其他生理状态重建MR数据。在另一实施例中，屏气检测电路54检测患者的屏气状态并且将屏气状态传送至MR数据采集控制器22。所述MR数据采集控制器能够将屏气状态用于可追溯选通，以将数据采集限制到屏气或其他呼吸状态。还包括数字信号处理器56以用于处理生理状态信号，例如，以在监测器30上生成呼吸循环显示。本公开不局限于呼吸监测，而是可与用于感测充气或其他刺激并且处理其信号的任何医疗装置一起操作。参考图2，图示了生理状态感测装置40的示范性实施例，生理状态感测装置40具有患者接口 60、耦合于患者接口的信号处理链62以及发射器68。患者接口 60包括侵入式或非侵入式的测量元件，例如，血压模块，诸如血压圆顶罩(dome)63，或充气呼吸测量系统，诸如囊61。在该呼吸的例子中，带子或带条44围绕患者的胸部。当患者的胸部在呼吸过程中扩张以及收缩时，在所述囊中的压力随之增加以及减小。第一或有效的压力到电信号的换能器64，诸如压阻传感器，将呼吸相关的压力变化转化为电信号。第一或有效的传感器64同第二或虚设的传感器70安装在传感器模块66上。第一传感器64与第二传感器70为基本上相同的压力到电的转换器，诸如压阻压力换能器，这两个传感器彼此紧密相邻地定位在相同方向和相同轴上，从而使每个传感器都暴露于相同的干扰量中，例如，暴露于具有彼此基本上相同的幅度与相位的相同的磁梯度(Gx、Gy、Gz)。当两个传感器彼此邻近地安装时，仅所述第一传感器为有效的并且实际地连接于囊压力圆顶罩以监测压力变化。另外的第二传感器为非有效的(即，虚设的)传感器，其被安装成不能感测压力变化。以这种方式，这种第一、有效的传感器64生成输出电信号，所述输出电信号为指示压力变化的压力分量76和指示磁梯度干扰的噪声信号78的总和，所述磁梯度干扰在实际扫描过程中生成。第二、失效的传感器70输出相同的噪声信号78，并且不具有压力分量。在一个实施例中，第一传感器64和第二传感器70包括压阻惠斯通(Wheatstone)电桥电路，例如，所述压阻惠斯通电桥电路能够用于侵入式压力监测应用。惠斯通电桥电路具有与压力变化成比例的差模电压输出。在这个实施例中，第一传感器64和第二传感器70分别生成第一差分输出80和第二差分输出82，每个都具有差模输出电压。通常，惠斯通电桥电路由四个电阻器构成，其中之一具有标定值(Rx)，其中之一为可变的(R2)，例如随压力的变化改变，并且其中的另两个是固定且相等的(R1和R3),四个电阻相连接作为四边形的边。该四边形相对的角连接于电流源，诸如电池。另外两个相对的角输出差分输出。惠斯通电桥电路对于本领域普通技术人员是熟知的并且提供了许多应用，因此没有在本文中详细解释其原理。分别来自所述第一传感器和所述第二传感器的第一差分输出80和第二差分输出82分别通过第一差模和共模低通滤波器86以及第二差模和共模低通滤波器88耦合于干扰滤波器84，第一差模和共模低通滤波器86以及第二差模和共模低通滤波器88分别耦合于第一差分输出80和第二差分输出82之间与干扰滤波器84之间。滤波器86和88包括差模滤波器，所述差模滤波器过滤任何本质上为差分的信号，诸如由压力刺激生成的AC信号76以及电磁耦合于两个传感器的任何噪声78。信号76和78本质上都为差分的(S卩，以两种互补的信号发射)，例如，对于压力刺激信号76谱带宽度为从零到10赫兹，并且对于耦合的噪声信号78延伸至大约30千赫兹。必然地，差模滤波器起到过滤全部这些信号的作用。去除了高于在压力信号频率之上的截止频率的电磁干扰分量，例如大约I千赫兹。这留下了与压力信号处于相同带宽中的噪声信号部分。所述第一滤波器和所述第二滤波器的共模部分解决了除了任何外界干扰以外来自两个信号路径的通路和装置(例如传感器装置和差分输出连接)的噪声。继续参考图2，干扰滤波器84包括分别耦合于第一差分输出80和第二差分输出82的第一测量放大器90和第二干扰放大器92。第一和第二测量放大器90、92每个都包括差分放大器，所述差分放大器为一种类型的电子装置，其以常数因子或差分增益乘以两输入之间的差。在包括噪声和AC压力信号的模拟信号在转换器98和100处被转换之前,第 三和第四差模和共模低通滤波器94、96进一步过滤相应放大器90和92的差分输出。转换器98和100包括完全差分的模数转换器以用于将模拟信号转换为数字信号。这些数字信号之后或者由射频发射器68以不会干扰MR系统扫描的频率无线发射。或者，数字信号通过光纤或其他通信链接(没有显示)发送。结合图1讨论的DSP56，在一个实施例中，通过适当的算法过滤数字信号以去除信号剩余的噪声分量，从而使压力信号本地和/或远程地显示，例如，显示在显示器30上。例如，来自转换器98的信号具有压力信号分量和噪声分量，并且来自转换器100的信号仅具有噪声分量。因为两种噪声分量为相同的，因此以相减的方式结合所述信号就留下了压力信号分量。因此，作为转换器98和转换器100的输出而产生的两种差分数字信号被发射出膛孔并到达远程的信号处理区域。DSP56能够定位在MR系统的膛孔12的内部或外部。因此能够有效地除去MR成像梯度伪影以及其他干扰信号，并且捕获刺激压力波形得到强的、干净的信号。所述压力感测装置的布线优选地具有小于5cm的长度以将对于B1场的潜在影响最小化，包括其中的电流。参考图3，图示了压力感测装置40’的另一实施例，其用于将在MR扫描期间MR系统中生成的干扰的量最小化。装置40’包括信号链架构，所述信号链架构作为干扰滤波器110工作以用于过滤互耦MR成像(MRI)的干扰。来自压力感测换能器64’和不能感测压力的类似的哑换能器70’的第一差分输出80’和第二差分输出82’被供应给干扰滤波器110。干扰滤波器110包括第一测量放大器91和第二测量放大器93，第一测量放大器91和第二测量放大器93分别具有第三输出112和第四输出114。每个放大器包括差分放大器，所述差分放大器接收差模输出电压并且被配置用于将所述电压转换为分别在第三输出和第四输出处的单端电压输出。每个单端电压因此由有效压力换能器64’和非有效压力换能器70’的输出生成。在由第三滤波器115过滤之后，来自第一和第二放大器91、93的每个单端输出电压作为输入由第三放大器116接收。第三放大器116减去共模信号以消除两种输入共同的噪声，同时经由其中的高共模降低能力来放大差分信号，例如，在单位增益或零分贝增益，大约95db。例如，第三放大器116为测量放大器，其去除共模噪声，放大差分，并且之后将干净的压力信号向下游发射至具有ADC滤波器122的ADC驱动器120，其对来自转换器124的采样性质的负荷(charge)去耦合。转换器124包括模数转换器以将模拟信号转换为数字格式以用于进一步的处理和传输。使用低通滤波器来去除由所述系统及其中装置生成的高频噪声从而实现压力信号更深的衰减。从转换器124生成的数字信号能够通过不干扰MR系统RF发射器(没有示出)、光纤发射，或者通过用于数字处理的其他通信链接发射。另外，数字信号能够从膛孔内部发射至本地显示器或外部接口以用于观看。在图4中，与图2和图3类似的元件以相同的参考编号后接双撇(”)来表示。图示了集成于压力感测装置40’’中的有效驱动级126，其用于进一步除去干扰。双压力传感器包括有效压力传感器68”以及非有效压力传感器70”(阻止该非有效压力传感器70”感测压力)，这两个压力传感器与彼此电磁地耦合以在四个不同的输出端子发射相似的差分噪声信号。第一对输出端子定义了正的和负的差模电压端子对80”，其携带由第一传感器捕获的AC压力信号和噪声分量。第二对输出端子定义了差模对82”，其携带所述分量。低通滤波器128在每个端子过滤较高频率的信号，其与有效驱动级126通过接口连接。有效驱动级126包括高阻抗缓冲器130，高阻抗缓冲器130在与第一放大器132和第二放大器134通过接口连接之前接收差分信号的每个正的和负的余量(compliment)。缓冲器130为单端缓冲器，其分别接收由传感器64”和70”生成的每个正的或负的差分电压。差分输出80”和82”的每个输出被独立地处理，并且分别馈送到第一和第二放大器132和134。放大器132、134的输出由放大器116”以相减的方式结合并且由模数转换器124’ ’转换为数字压力信号。因此，测量放大器132和134的输入接收低阻抗输出信号，而不是中等阻抗输入源，它们会接收所述中等阻抗输入源如果它们如图3所示的更直接地通过接口与压力换能器68”和70”连接。缓冲器130的输出也连接于抽头150以用于将高阻抗信号引导向电阻平均网络138。高阻抗输出信号由电阻平均网络138平均，在电阻平均网络138处，对对于缓冲器130的所有输出都相同的每个信号与其他信号进行平均，并且输出至反相器140，反相器140具有增益3装置，所述增益3装置并行地向信号提供增益因子3。进一步将信号提供给对于有效压力传感器68”的参考电压端子144，有效压力传感器68”被图示为惠斯通电桥电路，所述惠斯通电桥电路具有参考电压端子144以及差模电压输出端子80’’的正的和负的差分电压输出端子146、148。来自反相器140的相同的参考信号能够馈送给虚设压力传感器70”的惠斯通电桥的参考电压端子。图5图示了用于在扫描过程中去除来自MRI膛孔内的干扰的示例的方法500。虽然将方法500图示并描述为下述一系列动作或事件，需要理解这些动作或事件的所图示的顺序并不理解为限制。例如，一些动作可以以不同顺序发生，和/或与在那些在本文中图示和/或描述的动作或事件以外的动作或事件同时发生。另外，不是所有图示的动作都是实施本文中的一个或多个方面或者实施例所必需的。而且，本文中描述的动作中的一个或多个可以在一个或多个独立的动作和/或阶段中执行。方法500开始于502,并且在502,通过定位第一、有效的传感器来米集压力信号。在一个实施例中，与第二、虚设的传感器紧密邻近地定位所述第一传感器，从而使所述第一传感器和所述第二传感器暴露于在幅度和相位上基本相等或相同的干扰中。在一个实施例中，两个传感器为旨在用于侵入式压力监测应用的压阻惠斯通电桥电路。物理地，两个压力换能器在相同方向和轴上彼此紧密邻近地安装，从而使两个传感器暴露于相似水平的干扰中，诸如梯度脉冲场。尽管两个传感器与彼此邻近的安装，仅有一个实际接收压力刺激，而防止另一个接收压力刺激。两个都接收高相关性的电磁干扰。惠斯通电桥电路具有差模电压输出，所述差模电压输出与压力的变化成比例。因为有两个传感器，因而在模拟前端的输入处有两个差分电压。因此，在508,压力信号与干扰一同从第一传感器作为第一差模电压信号发射至具有第一放大器电路的电路，并且在510，第二传感器将第二差模电压信号发射至第二放大器。在一个实施例中，所述第一放大器和所述第二放大器为两个高速测量放大器，在512，其将来自两个压力换能器的差模输出电压转换为两个单端电压；或者如果放大器为差分放大器，输出能够为差分输出。在这一阶段，两个放大器捕获相似的干扰场，与此同时仅有一个捕获压力信号。在514，通过从第一和第二信号减去干扰分量而消除干扰，所述干扰为第一和第二差模电压信号二者的共模干扰。例如，单端模式电压信号操作性连接于差值放大器。因为测量放大器为差值放大器，在下一阶段，另一测量放大器，例如，取得这两个信号间的差值，这两个信号为[压力信号+噪声J和[噪声J。在另一实施例中，将信号数字化并数字地相减。该方法的一个优势是，其有效地消除在多种应用中的MRI梯度伪影，这些应用使用压阻压力换能器并且不局限于任何特定应用或应用的领域。压力信号因此能够从MR系统的膛孔内部无线地发射。主要的干扰通过法拉第感应定律在压力换能器处感应地耦合，并且被有效地消除。已经参考优选的实施例描述了本发明。他人可以根据阅读和理解之前的详细描述做出修改和变化。旨在将本发明解释为包括所有这样的修改和变化，只要其落入了所附权利要求或其等要件的范围内。
权利要求
1.一种生理状态感测装置(40、40’、40’’)，用于感测患者(4)的生理状态并且将在由磁共振(MR)系统(8)进行的磁共振(MR)扫描过程中生成的干扰(78)的量最小化，所述装置(40)包括 第一、有效传感器(64、64’、64’ ’ )，其被定位用于感测所述生理状态并且经受MR扫描相关的干扰，并且用于输出具有生理状态分量(76)和干扰分量(78)的第一信号(80、80’、80”)； 第二、非有效传感器(70、70’、70’’)，其被定位成紧密邻近于所述的第一传感器(64、64’、64’ ’ )，以经受与所述的第一传感器(64、64’、64’ ’ )基本上相同的MR扫描相关的干扰并且输出具有所述干扰分量(78)的第二信号(82、82’、82’’)；以及 电路(50、84、110、110’、116、116’)，其以相减的方式对所述第一信号(80、80’、80’’)和所述第二信号(82)进行操作以消除所述干扰分量(78)。
2.根据权利要求1所述的装置(40、40’、40’’)，其中，所述的第一传感器(64)包括感测与所述生理状态相关的压力(76)的第一压阻压力换能器，并且所述的第二传感器(70、70’、70’ ’)包括具有与所述第一压阻压力换能器类似的构造的第二压阻压力换能器(42)，所述的第二压力换能器被放置用于经受与所述的第一压阻换能器基本上相同的MR扫描相关的干扰并且不感测所述压力(76)。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的装置(40、40’、40’’)，其中，所述的第一传感器(64、64’、64’ ’)和所述的第二传感器(70、70’、70’ ’)具有类似的构造，并且以共同取向安装到共同基板。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(40、40’、40’’)，还包括 干扰滤波器单元(110、110’、110’’)，其分别电耦合到具有所述的第一传感器(64、64，、64，’)的第一差分输出(80、80’、80’’)的所述第一信号(80、80，、80’’)和具有所述的第二传感器(70、70’、70’’)的第二差分输出(82、82’、82’’)的第二差分信号(82、82’、82，，)，并且从所述第一差分输出(80、80’、80’，)和所述第二差分输出(82、82’、82’，)去除所述干扰分量(78)，并且发射所述压力信号(76)、所述第一差分输出(80、80’、80’ ’ )和所述第二差分输出(82、82’、82’ ’)，每个都具有在其处发射的补充输出信号。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(40、40’、40 ’ ’)，其中，所述电路(110、110 ’、110’’)包括 第一放大器(91、132),其稱合到所述的第一传感器(64、64’、64’ ’ ),并且具有第三输出(112)； 第二放大器(93、134)，其耦合到所述的第二传感器(70、70’、70’’)，并且具有第四输出(114)； 差分放大器(116、116’、116’’)，其将所述第三输出和所述第四输出以相减的方式进行结合以生成压力信号；以及 转换器(124、124’、124’ ’)，其将所述压力信号数字化。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置(40、40’、40’’)，其中，所述的有效传感器(64”)和所述的非有效传感器(70”)中至少一个处于惠斯通电桥中，并且所述装置还包括 有效驱动级(126)，其耦合于所述第一、有效传感器(64”)的参考端子(144)，并且包括高阻抗缓冲器(130)，其耦合于所述的第一传感器(64”)和所述第二非有效传感器(70”)以在每个传感器输出(80”、82’’)处提供高阻抗输出(136)； 电阻平均网络(138)，其对所述高阻抗缓冲器(130)的每个高阻抗输出(136)进行平均并且从其生成平均信号；以及 增益装置(β )，其耦合于反相器(140)，所述反相器(140)使所述平均信号反相并且利用反相的平均信号偏置所述惠斯通电桥。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置(40、40’、40”)，其中，所述生理状态为呼吸状态和功能，所述装置包括 带子或带条(44)，其被配置用于环绕所述患者的腰； 囊(61)，其安装于所述带子(44)以在所述患者的呼吸循环过程中被压缩；以及 所述的第一传感器(64、64’、64’’)，其连接于所述囊以感测其中的压力。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的装置(40、40’、40’’)，其中，所述生理状态为血压状态，并且所述装置还包括 圆顶罩(63)，其被安装成随血压的变化而被压缩；以及 所述的第一传感器(64、64’、64’’)，其连接于所述圆顶罩以感测其中的压力。
9.一种MRI系统,包括 主磁体(10)，其在患者中生成静态磁场； 梯度线圈(20)，其在所述静态磁场上施加或正在施加梯度磁场； 射频线圈(18)，其诱发射频场； 控制器(22)，其控制所述梯度线圈和所述射频线圈以从所述患者采集磁共振信息；以及 根据权利要求1-8中任一项所述的生理状态感测装置(40、40’、40”)。
10.根据权利要求9所述的MRI系统，其中，所述控制器(22)接收所述生理状态感测装置的输出并且控制所述梯度线圈和所述射频线圈以在所述患者的预选的生理状态期间采集磁共振信息。
11.根据权利要求9所述的MRI系统，还包括 重建处理器(26)，其接收所述生理状态感测装置的输出并且重建在一个或多个选定生理状态中的所述患者的图像。
12.一种用于感测患者(4)的生理状态并且将在磁共振(MR)扫描过程中生成的干扰的量最小化的方法(500)，所述方法包括 利用第一、有效传感器(64、64’、64’ ’ )来感测所述生理状态以及MR扫描相关的干扰，并且生成具有生理状态分量(76)和干扰分量(78)的第一信号(80、80’、80’ ’ )； 利用被定位成紧密邻近于所述的第一传感器(64、64’、64”)的第二非有效传感器(70、70’、70’ ’)来经受与所述的第一传感器(64、64’、64”)感测的MR扫描相关的干扰基本上相同的MR扫描相关的干扰，并且生成具有所述干扰分量的第二信号(82)；以及 以相减的方式将所述第一信号和所述第二信号进行结合以消除所述干扰分量(78)并且生成具有所述生理状态分量的信号。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括 彼此紧密邻近地并且以共同取向(72)来安装所述的第一传感器(64)和所述的第二传感器(70)到所述患者，从而使两个传感器感测相同的噪声分量。
14.根据权利要求13和14中任一项所述的方法，其中，感测所述生理状态包括 感测压力的变化。
15.根据权利要求12-14所述的方法，其中，感测的生理状态在预定频率范围中改变，并且所述方法还包括 过滤所述第一信号和所述第二信号以去除在所述预定频率范围之上的频率分量。
16.一种用于操作MRI系统的方法，包括 在患者中生成静态磁场； 将梯度磁场施加于所述静态磁场上； 施加射频场以在所述患者中诱发磁共振； 从所述患者采集磁共振信息；以及 利用根据权利要求12-15中任一项所述的方法感测所述患者的生理状态。
17.根据权利要求16所述的MRI方法，还包括 使用所述生理状态分量来对施加所述梯度磁场和所述射频场进行控制，从而仅当所述患者具有选定生理状态时采集所述磁共振信息。
18.根据权利要求16所述的MRI方法，还包括 将采集的磁共振信息重建为图像；以及 使用所述生理状态分量来控制所述重建，从而从所述患者具有一个或多个选定生理状态时的磁共振信息重建所述图像。
19.一种压力感测装置(40)，用于感测压力信号(76)并且将在具有膛孔的磁共振(MR)系统(8)中在磁共振(MR)扫描过程中生成的干扰(78)的量最小化，所述压力感测装置(40)包括 第一有效压阻传感器(64)，其被定位成接近于所述MR系统(8)的膛孔，并且被配置用于感测压力刺激以得到在其处生成的所述压力信号(76)并且感测生成的干扰(78)的量，所述第一有效压阻传感器包括第一差分输出(80)； 第二非有效传感器(70)，其邻近于并且电磁地耦合于所述的第一传感器(64)，其被配置用于仅感测生成的所述干扰(78)的量，所述第二非有效传感器包括第二差分输出(82)；以及 干扰滤波器单元(110)，其分别电耦合于所述的第一传感器(64)的所述第一差分输出(80)和所述的第二传感器(70)的所述第二差分输出(82)，并且被配置用于以相减的方式从所述第一差分输出(80)和所述第二差分输出(82)消除所述干扰(78)的量；以及 发射器装置(68 )，其耦合于所述干扰滤波器单元(110)并且被配置用于无线地发射所述压力信号(76)。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述的第一传感器(64)和所述的第二传感器(70)分别包括位于所述膛孔内部并且在相同方向(72)和相同轴(74)上彼此邻近的压力换能器，从而使所述的第一传感器(64)和所述的第二传感器(70)暴露于所述干扰(78)的量，所述干扰(78)的量包括在每个传感器处基本上相等的幅度和相位，并且所述压力换能器被配置用于侵入式地感测对侵入式压力监测装置的压力刺激，其中，所述的第一传感器(64)包括惠斯通电桥电路，所述惠斯通电桥电路被配置用于输出差模信号(80)，所述差模信号(80)与 压力(76)的变化成比例。
全文摘要
本发明的设备和方法提供了一种生理状态感测装置(40)以用于感测患者(4)的生理状态并且用于将在磁共振(MR)扫描过程中由磁共振(MR)系统(8)生成的干扰(78)的量最小化。所述装置(40)包括第一、有效传感器(64)，所述第一、有效传感器(64)被定位用于感测生理状态和经受MR扫描相关的干扰，并且用于生成具有生理状态分量(76)和干扰分量(78)的第一信号(80)。第二非有效传感器(70)被定位在与所述第一传感器(64)紧密邻近的位置，所述第二非有效传感器(70)用于经受与所述第一传感器(64)基本上相同的MR扫描相关的干扰(78)，并且生成仅具有所述干扰分量(78)的第二信号(82)。电路或处理器(56、84、110、116)将所述第一信号(80)与所述第二信号(82)以相减的方式结合以消除所述干扰分量(78)。
文档编号G01R33/567GK103026252SQ201180036055
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月12日 优先权日2010年7月23日
发明者E·M·雷伊, H·J·凯茨 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司