用于mr檢查的裝置和方法以及溫度控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于受檢者（S）的磁共振（MR）檢查的裝置（1），包括：檢查區(qū)域（3），其用于在MR檢查期間容納所述受檢者（S）；射頻系統(tǒng)（5），其用于在所述MR檢查期間將射頻（RF）信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到所述檢查區(qū)域（3）中；以及溫度控制系統(tǒng)（6），其用于在所述檢查期間控制所述檢查區(qū)域（3）中的所述受檢者（S）的溫度。所述溫度控制系統(tǒng)（6）被配置為主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述受檢者（S）的環(huán)境，并由此基于所述受檢者（S）在所述MR檢查期間的檢測(cè)溫度和/或預(yù)期溫度來控制或調(diào)節(jié)所述受檢者（S）的溫度或熱舒適度。本發(fā)明還提供一種在受檢者（S）進(jìn)行的檢查期間在MR裝置（1）中控制所述受檢者（S）的熱舒適度的方法，包括以下步驟：在MR檢查期間估計(jì)和/或檢測(cè)所述受檢者（S）的溫度，并且基于所述受檢者（S）在所述MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述受檢者（S）的環(huán)境。
【專利說明】用于MR檢查的裝置和方法以及溫度控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振(MR)領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于受檢者，特別是人類的磁共振(MR)檢查的裝置和方法，并且涉及用于MR裝置的溫度控制系統(tǒng)和方法設(shè)，并且涉及用于實(shí)施本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振(MR)裝置，尤其是磁共振成像(MRI)裝置，已經(jīng)成為進(jìn)行個(gè)體檢查以分析并評(píng)估不同狀況的整體范圍的重要工具。然而，MR裝置的一個(gè)后果是受檢者通常在檢查期間被暴露于顯著大量的射頻(RF)能量。因此，經(jīng)受利用MR裝置進(jìn)行的檢查的個(gè)體對(duì)RF能量的比吸收率是各個(gè)國(guó)家嚴(yán)格管控的主題。
[0003]然而，一些MRI掃描協(xié)議仍然向被檢查個(gè)體的身體施加大量的RF能量。因?yàn)閭€(gè)體常常在MR檢查期間被床或臺(tái)上的線圈陣列圍繞或包圍，這些能夠作為熱絕緣體并影響所生成的任何熱量的消散。作為一個(gè)范例，當(dāng)人的代謝產(chǎn)熱通常是大約100W時(shí)，在利用常規(guī)MRI裝置進(jìn)行的檢查期間對(duì)個(gè)體所施加的RF能量能夠很容易地在200W至300W的范圍內(nèi)。因此，該RF能量會(huì)為個(gè)體產(chǎn)生額外的熱負(fù)荷，并能夠?qū)е鲁龊埂⒉贿m、身體核心溫度增加，也可能對(duì)要應(yīng)用的MRI掃描協(xié)議施加限制。
[0004]已經(jīng)做出一些嘗試以解決受檢者在MR檢查期間的加熱。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公開US2010/0253338A1旨在解決具有金屬植入物(例如假體和心臟起搏器)的個(gè)體中的SAR問題。在這種情況下，RF線圈的特定設(shè)計(jì)與對(duì)RF信號(hào)發(fā)射的控制或定制進(jìn)行組合，以使金屬植入物的RF加熱最小化。然而，該系統(tǒng)沒有解決在沒有植入物的情況下更一般的出汗和不適問題。盡管提供一種空調(diào)臨床處置室進(jìn)行MR檢查是已知的，這本身并未解決個(gè)體在MR檢查期間的局部加熱和不適感的問題。因此，仍然需要對(duì)解決上文所討論的加熱問題的改進(jìn)并提高M(jìn)R檢查的舒適度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供用于受檢者(例如人類)的磁共振(MR)檢查的新型改進(jìn)的裝置和方法，其解決上面所討論的已知的MR裝置的缺點(diǎn)和局限性。
[0006]為此，本發(fā)明提供一種如權(quán)利要求1所述的用于對(duì)受檢者進(jìn)行磁共振檢查的裝置以及如權(quán)利要求8所述的對(duì)受檢者進(jìn)行磁共振檢查的方法。此外，本發(fā)明提供一種如權(quán)利要求9所述的在磁共振檢查中控制受檢者的環(huán)境并由此控制受檢者的熱舒適度或溫度的方法，以及如權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。優(yōu)選特征在從屬權(quán)利要求中記載。
[0007]因此，根據(jù)一個(gè)方面，提供一種用于受檢者的磁共振(MR)檢查的裝置，包括:用于在MR檢查期間容納受檢者的檢查區(qū)域，用于在MR檢查期間將射頻(RF)信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到檢查區(qū)域中的射頻系統(tǒng)，以及用于在檢查期間控制檢查區(qū)域中的受檢者的環(huán)境并由此控制受檢者的熱舒適度的溫度控制系統(tǒng)。該溫度控制系統(tǒng)被配置為基于受檢者在MR檢查期間的檢測(cè)溫度和/或預(yù)期溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境。期望地，該溫度控制系統(tǒng)被配置為貫穿整個(gè)MR檢查的持續(xù)時(shí)間或在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境并由此控制或調(diào)節(jié)受檢者的熱舒適度或溫度。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該溫度控制系統(tǒng)包括:至少一個(gè)冷卻設(shè)備，其用于生成對(duì)容納在檢查區(qū)域中的受檢者的冷卻效應(yīng)；以及控制單元，其被配置為在MR檢查期間基于受檢者在MR檢查期間的檢測(cè)溫度和/或預(yù)期溫度來調(diào)節(jié)至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作，并由此調(diào)節(jié)冷卻效應(yīng)。所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備優(yōu)選適于經(jīng)由與受檢者熱接觸的傳熱介質(zhì)生成對(duì)受檢者的冷卻效應(yīng)。因此，所述控制單元優(yōu)選被配置為基于受檢者在MR檢查期間的檢測(cè)溫度和/或預(yù)期溫度來修改或調(diào)整傳熱介質(zhì)的溫度和/或流率。
[0009]對(duì)于現(xiàn)有的MR裝置，檢查室中的環(huán)境溫度往往被設(shè)定得非常低，以抵消人類受檢者或個(gè)體在檢查期間的任何加熱，因此其導(dǎo)致個(gè)體感到寒冷和不舒服，而且往往導(dǎo)致需要提供毯子。另一方面，毯子不僅使實(shí)施MR檢查的技術(shù)人員的工作流程復(fù)雜化，而且當(dāng)檢查期間需要防止加熱和出汗時(shí)是適得其反的。本發(fā)明因此能夠在MR檢查期間提供改進(jìn)的溫度控制。在檢查開始時(shí)，例如，個(gè)體的溫度應(yīng)該為舒適的，幾乎無需冷卻。然而，在檢查期間，施加到個(gè)體上的RF能量增加。因此，該溫度控制系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作，由此將冷卻效應(yīng)調(diào)適到個(gè)體所經(jīng)歷的加熱。這樣就能夠防止受檢者感覺寒冷，尤其是在檢查開始時(shí)，也避免了檢查期間過熱或出汗的不期望感覺。進(jìn)行MR檢查的技術(shù)人員的工作流程也能夠被改善，因?yàn)椴恍枰峁┗蛉コ鹤印?br> [0010]在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)冷卻設(shè)備包括空氣流生成器，例如風(fēng)扇或通風(fēng)設(shè)備，其用于在MR檢查期間生成流過檢查區(qū)域中的受檢者的氣流。該空氣流生成器可以被布置在該裝置的不同位置處，以引導(dǎo)空氣在受檢者處的流動(dòng)。例如，該空氣流生成器可以被定位以生成(a)通過受檢者所在的平臺(tái)或支撐物的空氣流；(b)來自檢查區(qū)域的一側(cè)或較低部分的空氣流；或者(C)來自裝置的線圈的空氣流，例如來自受檢者的頭部上方或周圍，其具有非常大的冷卻能力，并可以極大地影響舒適的感覺。因此，所述控制單元可以主動(dòng)調(diào)節(jié)或控制來自空氣流生成器的空氣的溫度和/或流率，以調(diào)節(jié)由該空氣流生成的冷卻效應(yīng)。注意，該空氣流被引導(dǎo)以冷卻暴露于來自由磁共振檢查裝置發(fā)射的RF場(chǎng)所沉積的SAR的熱能的受檢者或個(gè)體。如下面更詳細(xì)討論的，可以基于當(dāng)前MR信號(hào)采集序列的預(yù)期SAR或基于從受檢者檢測(cè)的實(shí)際SAR來調(diào)整該空氣流。
[0011]在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)冷卻設(shè)備包括含有傳熱介質(zhì)的冷卻墊。傳熱介質(zhì)優(yōu)選是液體，如油、水、D2O或凝膠，并且冷卻墊可以設(shè)計(jì)成使得傳熱液體流經(jīng)該墊，例如，從該墊的入口連續(xù)流動(dòng)到其出口。因此，傳熱液體可以從儲(chǔ)存器供應(yīng)并通過已知手段(例如泵)傳送穿過冷卻墊。因此，控制單元可以主動(dòng)調(diào)節(jié)或控制冷卻墊中的傳熱液體的溫度和/或流率來調(diào)整由該墊生成的冷卻效應(yīng)。
[0012]期望地，冷卻墊被配置為在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)接觸或應(yīng)用于受檢者。冷卻墊應(yīng)該盡可能好地適應(yīng)身體表面，以便提供最佳的熱傳導(dǎo)界面。因此，冷卻墊優(yōu)選被配置成至少部分地環(huán)繞、包圍或覆蓋受檢者的一部分。這能夠通過為冷卻墊提供具有軟質(zhì)材料成分且用所述傳熱介質(zhì)填充或膨脹的相對(duì)平坦的柔性結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用冷卻墊的可到達(dá)且不突出但仍非常有效的地方是個(gè)體的小腿或大腿區(qū)，其通常在RF信號(hào)的視場(chǎng)之外，并且個(gè)體中的血流將RF熱負(fù)荷生成的熱輸送到冷卻墊。該冷卻墊或者可以被設(shè)計(jì)成適應(yīng)前臂或頭部(以其龐大的冷卻能力以及對(duì)舒適感覺的影響著稱)，或者能夠被設(shè)計(jì)成更加普遍地適應(yīng)多于一個(gè)身體區(qū)域。冷卻墊也能夠被合并在檢查區(qū)域中，使得受檢者在檢查區(qū)域中的定位會(huì)自動(dòng)使受檢者與冷卻墊接觸。這也將簡(jiǎn)化進(jìn)行檢查的技術(shù)人員的工作流程，因?yàn)樗麄兛梢圆恍枰獙⒗鋮s墊應(yīng)用于受檢者。在這方面，冷卻墊能夠被集成在受檢者所躺的檢查臺(tái)中，或者能夠與受檢者周圍的線圈陣列集成在一起。
[0013]在優(yōu)選實(shí)施例中，受檢者在MR檢查期間的“預(yù)期”溫度可以使用MR檢查的模型或仿真來預(yù)測(cè)或估計(jì)，并且更具體地使用檢查期間沉積的RF能量和/或經(jīng)歷檢查的受檢者對(duì)RF能量的比吸收率(SAR)(即全局和/或局部SAR)的模型或仿真來預(yù)測(cè)或估計(jì)。在這方面，其能夠尤其有用于對(duì)局部SAR的建模，尤其是在預(yù)期最多加熱的那些區(qū)域中，即在受檢者肢端中和/或在受檢者的皮膚中。備選地或額外地，該模型也可以評(píng)估受檢者的CEM43值(即在43攝氏度下的累積等效分鐘數(shù))。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)能夠估計(jì)在整個(gè)檢查中或在檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)生成的受檢者的預(yù)期RF熱負(fù)荷，之后基于該估計(jì)主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的溫度。在此方面，溫度控制系統(tǒng)優(yōu)選包括基于關(guān)于受檢者的信息(例如受檢者的尺寸、體重、年齡和/或熱調(diào)節(jié)能力(如穿著))來執(zhí)行估計(jì)以確定受檢者的預(yù)期RF熱負(fù)荷以及相關(guān)的溫度上升的軟件，并且能夠調(diào)整(一個(gè)或多個(gè))冷卻設(shè)備的操作以相應(yīng)地調(diào)整冷卻效應(yīng)。使用(每單位時(shí)間)施加的或沉積的能量的模型，并且考慮受檢者的熱調(diào)節(jié)能力(例如，經(jīng)由受檢者的一般模型或基于特定的實(shí)際數(shù)據(jù)輸入)，能夠估計(jì)并相應(yīng)地調(diào)整所要求的冷卻能力。備選地或額外地，如下面更詳細(xì)地解釋，能夠通過檢測(cè)并監(jiān)測(cè)受檢者在整個(gè)MR檢查中的溫度來確定施加到受檢者的實(shí)際RF能量，并能夠相應(yīng)地調(diào)整冷卻能力。
[0014]在優(yōu)選實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)包括至少一個(gè)檢測(cè)器，所述至少一個(gè)檢測(cè)器用于檢測(cè)受檢者在MR檢查期間的溫度，尤其是在檢查區(qū)域中或鄰近檢查區(qū)域的那些受檢者部分。因此，受檢者的在MR檢查期間的“檢測(cè)”溫度是由(一個(gè)或多個(gè))檢測(cè)器檢測(cè)或確定的溫度。在超過一個(gè)檢測(cè)器在任何給定時(shí)間檢測(cè)或確定超過一個(gè)溫度的情況下，這些值中的最高者可以被認(rèn)為是最關(guān)鍵的或決定性的。該檢測(cè)器可以包括采用MRI的測(cè)溫掃描，其用于MR檢查期間的RF加熱的溫度繪制。優(yōu)選地，該檢測(cè)器包括至少一個(gè)溫度傳感器，例如MRI兼容的局部溫度傳感器。每個(gè)溫度傳感器可以是被配置為應(yīng)用于檢查區(qū)域中的受檢者或個(gè)體的單獨(dú)設(shè)備，或者其本身可以被集成在檢查區(qū)域中；例如，集成在支撐臺(tái)的表面或線圈陣列中。同樣，其能夠尤其有用于監(jiān)控或檢測(cè)在預(yù)期最多加熱的那些區(qū)域(即在受檢者的肢端處和/或受檢者的皮膚表面處)中的受檢者的溫度。
[0015]溫度控制系統(tǒng)(特別是控制單元)期望地被配置為調(diào)節(jié)至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作，以在受檢者的檢測(cè)溫度超過一個(gè)或多個(gè)預(yù)定閾值的情況下增加其生成的冷卻效應(yīng)。在此方面，溫度控制系統(tǒng)可以具有針對(duì)檢測(cè)溫度的一系列例如具有l(wèi)°c間隔的預(yù)定閾值，其中的每個(gè)閾值導(dǎo)致對(duì)(一個(gè)或多個(gè))冷卻設(shè)備的操作的各自調(diào)整。溫度控制系統(tǒng)(特別是控制單元)還優(yōu)選被配置為調(diào)整(一個(gè)或多個(gè))冷卻設(shè)備的操作，以在受檢者的檢測(cè)溫度低于一個(gè)或多個(gè)預(yù)定閾值的情況下相應(yīng)地降低所生成的冷卻效應(yīng)。因此，局部表面溫度和溫度梯度的自動(dòng)測(cè)量為使用反饋回路的調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供輸入。即，受檢者的檢測(cè)溫度或預(yù)期溫度在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被周期性地采樣，并且至少一個(gè)冷卻設(shè)備相應(yīng)地由控制單元周期性地調(diào)整。優(yōu)選地，所述控制單元提供了可編程和預(yù)設(shè)的可變梯度溫度選擇(例如在冷卻和加熱模式兩者中)，其允許快速或逐步的受檢者溫度管理。這使得能夠在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)(例如在20-25 0C的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在22-23 °C的范圍內(nèi))對(duì)所述裝置的檢查區(qū)域中的人的溫度或熱舒適度進(jìn)行主動(dòng)且更準(zhǔn)確的控制。在這方面，應(yīng)注意，受檢者的皮膚表面處的溫度通常與所經(jīng)歷的熱舒適度的程度高度相關(guān)。因此，本發(fā)明既增加了被檢查的個(gè)體的舒適度，又避免了繁瑣的對(duì)毯子的提供和去除。
[0016]根據(jù)另一個(gè)方面，提供一種溫度控制系統(tǒng)，以用于在磁共振檢查期間控制受檢者的環(huán)境并由此控制受檢者的熱舒適度，其中，該溫度控制系統(tǒng)被配置為基于受檢者在MR檢查期間的檢測(cè)溫度和/或預(yù)期溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境并由此控制或調(diào)節(jié)受檢者的溫度。該溫度控制系統(tǒng)優(yōu)選被配置為貫穿整個(gè)MR檢查的持續(xù)時(shí)間或在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境并由此控制或調(diào)節(jié)受檢者的溫度。此外，上面討論的優(yōu)選實(shí)施例中的溫度控制系統(tǒng)的各種特征也同樣適用于該方面，并且出于經(jīng)濟(jì)原因在此不再重復(fù)。因此，獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)可以作為可穿戴的(例如纏繞的，任選為一次性的)冷卻墊系統(tǒng)。
[0017]根據(jù)另一方面，提供一種對(duì)受檢者進(jìn)行磁共振檢查的方法，包括以下步驟:將受檢者容納在用于受檢者的MR檢查的磁共振裝置的檢查區(qū)域中；在MR檢查期間將射頻(RF)信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到檢查區(qū)域中；估計(jì)和/或檢測(cè)受檢者在MR檢查期間的溫度；并基于受檢者在MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境并由控制或調(diào)節(jié)受檢者的熱舒適度。
[0018]根據(jù)又一方面，提供一種用于在受檢者的磁共振(MR)檢查期間在MR裝置中控制受檢者的環(huán)境并由此控制受檢者的溫度或熱舒適度的方法，該MR裝置具有用于容納受檢者的檢查區(qū)域以及用于在MR檢查期間將射頻(RF)信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到檢查區(qū)域中的射頻系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟:估計(jì)和/或檢測(cè)受檢者在MR檢查期間的溫度；并且基于受檢者在MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境并由此控制或調(diào)節(jié)受檢者的溫度或熱舒適度。
[0019]應(yīng)理解，上述方法不涉及經(jīng)歷MR檢查的受檢者或個(gè)體的任何治療或手術(shù)處置，并且這些方法本質(zhì)上也不是診斷性的。具體而言，盡管MR檢查能夠采集在一些情況下可能有助于受檢者的整體臨床情形的數(shù)據(jù)，但MR檢查本身不具有診斷特征。此外，應(yīng)注意，不是所有的上述方法中的步驟都需要與受檢者或個(gè)體相互作用。
[0020]在上述方法的優(yōu)選實(shí)施例中，估計(jì)和/或檢測(cè)受檢者的溫度的步驟在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)間隔地重復(fù)執(zhí)行，并且主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境的步驟是迭代的并基于最新的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度。以這種方式，可以在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)獲得受檢者的一系列估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度，使得基于每個(gè)新的估計(jì)溫度或檢測(cè)溫度迭代或“更新”對(duì)受檢者的環(huán)境的主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)。在所述方法和裝置的實(shí)施例提供了受檢者在特定時(shí)間點(diǎn)的估計(jì)溫度和檢測(cè)溫度兩者的情況下，檢測(cè)溫度將通常被視為是決定性的或關(guān)鍵溫度，基于該溫度進(jìn)行主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的溫度的步驟。然而，優(yōu)選地，本發(fā)明的方法涉及估計(jì)溫度與檢測(cè)溫度之間的重復(fù)比較以識(shí)別顯著的差異或異常，從而確保執(zhí)行MR檢查的裝置的正常工作以及個(gè)體的安全性。
[0021]在優(yōu)選實(shí)施例中，該MR裝置包括用于生成對(duì)容納在檢查區(qū)域中的受檢者的冷卻效應(yīng)的至少一個(gè)冷卻設(shè)備，并且主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)受檢者的環(huán)境中的步驟包括:基于受檢者在檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度以在MR檢查期間調(diào)整至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作。
[0022]在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)冷卻設(shè)備適于經(jīng)由傳熱介質(zhì)生成對(duì)受檢者的冷卻效應(yīng)，并且調(diào)整至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作的步驟包括:基于受檢者在MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度來調(diào)整傳熱介質(zhì)的溫度和/或流率。
[0023]在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)冷卻設(shè)備包括空氣流生成器，所述空氣流生成器用于生成流過檢查區(qū)域中的受檢者的空氣流，其中，調(diào)整至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作的步驟包括:基于受檢者在MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度來調(diào)整來自空氣流生成器的空氣的流率。
[0024]在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)冷卻設(shè)備包括含有傳熱液體的冷卻墊，并且調(diào)整至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作的步驟包括:基于受檢者在MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度來調(diào)整冷卻墊中的傳熱液體的溫度和/或流率。優(yōu)選地，該方法包括:將冷卻墊應(yīng)用于進(jìn)行MR檢查的受檢者，使得冷卻墊至少部分地圍繞、包圍或覆蓋受檢者的一部分。
[0025]在優(yōu)選實(shí)施例中，估計(jì)受檢者在MR檢查期間的溫度的步驟包括:使用MR檢查協(xié)議的模型或仿真，并且更具體地使用檢查期間沉積的RF能量和/或經(jīng)歷檢查的受檢者對(duì)能量的比吸收率(SAR)(即全局和/或局部SAR)的模型或仿真來估計(jì)施加到受檢者的熱負(fù)荷。在這方面，其能夠尤其有用于對(duì)局部SAR的建模，尤其是在預(yù)期最多加熱的那些區(qū)域中，SP在受檢者肢端中和/或在受檢者的皮膚中。備選地或額外地，該模型也可以評(píng)估受檢者的CEM43值(即在43攝氏度下的累積等效分鐘數(shù))。通過使用(每單位時(shí)間)施加的或沉積的能量的模型以及個(gè)體的熱調(diào)節(jié)能力(例如，使用個(gè)體或特定解剖數(shù)據(jù)的一般模型)，能夠估計(jì)并相應(yīng)地調(diào)整所要求的冷卻能力。
[0026]在優(yōu)選實(shí)施例中，檢測(cè)受檢者在MR檢查期間的溫度的步驟包括以下至少一個(gè):進(jìn)行用于MR檢查期間的RF加熱的溫度繪制的測(cè)溫MR掃描。
[0027]在優(yōu)選實(shí)施例中，檢測(cè)受檢者在MR檢查期間的溫度的步驟包括:經(jīng)由施加到受檢者和/或集成在檢查區(qū)域中(例如集成在床表面中或表面線圈中)的溫度傳感器來感測(cè)受檢者(即個(gè)體)的溫度。
[0028]在優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)整至少一個(gè)冷卻設(shè)備的操作的步驟包括:當(dāng)受檢者的檢測(cè)溫度超過一個(gè)或多個(gè)預(yù)定閾值時(shí)增強(qiáng)冷卻效應(yīng)。如上所述，可以針對(duì)檢測(cè)溫度提供一系列的預(yù)定閾值，例如具有特定的間隔，其中的每個(gè)閾值導(dǎo)致對(duì)冷卻設(shè)備的操作的各自調(diào)整。
[0029]根據(jù)再一個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其可以包括或被提供有在其上存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被加載到數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，并且包括軟件代碼部分，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述軟件代碼部分用于執(zhí)行如上所述的在MR檢查期間控制受檢者的溫度的方法。
[0030]通過由本發(fā)明預(yù)見的溫度控制系統(tǒng)和方法，特別是如上所述采用主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)冷卻設(shè)備，個(gè)體的熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)得到支持，并且對(duì)于高SAR MR掃描，其舒適度可以顯著改善。因此，較大的全局SAR值也可以是允許的，這進(jìn)而具有提高M(jìn)R圖像質(zhì)量和/或加快MR檢查程序的潛力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]本發(fā)明的這些和其他方面將從下文描述的實(shí)施例變得顯而易見，并參考下文描述的實(shí)施例得以闡述。在附圖中:
[0032]圖1示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的用于受檢者的MR檢查的裝置和方法的示意性表示；并且
[0033]圖2示出了示意性圖示了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的用于在MR檢查期間控制受檢者的溫度的溫度控制系統(tǒng)的輸入和輸出的圖。
[0034]附圖標(biāo)記列表
[0035]IMRI 裝置
[0036]2用于受檢者的平臺(tái)支撐物
[0037]3MR檢查區(qū)域
[0038]4MR生成單元的外殼
[0039]5射頻系統(tǒng)
[0040]6溫度控制系統(tǒng)
[0041]7第一冷卻設(shè)備或 風(fēng)扇
[0042]8第二冷卻設(shè)備
[0043]9作為套囊或套筒的冷卻墊
[0044]10供給線
[0045]11返回線
[0046]12控制單元
[0047]13與風(fēng)扇的連接線
[0048]14處理器存儲(chǔ)器
[0049]15與MR生成單元的連接線
[0050]16溫度傳感器
[0051]17與溫度傳感器的連接線
[0052]S受檢者或個(gè)體
【具體實(shí)施方式】
[0053]首先參考附圖中的圖1，其示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的用于受檢者S (在這種情況下為人類受檢者或個(gè)體)的磁共振(MR)檢查的超高場(chǎng)磁共振成像(MRI)裝置I。個(gè)體S以水平姿勢(shì)躺在裝置I的平臺(tái)2上，該個(gè)體身體的將要檢查或成像的部分(即軀干)被容納在由形成在裝置I的殼體4中的圓柱形腔所形成的檢查區(qū)域或空間3中。如本領(lǐng)域中已知，MRI裝置I包括一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)力磁體、梯度線圈以及具有用于在MR檢查期間沿箭頭A的方向?qū)F信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到圓柱形檢查區(qū)域3中的RF線圈的射頻(RF)系統(tǒng)5，所有這些部件形成MR生成單元并且被方便地容納在殼體4內(nèi)。形成檢查區(qū)域3的在殼體4中的圓柱形腔被選定尺寸，使得個(gè)體或受檢者S的身體非常接近所述腔的側(cè)面或壁，從而僅提供非常受限的進(jìn)入。
[0054]本實(shí)施例的MRI裝置I還包括用于在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)控制在檢查區(qū)域3中的受檢者S的環(huán)境并由此控制受檢者S的溫度或熱舒適度的溫度控制系統(tǒng)6。溫度控制系統(tǒng)6包括兩種不同的冷卻設(shè)備7、8，以用于在MR檢查期間冷卻個(gè)體S以抵消由來自射頻系統(tǒng)5的RF信號(hào)或場(chǎng)施加到檢查區(qū)域3中的個(gè)體身體上的熱負(fù)荷。第一冷卻設(shè)備7是風(fēng)扇或通風(fēng)設(shè)備，其具有用于生成穿過個(gè)體S周圍的圓柱形腔3的強(qiáng)制空氣流的環(huán)形配置。然而，作為替代，風(fēng)扇或通風(fēng)設(shè)備7能夠引導(dǎo)冷卻的空氣流通過檢查區(qū)域3外部的受檢者頭部。第二冷卻設(shè)備8包括柔性套筒或套囊形式的冷卻墊9，其被設(shè)計(jì)成纏繞受檢者S的一條或兩條小腿。墊狀的套筒或套囊9填充有作為傳熱介質(zhì)的液體。第二冷卻設(shè)備8還包括用于從儲(chǔ)存器向套筒或套囊9供給傳熱液體的供給線10以及使傳熱液體從套囊9返回到儲(chǔ)存器的返回線11。
[0055]此外，裝置I的溫度控制系統(tǒng)6包括控制單元12，控制單元12包括計(jì)算機(jī)處理器，控制單元12被配置為在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)周期性地調(diào)整兩個(gè)冷卻設(shè)備7、8的操作(由此調(diào)節(jié)它們所生成的對(duì)受檢者S的身體的冷卻效應(yīng))，該調(diào)整依賴于預(yù)測(cè)或預(yù)期受檢者S在MR檢查期間從射頻系統(tǒng)5的RF場(chǎng)接收的熱負(fù)荷并且依賴于實(shí)際檢測(cè)的個(gè)體已經(jīng)在MR檢查期間從射頻系統(tǒng)5接收的熱負(fù)荷?？刂茊卧?2因此操作性地經(jīng)由線路13與第一冷卻設(shè)備7連接，并且還操作性地經(jīng)由線路10、11和泵(未示出)與第二冷卻設(shè)備8連接。
[0056]存儲(chǔ)在控制單元12的處理器存儲(chǔ)器14中的是投射到檢查區(qū)域3中的RF能量和裝置I執(zhí)行的每種類型MR檢查的RF能量的比吸收率(SAR)的仿真或模型。此外，描述受檢者S的關(guān)鍵特性(利如體重、年齡和穿著)的參數(shù)能夠被輸入到控制單元12中作為要在SAR仿真或模型中考慮的輸入。使用特定MR檢查的仿真和模型，控制單元12之后能夠估計(jì)或預(yù)測(cè)檢查區(qū)域3中的受檢者S的身體在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)預(yù)期經(jīng)受的RF能量負(fù)荷以及因此的加熱或溫度。以這種方式，即使在受檢者S在裝置I中的檢查開始之前，溫度控制系統(tǒng)6也能夠確定或預(yù)測(cè)受檢者S的預(yù)期的加熱或溫度。這在檢查開始時(shí)(例如在第一分鐘內(nèi))能夠是特別有幫助的。
[0057]該裝置I的溫度控制系統(tǒng)6還具有用于在MR檢查期間檢測(cè)檢查區(qū)域3中的受檢者S的身體的實(shí)際溫度的兩個(gè)器件。其中之一經(jīng)由測(cè)溫MR掃描以經(jīng)由裝置I的殼體4中的MRI部件執(zhí)行MR檢查期間的RF加熱的溫度繪制，所述MRI部件經(jīng)由線路15操作性地連接到控制單元12。檢測(cè)個(gè)體身體的實(shí)際溫度的第二器件是經(jīng)由溫度傳感器16實(shí)現(xiàn)的，溫度傳感器16被應(yīng)用到檢查區(qū)域3中的個(gè)體S的身體并且經(jīng)由線路17與控制單元12連接。(應(yīng)注意，每條“線路”13、15、17操作性地連接到控制單元12僅表示電磁連接的通道。這可以任選是物理有線或線纜連接，或者其可以是無線的)。因而，借助于溫度檢測(cè)器4、5、15和
16、17，溫度控制系統(tǒng)6還能夠在MR檢查期間檢測(cè)在圓柱形腔3中的個(gè)體S的身體的實(shí)際溫度。通過周期性地采樣由溫度檢測(cè)器4、5、15和16、17檢測(cè)的數(shù)值或讀數(shù)，也能夠檢測(cè)出在MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)的實(shí)際溫度。
[0058]因此，在MR檢查過程中，控制系統(tǒng)6的控制單元12被配置為當(dāng)受檢者S的預(yù)期溫度或檢測(cè)溫度在MR檢查期間超過特定閾值時(shí)增強(qiáng)第一冷卻設(shè)備7和第二冷卻設(shè)備8之一或兩者的操作。溫度控制系統(tǒng)6的以下操作情形僅以舉例方式闡述，并且應(yīng)該理解，冷卻設(shè)備7、8的具體冷卻方案能夠根據(jù)需要適當(dāng)改變。因此，例如:環(huán)形風(fēng)扇或通風(fēng)設(shè)備7可能會(huì)在MR檢查開始時(shí)關(guān)閉，但是如果30秒后受檢者S的預(yù)期溫度比特定閾值高例如1°C，則風(fēng)扇7可以在30秒后由控制單元12打開以啟動(dòng)受檢者身體上方的輕柔的強(qiáng)制空氣流。此夕卜，如果I分鐘后受檢者S的預(yù)期溫度比閾值高例如2°C，則控制單元12能夠在I分鐘后調(diào)整風(fēng)扇7以增加風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。類似地，如果由傳感器16確定的受檢者S的檢測(cè)溫度比閾值高例如3°C，則控制單元12能夠進(jìn)行操作以利用冷卻液來填充第二冷卻設(shè)備8的套囊或套筒9以冷卻個(gè)體的小腿并任選地進(jìn)一步增加風(fēng)扇7的轉(zhuǎn)速。如果是這樣，由于風(fēng)扇7和墊狀套囊9對(duì)個(gè)體S的增強(qiáng)的冷卻效應(yīng)，個(gè)體S的檢測(cè)溫度被充分降低，即低于閾值，則控制單元12能夠再次調(diào)整第一冷卻設(shè)備7和第二冷卻設(shè)備8的操作，但這次是為了降低冷卻效應(yīng)；例如通過降低或關(guān)閉風(fēng)扇7和/或通過阻止冷卻液流向套囊9。
[0059]為了保證溫度控制系統(tǒng)6的正常工作以及在MR檢查期間的個(gè)體S的安全性，預(yù)期溫度能夠周期性地與檢測(cè)溫度進(jìn)行比較，并且如果發(fā)生顯著的差異，則能夠自動(dòng)告知正進(jìn)行檢查的技術(shù)人員。
[0060]現(xiàn)在參考附圖中的圖2，其示出裝置I的溫度控制系統(tǒng)6的操作部件以及與控制單元12的連接和關(guān)系的示意圖。在圖2中，相同的附圖標(biāo)記已被用于指代對(duì)應(yīng)于上面在圖1中描述的那些的部件。
[0061]盡管已經(jīng)在附圖和前面的說明書中詳細(xì)說明并描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述被認(rèn)為是說明性或示例性的，而不是限制性的。因此，本發(fā)明并不局限于所公開的實(shí)施例。通過研究附圖、說明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施所要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)可以理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他特征、元件或步驟，并且量詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施被并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求書中的任何附圖標(biāo)記不得被解釋為對(duì)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于受檢者(S)的磁共振(MR)檢查的裝置(I )，包括: 檢查區(qū)域(3 )，其用于在所述MR檢查期間容納所述受檢者(S ); 射頻系統(tǒng)(5)，其用于在所述MR檢查期間將射頻(RF)信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到所述檢查區(qū)域(3)中;以及 溫度控制系統(tǒng)(6)，其用于在所述檢查期間控制所述檢查區(qū)域(3)中容納的所述受檢者(S)的熱舒適度， 其中，所述溫度控制系統(tǒng) (6)被配置為基于所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的檢測(cè)溫度和/或預(yù)期溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述受檢者(S)的環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(1)，其中，所述溫度控制系統(tǒng)(6)包括: 至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)，其用于生成對(duì)所述檢查區(qū)域(3)中容納的所述受檢者(S)的冷卻效應(yīng)，以及 控制單元(12)，其被配置為基于所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的所述檢測(cè)溫度和/或所述預(yù)期溫度來調(diào)整所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(I)，其中，所述溫度控制系統(tǒng)(6)包括: 至少一個(gè)檢測(cè)器(16)，其用于在所述MR檢查期間檢測(cè)所述受檢者(S)的在所述檢查區(qū)域(3)中或鄰近所述檢查區(qū)域(3)的至少一部分的溫度， 其中，所述控制單元(12)被配置為調(diào)整所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)的操作以在所述受檢者(S)的所述檢測(cè)溫度超過一個(gè)或多個(gè)預(yù)定閾值的情況下增強(qiáng)對(duì)所述受檢者的所述冷卻效應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置(1)，其中，所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)被配置為經(jīng)由與所述受檢者熱接觸的傳熱介質(zhì)生成對(duì)所述受檢者(S)的所述冷卻效應(yīng)，并且其中，所述控制單元(12)被配置為基于所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的所述檢測(cè)溫度和/或所述預(yù)期溫度來修改所述傳熱介質(zhì)的溫度和/或流率。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其中，所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)包括含有傳熱介質(zhì)的冷卻墊(9)，其中，所述冷卻墊(9)被配置為在所述MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)接觸或應(yīng)用于所述受檢者(S)，其中，所述冷卻墊(9)被配置為至少部分地環(huán)繞、包圍或覆蓋所述受檢者(S)的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的裝置(1)，其中，所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)包括空氣流生成器(7)，所述空氣流生成器用于在所述MR檢查期間生成流過所述檢查區(qū)域(3)中容納的所述受檢者(S)的空氣流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置(I)，其中，所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的所述預(yù)期溫度被計(jì)算為所述受檢者(S)在所述MR檢查期間對(duì)能量的比吸收率(SAR)的模型或仿真的估計(jì)值。
8.一種對(duì)受檢者(S)進(jìn)行磁共振(MR)檢查的方法，包括以下步驟: 將所述受檢者(S)容納在用于所述受檢者的MR檢查的磁共振裝置(I)的檢查區(qū)域(3)中， 在所述MR檢查期間將射頻(RF)信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到所述檢查區(qū)域(3)中， 估計(jì)和/或檢測(cè)所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的溫度，并且 基于在所述MR檢查期間估計(jì)和/或檢測(cè)的所述受檢者(S)的溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)容納在所述檢查區(qū)域(3)中的所述受檢者(S)的環(huán)境。
9.一種在受檢者(S)的磁共振(MR)檢查期間在MR裝置(I)中針對(duì)熱舒適度控制所述受檢者(S)的環(huán)境的方法，所述MR裝置具有用于容納所述受檢者(S)的檢查區(qū)域(3)以及用于在所述MR檢查期間將射頻(RF)信號(hào)或場(chǎng)發(fā)射到所述檢查區(qū)域(3)中的射頻系統(tǒng)(5)，所述方法包括以下步驟: 估計(jì)和/或檢測(cè)所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的溫度，并且 基于所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度來主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述檢查區(qū)域(3)中容納的所述受檢者(S)的環(huán)境。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述MR裝置(I)包括至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)，所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備用于生成對(duì)所述檢查區(qū)域(3)中容納的所述受檢者(S)的冷卻效應(yīng)，并且其中，主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述受檢者(S)的環(huán)境的所述步驟包括: 調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)的操作，以基于所述受檢者(S)在檢查期間的所述估計(jì)溫度和/或所述檢測(cè)溫度來調(diào)節(jié)所述MR檢查期間的所述冷卻效應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10 中任一項(xiàng)所述的方法，其中，估計(jì)和/或檢測(cè)所述受檢者(S)的溫度的所述步驟在所述MR檢查的持續(xù)時(shí)間內(nèi)間隔地重復(fù)執(zhí)行，并且其中，主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述受檢者(S)的環(huán)境的所述步驟是迭代的并且基于最近的估計(jì)溫度和/或檢測(cè)溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)適于經(jīng)由傳熱介質(zhì)生成對(duì)所述受檢者(S)的所述冷卻效應(yīng)，并且其中，調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(7、8)的操作的所述步驟包括: 基于所述受檢者(S)在所述MR檢查期間的所述估計(jì)溫度和/或所述檢測(cè)溫度來調(diào)節(jié)所述傳熱介質(zhì)的溫度和/或流率。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)在所述MR檢查期間估計(jì)和/或檢測(cè)所述受檢者(S)的溫度的所述步驟提供所述受檢者(S)在特定時(shí)間點(diǎn)的估計(jì)溫度和檢測(cè)溫度兩者時(shí)，主動(dòng)控制或調(diào)節(jié)所述受檢者的環(huán)境的所述步驟基于所述估計(jì)溫度和所述檢測(cè)溫度中的一個(gè)或另一個(gè)。
14.一種能夠加載到數(shù)字計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括軟件代碼部分，所述軟件代碼部分用于當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的在MR檢查期間控制受檢者的溫度的方法。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK103946714SQ201280050305
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】J·S·范登布林克, P·R·哈維, P·福斯曼, C·洛斯勒, P·韋爾尼科爾, J·H·維爾貝恩, I·格雷斯林 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司