專(zhuān)利名稱(chēng)：用于無(wú)線醫(yī)學(xué)應(yīng)用的天線選擇訓(xùn)練協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域。其在主診斷成像設(shè)備與局部探頭、線圈等進(jìn)行無(wú)線通
信的診斷成像設(shè)置中具有具體應(yīng)用。然而，將會(huì)理解的是，其在從多個(gè)通信位置查詢(xún)無(wú)線設(shè) 備以確定最佳傳輸路徑的任何設(shè)置中也具有具體應(yīng)用。 已經(jīng)在各種各樣的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了無(wú)線通信技術(shù)，以給予可從其中獲得益處的人們 更大的自由。由于無(wú)線醫(yī)學(xué)應(yīng)用的充滿(mǎn)前途的市場(chǎng)，其吸引了越來(lái)越多的關(guān)注。在醫(yī)學(xué)系 統(tǒng)中，通常在探頭設(shè)備和主成像設(shè)備之間連接有大量的線纜。探頭設(shè)備依次附接到患者以 采集數(shù)據(jù)。線纜很重并且對(duì)于患者和醫(yī)生均是不方便的。在一些情況下，例如在MRI系統(tǒng) 中，這些線纜可能變得過(guò)熱并且損傷患者。因此，期望利用無(wú)線模塊取代這些線纜。超寬帶 (UWB)技術(shù)是充滿(mǎn)前途的候選者，這是因?yàn)槠涞蛡鬏敼β?、高?shù)據(jù)傳輸率、低成本以及短傳 輸范圍，這些非常好地滿(mǎn)足醫(yī)學(xué)應(yīng)用的需求。 然而，無(wú)線醫(yī)學(xué)連接性的解決方案存在若干關(guān)鍵問(wèn)題，在其對(duì)于臨床應(yīng)用可行之 前，需要解決這些問(wèn)題。 一個(gè)問(wèn)題就是無(wú)線通信的可靠性。醫(yī)學(xué)應(yīng)用與消費(fèi)電子應(yīng)用相比 通常具有更高的可靠性需求。例如，在WiMediaUWB通信和無(wú)線LAN系統(tǒng)中，所期望的性能 標(biāo)準(zhǔn)是在最佳信道中超過(guò)90%的平均誤包率(PER)。因此，那些實(shí)現(xiàn)方式不能保證其可用 于所有信道。90%的可靠性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于醫(yī)學(xué)應(yīng)用是過(guò)低的。許多醫(yī)學(xué)應(yīng)用可能需要所實(shí)現(xiàn)的 無(wú)線系統(tǒng)對(duì)于所有可能信道具有高達(dá)99. 999%的可靠率?？梢允褂靡恍╊?lèi)型的分集技術(shù)以 增加無(wú)線系統(tǒng)的可靠性。在一些系統(tǒng)中，采用頻率分集技術(shù)以利用頻域分集，但是其通常不 夠可靠。諸如平均信噪比(SNR)標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前提出的天線選擇算法無(wú)法保證選定的天線可支 持所需的數(shù)據(jù)率。因此，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，需要更完善的天線選擇協(xié)議。 另一關(guān)鍵問(wèn)題是無(wú)線設(shè)備的功率消耗。作為"無(wú)線"意味著設(shè)備必須利用電池以 提供功率。因此，低功率消耗是非常重要的，并且在設(shè)計(jì)用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的無(wú)線通信系統(tǒng)時(shí)必 須計(jì)入考慮。 本發(fā)明提供了一種新的、改善的天線定位和查詢(xún)系統(tǒng)，其克服了上述問(wèn)題和其他 問(wèn)題。 根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種成像裝置。主機(jī)器部分包括具有多個(gè)天線位置和至少 一個(gè)天線的天線系統(tǒng)。無(wú)線局部設(shè)備被定位為鄰近主機(jī)器部分的成像區(qū)域中的對(duì)象，并且 其具有用于與至少一個(gè)主機(jī)器天線進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線收發(fā)器。天線控制模塊使訓(xùn)練請(qǐng)求 包從主機(jī)器天線發(fā)射。無(wú)線設(shè)備處的處理器通過(guò)控制局部設(shè)備收發(fā)器向主機(jī)器天線發(fā)射天 線選擇訓(xùn)練包而響應(yīng)于對(duì)訓(xùn)練請(qǐng)求包的接收。 根據(jù)另一方面，提供了一種磁成像裝置。主機(jī)器部分激發(fā)位于成像區(qū)域中的對(duì)象 內(nèi)的磁共振。定位為鄰近對(duì)象的無(wú)線局部磁共振接收線圈接收來(lái)自對(duì)象的磁共振。所述裝 置包括與主機(jī)器部分硬連線的多個(gè)天線位置。局部接收線圈與主機(jī)器部分經(jīng)由至少一個(gè)位 于多個(gè)天線位置中的一個(gè)處的天線進(jìn)行通信。處理器確定多個(gè)天線位置中的哪個(gè)對(duì)于與局 部接收線圈進(jìn)行通信是最優(yōu)的。 根據(jù)另一方面，提供了一種確定診斷成像設(shè)置中的最優(yōu)天線位置的方法。從第一 主機(jī)器天線位置發(fā)射訓(xùn)練請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。局部設(shè)備收發(fā)器接收訓(xùn)練請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。 一旦接收到訓(xùn)練請(qǐng)求包，局部設(shè)備收發(fā)器就發(fā)射天線選擇訓(xùn)練包。利用位于主機(jī)器天線位置處的主機(jī) 器天線接收天線選擇訓(xùn)練包。評(píng)估天線選擇訓(xùn)練包的完整性以查看其是否通過(guò)至少一個(gè)天 線訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)另一方面，提供了一種確定用于無(wú)線數(shù)據(jù)通信的最優(yōu)天線位置的方法。將無(wú) 線天線置于接聽(tīng)模式。從處于第一機(jī)器天線位置的機(jī)器天線發(fā)射訓(xùn)練請(qǐng)求包。利用無(wú)線天 線接收訓(xùn)練請(qǐng)求包。利用無(wú)線天線發(fā)送天線選擇訓(xùn)練包。利用機(jī)器天線接收天線選擇訓(xùn)練 包。評(píng)估天線選擇訓(xùn)練包以查看其是否通過(guò)至少一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)。如果第一機(jī)器天線位置通 過(guò)了至少一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)，則將其置于有效天線位置列表中。至少針對(duì)第二機(jī)器天線位置重 復(fù)驗(yàn)證步驟。對(duì)有效天線列表中的所有天線位置進(jìn)行排序。從有效天線位置列表中的第一 機(jī)器天線位置發(fā)送雙重檢驗(yàn)包。利用無(wú)線天線接收雙重檢驗(yàn)包。利用無(wú)線天線發(fā)送雙重檢 驗(yàn)確認(rèn)包。評(píng)估雙重檢驗(yàn)確認(rèn)包。開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸階段，其中將實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)從無(wú)線天線發(fā)射到 有效天線位置中的一個(gè)。 —個(gè)優(yōu)勢(shì)在于自動(dòng)確定了最佳天線通信位置。
另一優(yōu)勢(shì)在于增加了數(shù)據(jù)通信的可靠性。
另一優(yōu)勢(shì)在于增加了無(wú)線設(shè)備的電池壽命。
另 一優(yōu)勢(shì)在于降低了實(shí)現(xiàn)成本。 在閱讀和理解以下詳細(xì)說(shuō)明后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到本發(fā)明的更多優(yōu) 勢(shì)。 本發(fā)明可以以各種部件和部件的布置以及各種步驟和步驟的布置而變得明顯。附 圖僅用于說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。


圖1是磁共振掃描器的示意性圖示；
圖2是根據(jù)本應(yīng)用的成像套件的透視圖；
圖3是概述了天線選擇技術(shù)的流程圖。 參考圖1，磁共振掃描器10包括圓柱形的主磁體組件12。主磁體組件12優(yōu)選地 為超導(dǎo)低溫屏蔽(cryoshielded)螺線管，其限定了將對(duì)象放置于其中以進(jìn)行成像的膛14。 主磁體組件12產(chǎn)生沿膛14的縱軸取向的基本恒定的主磁場(chǎng)。盡管圖示了圓柱形的主磁體 組件12，但是將會(huì)理解的是也可預(yù)期其他磁體布置，例如垂直場(chǎng)、開(kāi)放磁體、非超導(dǎo)磁體以 及其他構(gòu)型。另外，可以使用利用了無(wú)線通信的其他診斷成像系統(tǒng)，例如CT、 PET、 SPECT、 X 射線、超聲等。 梯度線圈16產(chǎn)生膛14中的磁場(chǎng)梯度以用于空間編碼磁共振信號(hào)、產(chǎn)生磁化擾亂 (magnetization-spoiling)場(chǎng)梯度等。優(yōu)選地，磁場(chǎng)梯度線圈16包括配置為產(chǎn)生三個(gè)正交 方向上的磁場(chǎng)梯度的線圈段，所述三個(gè)正交方向通常為縱向或z方向、橫向或x方向以及垂 直或者y方向。 整體射頻線圈組件18生成用于激發(fā)對(duì)象的偶極中的磁共振的射頻脈沖。射頻線 圈組件18還用作探測(cè)從成像區(qū)域發(fā)射的磁共振信號(hào)。將射頻屏蔽20置于RF線圈18和梯 度線圈16之間。諸如局部線圈陣列22(圖示為頭線圈)的另外的無(wú)線設(shè)備22位于膛14 內(nèi)，用于對(duì)磁共振信號(hào)的更敏感的局部空間編碼、激發(fā)以及接收。可預(yù)期各種類(lèi)型的局部線 圈陣列，例如具有一個(gè)輸出的簡(jiǎn)單的表面RF線圈、具有兩個(gè)輸出的正交線圈組件、具有若 干輸出的相控陣列、具有許多輸出的SENSE線圈陣列、具有輸出和輸入兩者的組合RF和梯
6度線圈等。另外，無(wú)線設(shè)備22不局限于局部RF線圈，而是可以為任何無(wú)線設(shè)備，例如局部 Sp02傳感器、溫度計(jì)、血壓袖帶、ECG傳感器等。局部線圈22裝備有無(wú)線收發(fā)器24以向至 少一個(gè)天線26發(fā)送通信并且從其接收通信，所述至少一個(gè)天線26位于成像區(qū)域外部，緊鄰 磁共振掃描器IO，例如鄰近膛的服務(wù)端。 梯度脈沖放大器30向磁場(chǎng)梯度線圈16遞送控制電流以產(chǎn)生選定的磁場(chǎng)梯度。梯 度放大器還將電脈沖遞送給裝備有梯度線圈的局部線圈陣列的梯度線圈。優(yōu)選為數(shù)字射頻 發(fā)射器的射頻發(fā)射器32向射頻線圈組件18施加射頻脈沖或者脈沖包以生成選定的磁共振 激勵(lì)。射頻接收器34無(wú)線地耦合到局部線圈22以接收所感應(yīng)出的磁共振信號(hào)并對(duì)其解調(diào)。 任選地，整體線圈18以有線互連的形式連接至接收器。 為了獲取對(duì)象的磁共振成像數(shù)據(jù)，將對(duì)象置于磁共振膛14的內(nèi)部，并且成像區(qū)域 在主磁場(chǎng)的等中心處或其附近。序列控制器40與梯度放大器30和射頻發(fā)射器32通信以 產(chǎn)生選定的瞬態(tài)磁共振序列或者穩(wěn)態(tài)磁共振序列，從而空間編碼這種磁共振，以選擇性地 擾亂(spoil)對(duì)象的磁共振或者另外地生成對(duì)象的選定的磁共振信號(hào)特征。所生成的磁共 振信號(hào)被局部線圈22探測(cè)，被無(wú)線地發(fā)射到天線26，被通信至射頻接收器34并且被存儲(chǔ) 在k空間存儲(chǔ)器42中。重建處理器44重建成像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器46中的圖 像表示。在一個(gè)合適的實(shí)施例中，重建處理器44執(zhí)行逆傅里葉變換重建。
所得到的圖像表示由視頻處理器48處理并且顯示在裝備有人類(lèi)可讀顯示器的用 戶(hù)接口50上。接口 50優(yōu)選地為個(gè)人計(jì)算機(jī)或者工作站。除了產(chǎn)生視頻圖像，圖像表示可 以由打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器處理，并且被打印，被通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者因特網(wǎng)傳輸?shù)?。?yōu)選地，用戶(hù) 接口 50還允許放射學(xué)家或者其他操作者與磁共振序列控制器40通信以選擇磁共振成像序 列、修改成像序列、執(zhí)行成像序列等。 可以實(shí)施針對(duì)醫(yī)學(xué)應(yīng)用的多種天線系統(tǒng)技術(shù)以達(dá)到所需的通信可靠性。在所有可 能的多種天線傳輸方案中，天線選擇由于其較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性而成為良好的選擇。在醫(yī)學(xué) 系統(tǒng)中，通信模式是不對(duì)稱(chēng)的，并且大部分通信是處于上行鏈路上的，所述上行鏈路為從探 頭設(shè)備到主機(jī)器。因此，可在探頭側(cè)使用單個(gè)天線而在主機(jī)器處使用多個(gè)天線，從而使得可 以選擇接收天線。 在所圖示的實(shí)施例中，局部線圈22通過(guò)無(wú)線收發(fā)器模塊24與接收器34和序列控 制器40經(jīng)由天線26進(jìn)行通信。這一多個(gè)天線的系統(tǒng)26可以是真實(shí)的多個(gè)天線的系統(tǒng)，其 具有包括RF開(kāi)關(guān)的N個(gè)實(shí)際天線從而僅需要一個(gè)RF鏈；或者是"虛擬的"多個(gè)天線的系統(tǒng)， 其僅具有一個(gè)真實(shí)的天線，但該天線可以移動(dòng)到N個(gè)不同的位點(diǎn)以模擬N個(gè)獨(dú)立的天線。這 種天線可以繞軌道52移動(dòng)，所述軌道52設(shè)置為圍繞膛的一端，例如如圖1所示的服務(wù)端。 局部線圈收發(fā)器24可以以三種模式工作接聽(tīng)模式、發(fā)射模式和睡眠模式。
或者，如圖2中所示，天線系統(tǒng)可以包括多個(gè)天線26'。 通過(guò)概述的方式，并且繼續(xù)參考圖1，在預(yù)掃描設(shè)置模式中，控制器40的天線控制 子系統(tǒng)40a使與天線26相關(guān)聯(lián)的收發(fā)器向收發(fā)器24發(fā)射信號(hào)。收發(fā)器24中的處理器與 數(shù)據(jù)包響應(yīng)。天線控制模塊的評(píng)估處理器40b評(píng)估所接收的測(cè)試信號(hào)與已知的測(cè)試信號(hào)準(zhǔn) 確匹配的程度。然后天線控制模塊將天線26移動(dòng)到另一位置或者切換到固定天線26'中 的另一個(gè)，并且重復(fù)所述過(guò)程。由每個(gè)天線或者在每個(gè)位置接收的數(shù)據(jù)的相對(duì)質(zhì)量被存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器或者表40c中。
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在成像期間，天線控制模塊從存儲(chǔ)器40c中選擇最佳天線/天線位置。收發(fā)器24 將共振數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在板載存儲(chǔ)器中并且以包的形式將其發(fā)射。數(shù)據(jù)評(píng)估處理器40b分析每個(gè) 所接收的共振信號(hào)并且確定其是否達(dá)到用于輸送給接收器34的可接受的準(zhǔn)確度。如果沒(méi) 有達(dá)到，天線26再次嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。如果在選定次數(shù)的嘗試之后未獲得令人滿(mǎn)意的傳輸準(zhǔn) 確度，則天線控制模塊40a切換至在存儲(chǔ)器40c中列出的下一最佳天線/天線位置并且再 次嘗試。根據(jù)需要在其他天線/天線位置重復(fù)這一過(guò)程，以獲得具有選定準(zhǔn)確水平的數(shù)據(jù) 包。 現(xiàn)在參考圖3，更加詳細(xì)地查看該過(guò)程，在天線位置選擇過(guò)程的開(kāi)始，局部線圈收 發(fā)器24進(jìn)入接聽(tīng)模式，并且與天線系統(tǒng)連接的主機(jī)器天線26進(jìn)入睡眠模式。當(dāng)將患者移動(dòng) 到合適的位置以成像時(shí)，在場(chǎng)人員開(kāi)始測(cè)量操作，啟動(dòng)主機(jī)器天線26并且將其切換到第一 天線位置(i = 1)60。從第一位置，天線26開(kāi)始發(fā)射請(qǐng)求訓(xùn)練(RTT)信號(hào)包62。發(fā)射后， 主機(jī)器天線26切換至接聽(tīng)模式并且接聽(tīng)來(lái)自局部線圈22的響應(yīng)包。如果局部線圈收發(fā)器 24正確地探測(cè)到RTT包，則局部線圈收發(fā)器24將向主機(jī)器發(fā)射天線選擇訓(xùn)練包(ASTP)以 幫助其估計(jì)局部線圈22和主機(jī)器的當(dāng)前天線位置之間的信道64。在RTT包中，存在睡眠定 時(shí)器值Ts。 在完成ASTP傳輸之后，局部線圈收發(fā)器24將使自身處于睡眠模式達(dá)Ts時(shí)段。這 幫助局部線圈22保存電池功率?？刂破?0使用時(shí)間段Ts來(lái)評(píng)估ASTP包并且進(jìn)行天線切 換(在一個(gè)天線的實(shí)施例中物理地移動(dòng)天線，或者在多個(gè)天線的實(shí)施例中切換信道)。如果 使用虛擬的多個(gè)天線的系統(tǒng)，則主機(jī)器可以使用這一時(shí)間來(lái)在周?chē)苿?dòng)天線26。對(duì)于虛擬 的多個(gè)天線的情況，移動(dòng)時(shí)間可以相對(duì)長(zhǎng)，并且通過(guò)使局部線圈收發(fā)器24進(jìn)入睡眠模式， 局部線圈收發(fā)器24可以保存功率。在經(jīng)過(guò)了 L時(shí)段之后，局部線圈收發(fā)器24再次切換到 接聽(tīng)模式并且接聽(tīng)來(lái)自主機(jī)器天線26的下一通信。 主機(jī)器天線26嘗試探測(cè)ASTP包66。如果未探測(cè)到ASTP包，則該過(guò)程超時(shí)68。 將天線位置移動(dòng)到70下一天線位置或者"切換"到下一天線26'并且再次發(fā)射RTT包。如 果主機(jī)器未探測(cè)到ASTP包，并且重傳輸過(guò)程未超時(shí)，則主機(jī)器將嘗試來(lái)自相同位置的RTT。 主機(jī)器天線26將在允許的時(shí)間內(nèi)盡可能長(zhǎng)時(shí)間地重發(fā)射RTT，并且如果所有RTT都失敗，則 主機(jī)器將當(dāng)前天線或者天線位置評(píng)估為失敗并且切換到下一可用的天線或者天線位置70。 主機(jī)器核查是否存在其還未嘗試的天線或者天線位置72。如果存在至少一個(gè)另外的天線 26'或者天線位置，則主機(jī)器切換到該天線74并且重新開(kāi)始整個(gè)過(guò)程。
主機(jī)器天線26從新的天線位置再次發(fā)射RTT包。如果局部線圈22從同一天線26 接收到多個(gè)RTT (RTT包中存在天線索引字段)并且之前已經(jīng)發(fā)送了 ASTP響應(yīng)，則局部線圈 22將保持靜態(tài)以使得主機(jī)器使當(dāng)前天線失效。在這種情況下，如果主機(jī)器未接收到ATSP， 則推定其不是最優(yōu)位置。 如果在步驟66中主機(jī)器天線26接收到ATSP，則主機(jī)器估計(jì)當(dāng)前天線26'或者天 線位置的信道準(zhǔn)確度76。評(píng)估處理器40b核查ATSP是否通過(guò)了選擇標(biāo)準(zhǔn)78?？赡艿臉?biāo)準(zhǔn) 可以包括OFmi系統(tǒng)中多個(gè)數(shù)據(jù)子載波的平均信噪比、最差信噪比?；谝陨蠘?biāo)準(zhǔn)將通過(guò)了 選擇標(biāo)準(zhǔn)的所有候選天線排序并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器40c中的有效天線列表中82。在一個(gè)實(shí)施 例中，根據(jù)有效天線的位置對(duì)其進(jìn)行排序。如果選擇標(biāo)準(zhǔn)失敗，則主機(jī)器繼續(xù)移動(dòng)到下一天 線26'或者天線位置。
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基于所測(cè)量的信道，主機(jī)器建立起有效候選天線表，其包括被確定為能夠支持期 望的數(shù)據(jù)率的所有天線(或者在虛擬的多個(gè)天線的情況下的位置)。主機(jī)器選擇有效天線 列表中的最佳天線并且切換至該最佳天線84。為了保證選定的天線可以達(dá)到所需的可靠 性，使用"雙重檢驗(yàn)"程序來(lái)檢驗(yàn)通信的可靠性。在切換至選定天線后，主機(jī)器收發(fā)器26將 向局部線圈22發(fā)射"雙重檢驗(yàn)請(qǐng)求"(DCR)包86。如果局部線圈22正確地接收到DCR包， 其將發(fā)射具有期望的數(shù)據(jù)率的預(yù)定義數(shù)據(jù)包，所述預(yù)定義數(shù)據(jù)包將被用于在隨后的數(shù)據(jù)傳 輸階段傳輸真實(shí)的共振數(shù)據(jù)。如果主機(jī)器正確地接收到這一預(yù)定義的偽數(shù)據(jù)包(DCTP)，這 意味著局部線圈22通過(guò)了雙重檢驗(yàn)88，則主機(jī)器可以確認(rèn)選定的天線26足夠好，并且向 局部線圈發(fā)送雙重檢驗(yàn)確認(rèn)以結(jié)束天線選擇訓(xùn)練階段并且進(jìn)入數(shù)據(jù)采集階段90。任選地， 主機(jī)器可以重發(fā)射DCR以進(jìn)行兩次雙重檢驗(yàn)。如果主機(jī)器探測(cè)到所接收的偽數(shù)據(jù)包是錯(cuò)誤 的并且誤碼率(BER)高于所需的BER，或者主機(jī)器沒(méi)有探測(cè)到偽數(shù)據(jù)包，則主機(jī)器將做出評(píng) 價(jià)當(dāng)前選定的信道無(wú)法支持將來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸，并且切換到有效天線列表中的下一最優(yōu)天 線92并且重復(fù)"雙重檢驗(yàn)"程序。主機(jī)器檢驗(yàn)所有有效位置直到用盡有效天線列表94。如 果有效天線列表中所有的天線26或者位置都在"雙重檢驗(yàn)"程序中失敗，則天線選擇過(guò)程 以失敗結(jié)束96。在這種情況下，主機(jī)器可以輸出警告消息98并且將患者移動(dòng)很少的量以改 變信道，或者引導(dǎo)用戶(hù)重新定位患者、不同地布置實(shí)際的天線等。然后，重復(fù)天線選擇程序。
盡管天線選擇過(guò)程很?chē)?yán)格，但是一些傳輸可能是不完整的。在一個(gè)實(shí)施例中，局部 線圈22容納有板載存儲(chǔ)器，從而使得當(dāng)數(shù)據(jù)丟失或者損壞時(shí)，一旦主機(jī)器發(fā)出請(qǐng)求就重發(fā) 射共振數(shù)據(jù)。 在另一實(shí)施例中，當(dāng)主機(jī)器獲得第一有效候選天線時(shí)，主機(jī)器直接切換到雙重檢 驗(yàn)程序86。如果當(dāng)前天線26或者位置通過(guò)了雙重檢驗(yàn)程序，其將立即使用當(dāng)前選定的天線 來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如果天線26在雙重檢驗(yàn)程序中失敗，則主機(jī)器將移動(dòng)到下一可用的天線 并且再次進(jìn)行天線選擇訓(xùn)練程序。這一實(shí)施例可以降低天線選擇訓(xùn)練協(xié)議的運(yùn)行時(shí)間，這 是因?yàn)橐徽业降谝豢山邮艿奶炀€26或者位置就中斷該過(guò)程。在某一天線26'或者天線位 置變得無(wú)法令人滿(mǎn)意這一不大可能發(fā)生的事件中，天線控制處理器40c可以向序列控制器 40發(fā)送反饋消息以使脈沖序列暫停，同時(shí)從列表中選擇下一天線26'或者天線位置。 一旦 下一天線26'或者天線位置準(zhǔn)備就緒，天線控制處理器40c就通知序列控制器40可以重新 啟動(dòng)序列。 所描述的實(shí)施例可用于無(wú)線醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如無(wú)線MRI和無(wú)線超聲系統(tǒng)，其中在主 機(jī)器側(cè)使用多個(gè)天線并且使用接收器天線選擇方案。在許多醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，環(huán)境是靜態(tài)的或 者準(zhǔn)靜態(tài)的，這意味著環(huán)境不會(huì)隨時(shí)間有明顯的變化。至少，在單次掃描的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有明 顯的變化。介入式程序可能導(dǎo)致裝備或者人員的移動(dòng)，其不利地影響所接收的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 度。因此，多個(gè)天線分集(或者空間分集)是充滿(mǎn)前途的選擇。多個(gè)天線的系統(tǒng)可以提供 高分集度，例如時(shí)空編碼以及天線選擇算法。天線選擇是更具吸收力的解決方案，這是因?yàn)?其可以達(dá)到與僅具有一個(gè)RF鏈的最優(yōu)時(shí)空編碼技術(shù)相同的分集度，以及與單個(gè)天線的情 況幾乎相同的基帶信號(hào)處理復(fù)雜性，從而得到更低的實(shí)現(xiàn)成本。 以上描述的實(shí)施例將盡可能多的功率消耗任務(wù)置于使用AC功率的主機(jī)器側(cè)。可 以在主機(jī)器側(cè)使用多個(gè)天線或者虛擬天線陣列，而在探頭側(cè)僅使用一個(gè)天線，以降低功率 消耗。在這種多個(gè)探頭的實(shí)施例中，探頭可以鏈接至另一接近的主探頭或者具有非常低的功率發(fā)射器以向該主探頭進(jìn)行發(fā)射，該主探頭可攜載更大功率的收發(fā)器。
已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解上述詳細(xì)說(shuō)明后，其他人員可 以做出修改和改變。旨在將本發(fā)明解釋為包括所有這種修改和改變，只要它們落入隨附的 權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種成像裝置，包括主機(jī)器部分，其包括具有多個(gè)天線位置和至少一個(gè)天線(26’)的天線系統(tǒng)；無(wú)線局部設(shè)備(22)，其定位為鄰近所述主機(jī)器部分的成像區(qū)域中的對(duì)象，所述無(wú)線局部設(shè)備(22)具有用于與至少一個(gè)主機(jī)器天線(26)進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線收發(fā)器(24)；天線控制模塊(40a)，其使訓(xùn)練請(qǐng)求包從所述主機(jī)器天線(26’)發(fā)射；以及所述無(wú)線設(shè)備(22)的處理器，其通過(guò)控制所述局部設(shè)備收發(fā)器(24)向所述主機(jī)器天線(26’)發(fā)射天線選擇訓(xùn)練包而響應(yīng)于對(duì)所述訓(xùn)練請(qǐng)求包的接收。
2. 如權(quán)利要求l所述的成像裝置，還包括數(shù)據(jù)評(píng)估處理器(40b)，其評(píng)估所述天線選擇 訓(xùn)練包以驗(yàn)證所述天線選擇訓(xùn)練包滿(mǎn)足通信標(biāo)準(zhǔn)。
3. 如權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中，天線控制模塊(40a)還在所述天線選擇訓(xùn)練包 滿(mǎn)足所述通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)控制所述主機(jī)器天線(26)向所述局部設(shè)備(22)發(fā)送雙重檢驗(yàn)包。
4. 如權(quán)利要求3所述的成像裝置，其中，一旦接收到雙重檢驗(yàn)包，所述局部設(shè)備處理器 就控制所述局部設(shè)備收發(fā)器(24)發(fā)送雙重檢驗(yàn)確認(rèn)包。
5. 如權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中，所述天線控制模塊(40a)在天線軌道(52)上 移動(dòng)所述天線(26)至所述多個(gè)天線位置中的下一位置。
6. 如權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中，所述天線控制模塊(40a)控制所述主機(jī)器天線 (26)從所述下一位置發(fā)射新的訓(xùn)練請(qǐng)求包。
7. 如權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中，在所述天線(26)的位置改變的同時(shí)所述局部 設(shè)備(22)進(jìn)入睡眠模式。
8. 如權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中，所述天線軌道(52)包括具有通向所述無(wú)線收 發(fā)器(24)的視線的天線位置。
9. 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，還包括多個(gè)主機(jī)器天線(26')，其位于所述主機(jī)器部分所位于的成像套件周?chē)母鼽c(diǎn)處。
10. 如權(quán)利要求l所述的成像裝置，其中，所述處理器位于所述局部線圈(22)上。
11. 如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述處理器定位為遠(yuǎn)離所述主機(jī)器部分上的 所述局部線圈(22)。
12. —種磁成像裝置，包括主機(jī)器部分，其用于激發(fā)位于成像區(qū)域中的對(duì)象內(nèi)的磁共振；無(wú)線局部磁共振接收線圈(22)，其定位為鄰近所述對(duì)象以接收來(lái)自所述對(duì)象的磁共振；多個(gè)天線位置，其硬連線到所述主機(jī)器部分，所述局部接收線圈(22)經(jīng)由至少一個(gè)位 于所述多個(gè)天線位置中的一個(gè)處的天線(26)與所述主機(jī)器部分進(jìn)行通信；處理器(40b)，其用于確定所述多個(gè)天線位置中的哪個(gè)對(duì)于與所述局部接收線圈(22) 的通信是最優(yōu)的。
13. 如權(quán)利要求12所述的磁成像裝置，還包括主磁體(12)，其用于創(chuàng)建所述裝置的成像區(qū)域中的基本均勻的主磁場(chǎng)； 梯度線圈組件(16)，其用于在所述主磁場(chǎng)上感應(yīng)出梯度磁場(chǎng)；射頻線圈組件(20)，其至少用于發(fā)射射頻信號(hào)至所述成像區(qū)域中以在所述對(duì)象內(nèi)感應(yīng) 出磁共振；以及重建處理器(44)，其將至少來(lái)自所述局部線圈(22)的磁共振信號(hào)重建成所述成像區(qū) 域中的所述對(duì)象的一部分的圖像表示。
14. 一種確定診斷成像設(shè)置中的最優(yōu)天線位置的方法，包括a) 從第一主機(jī)器天線位置發(fā)射訓(xùn)練請(qǐng)求數(shù)據(jù)包；b) 利用局部設(shè)備收發(fā)器(24)接收所述訓(xùn)練請(qǐng)求數(shù)據(jù)包；c) 一旦接收到所述訓(xùn)練請(qǐng)求包，所述局部設(shè)備收發(fā)器(24)就發(fā)射天線選擇訓(xùn)練包；d) 利用位于所述主機(jī)器天線位置處的主機(jī)器天線(26)接收所述天線選擇訓(xùn)練包；e) 評(píng)估所述天線選擇訓(xùn)練包的完整性以查看其是否通過(guò)至少一個(gè)天線訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，一旦通過(guò)了所述至少一個(gè)天線訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，就將所 述第一主機(jī)器天線位置添加到有效天線位置列表中，并且從第二主機(jī)器天線位置重復(fù)步驟 b)-e)。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括對(duì)所述有效天線位置列表中包括的所有主機(jī)器天線位置進(jìn)行排序。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括 從所述有效天線位置列表中的第一天線位置發(fā)射雙重檢驗(yàn)包。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括 接收來(lái)自所述局部設(shè)備收發(fā)器(24)的雙重檢驗(yàn)確認(rèn)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括開(kāi)始診斷成像掃描，其中，所述局部設(shè)備(22)收集與所述掃描有關(guān)的信息并且將其發(fā) 射到所述主機(jī)器天線位置。
20. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，在診斷成像掃描期間按照所述有效天線位置列 表中的位置的順序改變天線位置。
21. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，一旦未通過(guò)所述至少一個(gè)天線訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，就從第 二主機(jī)器天線位置重復(fù)步驟b-e。
22. 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在所述局部設(shè)備收發(fā)器(24)發(fā)射所述天線選擇訓(xùn)練包之后導(dǎo)致所述局部設(shè)備(22)處 于睡眠模式達(dá)預(yù)定時(shí)間段。
23. —種確定用于無(wú)線數(shù)據(jù)通信的最優(yōu)天線位置的方法，包括a) 將無(wú)線天線(24)置于接聽(tīng)模式；b) 從處于第一機(jī)器天線位置的機(jī)器天線(26)發(fā)射訓(xùn)練請(qǐng)求包；c) 利用所述無(wú)線天線(24)接收所述訓(xùn)練請(qǐng)求包；d) 利用所述無(wú)線天線(24)發(fā)送天線選擇訓(xùn)練包；e) 利用所述機(jī)器天線(26)接收所述天線選擇訓(xùn)練包；f) 評(píng)估所述天線選擇訓(xùn)練包以查看其是否通過(guò)至少一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)；g) 將所述第一機(jī)器天線位置置于有效天線位置列表中；h) 至少針對(duì)第二機(jī)器天線位置重復(fù)步驟a)-g);i) 對(duì)所述有效天線列表中的天線位置進(jìn)行排序；j)從所述有效天線位置列表中的第一機(jī)器天線位置發(fā)送雙重檢驗(yàn)包； k)利用所述無(wú)線天線(24)接收所述雙重檢驗(yàn)包；1)利用所述無(wú)線天線(24)發(fā)送雙重檢驗(yàn)確認(rèn)包； m)評(píng)估所述雙重檢驗(yàn)確認(rèn)包；n)開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸階段，其中將實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)從所述無(wú)線天線(24)發(fā)射到所述有效天線位 置中的一個(gè)。
全文摘要
在醫(yī)學(xué)成像設(shè)置中，使用諸如探頭和局部線圈的無(wú)線局部設(shè)備。由于環(huán)境變量可能改變，因此從成像套件周?chē)牟煌恢玫陌l(fā)射并且接收來(lái)自主成像機(jī)器的信號(hào)。在確定多個(gè)位置中的哪一個(gè)對(duì)于接收是最佳的時(shí)，主機(jī)器天線系統(tǒng)(26)從各個(gè)位置發(fā)射訓(xùn)練請(qǐng)求包。位于局部探頭設(shè)備(22)處的無(wú)線收發(fā)器(24)響應(yīng)于其接收的每個(gè)訓(xùn)練請(qǐng)求包。通過(guò)評(píng)估響應(yīng)，成像儀可以確定最佳的天線位置。包括了睡眠模式和雙重檢驗(yàn)機(jī)制，以改善功率消耗、性能和通信可靠性。
文檔編號(hào)H04B7/08GK101796743SQ200880105534
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
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