磁共振成像设备及其监测方法
阅读说明：本技术 磁共振成像设备及其监测方法 (Magnetic resonance imaging apparatus and monitoring method thereof ) 是由 何蛟龙 徐勤 徐志坚 王益宁 于 2020-11-04 设计创作，主要内容包括：本申请提供磁共振成像设备及其监测方法,磁共振成像设备包括磁体装置、光电探测器和控制装置。磁体装置包括主磁场线圈、梯度线圈和射频发射线圈,梯度线圈设于主磁场线圈的内侧,射频发射线圈设于梯度线圈的内侧。光电探测器设于梯度线圈与射频发射线圈之间,光电探测器包括感测端,感测端面向射频发射线圈设置,用于感测射频发射线圈产生的光信号,并输出相应的电信号。控制装置电连接光电探测器和磁体装置,控制装置用于接收电信号,并在接收到电信号时控制射频发射线圈停止发射。如此设置,利用光电探测器的感测端感测射频发射线圈产生的光信号,与相关技术相比,光电探测器能够实时感测射频发射线圈的异常状态,安全及时且简单可靠。(The application provides a magnetic resonance imaging apparatus and a monitoring method thereof, the magnetic resonance imaging apparatus includes a magnet device, a photodetector, and a control device. The magnet device comprises a main magnetic field coil, a gradient coil and a radio frequency transmitting coil, wherein the gradient coil is arranged on the inner side of the main magnetic field coil, and the radio frequency transmitting coil is arranged on the inner side of the gradient coil. The photoelectric detector is arranged between the gradient coil and the radio frequency transmitting coil and comprises a sensing end, and the sensing end is arranged towards the radio frequency transmitting coil and used for sensing an optical signal generated by the radio frequency transmitting coil and outputting a corresponding electric signal. The control device is electrically connected with the photoelectric detector and the magnet device and is used for receiving the electric signal and controlling the radio frequency transmitting coil to stop transmitting when receiving the electric signal. So set up, utilize the optical signal that photoelectric detector's sensing end sensing radio frequency transmitting coil produced, compare with the correlation technique, photoelectric detector can real-time sensing radio frequency transmitting coil's abnormal state, safe timely and simple and reliable.)
技术领域
本申请涉及医疗影像技术领域，尤其涉及一种磁共振成像设备及其监测方法。
背景技术
磁共振成像(Magnetic resonance imagine，MRI)技术是利用人体组织中的氢原子核(质子)在磁场中受到射频脉冲的激励而发生核磁共振现象，产生核共振信号，经过电子计算机处理重建人体某一层面的图像的成像技术。磁共振成像设备是基于磁共振成像技术的成像设备，是断层扫描成像的一种，其具有图像分辨率高、检查全面、无创伤等优点，因此，在医疗成像领域，得到了广泛的应用。
磁共振成像设备异常复杂，发射线圈作为发射天线，在磁共振成像设备扫描时，发射线圈内的各个电子部件之间的电压比较高，个别电子器件损坏的时候由于电势差存在，出现打火现象，同时伴随着火星出现，若持续放电可能会出现火花，而这些现象出现在封闭空间，我们无法通过肉眼观察到。
在相关技术中，通过监测发射线圈的驻波比异常来判断发射线圈内的部件是否正常，但这种方法比较局限，一般需要等部件损毁严重的情况下驻波比才能发生变化，在很多情况下即使部件损毁了也无法及时地监控出来，在发射线圈出现打火现象而驻波比不变的情况下，可能会烧穿发射线圈，从而危及病人安全。
发明内容
本申请提供一种安全及时且简单可靠的磁共振成像设备及其监测方法。
本申请实施例提供一种磁共振成像设备，其中，包括：
磁体装置，包括主磁场线圈、梯度线圈和射频发射线圈，所述梯度线圈设于所述主磁场线圈的内侧，所述射频发射线圈设于所述梯度线圈的内侧；
光电探测器，设于所述梯度线圈与所述射频发射线圈之间，所述光电探测器包括感测端，所述感测端面向所述射频发射线圈设置，用于感测所述射频发射线圈产生的光信号，并输出相应的电信号；
控制装置，电连接所述光电探测器和所述磁体装置，所述控制装置用于接收所述电信号，并在接收到所述电信号时控制所述射频发射线圈停止发射。
可选的，所述光电探测器包括至少两个，至少两个所述光电探测器设于所述梯度线圈与所述射频发射线圈之间，且沿所述射频发射线圈的周向分布。
可选的，所述光电探测器设于所述梯度线圈与所述射频发射线圈之间的间隙内，且与所述射频发射线圈的外周壁具有距离。
可选的，所述光电探测器通过支撑块固定于所述梯度线圈与所述射频发射线圈之间的间隙内。
可选的，所述光电探测器设于所述梯度线圈的内周壁。
可选的，所述光电探测器通过支撑块固定于所述梯度线圈的内周壁；或
所述光电探测器通过固定胶粘接于所述梯度线圈的内周壁。
可选的，所述光电探测器沿所述射频发射线圈的轴向分布。
可选的，所述光电探测器设于所述射频发射线圈的轴向的中部和/或两端设置。
可选的，相邻的两个所述光电探测器的感测范围部分重叠。
可选的，所述光电探测器的所述感测端的感测范围X为：
其中，
θ表示感测端的感测角度，0°＜θ＜180°；
H表示所述梯度线圈与所述射频发射线圈之间的间隙距离。
本申请还提供一种磁共振成像设备的监测方法，其中，包括：
通过射频发射线圈发射射频信号；
通过光电探测器感测所述射频发射线圈产生的光信号，并输出相应的电信号；
通过控制装置接收所述电信号，并在接收到所述电信号时控制所述射频发射线圈停止发射。
根据本申请实施例提供的技术方案，在梯度线圈和射频线圈之间设置光电探测器，利用光电探测器的感测端感测射频发射线圈产生的光信号，并输出相应的电信号，利用控制装置接收电信号，并在接收到电信号时控制射频发射线圈停止发射。如此设置，利用光电探测器的感测端感测射频发射线圈产生的光信号，与相关技术相比，光电探测器能够实时感测射频发射线圈的异常状态，安全及时且简单可靠。
附图说明
图1所示为本申请的磁共振成像设备的一个实施例的示意图；
图2所示为图1所示的磁共振成像设备的一个实施例的部分径向截面示意图；
图3所示为图1所示的磁共振成像设备的一个实施例的部分轴向截面示意图；
图4所示为图1所示的磁共振成像设备的另一个实施例的部分径向截面示意图；
图5所示为图1所示的磁共振成像设备的另一个实施例的部分轴向截面示意图；
图6所示为本申请提供的磁共振成像设备的监测方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”包括两个，相当于至少两个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
图1所示为本申请的磁共振成像设备10的一个实施例的原理图；图2所示为图1所示的磁共振成像设备10的一个实施例的部分径向截面示意图；图3所示为图1所示的磁共振成像设备10的的一个实施例的部分轴向截面示意图。结合图1至图3所示，磁共振成像设备10包括磁体装置11、光电探测器12和控制装置13。在一些实施例中，磁体装置11包括主磁场线圈111、梯度线圈112和射频发射线圈113。梯度线圈112设于主磁场线圈111的内侧，射频发射线圈113设于梯度线圈112的内侧。主磁场线圈111用于产生均匀且稳定的静磁场。梯度线圈112用于在主磁体线圈111产生的静磁场内叠加一个不均匀的磁场，使改变磁共振成像设备10的成像空间各点的磁场强度。射频发射线圈113用于发射射频脉冲，使磁化的质子吸收能量产生共振，并接收质子在弛豫过程中释放的能量，而产生MR信号(磁共振信号)。
由于在射频发射线圈113作为发射天线，在磁共振成像设备10扫描时，射频发射线圈113的各个电子部件之间的电压比较高，个别电子器件损坏的时候由于电势差存在，出现打火现象，同时伴随着火星出现，若持续放电可能会出现火花，而这些现象出现在封闭空间，我们无法通过肉眼观察到。因此，本申请设置光电探测器12，并将光电探测器12设于梯度线圈112与射频发射线圈113之间，光电探测器12可以实时感测射频发射线圈113是否出现打火现象(产生光信号)，即可以通过感测射频发射线圈113产生的异常情况(出现火花)。在一些实施例中，光电探测器12包括感测端121，感测端121面向射频发射线圈113设置，用于感测射频发射线圈113产生的光信号，并输出相应的电信号。射频发射线圈113产生的光信号是来自于射频发射线圈113内部的部分电子部件出现异常或损坏时，出现的打火现象，同时伴随的火星或火花。在射频发射线圈113产生光信号(火星或火花)时，表示射频发射线圈113出现异常或损坏，在射频发射线圈113不产生光信号(火星或火花)时，表示射频发射线圈113正常。将感测端121面向射频发射线圈113设置，使感测端121更靠近于射频发射线圈113，在射频发射线圈113出现火星或火花时，能够及时的检测到，使得检测结果更为准确，并将出现的火星或火花转换为相应的电信号输出，及时作出反馈，可避免发生不必要的损毁，保护患者安全。与相关技术相比，该检测方式安全及时且简单可靠。
在一些实施例中，控制装置13电连接光电探测器12和磁体装置11，控制装置13用于接收电信号，并在接收到电信号时控制射频发射线圈113停止发射。在一些实施例中，控制装置13包括信号接收单元131和信号控制单元132，信号接收单元131电连接光电探测器12，信号控制单元132电连接信号接收单元131和射频发射线圈113，信号接收单元131用于接收光电探测器12输出的电信号，信号控制单元132接收到电信号时控制射频发射线圈113停止发射。
如此设置，利用光电探测器12的感测端121感测射频发射线圈113产生的光信号，与相关技术相比，光电探测器12能够实时感测射频发射线圈113的异常状态(出现火星或火花)，在射频发射线圈113出现火星或火花时，可被光电探测器12及时的检测到，并且通过控制装置13控制射频发射线圈113停止发射，避免对病人造成伤害。
在一些实施例中，控制装置13可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。控制装置13可以是微处理器或者该控制装置13也可以是任何常规的处理器等，在此不再赘述。
在一些实施例中，光电探测器12包括至少两个，至少两个光电探测器12设于梯度线圈112与射频发射线圈113之间，且沿射频发射线圈113的周向分布。在一些实施例中，光电探测器12可以设置两个。在其他一些实施例中，光电探测器12可以设置两个以上。光电探测器12的数量可以根据需要自行设定，但并不局限于此。在一些实施例中，光电探测器12沿射频发射线圈113的径向分布(如图2和图4所示)。在一些实施例中，光电探测器12沿射频发射线圈113的轴向分布(如图3和图5所示)。由于在射频发射线圈113的轴向的中部和两端容易出现火星或火花，光电探测器12设于射频发射线圈113的轴向的中部和/或两端设置，使得在射频发射线圈113的轴向的中部和两端出现火星或火花时，容易被及时的检测到，避免对病人造成伤害和造成不必要的损失。
在图2所示的实施例中，光电探测器12可设置多个，且沿射频发射线圈113的径向分布。在图3所示的实施例中，光电探测器12可设置多个，且沿射频发射线圈113的轴向分布。在图2和图3所示的实施例中，光电探测器12均匀分布，光电探测器12的感测端121的感测范围可覆盖射频发射线圈113的表面。
在其他一些实施例中，光电探测器12可不均匀分布，其感测端121的感测范围覆盖射频发射线圈113的表面即可，在此不再赘述。在另一些实施例中，光电探测器12可设置容易出现火星或火花的区域(例如，位于射频发射线圈113的轴向的中部和两端的区域)，可减少光电探测器12的数量，但不局限于此。
在一些实施例中，光电探测器12设于梯度线圈112与射频发射线圈113之间的间隙内，且与射频发射线圈113的外周壁具有距离(如图2和图3所示)。如此设置，使光电探测器12的感测端121更接近于射频发射线圈113的表面，使的检测更为及时，检测结果更为准确。在一些实施例中，光电探测器12通过支撑块114固定于梯度线圈112与射频发射线圈113之间的间隙内。支撑块114可以采用固定件、限位件等，但不仅限于此，支撑块114用于固定光电探测器12，起到固定作用，如图2和图3所示。
图4所示为图1所示的磁共振成像设备10的另一个实施例的部分径向截面示意图；图5所示为图1所示的磁共振成像设备10的另一个实施例的部分轴向截面示意图。与图2和图3所示的实施例相似，如图4和图5所示，光电探测器12可以设于梯度线圈112的内周壁。将光电探测器12直接固定于梯度线圈112的内周壁，稳定性好，不易脱落。在本实施例中，光电探测器12通过固定胶粘接于梯度线圈112的内周壁。这种组装方式简单，节省部件，降低成本。在其他例子中，光电探测器12可通过支撑块固定于射频发射线圈113的内周壁，该支撑块可以是上述图2和图3所示的支撑块114。
在图2和图3所示的实施例中，相邻的两个光电探测器12的感测范围部分重叠。设置两个或两个以上光电探测器12，且感测范围部分重叠，使射频发射线圈113的表面被全面覆盖，使检测结果更为准确。在图3所示的实施例中，光电探测器12的感测端121的感测范围X为：
其中，θ表示感测端121的感测角度，0°＜θ＜180°；H表示梯度线圈112与射频发射线圈113之间的间隙距离。
在磁共振成像设备10中，由于设备的不同型号，梯度线圈112与射频发射线圈113之间的间隙距离H是可变值，光电探测器12的感测角度θ也是可变值，例如，0°＜θ＜180°。
在实际应用时，在梯度线圈112与射频发射线圈113之间的间隙距离H和光电探测器12的感测角度θ一定时，可以通过上述公式计算出光电探测器12的感测端121的感测范围X，也可以根据射频发射线圈113的轴向方向的尺寸和感测范围X之比，计算出在射频发射线圈113的轴向方向至少设置几排光电探测器12。
例如，梯度线圈112与射频发射线圈113之间的间隙距离H为30mm，光电探测器12的感测角度θ为135°时，可计算出光电探测器12的感测端121的感测范围X为145mm。当射频发射线圈113的轴向方向的尺寸为450mm时，由此可知，在射频发射线圈113的轴向方向至少设置3排光电探测器12，能全面覆盖射频发射线圈113的表面。
如此计算光电探测器12的数量，可有效排布光电探测器12，还可保证在射频发射线圈113的表面全部被覆盖，使得感测范围更为全面，使得检测结果更为准确。
图6所示为本申请提供的磁共振成像设备的监测方法的一个实施例的流程图。如图6所示，磁共振成像设备的监测方法包括步骤S11-S13。其中，
步骤S11、通过射频发射线圈发射射频信号。射频发射线圈正常工作时，用于发射射频脉冲，使磁化的质子吸收能量产生共振，并接收质子在弛豫过程中释放的能量，而产生MR信号(磁共振信号)。
步骤S12、通过光电探测器感测射频发射线圈产生的光信号，并输出相应的电信号。射频发射线圈113产生的光信号是来自于射频发射线圈内部的部分电子部件出现异常或损坏时，出现的打火现象，同时伴随的火星或火花。在射频发射线圈产生光信号(火星或火花)时，表示射频发射线圈出现异常或损坏。在射频发射线圈不产生光信号(火星或火花)时，表示射频发射线圈正常。进一步地，通过光电探测器的感测端实时感测射频发射线圈是否出现打火现象(产生光信号)，即可以通过光电探测器感测射频发射线圈产生的异常情况(出现火花)，并输出相应的电信号。如此设置，在射频发射线圈113出现火星或火花时，可被光电探测器12及时的检测到，该检测方式安全及时且简单可靠。
步骤S13、通过控制装置接收电信号，并在接收到电信号时控制射频发射线圈停止发射。在一些实施例中，控制装置包括信号接收单元和信号控制单元，信号接收单元电连接光电探测器，信号控制单元电连接信号接收单元和射频发射线圈，信号接收单元用于接收光电探测器输出的电信号，信号控制单元接收到电信号时控制射频发射线圈停止发射。
如此设置，利用光电探测器的感测端感测射频发射线圈产生的光信号，与相关技术相比，光电探测器能够实时感测射频发射线圈的异常状态(出现火星或火花)，在射频发射线圈出现火星或火花时，可被光电探测器及时的检测到，并且通过控制装置控制射频发射线圈停止发射，避免对病人造成伤害。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。