[发明专利]MRI设备的安全监控装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及磁共振成像设备中患者的安全监控装置及其方法。

背景技术

在磁共振成像(以下简称为：MRI)技术中，随着磁共振主磁场场强的增加，射频激发脉冲(以下简称为：RF脉冲)的功率也随着增加，RF脉冲所负载的能量部分以热量形式释放出来，被人体部位吸收，导致其体温的升高。如果对RF脉冲产生的热量不加以控制，其产生的热量会造成患者局部灼伤、心率过速、昏迷甚至死亡。因此，高场强的磁共振设备中，为了避免造成患者局部热损伤等问题，MRI扫描引入了一种全新的防护概念，即射频能量吸收率，射频能量吸收率(SpecificAbsorptionRate，以下简称为：SAR)是人体单位体重在单位时间内所吸收的射频能量，计量单位为W/kg。SAR值作为评估RF脉冲造成的人体组织内能量分布的指标，能有效的衡量RF脉冲对人体体表温度上升造成的影响，同时反映人体组织受到的热损害的可能性。

除所述的RF脉冲引起的人体组织受到的热伤害以外，在MRI设备中，梯度线圈的梯度场快速切换也会引起人体神经末梢激发出电流，从而刺激人体的外周神经(PeripheralNervousSystem，以下简称为：PNS)与肌肉，特别刺激心脏，会产生人体刺痛感。

目前针对MRI产品，美国的FDA(FoodandDrugAdministration：美国食品药品监督管理局)等，都对安全指标法律法规方面做了定义。现有技术的难点在于如何进行SAR值和PNS刺激值的精确计算。由于计算的方式多种多样，没有统一的方法可循，特别是1.5T向3T发展，导致磁场强度越来越高；而单通道向多通道发射发展，导致计算越来越复杂，同时FDA等对这些方面要求越来越严格，加剧了理论研究到临床实践的难度。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的难点，提出了一种计算不同采样时间的SAR值和PNS刺激值的实时在线监控系统。

为解决上述问题，本发明提供一种MRI设备的安全监控装置，包括：

RF信号输入模块，采集并输入RF信号；

SAR值监控模块，接收所述RF信号，计算SAR值；

梯度信号输入模块，采集并输入梯度信号；

PNS刺激监控模块，接收所述梯度信号，计算PNS刺激值；

系统管理模块，当所述SAR值监控模块和PNS刺激监控模块的计算结果超出阈值时发出警报信号至上位机；

其中，所述SAR值监控模块，包括：

第一SAR滑动平均值计算子单元，用于计算第一SAR滑动平均值；

第二SAR滑动平均值计算子单元，用于计算第二SAR滑动平均值，

所述第一SAR滑动平均值对应的采样时间长于所述第二SAR滑动平均值对应的采样时间

可选的，所述第一SAR滑动平均值计算子单元和第二SAR滑动平均值计算子单元分别包括：

全身SAR值计算器，用于计算全身SAR滑动平均值，及

局部SAR值计算器，用于计算局部SAR滑动平均值。

可选的，所述安全监控装置，还包括：

解调模块，将RF信号解调为基带小信号后发送给SAR值监控模块。

可选的，所述安全监控装置，还包括：

光口模块，接收RF信号，消除所述RF信号中的干扰，并发送给SAR值监控模块，和/或，接收梯度信号，消除所述梯度信号中的干扰，并发送给PNS刺激监控模块。

可选的，所述SAR值监控模块还包括：

样本点能量计算单元，根据传输线上的电压和发射线圈上的电压，计算出每个样本点的能量；

累计能量计算单元，包括所述第一SAR滑动平均值计算子单元和第二SAR滑动平均值计算子单元，并计算病人吸收能量的累积量。

可选的，所述样本点能量计算单元包括：

发射线圈电压计算子单元，用于计算发射线圈上的电压；

发射线圈能量计算子单元，用于计算发射线圈上的发射能量；及

发射线圈能量损失计算子单元，用于计算发射线圈上的损失能量。

可选的，所述累计能量计算单元包括：

发射线圈能量累加子单元，计算单位时间的发射线圈发射能量；

发射线圈能量损失累加子单元，计算单位时间发射线圈的损失能量；

吸收能量累加子单元，根据发射线圈的发射能量和损失能量计算病人单位时间吸收SAR值；