CN102859385B - 在磁共振成像期间的仪器引导 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置。该准备装置（1）包括：主体线圈（3），用于生成主体（7）的磁共振图像；仪器引导设备（5），用于引导用于影响主体（7）的仪器（6）；标志（9），其在磁共振图像中是可见的；以及附接元件，用于以已知的空间关系将仪器引导设备（5）附接到主体线圈（3）。由于仪器引导设备（5）与主体线圈（3）之间的空间关系是已知的，因此如果它们相互附接，则可以避免用于登记已经基于磁共振图像而被规划的影响轨迹和仪器引导设备（5）的耗时的登记过程。

Description

在磁共振成像期间的仪器引导

技术领域

本发明涉及用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置和准备方法。本发明进一步涉及主体线圈和仪器引导设备，它们适于相互协作以用于准备用于影响主体的影响过程。本发明还涉及用于成像主体的磁共振成像系统。

背景技术

EP1090594A1公开了一种用于执行外科手术的系统，其中该系统包括形成适于围绕要被成像的对象的环的线圈体和与该线圈体接合的穿刺针支撑工具。该穿刺针支撑工具包括：第一基本构件，其具有用于附接到射频线圈的装置；第二基本构件，其在基本平行于射频线圈的轴的方向上可移动地附接到第一基本构件；以及引导构件，其包括穿刺针通道和沿着穿刺针通道布置的磁共振标志。该引导构件在基本垂直于射频线圈的轴的方向上可移动地且在基本垂直于射频线圈的轴的平面中可旋转地附接到第二基本构件。

N.H.G.M. Peters等人的文章“Feasibility of MRI-guided large-core-needle biopsy of suspicious breast lesions at 3T”  European Radiology, volume 19, pages 1639 to 1644 (2009) 公开了一种用于执行磁共振引导的乳腺活检的系统。该系统由乳腺线圈和附加的立体定向活检系统构成。该立体定向活检系统包括钆填充的引导标志管。

US2009/0112082A1公开了一种用于接合（engage）并固定患者头部的头部支撑装置，和一种被配置成固定到患者头部的目标框架。该目标框架包括被配置成引导介入设备通过在活体内患者的颅骨中的钻孔而放置。而且，该目标框架包括框标，该框标在磁共振（MR）图像中是可见的。该头部支撑装置和目标框架是分离的元件。通过使用头部支撑装置和目标框架准备介入过程所需的时间相当长。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置，其中可以减少准备影响过程所需的时间。

在本发明的第一方面，提出一种用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置，其中该准备装置包括

- 主体线圈，用于获取磁共振信号以生成主体的磁共振图像，

- 仪器引导设备，用于引导用于影响主体的仪器，

- 标志，其在磁共振图像中是可见的，

- 附接元件，用于以已知的空间关系将仪器引导设备附接到主体，

其中该标志附接到主体线圈并且被布置在主体线圈内。

由于仪器引导设备与主体线圈之间的空间关系是已知的，因此如果它们彼此附接，则可以避免用于登记已经基于MR图像规划的影响轨迹和仪器引导设备的耗时的登记过程。特别地，仪器引导设备应当以其引导仪器的影响轨迹在仪器引导坐标系统中的坐标（优选地在影响过程是立体定向过程的情况下立体定向坐标系统中的立体定向坐标）是可容易根据MR图像空间中规划的影响轨迹的空间位置、MR图像中（即MR图像空间中）标志的空间位置、仪器引导坐标系统中标志的空间位置以及主体线圈与仪器引导设备之间的已知的空间关系来确定的。

相比之下，在上述现有技术中，头部支撑装置和目标框架是以先验未知的空间关系分离的元件。因此，需要用于登记具有目标框架的MR图像的登记过程，以便允许目标套管根据规划的轨迹引导介入设备的放置。这需要附加的努力并且是耗时的。因此，在现有技术中，用于准备这种介入过程的时间是相当长的。

仪器引导设备优选地集成在主体线圈中。

主体线圈优选地是射频（RF）线圈。

主体优选地是人的头部，其中主体线圈优选地适于生成头部的磁共振图像，并且仪器引导设备优选地适于引导用于影响头部的仪器。特别地，主体线圈优选地是具有标志的RF头部线圈，该标志优选地是在磁共振图像中可见的集成立体定向基准（fiducial）。

准备装置优选地适于准备立体定向手术过程，特别是将会应用到人的头上的立体定向手术过程。该准备装置优选地进一步适于执行已准备的立体定向手术过程。

附接元件优选地适于将仪器引导设备和主体线圈以可拆卸方式相互附接。例如，附接元件可以由主体线圈上的接收元件和仪器引导设备上的对应的装配元件形成，该装配元件适于被装配到接收元件中，或者反之亦然。如果标志被布置在主体线圈处，则有可能完全地准备影响过程，而不将仪器引导设备附接到主体线圈，其中如果仪器引导设备最终附接到主体线圈，则因为仪器引导设备与主体线圈之间的已知的空间关系的缘故，仪器引导设备已经被登记。因此，在影响过程的准备期间，在仪器引导设备最终已被附接到主体线圈之后，可以提供对主体的更容易的访问，而没有附加的登记过程。而且，由于仪器引导设备和主体线圈可以以可拆卸的方式相互附接，仪器引导设备可以与不同的主体线圈一起使用，并且主体线圈可以与不同的仪器引导设备一起使用。

准备装置可以包括一个或若干个标志，所述标志位于相对于主体线圈的已知的空间位置处。

优选的是，仪器引导设备包括用于支持该仪器的仪器支架和用于承载该仪器支架的仪器支架载体，其中附接元件适于将主体线圈和仪器支架载体相互附接，使得仪器引导设备和主体线圈处于已知的空间关系中。例如，接收元件可以被提供在主体线圈上，该接收元件适于接收仪器支架载体，以用于形成附接元件。仪器支架载体优选地是板，特别是用于附接到主体线圈末端的端板。优选地，端板可以容易地以唯一的且在机械上鲁棒的方式装配在主体线圈上。标志也可以被提供在仪器支架载体上。

仪器引导设备适于允许该仪器相对于主体线圈移动，例如以便沿着期望的轨迹移动仪器。例如，仪器引导设备可以适于将介入仪器移动到人的颅骨中或另一个主体中。

进一步优选的是，仪器支架和仪器支架载体适于允许仪器支架相对于仪器支架载体移动，以用于将仪器相对于主体线圈移动。

优选地，仪器支架载体是板，特别是端板，并且该板和仪器支架适于允许仪器支架在板的平面中平移。进一步优选的是，仪器引导设备适于允许仪器支架、特别是仪器支架的一部分相对于仪器支架载体旋转。例如，仪器支架可以包括外部和内部，该内部是相对于外部可旋转的，并且直接支持仪器，以便允许仪器相对于主体线圈、特别是相对于主体旋转。这实现了在主体线圈、特别是在主体内仪器的多种轨迹。

标志附接到主体线圈并且可选地还附接到仪器引导设备，其中标志被布置在主体线圈内。优选地，标志牢牢地固定到主体线圈的内部。这使得标志良好地处于主体线圈的成像区域内并且靠近主体。

准备装置优选地进一步包括用于支持主体的主体支持结构。优选的是，主体线圈布置在主体支持结构内。这进一步确保了主体线圈可以位于靠近主体的地方，其中主体被置于主体线圈内。主体线圈优选地包括支持开口和主体支持结构，该主体支持结构包括用于穿透支持开口以在适当位置支持主体线圈内的主体的对应的支持元件。

主体支持结构优选地适于在期望的位置固定主体。主体支持结构优选地包括夹持机构，以在主体线圈内的固定位置夹持主体。主体支持结构可能在形状方面是可调适的以适应主体特定形状、特别是患者特定身体结构，并且优选地适于在适当位置支持人的头部。

附接元件可以适于将仪器引导设备直接地或者经由另一个元件（即间接地）附接到主体线圈。例如，仪器引导设备和主体线圈可以直接附接在一起，或者例如经由主体支持结构或另一个元件而附接在一起，使得仪器引导设备与主体线圈之间的空间关系是已知的。仪器引导设备被配置成使得在仪器引导设备与主体线圈之间的空间关系是已知的情况下由仪器引导设备引导的仪器与主体线圈之间的空间关系是已知的。

准备装置可以包括用于在主体中生成开口以允许仪器引导设备将仪器引导到主体中的开口生成单元。例如，仪器支架载体、特别是端板可以装备有用于将主体钻出开口的钻孔单元，同时仪器支架载体附接到主体线圈。

进一步优选的是，主体支持结构包括更加可变形区域和较不可变形区域，其中主体线圈在主体支持结构的较不可变形区域处附接到主体支持结构。这减少了由主体支持结构支持主体、特别是夹持主体对仪器引导设备与主体线圈之间的空间关系的可能的影响。例如，可以减少主体支持结构的变形到主体线圈的可能的转移。因此，可以提高准备用于影响主体的影响过程的精度。

在本发明的另一个方面，提出了用于成像主体的磁共振成像系统，其中磁共振成像系统包括具有如权利要求1中限定的准备装置的标志的主体线圈，其中该磁共振成像系统适于通过使用来自主体的磁共振信号来生成主体的磁共振图像。

在本发明的另一个方面，提出了用于与用于引导仪器以用于影响主体的仪器引导设备协作的主体线圈，其中主体线圈适于获取磁共振信号以用于生成主体的磁共振图像并且包括用于将仪器引导设备附接到主体线圈的附接元件，其中该附接元件适于以已知的空间关系将仪器引导设备附接到主体线圈，其中在磁共振图像中可见的标志附接到主体线圈并被布置在主体线圈内。主体线圈优选地进一步包括在磁共振图像中可见的标志。

在本发明的另一个方面，提出用于与主体线圈协作的仪器引导设备，其中该仪器引导设备适于引导用于影响主体的仪器并且包括用于以已知的空间关系将仪器引导设备附接到主体线圈的附接元件，该主体线圈适合于生成主体的磁共振图像。仪器引导设备优选地进一步包括在磁共振图像中可见的标志。

在本发明的另一个方面，提出用于准备用于影响主体的影响过程的准备方法，其中该准备方法适于使用如权利要求1所限定的准备装置并且包括：

- 通过使用主体线圈生成主体的和标志的磁共振图像，

- 基于在所生成的磁共振图像内所提供的表示影响位置的影响位置图像区域、所生成的磁共振图像、标志的位置以及仪器引导设备与主体线圈之间的空间关系，来确定影响位置，主体应当在该影响位置处被影响，所述空间关系将在影响主体期间存在，

- 由附接元件将仪器引导设备附接到主体线圈以用于由仪器引导设备根据所确定的用于影响主体的影响位置引导仪器。

该影响位置优选地是影响轨迹、特别是手术轨迹。该轨迹优选地在提供仪器支架的横向和竖直位置且优选地提供仪器支架的角取向的立体定向坐标中确定。

这些步骤的顺序可以修改。例如，可以在仪器引导设备已被附接到主体线圈之后确定影响位置。而且，将仪器引导设备附接到主体线圈的步骤可以在生成磁共振图像之前、特别是在定位主体之前、特别地在仪器引导设备包括在磁共振图像中可见的标志的情况下来执行。该方法可以进一步包括步骤：在主体线圈的主体支持结构内定位主体，特别是在生成磁共振图像之前。

影响位置图像区域可以由人提供和/或可以自动地被提供，其中可以限定例如目标位置和从目标位置到外部的轨迹。例如，从目标位置到外部的轨迹可以以这样的方式来确定：使得例如通过避开沿着该轨迹的大血管并通过防止经心室（trans-ventricular）和经脑沟（trans-sulcal）轨迹来造成最小的神经性损伤。轨迹的选择和最优化可以通过在磁共振图像的背景下对候选轨迹的视觉检查来完成。优选地，沿着沿所选候选轨迹取向的平面重新格式化三维磁共振图像，以便具有相应轨迹的最优的评估。如果在所生成的磁共振图像内表示影响位置的影响位置图像区域已被提供，则相对于坐标系统（仪器引导设备在其中移动仪器引导）、特别是相对于立体定向坐标系统的影响位置可以基于所生成的磁共振图像内标志的位置、标志相对于该坐标系统的位置以及仪器引导设备与具有简单的几何考虑（consideration）的主体线圈之间的已知空间关系来确定。

应当理解，权利要求1的准备装置、权利要求7的磁共振成像系统、权利要求8的主体线圈、权利要求9的准备方法以及仪器引导设备具有相似的和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中限定的相似和/或相同的优选实施例。

应当理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任意组合。

本发明的这些和其他方面将根据下面所描述的实施例而清楚明白并参照这些实施例而被阐明。

附图说明

在下面的附图中：

图1-3示意性且示例性示出用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置的实施例，

图4示意性且示例性示出磁共振成像系统，

图5示例性示出说明用于准备用于影响主体的影响过程的准备方法的流程图，

图6示意性且示例性示出用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置的另一个实施例，

图7示意性且示例性示出具有轨道元件的主体线圈，

图8示意性且示例性示出轨道元件连同用于相对于主体线圈移动仪器引导设备的滑动元件，以及

图9示意性且示例性示出用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置的另一个实施例。

具体实施方式

图1以剖面图示意性且示例性示出用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置1的实施例。准备装置1包括用于生成主体的磁共振图像的主体线圈3和用于支持主体的主体支持结构4。准备装置进一步包括具有标志9的结构2，该标志在磁共振图像中是可见的并且被布置在主体线圈3内。结构2包括若干个条，其中Z形条9位于两个平行的平面中并且填充有在磁共振图像中可见的对比流体（contrast fluid）。这些Z形标志9允许从在轴向磁共振图像上表示Z形标志9的对角元素的点相对于表示标志9的水平元素的点的高度非常容易导出立体定向的z坐标，即非常容易导出沿着主体线圈的主轴的立体定向坐标。在其他实施例中，可以使用具有其他形状的其他标志。例如，可以使用有源标志来取代图像对比提供标志，这可以导致更高的精度。

在该实施例中，准备装置1适于准备立体定向脑外科手术，即主体是人的头部，其中主体线圈3是RF头部线圈并且主体支持结构4适于在适当位置立体定向地支持头。RF头部线圈3适于生成头部的和标志9的磁共振图像，该标志优选地是在磁共振图像中可见的集成的立体定向基准。标志9牢牢地固定到RF头部线圈3的内部，以便确保标志9良好地在RF头部线圈3的成像区域内，靠近该头部并且在已知的空间位置处。

主体支持结构4适于提供用于在RF头线圈3内固定位置夹持头部的夹持机构。特别地，主体支持结构4包括为头部夹持杆14、15的支持元件，其被布置成使得它们可以穿过在RF头部线圈3中的支持开口17以用于在适当位置支持RF头部线圈3内的头部。支持元件14、15由支撑结构18来支撑，RF头部线圈3位于该支撑结构中，其中支撑结构18封装了RF头部线圈3的一部分，以使得支撑结构18还支撑RF头部线圈3。此外，RF头部线圈被布置在线圈支撑物19上并且由它来支撑。支撑结构18优选地是U形的。然而，在其他实施例中，支撑结构可以具有另一种形状，例如附加的条可以被提供在支撑结构的顶部上，以使得该支撑结构具有O形形状。附加的条可以提供更大的刚性。

主体线圈优选地是可直接或间接（例如经由支撑结构18或线圈支撑物19）附接到磁共振成像系统的。在该实施例中，主体线圈与磁共振成像系统之间的附接并非必须是牢固的，因为立体定向坐标的登记依赖标志的可视化和主体线圈与仪器引导设备之间的已知空间关系，并且与现有技术的过程对比，磁共振图像坐标中的完美的重对准不是必需的。

由于图1示出准备装置1的剖面图，主体线圈看起来具有半圆柱形状。然而，在该实施例中，主体线圈3优选地是圆柱形的。但是，主体线圈还可以具有适合用于生成主体的磁共振图像的另一种形状。就具有标志9的结构2和主体支持结构4而言，这些结构的各部分在图1中未被切掉。

准备装置1进一步包括用于引导用于影响主体7的仪器的仪器引导设备5，其可以通过附接元件10以已知的空间关系而被附接到主体线圈3。在图1中，示出了在仪器引导设备5附接到主体线圈3之前的准备装置1。在示意性且示例性示出准备装置1的后视图的图2中，示出了仪器引导设备5通过附接元件10而被附接到主体线圈3。在该实施例中，仪器引导设备5适于引导用于执行脑外科手术的外科手术仪器。附接元件10适于以可拆卸的方式将仪器引导设备5和主体线圈3相互附接。在该实施例中，附接元件10由RF头部线圈3的内表面中的凹槽形成，该凹槽是主体线圈3上的接收元件以用于接收为端板12的仪器支架载体。仪器引导设备5包括用于支持仪器的仪器支架11和为用于承载仪器支架11的端板12的仪器支架载体。端板12可以容易地以唯一的且在机械上鲁棒的方式装配在RF头部线圈3上。

仪器引导设备5适于允许用户和/或自动移动单元相对于主体线圈3移动仪器，以便沿着主体内、特别是头部内的期望轨迹移动仪器。在该实施例中，仪器支架11和仪器支架载体12适于允许用户和/或自动移动单元相对于仪器支架载体12（即相对于端板12）移动仪器支架11，以用于相对于主体线圈3移动仪器。端板12和仪器支架11适于允许仪器支架在端板12的平面中平移。仪器引导设备5进一步适于允许仪器支架11或仪器支架11的一部分相对于端板12旋转。这在主体线圈3内、特别是在头部内实现了仪器的多种轨迹。

在该实施例中，准备装置包括滑动装置39，其用于在水平和竖直方向上在端板12中提供的开口25内平移仪器支架11。提供了滑动框架20，其适于在水平方向21上在滑动轨道23、24上滑动。滑动框架20可以包括用于在提供在端部12内的开口25的水平侧上的滑动轨道23、24上滚动和/或滑动的辊（roll）22。在该滑动框架20内，仪器支架11可以在竖直方向26上沿竖直滑动轨道27、28滑动。仪器支架11也可以包括用于在竖直滑动轨道27、28上滑动和/或滚动的滑动辊29。

请注意，为了清楚的原因，图2仅仅示出了准备装置1的一些元件，特别是用于解释端板12中开口25内仪器支架的移动所需的元件。

仪器支架11优选地适于允许由仪器支架支持的仪器相对于端板12旋转和倾斜。例如，仪器支架可以包括外部35和内部36，该内部是相对于外部35可旋转的和/或可倾斜的。可旋转的内部36可以通过使用诸如固定螺钉之类的固定元件而相对于外部35被固定在期望的旋转位置和/或倾斜位置。可旋转内部36可以被环绕并且可以包括用于接收仪器的圆柱形接收元件40。仪器支架可以例如如DE19808220A1的图1-3中所示的那样来构造，该文献通过引用合并于此。

图3以部分横截面视图示意性且示例性示出准备装置1的一些元件。在图3中，具有头部7的人8已被定位在RF头部线圈3内。在头部7的颅骨中钻出了开口38，并且仪器6（在该实施例中为脑外科手术仪器6）在被承载在由图3中的虚线指示的端板12上的仪器支架11内被支持。仪器6可以沿轨迹37被移动并被引导到目标位置89。应当注意，图3仅示出一些元件且特别地仅示出准备装置1的一些元件的部分。例如，图3仅示出标志9的一部分。

为了生成磁共振图像，具有位于准备装置1内的头部7的人8被布置在磁共振成像系统内，该系统在图4中被示意性且示例性示出。

图4中示意性且示例性示出的磁共振成像系统13适于通过使用来自准备装置1的主体线圈3的磁共振信号生成人8的头部7的磁共振图像。磁共振成像系统13包括用于在包括人8的头部7的成像区域中生成B0场的主场磁体41。梯度线圈42诱导了跨越B0场的梯度磁场，典型地沿着三个正交轴。整个身体RF线圈43发射RF脉冲以在成像区域内刺激并操纵人8中（特别是头部7中）的共振。取代使用整个身体RF线圈43，可以使用更小的RF线圈，其发射RF脉冲以基本上仅在人8的头部7中刺激并操纵共振。用于诱导跨越B0场的梯度磁场的梯度线圈可以适于在基本上仅覆盖人8的头部7的成像区域中诱导梯度磁场，并且主场磁体也可以适于基本仅在大到足以用于包括人的头部的成像区域中生成B0场，但是该成像区域优选地不是更大的。图4中由具有虚线的方框示意性指示的准备装置1的主体线圈3从人8的头部7接收共振信号。可选地，主体线圈3也可以诱导和/或操纵共振。序列控制器44控制RF和梯度线圈42以实施所选的磁共振成像序列。序列存储器45存储这些序列。磁共振接收器46从整个身体RF线圈43和准备装置1的主体线圈3接收磁共振信号，并且重构处理器47将所接收的共振信号重构成人8的头部7的磁共振图像，该磁共振图像还示出了标志9。具有用户接口的计算机48使得操作者能够选择要执行的成像序列、重构操纵、图像格式等等并且显示重构的图像。

在下文中，将参照图5中所示的流程图示意性描述用于准备用于影响主体的影响过程的准备方法的实施例。

在步骤101中，主体被置于主体支持结构4内。优选地，人7的头部8被置于RF头部线圈3内部并且在RF头部线圈3内固定位置使用主体支持结构4的夹持机构来夹持。然后，在步骤102中，通过使用RF头部线圈生成主体的和标志的磁共振图像。特别地，该磁共振成像系统13与准备装置1一起使用以生成三维磁共振图像，其使人的身体结构相对于集成在RF头部线圈3中的一个或若干个标志9可视化。由于在该实施例中描述了立体定向过程，所述一个或若干个标志可以被视为立体定向标志。

在步骤103中，基于在所生成的磁共振图像内提供的表示影响位置的影响位置图像区域、所生成的磁共振图像、标志的位置以及仪器引导设备与主体线圈之间的已知的空间关系来确定影响位置，主体应当在该影响位置被影响，所述空间关系将存在于影响主体期间、特别是在优选的立体定向脑外科手术过程期间。该空间关系是已知的，因为通过使用上述准备装置1，在仪器引导设备已被附接到主体线圈之后，这些设备之间的空间关系是已知的。影响位置优选地是影响轨迹，特别是外科手术轨迹。影响位置图像区域、特别是影响轨迹图像区域可以由正规划影响过程的人基于主体的磁共振图像来提供。特别地，诸如图4所示的计算机48之类的具有用户接口的计算机可以被配置成允许用户在所生成磁共振图像内限定影响位置图像区域，特别是影响轨迹图像区域。而且，该计算机或另一个计算单元可以适于从所限定的影响位置图像区域确定影响位置。例如，所限定的影响位置图像区域可以被转化成提供仪器支架的横向（即水平）和竖直位置及角取向的立体定向坐标，其中立体定向坐标限定了所确定的影响位置。

在步骤104中，仪器引导设备5通过附接元件10而被附接到主体线圈2以允许仪器6由仪器引导设备5根据所确定的影响位置来引导，以便影响主体8。特别地，具有仪器支架11的端板12被装配在RF头部线圈3上并且仪器支架根据规划的轨迹来定位，即平移和/或旋转和/或倾斜。然后，可以开始影响过程、特别是脑外科手术并且可以沿着所确定的轨迹来移动和引导仪器6。

尽管在上述实施例中所述一个或若干个标志被布置在主体线圈3内，但是标志也可以被提供在准备装置的另一个部分上。在一个实施例中，为在磁共振图像中可见的立体定向的标志的所述一个或若干个标志被提供在仪器引导设备上，特别地被提供在仪器支架载体上。仪器支架载体然后在磁共振图像生成之前附接到主体线圈。特别地，人的头部被置于RF头部线圈内部并且通过使用夹持机构在RF头部线圈中的固定位置而被夹持。仪器支架载体以唯一且在机械上鲁棒的方式被置于RF头部线圈中，并且取得使人的身体结构和所述一个或多个立体定向标志可见的三维磁共振图像。影响位置图像区域、特别是外科手术轨迹图像区域被提供在磁共振图像中，并且影响位置图像区域被转化成提供仪器支架的横向（即水平）和竖直位置及角取向的立体定向坐标，以便确定影响位置。然后，根据所确定影响位置、特别是根据所规划的轨迹来定位仪器支架。该仪器被布置在仪器支架内，或者该仪器已被布置在仪器支架内，并且由仪器引导设备根据所确定的影响位置移动和引导仪器。

图6示意性且示例性示出用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置的另一个实施例。准备装置201包括为RF头部线圈的主体线圈203。主体线圈203适于生成主体207的磁共振图像，该主体是人的头部。准备装置201进一步包括用于引导用于影响头部207的仪器206的仪器引导设备205。出于清楚的原因而在图6中未示出的标志被提供在主体线圈203内。该标志在所生成的磁共振图像中是可见的并且用于如上文所述的对准的目的。图6进一步示出头部夹持杆214、215，其通过主体线圈203中的对应开口突出，以便在期望的位置固定头部207。仪器引导设备205包括用于支持仪器206的仪器支架211和用于承载仪器支架211的仪器支架载体212。仪器支架211和仪器支架载体212被调适，以使得仪器206可以通过头部207中的开口238而沿着期望外科手术轨迹被引导到期望的目标位置。

仪器支架载体212包括弧形元件251，仪器支架211可以沿着该弧形元件移动以用于在相对于参考线253的期望的角位置α₁处布置仪器支架211，该参考线在该实施例中平行于主体线圈203的中心轴并且遇到头部207中的开口238，通过该开口引入仪器206。可以通过使用诸如固定螺钉之类的固定元件将仪器支架211固定在期望的角位置α₁处。仪器支架载体212进一步包括杆264、265，弧形元件251附接到这些杆。特别地，弧形元件251附接到杆264、265的第一端，并且杆264、265的相对的第二端附接到仪器支架载体212的旋转轴260、261。杆264、265的第二端附接到旋转轴260、261，使得杆264、265连同弧形元件251可以绕旋转轴260、261旋转并且沿着旋转轴260、261（即沿着x方向）平移。仪器支架载体212进一步包括滑动元件240、241，其经由附接元件210而附接到主体线圈203。旋转轴260、261附接到滑动元件240、241，并且滑动元件240、241被调适以使得旋转轴260、261在垂直于旋转轴260、261的y、z方向上移动。当在立体定向坐标中确定目标位置和对应的外科手术轨迹的时候，仪器引导设备205与主体线圈203之间、特别是带有仪器206的仪器支架211与主体线圈203之间的空间关系是已知的。在图6中由α₂指示的杆264、265绕旋转轴260、261的旋转位置可以由诸如固定螺钉之类的固定元件来固定，并且滑动元件240、241上旋转轴260、261的y、z位置也可以由诸如固定螺钉之类的固定元件来固定。杆264、265的第二端可以包括环形元件262、263，其接收旋转轴260、261以允许杆264、265绕旋转轴260、261旋转。

如图7中示意性且示例性所示，主体线圈203具有轨道元件270，其集成在主体线圈的侧面，例如被制造为进入主体线圈203的外壳中的一个组件。在图8中更详细地示意性且示例性示出轨道元件270。轨道元件270包括轨道271和米制标度272，其中轨道271由滑动元件240的凹槽274接收以允许滑动元件240在z方向上相对于主体线圈203平移。当已经设置了期望的位置时，滑动元件240可以由诸如固定螺钉之类的固定元件相对于轨道元件270来固定。具有旋转轴260的板276附接到滑动元件240以使得旋转轴260可在y方向上相对于滑动元件240移动。在该实施例中，滑动元件240包括两个竖直的滑道277、278，板276可以在所述滑道上在y方向上滑动。旋转机构可以用于在y方向上相对于主体线圈203移动具有旋转轴260的板276，其中y位置可以通过使用调节螺钉275来修改。在该实施例中，轨道271和凹槽274形成附接元件210。滑动元件240包括具有指示器287的开口288，该指示器用于指示米制标度272上的z位置。

轨道元件可以是包括轨道和米制标度的板，其被提供在主体线圈的外表面上、特别是主体线圈的外壳的外表面上。然而，轨道元件还可以包括轨道且可选地包括米制标度，而没有板，即该轨道可以直接提供在主体线圈的外表面上、特别是主体线圈的外壳的外表面上。

图9示意性且示例性示出用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置的另一个实施例。准备装置301包括为RF头部线圈的主体线圈303。主体线圈303适于生成主体307的磁共振图像，该主体是人的头部。准备装置301进一步包括用于引导用于影响头部307的仪器306的仪器引导设备305。出于清楚的原因而在图9中未示出的标志被提供在主体线圈303内。该标志在所生成的磁共振图像中是可见的，并且用于如上所述的对准的目的。图9进一步示出头部夹持杆315，其通过主体线圈303中的对应的开口突出，该开口在图9中未示出。图9大致示出了准备装置301的横截面侧视图。因此，在图9中未示出与第一头部夹持杆315一起使用以用于固定头部307的第二头部夹持杆。

仪器引导设备305包括用于支持仪器306的仪器支架311和用于承载仪器支架311的仪器支架载体312。仪器支架311和仪器支架载体312被调适以使得可以将仪器306沿着期望的外科手术轨迹通过头部307中的开口338而引导到期望的目标位置。

仪器支架载体312包括弧形元件351，仪器支架311可沿着该弧形元件移动以用于在相对于旋转轴353的期望的角位置α₁处布置仪器支架311。诸如固定螺钉之类的固定元件被提供用于在期望的角位置α₁处固定仪器支架311。弧形元件351在圆形轨道350上被支撑以允许弧形元件351绕旋转轴353旋转。圆形轨道350附接到具有圆形孔径的xy平台（stage）346，并且xy平台346可移动地附接到若干个（特别是4个）围绕旋转轴353的附接销342、391。xy平台346可以将圆形轨道350相对于主体线圈303在垂直于旋转轴353的x方向和y方向上平移。而且，附接销342、391经由附接元件310、390而附接到主体线圈303。附接元件310、390被调适以使得xy平台346可以在平行于旋转轴353的z方向上相对于主体线圈303移动。附接元件310、390由具有用于接收附接销342、391的接收孔380、381的孔元件392、393形成。诸如固定螺钉之类的固定元件被提供用于将附接销342、391固定在相对于孔元件392、393并且因此相对于主体线圈303的期望的z位置处。附接销342、391可以包括米制标度，其指示仪器引导设备与主体线圈之间在z方向上的空间关系。米制标度还可以被提供在xy平台上，其中仪器支架311与主体线圈303之间的空间关系可以从该米制标度得知。准备装置包括诸如固定螺钉之类的固定元件，以用于将仪器支架311固定在期望的位置，即用于相对于主体线圈303固定xy平台346、相对于主体线圈303固定附接销342、391、相对于xy平台346固定弧形元件351以及相对于弧形元件351固定仪器支架311。

圆形轨道350适于允许弧形元件351且因此允许仪器支架311绕旋转轴353在360度的角范围上旋转。该旋转在图9中由α₂指示。包括仪器支架311、弧形元件351、环形元件346和圆柱形元件342的仪器引导设备可以经由附接元件310而牢牢地附接到主体线圈303。仪器引导设备允许在三个垂直方向上可控的平移、绕旋转轴353可构造的旋转以及仪器支架311沿着弧形元件351可控的移动。

为了在患者的脑部中精确地递送如针、植入物之类的仪器或其他仪器，一般地使用立体定向神经外科手术。通常，立体定向过程包括以下步骤：首先，立体定向框架附接到患者的颅骨。然后，通过使用例如磁共振成像系统或计算机断层扫描成像系统来执行对带有附接的框架的患者的手术前三维图像获取。在所获取的三维图像中标识立体定向标志或基准，并且通过执行登记过程来限定立体定向空间。此后，限定目标和相关联的轨迹，并且人被转移到将要在其中执行该外科手术的手术室。弧形和仪器引导被附接到框架并且对准所限定的轨迹，于是手术开始。立体定向框架的主要优点是沿着手术前确定的轨迹对仪器可靠的机械引导以及它在外科手术实践中长期被证实的用途。而且，立体定向外科手术不需要大开颅术，而是仅需要小钻孔以插入仪器，从而限制了患者的创伤。然而，使用这种已知的立体定向框架的若干缺点是：a）该框架的安装和对立体定向空间的登记是耗时的，b）由于其尺寸的缘故，设备是侵入性的并且使用起来是麻烦的，c）框架的存在使得难以装配在RF头部线圈中，以及d）外科手术方法基本上完全依赖于手术前图像并且被“盲目地”执行，使得例如手术前的身体结构的变化（“脑移位”）或仪器的弯曲和/或偏离是未知的并且无法解释。根据本发明的准备装置克服了这些缺点中的至少一个。

准备装置优选地适合于立体定向框架的便利的附接和登记，其中在MRI扫描仪内，仪器可以被插入到主体中、特别是插入到人的头部中，并且其中主体优选地不需要被移入和移出MR扫描仪。而且，与上述现有技术对比，优选地，仪器引导设备不需要安装到主体、特别是不需要安装到人的头部。如果使用准备装置，这种麻烦的且耗时的过程因此优选地不是需要的。

所述一个或若干个标志例如是填充有对比流体或有源标志的条。

尽管在上述实施例中准备装置已被描述为适于准备用于人的头部的外科手术过程，但是准备装置也可以适于准备用于影响如人或动物的另一个部分之类的另一个主体或类似的技术对象的影响过程。

尽管在上述实施例中某些附接元件已被描述用于以已知的空间关系将仪器引导设备和主体线圈相互附接，但是其他附接元件也可以用于生成另一种附接，如螺钉或其他附接元件，只要该附接确保了主体线圈与仪器引导设备之间的已知的空间关系。

尽管上文参照图4描述了用于生成磁共振图像的某种磁共振成像系统和对应的过程，但是也可以使用用于生成磁共振图像的其他磁共振成像系统和对应的过程，只要所生成的磁共振图像示出主体和至少一个标志。

主体优选地包括主体线圈外壳，主体线圈线缆被封装在该外壳中。附接元件、特别是附接元件的各部分（如接收元件或轨道元件）可以被提供在主体线圈的主体线圈外壳上。

在仪器引导被附接到主体线圈之后，仪器引导设备与主体线圈之间、特别是仪器支架与主体线圈之间且因此仪器与主体线圈之间的空间关系是已知的。在一个实施例中，准备装置包括指示空间关系的米制标度。

本领域技术人员在实践要求保护的本发明时通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解并实现对所公开的实施例的其他变形。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。

单个单元或设备可以实现权利要求中所述若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的起码事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

本发明涉及一种用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置。该准备装置包括：主体线圈，用于生成主体的磁共振图像；仪器引导设备，用于引导用于影响主体的仪器；标志，其在磁共振图像中是可见的；以及附接元件，用于以已知的空间关系将仪器引导设备附接到主体线圈。由于仪器引导设备与主体线圈之间的空间关系是已知的，因此如果它们彼此附接，则可以避免用于登记已经基于磁共振图像而规划的影响轨迹和仪器引导设备的耗时的登记过程。

Claims (9)

1.一种用于准备用于影响主体的影响过程的准备装置，该准备装置（1）包括：

- 主体线圈（3），用于生成主体（7）的磁共振图像，

- 仪器引导设备（5），用于引导用于影响主体（7）的仪器（6），

- 标志（9），其在磁共振图像中是可见的，

- 附接元件（10），用于将仪器引导设备（5）附接到主体线圈（3）,

其特征在于，附接元件（10）适于以已知的空间关系将仪器引导设备（5）附接到主体线圈（3），其中标志（9）附接到主体线圈（3）并且被布置在主体线圈（3）内。

2.如权利要求1所限定的准备装置，其中所述仪器引导设备（5）包括用于支持仪器（6）的仪器支架（11）和用于承载该仪器支架（11）的仪器支架载体（12），其中所述附接元件（10）适于将主体线圈（3）和仪器支架载体（12）相互附接，使得仪器引导设备（5）和主体线圈（3）处于已知的空间关系中。

3.如权利要求2所限定的准备装置，其中所述仪器支架（11）和仪器支架载体（12）适于允许仪器支架（11）相对于仪器支架载体（12）移动，以用于将仪器（6）相对于主体线圈（3）移动。

4.如权利要求1所限定的准备装置，其中所述准备装置进一步包括用于支持主体（7）的主体支持结构（4）。

5.如权利要求4所限定的准备装置，其中所述主体线圈（3）被布置在主体支持结构（4）内。

6.如权利要求4所限定的准备装置，其中所述主体支持结构（4）包括更加可变形区域和较不可变形区域，其中主体线圈（3）在主体支持结构（4）的较不可变形区域处附接到主体支持结构（4）。

7.一种用于成像主体的磁共振成像系统，其特征在于该磁共振成像系统（13）包括具有如权利要求1所限定的准备装置（1）的标志（9）的主体线圈（3），其中该磁共振成像系统（13）适于通过使用来自主体线圈（3）的磁共振信号来生成主体（7）的磁共振图像。

8.一种用于与用于引导用于影响主体的仪器的仪器引导设备协作的主体线圈，其中该主体线圈（3）适于获取磁共振信号以用于生成主体（7）的磁共振图像并且包括用于将仪器引导设备（5）附接到主体线圈（3）的附接元件（10），其特征在于附接元件（10）适于以已知的空间关系将仪器引导设备（5）附接到主体线圈（3），其中在磁共振图像中可见的标志（9）附接到主体线圈（3）并且被布置在主体线圈（3）内。

9.一种用于准备用于影响主体的影响过程的准备方法，其特征在于该准备方法适于使用如权利要求1所限定的准备装置并且包括：

- 通过使用主体线圈（3）生成主体的和标志的磁共振图像，

- 基于在所生成的磁共振图像内提供的表示影响位置的影响位置图像区域、所生成的磁共振图像、标志（9）的位置以及仪器引导设备（5）与主体线圈（3）之间的已知的空间关系，来确定影响位置，主体应当在该影响位置处被影响，该空间关系将在影响主体期间存在，

- 由附接元件（10）将仪器引导设备（5）附接到主体线圈（3）以用于由仪器引导设备（5）根据所确定的用于影响主体（7）的影响位置引导仪器（6）。