本发明专利技术涉及一种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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗设备领域，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。
技术介绍
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(Specific Absorpt1n Rate，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(Peripheral Nervous System，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 (Food and Drug Administrat1n: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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术提供一种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；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是根据所述病人单位时间吸收SAR值计算第一 SAR滑动平均值和第二 SAR滑动平均值。可选的，所述累计能量计算单元还包括:病人吸收能量累加子单元，用于计算所述病人吸收能量的积累量，并发送给系统管理模块。可选的，所述累计能量计算单元还包括:最大SAR值计算单元，根据所述第一 SAR滑动平均值和第二 SAR滑动平均值计算结果求出最大第一 SAR滑动平均值和最大第二 SAR滑动平均值，并发送给系统管理模块。可选的，所述累计能量计算单元还包括:校验计算子单元，分别对第一 SAR滑动平均值和第二 SAR滑动平均值进行校验，判定SAR值是否超限，若超限，则输超限信号至系统管理模块。 可选的，所述PNS刺激监控模块包括:梯度刺激PNS计算单元，根据梯度信号计算X、Y、Z轴上的PNS刺激值；PNS计算单元，计算三个轴的三轴总刺激值；最大值计算单元，计算所述总刺激值的最大值；及PNS校验单元，根据X、Y、Z轴上的PNS刺激值和最大值进行验证。可选的，所述梯度刺激PNS计算单元包括:梯度变化率计算子单元，根据梯度数据计算出梯度爬升率；PNS计算子单元，根据所述梯度爬升率计算X、Y、Z三轴的PNS刺激值；及PNS最大值计算子单元，计算X、Y、Z三轴的单轴最大PNS刺激值。本专利技术还提供一种MRI设备的安全监控方法，包括:采集RF信号和梯度信号；根据所述RF信号计算SAR值；根据提提信号计算PNS刺激值；当所述SAR值和PNS刺激值超出阈值时发出警报信号；所述SAR值包括第一 SAR滑动平均值和第二 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滑动平均值为局部第一 SAR滑动平均值和全身第一 SAR滑动平均值；所述第二 SAR滑动平均值为局部第二 SAR滑动平均值和全身第二 SAR滑动平均值。可选的，所述的安全监控方法，还包括:将RF信号解调为基带小信号后再计算SAR值。可选的，所述的安全监控方法，还包括:对采集RF信号进行消除信号中干扰后计算SAR值，和/或，对采集梯度信号进行消除信号中干扰后计算SAR值。可选的，根据所述RF信号计算SAR值包括:根据传输线上的电压和发射线圈上的电压，计算每个样本点的能量；根据所述样本点能量计算第一 SAR滑动平均值和第二 SAR滑动平均值，并计算当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：封勇福，谢强，钱江，肖绍旻，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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