检测设备、用于检测扫描床运动的方法及磁共振成像系统与流程

本发明实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种检测设备、用于检测扫描床运动的方法以及磁共振成像系统。

背景技术：

随着磁共振成像(mri，magneticresonanceimaging)技术的不断发展以及对身体的无放射性损害，mri在医学临床和科研中有着越来越多的应用。mri系统包括机架和承载患者的扫描床。机架主要包括磁体、梯度线圈、射频发射线圈及射频接收线圈。扫描床用来将患者移送至磁体及梯度线圈所产生的主磁体及梯度场中，射频发射线圈激励患者产生磁共振信号，射频接收线圈接收所产生的磁共振信号，通过计算机将这种信号重建为磁共振图像。

mri系统通常包括“c臂式”和“滚筒式”两种设计结构。扫描床是mri系统的重要组成部分，扫描床可以实现在扫描前将患者的扫描部位送达磁体中心，序列扫描完成后将患者送出磁体。把患者送到磁体中心之前一个重要的操作是医生对患者的扫描部位进行激光定位。医生首先对患者进行摆位；完成患者摆位后，医生通过手动进/出床旋钮，将患者的扫描部位送到激光定位灯附近；打开激光定位灯，通过操作手动进/出床旋钮，调节承载患者的床板的位置，最终实现激光定位灯的十字线与线圈上的十字标记重合，从而完成对患者的扫描部位进行定位的操作。另外，扫描床在扫描患者的不同身体部位时,需要进行位置调整，这导致可能会产生多个位置误差。所以，扫描床的精确定位对于磁共振成像起着至关重要的作用。因此，扫描床位置的准确检测是目前mri系统非常重要的设计因素。

为了实现扫描床运动的精确定位，现有的方法通常需要通过机械或人为的手段来调节扫描床的控制装置，使其满足扫描床进给到位的需要。然而，由于牵涉到人为的因素，需要人为去判断是否到位准确或者通过标尺进行位置测量来判定是否到位准确，因此，操作比较繁琐。

目前，现有的磁共振扫描床控制装置一般直接采用通过电机自带的编码器来反馈信息，通过上位机软件采集编码器的数值，进行判断得出当前的扫描床水平实际运动位置。也有的直接采用软件算法实现对电机驱动床板位置跟踪，当无法到达指定位置时，进行计算补偿，从而判断得出具体运行的扫描床床板运动位置。

然而，上述两种方法都比较局限，根据mri系统运转的起始位置和停止位置的编码器读数最终算出系统编码器转动一圈能发出的固定脉冲数。但是，如果电机产生过冲问题或者原始位不准确，则将无法得出精确的位置信息。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种有效的检测设备、用于检测扫描床运动的方法以及磁共振成像系统。

本发明实施例的一个方面提供一种检测设备，其用于检测扫描床的运动。所述检测设备包括第一检测装置、第二检测装置及控制器。所述第一检测装置用于检测扫描床的床板水平运动的第一数据。所述第二检测装置用于检测所述床板水平运动的第二数据。所述控制器被配置为：控制所述床板水平运动，并且，在检测到所述床板运动到水平目标位置时，基于所述第一数据和所述第二数据来判断所述床板是否实际水平运动到位。

进一步地，所述控制器还被配置为：在所述第一数据和所述第二数据反馈的信息相一致的情况下控制所述床板继续下一次的运动。

进一步地，所述床板水平运动的所述第一数据包括所述床板实际水平运动的位置，所述床板水平运动的所述第二数据包括所述床板实际水平移动的距离。

进一步地，所述第一检测装置包括旋转变压器，所述第二检测装置包括薄膜电位计。

进一步地，所述检测设备还包括第三检测装置。所述第三检测装置用于检测与所述床板水平运动相关的第三数据，其中，所述控制器还被配置为：进一步基于所述第三数据来判断所述床板是否实际水平运动到位。

进一步地，所述控制器还被配置为：在所述第一数据、所述第二数据和所述第三数据所反馈的信息均不一致的情况下控制所述床板停止运动。

进一步地，所述第三检测装置包括水平电机编码器，与所述床板水平运动相关的所述第三数据包括驱动所述床板水平运动的水平电机轴的数据。

进一步地，所述控制器还被配置为：在所述第一数据和所述第二数据反馈的信息不一致，但所述第一数据和所述第二数据中的一者与所述第三数据反馈的信息一致的情况下，控制所述床板继续下一次的运动。

进一步地，所述检测设备还包括垂直电机编码器及高度检测装置。所述垂直电机编码器用于获取驱动所述床板垂直运动的垂直电机轴的数据。所述高度检测装置用于检测所述床板的高度数据，其中，所述控制器还被配置为：控制所述床板垂直运动，并在检测到所述床板运动到目标高度位置时，基于所述垂直电机轴的数据和所述高度数据来判断所述床板在高度方向上是否实际运动到位，并且，在床板在高度方向上实际运动到位时，控制所述床板水平运动。

本发明实施例的另一个方面还提供一种磁共振成像系统，其包括机架及扫描床。所述磁共振成像系统还包括如上所述的检测设备。

本发明实施例的又一个方面还提供一种用于检测扫描床运动的方法，其包括：控制扫描床的床板水平运动；检测所述床板水平运动的第一数据；检测所述床板水平运动的第二数据；在检测到所述床板运动到水平目标位置时，基于所述第一数据和所述第二数据来判断所述床板是否实际水平运动到位。

进一步地，所述的用于检测扫描床运动的方法还包括：在所述第一数据和所述第二数据反馈的信息相一致的情况下控制所述床板继续下一次的运动。

进一步地，所述的用于检测扫描床运动的方法还包括：检测与所述床板水平运动相关的第三数据；及还基于所述第三数据来判断所述床板是否实际水平运动到位。

进一步地，所述的用于检测扫描床运动的方法还包括：在所述第一数据、所述第二数据和所述第三数据所反馈的信息均不一致的情况下控制所述床板停止运动。

进一步地，所述的用于检测扫描床运动的方法还包括：在所述第一数据和所述第二数据反馈的信息不一致，但所述第一数据和所述第二数据中的一者与所述第三数据反馈的信息一致的情况下，控制所述床板继续下一次的运动。

进一步地，所述的用于检测扫描床运动的方法还包括：控制所述床板垂直运动；获得驱动所述床板垂直运动的垂直电机轴的数据；检测所述床板的高度数据；及在检测到所述床板运动到目标高度位置时，基于所述垂直电机轴的数据和所述高度数据来判断所述床板在高度方向上是否实际运动到位，并且，在所述床板在高度方向上实际运动到位时，控制所述床板水平运动。

本发明实施例的检测设备、用于检测扫描床运动的方法以及磁共振成像系统通过结合床板水平运动的第一数据和第二数据来判断床板是否实际水平运动到位，实现了床板运动位置信息的双重反馈，实现了扫描床多方位的冗余检测设计，避免了以前单一的检测手段，实现了扫描床准确到位的检测，从而，可以更好地保证患者的安全以及设备定位的可靠性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的扫描床的立体示意图；

图2为本发明一个实施例的扫描床运动的原理框图；

图3为本发明一个实施例的检测设备的示意性框图；

图4为本发明一个实施例的用于检测扫描床运动的方法的流程图；

图5示出本发明一个实施例的如何确定床板是否实际水平运动到位的具体步骤。

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发明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、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“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”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“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。在本发明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。

需要说明的是，为了更好地体现本发明的创新之处，在本发明的附图及其说明书中仅仅示出及说明与本发明的创作点密切相关的结构特征，而对于磁共振成像系统及扫描床的其他公知的组件及其工作原理，为避免繁琐，在本说明书附图或说明书中并未示出或详细介绍。

图1为本发明一个实施例的扫描床1的立体示意图，图2为本发明一个实施例的扫描床运动的原理框图。结合参照图1和图2所示，本发明实施例的扫描床1包括水平电机111、用于驱动水平电机111的水平电机驱动器112、丝杠113、水平机械传动机构(未示出)及床板114。水平电机111带动丝杠113，丝杠113通过水平机械传动机构与床板114连接，从而实现床板114的水平运动。

扫描床1包括水平限位开关131。当扫描床1的床板114触碰到水平限位开关131时，则意味着床板114到达了指定的水平目标位置。在一个实施例中，扫描床1还可以包括水平极限保护开关132。水平极限保护开关132可以起到对水平运动进行超时保护的作用，防止意外情况下当运动失控后床板114的水平运动停止不下来，从而，降低了水平限位开关131失效后所引起的患者安全问题，甚至扫描床的运动部件的损坏等问题，降低了各种潜在的失效风险，消除安全隐患。本发明实施例的扫描床1提供了冗余的安全保护设计。

在一些实施例中，本发明实施例的扫描床1还包括垂直电机121、用于驱动垂直电机121的垂直电机驱动器122、滑动导轨123、垂直机械传动机构(未示出)及升降机构124。垂直电机121带动滑动导轨123，滑动导轨123通过垂直机械传动机构与升降机构124连接，从而可以实现床板114的上升和下降。

扫描床1由控制器20所控制。控制器20例如可以包括上位机201和扫描床控制板202。当床板114需要水平运动时，上位机201可以给出具体的水平前进、后退指令，扫描床控制板202得到信息，控制水平电机111旋转，带动床板114到达水平目标位置。当床板114需要垂直运动时，上位机201可以给出具体的高度上升、下降指令，扫描床控制板202得到信息，控制垂直电机121运动，带动床板114到达目标高度位置。

在磁共振成像过程中，首先需要将承载患者的扫描床1升高到目标高度位置，此时，上位机201将会给扫描床控制板202发送上升运动指令，扫描床控制板202接收到该上升运动指令后，对该上升运动指令进行指令解析，获取运动方向和速度信息，并将运动方向和速度信息发送给垂直电机121，垂直电机121将按照给定的运动参数进行运动。当扫描床1上升到目标高度位置，形成与磁体腔高度一致的位置时，需要扫描床1水平运动以将扫描床1送入到磁体腔内部，此时，上位机201将会给扫描床控制板202发送水平运动指令，扫描床控制板202接收到该水平运动指令后，对该水平运动指令进行指令解析，获取运动方向和速度信息，并将运动方向和速度信息发送给水平电机111，水平电机111将按照给定的运动参数进行运动，从而最终将患者送入到指定的扫描位置。

扫描床1包括升降限位开关133。当扫描床1的床板114触碰到升降限位开关133时，则意味着床板114到达了指定的目标高度位置。

为了实现对扫描床1位置的精确定位，本发明实施例提供了一种检测设备2。图3揭示了本发明一个实施例的检测设备2的示意性框图。如图3所示，本发明一个实施例的检测设备2包括第一检测装置21、第二检测装置22及控制器20。第一检测装置21可以检测扫描床1的床板114水平运动的第一数据，第二检测装置22可以检测床板114水平运动的第二数据，控制器20可以在检测到床板114运动到水平目标位置时，基于第一数据和第二数据来判断床板114是否实际水平运动到位。

本发明实施例的检测设备2通过结合床板114水平运动的第一数据和第二数据来判断床板114是否实际水平运动到位，实现了床板114运动位置信息的双重反馈，实现了扫描床1多方位的冗余检测设计，避免了以前单一的检测手段，从而，可以更好地保证患者的安全以及设备定位的可靠性。

床板114水平运动的第一数据包括床板114实际水平运动的位置，床板114实际水平运动的位置例如可以用位置坐标来表征。床板114水平运动的第二数据包括床板114实际水平移动的距离。

在一些实施例中，配合参照图1所示，第一检测装置21包括旋转变压器，旋转变压器安装在丝杠端的轴上，可以直接检测床板114实际水平运动的位置。第二检测装置22包括薄膜电位计，薄膜电位计相当于一个尺条，随时检测床板114实际水平移动的距离。薄膜电位计包括薄膜检测片221和薄膜电位纸222，薄膜检测片221安装在床板114的底部，薄膜电位纸222安装在床架内壁，当床板114运动带动薄膜检测片221，薄膜检测片221就会滑过薄膜电位纸222，从而产生电信号，传到上位机201中。

在检测到床板114运动到水平目标位置时，控制器20可以根据旋转变压器检测到的床板114实际水平运动的位置和薄膜电位计检测到的床板114实际水平移动的距离来确定床板114是否实际已经水平运动到位。

在第一数据和第二数据反馈的信息相一致的情况下，则控制器20可以确定出床板114已经实际水平运动到位，那么，控制器20可以控制床板114继续下一次的运动，以进行下一次的扫描。

在一些实施例中，检测设备2还可以包括第三检测装置23，第三检测装置23可以检测与床板114水平运动相关的第三数据。控制器20可以进一步基于第三数据来判断床板114是否实际水平运动到位。

在一些实施例中，如图1所示，第三检测装置23包括水平电机编码器，水平电机编码器安装在水平电机端轴上。与床板114水平运动相关的第三数据包括水平电机轴的数据。随着床板114的运动，水平电机编码器也发生数值的变化，并且，反馈到上位机201中。

在第一数据、第二数据和第三数据所反馈的信息均不一致的情况下，则控制器20可以确定出床板114并未实际水平运动到位，此时，可以出现报错信息，控制器20将控制床板114停止运动，以对床板114进行校准处理，从而确保扫描床1实际水平到位的精确。

在一些实施例中，在第一数据和第二数据反馈的信息不一致，但第一数据和第二数据中的一者与第三数据反馈的信息一致的情况下，控制器20可以视为床板114实际已经水平运动到位，控制器20可以控制床板114继续下一次的运动。

本发明实施例的检测设备2具有很好的控制反馈功能，实现了双重甚至多重的冗余设计，便于上位机进行参数信息的采集比对，从而能够保证床板114控制位置精度的实现以及具体位置信息的反馈，同时保证患者的身体生命健康。

本发明实施例的检测设备2可以包括垂直电机编码器24，垂直电机编码器24安装在垂直电机121的端轴上，用于获取垂直电机轴的数据。在一些实施例中，本发明实施例的检测设备2还可以包括高度检测装置25，高度检测装置25可以检测床板114的高度数据。

在检测到床板114运动到目标高度位置时，控制器20还可以基于垂直电机轴的数据和高度数据来判断床板114在高度方向上是否实际运动到位。在床板114上升运动的过程中，本发明实施例的检测设备2可以结合垂直电机编码器24检测到的垂直电机轴的数据和高度检测装置25检测到的床板114的高度数据，来判断床板114是否实际已经上升到指定的目标高度位置。在高度检测装置25检测到的床板114的高度数据与垂直电机编码器24检测到的垂直电机轴的数据所反馈的信息不一致的情况下，控制器20将会控制垂直电机121停止工作，从而使得床板114停止运动，以对床板114进行位置校准，从而可以确保床板114在高度方向上的精确定位。

本发明实施例的检测设备2能够确保床板在高度和水平方向上的到位精度，因此，能够确保床板准确地进入到磁体腔内部的指定位置，形成与患者的诊断部位相近似一致的形状，从而能够保证患者的诊断部位获取所需要的图像信息，进而可以对患者的诊断部位进行精确的治疗。

本发明实施例的检测设备2提出多维的检测定位手段，形成双重或三重的闭环控制反馈方式，避免了现有的单环控制方式反馈的弊端。本发明实施例的检测设备2实现了扫描床1准确到位的检测手段，实现了多比较的位置差检测模式。

本发明实施例的检测设备2通过电气硬件和软件算法相结合的方式，通过设计多重位置检测装置，不仅实现了扫描床本身的防护功能，而且实现了对患者的安全保护，可谓一举多得，实现了医疗设备整体系统的可靠性。

本发明实施例还提供了一种磁共振成像系统，其包括机架(未图示)及扫描床1，本发明实施例的磁共振成像系统还包括上面实施例所述的用于检测扫描床1运动的检测设备2。

本发明实施例的磁共振成像系统具有与上述的检测设备2相类似的有益技术效果，故，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种用于检测扫描床运动的方法。图4为本发明一个实施例的用于检测扫描床运动的方法的流程图。如图4所示，本发明一个实施例的用于检测扫描床运动的方法可以包括步骤s11至步骤s14。

在步骤s11中，控制扫描床的床板水平运动。

在步骤s12中，在床板水平运动的过程中，检测床板水平运动的第一数据。

在步骤s13中，在床板水平运动的过程中，检测床板水平运动的第二数据。

在步骤s14中，在检测到床板运动到水平目标位置时，基于第一数据和第二数据来判断床板是否实际水平运动到位。

在一些实施例中，本发明实施例的用于检测扫描床运动的方法还可以包括步骤s15和步骤s16。如果步骤s14中判断的结果为是，则过程前进到步骤s15；如果步骤s14中判断的结果为否，则过程进入到步骤s16。

在步骤s15中，在判断出床板已经实际水平运动到位的情况下，控制床板继续下一次的运动。

在步骤s16中，在判断出床板并未实际水平运动到位的情况下，控制床板停止运动。

在一些实施例中，本发明实施例的用于检测扫描床运动的方法还可以包括步骤s17。在步骤s17中，检测与床板水平运动相关的第三数据。在检测第三数据的实施方式中，则步骤s14还可以进一步基于第三数据来判断床板是否实际水平运动到位。

在一些实施例中，本发明实施例的用于检测扫描床运动的方法还可以包括步骤s21至步骤s24。

在步骤s21中，控制床板垂直运动。

在步骤s22中，在床板垂直运动的过程中，获取驱动床板垂直运动的垂直电机轴的数据。

在步骤s23中，在床板垂直运动的过程中，检测床板的高度数据。

在步骤s24中，在检测到床板运动到目标高度位置时，基于垂直电机轴的数据和高度数据来判断床板在高度方向上是否实际运动到位？在判断的结果为是的情况下，即床板已经上升到目标高度位置时，则过程才开始进入到步骤s11，开始控制床板进行水平运动。

以下将结合图5来详细描述本发明实施例是如何来判断床板是否实际水平运动到位的。图5示出了本发明一个实施例的如何确定床板是否实际水平运动到位的详细步骤。如图5所示，判断床板是否实际水平运动到位的步骤可以包括步骤s31至s34。

在步骤s31中，判断第一数据和第二数据所反馈的信息是否相一致？如果判断的结果为是，则过程前进到步骤s32；否则，过程进入到步骤s33。

在步骤s32中，在第一数据和第二数据所反馈的信息相一致的情况下，则确定床板实际已水平运动到位，此时，可以进入到步骤s15中，控制床板继续下一次的运动。

在步骤s33中，在第一数据和第二数据所反馈的信息不一致时，在本发明的用于检测扫描床运动的方法包括检测与床板水平运动相关的第三数据的情况下，则可以进一步判断第一数据和第二数据中的一者与第三数据所反馈的信息是否相一致？如果判断的结果为是，则过程继续前进到步骤s32，视为床板实际已水平运动到位，此时，也可以进入到步骤s15中，控制床板继续下一次的运动。如果判断的结果为否，则过程前进到步骤s34。

在步骤s34中，在第一数据、第二数据和第三数据所反馈的信息均不一致的情况下，则确定床板并未实际水平运动到位，此时，过程将进入到步骤s16，控制床板停止运动。

本发明实施例的用于检测扫描床运动的方法提出多维的检测定位手段，形成双重或三重的闭环控制反馈方式，避免了现有的单环控制方式反馈的弊端。本发明实施例的用于检测扫描床运动的方法实现了扫描床准确到位的检测手段，实现了多比较的位置差检测模式。

以上对本发明实施例所提供的检测设备、用于检测扫描床运动的方法以及磁共振成像系统进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明实施例的检测设备、用于检测扫描床运动的方法以及磁共振成像系统进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本发明所附权利要求书的保护范围内。