专利名称：在磁共振成像期间的仪器引导的制作方法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。
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。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图像中卿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。仪器弓I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。进一步优选的是，标志附接到主体线圈和仪器引导设备中至少一个。特别地，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适于通过使用来自权利要求I中限定的准备装置的主体线圈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，其中主体线圈适于生成主体的磁共振图像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。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I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(cons i derat ion)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I的准备装置、权利要求9的磁共振成像系统、权利要求10的主体线圈、权利要求11的仪器引导设备以及权利要求12的准备方法具有相似的和/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。


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。

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 —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。


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。