带有CMOS接收器的磁定位系统用于MRI实验期间校准运动器件

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 生物医学工程 生物医学工程
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术

背景情况:

• 磁共振成像 (MRI) 对于诊断至关重要,但在实时运动补偿方面存在困难.
• 现有系统经常引入人工制造物或缺乏动态场景的精度.
• 高精度跟踪对于MRI指导干预至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一个共同设计的MRI和磁定位系统,用于实时动态运动补偿.
• 为了达到亚毫米的跟踪精度,同时保持诊断图像质量.
• 为了在动态患者运动期间实现无工件的MRI成像.

主要方法:

• 系统级共设计MRI和磁定位系统与定制接收器IC.
• 时间分割多重复合与FPGA同步空白用于光谱隔离.
• 动态校准算法融合磁跟踪和多MRI数据.
• 用MRI优化Levenberg-Marquardt算法,具有动态信标权重.

主要成果:

• 在一个大视野 (40×40×50 cm3) 中,中位定位精度为0.66 mm.
• 使用动态校准算法将空间模糊半径减少了40%.
• 与传统算法相比,本地化准确度提高了53%.
• 在动态场景中实现的无文物MRI成像.

结论:

• 共同设计的系统能够实时成像非自主和呼吸运动.
• 这项技术代表了对需要高精度的MRI指导干预的范式转变.
• 该系统弥合了高精度跟踪和无文物MRI之间的差距.