FI80584C

FI80584C - survey Module

Info

Publication number: FI80584C
Application number: FI884861A
Authority: FI
Inventors: Raimo Sepponen
Original assignee: Instrumentarium Oy
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-07-10
Also published as: DE3934919A1; FI80584B; FI884861A0; JP2858818B2; JPH02159248A

Description

1 805841 80584

Tutkimuskehikko. - UndersökningsmodulThe survey frame. - Undersökningsmodul

Keksinnön kohteena on tutkimuskehikko kohteen, kuten esimerkiksi ihmiskehon, sisällä tapahtuvien operaatioiden ohjaamiseen kehikon antamien ulkoisten koordinaatisto-pisteiden ja magneettikuvauksen avulla. Keksinnön mukaisella kehikolla saavutetaan suuri paikkatarkkuus ja tarvittava kuvausaika on lyhyt.The invention relates to a research framework for controlling operations within an object, such as the human body, by means of external coordinate points and magnetic resonance imaging provided by the frame. The frame according to the invention achieves high positional accuracy and the required shooting time is short.

Stereotaktinen kehikko on kehitetty ohjaamaan aivoleikkauksia kohteesta otettujen röntgen tietokonetomografia, tasoröntgen ja magneettikuvien avulla.The stereotactic framework has been developed to guide brain surgeries using X-ray computed tomography, planar X-ray, and magnetic resonance imaging.

Ideana on kiinnittää potilaan pääluuhun kehikko, jossa on em. kuvissa näkyvät referenssipisteet.The idea is to attach a frame to the patient's scalp with the reference points shown in the pictures above.

Referenssipisteiden avulla voidaan paikallistaa kohteen sisällä olevat alueet käyttäen hyväksi em. kuvia.With the help of reference points, the areas inside the object can be located using the above-mentioned images.

Magneettikuvaus (MRI) on menetelmä, joka käyttää hyväksi ydinmagneettista resonanssi-ilmiötä (NMR) kohteen ydin-tiheys ja ytimeen liittyvien NMR ominaisuuksien tai niihin vaikuttavien fysikaallisten ja kemiallisten ominaisuuksien paikallisten jakautumien selvittämiseen. Mainittuja NMR ominaisuuksia ovat mm.: pitkittäinen relaksaatio (karakterisoi pitkittäinen relaksaatioaika Tl), poikittainen relaksaatio (karakterisoi poikittainen relaksaatioaika T2), relaksaatio pyörivässä koordinaatistossa (karakterisoi relaksaatioaika Tlrho), kemiallinen siirtymä, kytkentäkertoimet ytimien välillä.Magnetic resonance imaging (MRI) is a method that utilizes nuclear magnetic resonance (NMR) to determine the nuclear density of an object and the local distributions of the NMR properties associated with the nucleus or the physical and chemical properties that affect them. Said NMR properties include: longitudinal relaxation (characterizes the longitudinal relaxation time T1), transverse relaxation (characterizes the transverse relaxation time T2), relaxation in the rotating coordinate system (characterizes the relaxation time Tlrho), chemical shift, coupling coefficients, etc.

NMR ominaisuuksiin vaikuttavat ytimien fysikokemiallinen ympäristö: polarisoiva magneettikenttä B0, virtaus, diffuusio, paramagneettiset ainekset, ferromagneettiset ainekset, viskositeetti ja lämpötila.NMR properties are affected by the physicochemical environment of the nuclei: polarizing magnetic field B0, flow, diffusion, paramagnetic materials, ferromagnetic materials, viscosity and temperature.

Magneettisen resonanssin ja magneettikuvauksen menetelmiä ja sovellutuksia on käsitelty lukuisissa viitteissä: 2 80584Methods and applications of magnetic resonance and magnetic resonance imaging are discussed in numerous references: 2,80584

Poole CP and Farach HA: Theory of magnetic resonance,Poole CP and Farach HA: Theory of magnetic resonance,

John Wiley, New York 1987, Stark DD and Bradley WG:John Wiley, New York 1987, Stark DD and Bradley WG:

Magnetic resonance imaging, C. V. Mosby Comp., St. Louis 1988, Gadian DG: Nuclear magnetic resonance and its applications to living systems, Oxford Univ. Press,Magnetic Resonance Imaging, C. V. Mosby Comp., St. Louis 1988, Gadian DG: Nuclear magnetic resonance and its applications to living systems, Oxford Univ. Press,

London 1982, Shaw D: Fourier transform NMR spectroscopy, Elsevier, Amsterdam, 1984, Battocletti JH: NMR proton imaging, CRC Crit. Rev. Biomed. Eng. vol. 11, pp. 313 - 356, 1984, Mansfield P and Morris PG: NMR imaging in biomedicine, Adv. in magnetic resonance, Academic Press, New York 1982, Abragam A: The principles of nuclear magnetism, Clarendon press, Oxford 1961, Fukushima E and Roeder SBW: Experimental Pulse NMR, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts 1981, Lasker SE and Milvy P (eds.): Electron spin resonance and nuclear magnetic resonance in biology and medicine and magnetic resonance in biological systems, Annals of New York Academy of Sciences vol. 222, New York Academy of Sciences, New York 1973, Sepponen RE: Discrimination and characterization of biological tissues with magnetic resonance imaging: A study on methods for Tl, T2, Tlrho and chemical shift imaging, Acta polytechnics scandinavica EL-56, Helsinki 1986, Fukushima E and Roeder SB: Experimental pulse NMR, Addison Wesley, London 1981, Anderson WA et al: US Pat 3,475,680, Ernst RR: US Pat 3,501,691, Tomlinson BL et al: US Pat 4,034,191, Ernst RR: US Pat 3,873,909, Ernst RR: US Pat 4,070,611, Bertrand RD et al: US Pat 4,345,207, Young IR: US Pat 4,563,647, Hofer DC et al: US Pat 4,110,681, Savelainen MK: Magnetic resonance imaging at 0.02 T: Design and evaluation of radio frequency coils with wave winding, Acta Polytechnics Scandinavica Ph 158, Helsinki 1988, Sepponen RE: US Pat 4,743,850, Sepponen RE: US Pat 4,654,595, Savelainen MK: US Pat 4,712,068, Sepponen RE: US Pat 4,587,493, Savelainen MK: US Pat 4,644,281 ja Kupiainen J: US Pat 4,668,904.London 1982, Shaw D: Fourier Transform NMR spectroscopy, Elsevier, Amsterdam, 1984, Battocletti JH: NMR Proton Imaging, CRC Crit. Rev. Biomed. Eng. vol. 11, p. 313-356, 1984, Mansfield P and Morris PG: NMR Imaging in Biomedicine, Adv. in magnetic resonance, Academic Press, New York 1982, Abragam A: The principles of nuclear magnetism, Clarendon press, Oxford 1961, Fukushima E and Roeder SBW: Experimental Pulse NMR, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts 1981, Lasker SE and Milvy P (eds.): Electron spin resonance and nuclear magnetic resonance in Biology and medicine and magnetic resonance in Biological systems, Annals of New York Academy of Sciences vol 222, New York Academy of Sciences, New York 1973, Sepponen RE: Discrimination and characterization of Biological tissues with magnetic resonance Imaging: A study on methods for T1, T2, Tlrho and chemical shift Imaging, Acta polytechnics Scandinavica EL-56, Helsinki 1986, Fukushima E and Roeder SB: Experimental Pulse NMR, Addison Wesley, London 1981, Anderson WA et al: US Pat 3,475,680, Ernst RR: US Pat 3,501,691, Tomlinson BL et al: US Pat 4,034,191, Ernst RR: US Pat 3,873,909, Ernst RR: US Pat 4,070,611, Bertrand RD et al: US Pat 4,345,207, Young IR: U.S. Pat 4,563.6 47, Hofer DC et al: US Pat 4,110,681, Savelainen MK: Magnetic resonance Imaging at 0.02 T: Design and evaluation of radio frequency coils with wave winding, Acta Polytechnics Scandinavica Ph 158, Helsinki 1988, Sepponen RE: US Pat 4,743,850, Sepponen RE : US Pat 4,654,595, Savelainen MK: US Pat 4,712,068, Sepponen RE: US Pat 4,587,493, Savelainen MK: US Pat 4,644,281 and Kupiainen J: US Pat 4,668,904.

Dynaamista ydinpolarisaatiota on käsitelty joidenkin edellämainittujen lisäksi mm. seuraavissa viitteissä: Lepley AR and Closs GL: Chemically induced magnetic polarization, Wiley, New York 1973, Potenza J: Measurement and 3 80584In addition to some of the above, dynamic nuclear polarization has been discussed e.g. in the following references: Lepley AR and Closs GL: Chemically induced magnetic polarization, Wiley, New York 1973, Potenza J: Measurement and 3 80584

Applications of dynamic nuclear polarization, Adv. Mol. Relaxation Processes vol. 4, Elsevier, Amsterdam 1972, pp. 229 - 354.Applications of dynamic nuclear polarization, Adv. Mol. Relaxation Processes Vol 4, Elsevier, Amsterdam 1972, p. 229 - 354.

DNP on magneettinen kaksoisresonanssi menetelmä, joka siten edellyttää kahta erillistä spinpopulaatiota. Tällaisia spinpopulaatioita ovat esimerkiksi elektronien ja protonien spinit. Kaksoisresonanssimenetelmässä toisen spinpopulaation jakautumaa eri energiatasoille muutetaan ja toista spinpopulaatiota havainnoidaan. Tiettyjen ehtojen täyttyessä tarkkailtavan spinpopulaation resonanssisignaali kasvaa (Overhaus-ilmiö). Vahvistuneen signaalin amplitudi voi olla useita satoja kertoja suurempi kuin vahvistamaton signaali. Vahvistuskerroin voi olla positiivinen tai negatiivinen. Vahvistunut signaali on ominaisuuksiltaan erittäin herkkä spinympäristön fysikokemiallisille ominaisuuksille ja reaktioille, joten sen käyttö materiaalin kemiallisten ominaisuuksien tutkimiseen on ilmeinen.DNP is a magnetic double resonance method that thus requires two separate spin populations. Such spin populations include, for example, electron and proton spins. In the double resonance method, the distribution of the second spin population to different energy levels is changed and the second spin population is observed. When certain conditions are met, the resonant signal of the observed spin population increases (Overhaus phenomenon). The amplitude of an amplified signal can be several hundred times greater than an unamplified signal. The gain can be positive or negative. The amplified signal is very sensitive in its properties to the physicochemical properties and reactions of the spin environment, so its use to study the chemical properties of a material is obvious.

Viitteessä Maciel GE, Davis MF: NMR imaging of paramagnetic centers in solids via dynamic nuclear polarization, J Magn. Reson., vol. 64, pp. 356 - 360, 1985 on esitetty paramagneettisten ainesosien kartoitukseen soveltuva menetelmä yhdistäen DNP ja MRI menetelmät. Viittessä Ettinger KV: US Pat 4,719,425 on sovellutuksina esitetty paramagneettisten ainesosien pitoisuuksien ja aivojen hermosolujen aktiviteetin kartoitukset. Viitteissä Lurie DJ, Bussel DM, Bell LH, Mallard JR: Proton Electron Douple Resonance Imaging: A new method for imaging free radicals, Proc. S.M.R.M. Fifth Annual Meeting, 1987, New York, p. 24 ja Lurie DJ, Bussel DM, Bell LH, Mallard JR: Proton-Electron Douple Magnetic Resonance Imaging of free radical solutions, J. Magn. Reson., vol. 76, 1988, pp. 366 - 370 on esitetty vapaiden radikaaliryhmien, nitroksidi radikaalien ja hapetusasteen kartoitukset mahdollisina sovellutuksina.In Maciel GE, Davis MF: NMR Imaging of paramagnetic centers in solids via dynamic nuclear polarization, J Magn. Reson., Vol. 64, p. 356-360, 1985 discloses a method suitable for mapping paramagnetic constituents combining DNP and MRI methods. References to Ettinger Int'l U.S. Pat 4,719,425 disclose as applications the concentrations of paramagnetic constituents and brain neuronal activity. References Lurie DJ, Bussel DM, Bell LH, Mallard JR: Proton Electron Douple Resonance Imaging: A New Method for Imaging Free Radicals, Proc. S.M.R.M. Fifth Annual Meeting, 1987, New York, pp. 24 and Lurie DJ, Bussel DM, Bell LH, Mallard JR: Proton-Electron Douple Magnetic Resonance Imaging of free Radical solutions, J. Magn. Reson., Vol. 76, 1988, p. 366 - 370 present maps of free radical groups, nitroxide radicals and oxidation state as possible applications.

Tunnetun tekniikan mukaisesti elektronispinsysteemiä saturoidaan säteilyttämällä kohdetta taajuudella, joka vastaa elektronispinresonanssi- eli ESR-taajuutta kentässä 4 80584 B0 ja detektoimalla NMR signaali taajuudella, joka vastaa kenttävoimakkuutta B0. Esimerkiksi B0:n voimakkuutta 0.04T vastaavat ESR-taajuus 1.12 GHz ja NMR-taajuus 1.7 MHz.According to the prior art, an electronic pin system is saturated by irradiating an object at a frequency corresponding to the electron spin resonance or ESR frequency in field 4 80584 B0 and detecting the NMR signal at a frequency corresponding to the field strength B0. For example, a B0 intensity of 0.04T corresponds to an ESR frequency of 1.12 GHz and an NMR frequency of 1.7 MHz.

Tunnettua on nk. nopeaan magneettikuvaukseen soveltuvat menetelmät, joita on esitelty mm. seuraavissa viitteissä Rzedzian RR et ai.: Lancet, December, 3, p.1281, 1983, Haase A et ai.: J. Magn. Reson. voi. 67, p.258, 1986, Pykett IL et ai.: Magn. Reson. in Med., voi 5, p.563, 1987.Methods suitable for so-called fast magnetic resonance imaging are known, which have been presented e.g. in the following references Rzedzian RR et al .: Lancet, December, 3, p.1281, 1983, Haase A et al .: J. Magn. Reson. butter. 67, p.258, 1986, Pykett IL et al .: Magn. Reson. in Med., Vol. 5, p.563, 1987.

Tunnettua on käyttää potilaan anatomiaan nähden kiinteitä kehikolta paikkakoordinaatiston luomiseksi. Näiden kehysten osiin on sijoitettu kuvauksessa havaittavaa materiaalia referenssipisteiden aikaansaamiseksi. Tunnettuja tällaisia tuotteita ovat Leksell Stereotactic Instrument, valmistaja Elekta Instrument AB, Tukholma, Ruotsi ja Orfit Raycast lämpömuovi, jota käytetään mm. sädehoidossa potilaan aserooiroiseen, viimemainitun valmistaja on Luxilon Industries & Co, Antwerpen, BelgiaIt is known to use fixed frames relative to the patient's anatomy to create a location coordinate system. Parts of these frames are housed in imaging material to provide reference points. Well-known such products are Leksell Stereotactic Instrument, manufactured by Elekta Instrument AB, Stockholm, Sweden and Orfit Raycast thermoplastic, which is used e.g. in radiotherapy for the patient with azo-steroids, the latter is manufactured by Luxilon Industries & Co, Antwerp, Belgium

Stereotaktisten menetelmien käyttöä on kuvattu viitteissä: Leksell et ai.: Stereotaxis and nuclear magnetic resonance, J Neurology, Neurosurgery and Psyhiatry, vol. 48, pp. 14 -18, 1985, Lehmann and Hill: Computed -tomography - directed stereotaxis for movement disorder with postoperative magnetic resonance imaging confirmation, Appi.The use of stereotactic methods is described in Leksell et al .: Stereotaxis and nuclear magnetic resonance, J Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, vol. 48, p. 14 -18, 1985, Lehmann and Hill: Computed -tomography - directed stereotaxis for movement disorder with postoperative magnetic resonance Imaging confirmation, Appl.

Neurophysiol., Vol 51: pp. 21-28, 1988. Kelly et al.: Evolution of contemporary instrumentation for computer assisted stereotactic surgery Surg. Neurol., vol. 30, pp.Neurophysiol., Vol 51: pp. 21-28, 1988. Kelly et al .: Evolution of contemporary instrumentation for computer Assisted stereotactic surgery Surg. Neurol., Vol. 30, p.

204 - 215, 1988. Kaneko et al.: Treatment of brain tumors with iridium-192 seeds. Acta Oncologica, vol. 27, Fasc 3, 269 - 274, 1988.204-215, 1988. Kaneko et al .: Treatment of brain tumors with iridium-192 seeds. Acta Oncologica, vol. 27, Fasc 3, 269-274, 1988.

Ongelmana tunnetussa tekniikassa on magneettikuvauksen heikko signaali/kohina-suhde: Kehikon magneettikuvauksessa näkyvät alueet tulee sisältää riittävä volyymi magneettikuvauksessa havaittavaa ainesta (usean kuvavokselin tilavuus) ja kuvausajan tulee olla pitkä.A problem with the prior art is the poor signal-to-noise ratio of MRI: The areas visible in MRI of the frame should contain a sufficient volume of MRI detectable material (volume of several image voxels) and the recording time should be long.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 ja 11 5 80584 alavaatimuksissa tarkemmin esitetyllä tavalla.The objects of the invention are achieved by claims 1 and 11 5 80584 as further specified in the subclaims.

Keksintöä selostetaan tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joista - Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista kehikkoa - Kuvio 2 esittää lähemmin kehikon magneettikuvassa havaittavien referenssialueiden toteutustapaa - Kuvio 3 esittää sopivan kuvausmenetelmän pulssisekvenssiä referenssialueiden ja kohteen kuvaamiseksiThe invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which - Figure 1 shows a frame according to the invention - Figure 2 shows in more detail the implementation of reference regions detected in the frame magnetic image - Figure 3 shows a pulse sequence for describing reference regions and objects

Kuviossa 1 potilas tai jokin muu tutkittava kohde P sekä potilaaseen kiinnitetty kehikko F sijoitetaan magneetin M ja siihen virtaa syöttävän virtalähteen MC synnyttämään polarisoivaan magneettikenttään B0, jonka vaikutuksesta syntyy kohteeseen ydinmagnetisaatio ja elektronispinien muodostama magnetisaatio, kohteen P ja kehikon F ympärillä ovat lisäksi gradienttikelastot GC, joiden synnyttämien gradienttikenttien voimakkuutta NMR spektrometri NMRS ohjaa gradienttivirtalähteiden G välityksellä, NMRS ohjaa myös kehikon F referenssialueiden sisältämän NMR-signaalia emittoivan aineen ja relaksanttin elektronispinsysteemin saturoivaa energiaa (saturaatioenergia) synnyttävää . . radiotaajuuslähetintä ESRE, NMRS sisältää tarvittavat radiotaajuuskomponentit antennivälineiden A kautta tapahtuvien NMR signaalin synnyttämiseksi ja vastaanottamiseksi tarvittaviin toimenpiteisiin, sekä signaalin tallettamiseksi ja prosessoimiseksi, lopullinen kuvaustulos esitetään näytöllä D.In Fig. 1, the patient or other object P to be examined and the frame F attached to the patient are placed in a polarizing magnetic field B0 generated by the magnet M and the power supply MC supplying it, which causes nuclear magnetization and electron spin magnetization of the object. the intensity of the generated gradient fields is controlled by the NMR spectrometer NMRS via the gradient current sources G, the NMRS also controls the saturating energy (saturation energy) of the NMR signal emitting agent and the relaxant electronic pin system contained in the reference regions of the frame F. . radio frequency transmitter ESRE, NMRS contains the necessary radio frequency components for the operations required to generate and receive the NMR signal via the antenna means A, as well as for storing and processing the signal, the final imaging result is shown on the display D.

NMR koejärjestely käsittää polarisoivan magneetikentän B0:n synnyttämiseen tarvittavan magneetin (resistiivinen-, kesto, tai suprajohdemagneetti jopa maan magneettikenttä tulee joskus kysymykseen), NMR spektrometrin sekä antennivälineet.The NMR experimental setup includes the magnet needed to generate the polarizing magnetic field B0 (resistive, duration, or superconducting magnet even the earth's magnetic field is sometimes considered), an NMR spectrometer, and antenna means.

Magneettikuvausjärjestely käsittää edellisten lisäksi gradienttikelastot (nk. Rotating frame zeugmatografiassa osa gradienteista synnytetään NMR taajuiseen virityskenttään) ja ohjattavat virtalähteet, välineet kuvan rekonstruointiin ja näyttöön.In addition to the above, the magnetic resonance imaging arrangement comprises gradient coils (in so-called rotating frame zeugmatography, some of the gradients are generated in an NMR frequency tuning field) and controllable power supplies, means for image reconstruction and display.

6 805846 80584

Kuviossa 2 on kuvattu yksityiskohtaisemmin referenssialueiden toteutustapaa. Kuviossa 2a on pistemmäinen referenssialueen muodostama sylinterisiäinen tila VP johon koaksiaalikaapelilla tuodaan saturaatio. Kuviossa 2b on kuvattu kapea, ja pitkä referenssialue, jossa kulkee kaksi johdetta, joita pitkin elektronispinsysteemiä saturoiva energia johdetaan.Figure 2 illustrates in more detail the implementation of the reference regions. Figure 2a shows a point-like cylindrical space VP formed by the reference region into which saturation is introduced by a coaxial cable. Figure 2b shows a narrow, and long reference area in which two conductors pass along which the saturating energy of the electronic pin system is conducted.

Kuviossa 3 on esitetty 3-dimensionaaliseen Fourier-kuvausmenetelmään perustuva kuvausmenetelmä kehikon referenssialueiden paikan rekisteröimiseksi magneettikuvauksen avulla siten, että ensimmäisessä vaiheessa referenssialueen elektronispinsysteemi saturoidaan operaatiovälineen BN kautta johdetulla ESR taajuisella sähkömagneettisella energialla, toisessa vaiheessa referenssialueen ydinspinsysteemi viritetään NMR taajuisella sähkö-magneettisella säteilyllä, kolmannessa vaiheessa suoritetaan ydinspinsysteemin vaihekoodaus z- ja y -suuntaisilla gradienttipulsseilla, joiden ajankohta on merkitty akseleille Gz ja Gy, neljännessä vaiheessa NMR signaali SE kerätään x-suuntaisen gradientin ollessa kytkettynä ja tämän gradientin kytkeytymisajankohta on merkitty akselille Gx , sekvenssi toistetaan vaihekoodausten ja tarvittavan keskimääräistysten vaatiman lukumäärän ja saadusta signaalijoukosta rekonstruoidaan lopullinen magneettikuva.Figure 3 shows a 3-dimensional Fourier imaging method for registering the position of frame reference regions by magnetic resonance imaging such that in the first step the electronic pin system phase coding of the nuclear spin system with z- and y-direction gradient pulses whose time is marked on the axes Gz and Gy, in the fourth step the NMR signal SE is collected with the x-direction gradient connected and the switching time of this gradient is marked on the Gx axis the final magnetic image is reconstructed from the signal set.

Keksinnön edut kehikon referenssialueiden paikallistamisessa käyvät ilmeiseksi kun verrataan esim. vesinäytteestä saatavaa signaalia normaali MRI:n ja DNP:n avulla tehostetun MRI:n avulla saatuun signaaliin. Tehostettu signaali saattaa olla useita satoja kertoja voimakkaampi kuin ilman tehostusta saavutettava signaali. Toisin sanoen, jos tehostuma on 200 kertainen emittoi 1 mm3 näyte yhtäsuuren signaalin kuin 200 mm3 näyte. Kuvausajassa saavutettava lyheneminen on vieläkin voimakkaampi: Tehostettu näyte pystytään paikallistamaan samalla signaalikohina-suhteella 40 000 nopeammin kuin tehostamaton näyte.The advantages of the invention in locating the reference regions of the frame become apparent when comparing, for example, a signal obtained from a water sample with a signal obtained by means of a normal MRI and DNP-enhanced MRI. The amplified signal may be several hundred times stronger than the signal obtained without enhancement. That is, if the gain is 200 times, a 1 mm3 sample emits a signal equal to that of a 200 mm3 sample. The reduction in recording time is even stronger: The enhanced sample can be located at the same signal-to-noise ratio 40,000 faster than the unenhanced sample.

ti 7 80584ti 7 80584

Tehosteaineena eli relaksanttina voidaan käyttää esim. typpiradikaaleja tai paramagneettisia ioneja. Em. viitteiden lisäksi näitä on käsitelty mm. viitteessä: Bates RD: Polarization of Solvent Nuclei by Nitroxide Spin Labels at Low Magnetic Fields, J. Magn. Reson., vol. 48, pp. Ill -124, 1982.Nitrogen radicals or paramagnetic ions, for example, can be used as enhancers. Em. in addition to the references, these have been discussed e.g. in Bates RD: Polarization of Solvent Nuclei by Nitroxide Spin Labels at Low Magnetic Fields, J. Magn. Reson., Vol. 48, p. Ill -124, 1982.

ESR taajuisen sähkömagneettisen energian synnyttämiseen ja siirtämiseen soveltuvaa tekniikkaa on kuvattu mm. viitteessä: Field et ai: Physics and technology of hyperthermia, Martinus Nijhof Publishers, Dordrecht, Netherlands, 1987.A technique suitable for generating and transmitting ESF frequency electromagnetic energy has been described e.g. in Field et al., Physics and technology of hyperthermia, Martinus Nijhof Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1987.

Keksinnön mukaista kehikkoa ja sen paikallistamistekniikkaa voidaan käyttää viitteessä FI patenttihakemuksessa 885210 kuvatun operaatiovälineen yhteydessä.The frame according to the invention and its locating technique can be used in connection with the operating device described in reference FI patent application 885210.

Keksintö ei rajoitu yllä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan myös muita suoritusmuotoja on ajateltavissa. Luonnollisesti kohdeytimenä voi olla mikä tahansa NMR kokeisiin soveltuva ydin kuten esim. vedyn, fosforin, hiilen fluorin ja typen NMR aktiivisten isotooppien ytimet. Paitsi lääketieteellisiin sovellutuksiin, voidaan keksintöä soveltaa eläinten tutkimiseen, elintarvikkeiden ja kiinteiden kappaleiden tutkimiseen.The invention is not limited to the embodiments described above, but other embodiments are also conceivable. Of course, the target nucleus can be any nucleus suitable for NMR experiments, such as the nuclei of hydrogen, phosphorus, carbon fluorine and nitrogen NMR active isotopes. Not only for medical applications, the invention can be applied to animal research, food and solid research.

Claims

1. Tutkimuskehikko kohteen tutkimiseen, esimerkiksi stereotaktinen kehikko aivoleikkauksiin ja kasvainten hoitotoimenpiteisiin, tunnettu siitä, että kehikon jotkin osat, myöhemmin referenssialueet, on järjestetty havaittavaksi NMR-menetelmillä kuten magneettikuvauksella siten, että referenssialue sisältää ainetta jossa on NMR-aktiivisia ytimiä, ja että on em. NMR-aktiivisten ytimien kanssa järjestetty vuorovaikutukseen ainetta, relaksanttia, joka aiheuttaa NMR-signaalin tehostumisen dynaamisen ydinpolarisaation (DNP) avulla saturoitaessa em. ainesten elektronispisysteemiä ulkoisella energialla, saturaatioenergi-alla.A research framework for examining a subject, for example a stereotactic frame for brain surgery and tumor treatment, characterized in that some parts of the frame, later reference regions, are arranged by NMR methods such as magnetic resonance imaging so that the reference region contains a substance with NMR active nuclei. Arranged for interaction with NMR-active nuclei, a substance, a relaxant, which causes the NMR signal to be amplified by dynamic nuclear polarization (DNP) when saturating the electronic pisystem of the above substances with external energy, saturation energy.

2. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen tutkimuskehikon referenssialueen paikallistamiseksi magneettikuvauksen avulla tunnettu siitä, että referenssialueen emittoivaa NMR signaalia tehostetaan DNP:n avulla. Il 9 80584A method for locating a reference region of a research frame according to claim 1 by means of magnetic resonance imaging, characterized in that the NMR signal emitting the reference region is amplified by means of DNP. Il 9 80584