JP2015020076A - 機械的な高さ調整部を備えた***コイル - Google Patents
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Abstract
【課題】MRT用の局所コイルを最適化すること。【解決手段】前記課題は、***コイルである局所コイルが、少なくとも1つの高さ調整装置を有することにより解決される。【選択図】図1
Description
本発明は局所コイルに関する。
たとえば独国特許 DE10314215B4 から、核磁気共鳴断層撮影法により被検体または患者を検査するための核磁気共鳴装置(MRT)が公知となっている。
本発明の課題は、MRT用の局所コイルを最適化することである。
前記課題は、***コイルである局所コイルが、少なくとも1つの高さ調整装置を有することにより解決される。
従属請求項および明細書に、有利な実施形態が記載されている。
1つの実施形態では、前記高さ調整装置は、等しい厚さまたは異なる厚さの複数のアダプタを有し、前記複数のアダプタのうち少なくとも1つは、前記***コイルの下方に取り付けられるように構成されている。
また、他の1つの実施形態では、前記高さ調整装置は、高さ調整のために相互に相対的にスライド可能な2つのシェルを有する。
他の1つの実施形態では、前記高さ調整装置は、複数の異なる高さに対応する係止装置を有する。
以下の記載から、本発明の可能な実施形態の他の特徴および利点を導き出すことができる。
図7に、磁気共鳴イメージング装置MRT101(シールドされた部屋またはファラデーケージF内に設置されている)を示す(これは特に、上述の技術背景のものである)。この磁気共鳴イメージング装置MRT101は、ここでは管状であるスペース103を有する全身コイル102を備えており、イメージング法によって患者105の撮像画像を生成するために、前記全身コイル装置102のスペース103内に、たとえば被検体(たとえば患者)等であるボディ105を載せた患者用寝台104(局所コイル装置106を有するかまたは有さない)を矢印zの方向に移動させることができる。ここでは、前記MRTの局所領域(検出器視野またはFOVとも称される)において、当該FOVにおける前記被検体105の部分領域の撮像画像を生成するための局所コイル装置106が患者に設置される。この局所コイル装置106の信号は、たとえば同軸ケーブルまたは無線(167)等を介して当該局所コイル装置106に接続される、前記MRT101の評価装置(168,115,117,119,120,121等)によって評価することができる(たとえば画像に変換、記憶または表示する)。
磁気共鳴装置MRT101によって被検体105(検査対象または患者)を磁気共鳴イメージングによって検査するためには、時間的特性および空間的特性が最大限の精度で相互に適合された複数の異なる磁場が、前記被検体105に照射される。ここではトンネル状の開口103を有する測定キャビン内に設置された強い磁石(しばしば低温超伝導電磁石107であることが多い)が強い主静磁場B0を生成する。この主静磁場B0はたとえば、0.2T〜3Tであるか、またはそれ以上である。被検体105は患者用寝台104上に載せられた状態で、検出領域FoV(“field of view”)内ではほぼ均質である、前記主静磁場B0の領域内へ移動される。被検体105の原子核の核スピンは、高周波励起磁気パルスB1(x,y,z,t)を用いて励起され、この高周波励起磁気パルスB1は、ここでは被検体コイル108(たとえば複数の部品=108a,108b,108cから成る)として非常に簡略的に示された高周波アンテナを介して(および/または、場合によっては局所コイル装置も用いて)照射される。高周波励起パルスはたとえばパルス生成ユニット109によって生成され、このパルス生成ユニット109はパルスシーケンス制御ユニット110によって制御される。前記高周波励起パルスは、高周波増幅器111によって増幅された後、前記高周波アンテナ108へ伝送される。ここで図示された高周波システムは概略的に示されただけである。1つの磁気共鳴装置101においてしばしば、1つより多くのパルス生成ユニット109と、1つより多くの高周波増幅器111と、複数の高周波アンテナ108a,108b,108cが使用されることが多い。
磁気共鳴装置101はさらに、測定時に層の選択的な励起と測定信号の位置符号化とを行うために傾斜磁場BG(x、y、z、t)を照射するための傾斜磁場コイル112x,112y,112zも有する。前記傾斜磁場コイル112x,112y,112zは、傾斜磁場コイル制御ユニット114によって(場合によっては増幅器Vx,Vy,Vzも用いて)制御され、この傾斜磁場コイル制御ユニット114はパルス生成ユニット109と同様、前記パルスシーケンス制御ユニット110に接続されている。
(被検体内の原子核の)励起された核スピンから送信された信号は、被検体コイル108および/または少なくとも1つの局所コイル装置106によって受信され、これに対して設けられた高周波増幅器116によって増幅され、受信ユニット117によってさらに処理されてデジタル変換される。記録された測定データはデジタル変換され、複素数値としてk空間行列に格納される。多次元フーリエ変換を用いて、値が割り当てられた前記k空間行列から、対応するMR画像を再構成することができる。
送信モードおよび受信モードの双方のモードで動作できるコイルの場合、たとえば被検体コイル108または局所コイル106に関しては、前置接続された送受信切替スイッチ118によって、正確に信号転送が行われるように制御される。
画像処理ユニット119が前記測定データから画像を生成し、この生成された画像はオペレータコンソール120を介してユーザに表示され、および/または、記憶ユニット121に記憶される。中央コンピュータユニット122が、設備の各コンポーネントを制御する。
MR断層撮像では、信号雑音比(SNR)が高い画像は、現在は通常、いわゆる局所コイル装置(Coils, Local Coils)を用いて撮像される。この局所コイル装置は、被検体105の上部(anterior)または下部(posterior)の直近に、または、被検体105の表面または内部に取り付けられるアンテナシステムである。MR測定では、励起された核が前記局所コイルの各アンテナにおいて電圧を誘導し、この誘導された電圧は低雑音プリアンプ(たとえばLNA)によって増幅され、最後に受信電子回路へ伝送される。高分解能の画像でも信号雑音比を改善するためには、いわゆる高周波装置が使用される(1.5T〜12T以上)。MR受信系に複数の個別アンテナを接続でき、これらの個別アンテナが受信器として設けられている場合には、受信アンテナと受信器との間にたとえばマトリクススイッチ(RCCSとも称される)が組み込まれる。このマトリクススイッチは、目下アクティブである受信路(大抵は、磁石のFOVに目下包含されている受信路)を、設置された受信器までルーティングする。これにより、より多くのコイル部品を接続して受信器として設置することが可能になる。というのも、全身をカバーする場合、磁石のFOV(検出視野)ないしは均質ボリュームにあるコイルのみを読み出せばよいからである。
局所コイル装置106とは、たとえば一般には、たとえば1つのアンテナ素子から構成するか、または複数のアンテナ素子(とりわけコイル素子)から成るアレイコイルから構成することができるアンテナシステムを指す。この個別のアンテナ素子は、たとえばループアンテナ(Loop)、バタフライアンテナ、フレックスコイルまたはサドル型コイルとして構成される。1つの局所コイル装置にはたとえば、コイル素子と、プリアンプと、別の電子回路(シース波トラップ装置等)と、ケーシングと、台と、大抵は少なくとも1つのケーブルとが含まれる。このケーブルは、当該ケーブルをMRT装置に接続するためのコネクタを有する。装置側に取り付けられた受信器168は、局所コイル106からたとえば無線方式等で受信した信号をフィルタリングおよびデジタル変換し、このデータをデジタル信号処理装置へ転送する。このデジタル信号処理装置は、測定によって得られたデータから、大抵は画像またはスペクトルを導出し、たとえばユーザが後で診断するためにユーザに対して、および/または記憶するために、この画像またはスペクトルを出力する。
図4〜6に(位置関係を明確にするために部分図として)示しているように、人体105の種々の部位を検査するためにMRTシステム101を用いて核スピントモグラフィを行うときには、信号雑音比SNRを増大させて測定時間を迅速化するため、アンテナSp1〜Sp4を有する局所コイル(アレイ)106を用いる。これらの局所コイルは大抵、1つまたは複数のアンテナ素子SP1,SP2,SP3,SP4(以下「コイル」ともいう)を有するアクティブアンテナ構造体であり、このアンテナ素子SP1,SP2,SP3,SP4は、患者105の身体の近傍に(限局的に)配置される。ここで女性の***BR1,BR2を検査するためには、特にいわゆる***コイル106を用いる。***検査では、***コイル106上に女性105をうつ伏せにして配置させる。***コイル106はMRT 101の患者台104上に配置されており、当該患者台104に載せられた状態でMRシステム101の開口部(ボア)103内に入れられる。今日、水平磁場方式の場合のボア開口部Wは、55〜70cmであるのが普通となっている。ボア103内部の検査対象ボリュームFoVは、MRTの基本磁場磁石の均一性により限定される。ここで2つの段階が存在し、1つは、均一性が1ppm(定格磁場からの偏差)より良好である領域V1である。このゾーンV1内では、良好なスペクトル脂肪飽和を実現することができる。偏差が20〜30ppmである、より大きなボリュームV2内では、基本的にMRI画像生成が可能である(しかし、むしろスペクトル脂肪飽和技術は用いない)。
ここでは、患者台104、ボア入口103の上部側辺および均一ボリュームV1ないしはV2に対する、***コイル106の相対高さの調整を対象とする。y方向の身体のサイズ(特に胴体の径長)が比較的大きい患者は、ボア入口103の上部側縁にぶつかりやすく、このような患者はあまり良好に検査できないか、または全く検査することができない。このことはとりわけ、ボア開口部が60cmしかないシステムの場合に問題となる。下方向への***コイル106の下降は、機械的には患者台104により制限されるが、技術的には主に、基本磁場磁石の(内法の)内径の均一ボリュームV1ないしはV2により制限される。つまり、患者の解剖学的検査対象BR1,BR2がV1ボリューム内から下方向に滑り出ると、脂肪飽和は格段に悪くなり、解剖学的検査対象BR1,BR2のボリュームがさらに下方向に滑っていくと、この領域における画像生成が完全に失敗してしまうことになる。
現在、少なくとも当社にて知られている解決手段は、たとえば60cmのMRTシステムにおいて、さらに下方にあるたとえば3〜7cmの空きスペースを利用できるように、スパインコイル(=脊椎コイル)をたとえば患者台104に組み込むことが可能である領域に***コイル106を設置するものである。しかし、この機械的に固定した構成では、妥協せざるを得ない点が出てくる場合もあり、***コイル106が非常に高い位置に設置されている場合(y方向の高さ。図4のものと比較したときの、図5に示された局所コイル106の高さ位置)、***コイル106の両「***頂部」BT1,BT2(局所コイル106に設けられた、各***を収容するための陥入部)は、たとえば図5ではV1ボリューム内に在るので、良好な画像品質特性を実現することができるが、サイズ(胴体部または胸腔のサイズ)が大きい女性の場合には、当該女性をあまり良好に検査できないか、または全く検査することができない。しかし、***コイル106が非常に低い位置に設置されている場合(たとえば、図4の場合と比較したときの、図6に示す局所コイル106のy方向の設置高さ)、女性のより大きな割合の部分を検査することができるが、どのような場合でも、スペクトル脂肪飽和時における画像品質の問題を甘受しなければならない。図4〜6に一例として、複数の異なるV1N2サイズのシステムに対応する、少なくとも当社にて公知である解決手段を示しており、内側の円V1は1ppm線であり、外側の円V2は30ppm線を示す。図6のシステムにおいて、(図5と同様に)***コイル106をさらに上方向(y方向)に(たとえば患者台に設けられたスパインコイル陥入部内に)持ち上げると、スペースを確保できる患者が少なくなるが(ボアサイズがその理由)、それと引き替えに、***は常に脂肪飽和ボリュームV内に入ることにはなる。上記システムにおけるこのような妥協線は、場合によっては脂肪飽和画像品質を犠牲にすることもある。というのも、図6に示された***コイル頂部BT1,BT2の一部がV1ボリューム外にはみ出てしまうからである。
図1〜3にはそれぞれ、核磁気共鳴断層撮影装置101用の***コイル106の高さ調整装置F1,F2;AP1,AP2;Za1,Za2;K1,K2の、本発明の実施形態を示す。図1〜3に示した各構成F1,F2;AP1,AP2;Za1,Za2;K1,K2は、任意に組み合わせることも可能である。
***コイル106は、‐(ボア103の内壁被覆部UMの下部分の内側面の中央からの、当該***コイル(106)の***頂部BT1,BT2(の最下部領域))の高さHを調整するための‐(少なくとも)1つの機械的な高さ調整装置F1,F2;AP1,AP2;Za1,Za2;K1,K2を有することができ、このように高さHを調整することにより、***コイル106の***頂部BT1,BT2の最下部領域からボア103の中心線Mまでの距離Aも調整される。この***コイル106は、体格が極度に大きくなければどのような患者105でも、最大限の画像品質を提供するように動作することができる(こうするためには、***コイル106を可能な限り、MRT101のアイソセンタMの方向に移動させる)。通常は全く検査することができない極度に大きな体格の女性(のみ)については、***コイルをより低い高さ位置Hに動かすことにより、画像品質の問題を甘受することがある。
患者台より上の***コイル106の***頂部BT1,BT2の高さHを調整するための高さ調整装置により、患者105の位置決めを行う前および/または後に、当該***コイル106の一部または全部をy方向に移動させることが効率的になる。
高さ調整装置F1,F2;AP1,AP2;Za1,Za2;K1,K2は、寝台104と***コイル106との間に挟み込まれたアダプタプレートAD1,AD2(図1にて概略的に示されている)、および/または、(たとえば図3に示されたような)位置調整可能なウェッジK1,K2、および/または、歯車、および/または、ロープ、および/または、(たとえば図1に示したような)「脚」F1,F2、および/または、(たとえば空気袋を膨らますか収縮させるための)空気圧装置、および/または、重量により圧縮されるクッション(たとえば、前記脚またはアダプタプレートに設置されている)、および/または、患者台104からの高さHに設置される他の(たとえば図2に示したような)機械的なスライド装置を含むことができる。
図1ではたとえば、(患者台104からの***コイル106(の***頂部BT1,BT2)の高さHを調整するための)高さ調整装置として、(前記アダプタプレートAP1,AP2に代えて、または当該アダプタプレートAP1,AP2と併用して)***コイル106に脚F1,F2等が設けられており、当該脚F1,F2はたとえばみぞ形フランジ方式で、または異なる方式で、***コイル106の下部分に設けられた陥入部および/またはガイドレールにて垂直(y)方向に移動可能に構成されている(さらに、前記脚をたとえば異なる高さに係止可能とすることもできる)。
図2では、(患者台104からの***コイル106(の***頂部BT1,BT2の最下位点)の高さHを調整するための)高さ調整装置として、***コイル106の上部分はガイドピンZA1,Za2を有し、これらのガイドピンはみぞ形フランジ方式で、当該***コイル106の下部分にあるガイドレールSi1,Si2,Si3,Si4にて垂直方向(y)に移動可能であるように構成されている(さらに、前記ガイドピンはたとえば種々の高さで(弾性の)ラッチ装置Rに係止可能であるように構成されている)。図中に示すように、***コイル106の筐体の上部分および下部分はそれぞれ(2つの)シェルSch1およびSch2として形成し、これらのシェルSch1およびSch2を相互に重ね、(図2中の矢印d2の方向に)相互に相対的にスライド可能に構成することができる。
図3ではたとえば、***コイル106の上部分より下方にある1つまたは複数のウェッジK1,K2を、特に相互に相対的に(矢印dの方向に)スライドできるようにした構成により、患者台104からの当該***コイル106(の***頂部BT1の最下位点)の高さHをスライド調整することが可能になっており、これにより、患者台からの***コイルの高さHを変化させることができる。ここでは前記ウェッジK1,K2は、***コイル106の(たとえば弾性により、または少なくとも1つの垂直方向のレール等を介して、上部分Oに結合された)下部分Uより上方に位置する。
前記高さHを自動調整する電気機械的駆動装置も用いることも可能である。電子制御式または空気圧式の構成の場合、最も好適な高さHを予め、患者105の体重から大まかに求めるか、または、ボア入口またはボア103内部に設置されたセンサにより求めることができる。その際には、***コイルを挿入する際に、またはアイソセンタMに設置したときに、当該***コイルをまず最初に最低限の高さに設置し、その後にセンサ情報を用いて、当該***コイルを前記最も好適な高さに設置することができる。
高さ調整可能な***コイルは高さ調整のために、たとえば手動で‐たとえばレバーおよび/またはねじ部品を用いて‐操作可能な機械的駆動装置を有することもできる。前記ねじは、ねじ山を動かすことにより、***コイルの2つのシェルを相互に押しつけるものである。
ボア開口部や患者のサイズの要求に応じて、患者台104からの***コイルの高さHをフレキシブルに調整できることにより、磁気均一ボリュームV1をより良好に活用できる、***コイル106の機械的構成を実現できるという利点を奏することができる。このような利点により、***コイル106の設計時に、患者の最大サイズと脂肪飽和時の画像品質との間の妥協線に関する要求を変えることもできる。
Claims (10)
- MRTイメージングシステム(101)用の局所コイル(106)において、
***コイルであり、かつ、少なくとも1つの高さ調整装置(F1,F2;AP1,AP2;Za1,Za2,Si1,Si2,Si3,Si4;K1,K2)を備えていることを特徴とする、局所コイル(106)。 - 前記高さ調整装置は、高さ調整可能な脚(F1,F2)を有する(図1)、
請求項1記載の局所コイル。 - 前記高さ調整装置は、等しい厚さまたは異なる厚さの複数のアダプタ(AP1,AP2)を有し、
前記複数のアダプタ(AP1,AP2)のうち少なくとも1つは、前記***コイルの下方に取り付けられるように構成されている(図1)、
請求項1または2記載の局所コイル。 - 前記高さ調整装置は、高さ調整のために相互に相対的に(d)スライド可能な2つのシェル(Sch1,Sch2)を有する(図2)、
請求項1から3までのいずれか1項記載の局所コイル。 - 前記高さ調整装置は、複数の異なる高さ(H)に対応する係止装置(R)を有する(図2)、
請求項1から4までのいずれか1項記載の局所コイル。 - 前記高さ調整装置は高さ調整のためにウェッジ(K1,K2)を有する(図3)、
請求項1から5までのいずれか1項記載の局所コイル。 - 前記高さ調整装置は、高さ調整のための空気圧装置を、とりわけ膨張可能な空気袋を有する、
請求項1から6までのいずれか1項記載の局所コイル。 - 前記局所コイルは、電気機械的装置により高さ調整されるように構成されている、
請求項1から7までのいずれか1項記載の局所コイル。 - 前記高さ調整装置により、患者台(104)および/またはボア(103)からの前記局所コイル(106)の高さ(H)および/または前記局所コイル(106)の***頂部(BT1,BT2)の高さが調整されるように構成されている、
請求項1から8までのいずれか1項記載の局所コイル。 - 前記局所コイル(106)は、女性の***(BR1,BR2)をそれぞれ収容する1つまたは2つの***頂部(BT1,BT2)を有する***コイルである、
請求項1から9までのいずれか1項記載の局所コイル。
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