KR20130092488A - 로컬 코일 시스템 - Google Patents

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KR20130092488A
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도미니크 파울
괴츠 벨슈
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 2 개의 루프 코일(106A, 106B)들을 갖는 로컬 코일 시스템(106)에 의해 특히 소형 관절(G)들을 기록하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.

Description

로컬 코일 시스템{LOCAL COIL SYSTEM}
본 발명은 특히 손가락 관절들과 같은 소형 관절들을 기록하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
자기 공명 단층 촬영에 의해 대상물들 또는 환자들을 검사하기 위한 자기 공명 단층 촬영 장치(MRT)들이, 예컨대 DE 10314215 B4 로부터 공지된다.
본 발명의 목적은 특히 소형 관절들의 MRT 이미징을 최적화하는 것이다. 상기 목적은 각각의 경우에 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 유리한 개량예들이 종속 청구항들 및 설명에 나타난다.
본 발명의 가능한 실시예들의 다른 특징들 및 이점들은 도면들의 도움에 의해 이후의 예시적인 실시예들의 설명으로부터 나올 것이다.
도 1 은 환자 테이블 위의 루프 코일들을 나타내는 도면이고,
도 2 는 환자의 손 위의 2 개의 루프 코일들을 나타내는 도면이고,
도 3 은, 하나의 손의 손가락이 2 개의 루프 코일들 사이에 있는, 도 2 에 나타낸 것과 유사한 배열체의 횡단면을 나타내는 도면이고,
도 4 는 MRT 시스템의 개략도를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 예컨대 검사가 필요한 대상물의 본체(환자 본체, 예컨대 105)(로컬 코일 배열체(106)를 갖는 또는 갖지 않는)를 따라 환자 테이블(104)이 이미징 방법에 의해 환자(105)의 기록들을 발생하기 위하여 화살표(z)의 방향으로 이동될 수 있는, 이러한 경우 관형 공간(103)을 갖는 전신 코일(102)을 갖는 이미징 자기 공명 단층 촬영 장치(MRT; 101)(차폐된 룸 또는 패러데이 케이지(Faraday cage; F) 내에 위치)를 나타낸다(특히 배경으로서). 여기서 환자 위에 배열된 것은 로컬 코일 배열체(106)이고 이에 의해 MRT 의 로컬 구역(또한 시계(field of view) 또는 FoV 로 나타냄)에서 FoV 내의 본체(105)의 부분 구역의 기록들을 발생하는 것을 가능하게 한다. 로컬 코일 배열체(106)의 신호들은 MRT(101)에 속하는 평가 장치(168, 115, 117, 119, 120, 121 등)에 의해 평가될 수 있고(예컨대 이미지들로 전환되거나, 저장되거나, 또는 디스플레이되고), 예컨대 동축 케이블 또는 라디오 링크(167) 등을 통하여 로컬 코일 배열체(106)에 연결될 수 있다.
자기 공명 단층 촬영 장치(MRT; 101)를 사용하는 자기 공명 이미징에 의해 본체(105)(검사가 필요한 대상물 또는 환자)를 검사하기 위해, 자기장들의 시간적 및 공간적 특징들에서 정밀하게 상호 조정되는 다양한 자기장들이 본체(105) 상에 조사된다(radiated). 이러한 경우 터널 형상의 개구(103)를 갖는 측정실에서의 강력한 자석(종종 극한자석(cryomagnet); 107)이 예컨대 0.2 내지 3 테슬라(tesla) 초과인 강력한 정적 메인 자기장(B0)을 발생한다. 환자 테이블(104) 위에 위치되는, 검사가 필요한 본체(105)가 시계 내에서 대략 균질한 메인 자기장(B0)의 구역 안으로 이동된다. 본체(105)의 원자 핵들의 핵 회전들은, (예컨대 다중 부품 = 108a, 108b, 108c)본체 코일(108)로서 여기서 매우 간소화된 형태로 나타낸 고주파 안테나(및/또는 가능하게는 로컬 코일 배열체)를 통하여 상기 핵들 안으로 조사되는 자기 고주파 자화 펄스(B1)(x, y, z, t)들을 통하여 자화된다. 고주파 자화 펄스들은, 예컨대, 펄스 시퀀스 제어 유닛(110)에 의해 제어되는 펄스 발생 유닛(109)에 의해 발생된다. 이들은 고주파 증폭기(111)에 의해 증폭된 이후 고주파 안테나(108)로 보내어진다(duct). 여기서 나타낸 고주파 시스템은 단지 개략적으로 나타난다. 종종 하나 초과의 펄스 발생 유닛(109), 하나 초과의 고주파 증폭기(111), 및 다수의 고주파 안테나(108a, 108b, 108c)들이 자기 공명 장치(101)에 이용된다.
자기 공명 장치(101)는 경사(gradient) 코일(112x, 112y, 112z)들을 또한 갖고 이에 의해 자기 경사 필드(BG(x, y, z, t))들은 선택적인 층 자화 및 측정 동안 측정 신호를 공간적으로 엔코딩하기 위해 조사된다. 경사 코일(112x, 112y, 112z)들은 펄스 발생 유닛(109)이 펄스 시퀀스 제어 유닛(110)에 연결되는 것과 유사하게 경사 코일 제어 유닛(114)에 의해 제어된다.
(검사되는 대상물의 원자 핵들의)자화된 핵 회전들에 의해 방출되는 신호들은 본체 코일(108) 및/또는 하나 이상의 로컬 코일 배열체(106)에 의해 수용되고, 할당된 고주파 선증폭기(pre-amplifier; 116)들에 의해 증폭되고, 수용 유닛(117)에 의해 더 프로세스되고 디지털화된다. 기록된 측정 데이터는 디지털화되고 복잡한 숫자 값들의 형태로 k-스페이스 매트릭스에 저장된다. 연관된 MR 이미지는 다차원 푸리에 변환(multidimensional Fourier transformation)에 의해 값 함유 k-스페이스 매트릭스로부터 재구성된다.
예컨대, 본체 코일(108) 또는 로컬 코일(106)과 같은, 전송 및 수용 모드 양쪽으로 작동될 수 있는 코일을 위해, 정확한 신호 전달이 상류 다이플렉서(diplexer; 118)에 의해 제어된다.
이미지 프로세싱 유닛(119)이 측정 데이터로부터 저장 유닛(121)에 저장되는 및/또는 제어 콘솔(120) 상에 사용자에게 디스플레이되는 이미지를 발생한다. 중앙 컴퓨터 유닛(122)이 개별 시스템 구성 요소들을 제어한다.
MR 단층 촬영에서, 높은 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)를 갖는 이미지들은 대게 오늘날 로컬 코일 어레이들이라고 불리는 것을 사용하여 기록된다. 이들은 본체(105) 상에(앞쪽에) 바로 가까이에 또는 아래에(뒤쪽에) 또는 대항하여 또는 안에 위치되는 안테나 시스템들이다. MR 측정 동안, 로컬 코일의 개별 안테나들에서 자화된 핵들은 저잡음 선증폭기에 의해 그 후 증폭되고 최종적으로 수용 전자 구성요소들로 전달될 전압을 유도한다. 높은 필드 시스템(1.5 내지 12 테슬라 또는 그 이상)들이라고 불리는 것들이 또한 고해상도 이미지들의 경우에 신호 대 잡음비를 개선하기 위해 이용된다. 수용기들보다 더 많은 개별 안테나들이 MR 수용 시스템에 연결될 수 있다면, 예컨대 스위치 매트릭스(또한 RCCS 라고 함)가 수용 안테나들과 수용기들 사이에 설치될 것이다. 상기 매트릭스는 현재 활성적인 수용 채널(보통은 자석의 시계 내에 존재하는 채널)들을 존재하는 수용기들로 발송할 것이다. 이는 전신 커버의 경우 단지 판독될 필요가 있는 코일들은 자석의 FoV 내에 위치되는 것들이기 때문에 또는, 균질 용적일 수 있는 경우에 수용기들보다 더 많은 코일 요소들이 연결되는 것을 가능하게 한다.
로컬 코일 배열체(106)로서 나타내는 것은, 예컨대 일반적으로, 예컨대 하나 또는(어레이 코일로서) 다수의 안테나 요소(특히 코일 요소들)들로 이루어질 수 있는 안테나 시스템이다. 상기 개별 안테나 요소들은, 예컨대, 루프 안테나들, 버터플라이형, 가요성 코일들, 또는 새들(saddle) 코일들로서 구현될 수 있다. 로컬 코일 배열체는, 예컨대 코일 요소들, 선증폭기, 다른 전자 구성요소(밸룬(balun)들 등)들, 하우징, 지지부들, 및 보통 플러그 마무리된 케이블로서 이에 의해 MRT 시스템에 연결되는 플러그 마무리된 케이블을 포함한다. 시스템 측 상에 장착되는 수용기(168)가 예컨대 라디오 등에 의해 로컬 코일(106)로부터 수용되는 신호를 여과하고 디지털화하며 측정으로부터 얻은 데이터로부터 보통 이미지 또는 스펙트럼을 얻는 디지털 신호 프로세싱 장치로 데이터를 전달하며, 예컨대 저장을 위해 및/또는 그/그녀에 의해 그 다음의 진단을 사용자에게 이용가능하게 한다.
도 1 내지 도 3 은 (정밀하게는)2 개의 로컬 코일(106A, 106B)들을 각각 포함하는 본 발명의 코일 시스템(106)들의 실시예들을 나타내는 도면들이다.
단지 작은 공간적 구역이 소형 관절(G)(예컨대, MCP = 중수골-근위지관절(metacarpophalngeal joint) = 손가락의 기절골(proximal phalanx)의 부분, 또는 PIP = 근위지간관절(proximal interphalangeal joint) = 손가락의 중심의 관절, 등)들을 기록하는데 특히 해당될 수 있다.
코일 시스템의 본 발명의 실시예는, 예컨대 각각의 경우 루프 코일들의 형태(예컨대, 원형 안테나를 갖는, 예컨대 그 중심에 둥근 리세스를 갖는, 예컨대 로컬 코일들)인 2 개의 로컬 코일(106A, 106B)들을 포함한다.
도 1 은 하나의 루프 코일(106A)이 4 ㎝ 의 직경을 갖는 환자 테이블(104) 상에 놓이는 3 개의 루프 코일들을 예로서 나타낸다. 특히 2 개의 이러한 소형 루프 코일(106A, 106B)들은 여기서 코일 시스템(106)으로서 사용되는데, 예컨대 최대 6 또는 최대 4 ㎝ 의 직경(D)(예컨대 안테나 직경 또는 리세스(Aus)의 여유(clear) 내부 직경 또는 외부 직경)인 루프 코일들을 의미한다. 4 ㎝ 직경을 갖는 이러한 종류의 루프 코일은 또한 MRT 시스템(101)들을 위한 적어도 내부적으로 공지된 표준 코일일 수 있다.
도 2 는, MRT 이미지 기록에서 높은 신호 세기 및/또는 높은 공간 해상도를 갖는 공간적으로 제한된 MRT 이미징 구역을 가능하게 하는, MRI 이미징에 의해 검사되는 분석체(anatomy)(H; F1; G) 주위에 적절하게 끼워지는 2 개의 이러한 루프 코일(106A, 106B)(커넥터 케이블들(AK1, AK2) 또는 라디오 링크를 가짐)들의 동시 사용을 나타낸다.
예컨대, MCP 기록들의 경우, 하나의 루프 코일은 (환자(105)의)손(H)의 상부 측 상에 위치될 수 있고 다른 하나는 내측 상에 위치될 수 있으며, 각각의 경우 관련 관절/관절들 위에 위치된다.
예컨대, 도 2 에 나타낸 것과 같이, 하나의 루프 코일(106A)이 (환자(105)의)손(H)(이 손은 깁스(plaster)들 또는 쿠션(S)등에 의해 제 위치에 고착되어 놓이며, 본 경우에는 환자 테이블(104) 상의 U 형상 지지부(UK) 상에 놓임)의 하나 이상의 손가락(F1)의 정상 측 및/또는 손의 상부 측 상에 위치되어 접착 테이프(K1, K2 등)에 의해 제 위치에 고정되고, 다른 루프 코일(106B)이 하나 이상의 손가락(F1)의 아래 측 및/또는 손의 내측 상에 위치되어 접착 테이프 등에 의해 제 위치에 고정되는 것이 가능하다.
도 3 은 도 2 에 나타낸 것과 유사한 코일 시스템(106)의 횡단면도이고, 하나의 손(H)의 손가락(F1, F2, F3, F4)들 중 하나의 손가락(F1)은 2 개의 루프 코일(106A, 106B)들 사이에 위치되고, 손가락(F1)의 관절(G)의 (적어도)하나의 MRT 이미지가 루프 코일(106A, 106B)들 및 MRT(101)에 의해 MRT 이미징을 통하여 발생되는 것이 가능하다.
루프 코일(106A, 106B)들은 여기서 MRT 이미징 동안 또는 이전에 상호적으로 연결되지 않고(서로 고정되거나 서로 고착되지 않는다), 여기서 또한 상호적으로 독립적으로 사용될 수 있고 여기서 검사되는 관절(G)의 구역(G; F1; H) 내에 개별적으로 위치되고 가능하게는 고착될 수 있는(K1, K2) 2 개의 루프 코일(106A, 106B)들이 있다.
2 개의 루프 코일들을 사용하는 것은 또한, 예컨대 평행 이미징 기법이 이용되는 것(Grappe/Grappa 또는 Sense)을 또한 가능하게 할 것이다. 예컨대, 가요성 코일과 비교하여, 2 개의 루프 코일(106A, 106B)들을 갖는 로컬 코일 시스템(106A 및 106B 를 갖는 106)에 의한 기록은 더 높은 신호 세기, 더 높은 해상도, 및 더 짧은 측정 시간을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예의 발명의 양태가, 하나의 루프 코일을 기록하는 것이 필요한 관절(G) 및/또는 기록 구역 위에 위치시키고 그 아래에 하나를 위치시킴으로써, 가능하게는 소형 관절(G)들의 MRT 기록을 위해 검사가 필요한 구역(G) 상에 적절하게 위치시키는 것에 의한, 2 개의 루프 코일들의 평행 사용에서 볼 수 있고, 예컨대 클램프 또는 접착 테이프 또는 유지 수단 또는 다른 도움에 의해 MRT 검사 동안 관절 상에 고착을 실행하는 것이 가능하다.

Claims (17)

  1. 이미징 MRT 시스템(101)을 위한 로컬 코일 시스템(106)에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 2 개의 루프 코일(106A, 106B)들을 갖는 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 하나 또는 둘 이상의 루프 코일(106A, 106B)들을 가지며, 각각의 루트 코일(106A, 106B)은 6 ㎝ 미만, 특히 4 ㎝ 미만의 직경(D)을 갖는 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 루프 코일(106A, 106B)들은 각각의 경우 원형 방식으로 루프 코일(106A, 106B)들 내의 리세스(Aus)를 둘러싸는 안테나(Ant)를 각각 갖는 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 하나 또는 둘 이상의 루프 코일(106A, 106B)들을 가지며, 각각 6 ㎝ 미만, 특히 최대 4 ㎝ 의 직경(D)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 특히, 소형 관절(G) 및/또는 검사가 필요한 대상물(105)에 속하는 직경 2 또는 3 ㎝ 미만으로 측정된 관절(G) 및/또는 손가락 관절(G)을 위한 관절-MRT-기록용 로컬 코일 시스템인 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 MCP 손가락 관절에 대한 MRT 이미징을 위한 MCP-관절 로컬 코일 시스템(106)인 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    MRT(101)에 의한 MRT 이미징의 조건에서 상기 로컬 코일 시스템(106)의 상기 루프 코일(106A, 106B)들은 MRT 이미징에 의해 검사가 필요한 대상물(105)의 구역(G), 특히 관절(G)이 상기 루프 코일들 사이에 위치되도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    MRT(101)에 의한 MRT 이미징의 조건에서 상기 로컬 코일 시스템(106)의 상기 루프 코일(106A, 106B)들은 관절(G) 및/또는 손가락(F1) 및/또는 손에 고착(K1, K2) 및/또는 위치되는 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프 코일(106A, 106B)들은 MRT 이미징 동안 및/또는 이전에 서로 고착되는 것을 특징으로 하는,
    로컬 코일 시스템.
  10. 검사가 필요한 대상물(105)의 관절(G) 상에서 수행되는 MRT 이미징을 위한 방법으로서,
    2 개의 루프 코일(106A, 106B)들을 갖는 로컬 코일 시스템(106)이 사용되는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 하나 또는 둘 이상의 루프 코일(106A, 106B)들을 가지며, 각각 6 ㎝ 미만, 특히 최대 4 ㎝ 의 직경(D)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    횡단면이 원형인 안테나(Ant)를 갖는 상기 루프 코일(106A, 106B)들이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로컬 코일 시스템(106)은 특히, 소형 관절(G) 및/또는 검사가 필요한 대상물(105)에 속하는 직경 2 또는 3 ㎝ 미만으로 측정되는 관절(G) 및/또는 손가락 관절을 위한 관절-기록용 코일 시스템인 로컬 코일 시스템(106)이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    MCP 손가락 관절에 대한 MRT 이미징을 위한 MCP-관절 로컬 코일 시스템인 로컬 코일 시스템(106)이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    MRT(101)에 의한 MRT 이미징의 조건에서 상기 로컬 코일 시스템(106)의 상기 루프 코일(106A, 106B)들은 MRT 이미징에 의해 검사가 필요한 대상물(105)의 구역(G), 특히 관절(G)이 루프 코일들 사이에 위치되도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    MRT(101)에 의한 MRT 이미징의 조건에서 상기 로컬 코일 시스템(106)의 상기 루프 코일(106A, 106B)들은 관절(G) 및/또는 손가락(F1) 및/또는 손(H) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    MRT(101)에 의한 MRT 이미징의 조건에서, 상기 루프 코일(106A, 106B)들 중 하나는 관절(G) 및/또는 손 위에 위치되고,
    상기 루프 코일(106A, 106B)들 중 다른 하나는 관절(G) 및/또는 손 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는,
    MRT 이미징을 위한 방법.
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