BR112012016538A2

BR112012016538A2 - antena de transmissão e/ou recepção de rf e sistema irm híbrido

Info

Publication number: BR112012016538A2
Application number: BR112012016538-0A
Authority: BR
Inventors: Mika Petri Ylihautala; Max Oskar Kohler; Annemaria Johanna Halkola; Matti Olavi Lindstrom; Ilpo Asko Julius Koskela; Jere Matti Nousiainen
Original assignee: Koninklijke Philips Eletronics N.V.
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2020-08-18
Also published as: RU2012133560A; US9146290B2; WO2011083426A1; EP2345906A1; CN102782517A; EP2521924A1; CN102782517B; EP2521924B1; US20120286788A1; RU2541374C2

Abstract

ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF E SISTEMA IRM HÍBRIDO Trata-se de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF/RM para ser utilizada em um sistema de formação de imagem por ressonância magnética (IRM) (ou scanner de RM - híbrido), a qual compreende um sistema de IRM e um outro sistema de formação de imagem, por exemplo, na forma de um sistema de ultrassom focalizado de alta intensidade (HIFU - High Intensity Focused Ultrasound). A antena de transmissão e/ou recepção de RF (40, 50) é provida com respeito à sua estrutura condutora de maneira tal que não perturba nem influencia de maneira prejudicial de maneira alguma o outro sistema relacionado (isto é, HIFU) dos dois sistemas, especialmente se ambos os sistemas forem operados simultaneamente e se a antena de RF estiver posicionada com bastante proximidade de um objeto cuja imagem deve ser formada.

Description

| | | 1/19 | | | ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF E SISTEMA

IRM HÍBRIDO

CAMPO DA INVENÇÃO | A invenção refere-se a uma antena de transmissão | ” 5 e/ou recepção de RF para ser utilizada em um sistema de formação de imagem por ressonância magnética (IRM) híbrido ' (ou scanner de RM), a qual compreende um sistema IRM, um sistema de ultrassom focalizado de alta intensidade (HIFU - High Intensity Focused Ultrasound), em que a antena de transmissão e/ou recepção de RF é provida para transmitir sinais de excitação de RF (campo B1) para excitar ressonâncias magnéticas nucleares emocionantes (RMN), e/ou receber sinais de relaxamento de RMN. Além disso, a invenção refere-se a um sistema IRM híbrido IRM ou scanner de RM que compreende tal antena de transmissão e/ou recepção de RF.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Em um sistema IRM ou scanner de RM, um objeto de exame, geralmente um paciente, é exposto a um campo magnético principal uniforme (campo B)) de modo que os momentos magnéticos dos núcleos dentro do objeto de exame tendem a girar em torno do eixo do campo BW, aplicado (precessão de Larmor) com uma determinada magnetização pura de todos os | núcleos paralelos ao campo B,. A taxa de precessão é | denominada frequência de Larmor, a qual é dependente das | .-25 características físicas específicas dos núcleos envolvidos, a | saber, a sua relação giromagnética, e a intensidade do campo | f B, aplicado. A relação giromagnética é a relação entre o | momento magnético e a rotação de um núcleo. | Com a transmissão de um pulso de excitação de RF | (campo Bi) que é ortogonal ao campo Bº, gerado por meio de uma antena de transmissão de RF, e com a combinação da | : frequência de Larmor dos núcleos de interesse, as rotações . dos núcleos são excitadas e colocadas em fase, e uma deflexão de sua magnetização pura da direção do campo B, é obtida, de modo que um componente transversal com relação ao componente longitudinal da magnetização pura é gerado.

Após o término do pulso de excitação de RF, são - 5 iniciados os processos de relaxamento dos componentes longitudinais e transversal da magnetização pura, até que a ' magnetização pura retorne ao seu estado do equilíbrio.

Os sinais de relaxamento de RMN que são emitidos pelo processo de relaxamento transversal são detectados por meio de uma antena de recepção de RM/RF.

Os sinais RMN recebidos, que são sinais de amplitude baseados no tempo, são submetidos à transformação de Fourier e transformados em sinais do espectro de RMN baseados na frequência e processados para gerar uma imagem RM do objeto de exame.

A fim de obter uma seleção espacial de uma fatia Ou volume dentro do objeto de exame e uma codificação espacial dos sinais RMN recebidos que emanam da fatia ou volume de interesse, campos magnéticos de gradientes são sobrepostos no campo B', os quais têm a mesma direção que esse campo B,', mas têm gradientes nas direções x, y € Z ortogonais.

Devido ao fato que a frequência de Larmor é | dependente da intensidade do campo magnético que é imposto | nos núcleos, a frequência de Larmor dos núcleos diminui | consequentemente ao longo e com o gradiente decrescente (e .25 vice-versa) do campo B, sobreposto total, de modo que ao | sintonizar apropriadamente a frequência do pulso de excitação | í de RF transmitido (e consequentemente ajustando a frequência | de ressonância da antena de recepção de RM/RF), e | consequentemente controlando os campos de gradiente, pode ser | obtida uma seleção dos núcleos dentro de uma fatia em uma | determinada localização ao longo de cada gradiente nas | ] direções x, y e z, e com isto, no total, dentro de um | . determinado voxel do objeto. |

3/19 | As antenas de transmissão e/ou recepção de RF acima são conhecidas na forma das chamadas bobinas de corpo de RM (também “denominadas bobinas de corpo inteiro) que são | montadas de maneira fixa dentro de um espaço de exame de um - 5 sistema IRM para a formação de imagem de um objeto de exame | inteiro, e das chamadas bobinas de superfície de RM que são | dispostas diretamente em uma zona ou área local a ser | - examinada e que são construídas, por exemplo, na forma de almofadas flexíveis ou luvas ou gaiolas (bobina de cabeça Ou | bobina de gaiola de pássaro). ! No que diz respeito à forma do espaço de exame, | dois tipos de sistemas IRM ou scanner de RM podem ser | distintos. O primeiro é o chamado sistema IRM aberto (sistema | vertical), o qual compreende uma zona de exame, que fica | localizada entre as extremidades de uma disposição de braço C [ vertical. O segundo é um sistema IRM, também denominado | sistema IRM axial, o qual compreende um espaço de exame tubular ou cilíndrico que se estende horizontalmente. Em um sistema de ultrassom focalizado de alta intensidade (HIFU), feixes de ultrasson focalizados são especialmente utilizados para destruir O tecido (patogênico) alvo por meio de aquecimento, em que preferivelmente um sistema IRM é utilizado para controlar e monitorar o processo de aquecimento por termometria IRM. Tal sistema IRM/HIFU .25 híbrido também é denominado sistema de ultrassom focalizado guiado de IRM (MRgFUS). A patente norte-americana 7.463.030 Á apresenta uma bobina de recepção de RM compatível com HIFU para ser utilizada em tal sistema IRM/HIFU híbrido.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO Foi revelado que um problema comum, especialmente dos sistemas IRM/HIFU híbridos acima mencionados, é que a ' antena de transmissão e/ou recepção de RF do sistema IRM . perturba ou de alguma outra maneira influencia de maneira prejudicial o outro sistema HIFU relacionado dos dois sistemas, especialmente se ambos os sistemas forem operados simultaneamente.

Em um sistema IRM/HIFU híbrido da invenção é . 5 possível manter à passagem dos feixes de ultrassom no tecido tão curta quanto possível a fim de evitar o aquecimento í indesejado do tecido que circunda Oo tecido alvo, bem como evitar a atenuação do ultrassom e as perturbações ao longo da passagem dos feixes do ultrasson.

A fim de monitorar o aquecimento do tecido alvo e do tecido ao longo da passagem dos feixes de ultrassom, especificamente no campo próximo do transdutor de ultrassom, é desejada uma qualidade elevada da termometria IRM.

Essa qualidade depende da relação entre sinal e ruído (SNR) das imagens RM porque, quanto mais elevado a RM, melhor a definição espacial e temporal pode ser utilizada na termometria IRM, resultando uma estimativa mais exata da dose térmica.

A SNR depende da antena de recepção de RM utilizada para detectar os sinais de relaxamento de RMN.

A SNR pode ser otimizada quando a antena de recepção de RM fica localizada tão perto quanto possível do tecido a ter a imagem formada.

Consequentemente, a posição ideal da antena de recepção de RM é dentro da passagem dos feixes de ultrassom por meio do que, no entanto, o ultrassom é perturbado ou atenuado ou refletido ou de alguma outra maneira influenciado .- 25 de maneira prejudicial.

Um objetivo geral subjacente à invenção consiste em í encontrar uma solução para esses problemas.

Especialmente, um objeto subjacente à invenção consiste na provisão de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF para ser utilizada em um sistema IRM/HIFU híbrido, que não influencia ou então influencia apenas í minimamente o outro sistema relacionado dos dois sistemas. , Um Objetivo adicional subjacente à invenção |]

5/19 A consiste na provisão de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF para ser utilizada em um sistema IRM/HIFU híbrido que permite a geração de imagens RM com uma elevada relação entre sinal e ruído sem perturbar de maneira í 5 prejudicial O campo ou feixes do ultrassom. Estes objetivos são atingidos por uma antena de Á transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção. As reivindicações dependentes apresentam realizações vantajosas da invenção.

Deve ser apreciado que as características da invenção são suscetíveis a serem combinadas em qualquer combinação sem se desviar do escopo da invenção tal como definido pelas reivindicações anexas.

Deve ser observado que a antena de transmissão e/ou recepção de RF da invenção pode ser empregada em um sistema de exame por ressonância magnética convencional. Isto torna o sistema de exame por ressonância magnética pronto para ser atualizado em um sistema IRM híbrido sem a necessidade de substituir antenas de transmissão e/ou recepção de RF.

Outros detalhes, características e vantagens adicionais da invenção tornar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição das realizações preferidas e exemplificadoras da invenção que são fornecidas com referência aos desenhos.

- 25 BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 mostra uma vista lateral diagramática de ' um sistema IRM híbrido; a Figura 2 mostra uma vista secional lateral de uma parte de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF conhecida; a Figura 3 mostra uma vista em seção transversal de : componentes “substanciais de um sistema RM/HIFU híbrido | - conhecido;

: 6/19 a Figura 4 mostra uma vista superior dos componentes do sistema RM/HIFU híbrido de acordo com a Figura 3; a Figura 5 mostra uma vista em seção transversal de ' 5 componentes substanciais de um sistema RM/HIFU híbrido de acordo com uma realização exemplificadora da invenção; a Figura 6 mostra uma vista superior dos ' componentes do sistema RM/HIFU híbrido de acordo com a Figura 5; a Figura 7 mostra uma seção transversal através de uma parte de uma estrutura transparente fina do elemento de bobina de acordo com uma realização da invenção; e a Figura 8 mostra uma vista em seção transversal esquemática de uma estrutura do elemento de bobina de acordo com uma outra realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES A figura 1 mostra componentes substanciais de um sistema de formação de imagem por ressonância magnética (IRM) ou um scanner de ressonância magnética (RM) que compreende uma antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção. Os componentes de tal sistema HIFU híbrido não são indicados na figura 1, mas explicados abaixo com respeito ao exemplo da antena de transmissão e/ou recepção de RF para O sistema IRM/HIFU híbrido relacionado. Na figura 1, é mostrado "25 um sistema vertical (aberto) que tem uma zona de exame 10 | entre a parte superior e a extremidade inferior de uma ' estrutura de braço C. Acima e debaixo da zona de exame 10, são providos os respectivos sistemas de ímãs principais 20, 30 para gerar um campo magnético principal essencialmente uniforme (campo Bo) para alinhar os spins nucleares no objeto a ser ' examinado. o campo magnético principal estende-se * essencialmente através de um paciente P em uma direção perpendicular ao eixo longitudinal do paciente P (isto é, na direção x).

Geralmente, uma disposição de antena de transmissão de RF planar ou pelo menos aproximadamente planar 40 f 5 (especialmente na forma de ressonadores de superfície de RF) para gerar os pulsos de excitação de transmissão de RF (campo í B,) às frequências de RM, em que a dita disposição de antena de transmissão de RF fica localizada na frente de pelo menos um dos sistemas de ímãs 20, 30. Uma disposição de antena de recepção de RF planar ou pelo menos aproximadamente planar serve para receber sinais de relaxamento de RMN subsequentes dos núcleos relacionados. Essa disposição de antena de RF também pode ser formada por ressonadores de superfície de RF dispostas na frente de pelo menos um dos sistemas de ímãs 20,

30. Pelo menos uma disposição de antena de RF/RM comum, especialmente um ressonador de superfície de RF, também pode ser utilizado para a transmissão de pulsos de RF e a recepção de sinais de RM se for comutado apropriadamente entre a transmissão e a recepção, ou as duas disposições de antenas de RF 40, 50 podem ambos servir para a transmissão alternada de pulsos de RF e a recepção de sinais de RM em comum.

Essas disposições de antenas de transmissão e/ou recepção de RF 40, 50 podem ser providas na forma de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a - 25 invenção tal como explicado abaixo. Além disso, para a seleção espacial e a codificação ' espacial dos sinais de relaxamento de RM recebidos que emanam dos núcleos, também é provida uma pluralidade de bobinas de campo magnético 70, 80 por meio das quais três campos magnéticos de gradientes nas direções x, y e z ortogonais são gerados tal como explicado acima.

Finalmente, dispositivos de acessórios elétricos ou equipamentos auxiliares são providos para os exames em | | |

|) | 8/19 questão.

Tais dispositivos são, por exemplo, uma antena de | recepção de RF na forma de uma bobina de superfície de RM 60 J que é utilizada adicionalmente ou como uma alternativa à | antena de recepção de RF planar permanentemente embutida 50 | | 5 (isto é, bobina de corpo) e que é disposta diretamente no | paciente P ou na zona a ser examinada.

Tal bobina de | Á superfície de RF/RM 60 é preferivelmente construída como uma | almofada flexível ou uma luva ou uma gaiola e pode Í compreender ou ser provida na forma de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF para transmitir um pulso de excitação de RF e/ou para receber sinais de relaxamento de RMN de acordo com a invenção.

Os princípios e as considerações acima e a seguir também são aplicáveis no caso de um sistema IRM axial ou horizontal em que um paciente ou um outro objeto de exame são guiados em uma direção axial através do espaço de exame cilíndrico ou tubular 10. As formas e as dimensões dos ímãs e das disposições de antenas de transmissão e/ou recepção de RF são adaptadas ao formato do espaço de exame cilíndrico ou tubular de uma maneira conhecida.

A antena de RF pode ser provida na forma de ou compreender uma estrutura condutora de laminado de uma só camada ou múltiplas camadas ou PCB (placa de circuito impressa) que compreende pelo menos um portador ou substrato - 25 eletricamente isolante, que é provido com elementos eletricamente condutores na forma de tiras de cobre finas ou ] estruturas de cobre em um ou ambos os lados de pelo menos um substrato.

Os capacitores podem ser providos por tiras de cobre em ambos os lados do substrato que se estão sobrepondo um ao outro e são separados pelo substrato.

Tal estrutura de PCB de camada dupla é mostrada esquematicamente em uma vista lateral na figura 2. Ela compreende o substrato 1 e as tiras de cobre ou estruturas 2 em ambos os lados do substrato 1.

Pela disposição de sobreposição de acordo com a figura 2, um capacitor é provido.

A seguir, a invenção será explicada em mais detalhes com referência a uma segunda realização de uma ' 5 antena de transmissão e/ou recepção de RF para um sistema RM/HIFU híbrido com referência às figuras 3 a 8. ] Conforme explicado acima, a localização ideal para a antena de transmissão e/ou recepção de RF ou pelo menos uma parte da mesma é dentro da passagem do campo ou feixes de ultrasson.

No entanto, tal posicionamento conduz a uma perturbação e a uma atenuação do campo ou feixes de ultrassom.

Geralmente, tais antenas de transmissão e/ou recepção de RF são providas na forma de bobinas ou estruturas de bobinas que têm condutores que são feitos tipicamente de cobre que é encerrado, por exemplo, dentro de um invólucro de plástico.

Quando tal estrutura de bobina fica localizada ao | longo da passagem do ultrassom, ela bloqueia uma parte | significativa do ultrassom, afetando desse modo a qualidade | do foco de ultrassom e aquecendo o tecido alvo.

Além disso, a | energia de ultrassom que é absorvida pela estrutura da bobina | pode danificar a bobina.

Estes problemas são resolvidos | atualmente ao posicionar a antena fora da passagem de | ultrassom e ao aceitar as desvantagens resultantes. | - 25 A figura 3 mostra uma vista em seção transversal ao | longo da linha A-A na figura 4 de componentes substanciais de | ' tal sistema RM/HIFU híbrido conhecido para a terapia de fibroide uterino.

A figura 4 mostra uma vista superior do sistema de acordo com a figura 3 ao longo da linha B-B na figura 3. O sistema RM/HIFU híbrido compreende um tanque 10 ] no qual um transdutor de ultrassom 11 é disposto e o qual é | preenchido com um meio de acoplamento que é geralmente a água

| 10/19 ou óleo com propriedades acústicas apropriadas. O tanque 10 compreende uma janela 12 que é transparente para O campo ou feixes de ultrassom emitidos pelo transdutor de ultrassom 11, e em cuja janela 12 um objeto de exame, normalmente um 7 5 paciente P, é posicionado. Uma primeira estrutura de bobina na forma de um primeiro elemento de bobina 13 da antena de RF ' é posicionada circundando a janela de ultrassom 12, e uma segunda estrutura de bobina na forma de pelo menos dois elementos de bobina l4a, l4b da antena de RF é posicionada | além do paciente P, por exemplo, na forma de elementos de | bobina pélvica. Além disso, a figura 3 indica esquematicamente um tecido alvo TT dentro do paciente P que é, por exemplo, um fibroide uterino. Na vista superior da figura 4, a janela de ultrassom 12 do tanque 10 e o primeiro elemento de bobina 13 da antena do RF são mostrados.

Em tal sistema RM/HIFU híbrido, os feixes de ultrasson focalizados são transmitidos do transdutor de ultrassom 11 através do meio do acoplamento dentro do tanque 10, através da janela de ultrassom 12 ao tecido alvo TT. O feixe de ultrassom não é perturbado pelo primeiro elemento de bobina 13, uma vez que ele circunda a janela de ultrassom 12 e tem um diâmetro que é maior do que o diâmetro da janela de ultrasson 12. No entanto, devido ao seu diâmetro grande, especialmente com relação à distância pequena até o tecido - 25 alvo TT, a qualidade da imagem de RM do tecido alvo TT que é gerada por meio do primeiro elemento de bobina 13 é Í comparativamente ruim. Embora a segunda estrutura de bobina l14a, l4b da antena de RF fique mais afastada do tecido alvo TT e especialmente do campo próximo do transdutor de ultrassom 11, ela não pode compensar o desempenho diminuído do primeiro elemento de bobina 13.

A fim de resolver esse problema, é provida uma antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção que pode ser eficazmente posicionada com bastante proximidade do tecido alvo TT sem perturbação ou somente uma perturbação mínima dos feixes de ultrassom, de modo que a imagem de RM e a qualidade da termometria de IRM possam ser ] 5 otimizadas para a terapia.

A antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção compreende geralmente um número de bobinas ou elementos de bobina ou estruturas de bobina ou partes das mesmas que são feitas de maneira tal que somente perturbam minimamente o campo ou feixes de ultrassom. Tal perturbação mínima significa que a antena de transmissão e/ou recepção de RF não está alterando significativamente as propriedades do foco do ultrassom, ou não cria novos focos significativos de ultrassom (tais como focos laterais) em locais indesejados, nem reflete uma parte significativa da energia de ultrassom de volta, por exemplo, ao transdutor de ultrassom 11, nem absorve uma parte significativa da energia de ultrassom que poderia criar um ponto quente local ou na vizinhança da antena de transmissão e/ou recepção de RF.

A fim de obter tal perturbação mínima desejada, a | antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a | invenção é criada tal como segue:

1.) A antena de transmissão e/ou recepção de RF compreende ou é feita de uma estrutura condutora especial na - 25 forma de bobinas ou elementos de bobina ou estruturas de bobina acima mencionados que é/são transparentes ao campo ou í aos feixes de ultrassom, em que transparente significa que a maior parte da energia de ultrassom é transmitida através da estrutura condutora. Tal transparência é obtida até uma extensão desejada por uma característica ou uma combinação das seguintes características: a.) os materiais das estruturas condutoras que são selecionadas para terem uma impedância acústica que seja

12/19 | muito diferente da impedância acústica do meio de acoplamento | de ultrassom dentro do tanque 10, tipicamente água ou óleo, | são afinados. Isto significa que a espessura acústica eficaz | da estrutura é menor do que aproximadamente X/10 (em que ) é à 5 o comprimento de onda acústico do material); I b.) as espessuras das estruturas condutoras que são selecionadas para terem uma impedância acústica que seja muito diferente da impedância acústica do meio de acoplamento de ultrassom dentro do tanque 10, tipicamente água ou o óleo, | são escolhidas para minimizar as reflexões aos limites | médios. Isso também é conhecido como "correspondência | acústica"; ! Cc.) os materiais das estruturas condutoras são | escolhidos para terem perdas acústicas suficientemente baixas | a fim de evitar a absorção significativo da energia de | ultrassom. |

2.) A antena de transmissão e/ou recepção de RF | compreende ou é feita de uma estrutura condutora especial na | forma de bobinas ou elementos de bobina ou estruturas de | bobina acima mencionadas que é/são reflexivas ao ultrassom e | perturbam minimamente o campo ou feixes de ultrassom, em que | reflexivas significa que há uma disparidade significativa I entre as impedâncias acústicas da estrutura condutora e do | meio de acoplamento de ultrassom, tipicamente a água. Tal "25 refletividade e uma perturbação mínima são providas até uma | extensão desejada por uma característica ou uma combinação ' das seguintes características: | a.) a área coberta pela estrutura condutora quando projetada do foco de ultrassom no transdutor de ultrassom 11 é minimizada; b.) a localização da estrutura condutora é escolhida de modo à minimizar o efeito no campo ou feixes de ultrassom;

| 13/19 c.) a forma da estrutura condutora (reflexiva) é escolhida de modo a difundir uniformemente o campo ou feixes de ultrassom refletidos a fim de evitar a criação de focos adicionais indesejados do campo ou feixes de ultrassom * 5 refletidos. Com a provisão de uma antena de transmissão e/ou i recepção de RF na forma de ou compreendendo uma estrutura condutora de acordo com 1.) ou 2.) acima, especialmente na forma de bobinas ou estruturas de bobina de maneira tal que perturba minimamente o campo ou feixes de ultrassom, mais estruturas de bobinas ideais podem ser criadas para a termometria de IRM. Uma realização exemplificadora de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção compreende uma primeira estrutura de bobina 13 na forma de ou compreendendo um primeiro e um segundo elementos de bobina 13a, 13b e será explicada em mais detalhes com referência às figuras 5 e 6.

A figura 5 mostra uma vista em seção transversal ao longo da linha A-A na figura 6 dos componentes relacionados de um sistema RM/HIFU híbrido que compreende tal antena de transmissão e/ou recepção de RF. A figura 6 mostra uma vista superior do sistema RM/HIFU de acordo com à figura 5 ao longo da linha B-B na figura 5. Na figura 5, a representação do objeto de exame P foi omitida apenas por razões de maior - 25 clareza. Com respeito ao posicionamento de tal objeto de exame P, é feita referência à figura 3 e à descrição ' relacionada. Os componentes idênticos ou correspondentes àqueles nas figuras 3 e 4 são denotados nas figuras 5 e 6 com referências numéricas idênticas ou correspondentes.

Na figura 5, outra vez um tanque 10 com uma janela de ultrassom 12 e incluindo um meio de acoplamento, que é tipicamente a água, e um transdutor de ultrassom 12 são mostrados.

| 14/19 | Além disso, as figuras 5 e 6 mostram a primeira estrutura 13 que, de acordo com a invenção, é formada por ou compreende um primeiro e um segundo elementos de bobina 13a, 13b, e a segunda estrutura de bobina da bobina que compreende 7 5 pelo menos dois elementos de bobina 1l4a, 1l4b tal como indicado na figura 3. ] Conforme indicado na vista superior da figura 6, uma parte do primeiro e do segundo elementos de bobina 13a, 13b está cruzando a janela de ultrassom 12 do tanque 10. Em comparação com a primeira estrutura de bobina 13 indicada na figura 4, cada um dentre o primeiro e o segundo elementos de bobina 13a, 13b da primeira estrutura de bobina de acordo com a invenção cobre aproximadamente a metade da área da primeira estrutura de bobina 13 conhecida. Os elementos de bobina 13a, 13b são preferivelmente dispostos lado a lado de maneira tal que se sobrepõem um ao outro, em que pelo menos a área de sobreposição cruza a janela de ultrassom 12 e, além disso, ambos os elementos de bobina 13a, 13b circundam conjuntamente | a janela de ultrassom 12. De maneira geral, a disposição e a seleção dos elementos de bobina 13a, 13b e de possivelmente Outros elementos de bobina são selecionados de maneira tal que a qualidade da imagem de RM do tecido alvo TT que é gerada por meio desses elementos de bobina 13a, 13b é melhorada em | - 25 comparação com o primeiro elemento de bobina 13 mostrado nas figuras 3 e 4 e suficiente para monitorar e controlar o ' processo de aquecimento de HIFU. Especialmente aquelas partes dos elementos de | bobina 13a, 13b que cruzam à janela de ultrassom 12 são produzidas tal como explicado acima sob 1.) e 2.), de modo ] que apenas perturbam minimamente O campo Ou feixes de | ultrassom. As outras partes dos elementos de bobina 13a, 13b | | que são posicionadas fora da janela de ultrassom 12 Ou |

Í |

| 15/19 | circundam a mesma podem ser produzidas ao empregar técnicas de bobinas convencionais ou da mesma maneira que aquelas partes que estão cruzando a janela de ultrassom 12. A antena de transmissão e/ou recepção de RF acima ' 5 não fica limitada a nenhuma geometria de bobina particular, e o número de elementos de bobina e/ou somente uma parte dos : elementos de bobina ficam expostos ao ultrassom. Uma multiplicidade de desenhos de bobinas pode ser criada ao : utilizar os princípios da invenção tal como explicado acima sob1l.) e 2.).

A seguir, algumas realizações exemplificadoras das estruturas condutoras que efetuam somente uma perturbação mínima do campo ou feixes de ultrassom tal como explicado acima sob 1.) e 2.) quando utilizadas em uma antena de i transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção serão descritas com referência às figuras 6 e 7.

A figura 7 mostra em uma seção transversal uma realização de uma estrutura condutora fina que é transparente para o campo ou feixes de ultrassom. Ela compreende uma tira de cobre fina 20 entre uma primeira e uma segunda folhas de plástico finas 21, 22. Em vez de plástico, naturalmente que outros materiais apropriados podem ser utilizados. Tais estruturas condutoras podem ser criadas utilizando materiais de placa de circuito impressa flexíveis e técnicas de - 25 fabricação flexíveis disponíveis. Nesses materiais uma espessura de cobre < 50 pum e uma espessura de plástico < 100 í pm são facilmente disponíveis e preenchem o requisito para um material que seja "fino" a frequências de ultrassom típicas de 1-2 MHz e consequentemente transparente aos campos Ou feixes de ultrassom dessa frequência.

A invenção não fica limitada à estrutura de três camadas 20, 21, 22 ou a materiais de placa de circuito impressa flexíveis ou aos mesmos materiais em ambos os lados do condutor 20 ou às espessuras mencionadas acima, contanto que as condições "finas" e baixa perda de ultrassom sejam satisfeitas. Uma outra realização de uma estrutura condutora de ' 5 acordo com a invenção compreende duas camadas de cobre 20 que têm um material dielétrico fino entre as mesmas de modo que ] um capacitor de ultrassom transparente é provido. Tal estrutura condutora pode ser utilizada em uma antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção para ajustar a mesma a uma frequência de ressonância de RM. De acordo com uma outra realização da invenção, a estrutura condutora pode ser feita transparente para O ultrasson pela correspondência acústica acima mencionada utilizando uma estrutura similar tal como mostrado na figura

7. Nesta realização da estrutura do condutor o material e a espessura das camadas correspondentes, por exemplo, as camadas de plástico 21 e 22, são escolhidos combinar o ultrassom do meio de acoplamento circunvizinho 23 ao condutor de cobre 20. Isto pode ser feito, por exemplo, utilizando a equação de transformação de um quarto de onda para selecionar | apropriadamente o material: Zplástico = VZconreZágua Aqui, Zplásticos Zcoore E Zágia SÃO as impedâncias acústicas das camadas de plástico 21, 22 correspondentes, do | | “25 condutor de cobre 20 e do meio de acoplamento de ultrassom | 23, respectivamente. A invenção não fica limitada a uma ! | Í estrutura de três camadas 20, 21, 22 ou à combinação de um | quarto de onda. | De acordo com uma outra realização da invenção | mostrada na figura 8, a estrutura condutora que é reflexiva é | | feita pequena a fim de evitar o bloqueio de partes | significativas do campo ou feixes de ultrassom F transmitidos | por uma fonte de ultrassom ou um transdutor 11. | | |

Mais detalhadamente, em uma realização a estrutura condutora utiliza hastes condutoras circulares ou ovais 31 a fim de otimizar a condutância de radiofrequência suficiente com o diâmetro mínimo do condutor, minimizando desse modo a S 5 área sombreada SAI do transdutor de superfície 30 quando projetada a partir do foco.

Uma vantagem adicional da seção À transversal circular é que o ultrassom refletido é difundido até uma vista ampliada.

De acordo com uma outra realização, a estrutura condutor utiliza uma tira condutora 32 com uma seção transversal substancialmente retangular que pode ser orientada dentro do campo de ultrassom para minimizar a área protegida SA2. A invenção não fica limitada às seções transversais acima mencionadas das estruturas condutoras.

Também outras de tais seções transversais podem ser selecionadas a fim de obter uma área protegida minimizada.

Resumindo o acima exposto, a segunda realização das antenas de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a invenção pode ser especialmente utilizada em dispositivos de terapia HIFU guiados por IRM para permitir, por exemplo, uma termometria de IRM mais precisa do alvo aquecido, bem como Oo monitoramento de segurança do aquecimento indesejado, por exemplo, no campo próximo do ultrassom.

Mais precisa * 25 significa aqui uma incerteza diminuída da temperatura e uma melhor definição espacial e temporal, o que melhora a ' exatidão da estimativa da dose térmica.

Uma vantagem adicional de uma ntena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a segunda realização da invenção é que ela pode ser utilizada para melhorar a qualidade de imagem das imagens de planejamento de terapia HIFU.

Uma Outra vantagem de uma antena de transmissão e/ou recepção de RF de acordo com a segunda realização da invenção é que ela pode ser utilizada para criar bobinas de múltiplos canais com sensibilidades espaciais otimizadas para permitir a formação de imagem paralela durante o planejamento 7 5 eo tratamento de HIFU. A formação de imagem paralela pode ser utilizada para diminuir o tempo requerido para O planejamento do tratamento de HIFU. Na termometria de IRM, a formação de imagem paralela pode ser utilizada para aumentar a resolução temporal e minimizar também, por exemplo, OS artefatos da sequência da formação de imagem da termometria de IRM, por exemplo, através de cadeias de eco mais curtas das técnicas de formação de imagem rápida, tal como a formação de imagem planar de eco. Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhe nos desenhos e na descrição acima, tal ilustração e tal descrição devem ser consideradas ilustrativas Ou exemplificadoras e não restritivas, e a invenção não fica limitada às realizações apresentadas. As variações das realizações da invenção descrita acima, por exemplo, com respeito às próprias estruturas condutoras que formam as antenas de transmissão e/ou recepção de RF, as formas e OS números e as disposições e os materiais das estruturas condutoras, estruturas de bobina e elementos de bobina de uns com relação aos outros, a fim de obter os resultados acima "25 explicados, são possíveis sem se desviar do princípio básico da invenção tal como definido pelas reivindicações anexas.

Ê As variações das realizações apresentadas podem ser compreendidas e efetuadas pelos elementos versados na técnica na prática da invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da descrição e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra "compreende" não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade | | podem cumprir as funções de diversos itens recitados nas reivindicações.

O mero fato que determinadas medidas são recitadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não pode ser Í 5 utilizada com vantagem.

Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitadores do escopo. | | | | | | |

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, para ser utilizada em um sistema de formação de imagem por ressonância magnética (IRM) híbrido caracterizada em que 7 5 compreende um sistema de ultrasson focalizado de alta intensidade (HIFU), em que a antena de transmissão e/ou ' recepção de RF compreende uma estrutura condutora que só perturba minimamente o campo ou feixes de ultrassom, gerados pelo sistema HIFU, ao prover o mesmo transparente Ou reflexivo ao campo ou feixes de ultrassom.

2. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de | acordo com a reivindicação 1, caracterizada em que à transparência ao campo ou feixes de ultrassom são obtidos por uma característica Ou uma combinação das seguintes características: - oO material da estrutura condutora tem uma | espessura acústica eficaz menor do que aproximadamente 2/10; - a espessura da estrutura condutora é escolhida de modo a minimizar suficientemente as reflexões em um meio de | acoplamento de ultrassom através de correspondência acústica; - o material da estrutura condutora é escolhido de modo a apresentar perdas acústicas suficientemente baixas a fim de evitar a absorção significativa da energia de ultrassom. “25

3. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada em que à ] estrutura condutora é formada por um laminado ou uma estrutura de PCB de múltiplas camadas.

4. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada em que àa estrutura condutora compreende uma tira de cobre fina que tem uma espessura de cobre de menos de 50 pm entre uma primeira e uma segunda folha de plástico fina que tem uma espessura de plástico de menos de 100 um.

5. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada em que a í refletividade e a perturbação mínimo ao campo ou feixes de | f 5 ultrassom são providas por uma característica Ou Uma | combinação das seguintes características: ! ó - a área coberta pela estrutura condutora quando projetada de um foco de ultrassom em um transdutor de ultrassom (11) é minimizada suficientemente; - a posição da estrutura condutora é escolhida de modo a minimizar suficientemente o efeito no campo ou feixes Í de ultrassom; - a forma da estrutura condutora é escolhida de modo a difundir uniformemente o campo ou feixes de ultrassom B 15 refletidos a fim de evitar a criação de focos adicionais | indesejados do campo ou feixes de ultrassom refletidos.

| 6. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de F acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender ' uma primeira estrutura de bobina (13a, 13b) que se estende pelo menos parcialmente através de uma janela de ultrassom (12) do sistema HIFU e em que pelo menos as partes que cruzam a janela de ultrassom (12) são providas por uma estrutura condutora de acordo com a reivindicação 5.

7. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de “25 acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 6&, caracterizada em que é provida na forma de uma bobina de Ê corpo inteiro para ser utilizada em um sistema IRM vertical ou axial.

Í 8. ANTENA DE TRANSMISSÃO E/OU RECEPÇÃO DE RF, de | ! 30 acordo com a reivindicação 1, caracterizada em que é provida | ! na forma de uma bobina de superfície ou bobina de gaiola ou | bobina de tórax. |

9. SISTEMA IRM HÍBRIDO, caracterizado — por !

compreender um sistema IRM e um sistema HIFU e uma antena de transmissão e/ou recepção de RF conforme definido na reivindicação 1.