CN104771168A - 用于产生乳房图像的磁共振断层系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于产生患者(2)的至少一个乳房(2.1)的三维图示的磁共振断层成像系统(1)，该系统具有：用于产生均匀磁场的设备(4)，用于在测量体积内产生至少一个梯度磁场的主动梯度线圈(5)的系统，带有内部空间的至少一个乳房保持部(6)，用于在测量体积内进行MR扫描期间定位乳房(2.1)，由至少一个作为天线起作用的单独线圈(7)形成的至少一个局部线圈系统，以用于接收磁共振信号，和通过填充乳房和内部空间的外边界之间的内部空间而用于固定乳房的至少一个软垫(8)，其中至少一个乳房保持部(6)在内部空间内具有至少一个软垫(8)，该软垫在磁共振的区域内与局部线圈系统的至少一个单独线圈(7)产生电磁耦合。

Description

用于产生乳房图像的磁共振断层系统

技术领域

本发明涉及用于产生三维乳房图像的磁共振断层系统(MRT系统)，带有用于产生均匀磁场的设备、用于在测量体积内产生至少一个梯度磁场的主动梯度线圈的系统、用于在测量体积内的MR扫描期间定位乳房的带有内部空间的至少一个乳房保持部，和用于通过填充在患者乳房和内部空间的外边界之间的内部空间来固定乳房的至少一个软垫。

背景技术

为诊断妇女的乳房组织的疾病，在磁共振断层成像中为改进图像质量、即改进信噪比(SNR)，使用通常具有多个单独线圈的专用的局部线圈系统。对于乳房的磁共振检查，将患者以腹位定位，使得一个或两个乳房可悬入此局部线圈系统内的空隙内。围绕此开口，在局部线圈系统的壳体的内部内安放了由多个单独线圈组成的优化的天线阵列，所述天线阵列作为MR接收天线起作用。此单独的线圈在此通过主动低噪声前置放大器(LNAs)连接在MRT系统上。

此局部线圈系统必须在此构造为使得可用以检查患者的大部分。这意味着在局部系统内的空隙必须根据待检查的乳房体积的期待的最大值来构造。当然，女性乳房是尺寸可能最明显地变化的身体部分。这导致局部线圈系统虽然对于具有大乳房体积的患者具有高的填充因数，但对于具有小乳房体积的患者则具有差的填充因数。因为填充因数且因此组织与局部线圈系统的单独线圈的距离对于可实现的SNR具有直接影响，所以对于具有小乳房体积的患者，图像质量变差。

从文献DE 44 34 949 C2例如已知了用于MR检查(MR＝磁共振)女性乳房的特殊的局部线圈系统的天线布置，然而其中未提及或解决与不同的乳房尺寸匹配的问题。

在文献DE 10 2005 024 325 A1中也描述了特别地针对女性乳房的MR检查而匹配的具有马甲形载体部分的形式的局部线圈系统，被检查的患者穿上所述局部线圈系统且所述局部线圈系统应与女性解剖结构匹配。对于明显不同的乳房尺寸和必须为此进行匹配的问题，在此仅提到，乳房组织可通过放入的真空垫被固定，且因此也可与不同的乳房尺寸匹配。然而，未描述天线几何形状与更小的乳房的匹配。

从文献DE 10 2007 047 020 B4中最后已知带有用于传递磁共振信号的设备的MRT系统，所述MRT系统具有用于接收磁共振检查的高频信号的带有多个单独线圈的局部线圈系统，且具有与局部线圈的单独线圈电磁耦合的另外的被动单独天线，其中局部线圈系统的单独线圈和被动单独天线相互耦合。在此所述的天线布置虽然给出了在此专利中SNR增益所基于的物理原理，但是未提及在乳房MRT检查的区域内的使用，且特别地未提及该原理与用于乳房固定的软垫的结合。也为提及带有高介电常数的材料的使用。

发明内容

现在，本发明的任务是完成用于乳房图像检查的MRT系统，使得在由于待检查的患者的乳房体积不同而导致局部线圈系统的填充体积不同时也实现尽可能最大的SNR，而无需匹配局部线圈系统的尺寸。

此任务通过本发明的特征解决。本发明的有利的扩展是从属权利要求的内容。

对于以上所述的任务的可能的解决方案在于，将一个或多个在使用MR频率时共振的被动天线结构，即天线元件或由多个天线元件组成的整个天线阵列，尽可能靠近乳房组织放置在两个乳房线圈盆的未填充的自由空间内。所述天线结构可感性地耦合在实际远距离的主动天线元件上，以此实现了SNR改进，因为被动的自由振动的天线元件相对于通过发送线圈产生的交变磁场(B1场)起放大作用。在使用MRT技术进行乳房成像时已知使用不同大小的软垫，所述软垫用于固定不同尺寸的乳房。根据本发明，被动感性耦合的天线元件可整合在此软垫内，使得不必匹配用于准备检查的工作流程。被动天线元件可例如由布置在例如FR4载体材料的载体材料上的铜导体线或另外的带有良好的导电能力的材料形成。在此，在载体上可放置少数电容器、电感器、用于在发送期间的被动失谐的反并联二极管对，以及放置保险装置。为软垫装配以被动天线元件是相对成本低的，因为无需主动电子器件和表面波屏障。被动天线元件在固定软垫内的整合具有另外的优点，即被动天线元件可重复性很好地相对于局部线圈系统的主动单独线圈定位，且因此可实现可重复的感性耦合的优化。

另一方面，也可作为单独线圈的替代，使用于乳房固定的软垫由带有其值至少为100的高的相对介电常数的材料制成。此材料也相对于在测量场内出现的电磁信号起放大作用，以此将局部线圈系统的主动单独天线虚拟地移近乳房组织，且总体上导致待测量的电磁信号的SNR的改进。为最大化SNR增益，材料应具有尽可能低的介电损失因数。

如果根据本发明的此插入物用于填充乳房保持部内的自由空间，则此措施不妨碍现有的医疗技术助理的工作流程，且因此不导致附加的工作负担。

因此，本发明人建议了用于产生患者的至少一个乳房的三维图示的磁共振断层成像系统(MRT系统)，所述MRT系统具有：

-用于产生均匀磁场的设备，

-用于在测量体积内产生至少一个梯度磁场的主动梯度线圈的系统，

-带有内部空间的至少一个乳房保持部，用于在测量体积内进行MR扫描期间定位乳房，

-由至少一个作为天线起作用的单独线圈形成的至少一个局部线圈系统，以用于接收磁共振信号，和

-优选地通过填充乳房和内部空间的外边界之间的内部空间而固定乳房的至少一个软垫，

-其中至少一个乳房保持部在内部空间内具有至少一个软垫，所述软垫在磁共振的范围内与局部线圈系统的至少一个单独线圈产生电磁耦合。

通过此类型的用于乳房图像的MRT系统的构造，可实现用于不同尺寸的乳房固定的插入件，使得与待检查的患者的解剖结构无关地总是可保证天线元件对于乳房组织最优定位的可重复的乳房成形。此外，通过可重复的乳房成形，实现了多次在长时间跨度上进行的检查的结果的可比较性，且使得在实际乳房组织中的可能需要的病灶定位更容易。当然，如果放射医师不要求对于乳房的固定，则此软垫在小乳房情况下仅用于SNR提高且以略有提高的工作流程复杂度为代价。

有利地，根据本发明的MRT系统可在第一实施变体中构造为使得至少一个软垫具有至少一个被动天线元件，所述天线元件构造为与局部线圈系统的至少一个单独线圈感性耦合。在此，至少一个被动天线元件例如构成为载体上的优选地FR4载体上的铜导体线。

另外的有利的构造可在于将至少一个天线元件装配以至少一个电容器和至少一个电感器。作为补充，也可提供用于在发送期间的被动失谐的反并联的二极管对和/或保险装置。由导体线和电容器组成的组合可有利地选择为使得天线结构在MR频率中出现共振，且因此导致最大的场增强。

但替代地也可使用自共振的天线而无附加的集中电容器。类似的用于耦合待测量的信号的被动天线例如在前述文献DE 102007047020B4中详细描述，然而其中不结合乳房图像系统。

根据本发明的局部线圈与靠近乳房组织的谐振器的耦合的另外的替代可通过使得至少一个软垫具有带有高相对介电常数(介电数)的材料来实现。优选地，在此建议相对介电常数应具有至少100的数值。通过使用此材料用于填充乳房组织和局部线圈之间的自由空间，因此作为用于耦合测量信号的宏观天线结构的替代使用在分子范围内的微观天线结构。

为分别实现可重复的且唯一地限定的耦合情况和成形情况，此外建议乳房保持部和至少一个软垫分别具有互补的定位结构，所述定位结构仅允许软垫在乳房保持部内的唯一的定位。此外，乳房保持部可具有多个可更换的软垫组以用于不同的乳房尺寸。

在有利的构造中，主动局部线圈系统以已知的方式具有多个单独线圈。

此外，对于每个待检查的乳房，应存在带有各一个局部线圈系统的乳房保持部。以此，通过一次检查同时检查两个乳房。然而应注意到在本发明的范围内也存在带有单个的局部线圈的单个的乳房保持部的应用，例如在由于早先的阳性诊断结果而存在先前的乳房切除的情况中。此外，在本发明的范围内也包括如下情况，即如果患者具有不同尺寸的乳房，则使两个不同大小的软垫存在于乳房保持部的带有相应地不同地布置的被动天线元件的两个开口内。

此外，有利的是提供用于水平安置患者的患者台，所述患者台分别具有用于每个待检查的乳房的开口，其中每个开口与带有局部线圈的乳房保持部对应。

总之，通过根据本发明的MRT系统的构造，以低技术花费和低成本实现了在乳房尺寸小的患者的情况下的SNR改进。在此，不需要复杂的且易磨损的机械构造以使主动天线实现可移动。因为使用了至此已描述的固定乳房的软垫(Breast Stabilization Cushion)，所以被动天线结构或带有高相对介电常数的材料的整合不改变MTRA的工作流程，且可将现有的软垫以简单的方式通过根据本发明的软垫替代，使得也可将现有的乳房保持部装配以局部线圈。

附图说明

在下文中根据优选实施例借助于附图详细描述本发明，其中仅图示了为理解本发明所必须的特征。使用如下的附图标记：1，MRT系统；2，患者；2.1，乳房；3，患者台；4，磁体线圈；5，磁体线圈；6，乳房保持部；7，单独线圈；8，软垫；8.1，天线元件；9，耦合；C1至C4，电容/电容器；D1、D2，二极管；I，电感器。

各图为：

图1示出了带有根据现有技术的乳房保持部的MRT系统；

图2示出了带有乳房保持部、用于乳房的局部线圈系统以及放入的软垫的MRT系统，所述软垫由带有高相对介电常数的材料制成以用于耦合测量信号；

图3示出了带有乳房保持部、用于乳房的局部线圈系统以及放入的软垫的MRT系统，所述软垫带有附加的被动线圈以用于耦合测量信号；

图4示出了带有整合的局部线圈系统的乳房保持部以及放入的带有被动放大的天线结构的软垫；

图5示出了被动放大的天线结构的电路布置。

具体实施方式

在图1中以纵截面图示意性地图示了MRT系统1，其中患者2安置在测量区域内的患者台3上。测量区域通过第一组磁体线圈4限定，通过所述磁体线圈4在MR检查时建立均匀磁场。为产生梯度场，安装了第二组磁体线圈5。为支持测量，以已知的方式在测量区域内安装了所谓的局部线圈，所述局部线圈通常放置在具有特别的意义的位置处。在乳房图像MR检查的本情况中，使用乳房保持部6，所述乳房保持部6含有由多个单独线圈7形成的局部线圈系统，所述局部线圈系统用于接收来自乳房区域的测量信号。因为患者2在所示的情况中具有很好地填充了带有局部线圈系统的乳房保持部6的相对大的乳房2.1，所以单独线圈已靠近乳房组织，使得不需要附加的用于改进测量信号的传输的耦合元件。以虚线也图示了不填充乳房保持部6的小的乳房。在此，不难看出在此检查情况中，在局部线圈系统的单独线圈7和乳房组织之间存在相对大的距离，以此产生了SNR的实际恶化。

图2则示出了在MRT系统1内的对于另外的患者2的类似的检查情况，所述患者2具有略较小的乳房2.1。由于乳房2.1较小，所以在乳房组织和局部线圈系统的单独线圈7之间的距离明显地增加，使得在无附加的措施下则可能出现接收到的信号的SNR的恶化。在此，根据本发明建议为将乳房定位在带有整合在其处的局部线圈系统的乳房保持部6内使用软垫8，所述软垫8由带有高介电常数即带有高介电数的材料制成。由此，从乳房组织发出的测量信号改进地传递到局部线圈系统的单独线圈7上，使得相对于无软垫8的测量实现了测量信号的SNR改进。

在图3中再次示出了图1和图2中相同的MRT系统1。患者2如在图2中的情况也具有较小的乳房2.1。由于乳房2.1更小，所以乳房组织和局部线圈系统的单独天线7之间的距离又明显地增加，使得在无附加的措施下则可能出现接收到的测量信号的SNR的恶化。因此根据本发明在包含局部线圈系统的单独线圈7的乳房保持部6内使用软垫8，所述软垫8在此示例中具有被动天线元件8.1，所述被动天线元件8.1产生了与主动单独天线7的电磁耦合且由于其与乳房2.1空间接近所以导致了所传输的测量信号的SNR的改进。软垫8在此填充了在乳房保持部6和乳房组织之间的否则将是空的空间，以此也将乳房组织固定且以希望的方式将其定位。

为完整性，应提及的是在图1至图3中示出了具有楔形和头支撑形式的附加的安置辅助装置，而无特别的附图标记，但其不认为是根据本发明关键的。

在图4中补充地图示了乳房保持部6的变化的细节图，所述乳房保持部6带有具有多个单独线圈7的整合的局部线圈，且乳房保持部6带有布置在其内的相对于所述乳房保持部6小的乳房2.1。根据本发明，在乳房保持部6的内壁和乳房2.1的乳房组织之间的中间空间内具有带有多个整合的被动天线元件8.1的软垫8，所述被动天线元件8.1与单独线圈7感性耦合且将从乳房组织发出的MR测量信号以改进的SNR传输到单独线圈7。单独线圈7和被动天线元件8.1之间的感性耦合通过箭头9描述。在此示例中，有利地每个主动天线元件与一个被动天线元件对应，以优化得到的整个系统的功率。

在图5中示出了带有被动失谐的天线元件8.1的示例电路技术结构。在此，天线元件8.1由四个环形连接在一起的电容器C1至C4组成，其中电容器C1的两侧通过电感器I与两个并联联接且反向的二极管D1和D2串联连接以用于被动失谐。

虽然本发明在细节上通过优选实施例详细图示和描述，但本发明不通过所公开的示例限制，且可由专业人员从中导出另外的变体，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

1，MRT系统

2，患者

2.1，乳房

3，患者台

4，磁体线圈

5，磁体线圈

6，乳房保持部

7，单独线圈

8，软垫

8.1，天线元件

9，耦合

C1至C4，电容/电容器

D1、D2，二极管

I，电感器

Claims (12)

1.一种用于产生患者(2)的至少一个乳房(2.1)的三维图示的磁共振断层成像系统(1)，所述系统具有：

1.1用于产生均匀磁场的设备(4)，

1.2用于在测量体积内产生至少一个梯度磁场的主动梯度线圈(5)的系统，

1.3带有内部空间的至少一个乳房保持部(6)，用于在测量体积内进行MR扫描期间定位乳房(2.1)，

1.4由至少一个作为天线起作用的单独线圈(7)形成的至少一个局部线圈系统，以用于接收磁共振信号，和

1.5优选地通过填充在乳房(2.1)和内部空间的外边界之间的内部空间而用于固定乳房(2.1)的至少一个软垫(8)，

1.6其中，至少一个乳房保持部(6)在内部空间内具有至少一个软垫(8)，所述软垫在磁共振的范围内与局部线圈系统的至少一个单独线圈(7)产生电磁耦合。

2.根据前述权利要求1所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，至少一个软垫(8)具有至少一个被动天线元件(8.1)，所述被动天线元件(8.1)被构造为用于与至少一个单独线圈(7)感性耦合。

3.根据前述权利要求2所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，至少一个被动天线元件(8.1)被构造为载体上的优选由铜制成的导体线。

4.根据前述权利要求2至3中任一项所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，至少一个被动天线元件(8.1)具有用于在发送期间被动失谐的至少一个电容器(C1至C4)和至少一个电感器(I)和/或反并联的二极管对(D1、D2)，和/或保险装置。

5.根据前述权利要求4所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，至少一个电容器(C1至C4)的电容选择为使得至少一个天线元件(8.1)在磁共振频率下共振且具有最大的场强化。

6.根据前述权利要求4至5中任一项所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，至少一个电感器(I)的值选择为使得至少一个电感器(I)和至少一个电容器(C1至C4)在磁共振系统(1)中使用的磁共振频率下共振，且在发送情况中使至少一个天线元件(8.1)失谐。

7.根据前述权利要求1所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，至少一个软垫(8)具有带有高的相对介电常数的材料。

8.根据前述权利要求7所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，相对介电常数具有至少100的值。

9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，所述乳房保持部(6)和至少一个软垫(8)分别具有互补的定位结构，所述定位结构仅允许软垫(8)在乳房保持部(6)内的唯一的定位。

10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，所述乳房保持部(6)具有多个可更换的用于不同乳房尺寸的软垫组(8)。

11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，所述局部线圈系统具有多个单独线圈(7)。

12.根据前述权利要求1至11中任一项所述的磁共振断层成像系统(1)，其特征在于，存在用于水平安置患者(2)的患者台(3)，所述患者台(3)对于每个待检查的乳房(2.1)各具有一个开口，其中，每个开口与各一个局部线圈系统对应。