CN104822318B - 用于磁共振体层摄影术设备的线圈布置 - Google Patents

Abstract

一种用于给在所述设备中的病人进行前列腺检查的磁共振体层摄影术设备，包括：用于在病人的纵向轴线方向中生成强均匀磁场的线圈，用于生成交变电磁场的至少一个发射线圈，三个梯度线圈以及合适的接收线圈，其中单个线圈被布置在病人之下下背区域中和/或后部处，并且至少一个所述线圈被布置在病人之上，以及还包括用于根据发射和接收线圈的信号获得图像的数据处理，其中，提供一种闭合的接收线圈，其紧靠病人并且围绕阴囊和阴茎。

Description

用于磁共振体层摄影术设备的线圈布置

技术领域

本发明涉及一种用于给在其中的病人进行前列腺检查的磁共振体层摄影术设备，包括：用于在病人的纵向轴线方向中生成强均匀磁场的线圈，用于生成交变电磁场的至少一个发射机线圈，三个梯度线圈以及合适的接收机线圈，单独的一个线圈被布置在下背区域之下和/或背部并且至少一个线圈被布置在病人之上，以及用于根据发射机和接收机线圈的信号进行成像的数据处理。

背景技术

特别地，前列腺癌的早期识别对于成功治疗是重要的。寻找前列腺癌的常用方法(例如，人工检查和血液检查)在定位某些恶性肿瘤中失败或者有时给出假阳性试验结果。活组织检查是定位肿瘤并评估其危险的方法。不幸的是，该活组织检查常常漏掉肿瘤。

磁共振体层摄影术是一种具有优秀软组织对比的成像过程；在另一方面，骨头未被明显成像。因此，它用于研究前列腺，其中，将获得最好可能的分辨率。

磁共振体层摄影术是基于核自旋共振(NMR)，特别是脉冲梯度场NMR的原理，并且因此还被已知为核自旋体层摄影术。借助于磁共振体层摄影术，可以产生人(或者动物)身体的横截面图像，其可以评估器官和许多致病性器官的改变。磁共振体层摄影术需要非常强的静磁场和在无线电频率范围中的交变电磁场，利用所述静磁场和交变电磁场，在身体内的特别的原子核(实际上通常是氢原子核)在共振中被激发，其然后发射并且在接收机电路中诱引电信号。为了获得局部分辨率，使用梯度线圈，其用来生成磁梯度场。梯度线圈成对使用，具有相同的电流强度但是相反的极性，以使得一个线圈减小静磁场，同时相对的线圈增加相同量的静磁场。因此，有线性梯度的磁场被提供。这种设备存在用于所有的三个空间方向。背景是局部磁场确定共振频率并且借此可以空间定位。在现有技术中，通常使用平面接收机线圈，也就是说至少一个平面线圈元件放在病人的躯干下面以及平面线圈元件放在病人之上。典型地，这些线圈元件存在于六个线圈的每个情况中，其中，前置放大器通常存在用于每个线圈。这些所谓的相控阵线圈是阵列中多个表面线圈的组合。该想法是，利用具有良好信噪比的比较小的线圈仍然去覆盖大范围。噪声由待测量对象的热噪声和高频线圈的热噪声构成。

然而这些接收机线圈由于结构相对远离前列腺。因此，仅仅保证了前列腺的相对不足分辨率。而且为了改进空间分辨率，已经使用了所谓的直肠内线圈，其允许前列腺的更好空间分辨率，因为在该情况中，线圈可以被设置直接邻近前列腺。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备，利用该设备，在不必使用直肠内线圈的情况下，前列腺的空间分辨率仍然明确增加。

为了解决该目的，提供一种闭合线圈，其包围阴囊和阴茎。

线圈借此被设置直接邻近前列腺并且借此允许更好的空间分辨

率，因为它能够从前列腺的体积元素(volume element)截取更多的信号。该新颖的线圈与病人背上的传统平面线圈元件结合使用。实际上，病人将不得不在所有的侧面上围绕有接收机线圈，以尽可能多地截取信号，也就是说，接收机线圈在侧面也是合适的。然而，由于病人身体的不同构造，难于在实践中实施。在苗条病人的情况下，覆盖标准线圈元件的比较大的圆周角，也就是说丢失的信号量较小，因为病人的上侧和下侧之间的距离较小；由此此处获得更好的分辨率。在比较肥胖的病人的情况下，由标准线圈所覆盖的圆周角较小，也就是说在侧面丢失较多的信号。因此，分辨率比在苗条病人的情况下更坏。显而易见的解决方案将给不同的病人提供不同的标准线圈元件，可是这不是实际可行的。

然后可以获得最优的图像质量，如果围绕睾丸的接收机线圈利用其表面法线被定向在前列腺的方向中。术语“表面法线”对于扁平的线圈已经是清楚的，因为存在彼此平行定向的大量表面法线。在曲面线圈的情况下，因为它仍然是表面法线具有不同方向的情况，所述表面法线被限定为在表面的单独点垂直，也就是说垂直于延伸到那里的切面，为了清楚地确定表面法线的分布，可以选择穿过接收机线圈表面的重心的表面法线，以使得因此提供一种用于动作(action)的明确指令。

在具体的实施例中，三个线圈以三角形形式被布置在病人之上，也就是说，两个线圈并排平行安放在病人的腹部之上以及第三个线圈包围阴囊和阴茎。第三个线圈利用较低的纵向侧面以V形的形式安放在右和左腹股沟处，以使得阴囊和阴茎穿过线圈的开口。通过伸展大腿以及利用线圈的轻微压力，获得线圈元件的最优定向。两个上面的线圈元件位于腹股沟和下腹壁之间并且可以利用它们的表面法线被定向在前列腺的方向中。

在可替代的实施例中，磁共振体层摄影术线圈还可以由在病人的上侧的超过三个线圈来构成。借此，分辨能力可以增加，因为信噪比比对于较小的线圈更好。线圈的数量总体上限定表面面积，其中，信号可以被记录并且借此还被评估。此处，该面积的外周长(其总计是单独线圈的表面面积的全部)确定整个布置的穿透深度，其由所有线圈形成。如果多个线圈一起且同时使用，获得测量结果，其将一方面的单独线圈的高灵敏性和另一方面的整个布置的高穿透深度相结合。

在本发明的范围内，线圈的相对分配在原则上是任意的。线圈可以因此彼此隔开，这根据结构约束也可以是必须的。将被视为不利的是：在线圈的空隙中所发射的信号不能被使用。

在优选的情况中，线圈彼此直接相邻，其具有如下优点：尽可能少的发射信号被丢失。所收到的信号强度越高，图像质量越好。

如果线圈被容纳在柔性垫子中，安装和去除被大大简化。这具有如下优点：该垫子大部分地符合病人的个体身体形式。接收机线圈因此尽可能接近病人安放并且由此允许更好的图像质量。用于阴茎和阴囊的通道必须存在于垫子中。

目的是对围绕和表示前列腺的体积元素明显成像。为了最优化，接收机线圈的半径被选择成使得它大于或者等于线圈平面距离待检查的器官(在该情况中是前列腺)的平均距离。

距离在病人之间改变；术语“平均距离”因此在此处被描述为解剖条件的平均值。穿透深度直接取决于线圈半径。分辨率在待检查器官距离线圈平面的距离最大对应线圈半径时是最优的。原则上，从线圈到前列腺的距离越小，图像质量都越好。

在成像阶段时，被认为有利的是：在腹部或者躯干的区域中空间定位病人，而固定设备至少部分地包围这些区域。病人然后借助于围腰来保持不动，以使得没有可以引起模糊记录的任何运动是可能的。由于固定，获得更好的图像质量，因为病人的运动被限制并且更少的人为运动现象可能发生。

最后，提出了经由调整设备来紧固接收机线圈，在实践应用中，其允许接收机线圈被最优定向以便于因此获得更好的图像质量。一种特意推荐的可能性在于将调整设备紧固到固定设备上。在有益的实施例中，使用楔形枕块，其被推到病人的骨盆之下以使得骨盆向上轻微倾斜，这要求在病人的纵向轴线方向推动楔尖。该垫层用于骨盆的定向以及因此前列腺相对于接收机线圈的定向。通过最优的定向，可以获得更好的图像质量。

在另一个实施例中，使用枕块，其可以填充有液体或者气体，以便于借此改变枕块的形状以及借此最优化病人骨盆的定向。通过适当地填充枕块，骨盆任意的定向可以以无限小的档和以宽范围的方式获得。

在一个实施例中，枕块可以被划分成多个扇区或者腔室，其可以不同地填充有气体或者液体。如果腔室填充有较高压力，它扩大；填充有较小压力，在每个情况中的腔室较小。这具有如下优点：病人的骨盆可以通过单独地填充以及由此调整单独的腔室来以准确的目标方式被定向到不同的空间方向中。扇区或者腔室的数量对应可以得到的调整参数的数量。目的是还改进此处的图像质量。

最后，接收机线圈还可以被容纳在该枕块之上或者之中。直接安装接收机线圈在枕块之上或者之中允许更近地放在病人之上；这与更高的分辨率和更好的信噪比相关联。

在另一个实施例中，电气前置放大器被安装用于每个线圈，以便于放大实际可能在线圈处的信号。借此，由于到磁共振体层摄影术设备的电线，附加的相对噪声振幅变得较小，以及借此改进了信号质量并最终还改进了图像质量。

附图说明

参考在图中示出的实施例，以下将更详细地解释本发明的进一步的细节和特征，在示意图中：

图1示出了根据本发明的具有病人的线圈元件。

图2示出了具有病人的线圈元件以及固定设备。

在图1的3D表示中，病人(2)被示意性地示出躺在桌上。在病人之下，在下背区域中和在背部上，定位标准的接收机线圈(1)，其轻微弯曲以使得它稍微适应病人的躯干。标准的线圈元件(1)典型地由六个单独线圈构成。该布置还被称为相控阵。

具体实施方式

根据本发明，在病人的下腹部区域上和在腹股沟区域上定位线圈元件(3)。这被划分成以三角形形式来布置的三个单个线圈。两个线圈(3b)在病人的下腹部区域上彼此紧挨着平行定位并且利用它们的表面法线被定向到前列腺的方向中。与本发明一起至关重要的第三线圈(3a)居中地附接到两个线圈(3b)之下，以使得它包围阴囊和阴茎并且当病人轻微地伸展他大腿时靠在病人的腹股沟。该第三线圈

(3a)是V形的并且还利用其表面法线被定向到前列腺的方向中。还被示出的活组织检查设备(4)对于本发明不起作用。未示出实际的磁共振体层摄影术设备，也就是说生成强均匀磁场的线圈和发射机线圈。梯度线圈也未被图示。

在图2中，病人(2)从不同于图1视图角度的视图角度被示意性地示出躺下。固定设备(5)被附加地示出。在病人之下，定位病人利用下后背区域和背部躺在其上的标准接收机线圈元件(1)。根据本发明，直接地在病人的下腹壁上和腹股沟区域中定位线圈元件(3)。两个线圈(3b)在病人的腹部上被定向朝向头。在相反的方向中，采用(follow)第三线圈(3a)，其包围阴茎和阴囊。位于病人之上的线圈被紧固到固定设备(5)上，其以弧线形式部分地限定病人的躯干。在两个上线圈(3b)之上，该设备适应线圈的形式。五个调整螺钉(6)借助于未图示的调整设备允许线圈(3)相对于病人(2)的定向的最优化。

在所有的图解说明中，出于清楚的原因，未示出基本的功能装置元件。这些包括均匀线圈、梯度线圈和用于评估所需的数据处理系统。

附图标记

1 标准线圈元件

2 病人

3 线圈

3a 接收机线圈

3b 线圈

4 活组织检查设备

5 固定设备

6 调整螺钉

Claims (15)

1.一种用于给在其中的病人(2)进行前列腺检查的磁共振体层摄影术设备，包括：用于在病人的纵向轴线方向中生成强均匀磁场的线圈，用于生成交变电磁场的至少一个发射机线圈，三个梯度线圈以及接收机线圈(1)，至少其中一个接收机线圈在下背区域中被布置在病人之下并且至少另一个接收机线圈被布置在病人之上，以及用于对发射机线圈和接收机线圈的信号进行处理的数据处理装置，其特征在于，提供一种闭合的接收机线圈(3a)，其直接靠在病人的腹股沟上，以使得病人的阴囊和阴茎穿过它。

2.如权利要求1的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，睾丸周围的接收机线圈被定向成使得穿过由接收机线圈限定的那个表面的重心的表面法线指向前列腺方向。

3.如权利要求1或者2的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，三个接收机线圈(3)以三角形形式被布置在病人之上，两个上接收机线圈(3b)位于病人的腹股沟和下腹壁之间。

4.如权利要求1或者2的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，超过三个接收机线圈被布置在病人之上。

5.如权利要求4的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，接收机线圈彼此隔开。

6.如权利要求4的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，接收机线圈彼此直接邻接。

7.如权利要求1的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，接收机线圈被容纳在放在病人之上的柔性垫子中。

8.如权利要求1的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，接收机线圈半径大于或者等于接收机线圈平面距离前列腺的平均距离。

9.如权利要求1的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，固定设备(5)以弧线形式至少部分地包围病人的腹部。

10.如权利要求1的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，接收机线圈借助于调整设备来紧固。

11.如权利要求1的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，楔形枕块被布置在病人的骨盆之下。

12.如权利要求11的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，可以填充有液体或者气体的枕块被布置在病人的骨盆之下。

13.如权利要求12的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，枕块被划分为多个扇区/腔室，多个扇区/腔室中的每一个可以各自地填充有液体或者气体。

14.如权利要求11的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，接收机线圈被安装在枕块之上或者之中。

15.如权利要求11的磁共振体层摄影术设备，其特征在于，为每个接收机线圈设置电气放大器。