DE102004055503A1

DE102004055503A1 - Magnetresonanzbildgebungs-Array-Spule und System und Verfahren zur Brustbildgabe

Info

Publication number: DE102004055503A1
Application number: DE102004055503A
Authority: DE
Inventors: Kun Aurora Qu; Pei H. Aurora Chan; Tsinghua Aurora Zheng; Joseph Aurora Murphy-Boesch; Labros S. Burton Petropoulos
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2005-06-09
Also published as: US20050104591A1; US7084631B2

Abstract

Es werden ein Magnetresonanz-Bildgebungs(MRI)-Array-Spulensystem und ein Verfahren zur Brustbildgebung geschaffen. Das MRI-Array-Spulensystem beinhaltet ein oberes Spulenteil (3) mit zwei Öffnungen (13, 14), die zur Aufnahme von abzubildenden durchragenden Objekten bestimmt sind. Das MRI-Array-Spulensystem beinhaltet außerdem ein unteres oder Bodenspulenteil (4) mit zwei Öffnungen, die dazu ausgelegt sind, von Seiten des unteren Spulenteils aus Zugang zu den abzubildenden Objekten zu ermöglichen. Das obere Spulenteil und das untere Spulenteil weisen jeweils eine Anzahl Spulenelemente auf, die für parallele Bildgebung ausgelegt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Die Erfindung betrifft allgemein Magnetresonanzbildgebungs (MRI)-Systeme und mehr im Einzelnen Hochfrequenz (HF)-Spulen in MRI-Systemen.
Bei der MRI ist die HF-Empfangsspule eine der wichtigsten Hardwarekomponenten in dem bildgebenden System. Für den Empfang wird typischerweise eine an den speziellen Verwendungszweck angepasste Spule für ein interessierendes Gebiet eingesetzt, um das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) in diesem Gebiet zu verbessern.
Bei HF-Empfangsspulen ist es bekannt, das SNR weiter dadurch zu verbessern, dass ein Quadraturempfang verwendet wird. Beim Quadraturempfang werden NMR-Signale in zwei zueinander orthogonalen Richtungen empfangen, die in der Querebene oder rechtwinklig zu dem Hauptmagnetfeld liegen. Die beiden Signale werden von zwei unabhängigen individuellen Spulen empfangen, die das gleiche interessierende Volumen abdecken. Mit Quadraturempfang kann das SNR beispielsweise bis zu dem √2-fachen gegenüber dem bei einzelnen linearen Spulen erhöht werden.
Bekannte Empfangsspulen sind so ausgelegt, dass sie ein höheres Bild-SNR ergeben. Darüber hinaus wird durch die Benutzung von Parallelbildgebungstechniken nicht nur eine höhere Bildqualität erzielt, sondern es werden auch höhere Scanngeschwindigkeiten ohne eine entsprechende Herabsetzung des SNR erreicht.
Empfindlichkeitscodierung (sensivity encoding SENSE) ist eine der Techniken zur parallelen Bildgebung, die mehrere Spulen dazu verwendet, schneller zu scannen. Bei der Verwendung von SENSE wird die von jedem Spulenelement eines Mehrspulen-Array-Systems gelieferte örtliche Empfindlichkeitsinformation als Ersatz für die von dem Codiergradienten im K-Raum kommende Information benutzt, wodurch Scannzeit eingespart wird. Die durch das Weglassen der K-Raum-Zeilen verzerrten oder gefalteten Bilder werden mit der von den Spulenelementen gelieferten Ortsempfindlichkeitsinformation rekonstruiert. Systeme, die SENSE kompatible Spulen aufweisen, beinhalten typischerweise eine Anzahl Spulenelemente, von denen jedes Spulenelement eine eigene örtliche Empfindlichkeitsinformation liefert.
SENSE-Bildgebung kann für verschiedene Bildgebungsanwendungen, beispielsweise für die Brust-MRI, eingesetzt werden. Die Brust-MRI liefert z.B., verglichen mit anderen Modalitäten, eine höhere Empfindlichkeit. Sich ändernde Magnetresonanztechniken und auf den neuesten Stand gebrachte klinische Bildgebungsprotokolle schaffen ein Bedürfnis für HF-Spulen zur Brustbildgebung, die Bilder hoher Auflösung liefern, eine hohe Scanngeschwindigkeit bei der Anwendung des SENSE-Technik ermöglichen und die bildgeführte Biopsie und Nadellokalisierung erleichtern. Die SENSE-Technik kann die Scannzeit wesentlich verkürzen, benötigt aber typischerweise Arrays von mehreren Empfangsspulen, die das interessierende Gewebe umgeben. Bekannte, für die Brust-MRI bestimmte Spulen haben, wenn überhaupt, eine sehr begrenzte Einsatzfähigkeit für SENSE, eine begrenzte Überdeckung, ein herabgesetztes SNR, komplexere Konstruktionen und Entkopplungsanordnungen und/oder sie sind so ausgelegt, dass sie eine geschlossene Spulengeometrie aufweisen, die keinen oder nur einen beschränkten Biopsiezugang ermöglicht. Die bekannten Spulenkonstruktionen für die Brustbildgebung sind demgemäß häufig komplex, und die Spulen sind nicht in dem erforderlichen Maße oder ausreichend offen, um einen medialen und lateralen Biopsiezugang zu ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:
Bei einer Ausführungsform wird ein MRI-Array-Spulensystem geschaffen, das ein oberes Spulenteil mit zwei Öffnungen aufweist, die so ausgelegt sind, dass sie zwei durchragende, abzubildende Objekte aufnehmen. Das MRI-Array-Spulensystem beinhaltet außerdem ein unteres oder Bodenspulenteil, das zwei Öffnungen aufweist, die so ausgelegt sind, dass die abzubildenden Objekte von zwei Seiten des Bodenspulenteils aus zugänglich sind. Das obere Spulenteil und das Bodenspulenteil weisen jeweils eine Anzahl Spulenelemente auf, die für die parallele Bildgebung ausgelegt sind.
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Magnetresonanzbildgebung geschaffen, das die Ausbildung von Öffnungen in einem oberen Spulenteil eines Spulen-Array zur Aufnahme durch ragender Brüste beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet außerdem, dass durch ein unteres oder Bodenspulenteil des Spulen-Array ein lateraler und/oder medialer Zugang zu den Brüsten geschaffen wird. Das obere Spulenteil und das Bodenspulenteil weisen jeweils eine Anzahl Spulenelemente auf, die für die parallele Bildgebung ausgelegt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG:
1 ist eine perspektivische Ansicht eines MRI-Array-Spulensystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Hauptspulenkammer des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht des MRI-Array-Spulensystems nach 1 mit abgenommener Hauptspulenkammer.
4 ist eine Seitenansicht des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
5 ist eine Vorderansicht eines oberen Spulenteils des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
6 ist eine Vorderansicht des oberen Spulenteils des MRI-Array-Spulensystems nach 1, unter Veranschaulichung eines darin liegenden Körpers.
7 ist eine Vorderansicht eines oberen Spulenteils eines MRI-Array-Spulensystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine Vorderansicht des MRI-Array-Spulensys tems nach 1, unter Veranschaulichung eines darin liegenden Torsos.
9 ist eine Vorderansicht des MRI-Array-Spulensystems nach 1, unter Veranschaulichung des Zugangs von einem seitlichen Fenster aus, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
10 ist eine Seitenansicht des MRI-Spulensystems nach
1, unter Veranschaulichung des Zugangs von einem anderen Fenster aus, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
11 ist eine schematische Veranschaulichung des MRI-Array-Spulensystems nach 1
12 ist eine weitere schematische Veranschaulichung des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
13 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
14 ist eine andere schematische Veranschaulichung des MRI-Array-Spulensystems nach 13.
15 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
16 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensys tems nach 1.
17 ist eine schematische Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
18 ist eine schematische Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
19 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
20 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
21 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
22 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
23 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
24 ist eine schematische Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform des MRI-Array-Spulensystems nach 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG:
1 veranschaulicht ein MRI-Array-Spulensystem 1, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist. Das MRI-Array-Spulensystem 1 weist, allgemein gesehen, eine Hauptspulenkammer 2, ein Hauptbodenspulengehäuse 6, einen rechten Flügel 7 und einen linken Flügel 8 auf. Die Hauptspulenkammer 2 ist, wie in 2 veranschaulicht, durch ein oberes Spulenteil, beispielsweise eine obere Spulenplatte 3 und ein unteres oder Bodenspulenteil, beispielsweise einen Bodenspulenkörper 4, gebildet. Die obere Spulenplatte 3 und der Bodenspulenkörper 4 sind bei dieser Ausführungsform fest (d.h. dauerhaft) miteinander verbunden. In der oberen Spulenplatte 3 sind eine rechte Öffnung 13 und eine linke Öffnung 14 zur Aufnahme der abzubildenden Objekte (z.B. der linken und rechten Brust eines Menschen) ausgebildet. Die Stirnseiten der Hauptspulenkammer 2 sind ebenfalls offen, so dass zwei Fenster 11 (rechtes Fenster) und 12 (linkes Fenster) ausgebildet sind, die einen Zugang von beiden Stirnseiten der Hauptspulenkammer 2 aus ermöglichen. Zwei Flügel 7, 8 können auf steifen oder halbflexiblen Spulenteilen angeordnet sein, die an den beiden Stirnseiten der oberen Spulenplatte 3 befestigt sein können, wie dies in 1 veranschaulicht ist.
Bei einer anderen, in 3 dargestellten Ausführungsform kann die Hauptspulenkammer 2 aus zwei getrennten Teilen bestehen: Einem oberen Spulenteil, beispielsweise einem oberen Spulenkörper 5 und einem unteren oder Bodenspulenkörper 4, die lösbar miteinander verbunden sein können. Zu bemerken ist, dass der untere Spulenkörper 4 an dem Hauptbodenspulengehäuse 6 fest oder lösbar befestigt sein kann. Die beiden Stirnseiten des oberen Spulenkörpers 5 können nach oben gebogen sein, um die beiden Flügel 7,8 auszubilden, oder aber die beiden Flügel können auch auf zwei getrennten steifen oder halbflexiblen Spulenkörpern ausgebildet und an den beiden Stirnseiten der durch einen Spulenkörper gebildeten oberen Spulenplatte befestigt sein. Die linke und die rechte Stirnseite der Hauptspulenkammer 2 sind offen, so dass das Fenster 11 (von der rechten Stirnseite) und 12 (von der linken Stirnseite) ausgebildet sind, um so Zugang von beiden Stirnseiten der Hauptspulenkammer 2 aus zu ermöglichen, wie dies in 3 durch zwei Pfeile angedeutet ist.
Die Querschnittsgestalt der Hauptspulenkammer 2 kann halbelliptisch, wie in 4 veranschaulicht, sein. Bei einer Ausführungsform weist die Hauptspulenkammer 2 eine lange Achse D1 von etwa 15 cm bis etwa 25 cm längs der superior-inferior-Richtung, und eine kurze Achse D2 von etwa 7 cm bis etwa 15 cm längs der von oben nach unten weisenden Richtung auf. Die mit der Patientin in Berührung stehende Oberfläche der oberen Spulenplatte 3 oder des oberen Spulenkörpers 5 kann gekrümmt oder eben sein. Die Gestalt der oberen Spulenplatte 3 kann bei einer Ausführungsform und, wie in 5 dargestellt, durch eine Länge B1 von etwa 28 cm bis etwa 36 cm, und eine Höhe B3 von etwa 0 cm bis etwa 5 cm, oder durch die Länge B1 und einen Winkel A1 von etwa 0° bis etwa 20° der zwischen einer Tangentiallinie in einem Bereich nahe einer Stirnseite des oberen Spulenkörpers 5 und einer horizontalen Linie eingeschlossen ist, definiert sein. Die Gestalt und Lage der beiden Flügel 7,8 kann, wie in 5 veranschaulicht, durch einen Abstand B2 von etwa 5 cm bis etwa 15 cm zwischen einem oberen Rand und einer horizontalen Linie und einen Winkel A2 von etwa 20° bis etwa 80° zwischen einer tangentialen Linie an einer Seite eines Flügels 7 bzw. 8 und einer horizontalen Linie definiert sein. Die 6,7 veranschaulichen eine obere Spulenplatte 3 mit einem A2 von etwa 80°, beispielsweise für eine kleingewachsene Patientin, und einen A2 von etwa 20° z.B. für eine großgewachsene Patientin. Die Flügel 7, 8 können auf flexiblen oder halbflexiblen Spulenkörpern oder -rahmen vorgesehen sein, so dass deren Gestalt und Lage entsprechend der Körpergröße und dem Körperprofil einer Patientin, beispielsweise durch einen Bediener, eingestellt werden können.
8 zeigt eine in dem MRI-Arry-Spulensystem 1 positionierte Patientin, wobei ein lateraler Zugang zu den Brüsten der Patientin vorhanden ist. Die Patientin liegt mit dem Gesicht nach unten weisend (d.h. auf dem Bauch liegend) auf dem MRI-Spulensystem 1, das den Torso 100 der Patientin abstützt, wobei die Brust 103 des Patientinnentorso 100 auf der oberen Spulenplatte 3 aufliegt oder diese berührt. Zu bemerken ist, dass die superior-Richtung aus der Ebene der 8 heraus weist, während die inferior-Richtung in die Ebene der 1 hinein gerichtet ist. Die rechte und die linke Öffnung 13 bzw. 14 auf der oberen Spulenplatte 3 nehmen die rechte und die linke Brust 101 bzw. 102 des Patientinnentorso 100 auf, wobei die Brüste 101, 102 in die Spulenkammer 2 ragen. Die rechte Brust 101 der Patientin ist von dem rechten Fenster 101 aus zugänglich, wie dies in 1 durch den durch das rechte Fenster 11 weisenden Pfeil angedeutet ist. Die linke Brust 102 der Patientin ist von dem linken Fenster aus zugänglich, wie dies in 8 durch den Pfeil durch das linke Fenster 12 veranschaulicht ist.
Die 9, 10 veranschaulichen den medialen Zugang zu den Brüsten einer Patientin. In 9 sind der rechte Teil des Patientinnentorsos 100 und die rechte Brust 101 auf eine zweckmäßige Höhe angehoben, so dass die linke Brust 102 der Patientin von dem rechten Fenster 11 aus zugänglich ist. In 10 sind der linke Teil des Patentinnentorsos 100 und die linke Brust 102 auf eine zweckentsprechende Höhe angehoben, so dass ein Zugang zu der rechten Brust 101 der Patientin von dem linken Fenster 12 aus möglich ist.
Die elektrische Einrichtung der Spulenelemente des MRI-Array-Spulensystems 1 verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet zumindest acht Spulenelemente (z.B. HF-Spulenelemente). Die 11, 12 zeigen ein acht-elementiges MRI-Array-Spulensystem 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das vier Schleifenspulen 21, 22, 23, 24 für die Bildgebung der rechten Brust und vier Schleifenspulen 30, 27, 28, 29 für die Bildgebung der linken Brust aufweist. 11 veranschaulicht die acht Spulenelemente, die zur Vereinfachung der Darstellung voneinander getrennt sind, während 12 die acht Spulenelemente in der Betriebsstellung zeigt. Die Schleifenspulen 21, 30 sind jeweils um die rechte bzw. linke Öffnung 13 bzw. 14 (in 1, 2 dargestellt) der oberen Spulenplatte 3 (in den 1, 2 dargestellt) zur Bildgebung der rechten Brust 101, der linken Brust 102 und des Brustkorbs 103 eines Menschen herum gelegt. Schleifenspulen 24, 27 sind um das rechte und linke Fenster 11 bzw. 12 (dargestellt in den 1, 2) der Hauptspulenkammer 2 (dargestellt in den 1, 2) herum gelegt, um eine seitliche Abdeckung der rechten und der linken Brust 101 bzw. 102 zu erzielen. Schleifenspulen 22, 23 sind in der superior-inferior-Richtung auf dem unteren Spulenträger 4 angeordnet, um Signale, hauptsächlich von dem unteren Teil der rechten Brust 101, zu empfangen. Schleifenspulen 28, 29 sind in ähnlicher Weise in der superior-inferior-Richtung auf dem unteren Spulenkörper 4 angeordnet, um Signale hauptsächlich von dem unteren Teil der linken Brust zu empfangen.
Im Betrieb wirken die vier Schleifenspulen 21, 22, 23, 24 für die rechte Brust in allen drei Richtungen (d.h. links, recht, superior-inferior und von oben nach unten gerichtet). Die vier Schleifenspulen 27, 28, 29, 30 für die linke Brust wirken ebenfalls in alle drei Richtungen. Diese Anordnung ermöglichen den vier um eine Brust herum angeordneten Spulenelementen eine Empfindlichkeitscodierung für die Brust in allen drei Richtungen und gestatten z.B. eine 3D-SENSE-Bildgebung, bei einer unilateralen Brustbildgebung. Die SENSE-Bildgebungseffizienz ist bei bilateraler Brustbildgebung sowohl in der superior-inferior als auch in der auf- ab-Richtung die gleiche wie bei unilateraler Brustbildgebung. In dem bilateralen Bildgebungsmodus ist die SENSE-Bildgebungseffizienz in der links- rechts Richtung höher als in dem unilateralen Bildgebungsmodus.
Bei anderen Ausführungsformen, wie sie in den 13, 14 dargestellt sind, können zwei laterale Schleifenspulen 25, 27 zur Bildgabe der rechten Brust, bzw. der linken Brust vorgesehen sein. Das MRI-Array-Spulensystem 1 weist bei diesen Ausführungsformen einen Aufbau mit 10 Elementen auf. 14 zeigt die Spulenelemente in ihrer Betriebsstellung.
Bei einer anderen Ausführungsform können die vier Schleifenspulen 22, 23, 29, 28 auf dem unteren Spulenträger 4 des in den 11, 12 dargestellten acht-elementigen Aufbaus durch vier Sattelspulen 41, 42, 43, 44 ersetzt sein, wie dies in 5 veranschaulicht ist. In ähnlicher Weise können die vier Schleifenspulen 22, 23, 29, 28 auf dem unteren Spulenkörper 4 des 10-elementigen Aufbaus, wie er in den 13, 14 dargestellt ist, ebenfalls durch vier Sattelspulen 41, 42, 43, 44 ersetzt sein, wie dies 16 zeigt. Außerdem können die vier Sattelspulen 41, 42, 43, 44 zu dem 10-elementigen Aufbau hinzugefügt werden, um vier Quadratur (QD-Paare) 51, 52, 53, 54 mit den vier Schleifenspulen 22, 23, 29, 28 auszubilden, wie dies in 17 gezeigt ist. Das MRI-Array-Spulensystem 1 ist bei dieser Ausführungsform eine Konstruktion mit 14 Elementen.
Sodann können zwei Schleifenspulen 31, 22 diesem 14-elementigen Aufbau für die beiden Flügel 7, 8, wie in 18 veranschaulicht, hinzugefügt werden, wodurch das SNR und die SENSE-Bildgebungseffizienz in der links-rechts Richtung für die Bildgebung des Brustkorbbereiches verbessert wird. Das MRI-Array-Spulensystem 1 ist bei dieser Ausführungsform eine Bauform mit 16 Elementen.
Vier Schleifenspulen 33, 34, 35, 36 können zu der 14-elementigen Bauform, wie in 19 dargestellt, hinzutreten, um das SNR und die SENSE-Bilgebungsefizienz in der superior-inferior Richtung für den Brustkorbbereich zu verbessern. Wie in 19 dargestellt, sind die Schleifenspulen 33, 34 für die rechte Brust 101 und die Schleifenspulen 35, 36 für die linke Brust 102 vorgesehen. Das MRI-Array-Spulensystem 1 ist bei dieser Ausführungsform eine Bauform mit 18 Elementen.
Die vier Schleifenspulen 33, 34, 35, 36 bei der Bauform mit 18 Elementen können durch vier Sattelspulen 45, 46, 47, 48 ersetzt sein, wie dies in 20 dargestellt ist. Außerdem können die vier Sattelspulen 45, 46, 47, 48 der 18-elementigen Bauform hinzugefügt werden, um vier Quadratur (QD)-Paare 55, 56, 57, 58 mit den vier Schleifenspulen 33, 34, 35, 36 auszubilden, wie dies in 21 dargestellt ist. Das MRI-Array-Spulensystem 1 ist bei dieser Ausführungsform eine Bauform mit 22 Elementen. Schleifenspulen 31, 32 können auch dieser 22-elementigen Bauform für die beiden Flügel 7, 8, wie in 22 dargestellt, hinzugefügt werden. Das MRI-Array-Spulensystem 1 ist bei dieser Ausführungsform eine Bauform mit 24 Elementen.
Im Betrieb kann, abhängig von dem Typ des bildgebenden Systems, im Zusammenhang mit welchem das MRI-Array-Spulensystem 1 eingesetzt wird und von der Zahl der in dem MRI-Array-Spulensystem 1 vorgesehenen Spulen, ein MRI-Scanner mit mehr als acht Empfängern, beispielsweise ein MRI-Scanner mit mindestens 24 Empfängern, für das MRI-Array-Spulensystem 1 der 24-elementigen Bauart erforderlich sein. So kann z.B. für einen MRI-Scanner mit acht Empfängern die in 12 dargestellte Bauart mit acht Elementen verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen mit mehr als acht Elementen kann jedoch ein MRI-Scanner mit mehr Empfängern oder Kanälen notwendig sein.
An dem MRI-Array-Spulensystem 1 können außerdem Abwandlungen vorgenommen werden, beispielsweise um das SNR und die SENSE-Bildgebungseffizienz in der links-rechts Richtung für das Brustkorbgebiet bei der acht-elementigen Bauform zu verbessern. So können z.B. die beiden lateralen Schleifenspulen 24, 27 nach oben so verlängert werden, dass sie die beiden Flügel 7, 8 bilden, wie dies in 23 dargestellt ist. Die Schaltung des in 24 dargestellten rechten Flügels 7 kann teilweise (z.B. etwa zur Hälfte) durch die rechte laterale Schleife 24 und teilweise (z.B. etwa zur Hälfte) von der rechten Brustkorbschleife 21 gebildet sein. Die Schaltung des in 24 dargestellten linken Flügels 8 kann ebenso teilweise (z.B. etwa zur Hälfte) durch die linke laterale Schleife 27 und teilweise (z.B. etwa zur Hälfte) durch die linke Brustkorbschleife 30 gebildet sein. Diese Schaltungskonfigurationen der Flügel des MRI-Array-Spulensystems 1, beispielsweise der acht-elementigen Bauform, verbessern zusätzlich die SENSE-Bildgebungseffizienz in der superior-inferior Richtung für die Bildgebung im Brustkorbgebiet.
Auf diese Weise ergeben verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offene Stirnseiten, z.B. die beiden Fenster 11, 12 des MRI-Array-Spulensystems 1, die einen Zugang zu einem Fenster von dem anderen Fenster aus durch die Hauptspulenkammer hindurch ermöglichen. Dies schafft einen lateralen Zugang zu den gerade in der Bildgebung begriffenen Brüsten (z.B. Zugang zu der rechten Brust von dem rechten Fenster oder Zugang zu der linken Brust von dem linken Fenster aus), wodurch laterale Brustbiopsieanwendungen möglich sind. Außerdem ist bei dem MRI-Array-Spulensystem 1 ein medialer Zugang zu den gerade in der Bildgebung begriffenen Brüsten (z.B. Zugang zu der rechten Brust von dem linken Fenster oder Zugang zu der linken Brust von dem rechten Fenster aus), vorhanden.
Die gekrümmte Patientenkontaktfläche der oberen Spulenplatte 3 und die flexiblen Flügel 7, 8 des MRI-Array-Spulensystems 1 passen sich an verschiedene Körperprofile von Patientinnen an, und ergeben damit eine wesentlich patientenfreundlichere Bauform.
Der halbelliptisch gestaltete Querschnitt des unteren Spulenträgers 4 der Hauptspulenkammer 2 ermöglicht, dass die Spulenelemente, die auf dem unteren Spulenträger 4 angeordnet sind, näher an den abzubildenden Objekten (z.B. Brüsten eines Menschen) liegen, so dass sich ein besseres SNR und eine bessere Überdeckung ergeben.
Das MRI-Array-Spulensystem 1 kann außerdem 8 bis 24 Spulenelemente (z.B. Kanäle) zur Verfügung stellen, die in Verbindung mit einem MRI-Scanner mit acht oder mehr Empfängern benutzt werden können. Zu bemerken ist, dass die Spulenelemente voneinander durch geometrische Isolation und/oder Vorverstärkerentkopplung und/oder die Verwendung von Transformatoren isoliert sind. Deshalb können alle Spulenelemente des MRI-Array-Spulensystems 1 gleichzeitig für eine Bildgebung auf einem mehrkanaligen MRI-Scanner benutzt werden.
Das MRI-Array-Spulensystem 1 ergibt außerdem zwei getrennte Sätze von Spulenelementen: Einen Satz für die rechte Brust und den anderen Satz für die linke Brust. Jeder Satz Spulenelemente kann, getrennt für sich, benutzt werden, um eine unilaterale Bildgebung bei einer der beiden Brüste einer Patientin zu erzielen. Werden beide Sätze Spulenelemente eingesetzt, kann eine bilaterale Bildgebung für beide Brüste einer Patientin erzielt werden. Die Spulenelemente rings um jede Brust wirken in alle drei Richtungen (d.h. links-rechts, superior-inferior und auf-ab gerichtet). Diese Anordnungen schaffen eine Empfindlichkeitscodiermöglichkeit für die Brust in allen drei Richtungen und ermöglichen eine 3D SENSE unilaterale Brustbildgebung. Eine höhere SENSE Bildgebungseffizienz in der links-rechts Richtung kann erreicht werden, wenn beide Sätze Spulenelemente für den bilateralen Bildgebungsmodus verwendet werden.
Die beiden Flügel 7, 8 des MRI-Array-Spulensystems 1 ergeben auch eine verbesserte Überdeckung des Brustwandgebietes einer Patientin. Die beiden Flügel 7, 8 gestatten es den Spulenelementen außerdem, in der links-rechts Richtung rings um das Brustkorbgebiet einer Patientin zu distribuieren und die SENSE-Bildgebungseffizienz in der links-rechts Richtung für das Brustkorbgebiet zu verbessern. Außerdem liefern die vier Schleifenspulen 33, 34, 35, 36 die in der superior-inferior Richtung rings um das Brustkorbgebiet wirken, nicht nur ein höheres SNR und eine bessere Überdeckung, sondern sie verbessern auch die SENSE-Bildgebungseffizienz in der superior-inferior Richtung für das Brustkorbgebiet.
Die acht Quadraturspulenpaare 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, die von den acht Schleifenspulen 22, 23, 29, 28, 33, 34, 35, 36, und den acht Sattelspulen 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 gebildet sind, ergeben ein höheres SNR für das Brustkorbgebiet, indem sie eine Quadratursignaldetektion ermöglichen und sie ergeben außerdem eine erhöhte SENSE-Bildgebungseffizienz in der superior-inferior Richtung, die von der zusätzlichen Information der Phase der örtlichen Empfindlichkeit jeder Sattelspule herrührt.
Demgemäß wird ein Mehrkanal-MRI-Array-Spulensystem geschaffen, das auf einem mit acht oder mehr Empfängern ausgerüsteten MRI-Scanner 2 sowohl für unilaterale als auch für bilaterale Bildgebung, verwendet werden kann. Ein lateraler Biopsiezugang ist vorhanden, derart, dass die linke Brust einer Patientin von der linken offenen Stirnseite der Bildgebungskammer und die rechte Brust der Patientin von der rechten offenen Stirnseite der Bildgebungskammer aus zugänglich sind. Außerdem ist ein medialer Biopsiezugang vorhanden, so dass ein Zugang zur linken Brust einer Patientin von der rechten offenen Stirnseite der Bildgebungskammer aus und zu der rechten Brust von der linken offenen Stirnseite der Bildkammer aus möglich ist.
Das MRI-Array-Spulensystem 1 liefert außerdem eine Empfindlichkeitscodierung in allen drei Richtungen X-Y-Z und zwar sowohl für den unilateralen als auch für den bilateralen Bildgebungsmode. Die Elemente sind in der links-rechts, superior-inferior und auf-ab Richtung sowohl für die linke als auch für die rechte Brust derart verteilt, dass eine 3D-SENSE-Bildgebung in allen drei Richtungen bei beiden Brüsten einer Patientin vorgenommen werden kann. Außerdem ist eine verbesserte Überdeckung des Brustwand- und des Axillabereichs einer Patientin vorhanden.
Zusätzlich ist eine Empfindlichkeitscodierung in allen drei Richtungen, X-Y-Z, für die Brustwandgebiete geschaffen. Demgemäß kann eine 3D-SENSE-Bildgebung in den Brustwandgebieten vorgenommen werden.
Wenngleich die Erfindung anhand verschiedener spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, so versteht sich doch, dass die Erfindung im Rahmen des Schutzbereichs der Patentansprüche mit einer Reihe von Abwandlungen ausgeführt werden kann.

1: MRI-Array-Spulensytem
2: Hauptspulenkammer
3: Obere Spulenplatte
4: Unterer Spulenkörper
5: Oberer Spulenkörper
6: Unteres Hauptspulengehäuse
7: Rechter Flügel
8: Linker Flügel
11: Rechtes Fenster
12: Linkes Fenster
13: Rechte Öffnung
14: Linke Öffnung
21: Schleifenspulen
22: Schleifenspulen
23: Schleifenspulen
24: Schleifenspulen
25: Schleifenspulen
27: Schleifenspulen
28: Schleifenspulen
29: Schleifenspulen
30: Schleifenspulen
31: Schleifenspulen
32: Schleifenspulen
33: Schleifenspulen
34: Schleifenspulen
35: Schleifenspulen
36: Schleifenspulen
41: Sattelspulen
42: Sattelspulen
43: Sattelspulen
44: Sattelspulen
45: Sattelspulen
46: Sattelspulen
47: Sattelspulen
48: Sattelspulen
51: Quadratur (QD)-Spulenpaare
52: Quadratur (QD)-Spulenpaare
53: Quadratur (QD)-Spulenpaare
54: Quadratur (QD)-Spulenpaare
55: Quadratur (QD)-Spulenpaare
56: Quadratur (QD)-Spulenpaare
57: Quadratur (QD)-Spulenpaare
58: Quadratur (QD)-Spulenpaare
100: Patientinnentorso
101: Rechte Brust
102: Linke Brust
103: Brustkorb

Claims

MRI-Array-Spulensystem (1), das aufweist: Ein oberes Spulenteil (3) mit zwei Öffnungen (13, 14) die zur Aufnahme von abzubildenden, durchragenden Objekten ausgelegt sind; und ein unteres (Boden)-Spulenteil (4) mit zwei Öffnungen, die so ausgelegt sind, dass sie von Seiten des unteren Spulenteils aus einen Zugang zu den abzubildenden Objekten bilden, wobei das obere Spulenteil und das untere Spulenteil jeweils eine Anzahl Spulenelemente aufweisen, die für die parallele Bildgebung konfiguriert sind.
MRI-Array-Spulensystem (1) nach Anspruch 1, bei dem das untere Spulenteil (4) so konfiguriert ist, dass es einen halbelliptischen Querschnitt aufweist.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, bei dem das obere Spulenteil (3) mit dem unteren Spulenteil (4) fest verbunden ist.
MRI-Array-Spulensystem (1) nach Anspruch 1, bei dem das obere Spulenteil (3) mit dem unteren Spulenteil (4) lösbar verbunden ist.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, das außerdem wenigstens ein Flügelteil (7, 8) aufweist, das jeweils mit einer Stirnseite des oberen Spulenteils (3) verbunden ist.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, bei dem eine Oberseite des oberen Spulenteils (3) zwei Öffnungen (13, 14) aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie eine gekrümmte Gestalt aufweisen.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, bei dem eine Oberseite des oberen Spulenteils (3) zwei Öffnungen (13, 14) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie eine im Wesentlichen ebene Gestalt aufweisen.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, bei dem das obere Spulenteil (3) und das untere Spulenteil (4) so konfiguriert sind, dass sie eine Bildgebungskammer (2) bilden, die einen lateralen Zugang und einen medialen Zugang zu den Objekten ergibt.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, bei dem das obere Spulenteil (3) und das untere Spulenteil (4) so konfiguriert sind, dass sie Spulenelemente haben, die in die X- und/oder Y- und/oder Z-Richtung distribuieren.
MRI-Array-Spulensystem (1) gemäß Anspruch 1, bei dem das obere Spulenteil (3) und das untere Spulenteil (4) so konfiguriert sind, dass sie eine Bildgebungskammer bilden, in der menschliche Brüste (101, 102) aufgenommen werden können.