DE102007007099A1 - Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen - Google Patents

Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen Download PDF

Info

Publication number
DE102007007099A1
DE102007007099A1 DE102007007099A DE102007007099A DE102007007099A1 DE 102007007099 A1 DE102007007099 A1 DE 102007007099A1 DE 102007007099 A DE102007007099 A DE 102007007099A DE 102007007099 A DE102007007099 A DE 102007007099A DE 102007007099 A1 DE102007007099 A1 DE 102007007099A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducer
converter
magnetic resonance
shim element
shim
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102007007099A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007007099B4 (de
Inventor
Florian Dr. Steinmeyer
Michael Dr. Zwanger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE200710007099 priority Critical patent/DE102007007099B4/de
Priority to CN200810005413.3A priority patent/CN101246205B/zh
Priority to US12/030,257 priority patent/US8509873B2/en
Publication of DE102007007099A1 publication Critical patent/DE102007007099A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007007099B4 publication Critical patent/DE102007007099B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N7/02Localised ultrasound hyperthermia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/30Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms
    • G01R33/31Temperature control thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/4804Spatially selective measurement of temperature or pH
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/4808Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
    • G01R33/4814MR combined with ultrasound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00084Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/374NMR or MRI
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging

Abstract

Medizinische Einrichtung (1) mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler (2) und mit einem Magnetresonanzgerät (3) zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine Temperaturüberwachung, wobei dem Wandler (2) zum Ausgleich eines durch die Ausgestaltung des Wandlers (2) im Hinblick auf die Wandlerumgebung hervorgerufenen Suszeptibilitätsunterschieds wenigstens ein Shimelement zugeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler, oft auch mit dem englischen Begriff „Transducer" bezeichnet, und mit einem Magnetresonanzgerät zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine Temperaturüberwachung sowie einen entsprechenden Wandler und ein Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine Temperaturüberwachung eines mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall bestrahlten Bereichs.
  • Hochintensiver fokussierter Ultraschall (kurz HIFU – High Intensity Focussed Ultrasound) wird in der Medizin beispielsweise zur Tumorbehandlung eingesetzt. Dabei ist es wichtig, begleitend eine Temperaturbeobachtung bzw. -überwachung durchzuführen, um zu wissen, ob die erzeugte Temperatur ausreichend ist, um das Tumorgewebe zu zerstören, bzw. um zu gewährleisten, dass das umliegende Gewebe nicht durch zu hohe Temperaturen in Mitleidenschaft gezogen und gegebenenfalls dauerhaft geschädigt wird.
  • Für die Temperaturüberwachung wird derzeit ein Temperatur-Monitoring mit Hilfe von Magnetresonanz-Phasenbildern durchgeführt. Die Temperaturüberwachung mittels Magnetresonanztomographie beruht dabei beispielsweise auf der Protonenresonanzfrequenzverschiebung, die dadurch entsteht, dass Wasserstoffbindungen im Wasser aufgrund thermischer Energie abgeschwächt werden. Problematisch ist dabei, dass dieser Effekt vergleichsweise klein ist, so dass Phasendifferenzbilder vor und nach dem Erhitzen des Gewebes angefertigt werden müssen.
  • Diese Bilder werden anschließend zur Hervorhebung des Effekts subtrahiert.
  • Aufgrund von Suszeptibilitätsänderungen, die sich beispielsweise in der Umgebung des Bildaufnahmebereichs dadurch ergeben, dass der Wandler oder Transducer für die Erzeugung des zur Behandlung einzusetzenden hochintensiven fokussierten Ultraschalls mit Luft gefüllt ist, werden Fehler in der Temperaturmessung verursacht, wenn sich der Wandler in der Zeit zwischen Aufnahme eines Referenzbildes und eines „Temperaturbildes" bewegt hat.
  • Deshalb ist es bisher üblich, entweder bei jeder neuen Position des Wandlers bzw. Transducers zur Erzeugung des Ultraschalls, der durch ein unter dem Patienten angeordnetes Wasserbad bewegt wird, erneut ein Referenzbild aufzunehmen, um den neuen Suszeptibilitätsbedingungen Rechnung zu tragen, oder von vornherein ein Array von mehreren Transducern zu verwenden, bei dem ohne Positionsänderung der Fokus variiert werden kann.
  • Das Aufnehmen von neuen Referenzbildern für jede Transducerposition ist jedoch vergleichsweise zeitaufwändig und verlängert die Behandlungsdauer des Patienten. Andererseits erfordern die Wandlerarrays einen erheblichen Konstruktionsaufwand und sind zudem in der Herstellung mit beachtlichen Kosten verbunden.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine begleitende Temperaturüberwachung anzugeben, die diesbezüglich verbessert ist und insbesondere eine zuverlässige Temperaturüberwachung ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Einrichtung der vorstehend genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass dem Wandler zum Ausgleich eines durch die Ausgestaltung des Wandlers im Hinblick auf eine Wandlerumgebung hervorgerufenen Suszeptibilitätsunterschieds wenigstens ein Shimelement zugeordnet ist.
  • Die magnetische Suszeptibilität bezeichnet die Fähigkeit eines Materials zur Magnetisierung in einem externen Magnetfeld, wie es beispielsweise für die Aufnahme von Magnetresonanzbildern vorhanden sein muss. Der Wandler, der zur Erzeugung des zur Behandlung beispielsweise eines Tumors zu verwendenden Ultraschalls dient, unterscheidet sich von seiner Umgebung in dem Material, aus dem er besteht, insbesondere im Hinblick darauf, dass Wandler in der Regel aus Materialien geringer Suszeptibilität bestehen, meist z. B. aus keramischem Piezomaterial und einem luftgefüllten Kunststoffgehäuse. Die Umgebung, in der der Wandler sich befindet, ist demgegenüber in der Regel ein Wasserbad oder eine Gelmasse und dergleichen, die zur Ankopplung des Ultraschalls an einen Behandlungsbereich bzw. an einen zu Forschungszwecken zu bestrahlenden Bereich wie ein Phantom oder dergleichen dienen.
  • Demgemäß ruft die Ausgestaltung des Wandlers Suszeptibilitätsänderungen bzw. -artefakte bezüglich seiner Umgebung bzw. bezüglich des Zustands, dass kein Wandler vorhanden wäre, hervor. Deshalb wird dem Wandler erfindungsgemäß ein Shimelement zugeordnet.
  • Die Verwendung von Shimelementen ist an sich bereits bekannt, beispielsweise aus der Druckschrift „Sample-specific diamagnetic and paramagnetic passive shimming" von Kevin M. Koch et al. (Journal of Magnetic Resonance, Volume 182, pages 66–74, 2006). Hierin wird beschrieben, Inhomogenitäten eines Magnetfeldes über ein passives Shimmingsystem auszugleichen, wozu zwei Materialien entgegengesetzter magnetischer Suszeptibilität zum Ausgleich von Inhomogenitäten des betroffenen Targets verteilt werden. In dem genannten Artikel geht es darum, anhand eines Prototypen des Shims eine Homogenisierung des Mäusegehirns bei 9,4 T durchzuführen.
  • Die Verwendung von Shims im Hinblick auf eine Wandlerausgestaltung, die für eine begleitende Magnetresonanzüberwachung der Temperatur von Bedeutung ist, ist allerdings nicht bekannt, und demgemäß ist es auch nicht bekannt, medizinische HIFU-Einrichtungen derart auszugestalten.
  • Erfindungsgemäß wird also einem Wandler wenigstens ein Shimelement, gegebenenfalls mehrere Shimelemente, zugeordnet, damit die Temperaturüberwachung mittels der Magnetresonanztomographie im Hinblick auf möglicherweise auftretende Fehler verbessert werden kann. Dies betrifft insbesondere die Fehler, die durch die Luftfüllung des Transducers bedingt sind, aber auch Fehler, die durch den Transduceraufbau insgesamt hervorgerufen werden. Während Wasser eine Suszeptibilität von –8,0 × 10–6 hat, also diamagnetisch ist, ist Luft paramagnetisch. Die Suszeptibilität von Luft liegt bei 0,3 × 10–6.
  • Dadurch, dass der Wandler mit einem geeigneten Shim versehen wird bzw. diesem ein Shim in seiner Umgebung zugeordnet ist, können Unterschiede bzw. Abweichungen und Artefakte durch Suszeptibilitäten des Wandlers im Vergleich zu einem umgebenden Wasserbad oder dergleichen zumindest im Wesentlichen, das heißt, unter Inkaufnahme nicht zu korrigierender Abweichungen, ausgeglichen werden. Damit können Fehler in der extrem empfindlichen Temperaturüberwachung, die auf Differenzbildern beruht, vermieden werden.
  • So wird erfindungsgemäß bei der medizinischen HIFU-Einrichtung verhindert, dass das Temperaturmonitoring, das eine Empfindlichkeit von 0,01 ppm/K aufweist, scheinbare Temperaturstörungen bzw. -änderungen anzeigt. Dass derart fehlerhafte Temperaturmessungen durchaus von Bedeutung sein können, lässt sich experimentell nachweisen. Durch Suszeptibilitätsänderungen durch einen mit Luft gefüllten Transducer können Störungen hervorgerufen werden, die im Bereich von über 15 K liegen. Damit ist die korrekte Durchführung einer HIFU-Therapie gefährdet, zumindest, solange nicht jedes Mal bei einer er neuten Positionierung des Transducers ein neues Referenzbild aufgenommen wird bzw. ein aufwändiges Trans-ducerarray verwendet wird.
  • Erfindungsgemäß kann wenigstens ein dem Wandler zugeordnetes Shimelement aus Graphit und/oder Bismut und/oder einem anderen diamagnetischen Material, dessen Betrag der Suszeptibilität größer ist als der des Diamagnetismus von Wasser, ausgebildet sein, insbesondere aus einem stark diamagnetischen Material verglichen mit der Suszeptibilität von Wasser.
  • Dabei können dem Wandler Shimelemente aus unterschiedlichen Materialien zugeordnet sein, um die Suszeptibilitätsänderungen bzw. die Beeinflussung der Suszeptibilität durch den Wandler möglichst optimal auszugleichen. Denkbar ist es weiterhin, dass einzelne Shimelemente aus mehreren Materialien zusammengesetzt sind, wobei bestimmte Mischungen verwendet werden können oder auch ein Schichtaufbau beispielsweise bei plattenförmigen Elementen. Bei der Verwendung von Graphit ist gegebenenfalls auf die richtige Ausrichtung des Kristallgitters zu achten. Durch eine isostatische Pressung kann die elektrische Leitfähigkeit reduziert werden. Dies ist wünschenswert, um Wirbelströme durch Gradientenwechselfelder zu minimieren, die die Magnetresonanzbildgebung stören könnten. Bismut ist neben Graphit ein weiteres geeignetes Shimmaterial, da dieses Material mit einer Suszeptibilität von –164 × 10–6 stark diamagnetisch ist. Somit können durch die Wahl geeigneter Shimelemente in der richtigen Größe die Suszeptibilitätsbeeinträchtigungen bzw. -beeinflussungen durch den Transducer bzw. die Luft im Innenraum eines Transducerkörpers zumindest teilweise ausgeglichen werden.
  • Erfindungsgemäß kann der Wandler der medizinischen Einrichtung als monofokaler Wandler ausgebildet sein. Es handelt sich also um einen Festfokus-Wandler, nicht um ein Wandlerarray, also um eine konstruktiv vergleichsweise einfache Ausgestaltung. Dies bietet den Vorteil eines geringeren Herstellungsaufwands für den HIFU-Bestandteil der medizinischen Ein richtung, wobei die Wartung und die Überprüfung der Funktionsfähigkeit ebenfalls im Vergleich zu den aufwändigen Transducerarrays einfacher sind.
  • Die Position des Wandlers kann, vorzugsweise mittels eines beweglichen Halterungsarms, relativ zu einem mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall zu beschallenden bzw. beschallten Bereich veränderbar sein, insbesondere zur Beschallung einer Trajektorie (z. B. einer Linie, eines Kreises, einer Spirale oder eines Polygons). Vorteilhafterweise ist der Halterungsarm in mehreren Achsen beweglich.
  • Durch eine solche Positionsänderung des Wandlers ist es möglich, z. B. eine Trajektorien-Behandlung durchzuführen. Der Wandler wird entlang einer Trajektorie wie einer Linie oder eines Kreises verfahren, um so beispielsweise größere Bereiche eines Tumors beschallen zu können. Um die Position des Wandlers zu verändern bzw. diesen zu verfahren, kann beispielsweise ein Halterungsarm vorgesehen sein, der gegebenenfalls aus einem Plastikmaterial bzw. Kunststoff besteht. Dieser Halterungsarm kann mit einem Antriebsmotor verbunden sein, der eine Bewegung des Arms zumindest entlang einer Translationsrichtung ermöglicht, gegebenenfalls auch Rotationen erlaubt. Es ist ebenso möglich, dass ein Antrieb verwendet wird, der eine translatorische Bewegung in x-, y- und z-Richtung ermöglicht, um so unterschiedlichste Behandlungsbereiche mit Hilfe des Wandlers optimal erreichen zu können. Vorteilhaft ist eine Verstellbarkeit in mehreren Achsen, z. B. in zwei bis fünf Achsen. Die Steuerung des Halterungsarms kann über eine mit einer entsprechenden Recheneinrichtung, die hierzu eine Softwaresteuerung aufweist, gekoppelte bzw. eine solche aufweisende Steuerungseinrichtung erfolgen. Gegebenenfalls kann die Steuerungseinrichtung mit der Recheneinrichtung identisch sein.
  • Durch das erfindungsgemäße Shimmen, also die Abschirmung des Wandlers im Hinblick auf durch diesen bzw. seine Ausgestaltung hervorgerufene Suszeptibilitätsänderungen oder -unter schiede, kann dieser problemlos unter dem zu behandelnden Bereich bzw. bei anderen Anordnungen neben oder über diesem Bereich verfahren werden, ohne dass das Temperaturmonitoring mittels der Magnetresonanzaufnahmen gefährdet wäre.
  • Erfindungsgemäß kann die Einrichtung ein Wasserbad aufweisen, in dem der Wandler, insbesondere bewegbar, zur Ankopplung des Ultraschalls angeordnet ist.
  • Die Ultraschallankopplung geschieht in der Regel über Wasser bzw. bestimmte Gele. Im Zusammenhang mit einer Therapie mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall ist es vorteilhaft, wenn der Wandler durch bzw. in einem Wasserbad unter dem Patienten bewegt werden kann. Hierzu ist zweckmäßigerweise ein geeignetes Behältnis, gegebenenfalls in eine Patientenliege integriert, vorgesehen, in dem sich der Wandler und das Wasserbad befinden. Der Transducer selbst kann beispielsweise an einer armartigen Vorrichtung gehaltert sein, beispielsweise an einem Plastikarm. Eine derartige Halterung kann zur Verstellung der Position des Transducers relativ zu einem zu behandelnden oder zu bestrahlenden Bereich über Stellmotoren ansteuerbar sein, um so die Transducerposition in einer Ebene und gegebenenfalls auch in der Höhe zu verändern.
  • Das Magnetresonanzgerät kann derart ausgebildet sein, dass die Temperaturüberwachung anhand eines einzigen bei einer möglichen Positionsänderung des Transducers beibehaltenen Referenzbildes erfolgt. Die Temperaturüberwachung wird also anhand eines Referenzbildes für mehrere Temperaturbilder unter möglicher Positionsänderung des Wandlers durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass nicht für jede Änderung der Position, also nicht mehrmals im Verlauf einer Ultraschalluntersuchung oder -behandlung, jedes Mal eine neue Referenz aufgenommen werden muss, um zu gewährleisten, dass die Temperaturüberwachung korrekte Werte liefert. Durch das Shimmen, das die Suszeptibilitätsänderungen durch die Struktur bzw. den Aufbau des Wandlers ausgleicht, können scheinbare Temperaturänderungen und dadurch entstehende Störungen der Temperaturüberwa chung minimiert werden, so dass bei einem monofokolen Wandler ein einziges Referenzbild ausreichend ist, ohne dass, selbst bei einer deutlichen Änderung der Position des Transducers, merkbare Temperaturdifferenzen auftreten. Das Magnetresonanzgerät weist hierzu eine entsprechende Steuerungs- und Messdatenverarbeitungseinrichtung auf, die die Überwachung mit einer Referenz ermöglicht.
  • Der Wandler kann erfindungsgemäß mit wenigstens einem Shimelement ausgebildet sein, und/oder es kann wenigstens ein Shimelement in der Nähe des Wandlers vorgesehen sein. Es bestehen also grundsätzlich zwei unterschiedliche Möglichkeiten für die Anordnung der Shimelemente. Die erste Möglichkeit ist die, dass der Transducer direkt ein Shimelement aufweist, das an diesem oder in diesem angeordnet bzw. befestigt ist. Selbstverständlich können ebenso eine Mehrzahl oder Vielzahl von Shimelementen am oder im Transducer angebracht sein.
  • Ergänzend oder alternativ können ein oder mehrere Shimelemente in der Nähe des Wandlers vorgesehen sein, beispielsweise in einem bestimmten Umgebungsbereich, wobei mögliche Positionsänderungen des Wandlers durch eine Verteilung mehrerer Shimelemente bzw. durch eine bewegbare Anordnung der Shim-elemente selbst berücksichtigt sein können.
  • Der Wandler kann mit einem Shimelement und/oder mehreren Shimelementen innerhalb eines Wandlergehäuses und/oder außerhalb, auch unterhalb, eines Wandlergehäuses ausgebildet sein. Die Shimelemente können also auf der Innenseite eines dem Transducer zugeordneten Gehäuses z. B. aus Kunststoff angeordnet sein bzw. außerhalb dieses Gehäuses befestigt sein. Bei einer Befestigung bzw. Anordnung außerhalb des Gehäuses wird in der Regel eine Befestigung auf der Unterseite, die in der Regel eine größere Fläche als die gegebenenfalls geneigten Seitenbereiche aufweist, vorgesehen sein.
  • Des Weiteren kann dem Wandler erfindungsgemäß wenigstens ein plattenförmig und/oder ein scheibenförmig ausgebildetes Shim element zugeordnet sein. Dabei ist es möglich, dass ein einziges Shimelement aus mehreren Platten bzw. Scheiben aufgebaut ist, die aufeinander gelagert sind bzw. in einer bestimmten Art und Weise miteinander verbunden sind, beispielsweise verklebt, um so ein zusammengehörendes Shimelement zu bilden. Selbstverständlich können ebenso mehrere Platten nebeneinander, gegebenenfalls mit gewissen Abständen dazwischen, angeordnet sein. Die Platten oder Scheiben können wiederum direkt am Transducer, insbesondere an einem Gehäuse, vorgesehen sein, oder in einem umgebenden Bereich.
  • Bei einem Aufbau aus Graphitplatten ist für die Gewährleistung der gewünschten magnetischen Eigenschaften die Orientierung zu beachten und vorzugsweise zur Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit beziehungsweise zum Vermeiden einer magnetischen Vorzugsrichtung der Suszeptibilität eine isostatische Pressung vorzunehmen, so dass durch den starken diamagnetischen Effekt des Graphits der paramagnetische Effekt der Luft ausgeglichen werden kann.
  • Alternativ, falls überwiegend formorientiertes Material zum Einsatz kommt, ist darauf zu achten, dass die Achse mit dem starken Diamagnetismus parallel zur Richtung des Magnetfeldes liegt.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Ultraschallwandler, insbesondere für eine medizinische Einrichtung wie vorstehend beschrieben, der zum Ausgleich von durch die Ausgestaltung des Transducers hervorgerufenen Suszeptibilitätsunterschieden bzw. -änderungen für die Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen mit wenigstens einem Shimelement ausgebildet ist. Der Wandler weist also erfindungsgemäß ein an ihm befestigtes bzw. angeordnetes Shimelement oder auch eine Mehrzahl von Shimelementen auf, die aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften Störungen des Magnetfelds, beispielsweise durch die Luft innerhalb des Wandlers, die für die Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen nachteilig sind, ausgleichen. Das Shimelement kann hierzu mit dem Wandlergehäuse verklebt oder verschraubt oder in sonstiger Art und Weise kraft- bzw. formschlüssig an diesem befestigt sein.
  • Der Wandler kann erfindungsgemäß mit wenigstens einem an einem Boden eines Wandlergehäuses und/oder wenigstens einem an einer seitlichen Begrenzung eines Wandlergehäuses angeordneten Shimelement ausgebildet sein, insbesondere mit einem an der Gehäuseinnenseite und/oder einem an der Gehäuseaußenseite angeordneten Shimelement. Es können also in einem unteren Bereich des Wandlergehäuses, das z. B. aus Kunststoff besteht, entweder innerhalb oder außerhalb, verschiedene Shimelemente, beispielsweise Platten, vorgesehen sein. Des Weiteren können alternativ oder ergänzend an Seitenwänden eines Wandlergehäuses weitere Shimelemente vorgesehen sein. Diese Shimelemente können wiederum an der Gehäuseinnenseite oder an der Gehäuseaußenseite bzw. innen und außen vorgesehen sein. Der obere Wandlerbereich des Transducers besteht in der Regel aus einer Piezokeramik. Allgemein kann es vorteilhaft sein, wenn insbesondere die Shimelemente an der Gehäuseaußenseite leicht entfernbar sind, um so den Shim den jeweiligen Bedingungen bei der Magnetfelderzeugung anpassen zu können, indem das Shimelement abgenommen wird bzw. weitere Shimelemente befestigt werden. Shimelemente an der Gehäuseinnenseite am Boden bzw. im seitlichen Bereich können fest oder ebenfalls entfernbar ausgebildet sein.
  • Der Wandler kann mit wenigstens einem Shimelement aus Graphit und/oder Bismut und/oder einem anderen diamagnetischen Material ausgebildet sein. Insbesondere kann der Wandler mit wenigstens einem Shimelement aus einem stark diamagnetischen Material ausgebildet sein. Die Suszeptibilität des Materials ist dabei so zu wählen, dass die sich aufgrund der Ausgestaltung des Wandlers, insbesondere aufgrund einer Luftfüllung des Wandlers, ergebenden Störungen des Magnetfelds für die begleitende Temperaturüberwachung während der Ultraschalltherapie möglichst optimal ausgeglichen werden. Der Wandler kann vorteilhaft mit wenigstens einem plattenförmigen und/oder wenigstens einem scheibenförmigen Shimelement ausgebildet sein.
  • Durch die Wahl von dünnen Platten, von denen gegebenenfalls mehrere verwendet oder übereinander angeordnet werden können, ergibt sich die Möglichkeit, den Shim je nach Anwendung zu optimieren.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine Temperaturüberwachung eines mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall beschallten bzw. zu beschallenden Bereichs, insbesondere mittels einer medizinischen Einrichtung bzw. unter Verwendung eines Wandlers wie vorstehend beschrieben, bei dem für die Erstellung der Magnetresonanzaufnahmen einem Wandler zur Erzeugung des hochintensiven fokussierten Ultraschalls wenigstens ein Shimelement zum Ausgleich einer durch die Ausgestaltung des Wandlers im Hinblick auf eine Wandlerumgebung hervorgerufenen Suszeptibilitätsänderung bzw. eines -unterschieds zugeordnet wird. Es geht also beim erfindungsgemäßen Verfahren darum, scheinbare Temperaturänderungen bzw. Temperaturstörungen zumindest im Wesentlichen auszugleichen, soweit dies mit einem Shim, der während der Therapie in der Regel nicht verändert wird, aber grundsätzlich durchaus auch im Behandlungsablauf angepasst werden kann, möglich ist. Dabei geht es um Suszeptibilitätsänderungen, die dadurch bedingt sind, dass sich der Transducer bezüglich seines Materials von seiner Umgebung unterscheidet.
  • Dies ermöglicht eine zuverlässige Temperaturüberwachung einer HIFU-Therapie, bei der ein monofokaler Wandler für die Ultraschallerzeugung verwendet wird und zudem nur ein einziges Referenzbild, in der Regel zu Beginn der Therapie bzw. dieser direkt vorausgehend, erstellt werden muss.
  • Gegenstand des Verfahrens ist dabei die Temperaturüberwachung, also ein Messprozess. Dieser findet lediglich begleitend zu einer Behandlung mit hochintensivem Ultraschall statt, die selbst nicht Gegenstand des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Die Temperaturüberwachung durch die Magnetresonanzanlage, also beispielsweise ein Magnetresonanzgerät einer Einrichtung, wie sie im vorstehenden geschildert wurde, kann dabei vollautomatisch über eine entsprechend ausgebildete Recheneinrichtung mit einer Messsoftware erfolgen bzw. durch eine geeignete qualifizierte Person, z. B. einen Techniker oder Naturwissenschaftler überwacht durchgeführt werden. Des Weiteren ist es möglich, dass der mit der Erstellung der Magnetresonanzaufnahmen für die Temperaturmessung betraute Naturwissenschaftler, beispielsweise ein Physiker oder eine andere geeignete Person wie ein Arzt, während der Messung bzw. dieser vorausgehend Parameter für diese auswählt bzw. eingibt, während die Temperaturüberwachung ansonsten automatisch abläuft.
  • Dadurch, dass ein Wandler verwendet wird, an dem sich ein Shimelement befindet bzw. in dessen Umgebung Shimelemente angeordnet sind, können Suszeptibilitätsänderungen bzw. -abweichungen und -artefakte, die die Temperaturmessung negativ beeinflussen können, zumindest im Wesentlichen ausgeglichen werden. Dadurch werden Temperaturstörungen bei den sehr empfindlichen Phasenbildern der Magnetresonanzmessung vermieden. Der paramagnetische Effekt, den beispielsweise die Luftfüllung des Wandlers hervorruft, kann somit kompensiert werden. Durch Graphitelemente und dergleichen können die induzierten Suszeptibilitätsartefakte minimiert werden. Der monofokale HIFU-Transducer kann verfahren werden, ohne dass es nötig ist, neue Referenzbilder aufzunehmen. Aufwändigere Messungen bzw. Behandlungen wie eine Trajektorien-Behandlung werden so ohne weitere Probleme möglich. Dabei kann gleichzeitig auf aufwändige Transducerarrays verzichtet werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße medizinische Einrichtung,
  • 2 eine Anordnung eines Wandlers mit Shimelementen bei einer erfindungsgemäßen medizinischen Einrichtung,
  • 3A3D erfindungsgemäße Wandler und
  • 4 eine Ablaufskizze zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • In der 1 ist eine erfindungsgemäße medizinische Einrichtung 1 dargestellt. Die medizinische Einrichtung 1 verfügt neben einem Wandler 2, der hier lediglich skizziert angedeutet ist, über ein Magnetresonanzgerät 3, mit dem Magnetresonanzaufnahmen erstellt werden können. Zweck der Erstellung der Magnetresonanzaufnahmen mit der medizinischen Einrichtung 1 bzw. deren Magnetresonanzgerät 3 ist eine Temperaturüberwachung einer Therapie mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall (HIFU-Therapie). Eine solche Therapie wird beispielsweise durchgeführt, um Tumore durch Erhitzen des Tumorgewebes zu zerstören.
  • Auf einer Liege 4 wird hierzu ein hier nicht dargestellter Patient gelagert, der mit dem Ultraschall, der vom Wandler 2 erzeugt wird, beschallt wird, während begleitend oder gegebenenfalls zusätzlich kurz vor oder nach der Ultraschallbehandlung Magnetresonanzaufnahmen mit dem Magnetresonanzgerät 3 erstellt werden. Die Magnetresonanzaufnahmen können für eine Bilddarstellung des zu behandelnden Bereichs genutzt werden, dienen aber in jedem Fall für ein Temperaturmonitoring der Ultraschallbehandlung. Mit dem Temperaturmonitoring wird sichergestellt, dass die erzeugte Erwärmung groß genug ist, um das Tumorgewebe zu zerstören bzw. in der Umgebung nicht so hoch ist, dass gesundes Gewebe geschädigt wird.
  • Die medizinische Einrichtung 1 verfügt des Weiteren über eine Steuerungseinrichtung 5, hier eine Recheneinrichtung 5a mit einem zugeordneten Bildausgabe- und Eingabemittel 5b. Mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 5 wird die Ultraschallerzeugung für die HIFU-Therapie gesteuert, wobei der Wandler 2 mit Hilfe von hier nicht dargestellten Aktoren in einem umgebenden Wasserbad 6 verfahren wird, um den Behandlungsbereich optimal anzusteuern. Des Weiteren wird über die Steuerungseinrichtung 5 die Erstellung der Magnetresonanzaufnahmen mit Hilfe des Magnetresonanzgeräts 3 gesteuert.
  • Gegebenenfalls können bei alternativen Ausgestaltungen einer medizinischen Einrichtung 1 unterschiedliche Steuerungseinrichtungen 5 vorhanden sein, die jeweils wiederum über Recheneinrichtungen 5a und Bildausgabe- bzw. Eingabemittel 5b verfügen, insbesondere, falls während der Behandlung weitere Eingaben durch einen Bediener erforderlich sind, damit der Arzt die Ultraschallbehandlung überwachen bzw. durchführen kann, während gleichzeitig ein Techniker die Temperaturmessung mit Hilfe des Magnetresonanzgeräts 3 begleitet.
  • Für die Temperaturüberwachung mit Hilfe des Magnetresonanzgeräts 3 wird zunächst ein Referenzbild erstellt, um so anhand von Differenzbildern Temperaturänderungen erkennen zu können.
  • Der hier dargestellte Wandler 2 ist mit verschiedenen Shimelementen versehen, durch die Suszeptibilitätsänderungen bzw. -unterschiede, die durch die Ausgestaltung des Wandlers 2 bedingt sind, insbesondere dadurch, dass der Wandler 2 im Wesentlichen mit Luft gefüllt ist, ausgeglichen werden können. Ein scheinbar paramagnetischer Effekt, der durch die Luftfüllung des Wandlers im diamagnetischen Wasser entsteht, kann so zumindest im Wesentlichen ausgeglichen werden.
  • Damit ist es möglich, dass mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 5 der Wandler 2 während der Ultraschallbehandlung verschoben, also in seiner Position geändert, werden kann, beispielsweise um größere Tumorbereiche zu erfassen, ohne dass für das begleitende Temperaturmonitoring mit Hilfe des Magnetresonanzgeräts 3 jedes Mal neue Referenzbilder aufgenommen werden müssen. Insbesondere kann mit der medizinischen Einrichtung 1 eine Temperaturüberwachung mit einem einzigen Referenzbild erfolgen. Der Wandler 2 ist ein monofokaler Wand ler und damit konstruktiv einfacher aufgebaut als die aufwändigen Wandlerarrays.
  • In der 2 ist eine Anordnung eines Wandlers 7 mit Shimelementen 8 bei einer erfindungsgemäßen medizinischen Einrichtung gezeigt. Der Wandler 7 befindet sich in einem Wasserbad 9, das die Ankopplung des Ultraschalls, der mit Hilfe des Wandlers 7 erzeugt wird, an einen mit Ultraschall zu beschallenden Bereich eines Patienten, abgegrenzt durch die Haut 9b, gewährleistet. Des Weiteren verfügt der Wandler 7 über ein Gehäuse mit seitlichen Begrenzungen 7a und einem Boden 7b sowie einem oberen Schallbereich 7c, bei dem es sich um den eigentlichen Wandlerbereich aus einer Piezokeramik handelt.
  • Die Schallerzeugung mit Hilfe des Wandlers 7 ist durch die Schallwellen 10a bzw. den Schallkegel 10b angedeutet. Die Schallerzeugung durch den Wandler 7 ist monofokal, es gibt also einen einzigen Fokuspunkt 11. Der Kreis um den Fokuspunkt 11, zu dem der obere Schallbereich 7c einen Teil der Kreislinie bildet, hat den Radius r. Zur Veränderung dieses Fokuspunktes 11 ist die Position des Wandlers 7 selbst zu verändern. Dies geschieht bei der dargestellten Anordnung über einen Halterungsarm 12, der z. B. aus einem Plastikmaterial besteht. Der Halterungsarm 12 wird über hier nicht dargestellte Stellmotoren angesteuert, angedeutet durch den Pfeil 13. Damit ist es möglich, wie hier durch die Pfeile 14 angedeutet wird, den Wandler 7 in x-, y- und z-Richtung, also in einer horizontalen Ebene und auch vertikal zu dieser, zu verfahren. Damit ändert sich entsprechend die Position des Fokuspunktes 11, angedeutet durch die Pfeile 15. So können z. B. größere Bereiche eines Tumors behandelt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann auch eine Rotation des Halterungsarms 12 möglich sein.
  • Der Wandler 7 selbst besteht aus Materialien, die im Vergleich zum umgebenden diamagnetischen Wasser nahezu unmagnetisch sind. Beispielsweise befindet sich im Wandler 7 Luft 16. Dieser „fehlende Diamagnetismus", der eine Temperaturüberwachung mit einem hier nicht dargestellten Magnetresonanzgerät stören würden, unter anderem dahingehend, dass für eine im Wesentlichen zuverlässige Temperaturüberwachung bei jeder Änderung der Position des Wandlers 7 durch ein Verfahren des Halterungsarms 12 ein erneutes Referenzbild erstellt werden müsste, werden durch die hier plattenförmig ausgebildeten Shimelemente 8 im Innenbereich des Wandlers 7 im Wesentlichen ausgeglichen.
  • So können erfindungsgemäß störende Effekte, die eine scheinbare Temperaturänderung im Bereich von mehr als 15 K hervorrufen können, minimiert werden, indem, wie hier gezeigt, Shimelemente 8 beispielsweise im Innenbereich des Wandlers 7 an den seitlichen Begrenzungen 7a und am Boden 7b befestigt werden.
  • Mit dem Ultraschall, der mit dem Wandler 7 erzeugt wird, wird vorliegend ein Behandlungsbereich 10c bestrahlt, wobei die Position des Wandlers 7 für eine Bestrahlung eines größeren Bereichs innerhalb des Behandlungsbereichs 10c entsprechend geändert werden muss. Hierzu wird der Wandler 7 im Wasserbad 9 mit den Begrenzungen 9a bewegt.
  • In den 3A bis 3D sind erfindungsgemäße Wandler exemplarisch ohne Anspruch auf Vollständigkeit dargestellt.
  • In der 3A ist ein Wandler 17 in einer Aufsicht ohne exemplarisch Anspruch auf Vollständigkeit von unten zu sehen. Der Wandler 17 weist verschiedene Shimelemente 18 auf, die als dünne Platten über ein Gehäuse des Wandlers 17 verteilt sind. Dabei ist vorliegend die Anordnung so gewählt, dass die Shimelemente 18 eine zentrale Scheibe als Shimelement 18a aufweisen, die in einem zentralen Bereich des Wandlers 17 mittig angeordnet ist. Weitere Shimelemente 18b umgeben als ebenfalls runde Platten, die jedoch kleiner ausgebildet sind als das Shimelement 18a, dieses zentrale Shimelement 18a. Die Shimelemente 18b sind bei einem Wandlergehäuse wie in der 3C, das einen Bodenbereich mit einer Stufe aufweist, im höher gelegenen äußeren Bereich angeordnet.
  • Bei einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführung können die weiteren Shimelemente 18b fehlen. Dann wird der Shim lediglich durch das Shimelement 18a gebildet.
  • Die Shimelemente 18 des Wandlers 17, dessen weitere Gehäusebestandteile bzw. dessen Halterung in einem Wasserbad vorliegend nicht dargestellt sind, ermöglichen den Ausgleich von Suszeptibilitätsänderungen bzw. -unterschieden, die durch die Ausgestaltung des Wandlers 17 selbst bedingt sind. Hierzu bestehen die Shimelemente 18 vorliegend aus diamagnetischem Graphit, der z. B. zur Vermeidung einer Vorzugsorientierung der Kristallkörner im Material isostatisch gepresst ist und eine Plattenstärke im Millimeterbereich aufweist.
  • Ein weiterer Wandler 19 ist in der 3B dargestellt. Dieser Wandler 19 weist ein Gehäuse 20 aus Kunststoff mit seitlichen Begrenzungen 20a sowie einen Boden 20b auf. Im Innenbereich des Gehäuses 20 ist am Boden 20b ein Shimelement 21 angeordnet, bei dem es sich um eine Bismutscheibe handelt, die aufgrund ihrer diamagnetischen Eigenschaften die paramagnetischen Effekte, die durch die Luft 22 hervorgerufen werden, die sich im Wandlergehäuse 20 befindet, ausgleichen kann.
  • Beim Wandler 23 der 3C, der ebenfalls ein Gehäuse 24 aus Kunststoff und einen piezokeramischen Wandlerbereich aufweist, sind eine Mehrzahl von Shimelementen 25 vorgesehen, die auf der Außen- und der Innenseite des Gehäuses 24 angeordnet sind. Die Shimelemente 25 sind teilweise aus Schichten aufgebaut, es werden also mehrere Shimplatten, je nachdem, welcher Shim für die jeweilige Temperaturüberwachung bei der Ultraschalltherapie optimal ist, verwendet. Zur Anpassung können die Shimelemente 25, insbesondere im Außenbereich des Gehäuses 24, entfernt werden. Dies wird über eine nicht gezeigte formschlüssige Halterung ermöglicht. Das Gehäuse 24 weist bei senkrechten seitlichen Begrenzungen einen abgestuften Bodenbereich auf, wobei sich hier auf jeder Ebene Shimelemente 25 befinden.
  • Beim Wandler 26 der 3D befindet sich ein Shimelement 27 in der näheren Umgebung des Wandlergehäuses 28, ohne direkt an diesem befestigt zu sein. Damit ist es gegebenenfalls möglich, den Wandler 26 und das Shimelement 27 unabhängig voneinander zu bewegen, um die Einstellung des Shims zu optimieren. Das Shimelement 27 weist dennoch eine derartige räumliche Nähe zum Wandler 26 auf, das die Störungen des Magnetfelds bzw. die Störungen der Homogenität des Magnetfelds, die durch den Wandler 26 hervorgerufen werden, durch das Shimelement 27 geeignet ausgeglichen werden können. Eine vorhandene Halterung für das Shimelement 27 ist nicht dargestellt.
  • In der 4 ist eine Ablaufskizze zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Demnach wird gemäß einem Schritt a der Wandler für die Erzeugung des hochintensiven fokussierten Ultraschalls geeignet positioniert, ebenso mit dem Wandler die Shimelemente oder Shimelemente in der Umgebung des Transducers.
  • Im Schritt b wird in der Folge ein Referenzbild für die Temperaturüberwachung mit einem sich an einer ersten Position des befindenden Transducer aufgenommen. Danach wird beschallt und ein erstes Magnetresonanzphasenbild aufgenommen, um eine Temperaturbestimmung des zu behandelnden Bereichs anhand der subtrahierten Bildaufnahmen zu ermöglichen.
  • Die Ultraschallbehandlung wird gemäß dem Schritt c fortgesetzt, wobei das Temperaturmonitoring ebenfalls weiter durchgeführt wird. Im Rahmen der Behandlung erfolgt eine erneute Positionierung des Wandlers, der hierzu mit Hilfe geeigneter Stellmotoren oder auch manuell in einem umgebenden Wasserbad verfahren werden kann.
  • Anschließend oder gleichzeitig wird wiederum zur Temperaturüberwachung gemäß dem Schritt d ein Magnetresonanz-Phasenbild aufgenommen, das, basierend auf dem Referenzbild, das im Schritt b erstellt wurde, eine Temperaturbildberechnung erlaubt.
  • Trotz der Umpositionierung des Wandlers muss kein neues Referenzbild aufgenommen werden, da neben dem Wandler auch das Shimelement umpositioniert wurde bzw. in der Umgebung des Wandlers weiterhin ein Shimelement derart vorhanden ist, dass Suszeptibilitätsartefakte minimiert werden.
  • So wird erfindungsgemäß ein Ausgleich von Suszeptibilitäten durch Verwendung von Materialien sehr unterschiedlicher Suszeptibilitäten, insbesondere paramagnetischer und stark diamagnetischer Materialien, bei einer begleitenden Temperaturmessung während einer Ultraschallbehandlung durchgeführt. Es wird also ein derartiges Shimverfahren, das auf unterschiedlichen Suszeptibilitäten beruht, vorteilhaft für die Temperaturüberwachung im Zusammenhang mit Wandlern, die zur Ultraschallerzeugung dienen, verwendet. Auf aufwändige Wandlerarrays kann ebenso verzichtet werden wie auf die Erstellung eines erneuten Referenzbilds bei jeder Änderung der Position des monofokalen Wandlers.
  • Wird der Transducer erneut umpositioniert, also erneut der Schritt c durchlaufen, so wird gemäß dem Schritt d wiederum ein MR-Phasenbild erstellt, ohne dass ein neues Referenzbild aufgenommen wird. Dieses Temperaturbild zeigt aufgrund des Shims keine nennenswerten Störungen der Temperatur.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „Sample-specific diamagnetic and paramagnetic passive shimming" von Kevin M. Koch et al. (Journal of Magnetic Resonance, Volume 182, pages 66–74, 2006) [0012]

Claims (14)

  1. Medizinische Einrichtung (1) mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) und mit einem Magnetresonanzgerät (3) zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine Temperaturüberwachung, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) zum Ausgleich eines durch die Ausgestaltung des Wandlers (2, 7, 17, 19, 23, 26) im Hinblick auf die Wandlerumgebung hervorgerufenen Suszeptibilitätsunterschieds wenigstens ein Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) zugeordnet ist.
  2. Medizinische Einrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein dem Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) zugeordnetes Shimelement aus Graphit und/oder Bismut und/oder einem anderen diamagnetischen Material, dessen Betrag der Suszeptibilität größer ist als der des Diamagnetismus von Wasser, ausgebildet ist.
  3. Medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) als monofokaler Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) ausgebildet ist.
  4. Medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Wandlers (2, 7, 17, 19, 23, 26), vorzugsweise mittels eines beweglichen Halterungsarms (12), relativ zu einem mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall zu beschallenden Bereich veränderbar ist, insbesondere zur Beschallung einer Trajektorie.
  5. Medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) ein Wasserbad (6, 9) aufweist, in dem der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26), insbesondere bewegbar, zur Ankopplung des Ultraschalls angeordnet ist.
  6. Medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetresonanzgerät (3) derart ausgebildet ist, dass die Temperaturüberwachung anhand eines Referenzbildes für mehrere Temperaturbilder unter möglicher Positionsänderung des Wandlers (2, 7, 17, 19, 23, 26) erfolgt.
  7. Medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) mit wenigstens einem Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25) ausgebildet ist und/oder dass wenigstens ein Shimelement (25, 27) in der Nähe des Wandlers (23) vorgesehen ist.
  8. Medizinische Einrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) mit einem Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) und/oder mehreren Shimelementen (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) innerhalb eines Wandlergehäuses (20, 24, 28) und/oder außerhalb eines Wandlergehäuses (20, 24, 28) ausgebildet ist.
  9. Medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) wenigstens ein plattenförmig und/oder ein scheibenförmig ausgebildetes Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) zugeordnet ist.
  10. Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) zur Erzeugung von Ultraschall, insbesondere für eine medizinische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) zum Ausgleich eines durch die Ausgestaltung des Wandlers hervorgerufenen Suszeptibilitätsunterschieds für die Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen mit wenigstens einem Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) ausgebildet ist.
  11. Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) mit wenigstens einem an einem Boden (7b, 20b) eines Wandlergehäuses (20, 24, 28) und/oder wenigstens einem an einer seitlichen Begrenzung (7a, 20a) eines Wandlergehäuses (20, 24, 28) angeordneten Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) ausgebildet ist, insbesondere mit einem an der Gehäuseinnenseite und/oder einem an der Gehäuseaußenseite angeordneten Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27).
  12. Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) mit wenigstens einem Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) aus Graphit und/oder Bismut und/oder einem anderen diamagnetischen Material ausgebildet ist, insbesondere mit einem Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) aus einem diamagnetischen Material, dessen Betrag der Suszeptibilität größer ist als der des Diamagnetismus von Wasser.
  13. Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) mit wenigstens einem plattenförmigen und/oder einem scheibenförmigen Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) ausgebildet ist.
  14. Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen für eine Temperaturüberwachung eines mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall beschallten Bereichs, insbesondere mittels einer medizinischen Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder bei einer Ultraschallerzeugung mittels eines Wandlers (2, 7, 17, 19, 23, 26) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erstellung der Magnetresonanzaufnahmen einem Wandler (2, 7, 17, 19, 23, 26) zur Erzeugung des hochintensiven fokussierten Ultraschalls wenigstens ein Shimelement (8, 18, 18a, 18b, 21, 25, 27) zum Ausgleich eines durch die Ausgestaltung des Wandlers (2, 7, 17, 19, 23, 26) im Hinblick auf eine Wandlerumgebung hervorgerufenen Suszeptibilitätsunterschieds zugeordnet wird.
DE200710007099 2007-02-13 2007-02-13 Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen Expired - Fee Related DE102007007099B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710007099 DE102007007099B4 (de) 2007-02-13 2007-02-13 Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen
CN200810005413.3A CN101246205B (zh) 2007-02-13 2008-02-02 医学装置及其超声波换能器和用于产生磁共振拍摄的方法
US12/030,257 US8509873B2 (en) 2007-02-13 2008-02-13 Method, transducer, and arrangement for HIFU treatment with MR temperature monitoring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710007099 DE102007007099B4 (de) 2007-02-13 2007-02-13 Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007007099A1 true DE102007007099A1 (de) 2008-08-21
DE102007007099B4 DE102007007099B4 (de) 2015-04-30

Family

ID=39627954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710007099 Expired - Fee Related DE102007007099B4 (de) 2007-02-13 2007-02-13 Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8509873B2 (de)
CN (1) CN101246205B (de)
DE (1) DE102007007099B4 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101273891B (zh) * 2007-03-29 2010-09-29 西门子(中国)有限公司 加速磁共振温度成像的方法和装置
JP5497664B2 (ja) * 2008-01-14 2014-05-21 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 温度制御部を持つ治療システム
CN101810468B (zh) * 2009-02-20 2012-11-14 西门子公司 减少磁共振温度测量误差的方法
CN101856544A (zh) * 2009-04-13 2010-10-13 胡晓平 激光测温换能器
EP2437852B1 (de) 2009-06-02 2017-03-29 Koninklijke Philips N.V. Mri-geführte therapie
EP2488250B1 (de) * 2009-10-12 2015-11-25 Kona Medical, Inc. Energetische nervenmodulation
US8326010B2 (en) 2010-05-03 2012-12-04 General Electric Company System and method for nuclear magnetic resonance (NMR) temperature monitoring
JP5627415B2 (ja) * 2010-11-24 2014-11-19 三菱電機株式会社 Mri用超電導マグネットの調整方法
US20120238915A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Der-Yang Tien Sound wave treatment platform and sound wave treatment method
US8583211B2 (en) * 2011-08-10 2013-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Method for temperature control in magnetic resonance-guided volumetric ultrasound therapy
BR112014015668A8 (pt) 2011-12-27 2017-07-04 Koninklijke Philips Nv sistema de ressonância magnética, método de termografia por ressonância magnética e mídia não transitória legível em computador
EP2624004A1 (de) * 2012-02-06 2013-08-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Temperaturbestimmung unter Verwendung von Magnetresonanz-B1-Feldkarten
WO2016057962A1 (en) * 2014-10-11 2016-04-14 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods for magnetic resonance thermometry using balanced steady state free precession

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5443068A (en) * 1994-09-26 1995-08-22 General Electric Company Mechanical positioner for magnetic resonance guided ultrasound therapy
DE102004042314A1 (de) * 2004-09-01 2006-03-30 Siemens Ag Apparat zur medizinischen Bilderzeugung, insbesondere Magnetresonanzanlage, oder Therapie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5443068A (en) * 1994-09-26 1995-08-22 General Electric Company Mechanical positioner for magnetic resonance guided ultrasound therapy
DE102004042314A1 (de) * 2004-09-01 2006-03-30 Siemens Ag Apparat zur medizinischen Bilderzeugung, insbesondere Magnetresonanzanlage, oder Therapie

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Sample-specific diamagnetic and paramagnetic passive shimming" von Kevin M. Koch et al. (Journal of Magnetic Resonance, Volume 182, pages 66-74, 2006)
Koch, K.;. u.a.: Sample-specific diamagnetic and paramagnetic passive shimming. In: J. Mag. Reson. 2006, Vol. 182, S. 66-74 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101246205B (zh) 2014-09-03
DE102007007099B4 (de) 2015-04-30
US8509873B2 (en) 2013-08-13
CN101246205A (zh) 2008-08-20
US20080194941A1 (en) 2008-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007007099B4 (de) Medizinische Einrichtung mit wenigstens einem zur Erzeugung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ausgebildeten Wandler und mit einem Magnetresonanzgerät sowie zugehöriger Ultraschallwandler und Verfahren zur Erstellung von Magnetresonanzaufnahmen
DE60016253T2 (de) Anordnung zur thermischen behandlung von biologischem gewebe
DE102011079575B4 (de) Bechterew-Adapter für Direkt-Verbindungs- Kopfspule mit einstellbarem Kippwinkel
DE102008030242A1 (de) Verfahren zur Bildüberwachung einer irreversiblen Elektroporations-Behandlung sowie zugehörige Vorrichtung
DE102011079565A1 (de) Direkt- Verbindungs- Kopfspule mit Höhenverstellung für z.B. Bechterew- Patienten
DE102008025677A1 (de) Magnetresonanzgerät mit einer PET-Einheit
EP1785093A1 (de) Bildgebungsvorrichtung und Therapieanlage mit einer solchen Bildgebungsvorrichtung
DE102013216529A1 (de) Verfahren insbesondere zur patientenadaptiven B0-Homogenisierung von MR-Systemen unter Verwendung unterschiedlicher Typen von Shim-Spulen
DE102008049771A1 (de) Kombiniertes Magnetresonanz-Bildgebungs- und Zielführungsgerät für magnetische Partikel
DE102012206300B3 (de) Shimspulenanordnung für eine Extremität eines Patienten
DE102014210458B4 (de) Ermittlung einer Position einer zu bestrahlenden Zielregion eines Patienten in einer Bestrahlungseinrichtung
DE102011079577A1 (de) Oralspule für ein Magnetresonanztomographiesystem
DE102011081039A1 (de) Lokalspulenanordnung mit integriertem Shimleiter
DE102012203331B4 (de) Lokalschirm und Verfahren zur Abschirmung von Magnetresonanzsignalen
EP1340994B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts sowie Magnetresonanzgerät
DE102012204527B4 (de) Mehrlagiges Kissen zur optimalen Anpassung an Anatomie und zur Suszeptibilitäts- Anpassung
DE102004012138A1 (de) HF-Spule mit einer integrierten homogenitätsfördernden Substanz
DE102007023655B4 (de) Verfahren zur Ermittlung wenigstens eines PET-Parameters
DE102013215918B4 (de) Thermostabilisierung einer Antennenanordnung für Magnetresonanztomographie
WO2003087862A1 (de) Kapselung eines magnetresonanz-tomographiegeräts zur dämpfung niedriger schallfrequenzen
DE102013214880A1 (de) Magnetresonanzgerät
DE102011006569A1 (de) Lokalspule, Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanzaufnahmen eines Untersuchungsobjekts und Verwendung der Lokalspule
DE10345176A1 (de) Lokalspuleneinheit eines Magnetresonanzgeräts
EP2957220B1 (de) Computertomographie mit simultanem Magnetic Particle Imaging
DE102006052223A1 (de) Steuerung eines Magnetresonanz-Tomographen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R019 Grant decision by federal patent court
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee