DE202014105274U1

DE202014105274U1 - An RF device for an MRI device comprising a surface and a volume coil

Info

Publication number: DE202014105274U1
Application number: DE202014105274.7U
Authority: DE
Original assignee: Aspect Imaging Ltd
Current assignee: Aspect Imaging Ltd
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2014-11-18
Anticipated expiration: 2024-11-04

Abstract

Eine Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung (MRD) umfassend eine HF-Anordnung; besagte HF-Anordnung ist gekennzeichnet durch zumindest eine Volumenspule und zumindest eine Oberflächenspule, die gleichzeitig betreibbar sind sodass eines des Folgenden zutrifft: a. besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger; b. besagte Volumenspule als Sendeempfänger und besagte Oberflächenspule als Empfänger; c. besagte Volumenspule als Sendeempfänger und besagte Oberflächenspule als Sender; d. besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Empfänger; e. besagte Volumenspule als Empfänger und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger; f. besagte Volumenspule als Empfänger und besagte Oberflächenspule als Sender; g. besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Sender; h. besagte Volumenspule als Sender und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger; und i. besagte Volumenspule als Sender und besagte Oberflächenspule als Empfänger.A magnetic resonance imaging (MRD) apparatus comprising an RF assembly; Said HF arrangement is characterized by at least one volume coil and at least one surface coil, which can be operated simultaneously so that one of the following applies: a. said volume coil and said surface coil as transceivers; b. said volume coil as a transceiver and said surface coil as a receiver; c. said volume coil as transceiver and said surface coil as transmitter; d. said volume coil and said surface coil as receivers; e. said volume coil as a receiver and said surface coil as a transceiver; f. said volume coil as receiver and said surface coil as transmitter; G. said volume coil and said surface coil as transmitters; H. said volume coil as a transmitter and said surface coil as a transceiver; and i. said volume coil as a transmitter and said surface coil as a receiver.

Description

Feld der Erfindung Field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine HF-Anordnung umfassend zumindest eine Oberflächenspule und zumindest eine Volumenspule, die entweder als Sender, Empfänger, Sendeempfänger oder jede Kombination dieser Funktionen zusammenwirken. Die Erfindung bezieht sich zusätzlich auf eine MRD umfassend die HF-Anordnung. The present invention relates to an RF device comprising at least one surface coil and at least one volume coil which cooperate either as a transmitter, receiver, transceiver or any combination of these functions. The invention additionally relates to an MRD comprising the RF arrangement.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Das Patent US 6,751,496 für Su und andere offenbart eine inhärent entkoppelte sandwichartig angeordnete solenoidale Anordnungsspule (SSAC) zur Verwendung beim Empfang von Kernmagnetresonanz(NMR)-Hochfrequenz(HF)-Signalen in sowohl Horizontalfeld- als auch Vertikalfeld-Magnetresonanzbildgebungs(MRT)-Systemen. In ihrer einfachsten Konfiguration umfasst die SSAC zwei koaxiale HF-Empfängerspulen. Die erste Spule der Anordnung hat zwei solenoidale (oder Schleifen-) Bereiche, die voneinander entlang einer gemeinsamen Achse getrennt sind. Die beiden Bereiche sind elektrisch in Serie miteinander verbunden, aber die Leiter in jedem Bereich sind in entgegengesetzten Richtungen gewickelt, so dass ein Strom durch die Spule ein Magnetfeld von entgegengesetzter Polarität in jedem Bereich aufbaut. Die zweite Spule der SSAC ist zwischen den zwei getrennten solenoidalen Bereichen der ersten Spule in einer Region angeordnet (“sandwiched”), wo die kombinierten entgegengerichteten magnetischen Felder sich gegenseitig zu Null auslöschen. Durch die Windungsanordnung und die geometrische Symmetrie werden die Empfangspulen der Anordnung elektromagnetisch voneinander “entkoppelt”, während sie immer noch ihre Empfindlichkeit gegenüber dem Empfang von NMR-Signalen beibehalten. Das Mehrfachspulenanordnungsarrangement erlaubt es auch, zwischen einem größeren oder einem kleineren Gesichtsfeld (“field-of-view”, FOV) auszuwählen, um Bildüberlappungsprobleme ohne zeitlichen Nachteil bei der Bilddatenaquisition zu vermeiden. Alternative Ausführungsformen werden offenbart, die ungleiche Bestandteilspulendurchmesser, ungleiche Bestandteilspulenwindungen, nicht koaxiale Spulenkonfigurationen, ein Dreispulenquadraturdetektions(QD)-SSAC-Arrangement, Mehrfach-SSAC-Arrangements und optimierte SSAC-Konfigurationen zur Brustbildgebung in sowohl Horizontal- wie auch Vertikalfeld-MRT-Systemen einschließen. The patent US 6,751,496 for Su and others discloses an inherently decoupled sandwiched solenoid array coil (SSAC) for use in receiving nuclear magnetic resonance (NMR) radio frequency (RF) signals in both horizontal field and vertical field magnetic resonance imaging (MRI) systems. In its simplest configuration, the SSAC includes two coaxial RF receiver coils. The first coil of the assembly has two solenoidal (or loop) portions separated from each other along a common axis. The two areas are electrically connected in series, but the conductors in each area are wound in opposite directions, so that a current through the coil builds up a magnetic field of opposite polarity in each area. The second coil of the SSAC is sandwiched between the two separate solenoid regions of the first coil where the combined opposing magnetic fields cancel each other out to zero. The winding arrangement and geometric symmetry "electromagnetically" decouple the receive coils of the array while still maintaining their sensitivity to receiving NMR signals. The multiple coil arrangement arrangement also allows one to select between a larger or a smaller field of view (FOV) to avoid image overlap problems without any time penalty in image data acquisition. Alternative embodiments are disclosed that include unequal constituent coil diameters, unequal constituent coil convolutions, noncoaxial coil configurations, a three coil quadrature detection (QD) -SSAC arrangement, multiple SSAC arrangements, and optimized SSAC configurations for breast imaging in both horizontal and vertical field MRI systems ,

Die Achsen der Spulen von US 6,751,496 sind jedoch zueinander parallel. Es gibt daher ein lange bestehendes Bedürfnis für ein System zum gleichzeitigen Messen von wechselseitig senkrechten Komponenten des HF-Magnetfeldes während einer MRT eines Kleinkindes unter Verwendung von nicht parallelen Spulen. The axes of the coils of US 6,751,496 however, they are parallel to each other. There is therefore a long felt need for a system for simultaneously measuring mutually perpendicular components of the RF magnetic field during an infant's MRI using non-parallel coils.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Eine Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung (MRD) umfassend eine HF-Anordnung; besagte HF-Anordnung ist gekennzeichnet durch zumindest eine Volumenspule und zumindest eine Oberflächenspule, die gleichzeitig betreibbar sind sodass eines des Folgenden zutrifft:
besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger;
besagte Volumenspule als Sendeempfänger und besagte Oberflächenspule als Empfänger;
besagte Volumenspule als Sendeempfänger und besagte Oberflächenspule als Sender;
besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Empfänger;
besagte Volumenspule als Empfänger und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger;
besagte Volumenspule als Empfänger und besagte Oberflächenspule als Sender;
besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Sender;
besagte Volumenspule als Sender und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger; und
besagte Volumenspule als Sender und besagte Oberflächenspule als Empfänger. A magnetic resonance imaging (MRD) apparatus comprising an RF device; said RF device is characterized by at least one volume coil and at least one surface coil which are simultaneously operable so that one of the following applies:
said volume coil and said surface coil as a transceiver;
said volume coil as a transceiver and said surface coil as a receiver;
said volume coil as a transceiver and said surface coil as a transmitter;
said volume coil and said surface coil as a receiver;
said volume coil as a receiver and said surface coil as a transceiver;
said volume coil as a receiver and said surface coil as a transmitter;
said volume coil and said surface coil as a transmitter;
said volume coil as a transmitter and said surface coil as a transceiver; and
said volume coil as a transmitter and said surface coil as a receiver.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die MRD einen SNR-Wert hat n-mal größer als ein SNR-Wert einer MRD umfassend eine HF-Anordnung umfassend nur eine Volumenspule oder eine Oberflächenspule; n ist gleich oder größer als 1,05. According to an embodiment of the present invention, the MRD has an SNR value n times greater than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; n is equal to or greater than 1.05.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Bildgebungszeit der MRD m-mal niedriger ist als ein SNR-Wert einer MRD umfassend eine HF-Anordnung umfassend nur eine Volumenspule oder eine Oberflächenspule; m ist gleich oder größer als 1,05. According to an embodiment of the present invention, wherein the imaging time of the MRD is m times lower than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; m is equal to or greater than 1.05.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Volumenspule ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Vogelkäfigspulen, TEM-Spule, Sattelspule und jeder Kombination davon. According to an embodiment of the present invention, wherein the volume coil is selected from a group consisting of birdcage coils, TEM coil, saddle coil and any combination thereof.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die HF-Anordnung bewegbar ist. According to an embodiment of the present invention, wherein the RF device is movable.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Volumenspule und die Oberflächenspule individuell bewegbar sind. According to an embodiment of the present invention, wherein the volume coil and the surface coil are individually movable.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei zumindest eine von der Volumenspule oder der Oberflächenspule mehrfach abgestimmte HF-Spulen sind. According to an embodiment of the present invention, wherein at least one of the Volume coil or the surface coil multi-tuned RF coils are.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die MRD zusätzlich einen Inkubator umfasst, der dazu angepasst ist, ein Neugeborenes zu beherbergen. According to an embodiment of the present invention, wherein the MRD additionally comprises an incubator adapted to house a newborn.

Eine HF-Anordnung für eine Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung (MRD) gekennzeichnet durch zumindest eine Volumenspule und zumindest eine Oberflächenspule, die gleichzeitig betreibbar sind sodass eines des Folgenden zutrifft:
besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger;
besagte Volumenspule als Sendeempfänger und besagte Oberflächenspule als Empfänger;
besagte Volumenspule als Sendeempfänger und besagte Oberflächenspule als Sender;
besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Empfänger;
besagte Volumenspule als Empfänger und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger;
besagte Volumenspule als Empfänger und besagte Oberflächenspule als Sender;
besagte Volumenspule und besagte Oberflächenspule als Sender;
besagte Volumenspule als Sender und besagte Oberflächenspule als Sendeempfänger; und
besagte Volumenspule als Sender und besagte Oberflächenspule als Empfänger. An RF device for a magnetic resonance imaging device (MRD) characterized by at least one volume coil and at least one surface coil, which are simultaneously operable so that one of the following applies:
said volume coil and said surface coil as a transceiver;
said volume coil as a transceiver and said surface coil as a receiver;
said volume coil as a transceiver and said surface coil as a transmitter;
said volume coil and said surface coil as a receiver;
said volume coil as a receiver and said surface coil as a transceiver;
said volume coil as a receiver and said surface coil as a transmitter;
said volume coil and said surface coil as a transmitter;
said volume coil as a transmitter and said surface coil as a transceiver; and
said volume coil as a transmitter and said surface coil as a receiver.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die MRD, die die HF-Anordnung umfasst, einen SNR-Wert hat n-mal größer als ein SNR-Wert einer MRD umfassend eine HF-Anordnung umfassend nur eine Volumenspule oder eine Oberflächenspule; n ist gleich oder größer als 1,05. According to an embodiment of the present invention, wherein the MRD comprising the RF device has an SNR value n times greater than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; n is equal to or greater than 1.05.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Bildgebungszeit der MRD, die die besagte HF-Anordnung umfasst, m-mal niedriger ist als ein SNR-Wert einer MRD umfassend eine HF-Anordnung umfassend nur eine Volumenspule oder eine Oberflächenspule; m ist gleich oder größer als 1,05. According to an embodiment of the present invention, wherein the imaging time of the MRD comprising said RF device is m times lower than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; m is equal to or greater than 1.05.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die HF-Anordnung innerhalb eines Neugeboreneninkubators kombiniert ist, der dazu angepasst ist, innerhalb einer MRD beherbergt zu sein. In accordance with an embodiment of the present invention, wherein the RF assembly is combined within a neonatal incubator adapted to be hosted within an MRD.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die HF-Anordnung innerhalb der besagten MRD kombiniert ist. According to an embodiment of the present invention, wherein the RF arrangement is combined within said MRD.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Volumenspule innerhalb der MRD oder innerhalb eines Neugeboreneninkubators kombiniert ist, der dazu angepasst ist, innerhalb der MRD beherbergt zu sein, und die Oberflächenspule innerhalb der MRD oder innerhalb des Inkubators kombiniert ist. According to an embodiment of the present invention, wherein the volume coil is combined within the MRD or within a neonatal incubator adapted to be hosted within the MRD and the surface coil is combined within the MRD or within the incubator.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Volumenspule oder die Oberflächenspule dazu konfiguriert ist, eine Öffnung des Inkubators zu schließen. According to an embodiment of the present invention, wherein the volume coil or the surface coil is configured to close an opening of the incubator.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei zumindest eine von der Volumenspule oder der Oberflächenspule mehrfach abgestimmte HF-Spulen sind. According to an embodiment of the present invention, wherein at least one of the volume coil or the surface coil are multi-tuned RF coils.

Kurze Beschreibung der Figuren Um die Erfindung zu verstehen und zu sehen, wie sie in die Praxis umgesetzt werden kann, werden nun eine Mehrzahl von Ausführungsformen, jedoch nur als nicht beschränkendes Beispiel, mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen: Brief Description of the Drawings In order to understand and appreciate the invention, a number of embodiments will be described by way of non-limitative example only with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine Illustration ist, die HF-Spulen darstellt; 1 an illustration depicting RF coils;

2 eine Illustration ist, die verschiedene Volumen-HF-Spulen darstellt; 2 an illustration illustrating different volume RF coils;

2A eine Illustration ist, die eine Vogelkäfigspule darstellt; 2A an illustration depicting a birdcage reel;

2B eine Illustration ist, die eine Sattelspule darstellt; 2 B an illustration depicting a saddle coil;

2C eine Illustration ist, die eine Solenoidalspule darstellt; 2C an illustration depicting a solenoid spool;

3A ist eine Illustration, die das B1-Feld einer 6-sprossigen Vogelkäfigspule darstellt; 3A is an illustration depicting the B1 field of a 6-legged birdcage coil;

3B ist eine Illustration, die das B1-Feld einer Oberflächenspule darstellt; 3B Fig. 10 is an illustration showing the B1 field of a surface coil;

4A ist eine Illustration, die eine HF-Anordnung umfassend eine Volumenspule darstellt; 4A Fig. 10 is an illustration illustrating an RF assembly including a volume coil;

4B ist eine Illustration, die eine HF-Anordnung umfassend eine Oberflächenspule darstellt; 4B Fig. 10 is an illustration showing an RF device comprising a surface coil;

4C ist eine Illustration, die eine HF-Anordnung umfassend eine Oberflächenspule und eine Volumenspule darstellt; 4C Fig. 10 is an illustration illustrating an RF device comprising a surface coil and a volume coil;

4D ist eine Illustration, die eine MRD-Vorrichtung mit einem zylindrischen Magneten Elektromagneten umfassend eine HF-Anordnung von kombinierter Oberflächenspule und einer Volumenspule darstellt; 4D Fig. 4 is an illustration illustrating an MRD device with a cylindrical magnet electromagnet comprising an RF assembly of combined surface coil and a volume coil;

4E ist eine Illustration, die eine MRT-Vorrichtung mit einem dipolaren Elektromagneten umfassend eine HF-Anordnung von kombinierter Oberflächenspule und einer Volumenspule darstellt. 4E Fig. 4 is an illustration illustrating an MRI device with a dipolar electromagnet comprising an RF assembly of combined surface coil and a volume coil.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Detailed Description of the Preferred Embodiments

In der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden, und in denen auf dem Wege der Illustration spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung aufgeführt werden kann, gezeigt werden. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle Änderungen gemacht werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung kann gemäß den Ansprüchen mit einigen oder allen dieser spezifischen Details ausgeführt werden. Zum Zwecke der Klarheit ist technisches Material, das in den technischen Feldern, die mit der Erfindung in Beziehung stehen, bekannt ist, nicht im Detail beschrieben worden, so dass die vorliegende Erfindung nicht unnötig verdunkelt wird. In the following detailed description of the preferred embodiments, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be embodied. It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural changes may be made without departing from the scope of the present invention. The present invention may be practiced according to the claims with some or all of these specific details. For the sake of clarity, technical material known in the technical fields related to the invention has not been described in detail, so that the present invention is not unnecessarily obscured.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine HF-Anordnung für eine MRD, die eine Oberflächenspule mit einer Volumenspule kombiniert, die beide als Sendeempfänger dienen. Eine Kombination der beiden Spulen resultiert in einem verbessertem SNR wie auch in einer verringerten Bildgebungszeit. Jede Spule kann als eine Sendeempfänger-HF-Spule und/oder als eine Empfänger-HF-Spule und/oder eine Sender-HF-Spule agieren. The present invention relates to an RF device for an MRD that combines a surface coil with a volume coil, both of which serve as transceivers. A combination of the two coils results in an improved SNR as well as a reduced imaging time. Each coil may act as a transceiver RF coil and / or as a receiver RF coil and / or a transmitter RF coil.

MRT beruht auf der Detektion von NMR-Signalen von reichlich vorhandenen Wasserstoffprotonen im menschlichen Körper. Diese Protonen werden zunächst einem starken elektromagnetischen Hochfrequenz-(HF)-Wellenanregungspuls ausgesetzt. Wenn die Frequenz des Anregungspulses richtig gewählt ist, erhalten die Protonen genügend HF-Energie, um einen Übergang zu einem angeregten Zustand zu machen. Schließlich geben die angeregten Protonen ihre überschüssige Energie über einen Zerfallsprozess ab, der allgemein als “Relaxation” bekannt ist, und kehren zu ihrem Ursprungszustand zurück. MRI is based on the detection of NMR signals from abundant hydrogen protons in the human body. These protons are first exposed to a strong high frequency electromagnetic (RF) wave excitation pulse. If the frequency of the excitation pulse is chosen correctly, the protons receive enough RF energy to make a transition to an excited state. Finally, the excited protons release their excess energy through a decay process, commonly known as "relaxation," and return to their original state.

Da das magnetische Moment eine Protons eine Vektorgröße ist, ist das mikroskopische Verhalten von Millionen von Protonen, die zusammen untersucht werden, äquivalent zu der Vektorsumme der individuellen magnetischen Momente all der Protonen. Der Einfachheit halber wird diese Summe typischerweise als ein einziger resultierender Magnetisierungsvektor, M0, dargestellt, der entlang B0 (das statische Hauptmagnetfeld) ausgerichtet ist. Der starke HF-Anregungspuls, der bei der MRT benutzt wird, kippt diesen resultierenden Magnetisierungsvektor im Grunde genommen weg aus der Ausrichtung mit dem statischen Hauptmagnetfeld B0 und bewirkt, dass er präzediert, bevor er in eine Gleichgewichtsausrichtung mit B0 zurück zerfällt. Die Komponente dieses präzedierenden resultierenden Magnetisierungsvektors in einer Ebene senkrecht zu B0 induziert ein HF-Signal, das als das Kernmagnetresonanz-(NMR)-Signal bezeichnet wird, in einer oder mehreren HF-Empfängerspulen, die nahe des Körperteils, das die angeregten Protonen enthält, platziert worden sind. Since the magnetic moment of a proton is a vector magnitude, the microscopic behavior of millions of protons studied together is equivalent to the vector sum of the individual magnetic moments of all the protons. For simplicity, this sum is typically represented as a single resulting magnetization vector, M0, aligned along B0 (the main static magnetic field). The high RF excitation pulse used in MRI basically tilts this resulting magnetization vector out of alignment with the main static magnetic field B0 and causes it to precess before decaying back into equilibrium alignment with B0. The component of this precessing resulting magnetization vector in a plane perpendicular to B0 induces an RF signal, referred to as the nuclear magnetic resonance (NMR) signal, in one or more RF receiver coils close to the body part containing the excited protons. have been placed.

Während einer klinischen MRT wird die magnetische Resonanz von Protonen in verschiedenen Geweben innerhalb einer anatomischen Region durch das Hervorrufen eines Magnetfeldgradienten entlang jeder der drei wechselseitig zueinander orthogonalen Raumrichtungen unterscheidbar gemacht, was bewirkt, dass Protonen an verschiedenen räumlichen Orten leicht verschiedene NMR-Frequenzen haben. Die in der Empfängerspule induzierten NMR-Signale können dann verarbeitet werden, um Bilder der anatomischen Strukturen von Interesse (d. h. Bilder der räumlichen Verteilung von NMR-Kernen, die in mehreren Hinsichten den anatomischen Strukturen entsprechen, die solche Kerne enthalten) zu rekonstruieren. During a clinical MRI, the magnetic resonance of protons in various tissues within an anatomical region is made distinguishable by inducing a magnetic field gradient along each of the three mutually orthogonal spatial directions, causing protons at different spatial locations to have slightly different NMR frequencies. The NMR signals induced in the receiver coil can then be processed to reconstruct images of the anatomical structures of interest (i.e., images of the spatial distribution of NMR nuclei corresponding in many respects to the anatomical structures containing such nuclei).

Um das maximale induzierte Signal in einer Empfängerspule zu erhalten, muss das magnetische Feld der Empfängerspule, das konventionellerweise als B1 bezeichnet wird, senkrecht zu der Richtung des statischen Magnetfeldes (B0) des MRT-Gerätes orientiert sein. Für eine Empfängerspule von der Art einer ebenen Schleife (d. h. einer im Wesentlichen flachen Schleife) ist diese Richtung in eine Richtung normal zu der Ebene der leitfähigen Schleife(n) der Spule. In order to obtain the maximum induced signal in a receiver coil, the magnetic field of the receiver coil, conventionally referred to as B1, must be oriented perpendicular to the direction of the static magnetic field (B0) of the MRI apparatus. For a receiver coil of the planar loop type (i.e., a substantially flat loop), this direction is in a direction normal to the plane of the conductive loop (s) of the coil.

Für eine Spule des Typs Quadraturdetektion (QD), die im Wesentlichen aus zwei HF-Empfängerspulen besteht, die wechselseitig senkrecht zueinander orientierte B1-Felder haben, muss auch die B1-Felder von beiden seiner Spulen senkrecht zu dem statischen Feld B0 des MRT-Gerätes orientiert haben, um ein maximales induziertes Signal zu erhalten. For a quadrature detection (QD) coil, which consists essentially of two RF receiver coils having mutually perpendicularly oriented B1 fields, the B1 fields of both of its coils must also be perpendicular to the static field B0 of the MRI apparatus oriented to obtain a maximum induced signal.

In der klinischen MRT gibt es gewisse Designüberlegungen, die besonders im Hinblick auf das Erhalten einer maximalen Leistungsfähigkeit einer HF-Empfängerspule relevant sind. Beispielsweise sind die NMR-Signale, die in einer HF-Empfängerspule während einer Magnetresonanzbildgebung induziert werden, nominal hinsichtlich ihrer Stärke in der Größenordnung von Nanovolt, während das elektrische Hintergrundumgebungsrauschen von vergleichbarem Level oder höher sein kann. Daher muss eine Hochleistungs-HF-Empfängerspule für die klinische MRT elektromagnetisch empfindlich genug sein, um die NMR-Signale mit geringem Level trotz der relativ hohen Levels des elektrischen Hintergrundrauschens zu detektieren. Daneben sind andere Designüberlegungen wie das Gesichtsfeld, Gleichförmigkeit (d. h. Gleichförmigkeit des von der Spule erzeugten Magnetfeldes) und Spuleneffizienz ebenfalls hochrelevant für die Spulenleistung in der klinischen Umgebung; Gleichförmigkeit, weil sie die Bildinterpretation beeinträchtigen kann, und Spuleneffizienz, weil eine hocheffiziente Spule es erlaubt, die gleiche Bildgebungsinformationen in einer kürzeren Zeit zu erlangen. In clinical MRI, there are certain design considerations that are particularly relevant to obtaining maximum efficiency of an RF receiver coil. For example, the NMR signals induced in an RF receiver coil during magnetic resonance imaging are nominally of the order of nanovolt magnitude, while the background electrical background noise may be of comparable level or higher. Therefore, a high-power RF receiver coil for clinical MRI must be electromagnetically sensitive enough to detect the low-level NMR signals despite the relatively high levels of background electrical noise. In addition, other design considerations such as the field of view, uniformity (i.e., uniformity of the magnetic field generated by the coil), and coil efficiency are also highly relevant to coil performance in the clinical environment; Uniformity because it can affect the image interpretation and coil efficiency because a high-efficiency coil allows to obtain the same imaging information in a shorter time.

Theoretische Analysen und experimentelle Ergebnisse haben gezeigt, dass es für viele MRT-Anwendungen vorteilhaft ist, eine Mehrzahl von HF-Empfängerspulen als eine signalempfangende Anordnung zu verwenden, um die Spulenempfindlichkeit, das Signal-Rausch-Verhältnis und das Gesichtsfeld der Abbildung zu verbessern. Konventionellerweise wird das „Gesichtsfeld“ (FOV) der Abbildung für eine MRT-Empfängerspule definiert als die Entfernung zwischen zwei Punkten auf dem Spulenempfindlichkeitsprofil (d. h. einem Graphen von Spulenempfindlichkeit gegenüber des Entfernungprofils), wo das Signal auf 80% seines Spitzenwertes abfällt. In einem typischen MRT-Empfängerspulenanordnungsarrangement werden statt der Verwendung eines einzigen großen FOV und einer weniger empfindlichen Spule, die das gesamte Bildgebungsvolmen von Interesse abdeckt, mehrere kleine FOV und empfindliche Spulen als eine Anordnung über das gesamte Bildgebungsvolumen verteilt. Jede individuelle Spule der Anordnung deckt ein kleines örtliches Volumen ab, und die NMR-Signale, die von jeder Spule empfangen werden, werden gleichzeitig durch entsprechende Datenakquisitionskanäle erlangt. Die Signale von jedem der Kanäle werden dann geeignet kombiniert und verarbeitet, um ein Bild des kompletten Volumens von Interesse zu konstruieren. Durch diese Fähigkeit, gleichzeitig ein Signal von mehreren Quellen (d. h. mehreren Spulen) zu erlangen, und da jeder individuelle Signalkanal mit seinem eigenen zugehörigen Detektionsschaltkreis verbunden ist, kann eine Spule vom Anordnungstyp mit hoher Effizienz arbeiten. Theoretical analyzes and experimental results have shown that it is advantageous for many MRI applications to use a plurality of RF receiver coils as a signal receiving arrangement to improve coil sensitivity, signal-to-noise ratio, and field of view of the image. Conventionally, the "field of view" (FOV) image for an MRI receiver coil is defined as the distance between two points on the coil sensitivity profile (i.e., a graph of coil sensitivity versus distance profile) where the signal falls to 80% of its peak value. In a typical MRI receiver coil placement arrangement, rather than using a single large FOV and a less sensitive coil covering the entire imaging volume of interest, multiple small FOV and sensitive coils are distributed as an array throughout the imaging volume. Each individual coil of the array covers a small local volume and the NMR signals received from each coil are obtained simultaneously through corresponding data acquisition channels. The signals from each of the channels are then appropriately combined and processed to construct an image of the entire volume of interest. This ability to simultaneously receive signal from multiple sources (i.e., multiple coils), and since each individual signal channel is connected to its own associated detection circuitry, allows a device-type coil to operate with high efficiency.

Typischerweise haben die Spulen in Vorichtungen aus dem Stand der Technik parallele Achsen. Bei der vorliegenden Erfindung können die Achsen der Spulen nicht parallel sein, was eine größere Empfindlichkeit erlaubt, wenn Flips verschieden von 90° verwendet werden. Typically, the coils in parallel prior art devices have parallel axes. In the present invention, the axes of the coils can not be parallel, allowing greater sensitivity when using flips other than 90 °.

Es gibt zwei wesentliche Arten von HF-Spulen: Volumenspulen und Oberflächenspulen. Volumenspulen sind dazu konfiguriert, eine homogene HF-Anregung über ein großes Volumen bereitzustellen. Die meisten klinischen MRT-Scanner schließen eine eingebaute Volumenspule ein, um eine Ganzkörperbildgebung durchzuführen, und kleinere Volumenspulen sind für den Kopf und andere Extremitäten konstruiert worden. Diese Spulen erfordern wegen ihrer Größe ein großes Maß an HF-Leistung, so dass sie oft in Quadratur betrieben werden, um die HF-Leistungsanforderungen um den Faktor zwei zu reduzieren. Weiter sind Volumenspulen nicht wünschenswert, wenn nur ein kleiner Bereich abgetastet wird, da sie Rauschen aus dem gesamten Volumen empfangen und nicht nur aus der interessierenden Region. There are two main types of RF coils: volume coils and surface coils. Volume coils are configured to provide homogeneous RF excitation over a large volume. Most clinical MRI scanners include a built-in volume coil to perform whole-body imaging, and smaller volume coils have been designed for the head and other extremities. These coils require a large amount of RF power because of their size, so they are often operated in quadrature to reduce RF power requirements by a factor of two. Further, volume coils are undesirable if only a small area is scanned because they receive noise from the entire volume rather than just from the region of interest.

Der Begriff “HF” oder “Hochfrequenz” bezieht sich hierin nachfolgend austauschbar auf jede Frequenz innerhalb des elektromagnetischen Spektrums, die mit der Ausbreitung von Hochfrequenzwellen verbunden ist. Die bei Magnetresonanzuntersuchungen normalerweise verwendete HF ist im MegaHertz-(MHz)-Bereich. Der HF-Bereich, der normalerweise bei der Elektronspinresonanz verwendet wird, ist im GigaHertz-(GHz)-Bereich. The term "HF" or "radio frequency" will hereinafter interchangeably refer to any frequency within the electromagnetic spectrum associated with the propagation of high frequency waves. The RF normally used in magnetic resonance studies is in the Megahertz (MHz) range. The RF range normally used in electron spin resonance is in the GigaHertz (GHz) range.

Der Begriff “HF-Spule” bezieht sich hierin nachfolgend auf jede Spule, die zur Übertragung von HF-Pulsen und/oder zum Empfangen von MR-Signalen, die zur Magnetresonanzbildgebung verwendet werden, verwendet werden. HF-Spulen sind im Stand der Technik bekannt, in Magnetresonanzkonfigurationen wie in Form einer “Vogelkäfigspule”, “Sattelspule”, “Solenoidspule” und ähnlich verwendet zu werden. As used herein, the term "RF coil" refers to any coil used to transmit RF pulses and / or receive MR signals used for magnetic resonance imaging. RF coils are known in the art to be used in magnetic resonance configurations such as a "birdcage coil", "saddle coil", "solenoid coil" and the like.

Der Begriff “Oberflächenspule” bezieht sich hierin nachfolgend auf Spulen, die dazu gestaltet sind, eine sehr hohe HF-Empfindlichkeit über einen kleinen Bereich von Interesse bereitzustellen. Diese Spulen sind oft Einfach- oder Mehrfachwindungsschleifen, die direkt über der Anatomie von Interesse platziert werden. Die Größe dieser Spulen kann für den speziellen Bereich von Interesse optimiert werden. As used herein, the term "surface coil" refers to coils designed to provide very high RF sensitivity over a small range of interest. These coils are often single or multiple turn loops that are placed directly over the anatomy of interest. The size of these coils can be for be optimized for the specific area of interest.

Der Begriff “Volumenspule” bezieht sich hierin nachfolgend auf Spulen, die dazu gestaltet sind, eine homogene HF-Anregung über ein großes Volumen bereitzustellen. Die meisten klinischen MRT-Scanner schließen eine eingebaute Volumenspule ein, um eine Ganzkörperbildgebung durchzuführen, und kleinere Volumenspulen sind für den Kopf und andere Extremitäten konstruiert worden. Übliche Designs für Volumenspulen schließen Vogelkäfigspulen (“Birdcage Coils“), TEM-Spulen und Sattelspulen (“Saddle Coils“) ein. Diese Spulen erfordern wegen ihrer Größe ein großes Maß an HF-Leistung, so dass sie oft in Quadratur betrieben werden, um die HF-Leistungsanforderungen um den Faktor zwei zu reduzieren. Die HF-Homogenität von Volumenspulen ist sehr wünschenswert für das Senden, ist aber weniger ideal, wenn die Region von Interesse klein ist. Das große Gesichtsfeld von Volumenspulen bedeutet, dass sie beim Empfangen Rauschen aus dem ganzen Körper empfangen, nicht nur aus der Region von Interesse. Oberflächenspulen sind schlechte Senderspulen, weil sie eine schlechte HF-Homogenität selbst über ihrer Region von Interesse haben. Ihr kleines Gesichtsfeld macht sie ideal zum Empfangen, da sie nur Rauschen aus der Region von Interesse detektieren. As used herein, the term "volume coil" refers to coils designed to provide homogeneous RF excitation over a large volume. Most clinical MRI scanners include a built-in volume coil to perform whole-body imaging, and smaller volume coils have been designed for the head and other extremities. Common designs for volume coils include birdcage coils, TEM coils, and saddle coils. These coils require a large amount of RF power because of their size, so they are often operated in quadrature to reduce RF power requirements by a factor of two. The RF homogeneity of volume coils is very desirable for transmission, but is less ideal if the region of interest is small. The large field of view of volume coils means that they receive noise from the whole body when receiving, not just from the region of interest. Surface coils are bad transmitter coils because they are of poor RF homogeneity, even over their region of interest. Their small field of view makes them ideal for receiving as they only detect noise from the region of interest.

Die Vogelkäfigspule ist die am Meisten verwendete HF-Sendevorrichtung, die in klinischen MRT heutzutage verwendet wird. Nahezu alle Körperspulen in zylindrischen supraleitenden Scannern sind von diesem Design. Wie in dem Diagramm (oben links) gezeigt, besteht die Vogelkäfigspule aus zwei kreisförmigen leitfähigen Schleifen, die als Endringe bezeichnet werden, die durch eine gerade Anzahl leitfähiger gerader Elemente miteinander verbunden sind, die Sprossen oder Schenkel genannt werden. Die Anzahl der Sprossen hängt von der Größe der Spule ab (Körperspule > Kopfspule) und reicht typischerweise von ungefähr 8 bis 32. Vogelkäfigspulen enthalten auch Kondensatoren zwischen leitenden Elementen, die, basierend auf den gewünschten Frequenzcharakteristiken, variabel arrangiert sind. In klinischen MRT wird üblicherweise eine Hochpasskonfiguration verwendet mit Paaren von Kondensatoren, die entlang der Endringe angeordnet sind. Zusammen genommen approximiert dieses Design eine kontinuierliche leitfähige Oberfläche. The birdcage coil is the most commonly used RF transmitter used in clinical MRI today. Almost all body coils in cylindrical superconducting scanners are of this design. As shown in the diagram (top left), the birdcage coil consists of two circular conductive loops, referred to as end rings, interconnected by an even number of conductive straight elements called rungs or legs. The number of rungs depends on the size of the coil (body coil> head coil) and typically ranges from about 8 to 32. Birdcage coils also include capacitors between conductive elements that are variably arranged based on the desired frequency characteristics. In clinical MRI, a high pass configuration is commonly used with pairs of capacitors located along the end rings. Taken together, this design approximates a continuous conductive surface.

Im Sendebetrieb werden sinusförmige Ströme auf jede Sprosse appliziert, die entlang der Peripherie der Spule sequentiell phasenverschoben sind. Wenn es N Sprossen gibt, ist die Phasenverschiebung zwischen den Strömen in benachbarten Elementen 360°/N. Gemäß der Antennenthoerie existiert immer dann, wenn die Stromverteilung über eine zylindrische Oberfläche einer sinusförmigen Winkelabhängigkeit genügt, eine Resonanzbedingung, und ein homogenes Magnetfeld kann innerhalb des Leiters erzeugt werden. In transmit mode, sinusoidal currents are applied to each rung, which are sequentially phase shifted along the periphery of the coil. If there are N sprouts, the phase shift between the currents in adjacent elements is 360 ° / N. According to the antenna frame, whenever the current distribution over a cylindrical surface satisfies a sinusoidal angular dependence, a resonance condition exists and a homogeneous magnetic field can be generated within the conductor.

Eine gewisse Einsicht in die Erzeugung eines zirkular polarisierten B1-Feldes kann durch Betrachtung des Diagrammes unten erlangt werden, das eine hypothetische 6-sprossige Vogelkäfigspule zeigt. Der Strom in jeder Sprosse ist in die Seite hinein gerichtet (bezeichnet durch die X Pfeilenden). Die gekrümmten lokalen Felder, die um jede Sprosse herum erzeugt werden, sind gemäß Maxwells rechter-Hand-Regel gezeichnet. Jede Sprosse ist durch einen sinusförmigen Strom betrieben, aber der Spitzenstrom von jeder aufeinanderfolgenden Sprosse ist um 360°/6 = 60° verzögert. Sowie jede Sprosse einen Spitzenwert erreicht, wird seinerseits das zentrale Magnetfeld als rotierend gesehen. Dies ist ein HF-Resonanzphänomen, das als die erste Mode oder die homogene Mode der Spule bezeichnet wird. Some insight into the generation of a circularly polarized B1 field can be obtained by looking at the diagram below which shows a hypothetical 6-speed birdcage coil. The current in each rung is directed into the side (indicated by the X arrow ends). The curved local fields generated around each rung are drawn according to Maxwell's right hand rule. Each rung is powered by a sinusoidal current, but the peak current of each successive rung is delayed by 360 ° / 6 = 60 °. As each rung reaches a peak, the central magnetic field is seen rotating. This is an RF resonance phenomenon referred to as the first mode or the homogeneous mode of the coil.

Der Begriff “Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)” bezieht sich hierin nachfolgend auf einen generischen Begriff, der misst, wie viel echtes Signal (d. h. reflektierende tatsächliche Anatomie) gegenüber wie viel Rauschen (d. h. zufälliges Quantenmottling) ein spezielles Bild hat, was in einem unscharfen Aussehen resultiert. Das SNR wird häufig gemessen durch Berechnen der Differenz in der Signalintensität zwischen dem Bereich von Interesse und dem Hintergrund (normalerweise ausgewählt aus der das Objekt umgebenden Luft). In der Luft sollte jedes vorhandene Signal Rauschen sein. Die Differenz zwischen dem Signal und dem Hintergrundrauschen wird geteilt durch die Standardabweichung des Signals aus dem Hintergrund – einer Indikation der Variabilität des Hintergrundrauschens. Das SNR ist proportional zu dem Volumen des Voxels und zu der Quadratwurzel der Anzahl oder Mittelwerte und Phasenschritte (unter der Annahme von Voxels gleicher Größe). Da das Mittelwertbilden und das Vergrößern der Phasenschritte Zeit braucht, ist das SNR eng mit der Akquisitionszeit verbunden. The term "signal-to-noise ratio (SNR)" hereinbelow refers to a generic term that measures how much true signal (ie, actual reflective anatomy) versus how much noise (ie, random quantum mottling) has a particular image, in other words results in a blurred appearance. The SNR is often measured by calculating the difference in signal intensity between the region of interest and the background (usually selected from the air surrounding the object). In the air, any signal present should be noise. The difference between the signal and the background noise is divided by the standard deviation of the signal from the background - an indication of the variability of the background noise. The SNR is proportional to the volume of the voxel and to the square root of the number or means and phase steps (assuming voxels of equal size). Since averaging and increasing phase steps takes time, the SNR is closely related to the acquisition time.

Der Begriff “Sendeempfänger” bezieht sich hierin nachfolgend auf eine Vorrichtung, die sowohl einen Sender wie auch einen Empfänger umfasst, die kombiniert sind und die sich eine gemeinsame Schaltungsanordnung oder ein einziges Gehäuse teilen. As used herein, the term "transceiver" refers to a device that includes both a transmitter and a receiver that are combined and that share common circuitry or housing.

Der Begriff “Sendeempfänger-HF-Spule” bezieht sich hierin nachfolgend auf eine HF-Spule, die sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule funktioniert. As used herein, the term "transceiver RF coil" refers to an RF coil that functions as both a transmitter coil and a receiver coil.

Der Begriff “Sender-HF-Spule” bezieht sich hierin nachfolgend auf eine HF-Spule, die bei der Anregung der Spins benutzt wird. Auch“nur Sendespule” genannt, wird sie benutzt, um das B1-Feld zu erzeugen. Als ein Hochfrequenzgenerator sendet diese Spule Stöße von HF-Pulsen. Diese Pulse dienen dazu, die Spins in dem Patienten zu stören. The term "transmitter RF coil" hereinafter refers to an RF coil used in excitation of the spins. Also called "transmit coil only", it is used to generate the B1 field. As a high frequency generator sends This coil bumps from RF pulses. These pulses serve to disturb the spins in the patient.

Der Begriff “Empfänger-HF-Spule” bezieht sich hierin nachfolgend auf eine HF-Spule, die benutzt wird, um ein MR-Signal von dem Patienten zu detektieren oder zu empfangen, wenn die gestörten Spins zurück in ihre Gleichgewichtsverteilung relaxieren. As used herein, the term "receiver RF coil" refers to an RF coil used to detect or receive an MR signal from the patient as the disturbed spins relax back into their equilibrium distribution.

Der Begriff “B1-Feld” bezieht sich hierin nachfolgend auf ein veränderliches Hochfrequenz-(HF)-Feld, dass zunächst in das Spinsystem nahe bei der Larmor-Frequenz gesendet wird. Zusätzlich dazu, dass es eine spezielle Frequenz hat, muss das B1-Feld auch senkrecht zu dem Hauptmagnetfeld (Bo) appliziert werden. Das B1-Feld wird durch das Leiten von elektrischen Strömen durch spezialisierte HF-Sendespulen erzeugt. Diese Spulen sind entweder innerhalb der inneren Wändes des Scanners angeordnet oder als freistehende Vorrichtungen, die durch Kabel miteinander verbunden und auf oder neben dem Patienten platziert sind. The term "B1 field" hereinafter refers to a variable radio frequency (RF) field that is first sent into the spin system near the Larmor frequency. In addition to having a specific frequency, the B1 field must also be applied perpendicular to the main magnetic field (Bo). The B1 field is generated by passing electrical currents through specialized RF transmit coils. These coils are located either within the interior walls of the scanner or as stand-alone devices which are interconnected by cables and placed on or adjacent to the patient.

Der Begriff “Bildgebungszeit” bezieht sich hierin nachfolgend auf die Zeit zwischen dem Beginn des Bildgebungsverfahrens bis zufriedenstellende Daten empfangen worden sind. The term "imaging time" hereinafter refers to the time between the beginning of the imaging procedure until satisfactory data has been received.

Der Begriff “mehrfach abgestimmte HF-Spule” bezieht sich hierin nachfolgend auf jede HF-Spule, die dazu gestaltet ist, bei mehr als einer Resonanzfrequenz zu arbeiten (d. h. verschiedene Betriebsweisen bereitstellt), so dass die MR von mehr als einer Art von Kernen mit der selben Spule beobachtet werden kann. As used herein, the term "multi-tuned RF coil" refers to any RF coil that is designed to operate at more than one resonant frequency (ie, provides different modes of operation) such that the MR of more than one type of nuclei the same coil can be observed.

Der Begriff “Inkubator” bezieht sich hierin nachfolgend austauschbar auf eine spezielle Einheit, die auf die Pflege von kranken oder frühgeborenen neugeborenen Kleinkindern spezialisiert ist. Dies schließt einen stationären Inkubator, einen bewegbaren Inkubator, einen Transportinkubator, einen Inkubator für den einmaligen Gebrauch, einen Inkubator einer Gesundheitspflegeeinrichtung, einen tragbaren Inkubator, einen Intensivpflegeinkubator, einen Inkubator, der für den häuslichen Gebrrauch vorgesehen ist, einen Inkubator zur Bildgebung eines Neugeborenen, einen Behandlungsinkubator, einen modularen Inkubator, einen Isolationsinkubator und jede Kombination davon ein. Der Neugeboreneninkubator ist eine kastenartige Umhüllung, in der ein Kleinkind in einer kontrollierten Umgebung zur Beobachtung und Pflege gehalten werden kann. Der Inkubator schließt normalerweise Beobachtungsmittel für das beherbergte Neugeborene und Öffnungen für den Durchgang von Lebensunterstützungsausrüstung und die Hände des Anwenders ein. Eine zumindest teilweise umschlossene Umgebung, die innerhalb des Inkubators ausgebildet ist, ist zumindest teilweise von den äußeren Umgebungsbedingungen wie Lärm, Vibration, Drift, Temperatur, Licht, Gaskonzentrationen, Feuchtigkeit, Mikroorganismen usw. isoliert. Diese Umgebung kann durch Umgebungssteuersysteme gesteuert werden wie temperaturregulierende, ventilierende, befeuchtende, beleuchtende, bewegende, Geräuschreduktionssysteme, Vibrationsreduktionssysteme usw. Ein Inkubator ist in einer Ausführungsform ein einsetzbarer Inkubator, wie er in der vorläufigen US-Patentanmeldung 61/940,514, angemeldet am 17.02.2014, bezeichnet “AN INCUBATOR DEPLOYABLE MULTI-FUNCTIONAL PANEL“, dargestellt ist, von der hierdurch hierin durch Bezug in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Ein Inkubator ist in einer Ausführungsform ein Transportinkubator, wie er in der vorläufigen US-Patentanmeldung 61/899,233, angemeldet am 0.11.2013, bezeichnet “A PATIENT TRANSPORT INCUBATOR”, dargestellt ist, von der hierdurch hierin durch Bezug in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. The term "incubator" interchangeably refers hereinafter to a specialized entity specialized in the care of sick or premature newborn infants. This includes a stationary incubator, a portable incubator, a transport incubator, a disposable incubator, a health care incubator, a portable incubator, an intensive care incubator, a home-use incubator, a neonatal incubator, a treatment incubator, a modular incubator, an isolation incubator and any combination thereof. The neonatal incubator is a boxy enclosure in which a toddler can be kept in a controlled environment for observation and care. The incubator will normally include observation equipment for the newborn being harbored and openings for the passage of life support equipment and the hands of the user. An at least partially enclosed environment formed within the incubator is at least partially isolated from external environmental conditions such as noise, vibration, drift, temperature, light, gas concentrations, moisture, microorganisms, etc. This environment may be controlled by environmental control systems such as temperature regulating, ventilating, humidifying, illuminating, moving, noise reduction systems, vibration reduction systems, etc. An incubator, in one embodiment, is a useable incubator as described in US provisional patent application 61 / 940,514 filed on 17.02.2014 , designated "AN INCUBATOR DEPLOYABLE MULTI-FUNCTIONAL PANEL", which is hereby incorporated herein by reference in its entirety. An incubator, in one embodiment, is a transport incubator as disclosed in US Provisional Patent Application 61 / 899,233 filed on Nov. 1, 2013 entitled "A PATIENT TRANSPORT INCUBATOR", which is hereby incorporated herein by reference in its entirety.

Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die Oberflächenspulen darstellt. Die einfachste Form einer solchen HF-Senderspule ist eine einzelne Schleife, entweder kreisförmig oder rechteckig, die unter rechten Winkeln zu dem Hauptmagnetfeld orientiert ist. Durch Anlegen eines sinusförmigen Wechselstroms bei der Larmor-Frequenz durch diese Schleife wird ein oszillierendes magnetisches Feld senkrecht zu Bo (Magnetfeld) erzeugt. Etwas ausgeklügeltere Variationen dieser Spule können sich leicht vorgestellt werden wie 2-Windungs-(Helmholtz) oder mehrfach-Windungs-(Solenoid)Konfigurationen (nicht gezeigt). Die Tiefe des Bildes der Oberflächenspule ist allgemein auf ungefähr einen Radius begrenzt. Oberflächenspulen können für Wirbelsäulen, Schultern, TMJs und andere, relativ kleine Körperteile nahe an der Hautoberfläche verwendet werden. It will be up now 1 Referenced representing surface coils. The simplest form of such an RF transmitter coil is a single loop, either circular or rectangular, oriented at right angles to the main magnetic field. By applying a sinusoidal alternating current at the Larmor frequency through this loop, an oscillating magnetic field is generated perpendicular to Bo (magnetic field). Slightly more sophisticated variations of this coil can be easily envisioned, such as 2-turn (Helmholtz) or multi-turn (solenoid) configurations (not shown). The depth of the image of the surface coil is generally limited to approximately one radius. Surface coils can be used for spine, shoulders, TMJs, and other relatively small body parts close to the skin surface.

Es wird nun auf 2 Bezug genommen, die verschiedene Volumen-HF-Spulen darstellt, die dazu gestaltet sind, eine homogene HF-Anregung über ein großes Volumen bereitzustellen. Die meisten klinischen MRT-Scanner umfassen eine eingebaute Volumenspule, um Ganzkörperbildgebung durchzuführen, und kleinere Volumenspulen sind für den Kopf und andere Extremitäten konstruiert worden. Die HF-Homogenität von Volumenspulen ist sehr wünschenswert für das Senden aber weniger ideal, wenn die Region von Interesse klein ist. Das große Gesichtsfeld von Volumenspulen bedeutet, dass sie beim Empfangen Rauschen nicht nur aus der Region von Interesse sondern vom gesamtem Körper empfangen. It will be up now 2 Reference is made, which illustrates various volume RF coils designed to provide a homogeneous RF excitation over a large volume. Most clinical MRI scanners incorporate a built-in volume coil to perform full-body imaging, and smaller volume coils have been designed for the head and other extremities. The RF homogeneity of volume coils is very desirable for transmission but less ideal if the region of interest is small. The large field of view of volume coils means that they receive noise not only from the region of interest but from the whole body when receiving.

Es wird nun auf 2A Bezug geommen, die eine Vogelkäfigspule darstellt, welche die am Meisten verwendete HF-Sendevorrichtung ist, die heutzutage in klinischen MRT benutzt wird. Nahezu alle Körperspulen in zylindrischen supraleitenden Scannern sind von diesem Design. Wie in dem Diagramm gezeigt, besteht die Vogelkäfigspule aus zwei kreisförmigen leitfähigen Schleifen, die als Endringe bezeichnet werden, die durch eine gerade Anzahl leitfähiger gerader Elemente miteinander verbunden sind, die Sprossen oder Schenkel genannt werden. Die Anzahl der Sprossen hängt von der Größe der Spule ab (Körperspule > Kopfspule) und reicht typischerweise von ungefähr 8 bis 32. Vogelkäfigspulen enthalten auch Kondensatoren zwischen leitenden Elementen, die, basierend auf den gewünschten Frequenzcharakteristiken, variabel arrangiert sind. In klinischen MRT wird üblicherweise eine Hochpasskonfiguration verwendet mit Paaren von Kondensatoren, die entlang der Endringe angeordnet sind. Zusammen genommen approximiert dieses Design eine kontinuierliche leitfähige Oberfläche. It will be up now 2A Refer to, which is a birdcage coil, which is the most used RF transmitter that is used today in clinical MRI. Almost all Body coils in cylindrical superconducting scanners are of this design. As shown in the diagram, the birdcage coil consists of two circular conductive loops, referred to as end rings, which are interconnected by an even number of conductive straight elements called rungs or legs. The number of rungs depends on the size of the coil (body coil> head coil) and typically ranges from about 8 to 32. Birdcage coils also contain capacitors between conductive elements that are variably arranged based on the desired frequency characteristics. In clinical MRI, a high pass configuration is commonly used with pairs of capacitors located along the end rings. Taken together, this design approximates a continuous conductive surface.

Es wird nun auf 2B Bezug genommen, die eine Sattelspule darstellt, die verbreitet benutzt wird für die Bildgebung von Extremitäten wie dem Knie. Diese Spulen stellen eine bessere Homogenität der HF in dem Bereich von Interesse bereit als eine Oberfläche aus Helmholtz-Paar und werden anders als Oberflächenspulen als Volumenspulen verwendet. Gepaarte Sattelspulen werden auch für die x- und y-Gradientenspulen verwendet. Durch das Leiten von Strom in entgegensetzten Richtungen in den beiden Hälften der Gradientenspule wird das Magnetfeld stärker neben einer und schwächer neben der anderen gemacht. It will be up now 2 B Reference is made, which represents a saddle coil, which is widely used for the imaging of extremities such as the knee. These coils provide better homogeneity of the RF in the region of interest than a Helmholtz pair surface and are used as volume coils other than surface coils. Paired saddle coils are also used for the x and y gradient coils. By passing current in opposite directions in the two halves of the gradient coil, the magnetic field is made stronger next to one and weaker next to the other.

Es wird nun auf 2C Bezug genommen, die eine solenoidale Spule darstellt, die verbreitet benutzt wird, wenn das statische Magnetfeld senkrecht zu der langen Achse des Körpers ist. Wenn ein Strom durch die Spule geführt wird, ist das Magnetfeld innerhalb der Spule relativ gleichförmig. It will be up now 2C Which is a solenoidal coil widely used when the static magnetic field is perpendicular to the long axis of the body. When a current is passed through the coil, the magnetic field within the coil is relatively uniform.

Es wird nun auf 3A Bezug genommen, die das B1-Feldes einer hypothetischen 6sprossigen Vogelkäfigspule zeigt. Der Strom in jeder Sprosse ist in die Seite hinein gerichtet (bezeichnet durch die X Pfeilenden). Die gekrümmten lokalen Felder, die um jede Sprosse herum erzeugt werden, sind gemäß Maxwells rechter-Hand-Regel gezeichnet. Jede Sprosse ist durch einen sinusförmigen Strom getrieben, aber der Spitzenstrom von jeder aufeinanderfolgenden Sprosse ist um 360°/6 = 60° verzögert. Sowie jede Sprosse einen Spitzenwert erreicht, wird seinerseits das zentrale Magnetfeld als rotierend gesehen. Dies ist ein HF-Resonanzphänomen, das als die erste Mode oder die homogene Mode der Spule bezeichnet wird. It will be up now 3A Referred to showing the B1 field of a hypothetical 6-pole birdcage coil. The current in each rung is directed into the side (indicated by the X arrow ends). The curved local fields generated around each rung are drawn according to Maxwell's right hand rule. Each rung is driven by a sinusoidal current, but the peak current of each successive rung is delayed by 360 ° / 6 = 60 °. As each rung reaches a peak, the central magnetic field is seen rotating. This is an RF resonance phenomenon referred to as the first mode or the homogeneous mode of the coil.

Es wird nun auf 3B Bezug genommen, die das B1-Feld einer Oberflächenspule darstellt. Durch das Leiten eines sinusförmigen Wechselstromes bei der Larmor-Frequenz durch diese Schleife wird ein oszillierendes Magnetfeld senkrecht zu Bo erzeugt. It will be up now 3B Which represents the B1 field of a surface coil. By passing a sinusoidal alternating current at the Larmor frequency through this loop, an oscillating magnetic field is generated perpendicular to Bo.

Es wird nun auf 4A Bezug genommen, die eine Illustration ist, die eine HF-Anordnung umfassend eine Volumenspule darstellt. It will be up now 4A Reference is made, which is an illustration illustrating an RF assembly comprising a volume coil.

Es wird nun auf 4B Bezug genommen, die eine Illustration ist, die eine HF-Anordnung umfassend eine Oberflächenspule darstellt. It will be up now 4B Reference is made, which is an illustration illustrating an RF assembly comprising a surface coil.

Es wird nun auf 4C Bezug genommen, die eine Illustration ist, die eine HF-Anordnung umfassend eine Oberflächenspule und eine Volumenspule darstellt. Die Anordnung kann bewegbar sein und/oder die Oberflächen- und Volumenspulen können in Bezug zueinander bewegbar sein. Die Bewegbarkeit kann manuell oder automatisch oder durch eine Kombination von beidem erreicht werden. Die Bewegung der Spulen in Bezug zueinander zielt darauf ab, ein besseres SNR zu erreichen und/oder die Bildgebungszeit zu reduzieren. In einigen Varianten der Erfindung können die Spulen unabhängig voneinander gedreht werden, so dass die Winkel zwischen den Spulen nach Wunsch verändert werden können. In anderen Varianten sind die Winkel zwischen den Spulen miteinander verknüpft. Als nicht beschränkendes Beispiel rotiert eine Gruppe von Spulen zusammen; zwei Gruppen von Spulen können gekoppelt werden, um in entgegengesetzte Richtungen zu rotieren (im Uhrzeigersinn gegenüber im Gegenuhrzeigersinn); zwei Gruppen von Spulen können gekoppelt sein, so dass eine Bewegung einer Gruppe auf einen vorbestimmten Bruchteil der anderen festgesetzt ist (z. B. Drehen einer Gruppe von Spulen durch einen Winkel A bewegt eine andere Gruppe von Spulen durch einen Winkel 0,1 A um eine vorbestimmte Achse relativ zu der Achse der Rotation der ersten Gruppe und jede Kombination davon). Daher ist es möglich, den Patienten (das Neugeborene) und/oder die Empfängerspulen so zu bewegen, dass das Volumen von Interesse in einem gewünschten Bereich in dem statischen Magnetfeld lokalisiert ist, sodass die Empfängerspulen positioniert sind, um eine optimale Kombination von hohem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und hoher Empfindlichkeit bereitzustellen, und sodass der gewünschte Teil des Neugeborenen in dem Bereich von Interesse optimal lokalisiert ist. It will be up now 4C Reference is made, which is an illustration illustrating an RF arrangement comprising a surface coil and a volume coil. The assembly may be movable and / or the surface and volume coils may be movable with respect to one another. The mobility can be achieved manually or automatically or by a combination of both. The movement of the coils with respect to each other aims to achieve a better SNR and / or reduce the imaging time. In some variations of the invention, the coils can be rotated independently of each other so that the angles between the coils can be changed as desired. In other variants, the angles between the coils are linked together. As a non-limiting example, a group of coils rotate together; two sets of coils can be coupled to rotate in opposite directions (clockwise versus counterclockwise); two sets of coils may be coupled such that movement of one group is fixed at a predetermined fraction of the other (eg, turning one group of coils through an angle A will move another group of coils through an angle 0.1A a predetermined axis relative to the axis of rotation of the first group and any combination thereof). Therefore, it is possible to move the patient (the newborn) and / or the receiver coils such that the volume of interest is located in a desired area in the static magnetic field so that the receiver coils are positioned to provide an optimal combination of high signal To provide noise ratio (SNR) and high sensitivity, and so that the desired part of Newborn is optimally located in the area of interest.

In einigen Varianten der Erfindung kann der Patient (das Neugeborene) bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Spulen bewegt werden, sodass das Volumen von Interesse innerhalb des Neugeborenen gescannt wird, während die Zentren der Spulen ortsfest an dem Punkt verbleiben, an dem ihre räumliche Auflösung am Höchsten ist. In some variations of the invention, the patient (the newborn) may be moved through the bobbins at a predetermined rate such that the volume of interest within the newborn is scanned while the centers of the coils remain stationary at the point where their spatial resolution at the time of the pacing Highest is.

In einigen Ausführungsformen dieser Varianten werden die Spulen während des Scannens gedreht, um so die Empfindlichkeit zu maximieren, um das SNR zu maximieren, um die maximale Empfindlichkeit, die mit einem gegebenen SNR konsistent ist zu haben, oder das maximale SNR, das mit einer gegebenen Empfindlichkeit konsistent ist. In some embodiments of these variants, the coils are rotated during scanning so as to maximize sensitivity to maximize the SNR to have the maximum sensitivity consistent with a given SNR or the maximum SNR that can be achieved with a given SNR Sensitivity is consistent.

Es wird nun auf 4D Bezug genommen, die eine Illustration ist, die eine MRD-Vorrichtung darstellt mit einem zylindrischen Magneten Elektromagneten umfassend eine HF-Anordnung aus kombinierter Oberflächenspule und einer Volumenspule. It will be up now 4D Reference is made, which is an illustration illustrating an MRD device with a cylindrical magnet electromagnet comprising an RF arrangement of combined surface coil and a volume coil.

Es wird nun auf 4E Bezug genommen, die eine Illustration ist, die eine MRD-Vorrichtung darstellt mit einem dipolaren Elektromagneten umfassend eine HF-Anordnung aus kombinierter Oberflächenspule und einer Volumenspule. It will be up now 4E Reference is made, which is an illustration illustrating an MRD device having a dipolar electromagnet comprising an RF assembly of combined surface coil and a volume coil.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6751496 [0002, 0003]

Claims

A magnetic resonance imaging (MRD) apparatus comprising an RF device; said RF device is characterized by at least one volume coil and at least one surface coil which are simultaneously operable so that one of the following applies: a. said volume coil and said surface coil as a transceiver; b. said volume coil as a transceiver and said surface coil as a receiver; c. said volume coil as a transceiver and said surface coil as a transmitter; d. said volume coil and said surface coil as a receiver; e. said volume coil as a receiver and said surface coil as a transceiver; f. said volume coil as a receiver and said surface coil as a transmitter; G. said volume coil and said surface coil as a transmitter; H. said volume coil as a transmitter and said surface coil as a transceiver; and i. said volume coil as a transmitter and said surface coil as a receiver.

The MRD of claim 1, wherein said MRD has an SNR value n times greater than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; n is equal to or greater than 1.05.

The MRD of claim 1, wherein the imaging time of said MRD is m times lower than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; m is equal to or greater than 1.05.

The MRD of claim 1, wherein said volume coil is selected from a group consisting of birdcage coils, TEM coil, saddle coil and any combination thereof.

The MRD of claim 1, wherein said RF device is movable.

The MRD of claim 1, wherein said volume coil and said surface coil are individually movable.

The MRD of claim 1, wherein at least one of said volume coil or said surface coil is multi-tuned RF coils.

The MRD of claim 1, wherein said MRD additionally comprises an incubator adapted to house a newborn.

An RF device for a magnetic resonance imaging device (MRD) characterized by at least one volume coil and at least one surface coil, which are simultaneously operable so that one of the following applies: a. said volume coil and said surface coil as a transceiver; b. said volume coil as a transceiver and said surface coil as a receiver; c. said volume coil as a transceiver and said surface coil as a transmitter; d. said volume coil and said surface coil as a receiver; e. said volume coil as a receiver and said surface coil as a transceiver; f. said volume coil as a receiver and said surface coil as a transmitter; G. said volume coil and said surface coil as a transmitter; H. said volume coil as a transmitter and said surface coil as a transceiver; and i. said volume coil as a transmitter and said surface coil as a receiver.

The RF device of claim 9, wherein said MRD comprising said RF device has an SNR value n times greater than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; n is equal to or greater than 1.05.

The RF device of claim 9, wherein the imaging time of said MRD comprising said RF device is m times lower than an SNR value of an MRD comprising an RF device comprising only a volume coil or a surface coil; m is equal to or greater than 1.05.

The RF device of claim 9, wherein said volume coil is selected from a group consisting of birdcage coils, TEM coil, saddle coil, and any combination thereof.

The RF device of claim 9, wherein said RF device is combined within a neonatal incubator adapted to be hosted within an MRD.

The RF device of claim 9, wherein said RF device is combined within said MRD.

The RF device of claim 9, wherein said volume coil is combined within said MRD or within a neonatal incubator adapted to be housed within said MRD and combines said surface coil within said MRD or within said incubator is.

The RF device of claim 15, wherein said volume coil or said surface coil is configured to close an opening of said incubator.

The RF device of claim 9, wherein said RF device is movable.

The RF assembly of claim 17, wherein said volume coil and said surface coil are individually movable.

The RF device of claim 9, wherein at least one of said volume coil or said surface coil is multi-tuned RF coils.