JP2007521876A

JP2007521876A - 固定及び移動部分を備える、ｍｒｉシステム用ｒｆコイルシステム

Info

Publication number: JP2007521876A
Application number: JP2006551991A
Authority: JP
Inventors: ロムヒルドエムホーヒェフェーン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: US20080150535A1; EP1716427A1; JP4782702B2; US7602186B2; CN1918478A; EP1716427B1; WO2005076027A1; CN1918478B

Abstract

本発明は、磁気共鳴画像化デバイス(13)のためのRFシステムに関する。そのRFシステムは、RF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステム(18)とを有し、そこでは、RF受信機コイルサブシステムが少なくとも１つの第１のコイル状要素(19)と少なくとも１つの第２のコイル状要素(20)とを有する。前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素は、磁気共鳴画像化デバイスのメイン磁石システム(15)に割り当てられ、前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素は、磁気共鳴画像化デバイスにより解析される対象(14)に割り当てられる。

Description

本発明は、RF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステムとを有する、磁気共鳴画像化デバイスのためのRFシステムに関する。

本発明はまた、メイン磁石システム、グラジエントコイルシステム、RFシステム及び信号処理システムを有し、そのRFシステムがRF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステムとを含む磁気共鳴画像化デバイスに関する。

磁気共鳴画像化(MRI)デバイスの基本的な要素は、メイン磁石システム、グラジエントコイルシステム、RFシステム及び信号処理システムである。メイン磁石システムは、通常、MRIデバイスにより解析される対象の搬入を可能にするボアホール(bore hole)を有し、解析される対象における核スピンの偏極のための強力な一様磁場を生成する。グラジエントコイルシステムは、制御された空間的非一様性を持つ時間変化する磁場を生み出すようデザインされる。RFシステムは主に、RF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステムとからなる。そこでは、RF送信機コイルサブシステムは、解析される対象における核スピン共鳴の励起のための回転磁場を生成することができ、RF受信機コイルサブシステムは、スピンする原子核の歳差(precessing)する磁化を電気信号に変換する。信号処理システムは、その電気信号に基づき画像を生成する。本発明は、斯かるMRIデバイスのRFシステムに関連し、特に、斯かるRFシステムのRF受信機コイルサブシステムに関連する。

メイン磁石システム内に上述したボアホールを有するMRIデバイスは、しばしば円筒型(又はクローズド型)MRIデバイスとも呼ばれることに留意されるべきである。本発明は、斯かる円筒型MRIデバイスに限定されない。本発明は、ボアホールの代わりに空洞を備えたCアームを典型的に有する非円筒型(又はオープン型)のMRIデバイスにおいても使用されることができる。

従来技術において２種類のRFシステム又はRF受信機コイルサブシステムが知られている。斯かるRFシステムの第１の種類によれば、全体のRF受信機コイルサブシステムが、解析される対象に、好ましくは、その対象の周りに固定される。斯かるRFシステムは、解析される対象の快適な位置と干渉する場合がある、多くのケーブル及び移動部品が存在するという不利な点を持つ。斯かるRFシステムは、解析される対象の準備を邪魔する場合もある。なぜなら、たくさんのコイルがその対象の周りに置かれなければならないからである。RFシステム又はRF受信機コイルシステムの第２の種類において、全体のRF受信機コイルシステムは、磁気共鳴画像化デバイスのメイン磁石システムに固定される。この種類のRFシステムは、RF受信機コイルサブシステムが、解析される対象から大きく離れて位置され、結果としてSN比が小さくなるという不利な点を持つ。従来技術である米国特許5,600,245号と、米国特許出願公開2002/0138001 A1号が参照される。

本発明の目的は、冒頭で述べたような種類のRFシステムと、冒頭で述べたような種類の磁気共鳴画像化デバイスとであって、知られたRFシステム及び知られた磁気共鳴画像化デバイスにおける上述の不利な点ができるだけ防止されるものを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明によるRFシステムは、RF受信機コイルサブシステムが、少なくとも１つの第１のコイル状要素と少なくとも１つの第２のコイル状要素とを有することを特徴とし、そこでは、前述の又はそれぞれの(the or each)第１のコイル状要素が磁気共鳴画像化デバイスのメイン磁石システムに割り当てられ、そして前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素が磁気共鳴画像化デバイスにより解析される対象に割り当てられる。

上述の目的を達成するために、本発明による磁気共鳴画像化デバイスは、RF受信機コイルサブシステムが少なくとも第１のコイル状要素と少なくとも１つの第２のコイル状要素とを有することを特徴とし、そこでは、前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素がメイン磁石システムに割り当てられ、前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素が磁気共鳴画像化デバイスにより解析される対象に割り当てられる。

本発明によるRFシステムと、斯かるRFシステムを有する磁気共鳴画像化デバイスとは、従来技術において知られたMRIデバイス及びRFシステムを超える様々な利点を持つ。すべてのコイルが解析される対象に付けられ、すべてのコイルが解析される対象と共に移動するRFシステムに比べると、磁気共鳴画像化デバイスの操作者と解析される対象とにとって利点がある。第２のコイル状要素だけを対象に付ければ済み、MRIデバイスに接続されなければならないケーブルが少なくて済むという事実により、操作者にとっては、解析される対象のセットアップが一層容易になる。ベッドとその対象の後部(posterior part)との間に位置するコイルが存在しないという事実により、解析される対象にとっては、快適さが増加されることができる。更に、検査空間に利用可能な空間がより多く存在する。RF受信機コイルサブシステムの部品が解析される対象の近くに位置するという事実により、RF受信機コイルサブシステムのすべての部品がメイン磁石システムに固定されるデバイスに比べて、高いSN比が達成されることができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素は、解析される対象が置かれる支持台(support)又はベッドの下に、好ましくは直下に位置される。その支持台又はベッドと、前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素との間の相対的な移動が可能な態様で、前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素が、磁気共鳴画像化デバイスのメイン磁石システムに付けられる。

本発明における追加的に改良された好ましい実施形態によれば、前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素は、解析される対象の上に、好ましくは真上に位置される。前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素が解析される対象と共に移動可能な態様で、前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素が、解析される対象に付けられる。前述の又はそれぞれの第２のコイル状要素は、解析される対象が置かれる支持台又はベッドと共に、前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素に相対的に移動可能である。

本発明によるRFシステム及び磁気共鳴画像化デバイスの実施形態が、図面を参照して以下に説明されることになる。

図１は、従来技術において知られる磁気共鳴画像化(MRI)デバイス１であり、定常的な磁場を生成するメイン磁石システム２と、X、Y、Z方向におけるグラジエントを持つ追加的な磁場を生成するグラジエントコイル・システム３を与えるいくつかのグラジエントコイルとを含む。図示される座標系のX方向は、慣例によりメイン磁石システム２における定常磁場の方向に対応する。X軸は、メイン磁石システム２の検査空間の軸と同軸の軸である。Z軸は、磁場の中心から延びる垂直な軸である。そして、Y軸は、X軸とZ軸とに直交する、対応する水平軸である。グラジエントコイルシステム３のグラジエントコイルは、電源供給ユニット４によって供給される。

図１による磁気共鳴画像化(MRI)デバイス１は、更にRF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステムとを有するRFシステム５を含む。RF送信機コイルサブシステムは、RF磁場を生成するのに役立ち、RF送信機及び変調器６に接続される。RF受信機コイルサブシステムは、例えば、人体又は動物の体といった検査される対象７におけるRF場により生成される磁気共鳴信号を受信するのに使用される。

更に、メイン磁石システム２は、検査される対象７の部分を収容するのに十分大きい検査空間を囲う。RFシステム５、つまりRF受信機コイルサブシステムは、送信／受信回路９を介して、信号増幅器及び復調ユニット１０に接続される。

制御ユニット１１は、RFパルスとグラジエントとを含む特殊なパルスシーケンスを生成するため、RF送信機及び変調器６と電源供給ユニット４とを制御する。復調ユニット１０から得られる位相及び振幅は、処理ユニット１２に印加される。処理ユニット１２は、変換により画像を形成するために与えられた信号値を処理する。この画像は、例えば、モニタ８を用いて視覚化されることができる。

本発明によれば、磁気共鳴画像化(MRI)デバイス１は、詳細は以下に後述されることになる改良されたRFシステム、つまり改良されたRF受信機コイルサブシステムを有する。本発明は、磁気共鳴画像化デバイスのための新しいRFシステムを提供する。

図２は、磁気共鳴画像化デバイス１３を、解析される対象１４が２つの異なる位置に置かれた状態と共に示す。図２は、検査空間１６を囲む磁気共鳴画像化デバイス１３のメイン磁石システム１５を示す。その検査空間１６は、解析される対象１４の少なくとも一部を収容するほど十分大きい。解析されるその対象１４は、支持台又はベッド１７に位置され、その支持台又はベッド１７は、メイン磁石システム１５に相対的に動かされることができる。その結果、解析される対象１４は、検査空間１６に挿入される、又はその検査空間１６から送出(remove)されることができる。図１の上段図において、解析される対象１４は、ほとんど完全に検査空間１６に挿入される。図１の下段図において、解析される対象１４は、ほとんど完全に検査空間１６から送出される。

その検査空間１６を囲うメイン磁石システム１５に加えて、本発明による磁気共鳴画像化デバイス１３は、グラジエントコイル・システムとRFシステムとをも有する。図２の描画を簡単化するために、グラジエントコイル・システムは図２に示されていない。更に、RFシステムのRF受信機コイルサブシステム１８だけが図２に示される。

本発明によるRF受信機コイルサブシステム１８は、少なくとも１つの第１のコイル状要素１９と少なくとも１つの第２のコイル状要素２０とを有する。前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素１９は、磁気共鳴画像化デバイス１３のメイン磁石システム１５に割り当てられる。前述の又はそれぞれの第１のコイル状要素１９は、組み込みシステム本体のコイルの一部としてデザインされることができる。前述の又はそれぞれの第２のコイル要素２０は、磁気共鳴画像化デバイス１３により解析される対象１４に割り当てられる。図２は、第１のコイル状要素１９と第２のコイル状要素２０とのみを示す。こうしたコイル状要素はそれぞれ１つ又は複数のループを有することができる。

図２の実施形態によれば、RF受信機コイルサブシステム１８の第１のコイル状要素１９は、メイン磁石システム１５に付けられ、解析される対象が置かれる支持台又はベッド１７の直下に配置される。RF受信機コイルサブシステム１８の第１のコイル状要素１９は、図２の実施形態によれば、メイン磁石システム１５に固定的に付けられる。これは、メイン磁石システム１５と第１のコイル状要素１９とに相対的に、支持台又はベッド１７が移動することを可能にする。

RF受信機コイルサブシステム１８の第２のコイル状要素２０は、解析される対象１４に付けられる。つまり、対象１４の真上に付けられる。第２のコイル状要素２０は、支持台又はベッド１７と共に、従って解析される対象１４と共に、メイン磁石システム１５と第１のコイル状要素１８とに相対的に移動可能である。

図２に示される実施形態において、RF受信機コイルサブシステム１８は、マルチエレメントコイルとしてデザインされ、第１のコイル状要素１９は、メイン磁石システム１５に固定され、第２のコイル状要素２０は対象１４に固定される。メイン磁石システム１５に固定される第１のコイル状要素１９は、対象１４の後部近くの、支持台又はベッド１７の直下に置かれる。対象１４に固定される第２のコイル状要素２０は、対象１４の上部に置かれる。つまり、対象１４の前腹部の上に直接置かれる。従って、受信機コイルとして共に機能する第１のコイル状要素１９と第２のコイル状要素２０とは、解析される対象１４の近くに配置される。

図３は、本発明によるRFシステム、つまりRF受信機コイルサブシステムを有する磁気共鳴画像化デバイスの第２の実施形態を示す。図３による実施形態は、図２の実施形態と同様の部品を有する。そのため、不要な反復を避けるために、同じ参照番号が使用される。

図３の実施形態は、図２の実施形態とは、RF受信機コイルサブシステム１８の第１のコイル状要素１９がメイン磁石システム１５に固定的に付けられていないが、それに移動可能なように付けられるという特徴に関してのみ異なる。結果として、支持台又はベッド１７は、第１のコイル状要素１９に相対的に移動されることができ、更に、第１のコイル状要素１９は、解析される対象１４が置かれる支持台又はベッド１７とメイン磁石システム１５とに相対的に移動されることができる。斯かる構成は、画像品質を最適化するのに使用されることができる。

図３の上段図において、解析される対象１４のプリスキャンが支持台又はベッド１７の特定の位置xにて得られる。画像品質を最適化するために、ベッド１７は、図３の中段図に示されるように位置x + Δxまでわずかに移動される。ベッド１７が位置x + Δxまで移動されるとき、対象１４の前腹部上の対象１４に付けられるRF受信機コイルサブシステム１８の第２のコイル状要素２０は、距離Δx分移動する。距離Δxは、ほんのわずかな距離であることに留意されるべきである。位置x + Δxにおける画像品質が、ベッド１７の位置xにおける画像品質に比べて改善される場合、RF受信機コイルサブシステム１８の第１のコイル状要素１９は、図３の下段図における矢印２２で示されるように距離Δx分わずかに移動されることができる。第１のコイル状要素１９を距離Δx分動かすことにより、プリスキャンが位置x + Δxにおけるベッド１７に対しても有効になる。

すべてのコイルが解析される対象に付けられ、すべてのコイルが解析される対象１４と共に移動するRFシステムと比べると、磁気共鳴画像化デバイスの操作者と解析される対象とにとって利点がある。第２のコイル状要素２０だけを対象１４に付ければ済み、MRIデバイスに接続されなければならないケーブルが少なくて済むという事実により、操作者にとっては、解析される対象のセットアップが一層容易になる。ベッド１７と対象１４の後部との間に位置するコイルが存在しないという事実により、解析される対象１４にとっては、快適さが増加されることができる。更に、検査空間１６に利用可能な空間がより多く存在する。RF受信機コイルサブシステムの部品が解析される対象の近くに位置するという事実により、RF受信機コイルサブシステムのすべての部品がメイン磁石システムに固定されるデバイスに比べて、高いSN比が達成されることができる。

図２と図３とに示される両方の実施形態において、解析される対象１４に割り当てられる第２のコイル状要素２０は、着衣可能な(wearable)ユニットとしてデザインされることができる。その着衣可能なユニットは、磁気共鳴画像化デバイスの外で、MRI解析の前に、解析される対象１４に付けることができる。つまり、対象１４は、検査が開始する前に斯かる着衣可能なユニットを着ることができる。

更に、ベッド１７は、ベッド１７がトロリーシステムと互換性がある態様でデザインされることができる。これは、検査室の外で、第２のコイル状要素２０を置くことを含め、斯かるトロリー上に解析される対象を載せた状態で準備することを可能にするだろう。すると、検査のために既に準備されたMRIデバイスに解析される対象１４を運ぶことが可能となる。

従来技術によるMRIデバイスを示す図である。本発明の第１の実施形態によるRFシステム、つまりRF受信機コイルサブシステムを含むMRIデバイスを示す図である。本発明の第２の実施形態によるRFシステム、つまりRF受信機コイルサブシステムを含むMRIデバイスを示す図である。

Claims

RF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステムとを有する、磁気共鳴画像化デバイスのためのRFシステムであって、前記RF受信機コイルサブシステムが、少なくとも１つの第１のコイル状要素と、少なくとも１つの第２のコイル状要素とを有し、前記又はそれぞれの第１のコイル状要素は、前記磁気共鳴画像化デバイスのメイン磁石システムに割り当てられ、前記又はそれぞれの第２のコイル状要素が、前記磁気共鳴画像化デバイスにより解析される対象に割り当てられることを特徴とするRFシステム。
前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が、解析される前記対象が置かれる支持台又はベッドの下に、好ましくは直下に位置されることを特徴とする請求項１に記載のRFシステム。
前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が、組み込みシステム本体のコイルの一部としてデザインされることを特徴とする請求項２に記載のRFシステム。
前記支持台又はベッドと、前記又はそれぞれの第１のコイル状要素との間の相対的な移動が可能な態様で、前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が、前記磁気共鳴画像化デバイスの前記メイン磁石システムに付けられることを特徴とする請求項２に記載のRFシステム。
前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が、前記メイン磁石システムに固定的に付けられており、前記支持台又はベッドが前記又はそれぞれの固定された第１のコイル状要素に対して移動可能な態様であることを特徴とする請求項４に記載のRFシステム。
前記支持台又はベッドが前記又はそれぞれの第１のコイル状要素に対して移動可能、かつ前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が前記メイン磁石システムに対して移動可能な態様で、前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が、前記メイン磁石システムに移動可能に付けられることを特徴とする請求項４に記載のRFシステム。
前記又はそれぞれの第２のコイル状要素が、前記磁気共鳴画像化デバイスにより解析される前記対象の上に、好ましくは真上に位置されることを特徴とする請求項１に記載のRFシステム。
前記又はそれぞれの第２のコイル状要素が、解析される前記対象と共に移動可能な態様で、前記又はそれぞれの第２のコイル状要素が、解析される前記対象に付けられることを特徴とする請求項７に記載のRFシステム。
前記又はそれぞれの第２のコイル状要素が、解析される前記対象が置かれる支持台又はベッドと共に、前記又はそれぞれの第１のコイル状要素に対して移動可能であることを特徴とする請求項８に記載のRFシステム。
前記又はそれぞれの第２のコイル状要素が着衣可能なユニットとしてデザインされることを特徴とし、前記着衣可能なユニットは、前記磁気共鳴画像化デバイスの外で、MRI解析の前に、解析される前記対象に付けることができる、請求項７に記載のRFシステム。
メイン磁石システムとグラジエントコイル・システムとRFシステムと信号処理システムとを有する磁気共鳴画像化デバイスであって、前記RFシステムが、RF送信機コイルサブシステムとRF受信機コイルサブシステムとを有し、前記RF受信機コイルサブシステムは、少なくとも１つの第１のコイル状要素と少なくとも１つの第２のコイル状要素とを有することを特徴とし、前記又はそれぞれの第１のコイル状要素が、前記メイン磁石システムに割り当てられ、前記又はそれぞれの第２のコイル状要素は、前記磁気共鳴画像化デバイスにより解析される対象に割り当てられる、磁気共鳴画像化デバイス。
前記RFシステムは、請求項２乃至１０のいずれか一項に記載のRFシステムであることを特徴とする請求項１１に記載の磁気共鳴画像化デバイス。