JP2014050715A

JP2014050715A - Ｒｆ装置が組み込まれているｍｒ患者テーブル

Info

Publication number: JP2014050715A
Application number: JP2013187294A
Authority: JP
Inventors: Patrick Gross; グロスパトリック
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-03-20
Also published as: CN103654782A; DE102012216007A1; US20140073909A1; KR20140034090A

Abstract

【課題】ＭＲＩ患者テーブルを最適化すること
【解決手段】患者台内に、少なくとも１つのローカルコイルに対して、少なくとも１つの選択的なＲＦ送信システム、および／または、少なくとも１つの選択的なＲＦ受信システムが設けられており、患者台のＲＦ送信システムおよび／またはＲＦ受信システムに、少なくとも１つのローカルコイルが接続可能である、磁気共鳴トモグラフィシステム用の患者台。
【選択図】図１

Description

本発明は患者台およびＭＲＴに関する。

対象物または患者を磁気共鳴トモグラフィによって検査する磁気共鳴装置（ＭＲＴ）が、例えばＤＥ１０３１４２１５Ｂ４号から公知である。

ＤＥ１０３１４２１５Ｂ４号

本発明の課題は、ＭＲＴ患者台を最適化することである。

この課題は、患者台内に、少なくとも１つのローカルコイルに対して、少なくとも１つの選択的なＲＦ送信システムおよび／または、少なくとも１つの選択的なＲＦ受信システムが設けられており、患者台のＲＦ送信システムおよび／またはＲＦ受信システムに、少なくとも１つのローカルコイルが接続可能である、磁気共鳴トモグラフィシステム用の患者台およびこのような患者台を備えた磁気共鳴トモグラフィシステムによって解決される。有利な発展形態は従属請求項および明細書に記載されている。

本発明に従って設計された患者台を備えたＭＲＴシステムの概略図

本発明の実施例のさらなる特徴および利点を、実施例の以下の説明から、図面に基づいて説明する。

図１は、（シールドされた空間またはファラデーケージＦ内に存在する）画像形成磁気共鳴装置ＭＲＴ１０１を示している。これは、ここでは管状である空間１０３を備えた全体コイル１０２を有している。この空間内で、（しばしば患者テーブルとも称される）患者台１０４（ここでは破線で示されている支えＢおよびキャスターＲを備えている）が、（１つまたは複数のローカルコイル装置１０６を備えた）検査対象物（例えば患者の体等）１０５とともに、矢印ｚの方向に動かされる。このようにして、画像形成方法によって、患者１０５の撮影が行われる。患者の上にはここで１つまたは複数のローカルコイル装置１０６が配置されている。このローカルコイル装置によって、ＭＲＴの局部的な領域（視野またはＦＯＶとも称される）において、ＦＯＶにおける体１０５の部分領域の撮影が形成される。ローカルコイル装置１０６の信号は、例えば同軸ケーブルを介してまたは無線（１６７）等によってローカルコイル装置１０６に接続可能な、ＭＲＴ１０１の評価装置（１６８、１１５、１１７、１１９、１２０、１２１等）によって、評価される（例えば画像に変換され、記憶され、表示される）。

磁気共鳴装置ＭＲＴ１０１によって、ボディ１０５（検査対象物または患者）を、磁気共鳴画像形成を用いて診断するために、種々の、時間的および空間的な特性において極めて正確に調整された磁界がボディ１０５上に照射される。ここではトンネル状である開口部１０３を有している測定キャビン内の強い磁石（例えば超伝導クリイオ磁石１０７）は、静的な強いメイン磁界Ｂ_０を形成する。このメイン磁界は、例えば０．２テスラから３テスラ以上である。図１は、正しくスケーリングされていない（超伝導磁石は例えばより厚くてもよい）。検査されるべきボディ１０５は、患者台１０４の上に横たわり、観察領域ＦｏＶ（視野）内で、メイン磁界Ｂ_０のほぼ均一な領域内を移動する。ボディ１０５の原子核の核スピンの励起は、磁気的な高周波励起パルスＢ１（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を介して行われる。これらのパルスは、ローカルコイルを介して、および／または、極めて簡略化して図示されている高周波アンテナ（および／または場合によってはローカルコイル装置）としての、（例えば複数の部分である＝１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ）ボディコイル１０８を介して放射される。高周波励起パルスは、例えば、パルス形成ユニット１０９によって形成される。このパルス形成ユニットはパルスシーケンス制御ユニット１１０によって制御される。１つまたは複数の高周波増幅器１１１（または（１つまたは複数の）ＲＦ増幅器または（１つまたは複数の）高周波増幅器）によって増幅された後、これらは、高周波アンテナ１０８に導かれる。図示されている高周波システムは単に、概略的に示されている。しばしば、１つよりも多くのパルス形成ユニット１０９、１つよりも多くの高周波増幅器１１１および複数の高周波アンテナ１０８ａ、ｂ、ｃが磁気共鳴装置１０１内に組み込まれる。

さらに、磁気共鳴装置１０１は、勾配コイル１１２ｘ、１１２ｙ、１１２ｚを有する。これらによって、測定時に、勾配磁界Ｂ_Ｇ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）が測定信号の選択的なスライス励起および局部的な符号化のために照射される。勾配コイル１１２ｘ、１１２ｙ、１１２ｚは、勾配コイル制御ユニット１１４（場合によっては増幅器Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚを介して）制御される。勾配コイル制御ユニットは、パルス形成ユニット１０９と同様に、パルスシーケンス制御ユニット１１０と接続されている。

（検査対象物内の原子核の）励起された核スピンから送出された信号は、ボディコイル１０８および／または少なくとも１つのローカルコイル装置１０６によって受信され、割り当てられた高周波前置増幅器１１６によって増幅され、受信ユニット１１７によってさらに処理されて、デジタル化される。記録された測定データはデジタル化され、複素数の数値としてｋ空間マトリクスにファイルされる。値が付けられたこのｋ空間マトリクスから、多次元フーリエ変換を用いて、関連するＭＲ画像が再構築される。

例えばボディコイル１０８またはローカルコイル１０６等の、送信モードにおいても、受信モードにおいても動作可能なコイルに対して、正確な信号伝送が、前置接続されている送受信スイッチポイント１１８によって閉ループ制御される。画像処理ユニット１１９は、測定データから画像を形成する。この画像は、操作卓１２０を介して、使用者に表示される、および／または記憶ユニット１２１内に記憶される。中央計算ユニット１２２は、個々の設備コンポーネントを制御する。

ＭＲトモグラフィにおいて、高い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を有する画像は、今日では、通常、いわゆるローカルコイル装置（コイル、ローカルコイル）によって撮影される。これらは、ボディ１０５のすぐ近くでその上に（前方に）、またはその下に（後方に）またはボディ１０５に接してまたはボディ１０５内に取り付けられるアンテナシステムである。ＭＲ測定時に、励起された核は、ローカルコイルの個々のアンテナにおいて、電圧を誘起する。この電圧は次に、ノイズの少ない前置増幅器（例えばＬＮＡ、プリアンプ）によって増幅され、続いて受信電子機器に転送される。解像度の高い画像においても信号対ノイズ比を改善するために、いわゆる強磁界装置が使用される（１．５Ｔ−１２Ｔ以上）。ＭＲ受信システムに、受信器として設けられている、複数の個別アンテナが接続可能である場合には、受信アンテナと受信器との間に例えば、スイッチングマトリクス（ＲＣＣＳとも称される）が組み込まれる。これは、現在のアクティブな受信チャネル（主に、ちょうど磁石の視野内にある受信チャネル）を、既存の受信器にルートする。これによって、存在する受信器より多くのコイル素子と接続することが可能になる。なぜなら、ボディ全体をカバーする時には、磁石のＦｏＶ（視野）ないしは均質容積内にあるコイルのみが読み出されればよいからである。

例えば一般的に、例えば、１つのアンテナ素子から成る、または、アレイコイルとして複数のアンテナ素子（殊に複数のコイル素子）から成るアンテナシステムは、ローカルコイル装置１０６と称される。これらの個々のアンテナ素子は例えば、ループアンテナ（ループ）、バタフライ、フレックスコイルまたはくら型コイルとして構成されている。ローカルコイル装置は例えば、複数のコイル素子、前置増幅器、さらなる電子機器（シース電流シールド等）、ケーシング、メッキおよび多くの場合にプラグを備えたケーブルを含んでいる。このプラグによって、ローカルコイル装置は、ＭＲＴ設備に接続される。ＭＲＴ設備側に取り付けられている受信器１６８は、ローカルコイル１０６から例えば無線等で受信された信号をフィルタリングし、デジタル化し、このデータをデジタル信号処理装置に伝送する。このデジタル信号処理装置は、測定によって得られたこのデータから、主に、画像またはスペクトルを導出し、ユーザーに、例えばユーザーによって後で行われる診断のためにおよび／または記憶のために提供する。

図１は、殊に、本発明と相応に構成された、磁気共鳴トモグラフィシステム１０１用の患者台１０４の実施例も示している。この（ＭＲＴ）患者台１０４はここで少なくとも１つのＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）および／または少なくとも１つのＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）を少なくとも１つのローカルコイルに対して有している。患者台１０４のこのＲＦ送信システムおよび／またはＲＦ受信システムには、少なくとも１つのローカルコイル１０６（例えばソケットまたはプラグＳｔを有している）が、ここでは複数のインタフェースＩ１、Ｉ２（例えばプラグまたはソケットを有する）のうちの１つを介して接続可能である。

ＭＲＴシステムの開発時には、検査対象物１０５へと送出されるべきＨＦ信号（Ｓ−Ｓ）および／または、検査対象物から受信されるべき（Ｓ−Ｅ）ＨＦ信号（以降で、ＲＦ信号とも称する）に対して、柔軟な伝送路（無線周波数経路）が設定されるべきである。

少なくとも、内部で既知の構成では、いわゆる「多核スペクトロスコピー（multi-nuclear-spectroscopy）」に対して、ＭＲシステムは、スキャナーでのアップグレード（更なる開発）のために、および、ＭＲテーブルと伝達システム（送信システム）とのリンクのために設けられた空間を必要とする。考えられる将来のオプションおよび容量は、目下のプラットフォームにおいて、多核ＭＲＴ送信経路（伝達路）において少なくとも内部構造的に考慮されている。

ここでは、１つの可能性としてのＭＲＴシステムに、場合によっては独立した複数のローカル送信コイルＡ１〜Ａ４を有する１つまたは複数のローカルコイルが設けられている。これは、インフラ構造の観点から、相応に柔軟に構成されている。

ボディ１０５の原子核の核スピンの励起は、磁気（ＲＦ／ＨＦ）高周波励起パルスＢ１（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を介して行われる。これらの励起パルスは、例えば、概略的に示されたローカルコイル装置１０６（例えば、ＨＦアンテナアレイ、頭部コイル、肩コイル、脚コイル等を有するローカルコイル）の少なくとも１つの高周波アンテナＡ１〜Ａ４を介しても放射される。

高周波励起パルスＢ１（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）は、例えば、パルス形成ユニット１０９によって形成される。パルス形成ユニットは、パルスシーケンス制御ユニット１１０によって制御され、送信されるべき（ＨＦ励起）信号Ｓ−Ｓを形成する。ＲＦ増幅器１１６、ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、Ｖ−Ｓ−Ｓ（これらのうちの、例えば全てまたは幾つかは、患者台１０４内に組み込み可能である）によって、送信されるべき（ＨＦ励起）信号Ｓ−Ｓを増幅した後、これらの信号は、１つまたは複数のローカルコイル１０６内の１つまたは複数（例えば２つ、または２つ以上または８以上または１６以上または３２以上または６４以上または９６以上等）の高周波アンテナＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に導かれ、高周波励起パルスＢ１（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）として送信される。

検査対象物１０５から放出された信号Ｓ−Ｅは（それだけまたは送信に対して付加的に）ローカルコイル１０６によって、さらに受信される、および／または、必要なら増幅され（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２）、および／または、混合器（ＭＩＸ）を用いて混合される。

本発明の１つの構成では、１つまたは複数のローカルコイル１０６に対するＲＦ送信システム（伝達システム）は、ＭＲＴで使用可能な（例えばＭＲＴに接続可能なおよび／またはＭＲＴに機械的にドッキング可能な）患者台１０４内に設けられており、その信号線路ＳＬは（ここでは部分的に）患者台１０４内にも延在可能である。ここでこのＲＦ送信システムおよび／またはＲＦ受信システムを少なくとも部分的（すなわち例えばそのＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、混合器、スイッチング装置ＳＷ１、ＳＷ２等）に、患者台１０４内に配置することも可能である。

検査対象物１０５から受信した（ＨＦ）信号用の受信システムを完全にまたは部分的に、患者テーブル内に設けることができる。これは例えば、受信システムの１つまたは複数のＨＦ増幅器、受信システムの混合器等である。

患者台１０４内に配置されている選択的な（例えば選択的に切り替え可能な）ＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）および／またはＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）はこの（選択的な）観点から、例えば、次のように選択的な実装が可能である。すなわち、（現場で操作可能なまたはＭＲＴによって遠隔制御可能な）トグルスイッチＳＷＩ１のようなスイッチング装置（ＳＷＩ１）が備えられる。このスイッチング装置のスイッチ位置に応じて、信号がローカルコイル１０６へ（Ｓ−Ｓ）および／またはローカルコイル１０６から（Ｓ−Ｒ）、直接的に（すなわち、増幅装置を介さずに）または増幅装置ＲＦＰＡ１を介して（場合によっては、送信されるべき信号Ｓ−Ｓ用の増幅器Ｖ−Ｓ−Ｓによって、および／または、場合によっては、受信信号Ｓ−Ｅ用の増幅器Ｖ−Ｓ−Ｅによって）導かれる。

例えば、患者台１０４内に配置される選択的な（例えば選択的に切り替え可能な）、ＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）および／またはＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）の混合器もこの（選択的な）観点から、例えば、次のように選択的な実装が可能である。すなわち、（現場で操作可能なまたはＭＲＴによって遠隔制御可能な）トグルスイッチＳＷＩ２のようなスイッチング装置（ＳＷＩ２）が備えられる。このスイッチング装置のスイッチ位置に応じて、信号がローカルコイル１０６へ（Ｓ−Ｓ）および／またはローカルコイル１０６から（Ｓ−Ｒ）直接的に（すなわち、混合器を介さずに）または混合器ＭＩＸを介して導かれる。

このように、患者テーブルに対して、相対的に一般的なインフラ構造、例えばその電源、制御信号（コントロール信号）、バス信号、クロック信号（クロック）およびポテンシャルが異なるバイアス電圧のみが備えられればよい。ＭＫＯに対する前提条件も、患者台内に実装可能である。

このような構成の利点は例えば以下のものである：
・標準的なシステムに対して少ないインフラ構造要求、より良好な設計対コスト比および将来における種々の発展性のある応用の可能性
・組み立てられたＭＲＴの領域ないしは現場でのモジュール毎のアップデート（さらなる開発）の可能性および（ローカルコイルによる要求に応じた）切り替え可能なテーブルによるサービス
・特別なコイルを患者台内に組み込むことにもよる、総合的なおよび／または特定のソリューションの可能性

一般的に、局部的な送信（または「ローカルトランスミット」または少なくとも１つのローカルコイルを介した高周波信号等の送信）の場合、殊に比較的低い周波数の原子核（lower frequency nuclei）の場合には、出力は比較的低くてよい。さらに、現在のＲＦ出力増幅器は、ＭＲＴシステムに、ＭＲＴの穴１０３でのＲＦ増幅を設けることも可能にする。これによって、特別なマッチングをモジュール様式でサポートすることができる患者テーブル内への組み込みが可能になる。

１０１磁気共鳴システム、１０４患者テーブル、１０５検査対象物、１０６ローカルコイル、１０９パルス形成ユニット、１１８送受信スイッチポイント、Ｉ１、Ｉ２インタフェース、ＭＩＸ混合器、Ｓ−Ｓ高周波励起パルス、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４高周波アンテナ、ＳＷＩ１、ＳＷＩ２スイッチング装置、ＳＬ信号経路

Claims

磁気共鳴トモグラフィシステム（１０１）用の患者台（１０４）であって、
前記患者台（１０４）内に、少なくとも１つのローカルコイル（１０６）に対して、少なくとも１つの選択的（ＳＷＩ１）なＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）、および／または、少なくとも１つの選択的（ＳＷＩ１）なＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）が設けられており、
前記患者台（１０４）の前記ＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）および／またはＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）に、少なくとも１つのローカルコイル（１０６）が接続可能（Ｉ１、Ｉ２、ＳＬ）である、
ことを特徴とする、磁気共鳴トモグラフィシステム（１０１）用の患者台（１０４）。
前記患者台は、複数のローカルコイル（１０６）に対する少なくとも１つのＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）を有しており、前記ＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）に前記複数のローカルコイル（１０６）が接続可能（Ｉ１、Ｉ２、ＳＬ）である、請求項１記載の患者台。
前記患者台は、パルス形成ユニット（１０９）によって形成された信号（Ｓ−Ｓ）を、前記患者台（１０４）内の１つまたは複数のＲＦ増幅器（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、Ｖ−Ｓ−Ｓ）を介して、１つまたは複数のローカルコイル（１０６）内の１つまたは複数の高周波アンテナ（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）に伝達するよう構成されており、前記高周波アンテナは、高周波励起パルス（Ｓ−Ｓ）を送信するように構成されている、請求項１または２記載の患者台。
パルス形成ユニット（１０９）によって形成された高周波励起パルス（Ｓ−Ｓ）を、前記患者台（１０４）内の１つまたは複数のＲＦ増幅器（Ｖ−Ｓ−Ｓ）を介して、１つまたは複数のローカルコイル（１０６）内の１つまたは複数の高周波アンテナ（Ａ１−Ａ４）に伝達するよう構成されており、殊に、少なくとも１つの接続プラグ（Ｓｔ）用または接続部（Ｋ）の接続ソケット用の、前記患者台（１０４）のインタフェース（Ｉ１、Ｉ２）も介して、少なくとも１つのローカルコイル（１０６）に伝達するよう構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の患者台。
前記患者台（１０４）は、少なくとも１つのローカルコイル（１０６）に対して少なくとも１つのＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）を有しており、前記ＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）は、前記検査対象物（１０５）から受信した複数の信号（Ｓ−Ｅ）を混合する、殊に、前記検査対象物（１０５）から複数の高周波アンテナ（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を介して受信した複数の信号（Ｓ−Ｅ）を混合する混合器（ＭＩＸ）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の患者台。
前記患者台（１０４）は、少なくとも１つのローカルコイル（１０６）に対して少なくとも１つのＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）を有しており、前記ＲＦ受信システムは、前記検査対象物（１０５）から受信した信号（Ｓ−Ｅ）を増幅する１つまたは複数の増幅器（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、Ｖ−Ｓ−Ｅ）、殊に、１つまたは複数のＲＦ増幅器（Ｖ−Ｓ−Ｅ）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の患者台。
前記患者台（１０４）に配置された少なくとも１つの選択的なＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）および／またはＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）はそれぞれスイッチング装置（ＳＷＩ１）を介して、前記スイッチング装置（ＳＷＩ１）のスイッチング状態に依存して、接続可能であるまたはバイパス可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の患者台。
前記患者台（１０４）内に配置されている、ＲＦ送信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｓ）および／またはＲＦ受信システム（ＲＦＰＡ１、ＲＦＰＡ２、ＭＩＸ、Ｖ−Ｓ−Ｅ）の少なくとも１つの選択的な混合器（ＭＩＸ）は、それぞれ、スイッチング装置（ＳＷＩ２）を介して、前記スイッチング装置（ＳＷＩ２）のスイッチング状態に依存して、接続可能であるまたはバイパス可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の患者台。
少なくとも１つの送受信スイッチポイント（１１８）が前記患者台（１０４）内に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の患者台。
少なくとも１つの選択的な送受信スイッチポイント（ＭＩＸ；１１８）が前記患者台（１０４）内に配置されており、
前記送受信スイッチポイントは、それぞれスイッチング装置を介して、前記スイッチング装置のスイッチング状態に依存して、受信信号（Ｓ−Ｅ）および／または送信信号（Ｓ−Ｓ）に対して信号経路（ＳＬ）内で切り替え可能である、という点において選択的である、請求項１から９までのいずれか１項記載の患者台。
請求項１から１０までのいずれか１項記載の患者台（１０４）を備えた磁気共鳴トモグラフィシステム（１０１）。