JP2022535676A - ハイブリッドｍｒ－ｐｅｔ及びｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、並びにそのダイポールアンテナアレイの使用、及びダイポールアンテナアレイを有するｍｒ－ｐｅｔ又はｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置 - Google Patents
ハイブリッドｍｒ－ｐｅｔ及びｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、並びにそのダイポールアンテナアレイの使用、及びダイポールアンテナアレイを有するｍｒ－ｐｅｔ又はｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022535676A JP2022535676A JP2021565961A JP2021565961A JP2022535676A JP 2022535676 A JP2022535676 A JP 2022535676A JP 2021565961 A JP2021565961 A JP 2021565961A JP 2021565961 A JP2021565961 A JP 2021565961A JP 2022535676 A JP2022535676 A JP 2022535676A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dipole antenna
- antenna array
- pet
- spect
- dipole
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000003325 tomography Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 33
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013421 nuclear magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34038—Loopless coils, i.e. linear wire antennas
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/4808—Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
- G01R33/481—MR combined with positron emission tomography [PET] or single photon emission computed tomography [SPECT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/4808—Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/062—Two dimensional planar arrays using dipole aerials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
- H01Q9/285—Planar dipole
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
Abstract
ハイブリッドＭＲ－ＰＥＴ及びＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、並びにそのダイポールアンテナアレイの使用、及びダイポールアンテナアレイを有するＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置本発明は、ハイブリッドＭＲ－ＰＥＴ及びＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、そのダイポールアンテナアレイの使用、並びにダイポールアンテナアレイを有するＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置に関する。本発明によって、ダイポールアンテナ素子（１）は、一方の端部に折り畳み部（２）を有し、この折り畳み部は、湾曲部（３）、湾曲した領域（４）、並びにダイポールアンテナ素子（１）の長手方向へのダイポールアンテナ素子（１）の湾曲した領域（５）の投影部からなり、ダイポールアンテナ素子（１）は、空洞を少なくとも部分的に取り囲む、ダイポールアンテナアレイが提供される。ダイポールアンテナアレイは、本発明の主題でもあるＭＲ－ＰＥＴ装置又はＭＥ－ＳＰＥＣＴ装置で使用される。
Description
本発明は、ハイブリッドＭＲ－ＰＥＴ及びＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、そのダイポールアンテナアレイの使用、並びにダイポールアンテナアレイを有するＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置に関する。
ハイブリッドＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ装置による核磁気共鳴撮影のために、高周波アンテナが使用されていて、この高周波アンテナはマグネットボア内に、したがってＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ測定範囲内に配置されている。ＭＲＴ撮影がＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ撮影と同時に実行される複合的な方法では、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴ割合から結果として生じる測定成分を、可能な限り干渉なく維持する必要がある。
ＭＲＴコイルは、高周波電磁放射線を送信及び／又は受信するために使用する。通常、そのＭＲＴコイルは、アンテナの近接場において機能し、近接場と遠方場との間の遷移領域においても高磁場ＭＲＴで機能する。その結果、導電性構造、すなわちアンテナは、検査ボリュームの近くに配置しなければならない。
ＭＲＴシステム及びＰＥＴシステム又はＳＰＥＣＴシステムとの複合化は、２つ以上のモダリティを同時に測定することを可能にするという利点を提供する。技術的には、これらのシステムが、ＭＲＴシステムのマグネットボア内で、シンチレーション結晶及び場合によっては評価電子回路を一体化することによって実施される。ＭＲＴ測定の感度損失を最小限に維持するために、複合的なＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴシステムが、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ検出器リング内に、ＭＲＴコイルとも呼ばれることが多いＭＲＴアンテナを配置する必要がある。これは、一方では、ＭＲＴで使用されている磁場とＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ検出器ユニットとの強い結合、そして他方では、挿入されているアンテナによるＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定のガンマ量子の吸収につながる。
ＰＥＴ及びＳＰＥＣＴは、通常５１１ ｋｅＶのエネルギーを有する対消滅量子（独語：Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎｓｑｕａｎｔｅｎ）、すなわちγ量子から、そのＰＥＴ及びＳＰＥＣＴの信号を得る。これら信号は、走行する経路に沿って、その伝播経路内の物質によって、吸収又は散乱される。このため、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴシステムへのＭＲＴコイルの導入は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定の感度に悪影響を及ぼす。
臨床的に承認されている装置で、最大７Ｔ、又は１．５Ｔ及び３Ｔ（これはプロトンに対して約３００ＭＨｚ（７Ｔ）、１２８ＭＨｚ（３Ｔ）、若しくは６４ＭＨｚ（１．５Ｔ）の共振周波数に対応する）で動作する先行技術によるＭＲＴの波長に基づき、検査ボリュームへの効率的なカップリングを保証するため、まっすぐなダイポールが長すぎる。したがって、非特許文献１に記載されているように、使用されているダイポールアンテナを短縮するため、構成要素、例えばインダクタが、ダイポールアンテナに挿入される。通常、そのように短縮されているダイポールアンテナも、ダイポールの中央で接続される。しかしながら、これら全ての手段は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定ボリュームにおける電子部品及び追加の導電構造のような高吸収性材料によって、ＰＥＴ／ＳＥＰＣＴγ量子の追加の吸収若しくは散乱をもたらす。ダイポール素子の中心接続は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ感応領域に同軸線及び集中した構成要素などのさらなる構成要素を組み立てる。ＭＲＴにおいては、長いダイポール素子の使用が、２つの観点でマイナスの効果をもたらす。一方では、それらは、測定体積を制限し、例えば、頭部画像化のために望まれるように、小さい直径を有するダイポールの円筒状の配置は、肩領域における広がった解剖学的構造によって幾何学的に制限され得る。更に、まっすぐなダイポールアンテナは、磁気軸線に沿って大きい感度領域をもたらし、この感度領域は、しばしば、切り替え可能な勾配場の均一な領域を超え、従って、ＭＲＴ画像における信号の折り返しをもたらすことができる。
ＭＲＴアンテナは、核医学モダリティの感度を低下させないために、ＰＥＴ及び／又はＳＰＥＣＴエネルギー範囲において、量子に対するガンマ量子吸収を可能な限り小さくする必要がある。
ドイツの特許である特許文献１は、折り畳まれていて、折り畳み部において接続部を有するダイポールアンテナが開示されている。
したがって、ＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ装置で測定する場合、検査ボリューム若しくは空間的な測定範囲に導入する材料の量を可能な限り少なくする必要がある。ＭＲＴ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定の品質を改善する必要があり、複合的なＭＲ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ装置によって、別個の構成要素のＭＲＴ、ＰＥＴ、及びＳＰＥＣＴによる測定とほぼ同一の品質を得る必要がある。
「Ｋｕｒｚｅ Ａｎｔｅｎｎｅｎ： Ｅｎｔｗｕｒｆ ｕｎｄ Ｂｅｒｅｃｈｎｕｎｇ ｖｅｒｋｕｅｒｚｔｅｒ Ｓｅｎｄｅ－ ｕｎｄ Ｅｍｐｆａｎｇｓａｎｔｅｎｎｅｎ」 出版社：Ｆｒａｎｃｋｈ、１９８６年、ページ数：４０８ページ、ＩＳＢＮ３４４００５４６９１
したがって、本発明の課題は、１つのモダリティのための装置に対して、複合的なシステムにおける、特に干渉のない、若しくは感度の低下が可能な限り少ない、ＭＲ－ＰＥＴデータ若しくはＭＲ－ＳＰＥＣＴデータの撮影を可能にすることである。ＭＲ－ＰＥＴ若しくはＭＲ－ＳＰＥＣＴ測定のＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴ割合に関して、先行技術による複合的なＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ測定のための装置に対して、増加した感度を有する撮影が可能になるべきであり、その際、アーチファクトが可能な限り少なく、特に折り返しがＭＲＴ画像に生じないはずである。この課題の技術的な解決策は、安価で容易に実施することができなければならない。検出しなければならないγ線若しくは他の光子の、減衰及び／又は散乱は、最小化しなければならない。例えば、７テスラ若しくは７テスラより大きい超高磁場並びに３テスラ以上の高磁場のような、より高いＢ０磁場は、より使いやすくすべきである。９．４テスラ、１０．５テスラ、１１．７テスラ、１４テスラ、さらに２０テスラの磁界も、例として挙げることができる。γ量子の後方散乱及び吸収は、低減若しくは回避しなければならない。
請求項１の前提部及び並列に配列された請求項に基づいて、この課題は、本発明によるとこれらの請求項の特徴とする部分で特定されている特徴事項によって解決される。
本発明によるダイポールアンテナアレイ及びダイポールアンテナ配置により、干渉のないＭＲＴ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ画像（このＭＲＴ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ画像では、特にＭＲＴ画像で折り返し又はアーチファクトがない）を生成することが可能である。本発明によるＭＲ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ断層撮影装置の複合的な構成要素は、個々の構成要素ＭＲ、ＰＥＴ及びＳＰＥＣＴを有するような品質とほぼ同一な品質を持つ。γ線の減衰又は散乱は、低減される。例えば、７テスラ、若しくは９．４テスラ、１０．５テスラ、１１．７テスラ、１４テスラだけでなく２０テスラなどの７テスラより大きい超高磁場のような、並びに３テスラ以上の高磁場のようなより高いＢ０磁場の使用が、より利用しやすくなる。ＭＲ－ＰＥＴ若しくはＭＲ－ＳＰＥＣＴ測定のＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴ割合に関して、先行技術によるＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ装置におけるこれらの構成要素に対する測定の感度を高める撮影が可能になる。ダイポールアンテナの物理的な規模が短縮される。本発明による課題の解決策は、安価であり、技術的に容易に実施することができる。
ＭＲＴ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴという用語は、以下では、ＭＲＴ－ＰＥＴ及びＭＲＴ－ＳＰＥＣＴの両方の実施形態を意味され得ることを示す。
本発明の有利な形態は、従属請求項に記載されている。
以下では、本発明によるダイポールアンテナアレイが、限定的に解釈されることなく、その一般的な形態で説明される。
本発明によって、少なくとも一方の側で折り畳まれている少なくとも２つのダイポールアンテナ素子が、少なくとも部分的に空洞を囲むように互いに結合されているダイポールアンテナアレイが提供される。
一つの実施形態では、本発明によるダイポールアンテナアレイのダイポールアンテナ素子は、一方の端部で、有利には９０°以上から１８０°までの角度で、折り畳まれている。その際、ダイポールアンテナアレイが接続されている接続部および構成要素は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴリングのＰＥＴセンサ又はＳＰＥＣＴセンサを配置する回転軸に沿った領域によって与えられているＰＥＴ－ＳＰＥＣＴセンサの測定範囲外の折り畳み部に位置する。さらなる実施形態では、一つのダイポールアンテナ素子は、両端部でも折り畳まれている。
ＰＥＴ－ＳＰＥＣＴ測定範囲外、特にダイポールアンテナ素子の折り畳み部における接続部及び構成要素の接続は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定範囲内で測定の干渉が起きないという結果をもたらす。好ましくは、この場合、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定範囲の外側で、さらなる電子部品、例えば、整合回路、送信スイッチ／受信スイッチ、又は前置増幅器なども、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定に影響を及ぼすことなく、アンテナの給電点の近くに配置することもできる。γ量子は、もはやＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定範囲内に位置するデバイス部品から吸収されなくなり、これらの部品でγ量子の散乱を防止する。典型的には、γ量子は、５１１ｋｅＶのエネルギーを有する。
ダイポールアンテナアレイの折り畳み部は、ダイポールアンテナアレイの空間的な規模が短縮されているという結果をもたらし、ハイブリッドＭＲ－ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ装置の限定された自由なボリュームでは有利である。同時に、機能的な折り畳み部、例えば「Ｊ」の形態では、この領域においてダイポールアンテナアレイから放射される電磁場が、幾何学的に逆並列で流れる電流によって低減されることになる。これによって、給電点の近傍において構成要素へのダイポールの結合が減少し、及び、防止すべきである、この領域において核磁気共鳴の励起が減少する。特に、ダイポールアンテナの折り畳まれている領域での核磁気共鳴の励起を防止することによって、例えば折り返しによるＭＲＴ画像におけるアーチファクトを防止することができる。
ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定範囲の外側に位置するダイポールアンテナアレイのダイポールアンテナ素子の折り畳み部は、ダイポールアンテナアレイによって形成されるダイポールの電力適合電気接続を可能にする。これにより、電気接続点を正しく選択することによって、コンデンサの使用下での電力適合接続が可能となる。接続点の合理的な選択は、当業者が知っていることである。
接続がＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定範囲の空間的に近くにある場合、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定範囲へのγ量子の後方散乱は、より少数の構成要素を使用することによって低減することができる。
ダイポールアンテナ素子の折り畳まれている領域は、湾曲部、湾曲した長手領域、及びダイポールアンテナ素子の長さに対して湾曲した領域の垂直な投影部の領域を含む。
湾曲部は、弓形、楕円、又は他の幾何学的な湾曲の形態における丸みであってもよい。本発明による角度を含むダイポールアンテナアレイの折れ曲がり（独語：Ｋｎｉｃｋ）も可能である。湾曲部は、少なくとも２つの部分的な湾曲部から組み立ててもよい。
湾曲した部分は、９０°以上及び１８０°の角度での湾曲部に続いて、ダイポールアンテナの長手方向に対して戻る部分である。
ダイポールアンテナ素子の長さに対して湾曲した領域の垂直な投影の領域は、長手方向において湾曲部の前に位置するダイポールアンテナ素子の部分であり、及びびダイポールアンテナ素子の長手方向に対して垂直である、湾曲している領域の投影される部分である。
ダイポールアンテナ素子の２つの端部は終点、即ち、直線部分の端部及び湾曲した領域の端部であり、並びに、ダイポールアンテナ素子の両側の端部に折り畳み部がある実施形態の場合には、２つの折り畳み部の終点である。
本発明によるダイポールアンテナアレイ又はダイポールアンテナ素子の測定範囲は、湾曲部を有さない終点と、長手方向への湾曲した部分の終点の投影によって生じる点との間のダイポールアンテナアレイの長さに沿った範囲内であってもよい。ダイポールアンテナ素子の両方の端部が折り畳まれている一つの実施形態では、測定範囲が、それぞれ湾曲している部分の終点の、長手方向への投影によって生じる点の間に位置することができる。この測定範囲は、ダイポールアンテナアレイ又はダイポールアンテナ素子の上述の長手部分の少なくとも一部の領域であってもよく、及びＭＲ－ＰＥＴ若しくはＭＥ－ＳＰＥＣＴ装置の設計又は磁界などの外部要因にも依存する。この場合、送信機及び受信機として利用可能な長手部分である。更に、ダイポールアンテナ素子若しくはダイポールアンテナアレイの測定範囲は、折ダイポールアンテナ素子若しくはダイポールアンテナアレイにおける畳み部のない部分の少なくとも一部の領域である。
特に、ダイポールアンテナ素子又はダイポールアンテナアレイのＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ測定範囲では、インダクタ、コンデンサ、接続線、同軸ケーブル、又は前置増幅器などの接続部がない。
好ましくは、接続部又は構成要素が、ダイポールアンテナ素子若しくはダイポールアンテナアレイの折り畳み部に、少なくとも部分的にある。
好ましくは、すべての接続部及び構成要素は、ダイポールアンテナアレイ若しくはダイポールアンテナ素子の折り畳み部にある。その結果、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴ撮影でより良好な画質が達成される。
例えば、一つの好ましい実施形態では、同軸ケーブルは、それらの端部が、折り畳み部の湾曲した領域に、及びダイポールアンテナ素子の長さ方向に対する湾曲した領域の垂直な投影の領域に分配されているように接続することができる。それによって、電気的接続点の正確な選択によって、簡単なコンデンサを使用する電力適合接続も可能にする。
ダイポールアンテナアレイ若しくはダイポールアンテナ素子が折り畳まれている角度は、９０°及び１８０°の範囲内の任意の所望の値を有してもよい。例えば、９５°、１００°、１１５°、１２０°・・・１６５°、１７０°、１７５°、又は１７９°であってもよい。
ダイポールアンテナアレイの一つのダイポールアンテナ素子は、その終点間の長さが共振周波数での波長のλ／２に相当する。λ／２についての物理的長さは、ダイポールアンテナアレイ若しくはダイポールアンテナ素子上のダイポール形状の電流分布が維持される動作モードが保持される限り、より低い値又はより高い値に応じて相違してもよい。
好ましくは、ダイポールアンテナ素子は、γ線に対する吸収係数に急激な変化が生じない断面を、例えば円形状又は楕円形状の断面を有する。これにより、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ画像再構成でのアーチファクトを防止することができる。
好ましくは、本発明によるダイポールアンテナアレイのダイポールアンテナ素子が、薄型に形成されている。本発明の意味での薄さとは、ダイポールアンテナ素子への高周波場の１から５の侵入深さに対応するダイポールアンテナ素子の厚さを意味する。
好ましくは、ダイポールアンテナアレイ若しくはダイポールアンテナ素子は、電気伝導材料からなり、好ましくはアルミニウムなどの原子番号の小さい金属からなる。アルミニウムの場合のように、低い原子番号をもつダイポールアンテナ素子材料を使用すると、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ測定における干渉及び記録されている画像におけるアーチファクトが防止又は低減されるという結果もある。ダイポールアンテナアレイのための導体材料の材料選択は、導電率と低い原子番号との間の妥協案である。
有利には、本発明によるダイポールアンテナアレイは、例えばＭＲＴ測定範囲を拡大するために、マルチチャネルＭＲＴコイルを組み合わせることができる。
本発明によれば、少なくとも２つのダイポールアンテナ素子は、空洞を画定するように支持体を介してアレイにまとめられている。実際の使用では、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、又はそれ以上のダイポールアンテナ素子が、好ましくは円筒形である空洞を取り囲んでもよく、ダイポールアンテナ素子は、仮想的に囲んだ円筒形に半径方向間隔で配置されている。このように配置されているダイポールアンテナ素子の上述の数は、実際の見地によってのみ制限されている。
使用されるダイポールアンテナ素子の数は、磁場の強度又は検査すべき対象物の寸法に依存し得る。例えば、８個のダイポールアンテナ素子は、９．４テスラで頭部を撮影する場合に有利であり得る。人体全体を検査する場合、１６個のダイポールアンテナ素子が有利であり得る。使用されているＢ０磁界が高いほど、ダイポールアンテナ素子間で干渉する結合が大きくなり、従って、好ましくはダイポールアンテナアレイ内で相互接続されるダイポールアンテナ素子をより少なくする。しかしながら、ダイポールアンテナ素子間の干渉する結合は、技術的手段によっても低減することができる。これらは当業者に知られている。
この場合、ダイポールアンテナアレイのダイポールアンテナ素子の折り畳み部は、長手方向の反対側の端部に分散させられ得るが、すべての湾曲した端部が長手方向の同じ側で配置されているようにダイポールアンテナ素子を支持体内に配置することが好ましい。このようにして、すべての接続部又は構成要素は、ダイポールアンテナアレイの同じ端部にある。その結果、すべてのケーブルは、キャリアハウジングから同じ方向へ引きだすことができる。
ダイポールアンテナ素子を一つにまとめる手段としての支持体の場合、一つの簡単な実施形態では、内側若しくは外側でダイポールアンテナ素子と接続される２つのリングであってもよく、又はダイポールアンテナ素子は、固定されているようにリング内のボアを通って延在することもできる。
支持リングがＰＥＴ－ＳＰＥＣＴ測定範囲の測定範囲内で突出しない場合に、有利である。
ダイポールアンテナ素子が固定する手段によって取り付けられている円筒体は、支持体としても機能することができる。
好ましくは、支持体は、μが空気にほぼ対応する非磁性材料で作られ、好ましくはプラスチックで作られる。
支持体によってまとめられているダイポールアンテナアレイ若しくはダイポールアンテナ素子の一部又は全領域は、ＭＲＴ測定に使用することができる。その結果、ＭＲＴのための測定範囲は、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴシステムの測定範囲よりも大きく、又は等しく、又は小さくしてもよい。
ダイポールアンテナ素子の折り畳み部では、様々なデバイス素子を接続され得る。
例えば、給電線は、整合ネットワークを介して接続され得る。この場合、対称ネットワークは、整合回路と一緒に直接、又は整合ネットワークを介して、接続され得る。適応回路と共に、離調回路も設置され得る。
本発明は、さらに、先述した課題を解決する、本発明による先述のコイル配置を有する、一体型のＰＥＴ又はＳＰＥＣＴシステムを有する、磁気共鳴断層撮影法システム、特に高磁場／超高磁場磁気共鳴断層撮影法システム、磁気共鳴分光法システム又は核磁気共鳴分光法システムに関する。
さらに、本発明は、一体化されたＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴシステムを有する、磁気共鳴断層撮影法、特に高磁場／超高磁場磁気共鳴断層撮影法、磁気共鳴分光法、又は核磁気共鳴分光法の場合、高周波送信機及び／又は受信機コイルとして上述の本発明によるダイポールアンテナアレイの使用に関する。
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して、本発明によるコイル配置の一つの実施形態を、以下の説明から明らかにする。
本発明は、図中で例示される。
図１は、湾曲部３と、湾曲した領域４と、湾曲した領域５の投影部とを備える折り畳み部２を有するダイポールアンテナ素子１を示す。湾曲した領域の終点は参照符号６をもち、ダイポールアンテナアレイの長い側の終点は参照符号７をもつ。
図２では、同軸ケーブル８が内側ケーブル９によって、（湾曲した領域５の投影部であるダイポールアンテナ素子１の部分に接続している）コンデンサ１０に接続されているダイポールアンテナ素子１が記載されている。同軸ケーブル８の外側ケーブル１１は、湾曲した領域４に接続している。
図３は、互いに円筒状に配置されている帯状のダイポールアンテナ素子１ａ～１ｆを有するダイポールアンテナアレイ１０を長手方向から見た図で示す。
図４は、湾曲した領域４ａ、４ｂ、・・・、４ｆと、湾曲した領域５ａ、５ｂ、・・・、５ｆの投影部を見ることができる、ダイポールアンテナアレイ１０の長手方向からみた平面図を示す。
図５では、ダイポールアンテナアレイ１０が、湾曲した領域４ａ、４ｂ、・・・４ｆと湾曲した領域の投影部とが支持体の円筒の周面に沿って配置されている断面図として記載される。
図６は、本発明によるダイポールアンテナアレイ１０を使用した場合の、線形アンテナと比較した、球形ファントム内の磁場を軸方向及びサジタル方向で示す。
図７は、本発明によるダイポールアンテナアレイ１０を使用した場合の、軸方向及びサジタル方向での頭部内の磁場の分布を示す。
図８は、頭部を測定すべき患者がいるＭＲ－ＰＥＴ、若しくはＭＲ－ＳＰＥＣＴ装置を示す。図では、傾斜磁場コイル１２、１２ａを備える磁石１１、１１ａが記載されている。ＭＲ－ＰＥＴ装置の場合のＰＥＴモジュール、ＭＲ－ＳＰＥＣＴ装置の場合のＳＰＥＣＴモジュールが、参照符号１３、１３ａとで示される。ダイポールアンテナアレイの構成要素であるダイポールアンテナ素子は、参照符号１、１ａである。
Claims (15)
- 少なくとも２つのダイポールアンテナ素子を有するダイポールアンテナアレイにおいて、
ダイポールアンテナ素子（１）は、一方の端部に折り畳み部（２）を有し、
この折り畳み部は、湾曲部（３）、湾曲した領域（４）、並びにダイポールアンテナ素子（１）の長手方向へのダイポールアンテナ素子（１）の湾曲した領域（５）の投影部からなり、
ダイポールアンテナ素子（１）は、空洞を少なくとも部分的に取り囲む、
ことを特徴とするダイポールアンテナアレイ。 - 折り畳み部（２）は、別の構成要素の少なくとも１つの接続を可能にするように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 接続部は、コンデンサ、電気接続線、同軸ケーブル、インダクタ、前置増幅器、整合回路、送信／受信スイッチ、対称ネットワーク、整合ネットワーク、又は離調回路との接続に適している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 折り畳み部（２）の外側には接続部がない、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- ダイポールアンテナ素子（１）の端部は、端部で、９０°以上から１８０°までの角度で、折り畳まれている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 折り畳み部（２）は、丸み又は折れ曲がりによって実現されている、少なくとも１つの湾曲部（３）によって形成される、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 電気部品用の接続部は、折り畳み部（２）の湾曲した領域（５）及びダイポールアンテナ素子（１）への湾曲した領域（５）の投影部に分配されている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- ダイポールアンテナ素子（１）は、低い原子番号の金属からなる、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- ダイポールアンテナ素子（１）の長手方向に垂直な断面は、ガンマ量子に対する吸収係数に急激な変化を生じないように形成されている、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- ダイポールアンテナ素子（１）は、高周波電界の侵入深さの１から５倍に相当する厚さを有する、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- ダイポールアンテナ素子（１）を３から１６個有する、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 少なくとも１つのダイポールアンテナ素子（１）が、両側の端部で折り畳まれている、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 全ての折り畳み部（２）は、ダイポールアンテナアレイの同じ端部にある、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のダイポールアンテナアレイ。
- 接続部を有するダイポールアンテナ素子の折り畳み部（２）がＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴ測定範囲の外側に位置するＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置におけるアンテナとしての、請求項１から１３のいずれか１項に記載のダイポールアンテナアレイの使用。
- 接続部を有するダイポールアンテナ素子の折り畳み部（２）が、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ測定範囲の外側に位置するアンテナとしての、請求項１から１２のいずれか１項に記載のダイポールアンテナアレイを有するＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＳＰＥＣＴ断層撮影装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019003949.1 | 2019-06-06 | ||
| DE102019003949.1A DE102019003949A1 (de) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | Dipolantennen-Array für hybride MR-PET und MR-SPECT Tomographen sowie dessen Verwendung und MR-PET oder MR-SPECT Tomograph mit einem Dipolantennen-Array |
| PCT/DE2020/000092 WO2020244689A1 (de) | 2019-06-06 | 2020-05-08 | Dipolantennen-array für hybride mr-pet und mr-spect tomographen sowie dessen verwendung und mr-pet oder mr-spect tomograph mit einem dipolantennen-array |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022535676A true JP2022535676A (ja) | 2022-08-10 |
| JPWO2020244689A5 JPWO2020244689A5 (ja) | 2024-03-01 |
Family
ID=70921745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021565961A Pending JP2022535676A (ja) | 2019-06-06 | 2020-05-08 | ハイブリッドｍｒ－ｐｅｔ及びｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、並びにそのダイポールアンテナアレイの使用、及びダイポールアンテナアレイを有するｍｒ－ｐｅｔ又はｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220236353A1 (ja) |
| EP (1) | EP3980800B1 (ja) |
| JP (1) | JP2022535676A (ja) |
| DE (1) | DE102019003949A1 (ja) |
| ES (1) | ES2959829T3 (ja) |
| HU (1) | HUE063779T2 (ja) |
| WO (1) | WO2020244689A1 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1322300A (en) * | 1972-04-27 | 1973-07-04 | Telecommunications Ltd | Aerials |
| DE10322186B3 (de) | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Karl Fischer | Kurze Endgespeiste Dipolantenne |
| WO2013159053A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | New York University | Dipole array arrangement |
| US10806416B2 (en) * | 2015-08-05 | 2020-10-20 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | PET/MRI insert system |
-
2019
- 2019-06-06 DE DE102019003949.1A patent/DE102019003949A1/de active Pending
-
2020
- 2020-05-08 JP JP2021565961A patent/JP2022535676A/ja active Pending
- 2020-05-08 WO PCT/DE2020/000092 patent/WO2020244689A1/de active Application Filing
- 2020-05-08 ES ES20729613T patent/ES2959829T3/es active Active
- 2020-05-08 EP EP20729613.8A patent/EP3980800B1/de active Active
- 2020-05-08 US US17/615,124 patent/US20220236353A1/en active Pending
- 2020-05-08 HU HUE20729613A patent/HUE063779T2/hu unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3980800B1 (de) | 2023-08-02 |
| HUE063779T2 (hu) | 2024-01-28 |
| EP3980800A1 (de) | 2022-04-13 |
| US20220236353A1 (en) | 2022-07-28 |
| WO2020244689A1 (de) | 2020-12-10 |
| ES2959829T3 (es) | 2024-02-28 |
| DE102019003949A1 (de) | 2020-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lattanzi et al. | Approaching ultimate intrinsic signal‐to‐noise ratio with loop and dipole antennas | |
| JP5209842B2 (ja) | 多重チャネルｍｒｉ用の多巻き素子ｒｆコイル・アレイ及び、ｒｆコイル組立体を製造する方法 | |
| JPWO2008075614A1 (ja) | 核磁気共鳴計測装置およびコイルユニット | |
| US20120169340A1 (en) | Mr imaging system with freely accessible examination volume | |
| US4831330A (en) | Probe for magnetic resonance imaging system | |
| RU2597068C2 (ru) | Поперечно-электромагнитная (пэм) радиочастотная катушка для магнитного резонанса | |
| JP6944521B2 (ja) | 核磁気共鳴法によって画像を撮影するためのダイポールアンテナ装置 | |
| JP2020501636A5 (ja) | ||
| US4680550A (en) | High-frequency antenna device in apparatus for nuclear spin tomography and method for operating this device | |
| Alt et al. | Coaxial waveguide MRI | |
| EP2345906A1 (en) | RF antenna for a hybrid MRI/PET or MRI/HIFU system | |
| Lee et al. | Performance evaluation of RF coils integrated with an RF‐penetrable PET insert for simultaneous PET/MRI | |
| US10241163B2 (en) | TEM resonator system especially for use in an MRI system | |
| JP2008532609A (ja) | 超短ｍｒｉボディコイル | |
| Akram et al. | Microstrip transmission line RF coil for a PET/MRI insert | |
| US20160124059A1 (en) | Subject-loaded helical-antenna radio-frequency coil for magnetic resonance imaging | |
| KR102324731B1 (ko) | 자기 공명 영상 장치용 수신 코일 | |
| US7250764B2 (en) | Shielded dome resonator for MR scanning of a cerebrum | |
| JP2022535676A (ja) | ハイブリッドｍｒ－ｐｅｔ及びｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置用のダイポールアンテナアレイ、並びにそのダイポールアンテナアレイの使用、及びダイポールアンテナアレイを有するｍｒ－ｐｅｔ又はｍｒ－ｓｐｅｃｔ断層撮影装置 | |
| US10488474B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus with spirally extended monopole antenna structure | |
| KR101856375B1 (ko) | 자기공명영상용 다이폴 안테나, rf 코일 어셈블리, 및 자기공명영상 시스템 | |
| Zhu et al. | Detunable wireless Litzcage coil for human head MRI at 1.5 T | |
| Mallow et al. | Ultra-high field MRI for primate imaging using the travelling-wave concept | |
| US10942235B2 (en) | Microstrip transmission line array RF coil, RF shield configuration and integrated apparatus of RF coil and radiation imaging device | |
| JPWO2020244689A5 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230927 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230927 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20231221 |
|
| A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20240221 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240327 |