JP6357240B2 - 磁気共鳴画像法のための安全監視 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴画像法の分野に関し、具体的には磁気共鳴画像法のための安全監視に関する。

本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）検査室の入口に置かれる安全監視装置に関する。この安全監視装置は、対象被験者、即ち患者がＭＲ検査室内、特に、ＭＲ検査室内に位置するＭＲ検査システムの電磁場領域内でＭＲ検査を受けるのが安全かどうかを評価する。

ＭＲ検査システムを用いて検査を行うことに関する安全性の技術的現状は、検査前に患者と面談を行い、検査中に問題を引き起こす可能性がある装備品又は患者に害を及ぼす可能性がある装備品をその患者が有していないかどうかを明らかにすることである。従って、ＭＲ検査の安全性は患者によって提供される情報に依存し、この方法の信頼性は低い。

安全性を改善するために、後でＭＲ検査装置を使用して検査される患者上又は患者内に位置する強磁性物体を検出するための機器を使用することが、例えば国際公開第２０１３／００１２９２Ａ２号から知られている。その機器は、周囲の磁場又は検査空間内のグラジェントを使用中に測定する磁気センサと、警告装置とを含む。従って、患者が不注意で携帯していることがある強磁性物体が検出され、それぞれの警告が生成される。かかる物体はＭＲＩ画像の劣化を引き起こす場合があり、患者を再びスキャンすることを要求してしまう。このカテゴリ内の物体の例は、ヘアピン／ピン止め、腕時計、宝飾品の留め金やピンを含む。

磁性物質は、ＭＲ画像法における唯一の懸念事由ではない。共鳴する無線周波数（ＲＦ）構造体も、ことによると安全でない状況を引き起こし得る。かかる構造体はステント、パッシブインプラント、又はアクティブインプラント用のリードであり得る。それらの何れも一般に強磁性ではなく、上記の機器によって検出されない。それでもなお、それらの構造体はＭＲ検査中に加えられるＲＦ場によって刺激される可能性があり、そのことは対象被験者に害を及ぼす可能性がある。更に、共鳴するＲＦ構造体があることにより、ＭＲ検査の画質が悪化する場合がある。そのような共鳴するＲＦ構造体の存在は、対象被験者がＭＲシステムの検査空間内に既に位置するとき検出され得る。それでもなお、共鳴するＲＦ構造体がその時点でのみ検出される場合、スキャンストラテジが適用されなければならず、又は患者が移動されなければならず、ＭＲスキャンを完了することができない。少なくともＲＦ干渉の原因が特定されなければならず、可能性があるＭＲ条件が、例えばＲＦ共鳴がインプラントによって引き起こされる場合はインプラントデータベースから取得されなければならない。このことは、ＭＲＩスキャンプロセスの効率及びＭＲスキャンの全部門のワークフローを低下させる。

ＭＲ検査システムは通常、非常にコスト集約的である。従って、ＭＲ検査システムの継続的動作を可能にする、ＭＲ検査システムの停止を回避すること、及びワークフローを改善することのために安全性の問題をＭＲ検査システムとは別に扱うことが望ましい。

本発明の目的は、ＭＲ検査システムの不所望の停止を回避し、ＭＲ撮像中に危険な状況を引き起こし得る対象被験者内のＲＦ共鳴構造の存在を効率的、単純、且つ高信頼に検出できるようにする、対象被験者内の無線周波数共鳴を検出するための安全監視装置及び方法を提供することである。

この目的は、対象被験者を内部に配置するための実質的に管状の検査空間と、その縦軸に沿って検査空間の少なくとも一部を覆うための、少なくとも１つの接続ポートを有する無線周波数共鳴装置と、対象被験者に対して無線周波数共鳴装置を回転させるための回転装置と、無線周波数共鳴装置の回転を制御するための制御装置と、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートのインピーダンスを回転中に監視し、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートの監視されたインピーダンスの中から無線周波数共鳴を検出するための検出装置とを含む、対象被験者内の無線周波数共鳴を検出するための安全監視装置によって実現される。

この目的は、例えば垂直に構成される実質的に管状の検査空間内に対象被験者を配置するステップと、少なくとも１つの接続ポートを有する無線周波数共鳴装置を、その縦軸に沿って検査空間の少なくとも一部に対して回転させるステップと、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートのインピーダンスを回転中に監視するステップと、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートの監視されたインピーダンスの中から無線周波数共鳴を検出するステップとを含む、対象被験者内の無線周波数共鳴を検出するための方法によっても実現される。

従って、対象被験者、即ち患者をＲＦ共鳴について容易にスクリーニングすることができ、スクリーニングは、目的とする監視対象に対してＭＲ検査を行う場合の起こり得る危険を示すことができる。無線周波数共鳴装置を検査空間に対して回転させることにより、ＲＦ共鳴が高信頼に且つ再現性良く監視され得る。安全監視装置はＭＲ検査システムとは独立に動作させることができるので、ＭＲ検査室の外に置かれても良い。従って、効率的なワークフローを可能にするように監視が検査前に行われ得る。人、とりわけ患者及び／又は同伴スタッフが直立位置でＲＦ共鳴についてスクリーニングされ得るように、管状の検査空間が垂直に構成され得る。代替策では、患者が患者のベッド又は搬送台上に横たわりながらＲＦ共鳴についてスクリーニングされ得るように、１組の管状の検査空間が水平に構成され得る。

無線周波数共鳴装置は、ＭＲ検査システムの動作周波数に対応する周波数範囲内のＲＦ信号を受け取るように適合される。ＲＦ共鳴の検出は、安全監視後に使用されるＭＲ検査システムの周波数に適合される比較的狭い周波数帯域内で行われ得る。知られているＭＲ検査システムは、製造業者及び使用される静磁場の強さに応じて様々な周波数を使用し得る。磁場強度の典型的な値は１Ｔ、１．５Ｔ、３Ｔ、又は７Ｔである。好ましくは、検出装置がＭＲ検査システムの周波数に合わせて調整される。一層好ましくは、対象被験者のＲＦ共鳴を検出するための選択周波数内で検出装置が適合され得る。具体的には、検出装置はＭＲ検査システムの周波数に対応する中心周波数に設定され得る。従って、ＲＦ共鳴について比較的狭い周波数帯域だけが監視されれば良い。或いは、安全監視装置の広帯域実装が提供され得る。広帯域とは、現在の製造業者の最新式ＭＲ検査システム、例えば１Ｔ、１．５Ｔ、３Ｔ、又は７Ｔの静磁場を有するシステムの周波数範囲の有効域を指す。

好ましくは、ＲＦ共鳴はＳ１１又はＳ１２パラメータとして表わされる反射係数から評価される。反射パラメータは、無線周波数共鳴装置のインピーダンスを求めるために使用され得る。

好ましくは、監視されたインピーダンスの中からＲＦ共鳴を検出することは、監視されたインピーダンスを対象被験者、即ちＲＦ共鳴を引き起こす要素を有さない参照患者の較正済みの応答と比較することを含む。基準値は、好ましくは目的とする様々な種類の対象について、即ち様々な身長、体重、及び／又は特有の解剖学的構造を有する患者について、それらの者の典型的応答に応じて提供される。好ましくは、安全監視装置は１組の参照患者について得られたデータを含み、かかるデータは装置の記憶ユニット内に記憶される。更に好ましくは、基準値が検出装置自体の中に記憶され、即ち検出装置が記憶ユニットを含む。一層好ましくは、安全監視装置は、性別、身長、及び／又は体重を含む上記の特性に応じて該当する参照患者に依存する基準値を選択するためのユーザインタフェース、好ましくはグラフィカルユーザインタフェースを含む。

好ましくは、安全監視装置は、対象被験者の身体特性を求めるための手段を更に含む。更に好ましくは、安全監視装置は、対象被験者の求められた特性に基づいて参照患者を自動で選択するように適合される。或いは安全監視装置は、安全監視装置のオペレータによって選択され得る少なくとも１人の参照患者を提案することができる。対象被験者の特性を求めるための手段は、目盛、身長測定システム、又は対象被験者の身体構造を求めるための光学スキャン装置を含み得る。更に好ましくは、安全監視装置は、対象被験者のＲＦ共鳴を監視するのに追加の準備段階が必要ないように、対象被験者用の目盛を含むスタンドを含む。

一層好ましくは、安全監視装置は、ＭＲ検査システムに接続するためのインタフェースを含み、インタフェースは対象被験者の身体特性をＭＲ検査システムに与えるように適合される。特定の実施形態では、このインタフェースが安全監視結果及び身体特性を記憶するための放射線医学情報システム（ＲＩＳ：Radiology Information System）によって提供される。対象被験者の身体特性は、安全監視装置によって、即ち安全監視装置が対象被験者の身体特性を求めるための手段を含む場合は安全監視装置によって直接求められても、選択された参照患者に基づいて求められても良い。安全関連の他の準備のために、例えば体重や身長がＭＲ検査システム内で使用され得る。従って、安全監視装置は、身体特性を求めるための目盛及び／又は身長測定装置を含み得る。

好ましくは、安全監視装置は、安全監視装置の全構成要素の動作を制御するための制御ユニットを更に含む。制御ユニットは、例えば制御装置や検出装置の一部とすることができ、個別の装置である必要はない。制御ユニットは、プロセッサ及びプロセッサ上で実行されるソフトウェアを含むことができ、ソフトウェアは実行時に安全監視装置の全構成要素の動作の制御を行う。

好ましい実施形態によれば、安全監視装置が、強磁性物体の存在を検出するための強磁性検出装置を更に含む。対象被験者内のＲＦ共鳴を引き起こす物体を監視することと共に強磁性物体を監視することは、その後のＭＲ検査の高い安全性をもたらす。更に、ＭＲ検査システムを使用することによって得られる画質を改善することができ、患者の安全性を高めることができる。好ましくは、安全監視装置は、監視されたインピーダンスの中から無線周波数共鳴を検出するための、及び強磁性物体を検出するための共通の検出装置を有する。

好ましい実施形態によれば、強磁性検出装置が無線周波数共鳴装置に取り付けられる。無線周波数共鳴装置が対象被験者に対して回転可能であることにより、回転が強磁性検出装置にも加えられる。対象被験者によって行われる回転運動の精度は低く、そのため強磁性物体を検出することはむしろ困難である。強磁性検出装置が無線周波数共鳴装置に取り付けられることにより、追加の機器を設けることなしに回転が自動で行われ、対象被験者における又は対象被験者内の強磁性物体の検出における高い精度が実現され得る。

好ましい実施形態によれば、回転装置が対象被験者のための回転スタンドとして提供される。対象被験者と無線周波数共鳴装置との間の相対的回転は、スタンド上に位置する対象被験者を単に回転させることによって実現される。スタンドは典型的には床の上に置かれ、患者が容易に上がれるように設けられる。上がることを回避するためにスタンドが床と一体化されても良く、このことは、身体障がい者の患者、特に脚部及び／又は足に障害がある患者の監視を容易にする。患者は自分が動くことなしにスタンド上に立つだけで良く、容易に監視され得る。

好ましい実施形態によれば、回転装置が無線周波数共鳴装置の回転支持部として提供される。対象被験者は動かされない、即ち患者は回転されないので、患者は安全監視のために立っているだけで良い。平衡問題を含む回転の影響が回避される。回転装置は、監視装置が置かれる場所の床及び／又は天井に取り付けられ得る。回転装置を床の上に取り付ける場合、検査空間への出入りを容易にし、障害を減らすために回転装置が床と一体化されることが好ましい。

好ましい実施形態によれば、無線周波数共鳴装置が管状コイルとして提供される。この種のコイルは、例えばＭＲ検査システムからのものである。典型的なコイルは、バードケージコイル又はボリュームＴＥＭコイルとして提供される。これらのコイルは、実質的に円形の断面及び管状の形を有する。ＭＲ検査システムから知られているかかるコイルの縦延伸は約５０ｃｍ〜６０ｃｍである。それでもなお、ＭＲ検査システムの磁場及びＲＦ場はコイルの外側にも存在するので、好ましい実施形態では、コイルは縦延伸がＭＲ検査システム内で使用される典型的なコイルの長さよりも長い状態で提供される。更に好ましくは、コイルが、実質的に全検査空間を覆う長さを有する。

好ましい実施形態によれば、無線周波数共鳴装置が少なくとも１つの単一素子共鳴構造を含む。単一素子共鳴構造は、好ましくはダイポール素子又はＴＥＭ素子である。単一共鳴素子は検査空間の外周に容易に設けられ、検査空間の外周に対して回転運動を行うことができる。単一素子共鳴構造は、例えば垂直方向に延びる棒の形を有することができる。１本又は複数本の棒が検査空間を開かれたままにし、そのことは出入りを容易にする。閉ざされた管状構造が使用されないので、かかる無線周波数共鳴装置は患者が閉所恐怖症に悩む場合に適している。

好ましい実施形態によれば、検査空間の少なくとも一部を覆うために無線周波数共鳴装置が提供される動作位置と、対象被験者を検査空間内に配置するための出入り位置との間で無線周波数共鳴装置が垂直方向に動かされ得る。出入り位置は、無線周波数共鳴装置を遠ざけることによって検査空間への出入りを可能にする。この動きは、上向き又は下向きであり得る垂直移動であり、即ち無線周波数共鳴装置は床の高さまで、又は患者が検査空間内へと無線周波数共鳴装置を容易にまたぐことができる高さまで下げられ得る。好ましくは、無線周波数共鳴装置は上向きに、即ち安全監視装置が置かれている部屋の天井方向に動き得る。部屋が十分な高さ、即ち少なくとも検査空間と無線周波数共鳴装置との縦延伸の和の高さを有する場合、安全監視装置の位置のグラウンド（ground）が安全監視装置の影響を受けなければならない。

好ましい実施形態によれば、無線周波数共鳴装置が第１の管状部分及び第２の管状部分を含み、それらの部分は、それらの部分が共通して検査空間を囲む閉位置と、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの部分が出入りのために除去される開位置との間で互いに対して移動可能である。それらの部分は、好ましくは無線周波数共鳴装置の全高にわたって延びる無線周波数共鳴装置の一部分を指す。両方の部分が全検査空間を一緒に取り囲み、従って３６０度の角度を有効範囲に含む。好ましくは、第１の部分が少なくとも９０度の角度を有効範囲に含む。更に好ましくは、各部分が無線周波数共鳴装置の約１８０度の角度を有効範囲に含む。患者が検査空間に入ることを可能にするために、２つの部分の様々な種類の動きが可能である。１つの可能性は、それらの部分の一方が、個別に扱われ得るように他方の部分から完全に取り外されることである。好ましくは、第１の部分が他方の部分に対して傾けられ得るように、２つの部分が少なくとも１つの蝶番による接続箇所によって互いに接続される。従って、第１の部分が扉のように動きながら、扉式の出入り方法で出入りすることができる。また更に、両方の部分が支持フレームに取り付けられても良く、第１の部分が少なくとも１つの蝶番による接続箇所によってフレームに取り付けられ、そのため第１の部分はフレームに対して傾けることができる。従って、検査空間に出入りするために、第１の部分が垂直位置から水平位置に上向き又は下向きに傾けられる。

好ましい実施形態によれば、検査空間の縦方向の延伸は無線周波数共鳴装置の縦方向の延伸を上回り、無線周波数共鳴装置は縦軸に沿って移動可能である。従って、対応する方法は、無線周波数共鳴装置を検査空間の縦軸に沿って動かすステップを含む。このことは、ＭＲ検査の主たる関心事ではない検査空間の領域も有効範囲に含む、検査空間内に位置する対象被験者の全長にわたる高信頼のスキャンをもたらす。例えば頭部のＭＲ検査だけが行われる場合、縦軸に沿った動きを実行することにより、安全監視が全身を有効範囲に含んでＲＦ共鳴を検出することができる。更に好ましくは、無線周波数共鳴装置の縦方向の動きが、対象被験者の長さよりも長い。つまりＲＦ共鳴構造の動きは、対象被験者の寸法によって直接限定されず、ＲＦ共鳴構造の少なくとも半分が対象被験者の縦方向の端部に延在するように対象被験者に及ぶ。従って、安全監視装置は、対象被験者向けの高いスタンド又は対象被験者が乗ったときに高くされ得るスタンドを含み得る。従って、現場の準備を回避することができ、対象被験者全体を高信頼に有効範囲に含むようにＲＦ共鳴構造の動きが可能にされ得る。

一層好ましくは、無線周波数共鳴装置が検査空間に対する螺旋状又は渦巻状の動きを行うように、検査空間に対する無線周波数共鳴装置の縦方向に沿った動きと回転とが組み合わせられる。先に説明されたように、回転は無線周波数共鳴装置又は検査空間を回転させることによって実現され得る。検査空間の縦方向の全延伸を有効範囲に含むための螺旋巻きの距離及びその結果生じる無線周波数共鳴装置の回転数が、ＭＲ検査を行う前の効率的ワークフローを得るために安全監視の精度要件及び最長持続時間に従って選択され得る。

好ましい実施形態によれば、無線周波数共鳴装置が、異なる種類のＭＲ検査システムの少なくとも２つのＲＦ動作周波数を有効範囲に含む、単一共鳴構造を含む多重共鳴装置として提供される。異なるＭＲ検査システムは、使用される磁場の場の強さに応じた異なる動作周波数を有する。例えば、１．５Ｔ及び３Ｔの場の強さを有するＭＲ検査システムは、６３〜６５ＭＨｚ及び１２６〜１２９ＭＨｚの典型的なそれぞれの動作周波数を有する。更に、動作周波数は製造業者によって異なる可能性があり、典型的には数百キロヘルツの動作周波数のばらつきをもたらしている。例えば様々な種類のＭＲ検査システムの安全を監視するために単一の安全監視装置が使用される場合、この実施形態は多重周波数の問題に対処することを可能にする。無線周波数共鳴装置のこの実装形態は、広帯域実装とも呼ばれ得る。

好ましい実施形態によれば、互いに結合されていない少なくとも２つの共鳴構造を有する無線周波数共鳴装置が提供され、各共鳴構造は異なる種類のＭＲ検査システムのＲＦ動作周波数を有効範囲に含む。異なるＭＲ検査システムは、使用される磁場の場の強さに応じた異なる動作周波数を有する。例えば、１．５Ｔ及び３Ｔの場の強さを有するＭＲ検査システムは、６３〜６５ＭＨｚ及び１２６〜１２９ＭＨｚの典型的なそれぞれの動作周波数を有する。従って、第１の共鳴構造は１．５Ｔの場の強さで動作するＭＲ検査システムに適合されても良く、第２の共鳴構造は３Ｔの場の強さで動作するＭＲ検査システムに適合され得る。更に、動作周波数は製造業者によって異なる可能性があり、典型的には数百キロヘルツの動作周波数のばらつきをもたらしている。例えば様々な種類のＭＲ検査システムの安全を監視するために１つの安全監視装置が使用される場合、この実施形態は多重周波数の問題に対処することを可能にする。好ましくは、対象被験者のＲＦ共鳴を監視するとき、共鳴構造がその後選択される。ＲＦ共鳴を監視するために無線周波数共鳴装置が対象被験者の縦方向に動かされる場合、好ましくは、ＲＦ共鳴装置を或る方向に動かすとき一方の共鳴構造が選択され、ＲＦ共鳴装置を反対方向に動かすとき他方の共鳴構造が選択される。無線周波数共鳴装置のこの実装形態は、狭帯域実装とも呼ばれ得る。

好ましい実施形態によれば、検出装置が、対象被験者のＲＦ共鳴を検出するための自らの周波数に関して適合され得る。具体的には、検出装置はＭＲ検査システムの周波数に対応する中心周波数に設定され得る。従って、ＲＦ共鳴について比較的狭い周波数帯域だけが監視されれば良い。或いは検出装置は、様々なＭＲ検査システム、例えば様々な磁場強度で動作するＭＲ検査システムの複数の共鳴周波数を有効範囲に含むことができる。

好ましい実施形態によれば、安全監視装置が、制御装置によって制御可能な、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートを低出力で駆動するための駆動装置を含む。従って、対応する方法では、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートのインピーダンスを回転中に監視するステップが、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートを低出力で駆動するステップを含む。駆動装置は、無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートに、好ましくは無線周波数共鳴装置の全ての接続ポートに信号を与える。好ましくは、無線周波数共鳴装置は、例えば直交ＲＦ信号によって個別に駆動される少なくとも２つの接続ポートを有する。駆動装置は接続ポートを駆動し、無線周波数共鳴装置からの低出力ＲＦ伝送を生成する。低出力とは、対象被験者への害を回避するためにＭＲ検査中に加えられる伝送出力を著しく下回るＲＦ伝送を指す。駆動装置は、ＭＲ検査を行うためにその後使用されるＭＲ検査システムの動作周波数でＲＦ伝送を生成するように好ましくは適合される。知られているＭＲ検査システムは、製造業者及び使用される静磁場の強さに応じて異なる動作周波数を有する場合がある。磁場強度の典型的な値は１Ｔ、１．５Ｔ、３Ｔ、又は７Ｔである。更に好ましくは、駆動装置によるＲＦ伝送の生成は、様々な種類のＭＲ検査システムの周波数を有効範囲に含むように周波数に関して適合され得る。一層好ましくは、対象被験者のＲＦ共鳴を検出するための選択周波数内で検出装置が適合され得る。具体的には、検出装置はＭＲ検査システムの動作周波数に対応する中心周波数に設定され得る。従って、ＲＦ共鳴について比較的狭い周波数帯域だけが監視されれば良い。

好ましい実施形態によれば、無線周波数共鳴装置が送信ユニット及び受信ユニットを含む。従って、送信ユニットは対象被験者にＲＦ信号を加えるために駆動されても良く、受信ユニットは対象被験者から共鳴信号を受け取る。よって、送信ユニットは駆動装置に接続されても良く、受信ユニットは検出装置に接続されても良く、検出装置は受け取ったＲＦ信号を処理して無線周波数共鳴を検出する。更に好ましくは、送信ユニットがコイルとして、例えばバードケージコイル又はＴＥＭコイルとしての全身用コイルとして提供され、受信ユニットが少なくとも１つのピックアップコイル（ＰＵＣ）として提供される。

好ましい実施形態によれば、安全監視装置が、検出装置に接続される警報装置を更に含む。警報装置は、例えば検出装置が対象被験者内のＲＦ共鳴を検出する場合に可聴警報及び／又は視覚的警報を生成するためのハードウェア警報構成要素、及び／又は例えば安全監視装置から離れて位置する制御卓に警報を報告するためのソフトウェアインタフェースを含み得る。警報装置は、警報を生成するためのグラフィカルユーザインタフェースを含み得る。ＧＵＩは、例えば警報の種類、警報を引き起こした共鳴の種類、又は監視された共鳴の位置に関する追加情報を提供するように適合され得る。

本発明のこれらの及び他の態様が以下に記載の実施形態から明らかになり、かかる実施形態に関して明らかにされる。但しかかる実施形態は必ずしも本発明の全範囲を表すものではなく、従って本発明の範囲を解釈するために特許請求の範囲及び本明細書を参照する。

対象被験者がその検査空間内に配置された状態で開位置にある、第１の実施形態による概略的な安全監視装置の正面図である。 対象被験者がその検査空間内に配置された状態で閉位置にある、第１の実施形態による概略的な安全監視装置の正面図である。 第２の実施形態による概略的な安全監視装置の正面図である。 第１の実施形態及び第２の実施形態の安全監視装置のＲＦ部分のブロック図である。 自らの強磁性検出装置を更に覆う、第１の実施形態及び第２の実施形態の安全監視装置のブロック図である。

図１及び図２は、第１の好ましい実施形態による、この実施形態では人間の患者である対象被験者１２内のラジオ波（ＲＦ）共鳴を検出するための安全監視装置１０を示す。安全監視装置１０は、その後のＭＲ検査用のＭＲ検査システムがある磁気共鳴（ＭＲ）検査室の外に置かれる。

安全監視装置１０は、無線周波数共鳴を検出するために対象被験者１２が配置される実質的に管状の検査空間１４を含む。検査空間１４は垂直に構成され、即ち検査空間１４は、安全監視装置１０が置かれる不図示の部屋の床の上に垂直に配置される。

安全監視装置１０は、この実施形態では管状コイル、とりわけバードケージコイルとして提供されるラジオ波（ＲＦ）共鳴装置１６を更に含む。第１の実施形態のＲＦ共鳴装置１６は、互いに結合されていない２つの共鳴構造１８、２０を有して提供されている。各共鳴構造１８、２０は異なる種類のＭＲ検査システムのＲＦ動作周波数を有効範囲に含み、例えば第１の共鳴構造１８は１．５Ｔ ＭＲ検査システムの６３〜６５ＭＨｚの典型的な動作周波数を有効範囲に含み、第２の共鳴構造２０は３Ｔ ＭＲ検査システムの１２６〜１２９ＭＨｚの典型的な動作周波数を有効範囲に含む。

コイル１６は、実質的に円形の断面及び管状の形を有し、その縦軸に沿って検査空間１４の５０センチ〜７０センチの間を覆う。ＲＦ共鳴装置１６は、図２に示されている閉位置において約７０センチの直径を有する。ＲＦ共鳴装置１６は、第１の共鳴構造１８及び第２の共鳴構造２０に一致する第１の管状部分１８及び第２の管状部分２０を含む。部分１８、２０はどちらもＲＦ共鳴装置１６の全高にわたって延び、各部分１８、２０はＲＦ共鳴装置１６の約１８０度の角度を有効範囲に含む。２つの部分１８、２０は、第１の部分１８が第２の部分２０の方に傾けられ得るように、図１に示されているように２つの蝶番による接続箇所１９によって互いに接続される。従って、２つの部分１８、２０は、第１の部分１８が扉のように動きながら、扉式の出入り方法で傾けられ得る。第１の部分１８は、２つの部分１８、２０が共通して検査空間１４を囲む閉位置と、検査空間１４に出入りするために第１の部分１８が遠ざかる方向に傾けられる開位置との間で傾けられ得る。ＲＦ共鳴装置１６は、ラッチとしても働くＲＦ／電流接点である２つの接続ポート２１を有する。

代替的実施形態では、ＲＦ共鳴装置１６がボリュームＴＥＭコイルとして提供される。

更なる代替的実施形態では、検査空間１４の少なくとも一部を覆うためにＲＦ共鳴装置１６が提供される動作位置と、対象被験者１２を検査空間１４内に配置するための出入り位置との間でＲＦ共鳴装置１６が垂直方向に動かされ得る。この動きは、上向き又は下向きであり得る垂直移動であり、即ちＲＦ共鳴装置１６は床の高さまで、又は患者が検査空間１４内へとＲＦ共鳴装置１６を容易にまたぐことができる高さまで下げられ得る。或いは、検査空間１４に出入りできるようにするために、ＲＦ共鳴装置１６は上向きに、即ち安全監視装置１０が置かれている部屋の天井方向に動き得る。

安全監視装置１０は、ＲＦ共鳴装置１６の回転支持部として提供される回転装置２２を更に含む。回転装置２２は、例えば安全監視装置１０が置かれている部屋の天井や回転装置２２を支持するための支持構造上に取り付けられる。回転装置２２は、取り付けられた回転可能なリング要素２４及びリング要素２４を回転させるためのモータ２６を含む。第２の部分２０は、リング要素２４の方へ向かう支持棒２８を備える。支持棒２８は、典型的にはＲＦポート接続２１への機械的アクセスも提供する。回転装置２２を使い、ＲＦ共鳴装置１６は検査空間１４に対して、従って検査空間１４内にいるときは対象被験者１２に対して矢印Ｒで示されているように回転可能である。

代替的実施形態では、回転装置２２が対象被験者１２のための回転スタンドとして提供される。従って、スタンドを単に回転させることにより、対象被験者１２を有する検査空間とＲＦ共鳴装置１６との間の相対的回転が実現される。

ＲＦ共鳴装置１６は、矢印Ｄに沿った縦移動を行うように適合される。従って、ＲＦ共鳴装置１６は全検査空間１４に沿う縦軸に沿って移動可能である。安全監視装置は、ＲＦ共鳴装置１６の少なくとも半分が検査空間の下に位置する低位置と、ＲＦ共鳴装置１６の少なくとも半分が検査空間の上に位置する上部位置との間でＲＦ共鳴装置１６の移動を行うように適合される。動作中、即ち対象被験者１２内のＲＦ共鳴を監視するとき、矢印Ｄに沿った動きと矢印Ｒに沿った回転とが組み合わせられ、検査空間１４に対する螺旋状又は渦巻状の動きを形成する。検査空間１４の縦方向の全延伸を有効範囲に含むための螺旋巻きの距離及びその結果生じるＲＦ共鳴装置１６の回転数が、安全監視の精度要件及び最長持続時間に従って選択される。

図４に示されているように、安全監視装置１０は、ＲＦ共鳴装置１６の回転を制御するための制御装置３０を更に含む。制御装置３０は、矢印Ｄに沿ったＲＦ共鳴装置１６の動きを制御するようにも適合される。

安全監視装置１０は、この実施形態では低出力増幅器である駆動装置３２も含む。駆動装置３２は、ＲＦ共鳴装置１６の２つの接続ポート２１を独立に駆動するように制御装置３０によって制御可能である。駆動装置３２は、コイル１６からの低出力ＲＦ信号の生成を駆動するために、１つだけ図示されている滑り接点（sliding contact）３３を介して接続ポート２１に駆動信号を与える。低出力ＲＦ信号とは、対象被験者１２への害を回避するためにＭＲ検査中に加えられる伝送出力を著しく下回るＲＦ伝送を指す。制御装置３０及び駆動装置３２は、ＭＲ検査を行うためにその後使用される、１．５Ｔ及び３Ｔ ＭＲ検査システムであるＭＲ検査システムの動作周波数でＲＦ伝送を生成するように適合される。制御装置３０及び駆動装置３２は、依然として異なる種類のＭＲ検査システムの周波数で信号を与えるように適合される。

図４に関して、安全監視装置１０は、無線周波数共鳴を検出するための検出装置３４を更に含む。従って、検出装置３４は、コイル１６の接続ポート２１の近くに位置する２つのセンサ３６に接続される。この実施形態のセンサ３６は、接続ポート２１における反射出力を感知するための方向性結合器である。検出装置３４は、ＲＦ共鳴装置１６の回転中、接続ポート２１における反射出力を受け取り、ＲＦ共鳴装置１６の接続ポート２１のインピーダンスを計算し監視するように適合される。従って、検出装置３４は、この実施形態では３Ｔ ＭＲ検査システムの周波数に対応する中心周波数に設定され、その中心周波数前後の比較的狭い周波数帯域内でＲＦ共鳴を検出するように適合される。検出装置３４は、上記で指定されたように１．５Ｔ及び３Ｔ ＭＲ検査システムの周波数を有する信号を受け取り、その中心周波数をそれぞれ修正するように適合される。検出装置３４は、監視されたインピーダンスを、ＲＦ共鳴を引き起こす要素を含まない様々な対象被験者１２のインピーダンス値の表と比較することにより、監視されたインピーダンスの中からＲＦ共鳴を検出するように適合される。インピーダンス値の表は、目的とする様々な種類の対象、即ち様々な身長、体重、及び／又は特有の解剖学的構造を有する参照患者の、それらの者の典型的応答に応じた基準値を含む。参照患者は、安全監視装置１０のグラフィカルユーザインタフェースを使用してオペレータによって選択される。

代替的実施形態では、両方のＭＲ検査システム、即ち１．５Ｔ及び３Ｔの静磁場を有するＭＲ検査システムの周波数範囲を有効範囲に含むための広帯域実装として検出装置３４が提供される。

安全監視装置１０は、検出装置３４に接続される警報装置３８を更に含む。警報装置３８は、検出装置３４が対象被験者内のＲＦ共鳴を検出する場合に、可聴警報及び視覚的警報を生成するために設けられる。

安全監視装置１０は、検査空間１４内の強磁性物体の存在を検出するための強磁性検出装置４０を更に含む。強磁性検出装置４０はＲＦ共鳴装置１６に取り付けられ、即ち強磁性検出装置４０はコイル１６、とりわけ第２の管状部分２０に付加される。従って、強磁性検出装置４０はＲＦ共鳴装置１６と一緒に移動可能である。

図５に関して示されているように、安全監視装置１０は、検出装置３４から与えられる対象被験者１２内のＲＦ共鳴を示す信号、及び強磁性検出装置４０から与えられる対象被験者１２内の強磁性物体を示す信号を処理するための処理装置４２を含む。対象被験者１２内にＲＦ共鳴又は強磁性物体がある場合に警報を生成するために単一の警報装置３８が使用され得るように、警報装置３８が処理装置４２に接続される。

安全監視装置１０の動作は以下の通りである。検査空間１４内に垂直に配置される対象被験者が出入りできるようにするために、ＲＦ共鳴装置１６が開位置で提供される。管状部分１８を閉位置へと傾けた後、２つの管状部分１８、２０がＲＦ共鳴を監視するための管状コイル１６を形成する。監視はＲＦ共鳴装置１６が上部位置にある状態で開始する。安全監視装置１０は、１．５Ｔ ＭＲ検査システムの動作周波数に設定され、即ち駆動装置３２及び検出装置３４がそれぞれの周波数に設定され、第１の共鳴構造１８が駆動されるように選択される。

監視が始まると、ＲＦ共鳴装置１６が矢印Ｒに沿って回転装置２２によって回転され、更に検査空間１４の周りで螺旋状の動きを実行するために矢印Ｄに沿って下方へ動かされる。この動きの間、ＲＦ共鳴装置１６の第１の共鳴構造の接続ポート２１が駆動装置３２によって駆動され、第１の共鳴構造１８の接続ポート２１におけるＲＦ共鳴装置１６のインピーダンスが検出装置３４によって監視される。従って、第１の共鳴構造１８の接続ポート２１は、接続ポート２１が駆動装置３２に接続される駆動動作と、接続ポート２１が検出装置３４に接続される監視動作との間で滑り接点３３を用いて切り替えられる。検出装置３４は、第１の共鳴構造１８のインピーダンスを監視し、そのインピーダンスを参照患者の値と比較してＲＦ共鳴を明らかにする。従って検出装置３４は、監視されたインピーダンスを対象被験者１２の較正済みの応答と比較する。同時に、強磁性検出装置４０は強磁性要素がないか検査空間１４を監視する。

ＲＦ共鳴装置１６が低位置に達すると、安全監視装置１０が３Ｔ ＭＲ検査システムの動作周波数に設定され、即ち駆動装置３２及び検出装置３４がそれぞれの周波数に設定され、第２の共鳴構造２０が駆動されるように選択される。次いで、ここでも検査空間１４の周りで螺旋状の動きを実行するために、回転装置２２による矢印Ｒに沿った回転と共にＲＦ共鳴装置１６が矢印Ｄに沿って上部位置まで上に動かされる。この動きの間、ＲＦ共鳴装置１６の第１の共鳴構造の接続ポート２１が駆動装置３２によって駆動され、第２の共鳴構造２０の接続ポート２１におけるＲＦ共鳴装置１６のインピーダンスが検出装置３４によって監視される。従って、第１の共鳴構造１８の接続ポート２１は、接続ポート２１が駆動装置３２に接続される駆動動作と、接続ポート２１が検出装置３４に接続される監視動作との間で滑り接点３３を用いて切り替えられる。検出装置３４は、上記のように第１の共鳴構造１８のインピーダンスを監視し、そのインピーダンスを参照患者の値と比較してＲＦ共鳴を明らかにする。同時に、強磁性検出装置４０は強磁性要素がないか検査空間１４を引き続き監視する。

共鳴装置１６が上部位置に達すると監視が終了する。対象被験者が検査空間１４を離れることを可能にするために、ＲＦ共鳴装置１６が再び開位置で提供される。

強磁性要素又はＲＦ共鳴が発見される場合、そのことが処理装置４２に報告され、処理装置４２は警報装置３８を使用して警報を生成する。安全監視装置１０の動作が停止されると、対象被験者１２が検査空間１４を出ることができるようにＲＦ共鳴装置１６が再び開位置で提供される。

図３は、安全監視装置１０の第２の実施形態を参照する。第２の実施形態は、ＲＦ共鳴装置１６に関して上記の第１の実施形態と異なる。

第２の実施形態によれば、ＲＦ共鳴装置１６が１つの単一素子共鳴構造５０を備える。この実施形態の単一素子共鳴構造５０はＴＥＭ素子であり、このＴＥＭ素子は第１の実施形態に関して説明された回転装置２２のリング２４において支持される。単一素子共鳴構造５０は垂直方向に延びる棒の形を有する。更なる違いとして、強磁性検出装置４０がリング２４に直接取り付けられる。単一素子共鳴構造５０は、様々な種類のＭＲ検査システムのＲＦ動作周波数、即ち上記の１．５Ｔ及び３Ｔ ＭＲ動作システムの動作周波数を有効範囲に含む多重共鳴装置として提供される。単一素子共鳴構造５０は、上記のように駆動装置３２に接続される接続ポート２１を有する。単一素子共鳴構造５０により、ＲＦ共鳴装置１６を動かすことなしに検査空間への出入りが与えられる。

第２の実施形態による安全監視装置１０の更なる構成要素及び使用法は、第１の実施形態に関して先に説明された通りである。ＲＦ共鳴装置１６が１つの単一素子共鳴構造５０しか有さないことにより、単一素子共鳴構造５０は上下両方の移動中に駆動され、第１の実施形態の共鳴構造１８、２０の位置移動が省かれる。

本発明が添付図面及び上記の説明の中で詳細に例示され説明されてきたが、かかる例示及び説明は制限的ではなく説明的又は例示的と見なされるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、開示された実施形態に対する他の改変形態が当業者によって理解され、もたらされ得る。特許請求の範囲では、「含む」という語は他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数形を排除しない。或る手段が互いに異なる従属請求項の中で列挙されているという単なる事実は、それらの手段の組合せが有利に使用されてはならないことを示すものではない。特許請求の範囲の中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈すべきではない。

１０ 安全監視装置
１２ 対象被験者
１４ 検査空間
１６ ラジオ波（ＲＦ）共鳴装置、コイル
１８ 第１の共鳴構造、第１の管状部分
１９ 蝶番による接続箇所
２０ 第２の共鳴構造、第２の管状部分
２１ 接続ポート
２２ 回転装置
２４ リング要素
２６ モータ
２８ 支持棒
３０ 制御装置
３２ 駆動装置、低出力増幅器
３３ 滑り接点
３４ 検出装置
３６ センサ
３８ 警報装置
４０ 強磁性検出装置
４２ 処理装置
５０ 単一素子共鳴構造
Ｒ 矢印、回転
Ｄ 矢印、動き

Claims (15)

1. 対象被験者がＭＲ検査システムの電磁場領域内でＭＲ検査を受けるのが安全かどうかを評価するための、対象被験者内の無線周波数共鳴を検出するための安全監視装置であって、前記安全監視装置は前記ＭＲ検査システムとは独立に動作され、前記安全監視装置は、対象被験者を内部に配置するための実質的に管状の検査空間と、当該検査空間の縦軸に沿って前記検査空間の少なくとも一部を覆うための、少なくとも１つの接続ポートを有する無線周波数共鳴装置と、前記実質的に管状の検査空間に対して前記無線周波数共鳴装置を回転させるための回転装置と、前記無線周波数共鳴装置の回転を制御するための制御装置と、前記回転中に前記無線周波数共鳴装置の前記少なくとも１つの接続ポートのインピーダンスを監視し、前記無線周波数共鳴装置の前記少なくとも１つの接続ポートの監視されたインピーダンスの中から無線周波数共鳴を検出するための検出装置とを含む、安全監視装置。
2. 前記無線周波数共鳴装置は、幾つかの接続ポートを有し、前記検出装置は、前記接続ポートにおいて反射パワーを検出するためのセンサを前記それぞれの接続ポートに有する、請求項１に記載の安全監視装置。
3. 強磁性物体の存在を検出するための強磁性検出装置を更に含む、請求項１に記載の安全監視装置。
4. 前記回転装置が対象被験者のための回転スタンドとして提供される、請求項１、２又は３に記載の安全監視装置。
5. 前記回転装置が前記無線周波数共鳴装置の回転支持部として提供される、請求項１、２又は３に記載の安全監視装置。
6. 前記無線周波数共鳴装置が管状コイルとして提供される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の安全監視装置。
7. 前記無線周波数共鳴装置が、異なる種類のＭＲ検査システムの少なくとも２つのＲＦ動作周波数を有効範囲に含む、単一共鳴構造を含む多重共鳴装置として提供される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の安全監視装置。
8. 互いに結合されていない少なくとも２つの共鳴構造を有する無線周波数共鳴装置が提供され、各共鳴構造は異なる種類のＭＲ検査システムのＲＦ動作周波数を有効範囲に含む、請求項１乃至７の何れか一項に記載の安全監視装置。
9. 前記検査空間の少なくとも一部を覆うために前記無線周波数共鳴装置が提供される動作位置と、対象被験者を前記検査空間内に配置するための出入り位置との間で前記無線周波数共鳴装置が垂直方向に動かされ得る、請求項１乃至８の何れか一項に記載の安全監視装置。
10. 前記無線周波数共鳴装置が第１の管状部分及び第２の管状部分を含み、第１及び第２の管状部分は、第１及び第２の管状部分が共通して前記検査空間を囲む閉位置と、前記無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの部分が出入りのために除去される開位置との間で互いに対して移動可能である、請求項１乃至８の何れか一項に記載の安全監視装置。
11. 前記検査空間の縦方向の延伸は、前記無線周波数共鳴装置の縦方向の延伸を上回り、前記無線周波数共鳴装置は縦軸に沿って移動可能である、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の安全監視装置。
12. 前記制御装置によって制御可能な、前記無線周波数共鳴装置の前記少なくとも１つの接続ポートを低出力で駆動するための駆動装置を含む、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の安全監視装置。
13. 対象被験者がＭＲ検査システムの電磁場領域内でＭＲ検査を受けるのが安全かどうかを評価するための、対象被験者内の無線周波数共鳴を検出するための安全監視装置の作動方法であって、前記安全監視装置は前記ＭＲ検査システムとは独立に動作され、
    回転装置が、対象被験者が配置される実質的に管状の検査空間の縦軸に沿って前記検査空間の少なくとも一部に対して無線周波数共鳴装置を回転させるステップと、検出装置が、前記回転中に前記無線周波数共鳴装置の少なくとも１つの接続ポートのインピーダンスを監視するステップと、前記検出装置が、前記無線周波数共鳴装置の前記少なくとも１つの接続ポートの監視されたインピーダンスの中から無線周波数共鳴を検出するステップとを含む、安全監視装置の作動方法。
14. 前記回転装置が、前記無線周波数共鳴装置を前記検査空間の縦軸に沿って動かすステップを含む、請求項１３に記載の安全監視装置の作動方法。
15. 前記回転中に前記無線周波数共鳴装置の前記少なくとも１つの接続ポートのインピーダンスを前記検出装置が監視するステップが、駆動装置が前記少なくとも１つの接続ポートを低出力で駆動するステップを含む、請求項１３又は１４に記載の安全監視装置の作動方法。