JP6518194B2 - アクセス可能な磁気共鳴撮像スキャナシステム及びソレノイド構造体 - Google Patents

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Description

本システムは、核磁気共鳴撮像(MRI)システムに関し、より具体的には、MRガイド下介入(MR guided intervention;MRGI)処置に適したアクセス可能なMRIシステム及びその作動方法に関する。
本出願は、2012年12月26日に出願された米国仮特許出願第61/745,842号の利益を主張するものであり、それをここに援用する。
典型的に、MRGI処置は、磁気共鳴撮像(MRI)システムを当てにして、MRIシステムのスキャン領域を含む関心領域(ROI)内の患者の身体部分のリアルタイム画像を取得する。そして、リアルタイム画像を用いて、外科医が、高められた精度で介入処置を実行し得る。MRIシステムに関し、これらのシステムは典型的に、クローズ型とオープン型とを含む。これらどちらのシステムも典型的に、高度に一様な磁場をROI内に生成するために、超伝導材料で構成された主(メイン)コイル(例えば、超伝導コイル)を組み入れている。クローズ型のMRIシステムに関し、これらのシステムは典型的に、その中にROIが位置付けられる開放された細長い中心ボアを有する主コイルを採用している。これらの主コイルは高度に一様(例えば、均一)な磁場をROI位置に作り出すが、ROIは中心ボアの開口内の奥深くに位置付けられ、それにより、例えばROI位置にあるような患者の部分へのアクセスが妨げられる。これは、完全に不可能ではないにしても、従来のクローズ型MRIシステムを用いて生体内(インビボ)で患者にMRGI処置を実行することを困難にする。
オープン型MRIシステムに関し、これらのシステムは典型的に、プレーナ型及びスプリット型のMRIシステムを含み、これらはどちらも、中心ボアを画成する超伝導メインコイルを採用している。しかしながら、クローズ型MRIコイルとは異なり、オープン型MRIシステムでは、超伝導メインコイルの中心ボアの外側にROIが生成される。例えば、プレーナ型MRIシステムに関し、ROIは、特許文献1に図示されるように超伝導メインコイルの中心ボアの上方に位置する。なお、特許文献1の全内容をここに援用する。従って、プレーナ型MRIシステムでは、ROI及び故に患者は、超伝導メインコイルの外側に位置付けられる。スプリット型MRIシステムに関し、これらのシステムは典型的に、特許文献1によって図示されるように、その中にROIが位置付けられる分割領域を形成するよう、分割して軸方向に互いから幾らかの距離だけ離して配置された、対称的な超伝導メインコイルを含む。やはり、特許文献1の全内容をここに援用する。このシステムでは、ROIへのアクセスは分割領域からである。従って、使用中に患者は少なくとも部分的に分割領域内に位置付けられる。オープン型MRIシステムは、クローズ型MRIシステムと比較すると、ROI位置での患者へのアクセスを高め得るが、コストがかかり、非効率的であり、且つ/或いは限られたパワー(例えば、0.5テスラ(T))を有する。従って、MRGI処置を実行するための、より効率的なMRIシステムが望まれる。
米国特許第7,274,192号明細書
従来技術に係るシステムにおける問題を解決するシステム、装置、方法、ユーザインタフェース、コンピュータプログラムなど(以下では、文脈が別のことを指し示していない限り、これらの各々をシステムとして参照する)がここに開示される。
本システムの実施形態によれば、MRGI処置に好適な磁気共鳴(MR)撮像システムが開示され、当該MR撮像システムは、第1及び第2の開口を有する筐体と、第1及び第2のソレノイドコイルとを有し、第1及び第2のソレノイドコイルは、関心領域内での撮像に適した磁場を生成するように構成される。第1及び第2のソレノイドコイルは共通の縦軸を有し得る。第1及び第2の開口は、上記縦軸に沿って筐体の反対側に位置する。本システムの実施形態によれば、第1のソレノイドコイルは、第2のソレノイドコイルとは異なる内径を有し、第1の開口に隣接して位置付けられる。第2のソレノイドコイルは、第2の開口に隣接して位置付けられる。
患者をROI内に挿入するために、患者サポートが、筐体の第1及び第2の開口の中に位置付けられ得る。患者サポートは、コントローラの制御下で1つ以上の方向に関節動作し得る。第1の開口は第2の開口より大きくし得る。患者サポートは、第1の開口の中に少なくとも部分的に位置し且つ第1の開口から延在する二股の端部を有した更なる患者サポートを含み得る。
筐体は、長さと、外壁によって定められる外周と、第1、第2及び第3の内壁によって定められる内部開口とを有し、第1及び第2の内壁はそれぞれ異なる内径を有し、第3の内壁は、第1の内壁と第2の内壁との間で径方向に延在する。この装置は、第3の内壁に隣接して位置する少なくとも1つのグラディエントコイルを含み得る。
コントローラが、画像再構成と連携して患者の位置決めを制御し得る。処置に関する情報をレンダリングするために、ディスプレイが筐体の内側に位置付けられ得る。上記少なくとも1つのグラディエントコイルは、上記ソレノイドコイルのうちの少なくとも1つと患者との間に位置する非対称なグラディエントコイルとし得る。
本システムの実施形態によれば、磁気共鳴(MR)撮像システム用のソレノイド構造体が開示され、当該ソレノイド構造体は、第1及び第2の開口を有する閉じたソレノイド構造を含み、この閉じたソレノイド構造は、関心領域(ROI)における撮像のために均一な磁場を提供する共通の縦軸を各々が有する第1及び第2のソレノイドコイルを含む。第1及び第2の開口は、上記縦軸に沿って閉じたソレノイド構造の反対側に位置し得るとともに、相異なる直径を有し得る。第1のソレノイドコイルは、第2のソレノイドコイルとは異なる内径を有し得るとともに、第1の開口に隣接して位置付けられ得る。第2のソレノイドコイルは、第2の開口に隣接して位置付けられ得る。閉じたソレノイド構造は、上記共通の縦軸に沿って延在する長さと、“L”字状の断面とを有する。第1及び第2の開口は、上記縦軸に垂直な面内で円形の断面を有し得る。患者サポートが、コントローラの制御下で、複数の位置のうちの所望の位置に患者を位置付け得る。
以下の図を含む添付の図面を参照して、例により、本システムを更に詳細に説明する。
本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナの一部の部分的に切断した斜視図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従った患者サポートの例示的な細部を示すMRIスキャナの一部の部分的に切断した斜視図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従った患者サポートの例示的な細部を示すMRIスキャナの一部の部分的に切断した斜視図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナシステムの一部の部分的に引き上げた正面斜視図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナシステムの一部の部分的に引き上げた側面斜視図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナシステムの一部を傾けた向きで例示する切断側面斜視図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従った、図2の直線5−5に沿って取られた、MRIスキャナシステムの一部の切断側面図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従った、第2の開口を通して見た、MRIスキャナシステムの一部の部分的に切断した背面図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従った、使用中の関節動作されたMRIスキャナシステムの一部の側面図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIシステム上で実行されるプロセス800を例示するフロー図である。 本システムの1つ以上の実施形態に従ったシステム900(例えば、ピア、サーバ、等々)の一部を示す図である。
以下は、以下の図面とともに用いられて上述の特徴及び利点並びにその他の特徴及び利点を例証することになる例示的な実施形態を記載するものである。以下の記載においては、限定ではなく説明の目的で、例えばアーキテクチャ、インタフェース、技術、要素属性などの例示的な詳細事項が説明される。しかしながら、当業者に明らかになるように、これらの詳細事項からは逸脱する他の実施形態がなおも添付の請求項の範囲内にあることが理解される。また、明瞭さの目的で、本システムの記述を分かりにくくしないよう、周知の装置、回路、ツール、技術及び方法の詳細な記述は省略されている。はっきりと理解されるべきことには、図面は、例示目的で含められたものであり、本システムの範囲を表現するものではない。添付の図面において、同様の要素やその一部、及び/又は同様の機能を有する要素について、似通った参照符号で指し示すことがある。
図1Aは、本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナ100の一部の部分的に切断した斜視図である。MRIスキャナ100は、筐体102、104のうちの1つ以上、支持台122、技術的に知られるグラディエント(勾配磁場)コイル、及び患者サポート132を含み得る。筐体102は、2つ以上のコイル部分(例えば、第1のコイル部分150及び第2のコイル部分160)を収容し得る。本システムの更なる実施形態によれば、筐体102は、2つより多いコイル部分を含んでいてもよい。例えば、筐体は、例えば部分的な巻線を別個のコイルとして数えることなどにより、6個から10個のコイル部分を収容し得る。以下の説明を単純化するため、第1及び第2のコイル部分150、160のみを更に説明するが、以下の記述は、3つ以上のコイル部分を備えた実施形態を含むように理解されるべきである。筐体104は、1つ以上のグラディエントコイル部分を収容し得る。ここでの説明を単純化するため、1つのみのグラディエントコイル109をここでは説明するが、以下の記述は、2つ以上のグラディエントコイル部分を備えた実施形態を含むように理解されるべきである。図2は、本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナシステムの一部の部分的に引き上げた正面斜視図である。
図1及び2に関し、本システムの1つ以上の実施形態によれば、筐体102は、第1のコイル部分150及び第2のコイル部分160のうちの1つ以上を含むことができるとともに、筐体102の縦軸(longitudinal axis;LA)に沿った反対の端部に位置する第1の開口110及び第2の開口116を含んでいる。本システムの1つ以上の実施形態によれば、第1及び第2の開口110及び116(アパチャー)は、これらの開口のうち、一方の開口(例えば、開口110)が他方(例えば、開口116)より大きいという点で非対称である。同様に、第1のコイル部分150の内径152(例えば、LAから延びる半径)が、第2のコイル部分160の内径162より大きくされ得る。第1及び第2のコイル部分150、160の外径は、本システムの1つ以上の実施形態によれば、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
斯くして、第1の開口110は、例えば専門家(例えば、外科医、技師、看護師)などのユーザ107がMRGI処置中に少なくとも関心領域(ROI)103内の患者105にアクセスするために、作業ボリューム(working volume;WV)へのアクセスを提供するように形状及び大きさを定められることができ、且つ/或いは、患者105がMRIスキャナ100内に位置付けられるためのアクセスを提供するように大きさ及び形状を定められ得る。本システムの実施形態によれば、第2の開口116は、第1の開口110より小さくされることができ、また、患者105の少なくとも一部がROI内に位置するように患者105を位置決めすることを可能にするよう、形状及び/又は大きさを定められ得る。本システムの1つ以上の実施形態によれば、第1及び第2の開口110、116は、例えば丸い断面を有するなど、円形とし得る。本システムの更なる実施形態によれば、開口110、116は円形以外(例えば、卵形、四角形、非回転対称形状、等々)であってもよいが、本システムの1つ以上の実施形態によれば、筐体102内の第1及び第2のコイル150、160は、LAの周りに円形断面を有するとし得る。
支持台122は、筐体102、104を支持し得るとともに、1、2、又はそれより大きい自由度で関節動作(アーティキュレーション)可能とし得る。本システムの実施形態によれば、支持台122は、筐体102、104又はそれらの一部を1つ以上の所望の位置に位置付けるように、6自由度以上で関節動作可能とし得る。例えば支持台122内の1つ以上のアクチュエータ(油圧式、電子式、空気圧式、機械式、等々)が、MRスキャナシステム100のコントローラの制御下で動作するように構成されることで、筐体102、104及び/又は患者サポート132のうちの1つ以上、又はこれらの一部が、該コントローラ及び/又は例えばユーザ107などのユーザの制御下で、1つ以上の所望の位置に位置付けられ得る。従って、使用中に患者105が好ましく位置付けられ且つユーザ107がROI103及び/又はその他の位置の位置で患者105に簡便にアクセスし得るように、筐体102、104及び/又は患者サポート132の位置及び/又は向きが、1、2、又はそれより多くの軸で調整され得る。
患者サポート132は、第1の患者サポート133及び第2の患者サポート126のうちの1つ以上を含み得る。第1の患者サポート133及び第2の患者サポート126のうちの1つ以上は、手動で、及び/又はコントローラの制御下で、関節動作されるように構成され得る。第1の患者サポート133及び第2の患者サポート126は、患者105の1つ以上の身体部分を支持するテーブル又は身体構造サポートを含み得る。従って、第1の患者サポート133及び第2の患者サポート126のうちの1つ以上は、アクチュエータ(例えば、リニアモータ及び/又はロータリーモータなどの運動装置を含む)を含むことができ、且つ/或いは、第1の患者サポート133及び/又は第2の患者サポート126を所望の位置に位置付けるように互いに対し相互及び/又は単独に動作し得る例えばリニアガイド及び/又はロータリーガイドなどをサポートする。また、第2の患者サポート126は、患者105を支持し且つ/或いはユーザ107が位置することを可能にするように構成された二股の端部128の間に置かれた例えば切り欠き(ノッチ)138などの開口部130を含み得る。開口部130は、ユーザ107が所望のときにWVにアクセスし得るよう、ユーザ107を受け入れるように構成され得る。また、本システムの一部の実施形態において、想定されることには、第1のサポート133及び/又は第2のサポート126は、取り外し可能、再構成可能(リコンフィギュラブル)、交換可能(例えば、外科的処置の種類によって、二股に分けられた端部128を含めることの要望によって、等々)、あるいは完全に不存在であってもよい。
図1B、1Cは、本システムの1つ以上の実施形態に従った第1の患者サポート133の例示的な細部を示すMRIスキャナ100の一部の部分的に切断した斜視図である。第1の患者サポート133は、1つ以上の関節動作するセクション170を含み得るとともに、図示のように患者105を位置付ける目的で患者サポート132に沿ってスライド可能であり得る。第1の患者サポート133及び関節動作セクション170は、コントローラの制御下でアクチュエータによって位置決めされることができ、且つ/或いは、単純に、患者サポート132上での第1の患者サポート133の位置に基づいて関節動作される例えばヒンジ付きジョイントなどの関節動作ジョイント(継ぎ手)を有していてもよい。本システムの1つ以上の実施形態によれば、第1の患者サポート133及び関節動作セクション170は、例えば所望のように手動で位置決めすることなどによって、手動で位置決めされてもよい。例えば、患者サポート133は、所望の位置へと手動でスライド可能とし得る。他の実施形態において、患者サポート133は、例えば患者サポート132の上などの所望の位置へと患者サポート133をスライドするための、キャスター、スライド、又はその他のシステムを有し得る。
MRIスキャナシステム100は、ユーザがそれを用いてシステム100とインタラクトするユーザインタフェース(UI)を含み得る。UIは、ユーザ入力を受け取り得るユーザ入力装置(例えば、マウス、キーボード、タッチスクリーン、タッチパッド、例えば音声命令を受信するための、マイクロフォン、トラックボール、ポインティングデバイス、等々)を含み得る。そして、コントローラが、ユーザ入力を処理して、対応するアクションを実行し得る。例えば、ユーザ107は、例えば患者サポート133を例えば患者サポート132に沿ってz方向に移動させるために、音声命令を入力することができ、コントローラは、それに従って患者105を位置決めするようにアクチュエータを制御し得る。また、支持台122及び/又は患者サポート132は、筐体102、104、及び/又は患者サポート132、又はこれらの一部、のうちの1つ以上の位置を決定して対応するセンサ情報をコントローラに提供し得る1つ以上のセンサ(例えば、ロータリー式及び/又はリニア式の位置センサ等の位置センサ、等々)を含むことができ、それにより、コントローラが対応する位置を決定し且つ/或いはアクチュエータを然るべく制御し得るようにすることができる。更なる他の実施形態において、想定されることには、筐体102、104のうちの1つ以上が、筐体102、104及び患者105のうちの1つ以上の位置を特定するための位置センサを含んでいてもよい。
筐体102は、第1の端壁113と第2の端壁106との間に位置する外壁117と、第1の端壁113と第2の端壁106との間に位置する第1の内壁108、第2の内壁112及び第3の内壁114とを有し得る。また、筐体102は、第1の端壁113及び第2の端壁106によって定められる長さ(例えば、第1の端壁113と第2の端壁106との間、それぞれ外壁まで、等々)を有し得る。筐体102は、外壁117と、第1の端壁113及び第2の端壁106と、第1の内壁108、第2の内壁112及び第3の内壁114との間に位置した内部空洞(キャビティ)115を画成し得る。
第1及び第2のコイル部分150、160は、筐体102の中に位置付けられ得るとともに、例えばROI103などのスキャンボリュームの少なくとも一部内の磁場の少なくとも一部を生成するように構成され得る。例えば、第1の導通コイル部分150は、壁117、106、112、114によって部分的に境界付けられる内部空洞115内に位置付けられ得る。第2の導通コイル部分160は、壁117、113、108によって部分的に境界付けられる内部空洞115内に位置付けられ得る。従って、第1及び第2のコイル部分150、160は、内部空洞115内に位置する1つ以上の電流導通コイル及び/又は磁石を含み得る。電流導通コイルは、超伝導材料及び/又は非超伝導材料から形成されたコイルを含み得る。
第1及び第2のコイル部分150、160は、筐体102の縦軸(LA)と一致する縦軸を有し得る。第1の内壁108は直径d1を有し、第2の内壁112は、d1より小さい直径d2を有し得る(例えば、図2参照)。第3の内壁114は、第1の内壁108と第2の内壁112との間に延在し得る。従って、第3の内壁114は、フランジ(突縁)の少なくとも一部を形成し得る。また、第3の内壁114は、縦軸LAに対して放射方向に延在し得る。しかしながら、本システムの実施形態によれば、その他の方向も想定される。
筐体部分104は、図示のように筐体部分104によって形成される空洞内にグラディエントコイル109を含み得る。筐体104は、第1の端壁120及び第2の端壁118と、該空洞と、中心開口とを含み得る。筐体部分104は、第1の端壁120と第2の端壁118との間に位置する内壁140及び外壁142を含み得る。第1の端壁120及び第2の端壁118はグラディエントコイル109の長さを定め、内壁140は中心開口を画成し得る。内壁140は、筐体102の第1の内壁108の形状及び/又は大きさと同様の形状及び/又は大きさを有し得る。従って、内壁140は、後述するように、第1のコイル102の第1の内壁108の直径d1に実質的に等しい直径d3を有し得る。第1の端壁120及び第2の端壁118は、内壁140と外壁142との間に延在し得る。筐体104は、筐体102の第3の内壁114に隣接して筐体102の中心開口の中に適合(フィット)するように形状及び/又は大きさを定められ得る。従って、例えば、筐体104の外壁142は、筐体102の第1の内壁108と実質的に同等の形状を有し得るとともに、筐体102の第1の内壁108の直径d1より小さい(例えば、直径d1の±10%、直径d1の±5%、直径d1の±1%、直径d1の±0.5%など、僅かに小さい)直径d3を有し得る。しかしながら、長さに関しては、筐体104の長さは、筐体102内に作業ボリューム(WV)を形成するように、筐体102の第3の内壁114と第1の端壁113との間の距離より小さく(例えば、長さの±40%、長さの±20%、長さの±10%、長さの±1%など、有意に小さく)あるべきであり、WVは、筐体104の端壁120と筐体102の第1の端壁113との間にある筐体102の第1の内壁108、の内側に位置する空間として画成され得る。故に、筐体104の長さは、筐体102の長さよりかなり小さくされ得る。
第1のコイル部分150と同様に、第2のコイル部分160は、例えばROI103などのスキャンボリュームの少なくとも一部内の磁場の少なくとも一部を供給する磁場を生成するように構成され得る。従って、第1及び第2のコイル部分150、160は、筐体102内に位置する1つ以上の電流導通コイル及び/又は磁石を含み得る。電流導通コイルは、超伝導材料及び/又は非超伝導材料から形成されたコイルを含み得る。
作業ボリュームWVにアクセスするため、例えばユーザ107などのユーザは、第1の開口110を通じてWVにアクセスし得る。また、患者105は、第1の開口110及び/又は第2の開口116の何れかからROIに(例えば、コントローラの制御下で)制御可能に入り得る。従って、患者サポート132は、例えば図1B、1Cに示すように、第1及び第2の開口110、116の何れかを介して患者105をROI内に制御可能に挿入するように構成され得る。
図2は、本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナシステム100の一部の部分的に引き上げた正面斜視図である。筐体102の第1の端壁113内に第1の開口110が位置している。筐体104の第1の端壁120は、ユーザアクセスを容易にするように、丸められた、テーパー状にされた、傾斜された、且つ/或いは面取りされた部分121を含み得る。この図においては、明瞭さのため、患者サポート132は除かれている。また、筐体102及び104はそれぞれ、断面において円形とし得る。縦軸LAは、例示的に図示するように、筐体102及び104それぞれの中心開口を貫いて延在することができ、あるいは、縦軸からオフセットされてもよい。
図3は、本システムの実施形態に従ったMRIスキャナシステム100の一部の部分的に引き上げた側面斜視図である。矢印391によって例示するように、支持台122は筐体102を高く及び/又は低くすることができ、支持台124は患者サポート132/133を高く及び/又は低くし得る。しかしながら、更なる他の実施形態において、支持台122又は支持台124のうちの何れかが固定的に配置されてもよい。
図4は、本システムの1つ以上の実施形態に従ったMRIスキャナシステム100の一部を傾けた向きで例示する切断側面斜視図である。スキャナシステム100は、基準の点、平面(例えば、xz平面、xy平面、又はyz平面)、又は軸(例えば、矢印493によって例示するようなx軸周りでの−10°回転)に対して傾けられ得る。また、筐体102は、矢印495によって例示するように、縦軸LAに沿って直線的に移動され得る。コントローラは、記憶された設定及び/又はユーザ107の入力に従って筐体102及び/又は患者サポート133を所望の位置及び/又は向きに傾斜及び/又は移動させるように、支持台122及び/又は患者サポート133を制御し得る。例えば、記憶された設定に関し、システムは、システムのメモリに、デフォルト設定(例えば、水平=0°のチルト、等々)、特定ユーザ(例えば、医師A:4.5フィートの縦軸(中心)高さで0°のチルト、医師B:5.0フィートの縦軸(中心)高さで5°の正チルト、等々)、患者、以前に記憶された設定、特定の処置の種類(例えば、頸椎処置4.5°正チルト、頭蓋処置7°チルト、等々)に従って、幾つかの患者オリエンテーション設定を格納し得る。従って、システムは、ユーザの名前(例えば、医師A)、処置種類、患者識別子又はその他の情報などを入力するための、ユーザインタフェース(UI)を介したルーチンを含むことができ、コントローラは、対応する設定をシステムのメモリから取得し得る。そして、コントローラは、対応する設定に従って患者サポート133を位置付けるよう、サポート132のアクチュエータを制御し得る。位置センサが、サポート132の1つ以上の部分の位置に関する位置情報を検出し、この情報をコントローラに提供し得る。そして、コントローラは、サポート132のアクチュエータを然るべく制御し得る。
ユーザ入力に関し、ユーザ107は、例えば所望の位置及び/又は向きに関するものなどの所望位置コマンドを入力し得る。WZが、筐体102の中心開口内、且つ筐体104の第1の端壁120と筐体102の第1の端壁113との間に位置するように示されている。従って、WZは、第1の内壁108の直径d1に等しい高さWZHを有し得るとともに、筐体部分104の第1の端壁120から筐体102の第1の端壁113までの距離に実質的に等しい長さWZLを有し得る。
図5は、本システムの実施形態に従った、図2の直線5−5に沿って取られた、MRIスキャナシステム100の一部の切断側面図である。筐体102及び筐体104の断面は軸対称である。しかしながら、筐体102の断面は、“L”の基部(すなわち、底部)が筐体102の第2の端壁106とフランジ付き領域597との少なくとも一部を形成する“L”字形状とし得る。“L”の脚部は、実質的に筐体102の第1の端壁113と第2の端壁106との間に延在し得る。筐体104は例示的に、“L”の脚部に隣接するように位置している。作業ボリュームWVは、筐体102の第1の内壁108によって囲まれ且つ筐体102の第1の端壁113と筐体104の第1の端壁120との間に位置する体積部分として示されている。関心領域(ROI)は、筐体104の内壁140によって囲まれ且つ筐体104の第1の端壁120と第2の端壁118との間に位置するスキャンボリューム内に置かれ得る。例えばビーム形成(フォーミング)、ビーム投影(プロジェクション)などのシステムを備えた本システムの実施形態によれば、ROIは、例えば第1の端壁120の外側までなど、筐体104の外側まで突き出され得る。
図6は、本システムの実施形態に従った、第2の開口116を通して見た、MRIスキャナシステム100の一部の部分的に切断した背面図である。筐体104の第2の端壁118を見せるために、筐体102が部分的に切断されている。明瞭さのため、患者サポート133は一部のみが示されている。
図7は、本システムの実施形態に従った、使用中の関節動作されたMRIスキャナシステム100の一部の側面図である。支持台122は、筐体102を支持し得るとともに、ユーザ107が第1の開口110、第2の開口116を介してROIに簡便にアクセスし、且つ/或いは患者105のROI及び/又はその他の箇所でMRGI処置を実行し得るように、例えばユーザ107の頭部にクリアランスを提供するため、筐体102及び/又は患者サポート132、133を例えば傾斜位置(例えば、矢印793参照)及び上昇位置(例えば、矢印791参照)などの1つ以上の所望の位置に位置付けるよう、1、2、又はそれより大きい自由度(例えば、6自由度以上など)で関節動作可能とし得る。また、患者サポート132、133を傾けることにより、例えば、ユーザ107は、腰を曲げたりする必要なく、あるいは最小限の曲げで、ROIにアクセスし得る。本システムの実施形態によれば、これは、MRGI処置中のユーザ107へのストレスを軽減するとともに、より高品質のヘルスケアを提供し得る。MRIスキャナシステム100は、ROIの位置の患者ボディ105の部分に対応するリアルタイム画像情報を、例えばユーザ107によって着用されるウェアラブル型ディスプレイ(眼鏡型)及び/又は別のディスプレイ(例えば、図9のディスプレイ930参照)などの、システムのディスプレイ上で提供し得る。ディスプレイは、例えば患者の血圧などの処置関連情報を表示し得る。しかしながら、その他のディスプレイも想定される。同様に、患者サポート132の患者サポート133及び126は各々、患者又はその身体部位をMRGI処置のための所望位置に位置付けるよう、1、2、又はそれより大きい自由度(例えば、6自由度以上など)で関節動作可能とし得る。患者サポート133及び/又は126の関節動作は、筐体102の位置に従って決定されることができ、あるいは独立に決定され得る。例えば、患者サポート133及び126のうちの1つ以上の位置をユーザが設定してもよいし、あるいは、例えばシステムのメモリに格納された所定の設定に従って(例えば、所定のMRGI処置、外科医情報、等々に従って)などで、患者サポート133及び126のうちの1つ以上の位置をコントローラが設定してもよい。
図8は、本システムの実施形態に従ったMRIシステム上で実行されるプロセス800を例示するフロー図である。プロセス800は、ネットワーク上で通信する1つ以上のコンピュータを用いて実行されることができ、情報を取得し、且つ/或いは、互いに対してローカル及び/又はリモートとし得る1つ以上のメモリを用いて情報を記憶し得る。プロセス800は、以下のアクト(行為)のうちの1つ以上を含み得る。また、必要に応じて、これらのアクトのうちの1つ以上が結合されてもよいし、及び/又は複数のサブアクトへと分離されてもよい。動作において、このプロセスは、アクト801において開始し、次いで、アクト803へと進み得る。
アクト803において、このプロセスは、実行されるMRGI処置、外科医識別子(ID)、患者情報(例えば、患者ID及び/又は患者の身体サイズ、等々)、及び/又は好ましい設定情報(例えば、チルト(傾斜)をオーバーライドして患者サポートを5°チルトする、患者サポートを筐体102の中心ボリューム内に位置付ける、等々)のうちの1つ以上に関する情報を収集し得る。この情報は、電子的に入力され、あるいは、例えばシステムのユーザインタフェース(UI)などのシステムのユーザ入力装置を介して入力され得る。アクト803を完了した後、このプロセスはアクト805へと続き得る。
アクト805において、このプロセスは、アクト803において入力された情報に対応する記憶された位置情報をシステムのメモリから取得し得る。この記憶された位置情報は、アクト803において収集された情報に対応した、作業ボリュームを含むソレノイドコイル筐体や患者サポートなどの位置を規定する情報を含み得る。例えば、現MRGI処置がスミス医師によって実行されることになっており且つ骨盤処置である場合、このプロセスは、後述する表1から、10/0/−5/10なる記憶された位置情報を取得し得る。記憶された位置情報は、MRGI処置種類(例えば、下部骨盤、上部骨盤、頭蓋処理、等々)、外科医ID、患者ID、オーバーライド情報などによる位置設定を含み得る。記憶された位置情報は、システムのユーザによって設定及び/又は更新され得る。例えば、外科医が、記憶された位置情報を、MRGI処置中に、例えば音声命令(例えば、“現在のチルト設定を全ての頭蓋処置に対して記憶せよ”)などの何らかの好適コマンドを用いて、UIの使用を介して、等々で更新し、システムが(例えば、音声起動アプリケーションを用いて)、従るべくコマンドを処理して応答し得る。表1は、骨盤1、骨盤2及び骨盤3という3種類の骨盤処置についての、記憶された位置情報設定を例示している。
Figure 0006518194
表1の骨盤1なる処置に関し、デフォルト設定は、第1の患者サポート(サポート1、例えば図1の133参照)の5°のチルト(傾斜)、及び第2の患者サポート(サポート2、例えば図1の126参照)の10°のチルト(傾斜)とし得る。しかしながら、同じ処置に関し、ドウ医師は、双方の患者サポートを5°のチルトに設定することを望んでおり、スミス医師は、第1の患者サポートを−5°のチルトに設定して第2の患者サポートを10°のチルトに設定することを望んでおり、そして、ジョン医師は、この処置に関するデフォルト設定を好むことを指し示す横棒のエントリーを有している。骨盤2なる処置を参照するに、ジョン医師が、第1の患者サポートを5°のチルトに設定して第2の患者サポートを−10°のチルトに設定するという好みを有することが示されている。同様にして、患者サポートは、それぞれに関連付けられた高さ情報も有し得る。記憶された位置情報に関し、例えばユーザの1つ以上の設定が1つ以上のデフォルト設定に優先し得るように、この情報が重み付けられ得ることも想定される。また、このプロセスは、対応するユーザ、患者、医師などによって行われたMRGI処置において取得された最新及び過去の設定を用いてユーザの好みの設定を学習し得る学習アプリケーションを含んでいてもよい。アクト805を完了した後、このプロセスはアクト807へと続き得る。
アクト807において、このプロセスは、アクト805において取得された記憶された位置情報設定に従って、筐体及び/又は患者サポートの位置を設定し得る。従って、コントローラは、筐体及び/又は患者サポート(例えば、上述のサポート1及び/又はサポート2参照)の位置及び/又は向きを検出し得るシステムの1つ以上の位置/方位センサから、センサ情報を取得し、それに従って、筐体及び/又は患者サポートの所望の位置及び/又は向きが得られるように、1つ以上のアクチュエータを作動させ得る。システムはまた、必要に応じて、(例えば、MRGI処置の開始時に)患者をROI内に位置付け、あるいは(例えば、MRGI処置の終了時又は間隙中に)患者をROIから取り出し得る患者エントリールーチン又は患者イグジットルーチンを含み得る。システムはまた、必要に応じて、手術器具などを位置付けることを含むことができ、それにより、(例えば、MRGI処置の開始時に)ROIの中若しくは外で器具を位置付けること、又は(例えば、MRGI処置の終了時又は間隙中に)ROIから器具を取り出し/位置変更することを可能にし得る。アクト807を完了した後、このプロセスはアクト809へと続き得る。
アクト809において、このプロセスは画像情報を取得し得る。従って、このプロセスは、第1のコイル、第2のコイル、グラディエントコイル、RF部などのうちの1つ以上を起動して、ここに説明されるようなROI内のMRI画像情報を取得し得る。アクト809を完了した後、このプロセスはアクト811へと続き得る。
アクト811において、このプロセスは、アクト809において取得されたMR画像情報を、例えばMRIシステムのディスプレイなどのユーザインタフェース(UI)上にレンダリングし得る。一部の実施形態において、想定されることには、ディスプレイは、例えばユーザの頭部に着用されるウェアラブルディスプレイなどの、モバイルディスプレイを含み得る。アクト811を完了した後、このプロセスはアクト813へと続いて、そこで終了し得る。
図9は、本システムの一実施形態に従ったシステム900(例えば、MRIシステム、等々)の一部を示している。例えば、本システムの一部は、メモリ920、ディスプレイ930、RFトランスデューサ960、磁気コイル990、及びユーザ入力装置970に動作的に結合されたプロセッサ910(例えば、コントローラ)を含み得る。メモリ920は、アプリケーションデータ、及び例えば記載した動作に関係する患者サポート位置付け情報などのその他のデータを格納する如何なる種類のデバイスであってもよい。アプリケーションデータ及びその他のデータは、プロセッサ910によって受け取られて、本システムに従った動作アクトを実行するようにプロセッサ910を構成(例えば、プログラミング)する。そのように構成されたプロセッサ910は、本システムの実施形態に従って実行することに特に適した特殊用途マシンとなる。
動作アクトは、例えば、サポートアクチュエータ(例えば、筐体サポート及び/又は患者サポート)、磁気コイル990、及び/又はRFトランスデューサ960のうちの1つ以上を制御することによって、MRIシステムを構成することを含み得る。患者サポートは、被験者の(例えば、x、y及びz軸における)物理的な位置を制御することができ、筐体サポートは、筐体の(例えば、x、y及びz軸における)物理的な位置を制御し得る。磁気コイル990は、メインの磁気コイルとグラディエントコイル(例えば、x、y及びzグラディエントコイル)とを含むことができ、主磁場及び/又は勾配磁場を所望の方向及び/又は強度で放出するように制御され得る。コントローラは、所望の磁場が所望の時間に放出されるように、1つ以上の電源を制御して磁気コイル990に電力を供給し得る。RFトランスデューサ960は、被験者の位置にRFパルスを送信し、且つ/或いはそれからのエコー情報を受信するように制御され得る。再構成器(例えば、プロセッサ)が、例えば上記エコー情報などの受信信号を処理し、それらを、例えばディスプレイ930などのうちの1つ以上の上など、本システムの例えばユーザインタフェースの上でレンダリングされ得るような、画像情報(例えば、静止画像又は動画像(例えば、ビデオ情報))、データ、及び/又はグラフを含み得るコンテンツへと変換し得る。また、そして、このコンテンツは、後の使用のために例えばメモリ920などのシステムのメモリに格納され得る。故に、動作アクトは、患者を位置付けること、例えばエコー情報から得られた再構成画像情報などの画像情報を要求、提供且つ/或いはレンダリングすること、等々を含み得る。プロセッサ910は、例えば画像情報(例えば、静止画像、ビデオ、等々)などのコンテンツを、例えばシステムのディスプレイなどのシステムのUI上でレンダリングし得る。
ユーザ入力970は、キーボード、マウス、トラックボール、又は例えばタッチセンサ式ディスプレイなどのその他の装置を含むことができ、これらは、スタンドアローンであってもよいし、例えば何らかの動作可能なリンクを介してプロセッサ910と通信するパーソナルコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、移動電話、モニタ、スマート端末若しくはダム端末、MRI端末又はそのたの装置の一部などの、システムの一部であってもよい。ユーザ入力装置970は、ここに記載されるようなUI内でのインタラクションを可能にすることを含め、プロセッサ910とインタラクションするように動作可能とし得る。明らかなように、プロセッサ910、メモリ920、ディスプレイ930、及び/又はユーザ入力装置970は、全て又は部分的に、コンピュータシステム又は例えばMRIシステムなどのその他の装置の一部とし得る。
本システムの方法は、本システムによって記述及び/又は想定される個々のステップ又はアクトのうちの1つ以上に対応するモジュールを含んだ、コンピュータソフトウェアプログラムによって実行されるのに特に適している。そのようなプログラムは、当然ながら、例えば集積チップ、周辺装置、又は例えばプロセッサ910に結合されたメモリ920若しくはその他のメモリなどのメモリなど、コンピュータ読み取り可能媒体にて具現化され得る。
メモリ920に含まれるプログラム及び/又はプログラム部分は、ここに開示された方法、動作アクト及び機能を実装するようにプロセッサ910を構成し得る。これらのメモリは、例えばこのMRIシステム、その他のMRIシステム及び/又はサーバの間などで分散されてもよく、プロセッサ910もまた、更なるプロセッサが提供され得る場合に分散されてもよいし、1つだけであってもよい。メモリは、電気式、磁気式若しくは光学式のメモリ、又はこれらの何らかの組み合わせ、又はその他の種類の記憶装置として実装され得る。また、用語“メモリ”は、プロセッサ910によってアクセス可能なアドレス指定可能空間内のアドレスから読み出され又はそこに書き込まれることができる如何なる情報をも包含するように、十分に広く解釈されるべきである。この定義では、例えばネットワーク980などのネットワークを介してアクセス可能な情報もなおもメモリの範囲内である。というのは、例えば、プロセッサ910は、本システムに従った動作のためにネットワークから情報を取り出し得るからである。
プロセッサ910は、ユーザ入力装置970からの入力信号に応答して、また、ネットワークのその他の装置に応答して、制御信号を提供し且つ/或いは動作を実行するように動作可能であるとともに、メモリ920に格納された命令を実行するように動作可能である。プロセッサ910は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路若しくは汎用集積回路、論理デバイス、等々のうちの1つ以上を含み得る。また、プロセッサ910は、本システムに従って実行するための専用プロセッサであってもよいし、数多くの機能のうちの1つのみが本システムに従って実行するように動作する汎用プロセッサであってもよい。プロセッサ910は、1つのプログラム部分を利用して動作してもよいし、複数のプログラムセグメントを利用して動作してもよいし、あるいは、専用又は多用途の集積回路を利用するハードウェア装置であってもよい。
本システムの更なる変形が、当業者に容易に浮かぶであろうが、それらは以下の請求項によって包含されるものである。
最後に、以上の説明は、本システムの単なる例示であることを意図したものであり、添付の請求項を何れか特定の実施形態又は実施形態群に限定するものとして解釈されるべきでない。故に、例示的な実施形態を参照して本システムを記述してきたが、これまた理解されるべきことには、以下に続く請求項に記載される本システムの、より広く意図された精神及び範囲を逸脱することなく、数多くの変更及び代替実施形態が当業者によって考案され得る。
従って、本明細書及び図面は、例示的に考慮されるべきものであり、添付の請求項の範囲を限定することを意図するものではない。
添付の請求項を解釈するに当たって理解されるべきことには、
a)用語“有する”は、所与の請求項に列挙された要素又はアクト以外の要素又はアクトの存在を排除するものではなく、
b)要素の前の用語“a”又は“an”は、そのような要素が複数存在することを排除するものではなく、
c)請求項中の如何なる参照符号もその範囲を限定するものではなく、
d)複数の“手段”が、同一のアイテム、ハードウェア、ソフトウェア実装構造又は機能によって表されていることがあり、
e)開示された要素は何れも、ハードウェア部分(例えば、個別電子回路及び集積電子回路を含む)、ソフトウェア部分(例えば、コンピュータプログラミング)、及びこれらの何らかの組み合わせで構成され得るものであり、
f)ハードウェア部分は、アナログ部分及びデジタル部分の一方又は双方で構成され得るものであり、
g)開示された装置又はその部分は何れも、別のことが具体的に述べられていない限り、共に結合されたり、更なる複数部分へと分離されたりし得るものであり、
h)具体的に指し示していない限り、アクト群又はステップ群の特定の順序は、必要とされるように意図されておらず、
i)用語“複数の”要素は、請求項に記載の要素が2つ以上であることを含み、何らかの特定の個数範囲の要素であることを意味しておらず、すなわち、複数の要素は、2つの要素ほどの少なさとし得るとともに、計り知れないほどの数の要素を含み得るものである。

Claims (12)

  1. 磁気共鳴(MR)撮像システムであって、
    第1及び第2の開口と、第1、第2及び第3の内壁によって画成される内部空洞とを有する第1の筐体と、
    前記第1の筐体に収容された第1及び第2のソレノイドコイルと、
    第2の筐体と、
    前記第2の筐体に収容されたグラディエントコイルと
    を有し、
    前記第1及び第2のソレノイドコイルは、関心領域内での撮像に適した磁場を生成するように構成され、前記第1及び第2のソレノイドコイルは共通の縦軸を有し、前記第1及び第2の開口は、前記縦軸に沿って前記第1の筐体の反対側に位置し、前記第1の開口は前記第2の開口より大きく、前記第1のソレノイドコイルは、前記第2のソレノイドコイルとは異なる内径を有し、且つ前記第1の開口に隣接して位置付けられ、前記第2のソレノイドコイルは、前記第2の開口に隣接して位置付けられ、前記第1の筐体は、前記第2の開口の少なくとも一部を形成する前記第2の内壁と、前記第1の開口の少なくとも一部を形成する前記第1の内壁と、前記第1の内壁と前記第2の内壁との間に延在する前記第3の内壁とを含む“L”字状の断面を有し、前記関心領域は、前記第1の開口の前記少なくとも一部を形成する前記第1の内壁によって囲まれるスキャンボリュームの中に置かれ、
    前記第2の筐体は、前記第1の筐体の前記第1の内壁の長さよりも小さい長さを有し、前記第1の内壁の一部と前記第3の内壁とに隣接して配置される、
    システム。
  2. 前記第1の筐体の前記第1及び第2の開口の中に少なくとも部分的に位置し、且つ患者を前記関心領域内に挿入するように構成された患者サポート、を更に有する請求項1に記載のシステム。
  3. 前記患者サポートは、コントローラ及び手動操作のうちの1つ以上の制御下で1つ以上の方向に関節動作するように構成される、請求項2に記載のシステム。
  4. 磁気共鳴(MR)撮像システムであって、
    第1及び第2の開口と、第1、第2及び第3の内壁によって画成される内部空洞とを有する筐体と、
    第1及び第2のソレノイドコイルと
    を有し、
    前記第1及び第2のソレノイドコイルは、関心領域内での撮像に適した磁場を生成するように構成され、前記第1及び第2のソレノイドコイルは共通の縦軸を有し、前記第1及び第2の開口は、前記縦軸に沿って前記筐体の反対側に位置し、前記第1の開口は前記第2の開口より大きく、前記第1のソレノイドコイルは、前記第2のソレノイドコイルとは異なる内径を有し、且つ前記第1の開口に隣接して位置付けられ、前記第2のソレノイドコイルは、前記第2の開口に隣接して位置付けられ、前記筐体は、前記第2の開口の少なくとも一部を形成する前記第2の内壁と、前記第1の開口の少なくとも一部を形成する前記第1の内壁と、を含む“L”字状の断面を有し、前記関心領域は、前記第1の開口の前記少なくとも一部を形成する前記第1の内壁によって囲まれるスキャンボリュームの中に置かれ、
    当該システムは、前記筐体の前記第1及び第2の開口の中に少なくとも部分的に位置し、且つ患者を前記関心領域内に挿入するように構成された患者サポート、を更に有し、
    前記患者サポートは更に、前記第1の開口の中に少なくとも部分的に位置し且つ前記第1の開口から延在する二股の端部を有した更なる患者サポートを有する、
    システム。
  5. 前記第1の筐体は、長さと、外壁によって定められる外周とを有し、前記第3の内壁は、前記第1の内壁と前記第2の内壁との間で径方向に延在している、請求項1乃至3の何れか一項に記載のシステム。
  6. 前記第1の筐体を支持する関節動作可能な支持台、を更に有する請求項1乃至3の何れか一項に記載のシステム。
  7. 画像再構成と連携して患者の位置決めを制御するように構成されたコントローラ、を更に有する請求項1乃至6の何れか一項に記載のシステム。
  8. 磁気共鳴(MR)撮像システムであって、
    第1及び第2の開口と、第1、第2及び第3の内壁によって画成される内部空洞とを有する筐体と、
    第1及び第2のソレノイドコイルと
    を有し、
    前記第1及び第2のソレノイドコイルは、関心領域内での撮像に適した磁場を生成するように構成され、前記第1及び第2のソレノイドコイルは共通の縦軸を有し、前記第1及び第2の開口は、前記縦軸に沿って前記筐体の反対側に位置し、前記第1の開口は前記第2の開口より大きく、前記第1のソレノイドコイルは、前記第2のソレノイドコイルとは異なる内径を有し、且つ前記第1の開口に隣接して位置付けられ、前記第2のソレノイドコイルは、前記第2の開口に隣接して位置付けられ、前記筐体は、前記第2の開口の少なくとも一部を形成する前記第2の内壁と、前記第1の開口の少なくとも一部を形成する前記第1の内壁と、を含む“L”字状の断面を有し、前記関心領域は、前記第1の開口の前記少なくとも一部を形成する前記第1の内壁によって囲まれるスキャンボリュームの中に置かれ、
    当該システムは、前記筐体の内側に位置し、且つ処置に関する情報を表示するように構成されたディスプレイ、を更に有する、
    システム。
  9. 前記グラディエントコイルは、非対称なグラディエントコイルである、請求項1に記載のシステム。
  10. 磁気共鳴(MR)撮像システム用の装置であって、
    第1及び第2の開口と、第1、第2及び第3の内壁によって画成される内部空洞とを有する第1の筐体に収容された閉じたソレノイド構造であり、関心領域における撮像のために均一な磁場を提供するように構成され且つ共通の縦軸を各々が有する第1及び第2のソレノイドコイル、を有する閉じたソレノイド構造と、
    第2の筐体に収容されたグラディエントコイルと
    を有し、
    前記第1及び第2の開口は、前記縦軸に沿って前記閉じたソレノイド構造の反対側に位置し、且つ異なる直径を有し、前記第1の開口は前記第2の開口より大きく、前記第1のソレノイドコイルは、前記第2のソレノイドコイルとは異なる内径を有し、且つ前記第1の開口に隣接して位置付けられ、前記第2のソレノイドコイルは、前記第2の開口に隣接して位置付けられ、前記第1の筐体は、前記第2の開口の少なくとも一部を形成する前記第2の内壁と、前記第1の開口の少なくとも一部を形成する前記第1の内壁と、前記第1の内壁と前記第2の内壁との間に延在する前記第3の内壁とを含む“L”字状の断面を有し、前記関心領域は、前記第1の開口の前記少なくとも一部を形成する前記第1の内壁によって囲まれるスキャンボリュームの中に置かれ、
    前記第2の筐体は、前記第1の筐体の前記第1の内壁の長さよりも小さい長さを有し、前記第1の内壁の一部と前記第3の内壁とに隣接して配置される、
    装置
  11. 前記第1及び第2の開口は、前記縦軸に垂直な面内で円形の断面を有する、請求項10に記載の装置
  12. コントローラ及び手動操作のうちの1つ以上の制御下で、複数の位置のうちの所望の位置に患者を位置付けるように構成された患者サポート、を更に有する請求項10に記載の装置
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