TR202007444A1 - Hem manyeti̇k parçacik görüntüleme hem de manyeti̇k rezonans görüntüleme gerçekleşti̇ri̇lmesi̇ne i̇mkan sunan bi̇r terti̇bat ve bu terti̇bati i̇çeren bi̇r ci̇haz - Google Patents
Hem manyeti̇k parçacik görüntüleme hem de manyeti̇k rezonans görüntüleme gerçekleşti̇ri̇lmesi̇ne i̇mkan sunan bi̇r terti̇bat ve bu terti̇bati i̇çeren bi̇r ci̇hazInfo
- Publication number
- TR202007444A1 TR202007444A1 TR2020/07444A TR202007444A TR202007444A1 TR 202007444 A1 TR202007444 A1 TR 202007444A1 TR 2020/07444 A TR2020/07444 A TR 2020/07444A TR 202007444 A TR202007444 A TR 202007444A TR 202007444 A1 TR202007444 A1 TR 202007444A1
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- magnetic
- pair
- imaging
- magnetic field
- magnetic element
- Prior art date
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 167
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 101100477784 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) SMF2 gene Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 101150102131 smf-1 gene Proteins 0.000 claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3] WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000007383 nerve stimulation Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 230000037007 arousal Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 244000144980 herd Species 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002697 interventional radiology Methods 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011206 morphological examination Methods 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000578 peripheral nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- G01R33/44—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]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/1276—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids of magnetic particles, e.g. imaging of magnetic nanoparticles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room
- A61B5/0035—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for acquisition of images from more than one imaging mode, e.g. combining MRI and optical tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/0515—Magnetic particle imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- 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
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/389—Field stabilisation, e.g. by field measurements and control means or indirectly by current stabilisation
-
- 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]
- G01R33/445—MR involving a non-standard magnetic field B0, e.g. of low magnitude as in the earth's magnetic field or in nanoTesla spectroscopy, comprising a polarizing magnetic field for pre-polarisation, B0 with a temporal variation of its magnitude or direction such as field cycling of B0 or rotation of the direction of B0, or spatially inhomogeneous B0 like in fringe-field MR or in stray-field imaging
-
- 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
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
Abstract
Bu buluş, hem manyetik parçacık görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme gerçekleştirilmesine imkan sunan bir tertibat (1) ve bu tertibatı (1) içeren bir cihaz (8) ile ilgilidir. Hem manyetik parçacık görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme gerçekleştirilmesine imkan sunan tertibat (1); manyetik parçacık görüntüleme için en az bir seçim manyetik alanı (SMF1/SMF2) oluşturmak üzere yapılandırılan en az bir birincil manyetik eleman çifti (2-2?), en az bir sürüş manyetik alanı oluşturmak üzere yapılandırılan en az bir ikincil manyetik eleman çifti (3-3?) ve en az bir odak manyetik alanı (FMF) oluşturmak üzere yapılandırılan en az bir üçüncül manyetik eleman çifti (4-4?) içermektedir.
Description
TARIFNAME
HEM MANYETIK PARçAciK GORUNTULEME HEM DE MANYETIK REZONANS
G'ORUNTULEME GERçEKLESTiRiLMEsiNE IMKAN SUNAN BIR TERTIBAT VE BU
TERTIBATI içEREN BIR CIHAZ
Teknik Alan
Bu bulus, hem manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme
gerçeklestirilmesine imkan sunan bir tertibat ve bu tertibati içeren bir cihaz ile ilgilidir.
Onceki Teknik
Manyetik parçacik görüntüleme (Magnetic Particle lmaging (MPI)), vücut içine enjekte edilen
nano boyuttaki manyetik parçaciklarin görüntülenmesini saglayan görece yeni bir görüntüleme
yöntemidir (Gleich, B. and Weizenecker, J . (2005), “Tomographic lmaging using the nonlinear
görüntüleme yöntemi yüksek uzay ve zaman çözünürlügü saglamakta olup bu yöntemin
anjiyografi, girisimsel radyoloji, tümör görüntüleme ve tedavisi, perfüzyon görüntüleme gibi
çesitli kullanim alanlari bulunmaktadir. Buna karsin manyetik parçacik görüntüleme yöntemi
sadece manyetik nanoparçaciklari görüntüleyebilmekle beraber anatomi hakkinda bilgi
saglamamaktadir.
Manyetik parçacik görüntüleme yöntemi tercihen süperparamanyetik demir oksit parçaciklarin
hizli ve dogrusal olmayan bir sekilde manyetize edilmesine dayanmaktadir. Parçaciklarin
görüntülenmesi için ilk olarak manyetik alaninin sifirlandigi bir nokta ya da çizgi (manyetik
alansiz nokta ya da manyetik alansiz çizgi) içeren homojen olmayan bir manyetik alan
olusturulmaktadir. Manyetik alansiz çizgi manyetik alansiz noktayla kiyaslandiginda, özellikle
daha yüksek bir sinyal/gürültü orani ve genis bir alaninin daha hizli taranmasi bakimindan iki
temel avantaja sahiptir. Manyetik alansiz nokta ya da manyetik alansiz çizgi içeren bölgeye
manyetik alansiz bölge adi da verilmektedir. Manyetik alansiz bölge içeren manyetik alan
dagilimi, görüntülenen bölgeyi seçtigi için “Seçim Alani” olarak adlandirilmaktadir. Manyetik
alansiz bölge içinde bulunan süperparamanyetik demir oksit parçaciklar seçim alani harici bir
manyetik alan ile manyetize edilebilir durumda iken manyetik alansiz bölge disinda bulunan
süperparamanyetik demir oksit parçaciklar manyetik olarak doygun olduklarindan harici bir
manyetik alana tepki verememektedirler. Manyetik parçacik görüntüleme yönteminde seçim
alanina ek olarak zamanla degisen ve “Sürüs Alani” olarak adlandirilan bir baska manyetik
alan daha uygulanmaktadir. Söz konusu zamanla degisen manyetik alan, manyetik alansiz
bölge içinde bulunan süperparamanyetik demir oksit parçaciklari uyararak bu parçaciklarin
manyetizasyonlarinin dinamik olarak degismesini saglamaktadir. Zaman içinde degisen bu
manyetizasyon manyetik bir alici tarafindan algilanmaktadir. Algilanan manyetizasyon sadece
manyetik alansiz bölge içindeki süperparamanyetik demir oksit parçaciklardan
kaynaklanmakta ve parçacik yogunlugu ile orantili olarak artmaktadir. Manyetik alansiz bölge
doku içerisinde taranarak dokunun içindeki süperparamanyetik demir oksit parçacik dagilimi
alici vasitasiyla alinan isaretin islenmesi ile elde edilmektedir. Bahsedilen sürüs alaninin
genligi arttikça görüntülenen alan da genislemektedir. Buna karsin, özellikle yüksek frekansta
isinma ve sinir uyarimi olusabildiginden teknigin bilinen durumunda özellikle hasta güvenligi
için sürüs alani frekans ve genligi sinirlandirilmaktadir. Güvenlik sinirlari dahilinde olusturulan
bir sürüs alaniyla görüntülenen bölge birkaç santimetreyi geçememektedir. Daha genis bir
görüntüleme alaninin taranabilmesi için düsük frekansli ve tarama noktasinin odagini
degistiren üçüncü bir manyetik alan kullanilmaktadir. Söz konusu üçüncü manyetik alan seçim
alanina eklendiginde manyetik alansiz bölgenin yerini degistirdiginden “Odak Alani” olarak
adlandirilmaktadir.
Dolayisiyla manyetik parçacik görüntüleme yönteminde klinikte kullanilabilecek bir
görüntüleme alanindan veri toplanip görüntülemenin gerçeklestirilebilmesi için homojen
olmayan bir seçim alani, hemen hemen homojen olan bir sürüs alani ve hemen hemen
homojen olan bir odak alani olmak üzere üç farkli manyetik alan olusturulmasi gerekmektedir.
Manyetik Rezonans görüntüleme (Magnetic Resonance Imaging (MRI)) ise uzun yillardir
kullanilan, klinik alanda kabul görmüs bir doku görüntüleme yöntemidir. Teknigin bilinen
durumunda manyetik rezonans görüntüleme islemi için yüksek derecede homojenlige sahip
bir manyetik alan, üç eksende hizli degisen gradyanlar, gönderici RF (Radyo Frekans) anteni
ve alici RF anteni kullanilmaktadir.
Manyetik parçacik görüntüleme yöntemi ile elde edilen nanoparçacik görüntülerinin morfolojik
bir arka plan ile birlestirilmesi, klinik kullanimda manyetik parçaciklarin anatomik olarak
yerlerinin belirlenmesi için oldukça faydali olacaktir. Ancak, alisilagelmis manyetik parçacik
görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme yöntemlerini gerçeklestirmek için ihtiyaç
duyulan donanimlar oldukça farklidir. Manyetik rezonans görüntülemede homojenligi yüksek
bir statik manyetik alan, üç ayri eksende pozisyona ve zamana bagli degisen manyetik alan,
RF isaretin olusturulmasi için görece yüksek frekansli (tercihen yaklasik bir
gönderme anteni ve doku kaynakli isaretin alinmasi için bir RF alma anteni ihtiyaci
bulunmaktadir. Manyetik parçacik görüntülemede ise görüntüleme hacminin belirli bir
bölgesinde manyetik alanin çok düsük olmasi (hatta sifirlanmasi), bunun disindaki bölgelerde
ise yüksek olmasi dolayisiyla homojen olmayan bir sabit manyetik alan gerekmektedir. Bunun
disinda manyetik parçacik görüntülemede ayrica, hemen hemen birbirlerine dik kartezyen
koordinat eksenleri olan üç eksende zamanla degisen (örnegin 1 -
homojen manyetik alan (sürüs alani olarak da adlandirilabilir), yine üç eksende zamanla daha
yavas degisen (örnegin 0 - 500 Hz frekans araliginda) homojen manyetik alan (odak alani
olarak da adlandirilabilir) ve parçacik sinyalinin alinmasi için üç eksende alici bobin (tercihen
MHz'e kadar) ihtiyaci bulunmaktadir.
Manyetik parçacik görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme sistemlerindeki manyetik
alan tiplerinin ve frekans-genlik degerlerinin birbirlerinden farkli olmasi, teknigin bilinen
durumunda bu iki yöntemin ayni donanimi kullanmasini engellemektedir.
Manyetik parçacik görüntüleme ve manyetik rezonans görüntülemenin bir arada
kullanilabilmesi için teknigin bilinen durumunda çesitli yöntem ve sistemler önerilmektedir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan U89927500 sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda
manyetik rezonans görüntüleme için gerekli bir homojen manyetik alan yaratan bir miknatisin
yanina ters yönde manyetik alan yaratan baska bir miknatisin eklendigi bir sistemden
bahsedilmektedir. Bahsedilen iki miknatis arasinda manyetik parçacik görüntüleme için gerek
duyulan düsük manyetik alan bölgesi olusturulabilmektedir. Böylece manyetik parçacik
görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme için iki farkli görüntüleme bölgesi
olusturulmakta, ve görüntülenen obje kaydirilarak sira ile manyetik rezonans görüntüsü ve
manyetik parçacik görüntüsü olusturulabilmektedir. Manyetik parçacik görüntülerinin anatomik
görüntüler ile birlestirilmesi hem manyetik parçacik görüntülemede hem de manyetik rezonans
görüntülemede görüntü verebilen objenin etrafina yerlestirilen isaretlerin hizalanmasi ile
saglanmaktadir. Bahsedilen patent dokümaninda açiklanan sistemde manyetik parçacik
görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme için kullanilan donanim bilesenleri
birbirlerinden bagimsiz donanimlar oldugundan sistem maliyeti yüksek olmaktadir. Ayrica,
rezonans ve parçacik görüntüleme alanlari farkli oldugundan görüntülenen hastanin iki alan
arasinda hareket ettirilmesi ve elde edilen görüntülerin üst üste oturtulmasi gerekmektedir.
Tüm bunlarin yani sira söz konusu patent dokümaninda açiklanan sistem vasitasiyla manyetik
alansiz çizgi taramaya göre hassasiyeti daha düsük olan manyetik alansiz nokta taranmakta
olup bu durum da insan boyutunda genis alan taranmasi isleminin uzun sürmesine sebep
olmaktadir. Bunun yaninda, sistemin kenarlari kapali oldugundan girisimsel uygulamalara
elverisli degildir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan US'IO191130 sayili Birlesik Devletler patent
dokümaninda manyetik rezonans görüntülemede ihtiyaç duyulan homojen manyetik alanin ve
manyetik parçacik görüntülemede ihtiyaç duyulan degisen manyetik alanin tek bir
elektromiknatis ile olusturulmasi için iki parçali rezistif bir solenoid elektromiknatis
kullanilmaktadir. Bahsedilen solenoid türündeki elektromiknatisin her iki parçasi da ayni
akimla beslendiginde homojen bir manyetik alan olusturulmakta ve manyetik rezonans
görüntüleme islemi için uygunluk saglanmaktadir. Solenoid türündeki elektromiknatisin iki
parçasi zit akimlarla beslendiginde ise manyetik alan degisimi olusturulmakta ve manyetik
parçacik görüntüleme islemi için uygunluk saglanmaktadir. Söz konusu patent dokümaninda
açiklanan sistemde manyetik rezonans görüntüleme ve manyetik parçacik görüntüleme islemi
için kullanilan bahsedilen elektromiknatis disindaki donanimlar birbirlerinden farkli donanimlar
olup bu durum yine maliyet artisina sebebiyet vermektedir. Ayrica manyetik rezonans
görüntüleme ve manyetik parçacik görüntüleme islemleri arasindaki geçisi saglamak üzere
elektromiknatisin mod degistirmesi için anahtarlanmasi gerektiginden mod geçis islemi anlik
olarak gerçeklestirilememektedir. Tüm bunlarin yani sira söz konusu patent dokümaninda
açiklanan sistem vasitasiyla manyetik alansiz çizgi taramaya göre hassasiyeti daha düsük
olan manyetik alansiz nokta taranmakta olup bu durum da insan boyutunda genis alan
taranmasi isleminin uzun sürmesine sebep olmaktadir. Bunun yaninda, sistemin kenarlari
kapali oldugundan girisimsel uygulamalara elverisli degildir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan US8666473 sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda
manyetik rezonans görüntüleme ve manyetik parçacik görüntülemede ayni donanimlari
kullanmaya yönelik bir çözüm önerisinden bahsedilmektedir. Söz konusu dokümanda
açiklanan çözümde, manyetik parçacik görüntülemede de kullanilan elektromiknatislar ya da
ekstra elektromiknatislar kullanilarak kisa süreli (hemen hemen 100 ms mertebesinde) yüksek
genlikli homojen bir manyetik alan ile protonlar pre-polarize edilmekte, daha sonra düsük bir
homojen manyetik alan ile görüntü olusturulmaktadir. Homojen manyetik alani düsük seviyede
oldugundan proton rezonans frekansi (RF frekansi) düserek manyetik rezonans
görüntülemede kullanilabilen frekanslar mertebesine inmektedir. Bu sayede manyetik parçacik
görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme için ayni donanimlar kullanilabilmektedir. Söz
konusu patent dokümaninda önerilen çözümde manyetik alansiz nokta tarayan bir sistem
önerilmekle beraber 3 boyutlu görüntüleme için 7 çift elektromiknatis kullanilmaktadir.
Manyetik parçacik görüntüleme için degisen manyetik alan olusturan bobinin homojen
manyetik alan olusturan bobine çevrilmesi, manyetik parçacik görüntüleme için homojen
manyetik alan olusturan odak bobinlerinin manyetik rezonans görüntüleme için degisen
manyetik alan olusturacak hale getirilmesi gerekmektedir. Bahsedilen bobinler ile farkli
manyetik alan gereksinimleri karsilanmaya çalisildigindan hem manyetik parçacik
görüntülemede hem de manyetik rezonans görüntülemede yüksek performansli çalismalarda
kisitlar bulunmaktadir. Tüm bunlarin yani sira söz konusu patent dokümaninda açiklanan
sistem vasitasiyla manyetik alansiz çizgi taramaya göre hassasiyeti daha düsük olan manyetik
alansiz nokta taranmakta olup bu durum da insan boyutunda genis alan taranmasi isleminin
uzun sürmesine sebep olmaktadir.
Bulusun Kisa Açiklamasi
Bu bulusun amaci, hem manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik rezonans
görüntüleme gerçeklestirilmesine imkan sunan bir tertibat ve bu tertibati içeren bir tibbi cihaz
gerçeklestirmektir.
Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen ilk istem ve bu isteme bagli istemlerde
tanimlanan, manyetik parçacik görüntüleme için tercihen manyetik alansiz çizgi ihtiva eden
seçim manyetik alanini olusturmak ve istenilen açiya döndürmek üzere yapilandirilan tercihen
elektromiknatis türünde olan en az bir birincil manyetik eleman çiftine, görüntüleme alani
içerisindeki parçaciklarin manyetizasyonlarinin dinamik olarak degistirmek üzere üzerinde bir
birinci eksenin ve birinci eksene hemen hemen dik olan bir ikinci eksenin uzandigi bir birinci
düzlemde zamanla degisen sürüs manyetik alani olusturmak üzere yapilandirilan tercihen
elektromiknatis türünde olan en az bir ikincil manyetik eleman çifti ve manyetik alansiz
bölgenin birinci düzlem boyunca yerinin degistirilmesine imkan sunan odak manyetik alanini
olusturmak üzere yapilandirilan tercihen elektromiknatis türünde olan en az bir üçüncül
manyetik eleman çiftine sahip olan hem manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik
rezonans görüntüleme gerçeklestirilmesine imkan sunan birtertibatta; birincil manyetik eleman
çifti manyetik rezonans görüntüleme için birinci düzlemde bir manyetik alan gradyani
olusturmak üzere yapilandirilmakta, ikincil manyetik eleman çifti manyetik rezonans
görüntüleme için birinci düzleme dik olan bir üçüncü eksende manyetik alan gradyani
olusturmak üzere yapilandirilmakta, üçüncül manyetik eleman çifti manyetik rezonans
görüntüleme için yüksek homojenlige sahip olan bir manyetik alan olusturmak üzere
yapilandirilmakta olup bulus konusu tertibat ayrica; manyetik rezonans görüntüleme için
yüksek homojenlige sahip olan bir manyetik alandaki spinleri uyarmak üzere yapilandirilan
tercihen bobin biçiminde olan en az bir verici manyetik eleman çifti ve manyetik rezonans
görüntüleme için uyarilan spinlerden manyetik rezonans isaretlerini almak üzere yapilandirilan
tercihen bobin biçiminde en az bir birinci alici manyetik eleman çifti içermektedir. Bulusun bir
uygulamasinda ikincil manyetik eleman çifti manyetik parçacik görüntüleme isleminde uyarilan
parçaciklarin isaretini algilamak üzere yapilandirilmaktadir. Bulusun baska bir uygulamasinda
bulus konusu tertibat ayrica manyetik parçacik görüntüleme için uyarilan parçacik isaretini
almak için yapilandirilan tercihen bobin biçiminde en az bir ikinci alici manyetik eleman çifti
içermektedir. Bulus konusu tertibat vasitasiyla gerçeklestirilen manyetik parçacik görüntüleme
isleminde birincil manyetik eleman çifti vasitasiyla olusturulan tercihen manyetik alansiz çizgi
olan bir manyetik alansiz bölgedeki parçaciklarin manyetizasyonlari ikincil manyetik eleman
çifti ve üçüncül manyetik eleman çifti vasitasiyla dinamik olarak degistirilmekte ve parçaciklarin
degisen bu manyetizasyonlari ikincil manyetik eleman çifti ve/veya ikinci alici manyetik eleman
çifti tarafindan algilanarak manyetik parçacik görüntüleme isleminin gerçeklestirilmesi
saglanmaktadir. Bulus konusu tertibat vasitasiyla manyetik rezonans görüntüleme islemi
gerçeklestirilmek istendiginde üçüncül manyetik eleman çiftine akim verilerek yüksek
homojenlige sahip bir manyetik alan olusturulmakta; birincil manyetik eleman çiftine birinci
eksende ve ikinci eksende belirli bir açida gradyan olusturulmasini saglayan akimlar
uygulanmaktadir. Ikincil manyetik eleman çifti ile üçüncü eksende kesit seçimi
gerçeklestirilmektedir. Bu esnada verici manyetik eleman çifti ile spinlere darbe uygulanmakta
ve bir süre sonra verici manyetik eleman çifti ile spinlere baska bir darbe uygulanmaktadir.
Ardindan birinci alici manyetik çift vasitasiyla manyetik rezonans isareti alimi
gerçeklestirilmektedir. Verici manyetik eleman çifti tarafindan uygulanan darbeler periyodik
olarak tekrarlanarak k-uzayinda ayni radyal çizgi birkaç kere taranmaktadir. Benzer sekans
birincil manyetik eleman çifti ile farkli açilarda gradyan olusturularak tekrarlanmaktadir. Elde
edilen verinin islenmesi ile manyetik rezonans görüntüsü elde edilmektedir. Manyetik rezonans
görüntüleme için bu sekans bir örnek olarak verilmis olup alanda uzman bir kisi tarafindan farkli
görüntüleme sekanslari uygulanabilir.
Bulus konusu tertibatta yer alan üçüncül manyetik eleman çifti, görüntüleme bölgesinde
üçüncü eksen yönünde düsük frekansta (<1 kHz) görece yüksek homojen manyetik alan
yaratabilmektedir (0.05T - 0.5T). Söz konusu üçüncül manyetik eleman çifti manyetik
rezonans görüntüleme için gerekli homojenlige (tercihen < 1mT) sahiptir. Söz konusu
homojenligin elde edilmesi için harici “shimming” bobinleri de kullanilabilmektedir. Ayrica,
ortama yayilan manyetik alaninin azaltilarak “eddy” akimlarinin önlenmesi ve disaridan
kaynaklanan manyetik alan girisimlerinin azaltilmasi için aktif ya da pasif izolasyon yöntemleri
de en az bir manyetik eleman çifti üzerine uygulanabilmektedir. Uçüncül manyetik eleman
çiftindeki her bir manyetik eleman es yönlü akimlarla beslenerek üçüncü eksen yönünde
yüksek homojenlikte bir manyetik alan olusturulmakta olup böylece manyetik rezonans
görüntüleme için görüntüleme alanindaki çekirdek spinlerinin bu yönde paralel ya da anti-
paralel olarak hizalanmalari saglanmaktadir. Paralel hizalanan spinlerin sayisi anti-paralel
hizalanan spinlerin sayisindan bir miktar fazla oldugundan spinlerin net manyetizasyonu
üçüncü eksende koordinat sistemine göre pozitif dogrultuda olusmaktadir. Spinler üçüncü
eksen etrafinda gyromanyetik oran (y/Zir) ve manyetik alan genligi (BO) ile belirlenen Larmor
frekansinda f=(;-H)BO dönmektedirler. Klinik manyetik rezonans görüntülemede
alisilagelmis olarak görüntülenen protonlar için gyromanyetik oran 42.58 MHz/Tidir.
Uçüncül manyetik eleman çifti, manyetik parçacik görüntüleme yönteminde tercihen manyetik
alansiz çizgi olmak üzere manyetik alansiz bölgenin birinci düzlemde taranmasi için odak alani
olarak kullanilmaktadir. Bahsedilen üçüncül manyetik eleman çifti beslenmediginde, tercihen
manyetik alansiz çizgi olmak üzere manyetik alansiz bölge merkezde olusmaktadir. Manyetik
alansiz bölgenin görüntüleme alaninin uç sinirina kaydirmak için uygulanmasi gereken
manyetik alan asagidaki formülle hesaplanmaktadir:
BO [T] = R [ml/G [T/m]
BO [T] : Uçüncül manyetik eleman çiftinin görüntüleme alaninda olusturdugu manyetik alan,
R [m] : Görüntüleme alaninin yariçapi,
G [T/m] : Manyetik alansiz bölgenin manyetik alan gradyani.
Örnegin 20 cm yariçapinda bir görüntüleme alaninda 1 T/m manyetik alan degisimine sahip
bir gradyan alani için Boinun 0.2 T olmasi gerekmektedir. Gerçek zamanli görüntüleme için
bu manyetik alanin hizli bir sekilde (1 Hz - 1000 Hz) artirilip azaltilmasi gerekmektedir. Bu
büyüklükte bir manyetik alanin yüksek hizlarda degisken olarak yaratilmasi rezistif bobinlerle
mümkün olabilmektedir. Ancak bu bobinler görece yüksek direnç ve endüktans degerlerine
sahip olmaktadirlar. Yüksek direnç isinma sorunu yaratmakta, endüktans ise bobinin degisken
manyetik alanda sürülmesi gereken voltaj degerlerini artirmaktadir. Isinma sorunu, bobinlerin
içleri bos iletken malzeme ile üretilmesi ve içlerinden su veya yag gibi isinin atilmasini
saglayacak maddeler dolastirilarak, sivi sogutma yöntemi ile çözülebilmektedir. Endüktans
degeri tipik olarak onlarca mH seviyelerinde olabilmektedir. Bobinin degisken akim ile
sürülebilmesi için ihtiyaç duyulan voltaj asagidaki sekilde hesaplanmaktadir:
vivi =1iAiRini+ L[H]E[;]
V [V] : Elektromiknatisa uygulanmasi gereken voltaj,
R [0] : Elektromiknatis direnci.
L [H] : Elektromiknatis endüktansi,
3 [S] : Elektromiknatisa uygulanan akimin zamana bagli türevi.
frekansinda sürülmesi için 12 W degerinin üzerinde bir gerilim gerekmektedir. Bu deger pratik
olarak gerçeklenmesi güç oldugundan bulus konusu tertibatta ayrica en az bir filtreleme ve
uyumlama devresi kullanilabilmektedir. Bu devreyle uygulanan akim üzerindeki istenmeyen
yüksek frekansli bilesenler elenmekte, ayrica elektromiknatisin çalisma frekansinda
uyumlanarak reaktif bilesenin azaltilmasi ve uygulanan voltaj gereksiniminin düsürülmesi
saglanmaktadir. Böylece pratikte saglanabilir voltaj ve akim degerleri ile bobin, bir baska
deyisle üçüncül manyetik eleman çifti beslenebilmektedir.
Bulusun birincil manyetik eleman çiftinin, birinci eksen dogrultusunda manyetik gradyan
olusturan bir birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci eksen dogrultusunda manyetik
gradyan olusturan bir ikinci birincil manyetik eleman çifti içerdigi uygulamasinda birinci birincil
manyetik eleman çifti birinci yönde bir manyetik alan gradyani olusturmaktadir. Söz konusu
birinci birincil manyetik eleman çifti üçüncü eksen yönünde bir manyetik alan yaratmakta,
ancak bu manyetik alan görüntüleme alaninda birinci eksen yönünde dogrusal olarak
degismektedir. Örnegin 1 Ti'm gradyan olusturan bir birinci birincil manyetik eleman çifti için
x=0 iken manyetik alan sifir olmakta, x=-20 cm iken 0.2 T; x=20 cm iken -0.2 T manyetik alan
olusmaktadir. Bulusun bir uygulamasinda, birinci birincil manyetik eleman çiftinin her biri birinci
eksen yönünde gradyan olusturmak için söz konusu birinci eksen yönünde ters akimlarla
beslenen iki elektromiknatis ihtiva etmektedir. Bu elektromiknatis yapisi, “çift-düzlem gradyan
bobini" olarak da adlandirilmaktadir.
Ikinci birincil manyetik eleman çifti yine çift-düzlem gradyan bobini yapisinda ikinci eksen
yönünde bir manyetik alan gradyani olusturmaktadir. Bahsedilen ikinci birincil manyetik
eleman çifti yine üçüncü eksen yönünde bir manyetik alan yaratmakta, ancak bu manyetik alan
görüntülüme alaninda ikinci eksen yönünde dogrusal olarak degismektedir. Örnegin 1 T/m
gradyan olusturan ikinci birincil manyetik eleman çifti için y=O iken manyetik alan sifir olmakta,
y=-20 cm iken 0.2 T; y :20 cm iken -0.2 T manyetik alan olusmaktadir. Ikinci birincil manyetik
eleman çiftinin her biri ikinci eksen yönünde gradyan olusturmak için ikinci eksen yönünde ters
akimlarla beslenen iki elektromiknatis ihtiva etmektedir.
Birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci birincil manyetik eleman çifti farkli akimlar ile
beslenerek görüntüleme düzleminde istenen herhangi bir yönde bir gradyan
olusturulabilmektedir:
çiftine verilen akim,
çiftine verilen akim,
17x [T/m/A] : birinci birincil manyetik eleman çiftinin verimi,
ny[T/m/A] : Ikinci birincil manyetik eleman çiftinin verimi,
G [T/m] : Istenen manyetik alan gradyani,
gl): manyetik alan gradyan yönü ile birinci eksen arasindaki açi.
Manyetik rezonans görüntüleme isleminde birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci birincil
manyetik eleman çifti ile istenen sekansa göre birinci eksen ve ikinci eksen gradyanlari
yaratilarak birinci eksen ve ikinci eksen yönünde spin fazlarini ve\veya frekanslarini manipüle
edilmektedir. Verici manyetik eleman çifti ile spinler uyarilarak, birinci alici manyetik eleman
çifti ile spin manyetizasyon isareti toplanmaktadir. Matris denklemi seklinde bir çözüm ile
manyetik rezonans görüntüleri elde edilebilmektedir. Bu yöntem ile görüntüleme ve düsük
yüksek homojenlige sahip manyetik alan ile yüksek çözünürlük ile ilgili teknikler silindirik
açikliklar için dogal miknatislar kullanilarak (Cho et al. A New Silent Magnetic Resonance
referans dokümaninda detayli açiklanmistir. Alternatif bir uygulamada birinci birincil manyetik
eleman çifti ve ikinci birincil manyetik eleman çifti ile manyetik rezonans görüntüleme
tekniginde bilinen farkli gezingeler (kartezyen, radyal, spiral, konik radyal vb.) taranip Fourier
dönüsüm uzayi geri çatim teknikleri kullanilarak görüntü olusturulabilmektedir. Manyetik
rezonans görüntülemede yüksek homojenlige sahip manyetik alan dagiliminin ve gradyanlarin
etkisinin yüksek hassasiyetle bilinmesi gerekmektedir. Bu sebeple alternatif uygulamalarda
bulus konusu tertibata söz konusu manyetik alanlari algilayip birinci birincil manyetik elman
çifti ve ikinci birincil manyetik eleman çifti akimlarini kontrol çevrimi ile ayarlayan donanimlar
eklenebilir.
Manyetik parçacik görüntüleme için birinci birincil manyetik elman çifti ve ikinci birincil manyetik
eleman çifti tercihen manyetik alansiz çizgi olmak üzere manyetik alansiz bölge içeren seçim
manyetik alani yaratmakta ve istenen açiya yukarida anlatildigi sekilde döndürebilmektedir.
Bu esnada üçüncül manyetik eleman çifti uyarilarak manyetik alansiz bölgenin merkez ekseni
birinci düzlem üzerinde istenen herhangi bir dogrultuda kaydirilmaktadir. Böylece manyetik
alansiz bölge tüm görüntüleme düzleminde farkli açilarda ve merkez eksenlerde taranarak tüm
görüntüleme düzlemindeki manyetik parçaciklarin uyarilmasi saglanmaktadir. Ayrica,
görüntüleme düzleminin üçüncü eksendeki pozisyonu birinci birincil manyetik eleman çifti ve
ikinci birincil manyetik eleman çifti asimetrik olarak uyarilarak seçilebilmektedir. Böylece, üç
boyutlu bir görüntüleme alaninda manyetik alansiz bölge taranarak üç boyutlu görüntüleme
yapilabilmektedir.
Manyetik parçacik görüntüleme için birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci birincil
manyetik eleman çifti görüntüleme alaninda görece yüksek gradyan olusturmaktadir (> 0.1
T/m). Bu nedenle manyetik rezonans görüntüleme yöntemine göre daha yüksek akim degerleri
ile beslenmeleri gerekmektedir. Bu elektromiknatislar da görece büyük endüktansa haiz
olduklarindan çalisma frekanslarinda reaktif voltajin azaltilmasi ve istenmeyen yüksek frekans
bilesenlerinin süzülmesi için uyumlama ve filtreleme devresi kullanilabilmektedir. Manyetik
rezonans görüntüleme için bu elektromiknatislar görece düsük gradyan (<50 mT/m)
olusturmaktadirlar. Dolayisiyla manyetik parçacik görüntülemeye nazaran çok daha düsük
akimlarla sürülebilmektedirler. Bu sebeple ayni voltaj degeri ile manyetik rezonans
görüntülemede daha yüksek frekans degerlerinde çalisabilmekte; manyetik rezonans
görüntüleme için farkli sekanslarin kullanilmasi için esneklik saglanmaktadir.
Ikincil manyetik eleman çifti, üçüncü eksen yönünde, görece hizli degisen (1 kHz -
bir manyetik alan olusturmaktadirlar. Bahsedilen ikincil manyetik eleman çifti manyetik
rezonans görüntüleme yönteminde üçüncü eksende görüntüleme düzleminin seçimini
saglayan üçüncü eksen-Gradyan elektromiknatislari olarak kullanilmaktadir. Bunun için ikincil
manyetik eleman çiftinin her biri 180 derece faz farki ile beslenmektedir. Söz konusu ikincil
manyetik eleman çifti tipik olarak en fazla 50 mT/m gradyan yaratmaktadir. Ikincil manyetik
eleman çiftinin istenen frekans araliginda verimli bir sekilde sürülmesi için uyumlama ve filtre
devresi kullanilabilmektedir.
Ikincil manyetik eleman çifti manyetik parçacik görüntüleme için es fazli olarak beslenerek
görüntüleme alaninda homojen bir manyetik alan yaratmaktadirlar. Yaratilan manyetik alan
genligi tipik olarak 1 mT - 20 mT arasinda degismektedir. Kullanilan en yüksek genlik degeri
çevresel sinir uyarimi ve vücut isinma esiklerine göre belirlenmektedir. ikincil manyetik eleman
çifti belirtilen frekans ve genlik degerlerinde uyarildiginda manyetik alansiz bölgenin hizli bir
sekilde birinci düzlemde hareket etmesini ve manyetik parçaciklarin uyarilmasini saglayan
sürüs alani olarak kullanilmaktadir.
Manyetik rezonans görüntüleme isaretinin olusturulmasi için spinlerin yüksek homojenlige
sahip olan manyetik alan dogrultusuna hemen hemen dik bir yönde Larmor frekansinda
uyarilmasi gerekmektedir. Onerilen yüksek homojenlige sahip olan manyetik alan araligi (0.05
T - 0.5 T) için söz konusu Larmor frekansi 2.13 MHz - 21.3 MHz arasinda olmaktadir. Verici
manyetik eleman çifti seçilen yüksek homojenlige sahip olan manyetik alan için birinci
düzlemde dogrusal veya dairesel polarizasyonda yayin yaparak spinlerin uyarilmasini
saglamaktadir. Ornegin 0.2 T büyüklügünde bir yüksek homojenlige sahip olan manyetik alan
için 8.52 MHz merkez frekansinda yayin yapan verici manyetik elemanlar kullanilmaktadir.
Bahsedilen verici manyetik elemanlar görece düsük güçlerde yayin yapmaktadirlar. Verici
manyetik elemanlarin tasarimi ve güç kaynagina uyumlanmasi tertibatin gerektirdigi merkez
frekansta belli bir bant genisliginde çalisacak sekildedir. Bahsedilen verici manyetik
elemanlarin tasarim alternatifleri teknigin bilinen durumunda mevcut olup teknik alanda uzman
bir kisi tarafindan fakli sekillerde gerçeklestirilebilmesi mümkündür.
Manyetik rezonans görüntüleme isareti, verici manyetik eleman çifti vasitasiyla uyarilan
spinlerin gevsemesi sirasinda birinci alici manyetik eleman çifti vasitasiyla alinmaktadir. Birinci
alici manyetik eleman çifti yüksek homojenlige sahip olan manyetik alana hemen hemen dik
eksende alma yapmaktadir. Bulusun bir uygulamasinda birinci alici manyetik eleman çifti
tarafindan alinan isaret bir almaç devresi kullanilarak uyumlama ve filtre devresi ile verimli bir
sekilde alinarak filtrelenir, düsük gürültü faktörlü bir yükselteç devresi ile yükseltilir ve analog-
sayisal çevirici ile örneklenir. Orneklenen isaret daha sonra sayisal olarak islenerek teknikte
bilinen görüntü geri çatimi yöntemleri ile manyetik rezonans görüntülerine
dönüstürülebilmektedir. Bulusun alternatif uygulamalarinda birinci alici manyetik elemanlar
hassasiyetin artirilmasi için vücudun görüntülenen bölgesine yakin bir sekilde harici olarak da
konumlandirilabilir.
Manyetik parçacik görüntüleme için uyarilan parçacik isareti ikincil manyetik eleman çiftiyle ya
da ikincil manyetik eleman çiftinden bagimsiz olan bir ikinci alici manyetik eleman çiftiyle ya
da atomik magnetometre gibi bir manyetik alan sensörü kullanilarak algilanmaktadir. Ikinci alici
manyetik eleman çifti, ikincil manyetik eleman çifti uyarim yaparken alim yaptigindan, ikincil
manyetik eleman çiftinden izole olmasi gerekmektedir. Izolasyon için tercihen gradyometre tipi
bir bobin yapisi kullanilabilir. Ayrica, gönderme frekansini süzen bir filtreden geçirilerek alma
isaretinin örneklenmesi de teknikte bilinen bir uygulamadir. Gönderme bobini ile uyarilan
parçaciklar, manyetik özelliklerinden dolayi gönderme frekansina ek olarak bu frekans disinda
da bilesenler (örn. harmonikler) içeren bir manyetik alan olusmasini saglamaktadir. Manyetik
parçacik görüntüleme yönteminde ilk harmonik, gönderme isaretini de içerdiginden bu bilesen
tercihen bant kesici veya yüksek geçiren bir filtre ile atilmaktadir. Sinyal düsük gürültülü bir
yükselteçten geçirilerek örneklenmektedir. Orneklenen isaret teknikte bilinen iki farkli geri
çatim yöntemi ile (alinan isaretin matematiksel modelini kullanan projeksiyon geri çatim
yöntemi (K. Bente, M. Weber, M. Graeser, T. F. Sattel, M. Erbe and T. M. Buzug, "Electronic
Field Free Line Rotation and Relaxation Deconvolution in Magnetic Particle Imaging," in IEEE
ölçümlerine dayanan sistem matrisi geri çatim yöntemi (Gleich , B . and Weizenecker , J .
(2005), “Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles" in Nature,
dönüstürülebilmektedir.
Bulusun Detayli Açiklamasi
Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen hem manyetik parçacik görüntüleme hem
de manyetik rezonans görüntüleme gerçeklestirilmesine imkan sunan bir tertibat ve bu tertibati
içeren bir cihaz ekli sekillerde gösterilmis olup, bu sekillerden;
Sekil 1- Bulus konusu tertibatin bir uygulamasinin sematik görünüsüdür.
Sekil 2- Bulus konusu tertibatin bir uygulamasinda manyetik alan olusturan elemanlarin
sematik perspektif görünüsüdür.
Sekil 3- Bulus konusu tertibat vasitasiyla birincil düzlemde birincil manyetik eleman çifti ile
görüntüleme bölgesinde birinci eksen yönünde olusturulan manyetik alan vektörünü ve ilgili
manyetik alansiz çizgiyi gösteren bir grafik.
Sekil 4- Bulus konusu tertibat vasitasiyla birincil düzlemde birincil manyetik eleman çifti ile
görüntüleme bölgesinde ikinci eksen yönünde olusturulan manyetik alan vektörünü ve ilgili
manyetik alansiz çizgiyi gösteren bir grafik.
Sekil 5- Bulus konusu tertibat vasitasiyla birincil düzlemde üçüncül manyetik eleman çifti ile
görüntüleme bölgesinde olusturulan homojen manyetik alan vektörünü gösteren bir grafik.
Sekil 6- Bulus konusu tertibat vasitasiyla birincil düzlemde birincil manyetik eleman çifti ile
görüntüleme bölgesinde üçüncü eksen etrafinda bir açiya döndürülmüs bir yönde olusturulan
manyetik alan vektörünü ve ilgili manyetik alansiz çizgiyi gösteren bir grafik.
Sekil 7- Bulus konusu tertibat vasitasiyla birincil düzlemde birincil manyetik eleman çifti ile
görüntüleme bölgesinde üçüncü eksen etrafinda bir açiya döndürülmüs ve üçüncül manyetik
eleman çifti ile birinci düzlem üzerinde kaydirilmis manyetik alan vektörünü ve ilgili manyetik
alansiz çizgiyi gösteren bir grafik.
Sekil 8- Bulus konusu tertibati içeren bir cihazin bir uygulamasinin sematik görünüsüdür.
Sekil 9- Bulus konusu cihazda yer alan sürüs devresinin bir uygulamasinin sematik
görünüsüdür.
Sekil 10- Bulus konusu cihazda yer alan almaç devresinin bir uygulamasinin sematik
görünüsüdür.
Sekil 11- Radyal Spin-Echo manyetik rezonans görüntüleme sekansi için manyetik
elemanlarin uyarilmasini gösteren bir grafik.
Sekil 12- Radyal manyetik parçacik görüntüleme gezingesi için manyetik elemanlarin
uyarilmasini gösteren bir grafik.
Sekil 13- Es zamanli Spiral manyetik parçacik görüntüleme ve Spiral B-SSFP manyetik
rezonans görüntüleme sekansi için manyetik elemanlarin uyarilmasini gösteren bir grafik.
Sekillerdeki parçalar tek tek numaralandirilmis olup bu numaralarin karsiligi asagida
verilmistir.
1. Tertibat
2-2!. Birincil manyetik eleman çifti
3-3'. Ikincil manyetik eleman çifti
4-4'. Uçüncül manyetik eleman çifti
-52 Verici manyetik eleman çifti
6-6!. Birinci alici manyetik eleman çifti
7-7!. Ikinci alici manyetik eleman çifti
8. Cihaz
9. Sürüs devresi
. Almaç devresi
11. Sürücü birim
12. Kontrol birimi
13. Akim kaynagi
14. Birinci uyumlama ve filtre devresi
. Ikinci uyumlama ve filtre devresi
16. Yükselteç devre
X. Birinci eksen
Y. Ikinci eksen
Z. Üçüncü eksen
MFL. Manyetik alansiz çizgi
SMF1. Manyetik parçacik görüntüleme için birinci eksen dogrultusunda olusturulan seçim
manyetik alani ya da manyetik rezonans görüntüleme için birinci eksen dogrultusunda
olusturulan manyetik alan gradyani
SMF2. Manyetik parçacik görüntüleme için ikinci eksen dogrultusunda olusturulan seçim
manyetik alani ya da manyetik rezonans görüntüleme için ikinci eksen dogrultusunda
olusturulan manyetik alan gradyani
FMF. Manyetik parçacik görüntüleme için olusturulan odak manyetik alani ya da manyetik
rezonans görüntüleme için olusturulan homojen manyetik alan
EED. Harici elektronik cihaz
8. Ekran
MPG. Manyetik parçacik görüntüleme fazi
MRG. Manyetik rezonans görüntüleme fazi
Hem manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme
gerçeklestirilmesine imkan sunan tertibat (1); manyetik parçacik görüntüleme için görüntüleme
yapilacak görüntüleme bölgesinde (IR) bir seçim manyetik alani (SMF1/SMF2) olusturmak
üzere yapilandirilan en az bir birincil manyetik eleman çifti (2-2), bir sürüs manyetik alani
olusturmak üzere yapilandirilan en az bir ikincil manyetik eleman çifti (3-31) ve bir odak
manyetik alani (FMF) olusturmak üzere yapilandirilan en az bir üçüncül manyetik eleman çifti
(4-4') içermektedir. Birincil manyetik eleman çifti (2-2=), içerisinde en az bir manyetik alanin
hemen hemen sifirlandigi homojen olmayan seçim manyetik alani (SMF1) olusturmaktadir.
Birincil manyetik eleman çifti ( ihtiva eden seçim
manyetik alanini (SMF1) olusturmak ve istenilen açiya döndürmek üzere yapilandirilmaktadir.
Ikincil manyetik alan çifti (3-3'), görüntüleme bölgesi (IR) içerisindeki parçaciklarin
manyetizasyonlarini dinamik olarak degistirmek üzere üzerinde bir birinci eksenin (X) ve birinci
eksene (X) hemen hemen dik olan bir ikinci eksenin (Y) uzandigi bir birinci düzlemde zamanla
degisen sürüs manyetik alanini olusturmaktadir. Bulusun bir uygulamasinda ikincil manyetik
eleman çifti (3-3') ayrica uyarilan parçacik isaretini algilamak üzere yapilandirilmaktadir.
Uçüncül manyetik eleman çifti (4-4') manyetik alansiz bölgenin birinci düzlem boyunca yerinin
degistirilmesine imkan sunan odak manyetik alanini olusturmaktadir. Uçüncül manyetik
eleman çifti (4-4') görev yapmadigi durumlarda manyetik alansiz bölge görüntüleme bölgesinin
(IR) merkezinde konumlanmaktadir. Manyetik parçacik görüntüleme isleminde birincil
manyetik eleman çifti (2-2') vasitasiyla olusturulan manyetik alansiz bölgedeki parçaciklarin
manyetizasyonlari ikincil manyetik eleman çifti (3-3') ve üçüncül manyetik eleman çifti (4-45)
vasitasiyla dinamik olarak degistirilmekte ve parçaciklarin degisen bu manyetizasyonlari
tercihen ikincil manyetik eleman çifti (3-3') tarafindan algilanarak manyetik parçacik
görüntüleme isleminin gerçeklestirilmesi saglanmaktadir.
Bulus konusu tertibatta (1); birincil manyetik eleman çifti (2-2') manyetik rezonans görüntüleme
için birinci düzlemde en az bir manyetik alan gradyani (SMF1) olusturmak üzere
yapilandirilmakta, ikincil manyetik eleman çifti (3-3') manyetik rezonans görüntüleme için
birinci düzleme dik olan bir üçüncü eksende (Z) en az bir manyetik alan gradyani olusturmak
üzere yapilandirilmakta, üçüncül manyetik eleman çifti (4-4') manyetik rezonans görüntüleme
için yüksek homojenlige sahip olan en az bir manyetik alan (FMF) olusturmak üzere
yapilandirilmakta olup bulus konusu tertibat ('l) ayrica manyetik rezonans görüntüleme için
yüksek homojenlige sahip olan manyetik alandaki spinleri uyarmak üzere yapilandirilan en az
bir verici manyetik eleman çifti (5-5') ve manyetik rezonans görüntüleme için uyarilan
spinlerden manyetik rezonans isaretlerini almak üzere yapilandirilan en az bir birinci alici
manyetik eleman çifti (6-65) içermektedir. Bulus konusu tertibat (1) vasitasiyla manyetik
rezonans görüntüleme islemi gerçeklestirilmek istendiginde üçüncül manyetik eleman çiftine
( olusturulmakta; birincil
manyetik eleman çiftine (2-2') birinci eksende (X) ve ikinci eksende (Y) belirli bir açida manyetik
gradyan (sirasiyla SMF1 ve SMF2) olusturulmasini saglayan akimlar uygulanmaktadir. Ikincil
manyetik eleman çifti (3-3!) ile üçüncü eksende (Z) kesit seçimi gerçeklestirilmektedir. Bu
esnada verici manyetik eleman çifti (5-5') ile spinlere darbe uygulanmakta ve tercihen belirli bir
süre sonra verici manyetik eleman çifti (5-5*) ile spinlere baska bir darbe daha
uygulanmaktadir. Ardindan birinci alici manyetik çift (6-6') vasitasiyla manyetik rezonans
isareti alimi gerçeklestirilmektedir. Verici manyetik eleman çifti (5-5') tarafindan uygulanan
darbeler periyodik olarak tekrarlanarak k-uzayinda ayni radyal çizgi üzerinde birkaç kere
taranmaktadir. Benzer sekans birincil manyetik eleman çifti (2-2') ile farkli açilarda manyetik
gradyan olusturularak tekrarlanmaktadir. Elde edilen verinin islenmesi ile manyetik rezonans
görüntüsü elde edilmektedir. Manyetik rezonans görüntüleme için bu sekans bir örnek olarak
verilmis olup teknik alanda uzman bir kisi tarafindan farkli görüntüleme sekanslarinin
uygulanmasi mümkündür.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda birincil manyetik eleman çifti (2-25) tercihen 0-1000 Hz
araligindaki düsük frekansli ve tercihen 0.1 T/m - 10 Tlm araligindaki yüksek genlikli bir
manyetik alan gradyani olusturmak üzere yapilandirilmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda ikincil manyetik eleman çifti (3-3!) tercihen 1 kHz - 500
kHz araligindaki yüksek frekansli tercihen 1 mT - 50 mT araligindaki düsük genlikli bir
manyetik alan ve tercihen 0.1 mT/m - 50 mT/m araligindaki bir manyetik alan gradyani
olusturmak üzere yapilandirilmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda üçüncül manyetik eleman çifti (4-4,) tercihen 0-1000 Hz
araligindaki düsük frekansli ve tercihen 0.05T - 0.5T araligindaki yüksek genlikli bir manyetik
alan gradyani olusturmak üzere yapilandirilmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda birincil manyetik eleman çifti (2-2'); manyetik rezonans
görüntüleme için birinci eksen (X) boyunca bir manyetik alan gradyani (SMF1) olusturmak
üzere yapilandirilan bir birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci eksen (Y) boyunca bir
manyetik alan gradyani (SMF2) olusturmak üzere yapilandirilan bir ikinci birincil manyetik
eleman çifti içermektedir. Böylece birinci eksende (X) ve ikinci eksende (Y) manyetik alan
gradyani olusturulmasi bagimsiz manyetik eleman çiftleri tarafindan gerçeklestirerek tertibatin
(1) daha basit yapiya sahip olmasi saglanmaktadir. Bulusun bir baska uygulamasinda birincil
manyetik eleman çifti (2-2=) tercihen mekanik bir aksam ile üçüncü eksen (Z) etrafinda
döndürülerek manyetik alan gradyaninin görüntüleme bölgesinde (lR) istenen açiya
döndürülmesi saglanmaktadir.
Bulusun özel bir uygulamasinda bulus konusu tertibat (1), iki birincil manyetik eleman çifti (2-
2'), bir ikincil manyetik eleman çifti (3-3) bir üçüncül manyetik eleman çifti (4-4*), bir verici
manyetik eleman çifti (5-5'), bir birinci alici manyetik eleman çifti (6-6) içermektedir. Bu
uygulamada hem manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme
görevi yapabilen bulus konusu tertibatin (1) bilesen sayisi asgaride tutularak maliyet avantaji
saglanmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda bulus konusu tertibat (1) ayrica, manyetik parçacik
görüntüleme için uyarilan parçacik isaretini almak için yapilandirilan en az bir ikinci alici
manyetik eleman çifti (7-7=) içermektedir. Böylece ikincil manyetik alan çifti (3-3') sadece
görüntüleme alani içerisindeki parçaciklarin manyetizasyonlarinin dinamik olarak degistirmek
üzere üzerinde bir birinci eksenin (X) ve birinci eksene hemen hemen dik olan bir ikinci eksenin
(Y) uzandigi bir birinci düzlemde zamanla degisen sürüs manyetik alani olusturmak üzere
görev yaparken manyetik parçacik görüntüleme için uyarilan parçacik isaretini almak için ikinci
alici manyetik eleman çifti (7-7') kullanilmaktadir. Bu sayede ikincil manyetik alan çiftinin (3-3')
ve dolayisiyla tertibatin (1) daha etkin kullanilabilmesi saglanmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda birincil manyetik eleman çifti (2-2') ve/veya ikincil
manyetik eleman çifti (3-3*) ve/veya üçüncül manyetik eleman çifti (4-4!) ve/veya verici
manyetik eleman çifti (5-5=) ve/veya birinci alici manyetik eleman çifti (6-6=) ve/veya ikinci alici
manyetik eleman çifti (7-7') üzerine izolasyon uygulanmaktadir. Uygulanan izolasyon
sayesinde ortama yayilan manyetik alaninin azaltilarak “eddy” akimlarinin önlenmesi ve
disaridan kaynaklanan manyetik alan girisimlerinin azaltilmasi saglanmaktadir.
Bulusun bir uygulamasinda bulus konusu tertibat (1) ayrica, “shimming” bobinleri içermektedir.
Bu sayede özellikle manyetik rezonans görüntülemede üçüncül manyetik eleman çifti (4-45)
vasitasiyla olusturulan manyetik alaninin homojenliginin ekstra olarak gelistirilmesi
saglanmaktadir.
Ornek bir manyetik rezonans görüntüleme radyal “spin-echo” sekansi için manyetik elemanlara
verilen isaret degisimi Sekil ”de yer alan grafikte gösterilmektedir. Bu sekansta üçüncül
manyetik eleman çiftine (4-4*) sabit akim verilerek yüksek homojenlige sahip manyetik alan
(FiVIF) olusturulmakta; birinci birincil manyetik eleman çiftine ve ikinci birincil manyetik eleman
çiftine ( olusturulmasini saglayan akimlar
uygulanmaktadir. Ikincil manyetik eleman çifti (3-3') ile üçüncü eksende (Z) kesit seçimi
gerçeklestirilmektedir. Bu esnada verici manyetik eleman çifti (5-5!) ile spinleri 90 derece
yatiran bir darbe uygulanmakta ve belirli bir süre sonra verici manyetik eleman çifti (5-5') ile
spinlere 180 derece darbesi uygulanmaktadir. Ardindan birinci alici manyetik çift (6-61)
vasitasiyla manyetik rezonans sinyali alimi gerçeklestirilmektedir. 180 derece darbeleri
periyodik olarak tekrarlanarak k-uzayinda ayni radyal çizgi birkaç kere taranmaktadir. Benzer
sekans birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci birincil manyetik eleman çifti (2-2') ile farkli
açilarda manyetik gradyan olusturularak tekrarlanmaktadir. Elde edilen veri k-uzayinda
dikdörtgen bir gride interpolasyon ile oturtulup 2D IFFT dönüsümü ile görüntü elde
edilmektedir. Buna alternatif olarak toplanan veri ve manyetik elemanlarin yarattigi manyetik
alan (veya alansal duyarlilik) kullanilarak projeksiyon geri çatim yöntemi ile görüntü iteratif
olarak da olusturulabilmektedir. 3 boyutlu görüntüleme için farkli kesitler üçüncül manyetik
eleman çifti (3-3*) kullanilarak seçilebilmekte ve benzer sekansla tarama yapilabilmektedir.
Ornek bir radyal manyetik parçacik görüntüleme sekansi için manyetik elemanlara verilen
isaret degisimi Sekil 12=de yer alan grafikte gösterilmektedir. Bu sekansta birinci birincil
manyetik eleman çiftine ve ikinci birincil manyetik eleman çiftine (2-2') belirli bir açida manyetik
alansiz çizgi (MFL) olusturulmasini saglayacak akimlar uygulanmaktadir. ikincil manyetik
eleman çiftine (3-3!) sinüs dalgasi uygulanarak parçaciklarin uyarilmasi saglanmaktadir.
Uçüncül manyetik eleman çiftine (
tüm görüntüleme alaninda taranmasi saglanmaktadir. Bu esnada tercihen ikinci alici manyetik
çifti (7-7!) (ya da alternatif olarak ikincil manyetik eleman çifti (3-3,)) isaret alim islemini
gerçeklestirmektedir. Alinan isaret kullanilarak teknikte bilinen geri çatim yöntemleri ile görüntü
elde edilebilmektedir. Üç boyutlu görüntüleme için birinci birincil manyetik eleman çiftine ve
ikinci birincil manyetik eleman çiftinin (2-2) ilgili manyetik elemanlari asimetrik olarak
uyarilarak seçim alani üçüncü eksende (Z) farkli kesitlerde benzer sekilde taranabilmektedir.
Yukarida bahsedilen manyetik rezonans görüntüleme ve manyetik parçacik görüntüleme
taramalari teknikte uzman kisiler tarafindan çesitlendirilebilir. Manyetik rezonans görüntüleme
ve manyetik parçacik görüntüleme islemleri arasinda geçis için herhangi bir anahtarlama
gereksinimi bulunmadigindan ve bu islemlerin görüntüleme alanlari ayni merkezde
oldugundan islemler arasinda herhangi bir bekleme yapilmadan ardisik manyetik parçacik
görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme gerçeklestirilebilmektedir.
Onerilen donanim ayrica manyetik parçacik görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme
sekanslarinin iç içe kullanilmasi ile anatomik ve manyetik parçacik görüntülerinin es zamanli
olusturularak kullaniciya sunulmasina imkan saglamakta olup bunun için örnek bir sekans
manyetik parçacik görüntüleme verisi toplanmaktadir. Bunun için üçüncül manyetik eleman
çiftine (4-4*) bir rampa isareti uygulanirken birinci birincil manyetik eleman çiftine ve ikinci
birincil manyetik eleman çiftine (2-2=) sinüzoidal degisken akim biçimleri uygulanmaktadir.
Birinci birincil manyetik eleman çifti ile ikinci birincil manyetik eleman çiftine (2-2) uygulanan
akimlar arasinda 90 derece faz farki bulunmaktadir. Bu uygulanan akimlar ile manyetik alansiz
çizginin (MFL) disa dogru spiral bir profil çizmesi saglanmaktadir. Bu esnada ikincil manyetik
eleman çifti (3-3!) ile yüksek frekansta sürüs alani uygulanarak manyetik parçaciklar
uyarilmaktadir. Es zamanli olarak ikinci alici manyetik çiftinden (7-7') manyetik parçacik
isaretleri alinmaktadir. Takip eden manyetik rezonans görüntüleme fazinda (MRG) üçüncül
manyetik eleman çifti (4-41) ayni akimda tutularak vücuttaki spinlerin manyetizasyonu
saglanmaktadir. Manyetik rezonans görüntüleme için spiral balanced SSFP (Steady State
Free Precession) sekansi (Nayak, K.S., Hargreaves, B.A., Hu, B.S., Nishimura, D.G., Pauly,
J.M. and Meyer, C.H. (2005), Spiral balanced steady-state free precession cardiac imaging.
veri toplanmaktadir. Bu sekansta üçüncül manyetik eleman çifti (4-4*) kesit seçimi için
kullanilmaktadir. Seçim gradyanlarina paralel olarak verici manyetik eleman çifti (5-5') spinleri
eleman çifti ve ikinci birincil manyetik eleman çifti (2-2') k-uzayinda spiral bir gezinge tarayacak
sekilde uyarilmakta, bu esnada birinci alici manyetik eleman çifti (fî-6,) tarafindan alma isareti
toplanmaktadir. Sinyal gücünü yükseltmek ve görüntü çözünürlügünü artirmak için bu sekans
farkli fazlarda birden çok tekrarlanabilir. Manyetik rezonans görüntüleme fazindan (MRG)
sonra tekrar manyetik parçacik görüntüleme fazina (MPG) geçilerek bu sefer manyetik alansiz
çizgi (MFL) gezingesi içe dogru spiral yapacak sekilde veri toplanmaktadir. Bu fazlar gerekirse
tekrarlanarak gerçek zamanli manyetik parçacik görüntüleme ve manyetik rezonans
görüntüleme görüntüleri elde edilmekte ve es zamanli olarak kullaniciya sunulmaktadir. Bu
uygulamada çok hizli görüntüleme yapilmasina imkan sunan Spiral balanced SSFP sekansi
kullanilmaktadir. Sekil 13'te bahsedilen sekansin kardiyovasküler ve girisimsel uygulamalarda
kullanimi gösterilmistir. Ayrica bu uygulamada oldugu gibi manyetik rezonans görüntülemede
düsük genlikli yüksek homojenlige sahip olan manyetik alan kullaniminin, yüksek genlikli
manyetik alan kullanimina göre (>1 T) özellikle hizli görüntüleme için çesitli avantajlari
bulunmaktadir. Düsük alanda T1 gevsemesi daha kisa, T2* gevsemesi daha uzun olmaktadir.
Bu tür bir kullanimda tüm k-uzayini tarayan hizli görüntüleme sekanslari (spiral, konik, EPI
(echo planar imaging)) için uygundur. Rezonans frekansi gönderme frekansi görece düsük
oldugundan vücut isinmasi veya kateter isinmasi problemleri azalmaktadir, hava-doku sinirlari
(sinüsler, akcigerler, bagirsaklar, vb.) daha iyi görüntülenebilmektedir. Spiral tarama, k-
uzayinin tek darbe ile taranmasini saglamaktadir. B-SSFP sekansi ise yüksek isaret gürültü
orani saglayarak tarama süresini kisaltmaktadir. Ayrica kalp ile kan dokusunun ayristirilmasini
sagladigindan kardiyak görüntülemede tercih edilmektedir. Bulusun farkli uygulamalarinda
hizli görüntüleme için spiral spin-echo, radyal fast low angIe-shot (FLASH), echo planar
imaging (EPI), az örnekleme yapilan radyal sekanslar, sikistirilmis algilayici teknikler, paralel
görüntüleme teknikleri kullanilabilmektedir.
Bu bulus ayrica, yukarida açiklanan türde olan bir tertibatin (1) manyetik parçacik görüntüleme
ve/veya manyetik rezonans görüntüleme için olan cihazlarda kullanimi ile ilgilidir.
Bu bulus ayrica, yukarida açiklanan tertibati (1), birincil manyetik eleman çiftinin (2-2), ikincil
manyetik eleman çiftinin (3-3r), üçüncül manyetik eleman çiftinin (4-4') ve verici manyetik
eleman çiftinin (5-5') her bir manyetik elemanina ilgili manyetik parçacik görüntüleme ya da
manyetik rezonans görüntüleme islemine göre uygun akim ve gerilim dalga biçimlerini
uygulamak üzere yapilandirilan çok sayida sürüs devresine (9) ve birinci alici manyetik eleman
çiftinin (6-6') ve ikinci alici manyetik eleman çiftinin (7-7') her bir manyetik elemanindan alinan
isareti analog olarak islemek ve sayisal isarete çevirmek üzere yapilandirilan en az bir almaç
devresine (10) sahip olan en az bir sürüs birimi (11) ve ilgili manyetik parçacik görüntüleme ya
da manyetik rezonans görüntüleme islemine ve parametrelerine uygun olarak ilgili manyetik
elemanlara uygulanmasi gereken akim ve/veya voltaj dalga biçimini olusturmak,
zamanlamalari ayarlamak ve uygulanan akim, voltaj ve sicaklik degerlerini izleyerek islemleri
hemen hemen gerçek zamanli olarak kontrol etmek üzere yapilandirilan en az bir kontrol birimi
(12) içeren bir cihaz (8) ile ilgilidir. Bulus konusu cihaz (8) ayrica manyetik parçacik
görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme islemlerini gerçeklestirmek üzere
yapilandirilan tertibat (1) ile irtibatlandirilan ve görüntülenecek olan hastanin konumlandirildigi
yatak, sedye benzeri bir aparat içermekte olup tertibatin (1) sahip oldugu manyetik eleman
elemani ile söz konusu aparata göre simetrik olacak sekilde düzenlenmektedir. Bulusun tercih
edilen uygulamasinda söz konusu aparat yanlarindan erisim saglanabilecek bir sedye biçimine
sahip olup tertibat ve aparat grubu bu haliyle örnegin teknigin bilinen durumunda yer alan açik
manyetik rezonans cihazina benzemektedir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda kontrol
birimi (12) bilgisayar gibi harici bir elektronik cihazla (EED) baglanti kurmak üzere
düzenlenmekte olup söz konusu harici elektronik cihaz (EED) vasitasiyla kontrol birimine (12)
girdi verilmesi ve söz konusu baglanti vasitasiyla kontrol biriminden (12) alinan verilerin, bir
baska deyisle manyetik parçacik görüntülerinin ve/veya manyetik rezonans görüntülerinin bir
ekran (8) üzerinden ilgililere sunulmasi saglanabilmektedir.
Bulusun bir uygulamasinda cihaz (8) ayrica, birincil manyetik eleman çiftini (2-2') üçüncü eksen
(Z) etrafinda döndürmek üzere yapilandirilan en az bir döndürme tertibati (sekillerde
gösterilmemektedir) içermektedir. Döndürme tertibati vasitasiyla birincil manyetik eleman
çiftinin (2-2') üçüncü eksen (Z) etrafinda döndürülmesi sayesinde manyetik alan gradyaninin
görüntüleme bölgesinde (IR) istenen açiya döndürülmesi saglanmaktadir.
Bulusun bir uygulamasinda sürüs devresi (9); kontrol birimi (12) tarafindan belirlenen islem
parametrelerine göre kontrollü bir sekilde çalistirilmak üzere yapilandirilan en az bir akim
kaynagi (13) ve ilgili manyetik elemani kontrol birimi (12) tarafindan belirlenen belirli frekans
araliginda verimli bir sekilde sürmek üzere yapilandirilan en az bir birinci uyumlama ve filtre
devresi (14) içermektedir (Sekil 9).
Bulusun bir uygulamasinda almaç devresi (10); manyetik parçacik görüntüleme isleminde
ve/veya manyetik rezonans görüntüleme isleminde birinci alici manyetik eleman çiftinin (6-6!)
ve/veya ikinci alici manyetik eleman çiftinin (7-7') her bir manyetik elemanindan manyetik
isaret almak ve filtrelemek üzere yapilandirilan en az bir ikinci uyumlama ve filtre devresi (15),
ikinci uyumlama ve filtre devresi (15) tarafindan filtrelenen isareti yükseltmek üzere
yapilandirilan en az bir yükselteç devresi (16) ve yükseltilen isareti örneklemek ve kontrol
birimine (12) göndermek üzere yapilandirilan en az bir analog/sayisal çevirici (17) içermektedir
Bulus konusu tertibat (1) sayesinde mümkün oldugunda ortak donanimin kullanilmasiyla hem
manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme islemlerinin tek bir
tertibat (1) vasitasiyla gerçeklestirilebilmesi saglanmaktadir. Söz konusu tertibat (1) sayesinde
manyetik parçacik görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme islemleri arasinda hizli
geçis yapilabilmesi saglanirken ayrica manyetik parçacik görüntüleme ve manyetik rezonans
görüntüleme taramasinin hizlica gerçeklestirilerek görüntülerin olusturulmasi ve es zamanli
olarak olusturulan görüntülerin kullaniciya sunulmasi saglanmaktadir.
Bu temel kavram etrafinda, bulus konusu hem manyetik parçacik görüntüleme hem de
manyetik rezonans görüntüleme gerçeklestirilmesine imkan sunan tertibatinin (1) ve bu
tertibati içeren cihazin (8) çok çesitli uygulamalarinin gelistirilmesi mümkün olup, bulus burada
açiklanan örneklerle sinirlandirilamaz, esas olarak istemlerde belirtildigi gibidir.
Claims (1)
- ISTEMLER Hem manyetik parçacik görüntüleme hem de manyetik rezonans görüntüleme gerçeklestirilmesine imkan sunan; manyetik parçacik görüntüleme için en az bir görüntüleme bölgesinde (IR) bir seçim manyetik alani (SMF1/SIV1 F2) olusturmak üzere yapilandirilan en az bir birincil manyetik eleman çifti (2-2'), en az bir sürüs manyetik alani olusturmak üzere yapilandirilan en az bir ikincil manyetik eleman çifti (3-3) ve en az bir odak manyetik alani (FMF) olusturmak üzere yapilandirilan en az bir üçüncül manyetik eleman çifti (4-41) içeren, ayni görüntüleme bölgesinde (lR) manyetik rezonans görüntüleme için üzerinde bir birinci eksenin (X) ve birinci eksene (X) hemen hemen dik olan bir ikinci eksenin (Y) uzandigi birinci düzlemde bir manyetik alan gradyani (SMF'l/SMFZ) olusturmak üzere yapilandirilan birincil manyetik eleman çifti (2-2'), manyetik rezonans görüntüleme için birinci düzleme dik olan bir üçüncü eksende (Z) manyetik alan gradyani olusturmak üzere yapilandirilan ikincil manyetik eleman çifti (3-31), manyetik rezonans görüntüleme için yüksek homojenlige sahip olan en az bir manyetik alan (FMF) olusturmak üzere yapilandirilan üçüncül manyetik eleman çifti (4- 4'), manyetik rezonans görüntüleme için yüksek homojenlige sahip olan bir manyetik alandaki (FMF) spinleri uyarmak üzere yapilandirilan en az bir verici manyetik eleman çifti (5-5”) ve manyetik rezonans görüntüleme için uyarilan spinlerden manyetik rezonans isaretlerini almak üzere yapilandirilan en az bir birinci alici manyetik eleman çifti (6-6') ile karakterize edilen bir tertibat (1). 0-1000 Hz araligindaki düsük frekansli ve tercihen 0.1 T/m - 10 T/m araligindaki yüksek genlikli bir manyetik alan gradyani olusturmak üzere yapilandirilan birincil manyetik eleman çifti (2-2) ile karakterize edilen Istem 1'deki gibi bir tertibat (1). 1 kHz - 500 kHz araligindaki yüksek frekansli 1 mT - 50 mT araligindaki düsük genlikli bir manyetik alan ve 0.1 mTi'm - 50 mT/m araligindaki bir manyetik alan gradyani olusturmak üzere yapilandirilan ikincil manyetik eleman çifti (3-3') ile karakterize edilen Istem 1 veya 2=deki gibi bir tertibat (1). genlikli bir manyetik alan gradyani olusturmak üzere yapilandirilan üçüncül manyetik eleman çifti (4-4') ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir tertibat (1). Manyetik rezonans görüntüleme için birinci eksen (X) boyunca bir manyetik alan gradyani (SMFl) olusturmak üzere yapilandirilan bir birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci eksen (Y) boyunca bir manyetik alan gradyani (SMF2) olusturmak üzere yapilandirilan bir ikinci birincil manyetik eleman çifti içeren birincil manyetik eleman çifti (2-2') ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir tertibat Birinci birincil manyetik eleman çifti ve ikinci birincil manyetik eleman çifti olmak üzere iki birincil manyetik eleman çifti (2-2), bir ikincil manyetik eleman çifti (3-3'), bir üçüncül manyetik eleman çifti (4-4=), bir verici manyetik eleman çifti (5-5'), bir birinci alici manyetik eleman çifti (6-6) ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir tertibat (1). Manyetik parçacik görüntüleme için uyarilan parçacik isaretini almak için yapilandirilan en az bir ikinci alici manyetik eleman çifti (7-7*) ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir tertibat (1). Ortama yayilan manyetik alaninin azaltilarak “eddy” akimlarinin önlenmesi ve disaridan kaynaklanan manyetik alan girisimlerinin azaltilmasi saglamak üzere üzerine izolasyon uygulanan birincil manyetik eleman çifti (2-27) ve/veya ikincil manyetik eleman çifti (3-3*) ve/veya üçüncül manyetik eleman çifti (4-4i) ve/veya verici manyetik eleman çifti (5-5*) ve/veya birinci alici manyetik eleman çifti (ES-6!) ve/veya ikinci alici manyetik eleman çifti (7-7*) ile karakterize edilen Istem ?deki gibi bir tertibat (1). Ozellikle manyetik rezonans görüntülemede üçüncül manyetik eleman çifti (4-4=) vasitasiyla olusturulan manyetik alaninin homojenliginin ekstra olarak gelistirilmesi saglayan “shimming” bobinleri ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir tertibat (1). Istem 1 ila 9=dan herhangi birindeki gibi bir tertibatin (1) manyetik parçacik görüntüleme ve/veya manyetik rezonans görüntüleme için olan cihazlarda kullanimi. Istem 1 ila 9'dan herhangi birindeki gibi bir tertibati (1), birincil manyetik eleman çiftinin (2-2'), ikincil manyetik eleman çiftinin (3-3r), üçüncül manyetik eleman çiftinin (44,) ve verici manyetik eleman çiftinin (5-5!) her bir manyetik elemanina ilgili manyetik parçacik görüntüleme ya da manyetik rezonans görüntüleme islemine göre uygun akim ve gerilim dalga biçimlerini uygulamak üzere yapilandirilan çok sayida sürüs devresine (9) ve birinci alici manyetik eleman çiftinin (6-6) ve ikinci alici manyetik eleman çiftinin (7-7') her bir manyetik elemanindan alinan isareti analog olarak islemek ve sayisal isarete çevirmek üzere yapilandirilan en az bir almaç devresine (10) sahip olan en az bir sürüs birimi (11) ve ilgili manyetik parçacik görüntüleme ya da manyetik rezonans görüntüleme islemine ve parametrelerine uygun olarak ilgili manyetik elemanlara uygulanmasi gereken akim velveya voltaj dalga biçimini olusturmak, zamanlamalari ayarlamak ve uygulanan akim, voltaj ve sicaklik degerlerini izleyerek islemleri hemen hemen gerçek zamanli olarak kontrol etmek üzere yapilandirilan en az bir kontrol birimi (12) içeren bir cihaz (8). Birincil manyetik eleman çiftini (2-2!) üçüncü eksen (Z) etrafinda döndürmek üzere yapilandirilan en az bir döndürme tertibati ile karakterize edilen Istem 11=deki gibi bir Kontrol birimi (12) tarafindan belirlenen islem parametrelerine göre kontrollü bir sekilde çalistirilmak üzere yapilandirilan en az bir akim kaynagi (13) ve ilgili manyetik elemani kontrol birimi (12) tarafindan belirlenen belirli frekans araliginda verimli bir sekilde sürmek üzere yapilandirilan en az bir birinci uyumlama ve filtre devresi (14) içeren sürüs devresi (9) ile karakterize edilen istem 11 veya 12ideki gibi bir cihaz (8). Manyetik parçacik görüntüleme isleminde ve/veya manyetik rezonans görüntüleme isleminde birinci alici manyetik eleman çiftinin (6-6) ve/veya ikinci alici manyetik eleman çiftinin (7-7') her bir manyetik elemanindan almak ve filtrelemek üzere yapilandirilan en az bir ikinci uyumlama ve filtre devresi (15), ikinci uyumlama ve filtre devresi (15) tarafindan filtrelenen isareti yükseltmek üzere yapilandirilan en az bir yükselteç devresi (16) ve yükseltilen isareti örneklemek ve kontrol birimine (12) göndermek üzere yapilandirilan en az bir analog/sayisal çevirici (17) içeren almaç devresi (10) ile karakterize edilen istem 11 ila 13'ten herhangi birindeki gibi bir cihaz (8).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2020/07444A TR202007444A1 (tr) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Hem manyeti̇k parçacik görüntüleme hem de manyeti̇k rezonans görüntüleme gerçekleşti̇ri̇lmesi̇ne i̇mkan sunan bi̇r terti̇bat ve bu terti̇bati i̇çeren bi̇r ci̇haz |
| EP21169872.5A EP3912552B1 (en) | 2020-05-13 | 2021-04-22 | An arrangement allowing the performance of both magnetic particle imaging and magnetic resonance imaging and a device comprising this arrangement |
| US17/244,978 US11402444B2 (en) | 2020-05-13 | 2021-04-30 | Arrangement allowing the performance of both magnetic particle imaging and magnetic resonance imaging and a device comprising this arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2020/07444A TR202007444A1 (tr) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Hem manyeti̇k parçacik görüntüleme hem de manyeti̇k rezonans görüntüleme gerçekleşti̇ri̇lmesi̇ne i̇mkan sunan bi̇r terti̇bat ve bu terti̇bati i̇çeren bi̇r ci̇haz |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR202007444A1 true TR202007444A1 (tr) | 2021-11-22 |
Family
ID=75639793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2020/07444A TR202007444A1 (tr) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Hem manyeti̇k parçacik görüntüleme hem de manyeti̇k rezonans görüntüleme gerçekleşti̇ri̇lmesi̇ne i̇mkan sunan bi̇r terti̇bat ve bu terti̇bati i̇çeren bi̇r ci̇haz |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11402444B2 (tr) |
| EP (1) | EP3912552B1 (tr) |
| TR (1) | TR202007444A1 (tr) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115054222B (zh) * | 2022-08-18 | 2022-12-27 | 沈阳工业大学 | 机械扫描大空间磁粒子成像设备、成像系统及成像方法 |
| CN115067918B (zh) * | 2022-08-18 | 2022-12-23 | 沈阳工业大学 | 基于ffl的高清度实时成像设备、成像系统及成像方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2425268B1 (en) | 2009-04-30 | 2017-08-02 | Koninklijke Philips N.V. | Arrangement and method for influencing and/or detecting magnetic particles and for magnetic resonance imaging |
| JP5993866B2 (ja) * | 2010-12-10 | 2016-09-14 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 磁性粒子に影響を及ぼす及び／又は磁性粒子を検出するための装置及び方法 |
| EP2895065B1 (de) | 2012-09-14 | 2016-10-05 | Bruker BioSpin MRI GmbH | Vorrichtung zur erzeugung eines magnetfeldverlaufes, welcher sowohl den anforderungen für mpi als auch für mri genügt |
| US10222438B2 (en) * | 2012-11-01 | 2019-03-05 | The Trustees Of Dartmouth College | System and apparatus for combined magnetic resonance imaging with magnetic spectroscopy of brownian motion and/or magnetic nanoparticle imaging |
| DE102012221838B3 (de) | 2012-11-29 | 2014-04-30 | Bruker Biospin Mri Gmbh | Vorrichtung zur sequenziellen Untersuchung eines Messobjektes mittels der Verfahren MPI als auch MRI |
| DK3303616T3 (da) * | 2015-05-29 | 2021-03-01 | Koninklijke Philips Nv | Fremgangsmåder til prognose af prostatakræft |
-
2020
- 2020-05-13 TR TR2020/07444A patent/TR202007444A1/tr unknown
-
2021
- 2021-04-22 EP EP21169872.5A patent/EP3912552B1/en active Active
- 2021-04-30 US US17/244,978 patent/US11402444B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3912552A1 (en) | 2021-11-24 |
| US20210356536A1 (en) | 2021-11-18 |
| US11402444B2 (en) | 2022-08-02 |
| EP3912552C0 (en) | 2023-06-07 |
| EP3912552B1 (en) | 2023-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11709212B2 (en) | Pulsed magnetic particle imaging systems and methods | |
| EP2317916B1 (en) | Improved techniques for magnetic particle imaging | |
| EP2425268B1 (en) | Arrangement and method for influencing and/or detecting magnetic particles and for magnetic resonance imaging | |
| Schmitt et al. | Echo-planar imaging: theory, technique and application | |
| EP2533688B1 (en) | Apparatus and method for influencing and/or detecting magnetic particles in a field of view having an array of single-sided transmit coil sets | |
| US9254097B2 (en) | System and method for magnetic current density imaging at ultra low magnetic fields | |
| KR101301490B1 (ko) | 자기공명영상장치 및 확산강조영상획득방법 | |
| JP5172384B2 (ja) | 撮像装置 | |
| EP1615553B1 (en) | Arrangement for influencing magnetic particles | |
| KR100329467B1 (ko) | 자기공명단층촬상장치 | |
| US20030085703A1 (en) | Method of determining the spatial distribution of magnetic particles | |
| US20100259259A1 (en) | Systems and methods for tuning properties of nanoparticles | |
| WO2008008447A2 (en) | Portable device for ultra-low field magnetic resonance imaging (ulf-mri) | |
| US20100259251A1 (en) | Arangement and method for influencing and/or detecting magnetic particles in a region of action | |
| US8093896B2 (en) | Uniform magnetic field spherical coil for MRI | |
| EP0624339B1 (en) | An apparatus for and method of exciting magnetic resonance in a limited subregion of an examination region | |
| US8583213B2 (en) | Combined MR imaging and tracking | |
| US11402444B2 (en) | Arrangement allowing the performance of both magnetic particle imaging and magnetic resonance imaging and a device comprising this arrangement | |
| Bolas | Basic MRI principles | |
| Keevil | Magnetic resonance imaging in medicine | |
| JP4237974B2 (ja) | 核スピントモグラフィ測定像の処理および表示装置 | |
| JP2005021691A (ja) | 位相エンコード配置のためのシステム及び方法 | |
| JP3372983B2 (ja) | 磁気共鳴映像装置 | |
| JPS6244231A (ja) | 診断用磁気共鳴イメ−ジング装置 | |
| JPH04307031A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 |