(57)【要約】  磁気共鳴画像化装置は、対象物7、特に画像化ボリュームVで画像化される患者を配置するキャリア8と、第１の磁石システム2と、第２の磁石システム3と、電源供給ユニット4と、RF送信機及び変調器6と、RF送信コイル5と、複数の受信機要素18、19と、送信機受信機回路9と、信号増幅器及び復調ユニット10と、処理ユニット12と、画像処理ユニット13と、モニタ14と、制御ユニット11とを有する。傾斜コイル3が、電源供給ユニット4により給電される。RF送信コイル5は、RF磁場を生成するものとして機能し、RF送信機及び変調器6に接続される。送信コイル5は、送信機受信機回路9を介して、信号増幅器及び復調ユニット10に接続される。キャリア8上における個別の位置L1、L2に配置される受信機要素18、19は、RF磁場に対する対象物の反応を検出するよう構成される。制御ユニット11は、RF送信機及び変調器6、電源供給ユニット4を制御し、磁気共鳴励起に対する対象物7の反応を検出するため、適切な受信機要素18、19を自動的に選択する。
2008508924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が画像化ボリュームに配置されるとき、励起パルスに対する前記対象物の応答を表す信号を取得する磁気共鳴画像化装置であって、前記装置が更に、前記取得のための受信機要素を自動的に選択するよう構成されており、前記装置は、
−前記画像化ボリュームに前記対象物を配置するよう構成されるキャリアと、
−前記対象物における個別の領域を覆う複数の受信機要素であって、前記磁気共鳴画像化装置において確立された個別の寸法及び位置を持つ受信機要素とを有し、
前記磁気共鳴画像化装置が、
−前記キャリアにおける前記対象物に対する基準点の位置を規定する画像化インジケータであって、前記基準点が注目領域を示す画像化インジケータと、
−前記基準点に対する前記注目領域の位置及び寸法を決定する画像化ローカライザと、
−前記基準点の前記位置並びに前記注目領域の前記位置及び寸法から、前記キャリアにおける前記注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立し、前記注目領域の前記追加的な位置及び前記追加的な寸法並びに前記磁気共鳴画像化装置における前記受信機要素の前記個別の寸法及び位置に基づき、前記複数の受信機要素から受信機要素を選択する制御ユニットとを更に有する、磁気共鳴画像化装置。
【請求項２】
前記装置が、前記受信機要素の前記個別の位置を自動的に確立し、前記制御ユニットに前記位置を表す信号を送る自動位置決めモジュールを更に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記選択された受信機要素をユーザに対して視覚化するユーザインタフェースを更に有する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記ユーザインタフェースが、前記受信機要素の前記自動選択の前記ユーザによる調整を可能にするよう更に構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
磁気共鳴画像化装置における受信機要素を自動的に選択する方法において、
−前記装置の画像化ボリュームに画像化される対象物を配置するキャリアを与えるステップと、
−複数の受信機要素を前記対象物に配置するステップであって、前記受信機要素が前記磁気共鳴画像化装置において確立された個別の寸法及び位置を持つ、ステップと、
−前記キャリアにおける前記対象物に対する基準点の位置を規定するステップであって、前記基準点が注目領域を示す、ステップと、
−前記基準点に対する前記注目領域の位置及び寸法を決定するステップと、
−前記基準点の前記位置並びに前記注目領域の前記位置及び寸法から、前記キャリアにおける前記注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立するステップと、
−前記注目領域の前記追加的な位置及び前記追加的な寸法並びに前記磁気共鳴画像化装置における前記受信機要素の前記個別の寸法及び位置に基づき、前記複数の受信機要素から受信機要素を選択するステップとを有する、方法。
【請求項６】
前記キャリアにおける前記受信機要素の前記位置を確立するため、自動位置決めモジュールが使用される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、
−選択された受信機要素をユーザに対して視覚化するステップと、
−前記受信機要素の前記自動選択の前記ユーザによる調整を可能にするステップとを更に有する、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
磁気共鳴画像化装置において画像化される対象物に配置される複数の受信機要素から受信機要素を自動的に選択するためのコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムが、プロセッサに、
−前記磁気共鳴画像化装置に配置される前記複数の受信機要素の個別の寸法及び位置を確立するステップと、
−キャリアにおける前記対象物に対する基準点の位置を規定するステップであって、前記基準点が注目領域を示す、ステップと、
−前記基準点に対する前記注目領域の位置及び寸法を決定するステップと、
−前記基準点の前記位置並びに前記注目領域の前記位置及び寸法から、前記キャリアにおける前記注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立するステップと、
−前記注目領域の前記追加的な位置及び追加的な寸法並びに前記磁気共鳴画像化装置における前記受信機要素の前記個別の寸法及び位置に基づき、前記複数の受信機要素から受信機要素を選択するステップとを実行させる、コンピュータプログラム。
【請求項９】
更に、前記選択された受信機要素をユーザに対して視覚化するユーザインタフェースを処理するよう構成される、請求項８に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
更に、前記受信機要素の自動選択の前記ユーザによる調整を可能にするため、前記ユーザインタフェースを処理するよう構成される、請求項９に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像化装置の画像化ボリュームに対象物が位置するとき、励起パルスに対する対象物の反応を示す信号を取得する磁気共鳴画像化装置に関する。その装置は、更に、その取得の目的のため受信機要素を自動的に選択する。その装置は：
−画像化ボリュームに対象物を配置するキャリアと；
−対象物における個別の領域を覆う複数の受信機要素とを有し、
その受信機要素が、磁気共鳴画像化装置において、確立された個別の寸法及び位置を持つ。
【０００２】
本発明は更に、磁気共鳴画像化装置において受信機要素を自動的に選択する方法に関し：
−その装置の画像化ボリューム内に、画像化される対象物を配置するキャリアを与えるステップと；
−複数の受信機要素を対象物に配置するステップとを有し、その受信機要素が、磁気共鳴画像化装置において、確立された個別の寸法及び位置を持つ。
【０００３】
本発明は更に、磁気共鳴画像化装置において、画像化される対象物に配置される複数の受信機要素から受信機要素を自動的に選択するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００４】
冒頭に述べられるような磁気共鳴装置の実施形態は、米国特許第6,223,065(B1)号から知られる。知られた磁気共鳴画像化装置は、その知られた磁気共鳴画像化装置の画像化ボリューム内の画像化される患者に配置されるコイルアレイ内の適切な受信コイル(receiver coil)の選択を可能にするよう構成される。コイルアレイを構成するコイルは、磁気共鳴画像化装置のアイソセンタに対する位置である、コイル要素の確立された位置に基づき、患者内の注目領域を画像化するよう選択される。この目的のため、知られた装置においては、コイルアレイが、そのコイルアレイに対する知られた位置を持つセンサを具備する。そのセンサは、例えば、傾斜場コイルにより与えられる傾斜磁気パルス(gradient magnetic pulse)に基づき、知られた磁気共鳴装置の磁場の局所値を表す信号を提供する。知られた磁気共鳴画像化装置の選択的に適用される傾斜磁場(magnetic gradient field)のセンシング(sensing:感知)を行うため、シールドされたZ軸傾斜場センサが、センサの各端に配置される。従って、センサにおける信号は、知られた磁気共鳴画像化装置のアイソセンタに対するセンサの変位に直接比例する。アレイを構成するコイル要素は、センサに対して所定の位置を持つ。その実際の位置は、センサにより与えられる位置情報から推定される。注目領域を画像化する適切なコイル要素の選択は、注目領域の位置とアレイ内のコイル要素の実際の位置との比較から決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
知られた磁気共鳴画像化装置の不都合な点は、コイル選択のため、傾斜磁場から受信コイルアレイの位置を決定することを可能にする磁気共鳴画像化ステップが実行されなければならないことである。
【０００６】
本発明の目的は、受信機要素の選択が、簡単かつ信頼性の高い方法で自動的に可能とされる磁気共鳴画像化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため、本発明による磁気共鳴画像化装置は更に：
−キャリアにおける対象物に対する基準点の位置を規定する画像化インジケータであって、上記基準点が注目領域を示す、画像化インジケータと、
−上記基準点に対する上記注目領域の位置及び寸法を決定する画像化ローカライザと、
−上記基準点の位置と、
−上記注目領域の上記位置及び寸法とから、
−上記キャリアにおける上記注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立し、
−上記キャリアにおける上記注目領域の上記追加的な位置及び上記追加的な寸法と、上記磁気共鳴画像化装置における上記受信機要素の個別の位置及び寸法とに基づき、複数の受信機要素から受信機要素を選択する制御ユニットとを有する。
【０００８】
本発明の技術的手段は、例えば、システムインストール時又は画像化手順の前の、適切な較正(calibration)ステップの結果として、受信機要素の位置と注目領域の位置とが磁気共鳴画像化装置の共通基準座標系に対して明確に規定されるという条件の下、特に受信コイルといった適切な受信機要素の選択手順を完全に自動化することができるという見識に基づく。特に患者支持テーブルのような移動式(displaceable)キャリアのようなキャリアが、共通基準座標系の規定に対する適切な手段を提供する。特にキャリア又は磁石といった磁気共鳴画像化装置に対する受信機要素の個別の位置は、デザインにより知られると予想される。好ましくは、その基準は、基準磁石フレーム又はキャリアの基準フレームのどちらかとされる。共通構成において、受信機要素のうち特にコイルは、キャリアに付けられることができ、それと共に移動することができる。このことが、それぞれの新たなセットアップに対し磁気共鳴画像化装置における受信機要素の位置の決定を必要とすることに留意されたい。また、受信コイルの中には、例えば、フェーズドアレイ(phased-array)コイルが一例だが、磁石穴(bore)に取り付けられ、その位置を変えないものがある。この場合、斯かるコイルの個別の位置と、フェーズドアレイを構成するコイル要素の座標とを一旦確立し、アクセス可能なファイルに対応するデータを格納すれば十分である。例えば、ルックアップテーブルは、例えば磁気画像化装置において使用される異なるコイル及び異なるコイル構成といった異なる受信機要素に対応して演繹的に用意されることができる。好ましくは、ルックアップテーブルは、コイルの個別の寸法も有し、それは好ましくは、受信コイルの原点のような演繹的に確立される個別の適切な原点に対するコイル要素の個別の座標として特定される。ルックアップテーブルは、好ましくは、適切なファイルに格納され、制御ユニットによりアクセス可能である。また、例えば受信コイルといった受信機要素の個別のトポロジの演繹的な知識に感度パターン(sensitivity pattern)をマッチ(match:適合)させることにより、受信機要素の個別の位置が、適切な磁気共鳴スキャンから確立されることができる。例えば磁気穴に取り付けられる後方部分(posterior portion)のような固定的な要素と、例えばキャリアに付けられる前方部分(anterior portion)のような移動可能な要素とを受信機要素が有する場合、前方部分の位置のみが確立されなければならない。次に、画像化される予定の注目領域が、同様にキャリアに対して基準化される(referenced)。有利なことに、これは、対象物における基準点を取り除く(seed)標準的なライトバイザー(light visor:光よけ)動作により容易化される。キャリアに対するこの位置は、最新の磁気共鳴画像化装置の機能により自動的に確立される。想定される注目領域の内側にライトバイザーを配置することはありふれているが、患者又はキャリアのどこかに基準点を配置し、基準点と、想定される注目領域との間の距離を格納することも可能である。基準点に対する磁場傾斜強度(magnetic field gradient strength)と組み合わせるRFパルスの周波数オフセット及び帯域幅をセットする画像化ローカライザにより、注目領域のジオメトリが決定される。好ましくは、画像化ローカライザは、適切な��像化テンプレートに基づき、注目領域の寸法を自動的に割り当てるよう構成される。また、注目領域の寸法は、適切な調査スキャンを用いて操作者により設定されることもできる。更にまた、注目領域の寸法は、例えば画像化テンプレートにおいて演繹的にセットされることもできる。この場合、注目領域の位置及び大きさは、画像化テンプレートに対応する適切なファイルを読み出すことにより決定される。そこで、注目領域の位置及び寸法も自動的に確立されることができる。通常、これは、患者の基準フレームにおいて実行される。本発明による磁気共鳴画像化装置において、キャリアの基準フレームに対する注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立するのに制御ユニットが与えられる。こうして、注目領域及び受信機要素は、例えばシステムの基準フレームといった共通の基準フレームにおける基準となる。そして、こうして確立された注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法と、対象物の周りの磁気共鳴画像化装置に配置される複数の受信機要素における受信コイルの確立された個別の位置及び寸法とから、制御ユニットは適切な受信機要素を選択する。
【０００９】
受信機要素という単語は、磁気共鳴信号の影響を受けやすいRFアンテナ、又はコイルアレイ内のコイル要素、又はヘッドコイル若しくは先端コイルのような物理的に分離した受信コイル構成のことを指すことに留意されたい。後者の場合、キャリアにおける同じ受信コイル構成の異なる位置に対してルックアップテーブルが更新される必要がないよう、受信コイル構成は、キャリア上で所定の反復的に使用される居住位置を持つことが好ましい。
【００１０】
本発明の技術的な手段によれば、対象物に配置される複数の受信機要素における各受信機要素の位置は、ベクトル計算にまで減らされ、それは解き易い。好ましくは、対応する計算が、例えば注目領域の位置、特にコイル又はコイル要素といった受信機要素の感度ボリューム、及び注目領域からかなり離れたコイルでMR信号を取得することに起因する信号対ノイズ比の損失に関する対価(consideration)に対してパラメタ化される。すると、制御ユニットは、キャリアにおける注目領域の位置及び大きさが得られたイベントに対して、このパラメタ化された計算を行い、直ちに受信機要素の必要な選択を決定する。前と同じように(As follows from the foregoing)、受信機要素の適切な選択を確立するためにいずれかの実質的なユーザ対話が必要とされることもなければ、いずれかの磁気共鳴画像化が必要とされることもない。従って、磁気共鳴画像化の全体のワークフローが改善される。
【００１１】
好ましくは、本発明による磁気共鳴画像化装置において、特にキャリア又は磁石といった磁気共鳴画像化装置に対する受信機要素の位置、及び、特にコイルといった受信機要素の個別の大きさが、システムデザインにより知られ、ルックアップテーブルに格納される。磁石のアイソセンタに対する患者支持台の相対位置が、システムインストールの際に調整され、ルックアップテーブルに格納される。制御ユニットは、適切な受信機要素を選択するために、キャリアに相対的な注目領域の決定された追加的な位置及び追加的な寸法と共にルックアップテーブルからのデータを用いる。
【００１２】
磁気共鳴画像化装置において、いくつかの関連付けられた基準フレームが存在することを理解されたい。最初に、磁石及び傾斜システムは、一般にアイソセンタと呼ばれる原点で、その共通基準フレームを持つ。通常ライトバイザーとして実現される画像化インジケータは、磁気共鳴画像化装置のデザインにより知られる位置を持ち、磁石の基準フレームで固定される。第２に、キャリアは、自身の基準フレームを持つ。その位置は、磁気共鳴装置のインストール手順の間に、磁石の基準フレームに対して調整される。その結果、測定されるキャリアの実際の位置を磁石の基準フレームに例えば適切なソフトウェアを用いて翻訳するのに単純な変換が使用されることができる。第３に、特に受信コイルといった受信機要素は、キャリアに対して、それ自身の基準フレームとその位置とを持つ。コイル要素の位置は、通常受信コイルの規定された原点に関連付けられる。幾つかのコイル装置が想定される。つまり、例えば、キャリアに存在する適切なコイル固定手段によって、キャリアに対する位置がデザインにより知られる固定されたコイル、又は、その位置が適切な機械的手段を有する自動的な位置決め手段及び／若しくは適切な無線位置決め技術を用いて確立されることができる移動式コイルである。第４に、患者は通常、磁気共鳴画像化装置を用いて画像化される予定の選択された生体構造領域に例えば関連付けられる、患者自身の基準フレームに割り当てられる。生体構造領域の位置は、ライトバイザ−動作からユーザにより選択可能である。それにより、ユーザは、患者の基準フレームを、磁石の基準フレームに関連付ける(link)。こうして、磁石の基準フレームとキャリアの基準フレームと患者の基準フレームとの間の関係は、キャリアの実際の位置に関連し、それにより、キャリアの基準フレームと受信コイルの基準フレームとの間の変換は、患者の基準フレームをコイル位置に関連させる。第５に、選択された生体構造領域内の画像化する注目領域に対する基準フレームが存在する。それは、例えば、調査スキャンに対するスキャン位置のグラフィック表現を生み出す、磁気共鳴装置の適切なユーザインタフェースにより規定される。注目領域の基準フレームは、従って、患者の基準フレームに関連付けられる。注目領域の位置及び寸法は、最初に患者の基準フレームにおいて規定される。従って、適切な受信機要素を選択するために、既存の基準フレーム間での単純な変換で十分であり、それは、簡単なベクトル解析を用いて解を求めることができる。この変換の結果は、注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法である。それは、システムの基準フレームにおける基準であり、例えば、キャリアにより表される。磁気共鳴画像化装置の個別の基準フレームは、図５に概略的に示される。
【００１３】
本発明による磁気共鳴画像化装置の実施形態において、その装置は、受信機要素の個別の位置を自動的に確立し、制御ユニットに位置を表す信号を送信する(forward)自動位置決めモジュールを更に有する。
【００１４】
キャリア上の受信機要素の個別の位置を確立するのに、自動位置決めモジュールを提供することが特に有利であることがわかる。そのいくつかの実施形態が想定される。最初に、受信機要素の対応する部分と相互作用するよう、キャリアにおける受信部分を収容することが可能である。これは、機械的なロックとして実現されることができ、そのロックに接続される受信機要素のタイプを識別する適切な電子機器と共に与えられる。機械的なロックの個別の位置は、前もって決定され、ルックアップテーブルに格納されることができる。複数の受信機要素が複数の受信部分に接続されるとき、自動位置決めモジュールは直ちに個別の受信機要素が存在するキャリア上での位置を決定する。従って、適切な受信機要素の選択は、更に簡略化される。この実施形態は、受信コイル構成の個別の位置の自動的な決定に特に有利であることに留意されたい。例えば、頭部コイルと膝コイルとが患者に配置されるとき、頭部スキャンに対しては、頭部コイルが作動され、それにより膝スキャンに対しては、膝コイルが作動される。更には、コイル要素が受信部分に対して配置される座標でそれが演繹的に確立されると仮定すれば、コイル構成内のコイル要素間を同様な態様で区別することも可能である。好ましくは、識別可能なコイルを有するコイル要素のデザインが、コイルにおける固定された基準点に対する要素のすべての位置及び大きさと共にルックアップテーブルに格納される。コイルの知られたジオメトリは、コイル要素の適切なサブセットを選択するための注目領域に対するコイルの位置に関する情報と結合される。
【００１５】
第２に、電子的手段を用いて、リアルタイムにキャリア上の受信機要素の位置を確立することが可能である。好ましくは、全地球測位システムのようなそれ自身は知られている位置決めシステムが使用される。好ましくは、画像化ボリュームを含む磁気共鳴画像化装置の領域をスキャンするよう小型化される。好ましくは、磁気共鳴画像化装置において、例えば、筐体の一部が、適切な数の位置決め送信機に適応する(accommodated)。それにより、受信機要素は、空間における受信機要素の存在を示す個別のビーコンに適応する。好ましくは、ビーコンは要求に応じて作動され、その結果、使用中でない受信コイルが、周囲に迷惑をかけない。ビーコンを具備する特にコイルのような受信機要素が患者に配置されるとき、位置決め送信機は、その位置及び／又はキャリア上の受信機要素を表す信号を決定する。このステップは、好ましくは、磁石穴の内部における、又はオープン磁石システムの隣接部分間でのパラサイト反射(parasite reflection)を防止するため、キャリアが画像化ボリュームから抽出されたとき実行される。こうして確立された位置は、制御ユニットに対して利用可能にされ、注目領域の画像化のための適切な受信コイルの自動的な選択のために使用される。また、この実施形態は、患者に配置される異なる専用コイル間を区別する受信コイル構成にとって特に有利である。また、コイルアレイ内での異なるコイル要素間の区別が実現可能となる。現在の位置決め技術は、特に、位置決め送信機がビーコンの近傍に配置されるとき、数センチメータ(sub-centimeter)範囲での位置決め情報を区別することを容易にすることに留意されたい。受信コイル選択のため、コイル位置の認識は、5-10 cmの精度にあれば十分であることに留意されなければならない。
【００１６】
本発明による磁気共鳴画像化装置の追加的な実施形態において、それは更に、選択された受信機要素をユーザに対して視覚化するユーザインタフェースを有する。受信機要素の位置のフィードバックは、好ましくは、適切な受信機要素を選択するのに使用されるのと同じルックアップテーブルから受信機要素に関する適切なジオメトリ情報を用いることにより実現される。コイル選択を、その選択を確認又は拒絶することができるユーザにフィードバックすることが有利であることがわかる。こうして、自動コイル選択の信頼性及び品質制御が保証される。
【００１７】
本発明による磁気共鳴装置の更に追加的な実施形態において、ユーザインタフェースが、ユーザによる受信機要素の自動選択の調整を可能にするよう更に構成される。好ましくは、ユーザは、追加的なコイル若しくはコイル要素を選択し、及び／又は既に選択されたものを選択から外す(deselect)ことができる。この機能は、所望の画像品質を得るための完全なユーザ制御を可能にし、画像化手順のワークフローを更に改善する。好ましくは、選択されたコイル要素の結果として生じる位置が画像と共に格納される。更に好ましくは、システムは、診断画像と共に「プレゼンテーション状態」としてコイル位置の概略的な表現を格納する。ユーザは、画像化結果をレビューする際に、使用されるコイルの位置を表示することを選択することができる。
【００１８】
本発明による方法は：
−キャリア上の対象物に対する基準点の位置を規定するステップであって、その基準点が注目領域を表す、ステップと、
−その基準点に対する注目領域の位置及び寸法を決定するステップと、
−基準点の位置並びに注目領域の位置及び寸法から、キャリア上の注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立するステップと、
−注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法と、磁気共鳴画像化装置における受信機要素の個別の寸法及び位置とに基づき、複数の受信機要素から受信機要素を選択するステップとを有する。
【００１９】
本発明の方法によれば、磁気共鳴画像化装置に収容される適切な受信機要素の信頼性の高い選択のための単純な自動化手順が提供される。本発明による方法の更に有利な実施形態が、請求項６、７に記載される。
【００２０】
本発明によるコンピュータプログラムは、プロセッサに：
−キャリアに配置される複数の受信機要素の個別の寸法及び位置を確立するステップと、
−そのキャリアにおける対象物に対する基準点の位置を規定するステップであって、その基準点が注目領域を示す、ステップと、
−基準点に対する注目領域の寸法及び位置を決定するステップと、
−基準点の位置並びに注目領域の位置及び寸法から、キャリアにおける注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法を確立するステップと、
−注目領域の追加的な位置及び追加的な寸法と、磁気共鳴画像化装置における受信機要素の個別の寸法及び位置とに基づき、複数の受信機要素から受信機要素を選択するステップとを実行させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のこれら及び他の側面が、図面を参照してより詳細に説明される。
【００２２】
図１は、本発明による磁気共鳴画像化装置の実施形態を概略的な態様で示す。その磁気共鳴装置は、対象物７、特に画像化ボリュームVで画像化される患者を配置するキャリア８と、第１の磁石システム２と、第２の磁石システム３と、電源供給ユニット４と、RF送信機及び変調器６と、RF送信コイル(transmitter coil)５と、複数の受信機要素１８、１９と、送信機受信機回路９と、信号増幅器及び復調ユニット１０と、処理ユニット１２と、画像処理ユニット１３と、モニタ１４と、制御ユニット１１とを有する。第１の磁石システム２は、画像化ボリュームVにおける定常磁場を生成するものとして機能する。第２の磁石システム３の様々な傾斜コイルが、X、Y、Z方向それぞれにおける傾斜を持つ追加的な磁場を生成するものとして機能する。図１に示される座標系のZ方向は、慣例により磁石システム２における定常磁場の方向に対応する。使用される測定座標系x、y、zは、図１に示されるX、Y、Z系とは独立して選択されることができる。本願の内容において、傾斜は、定常磁場に重畳され、及び３つそれぞれの直行方向における定常磁場に傾斜をもたらす一時的な磁場を意味するものとして理解されたい。
【００２３】
傾斜コイル３は、電源供給ユニット４により給電される。RF送信コイル５は、RF磁場を生成するものとして機能し、RF送信機及び変調器６に接続される。送信コイル５は、送信機受信機回路９を介して、信号増幅器及び復調ユニット１０に接続される。キャリア８上における個別の位置L1、L2に配置される受信機要素１８、１９は、RF磁場に対する対象物の反応を検出するよう構成される。受信機要素１８、１９は、磁気共鳴信号の影響を受けやすい適切なRFアンテナ、特にフェーズドアレイコイルといった受信コイル、又はコイル要素を有することができる。制御ユニット１１は、RF送信機及び変調器６、電源供給ユニット４を制御し、磁気共鳴励起に対する対象物７の反応を検出するため、適切なコイル１８、１９を選択する。
【００２４】
適切な受信コイル１８、１９及び／又は受信コイル１８、１９の適切なコイル要素の自動的な選択を可能とするために、制御ユニット１１は、キャリア８における注目領域Rの位置を計算し、受信コイルの個別の位置L1、L2を使用するよう構成される。キャリアに対する、注目する生体構造領域の位置A1又はA2は、例えば、対象物７の基準点Pを規定するよう構成されるライトバイザー２０の動作を用いて自動的に決定される。それにより、その基準点は、注目する生体構造領域を示す。キャリア８に対する基準点の位置は、共通に使用される組み込みライトバイザーの機能により自動的に決定される。注目領域Rの寸法は、例えば、注目領域を規定する予め格納された画像化プロトコルを用いて、取得された調査スキャンを生体構造テンプレートにマッチさせることにより自動的に決定されるか、又は、適切なユーザインタフェース２２を用いて注目領域を手動で規定することにより決定されるかのいずれかである。注目領域の手動描写(manual delineation)は、この場合、好ましくは、コンピュータマウスのような適切なグラフィックポインティングデバイス２５により可能とされる。
【００２５】
磁気共鳴装置における幾つかの関連する基準フレームが存在することを理解されたい。最初に、磁気及び傾斜システムは、一般にアイソセンタと呼ばれる原点でその共通の基準フレームを持つ。ライトバイザーとして通常実現される画像化インジケータは、磁気共鳴装置のデザインにより知られる位置を持ち、磁石の基準フレームに固定される。第２に、キャリアは、自身の基準フレームを持ち、その位置は、磁気共鳴装置のインストール手順に間に磁石の基準フレームに対して調整される。その結果、例えば適切なソフトウェアを用いて、測定されるキャリアの実際の位置を磁石の基準フレームに翻訳するのに、単純な変換が使用されることができる。第３に、受信コイルは、キャリアに対する自身の基準フレーム及び位置を持ち、コイル要素の位置は、通常受信コイルの原点に関連付けられる。幾つかのコイル装置が想定される。例えば、キャリア上に存在する適切なコイル固定手段によって、キャリアに対する位置がデザインにより知られる固定コイル、又は適切な機械的手段を有する自動位置決め手段及び／若しくは適切な無線位置決め技術を用いてその位置が確立されることができる移動式コイルがある。第４に、患者は通常それ自身の基準フレームが割り当てられ、例えば、磁気共鳴装置を用いて画像化される選択された生体構造領域に関連付けられる。生体構造領域の位置は、ユーザにより選択可能であり、それにより、ユーザは、磁石の基準フレームに患者の基準フレームを関連付ける。従って、磁石の基準フレームとキャリアの基準フレームと患者の基準フレームとの間の関係は、キャリアの実際の位置に関連し、それにより、キャリアの基準フレームと受信コイルの基準フレームとの間の変換は、更に患者の基準フレームをコイル位置に関係させる。第５に、選択された生体構造領域内の画像化する注目領域に対する基準フレームが存在する。それは、磁気共鳴装置の適切なユーザインタフェースにより規定され、例えば調査スキャンに対するスキャン位置のグラフィック表現を生み出す。従って注目領域の基準フレームは、患者の基準フレームに関連付けられる。こうして、適切な受信コイルを選択するために、知られた基準フレーム間の簡単な変換で十分であり、それは、簡単なベクトル解析を用いて解を求めることができる(solved)。磁気共鳴装置の異なる基準フレーム間での空間的な関係が、図５を参照して説明される。
【００２６】
注目領域の寸法が確立されるイベントの際、制御ユニット１１は、キャリア８に対するその位置を自動的に計算する。この後、制御ユニット１１は、好ましくは適切なデータベースDに格納されるルックアップテーブル２３にアドレスでアクセスする(address:処理する)。そのルックアップテーブルは、磁気共鳴画像化装置における、特にキャリア上又は磁気穴内の受信コイルの個別の寸法及び受信コイル１８、１９の個別の位置L1、L2を有する。好ましくは、コイルアレイに対しては、ルックアップテーブル２３は、個別のアレイ内の個別のコイル要素の位置を有する。その結果、コイル要素は個別に選択されることができる。また、個別のコイルの位置は、自動位置決めモジュール４０を用いてリアルタイムに確立されることができる。それは、図２を参照してより詳細に説明される。この後、制御ユニット１１がどの受信コイルのどの位置が注目領域の位置にマッチするかを自動的に決定し、それに従って受信コイルを選択する。全体の受信コイルがこのようにして選択されるか、又は多数のコイル要素がコイルアレイを構成することが可能である。好ましくは、その選択がユーザインタフェース上でユーザにフィードバックされる。それにより、選択されたコイルC1、C2が例えば調査スキャン上で強調表示される。選択されていないコイルもまた、異なる視覚化法、例えば空の長方形又は点線を用いて提供される。更に好ましくは、ユーザインタフェース２２は、ユーザに対して自動的なコイル選択の調整を可能にするよう構成される。その調整は、例えば、コンピュータマウスといった適切なポインティングデバイス２５を用いて実現されることができる。
【００２７】
図２は、本発明による自動位置決めモジュールの実施形態を概略的な態様で示す。自動位置決めモジュール４０は、キャリア４２上の受信コイル４６、４８の個別の位置を自動的に検出するよう構成され、２つの異なる方法で実現されることができる。
【００２８】
第１の実施形態において、自動位置決めモジュールは、複数の電子ソケット４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂを有することができる。それらは、例えば個別の電気接続を確立することを用いて、個別の受信コイル４６、４６ａ、４６ｂ、４７と相互作用するよう構成される。ソケットは、異なる寸法を持つことができ、キャリア４２における異なる側面方向の位置に配置されることができる。好ましくは、キャリア４２における複数の電子ソケットそれぞれの位置は、知られている。個別の配線ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５、ｗ６を用いて、ソケットは論理ユニット４１に接続される。それにより、論理ユニット４１は、どのソケットに受信コイルが接続されるかを検出するよう構成される。この機能は、例えば、その電気インピーダンスといった個別の配線の電気パラメタの変化を測定することにより実現されることができる。好ましくは、ソケットは、それに接続される受信コイルのタイプを自動的に識別するよう構成される。これは、各ソケットｗ１、...ｗ６内の特定のコネクタの提供により実現されることができる。そのコネクタは、受信コイルのコネクタの特定の一意なタイプと相互作用することが想定される。ソケットと受信コイルとの電気接続が確立されるイベントにおいて、論理ユニットは、どのソケット４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂに受信コイルが接続されるかを制御ユニット５２に報告する。制御ユニット５２は、キャリア４２上のソケットの個別の位置が格納されるルックアップテーブル５０を処理する。制御ユニット５２が、キャリア４２に対する注目領域の位置を決定するとき、図１を参照して説明されるように、利用可能な受信コイルの位置とキャリア４２における注目領域の位置との間の比較に基づき、受信コイルの自動選択が行われる。また、受信コイルは、磁気穴に配置されることができる後方部分４６ｂを有することができる。この場合、後方部分４７ｂの位置は、デザインにより知られ、適切なルックアップテーブルに格納される。また、ルックアップテーブルは、部分４６ｂを構成するコイル要素の個別の座標を格納する。前方部分４６ａの位置は、位置決めモジュールにより確立される。斯かるコイルのコイル要素は、例えば、前方部分４６ａと後方部分４６ｂとにおける個別のコイル要素の座標を比較することにより、幾何学的マッチ基準に基づき選択される。こうして、前方及び後方部分がお互いに関して幾らか手動的に変位されることが可能とされる。
【００２９】
第２の実施形態において、自動位置決めモジュール４０は、キャリア上の受信コイルの個別の位置を無線で決定するよう構成される。このため、自動位置決めモジュール４０は、好ましくは、磁気共鳴装置の筐体の上、又はその適切な近傍に配置され、かつ、少なくとも磁気共鳴画像化装置の画像化ボリュームVを照射するよう構成される座標送信機t1、t2...tNのセットを有する。画像化ボリュームVに配置されると想定される受信コイル４６、４８は、例えば個別のビーコン４７、４９といった適切な追加的送信機／受信機を具備する。座標送信機t1、t2...tNは、追加的送信機／受信機と相互作用し、キャリア上のその送信機／受信機の位置を決定するよう構成される。本発明による自動位置決めモジュールの処理は、全地球測位システムと同様に機能する。しかしながら、画像化ボリュームを含む磁気共鳴装置の領域に適合するよう有限スペースにまで減らされる。好ましくは、キャリア４２は、空間におけるキャリア４２の位置を決定するよう構成される送信機／受信機４２ｔを具備する。キャリア４２が単一の送信機／受信機に収容される場合、キャリア４２上のその位置は、演繹的に知られなければならず、制御ユニット５２に利用可能とされなければならない。本発明による無線位置決めモジュールは次のように処理する。例えば送信機／受信機４７に収容される受信コイル４６が、キャリア４２上に配置されるとき、送信機t1、t2...tNは、例えばビーコンのような送信機／受信機４７からの信号を検出し、空間における受信コイル４６の座標を送信する。するとその信号は、受信した信号を電気又は光学信号に変換し、制御ユニット５２に対してそれを利用可能とするよう構成される無線受信機WRに無線で送信される。空間におけるキャリア４２の座標は、同様な態様で決定される。キャリアにおけるビーコン４２ｔの位置が分かっていれば、制御ユニットは、キャリア４２における受信コイルの位置をこれらのデータから計算する。適切な受信コイルの選択は、キャリア４２に対する注目領域の位置と、キャリア４２上の受信コイルの確立された位置との間の比較から可能とされる。好ましくは、自動位置決めモジュールは要求に応じて作動可能である。その結果キャリア４２上の受信コイルの位置が決定されるとき、個別の送信機が、磁気共鳴装置の周囲を乱さないようスイッチオフにされることができる。また、この場合、受信コイルは定常部分４６ｂを持つことができる。それにより、磁気共鳴画像化装置におけるその位置と、部分４６ｂを構成するコイル要素の個別の座標とが適切なファイルに格納される。無線位置決めユニットは、前方部分４６ａの位置を確立しなければならない。それは、適切なビーコン(図示省略)で与えられる。後方コイル４６ｂと前方コイル４６ａとを構成するコイル要素の選択は、個別のコイル要素の座標の比較に基づき実行される。
【００３０】
例えば、適切な制御ソフトウェアを用いて決定される磁気共鳴装置の撮像視野まで、キャリアと共に動くよう構成される受信コイルを用いることも可能であることに留意されたい。この場合、磁気共鳴装置の基準フレームに対する受信コイルの原点の位置は知られており、コイル要素の適切な選択の目的のために使用される。例えば、制御ソフトウェアは、斯かる受信コイルがアイソセンタに到達したが、注目領域が完全には覆われていないことを決定するとき、患者に存在する追加的なコイルが適切に識別され、その個別の寸法及び位置が確立される。その後、その装置は、キャリア上のその確立された寸法及び位置に基づき、追加的なコイル要素を選択する処理へ進む。
【００３１】
図３は、本発明によるユーザインタフェースの実施形態を概略的な態様で示す。ユーザインタフェース５４は、好ましくは、複数の対話的フィールドを有する。最初に、コマンドフィールド５５ａ、５５ｂ、５５ｃ及び５５ｄが与えられる。例示を介して、コマンドフィールド５５ａは、適切な磁気共鳴画像化装置を処理するよう構成される。それによりスキャンパラメタが規定されるか、又は予め保存されたスキャンテンプレートからロードされる。追加的に、例えばMR取得を開始し、MR取得を停止するための制御ボタンが与えられる。制御ボタンは、制御フィールド５５ａで規定されるデータに基づき、磁気共鳴画像化装置を処理するよう適切なコンピュータプログラムへの適切なソフトウェアコードを用いて関連付けされる。窓５５ｂにより概略的に表される第２の制御フィールドは、例えば、調査スキャンの適切なデータベースにアクセスするか、又は第１の制御窓５５ａにおいて規定されるパラメタに基づき取得されるリアルタイムデータにアクセスするよう構成される。第３の制御フィールド５５ｃは、例えば、スキャニングプロトコルのタイプ、測定されるボクセルサイズ、PNSレベル等の動的なスキャンパラメタを規定及び／又は読み出すよう構成される。第４の制御フィールド５５ｄは、ユーザインタフェース５４の処理を制御するよう構成される。それにより、グラフィックス窓５４ａ、５４ｂ、５４ｃと対話する制御ボタンが提供される。例示を介してグラフィックス窓５４ａは、特に患者のような考慮下にある対象物の選択されたスカウト画像を視覚化するよう構成される。ユーザインタフェース５４は、更に、本発明によるコンピュータプログラムと通信し、データ取得の目的のために使用される受信コイル及び／又は受信コイル要素のグラフィック表現を視覚化するよう更に構成される。こうして、ユーザインタフェース５４は、選択されたコイル要素５６を適切なグラフィック表現で示すよう構成される。それにより、選択されていないコイル要素５７がユーザの利便性のため追加的な適切なグラフィック表現で示される。この例において、選択されたコイル要素と選択されていないコイル要素との間を区別するものとして線属性が選択されるが、影付け、色付け等他のグラフィック手段も可能である。５６により示されるように、ユーザが自動コイル選択の結果に満足する場合、ユーザは、適切な制御フィールド、例えばフィールド５５ｄにおいて適切な制御ボタンを作動する事により、データ取得へ進むことができる。他の方法では、ユーザは、グラフィック窓５４ａと対話することによりコイル要素の選択を変更することができる。例えば、ユーザは、幾つかのコイル要素を除外するか、又は元々は選択されていなかったコイル要素を追加することができる。このステップは、好ましくは、コンピュータマウス等のような適切なポインティングデバイスを用いて実行される。対応するMRデータ取得の結果は、好ましくは、グラフィック窓５４ｂ、５４ｃに示される。それにより、異なる平面方向に対するスキャン結果が示される。また、グラフィック窓５４ｂ、５４ｃの１つが、注目領域のリアルタイムに再構成された３次元画像を示すのに使用されることができる。更にまた、窓５４ｂ、５４ｃの１つが、X線又はCTユニットといった異なる画像化モダリティを用いて取得される注目領域のマッチ画像を示すのに使用されることができる。
【００３２】
図４は、本発明によるコンピュータプログラムの処理のブロックスキーム６０を概略的な態様で示す。本発明によるコンピュータプログラムは、適切なプロセッサ(図示省略)に、磁気共鳴画像化装置のキャリアに配置される複数の受信コイルの個別の位置を確立するステップ６２を実行させるよう構成される。これは、磁気共鳴画像化装置において使用されることが想定される受信コイルの個別の所定の居住位置が格納される適切なファイル(図示省略)を処理するサブステップ６２ａによりなされることができる。それにより、個別のコイルトポロジに関する幾何学的情報が格納され、所与のコイル構成内での個別のコイル要素の選択を可能にする。また、コンピュータプログラムは、サブステップ６２ｂを実行することができる。そこでは、受信コイルの個別位置のリアルタイム確立が実行される。好ましくは、ステップ６２ｂにおいて、コンピュータプログラムは、キャリアにおける受信コイルの位置を表す送信機／受信機信号の取得及び分析のため、図２を参照して論じられる自動位置決めモジュール(図示省略)を制御する。ステップ６４において、コンピュータプログラムは、画像化される対象物における基準点の規定の手順を制御する。その基準点は、画像化する注目領域を示す。この目的のため、例えば、サブステップ６４ａにおいて、コンピュータプログラムは、磁気共鳴画像化装置のライトバイザーを制御し、キャリアにおける基準点の対応する位置を読み出す。その位置は、対象物におけるライトバイザーから放射する光ビームの衝突により決定される。ステップ６６において、注目領域の寸法は、基準点を参照して確立される。このステップは、例えば、注目領域の事前格納されたテンプレートをロードするか、又は適切なユーザにより実行される注目領域の描写に対応するデータを読み出すことにより、完全に自動化された態様で実行されることができる。ステップ６８において、コンピュータプログラムは、基準点の位置と注目領域の寸法とからキャリアにおける注目領域の位置を計算する。ステップ６９において、コンピュータプログラムは、キャリアにおけるそのコイルの個別の位置とキャリアにおける注目領域の位置との間の比較に基づき、複数の利用可能な受信コイルから受信コイルを選択する。好ましくは、ステップ７０において、コンピュータプログラムは、例としては、対象物の画像、例えば、調査スキャンにおける適切なグラフィックオブジェクトとして与えられる、選択された受信コイルを視覚化するための適切なユーザインタフェースを制御する。サブステップ７２ａにおいて、ユーザは、コイル及び／又はコイル要素を選択する(選択から外す)ことにより自動的に決定された選択を調整することができる。ステップ７４において、コンピュータプログラムは、注目領域における対象物の応答信号の取得を可能にするため、選択された受信コイルを作動させるため適切な制御信号を送信する。
【００３３】
図５は、磁気共鳴画像化装置８０における個別の基準フレームの概観を概略的な態様で示す。最初に、磁石及び傾斜システム８１が、一般にアイソセンタと呼ばれる原点Oを備える共通の基準フレーム８２(x1、y1、z1)を持つ。通常ライトバイザーとして実現される画像化インジケータ８４が、磁気共鳴装置のデザインにより知られる位置を持ち、磁石の基準フレームにおいて固定される。画像化インジケータから放射する光ビームと、特に患者といった画像化される対象物との交差が、基準点Pを表す。第２に、キャリア８３は、それ自身の基準フレーム８６(x2、y2、z2)を持つ。その位置は、磁気共鳴装置のインストール手順の間に磁石８１の基準フレーム８２に対して調整される。その結果、測定されるキャリアの実際の位置を磁石の基準フレームに例えば適切なソフトウェア９０により翻訳するのに簡単な変換が用いられることができる。例えば、そのソフトウェア９０は、テーブル位置調整器(positioner)８５の水平駆動８５ａと垂直駆動８５ｂとに結合される電位差計の個別の信号を読み出すよう構成される。第３に、キャリアに配置される受信コイルは、それ自身の基準フレームを持つ。図５において、３つの個別の受信コイル８９ａ、８９ｂ、８７ａ、８７ｂ、８８ａが示される。そこでは、明確さのため、１つの受信コイルのみが基準フレーム８７(x3、y3、z3)を備えて描かれる。また、各受信コイルは、それ自身の原点O1、O2、O3をそれぞれ持ち、それはコイルトポロジ内で任意の場所に規定されることができる。好ましくは、個別のコイルに対するコイル要素の位置は、個別の原点O1、O2、O3に対して基準化され、適切なルックアップテーブル(図示省略)に格納される。幾つかのコイル装置が想定される。例えばキャリア上に存在する適切なコイル固定手段によって、キャリアに対するその位置がデザインにより知られる固定コイル、又は適切な機械的手段を有する自動位置決め手段及び／若しくは適切な無線位置決め技術を用いてその位置が確立されることができる移動式コイルがある。また、この場合、移動可能な後方部分８７ｂが、磁石に配置され移動可能ではない後方部分８７ｂ'により置換されることが可能である。この場合、その位置は知られており、部分８７ｂ'を構成するコイル要素の座標と共にルックアップテーブルに格納される。斯かるコイルトポロジに対して、共働部分８７ａの位置が確立されることになる。その位置に関して、適切な幾何学的マッチ基準に基づき個別のコイル要素が選択される。第４に、患者は通常、それ自身の基準フレーム８８(x4、y4、z4)が割り当てられ、例えば、磁気共鳴画像化装置を用いて、画像化されることが想定される選択された生体構造領域A1、A2又はA3に関連付けられる。患者が磁気共鳴画像化装置の画像化ボリューム(図示省略)に挿入されるとき、生体構造領域の位置は、ライトバイザー動作に基づきユーザにより選択可能である。それにより、ユーザは、患者の基準フレーム８８を磁石８１の基準フレーム８２に関連付ける。こうして、磁石８２の基準フレームと、キャリア８６の基準フレームと、患者８８の基準フレームとの間の関係は、キャリア８３の実際の位置に関連する。それにより、キャリア８６の基準フレームと、受信コイル８７の基準フレームとの間の変換��、更に患者の基準フレーム８８をコイル位置へ関連させる。第５に、例えばA1といった選択された生体構造領域内の画像化する注目領域Rのための基準フレーム８９(x5、y5、z5)が存在する。好ましくは、注目領域R、９８が、磁気共鳴装置の適切なユーザインタフェース９５により規定され、例えば調査スキャン９７に対するスキャン位置９８のグラフィック表現を生み出す。注目領域８９の基準フレームは、従って、患者の基準フレーム８８に関連付けられる。こうして、適切な受信コイルを選択するために、簡単なベクトル解析により解を求めることができる知られた基準フレーム間の単純な変換で十分である。この処理は、制御ユニット１００により実行され、それは、好ましくは、図４を参照して説明されるコンピュータプログラム１０２により処理される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による磁気共鳴画像化装置の実施形態を概略的な態様で示す図である。
【図２】本発明による自動位置決めモジュールの実施形態を概略的な態様で示す図である。
【図３】本発明によるユーザインタフェースの実施形態を概略的な態様で示す図である。
【図４】本発明によるコンピュータプログラムの処理のブロックスキームを概略的な態様で示す図である。
【図５】磁気共鳴装置における関連する対象物の個別の基準フレームを概略的な態様で示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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