(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像の対象の被験者に印加される無線周波数励起場を調整することに関して、対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得する磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法であって、
前記磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の相対位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを測定するステップと、
測定された前記少なくとも１つの位置パラメータと測定された対象の被験者の幾何学的な寸法とのうち少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップと、を有し、
前記少なくとも１つの位置パラメータを測定するステップは、少なくとも１つの近接検出器を有する近接検出ユニットを使用することによって実施され、
前記近接検出ユニットは、対象の被験者の両半身を狙うように配置された少なくとも２つの近接検出器を含み、
前記方法は、
対象の被験者の少なくとも１つの横寸法を決定するステップをさらに有し、
前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、さらに、測定された前記少なくとも１つの位置パラメータと対象の被験者の前記少なくとも１つの横寸法との両方に応じて実施される、方法。
【請求項２】
前記磁気共鳴イメージングシステムの前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の相対位置を示す前記少なくとも１つの位置パラメータを測定するステップと、
前記少なくとも２つの近接検出器を介して対象の被験者の少なくとも１つの横寸法を決定するステップとが、対象の被験者の少なくとも一部の複数の箇所について実施されるステップと、
複数の箇所で測定された前記位置パラメータと前記横寸法とから、前記磁気共鳴イメージングシステムの前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の幾何学的な輪郭を生成するためのデータを取得するステップと
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
測定された対象の被験者の前記位置パラメータ及び前記横寸法を利用することによって、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナにより送信される無線周波数電力の予期される比吸収率を決定するステップをさらに有し、この決定は、特定の相対位置パラメータで送信無線周波数電力に曝されている間に特定の横寸法を有する対象の被験者によって吸収される比吸収率の所定の関係に基づいていて、
前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の前記少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、決定された予期される比吸収率に応じて実施される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の前記少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、無線周波数パルスシーケンスのデューティサイクルと無線周波数電力振幅とのうち少なくとも１つを調整することを有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得する磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
対象の被験者の少なくとも一部を対象の被験者が検査空間に進入するための入口領域を有する検査空間内部に配置するための当該検査空間を提供する走査ユニットであって、前記検査空間内に静磁場Ｂ０を発生させる主磁石をさらに有する走査ユニットと、
静磁場Ｂ０に重畳される勾配磁場を発生させる磁気勾配コイルシステムと、
磁気共鳴励起のために対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核に無線周波数励起場Ｂ１を印加する少なくとも１つの無線周波数送信アンテナと、
無線周波数励起場Ｂ１を印加することによって励起された対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核から磁気共鳴信号を受信する少なくとも１つの無線周波数受信アンテナと、
前記磁気共鳴イメージングシステムの機能を制御する制御ユニットと、
少なくとも１つの近接検出器を含み、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の相対位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを測定する近接検出ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法のステップを実施する、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項６】
対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得する磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
対象の被験者の少なくとも一部を対象の被験者が検査空間に進入するための入口領域を有する検査空間内部に配置するための当該検査空間を提供する走査ユニットであって、前記検査空間内に静磁場Ｂ０を発生させる主磁石をさらに有する走査ユニットと、
静磁場Ｂ０に重畳される勾配磁場を発生させる磁気勾配コイルシステムと、
磁気共鳴励起のために対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核に無線周波数励起場Ｂ１を印加する少なくとも１つの無線周波数送信アンテナと、
無線周波数励起場Ｂ１を印加することによって励起された対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核から磁気共鳴信号を受信する少なくとも１つの無線周波数受信アンテナと、
前記磁気共鳴イメージングシステムの機能を制御する制御ユニットと、
少なくとも１つの近接検出器を含み、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の相対位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを測定する近接検出ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、測定された前記少なくとも１つの位置パラメータと測定された対象の被験者の幾何学的な寸法とのうち少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整し、
前記近接検出ユニットは、少なくとも１つの動作状態において、少なくとも４５°の角度を形成する交差する２方向から対象の被験者を狙うように配置された少なくとも１対の近接検出器を有する、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項７】
対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得する磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
対象の被験者の少なくとも一部を対象の被験者が検査空間に進入するための入口領域を有する検査空間内部に配置するための当該検査空間を提供する走査ユニットであって、前記検査空間内に静磁場Ｂ０を発生させる主磁石をさらに有する走査ユニットと、
静磁場Ｂ０に重畳される勾配磁場を発生させる磁気勾配コイルシステムと、
磁気共鳴励起のために対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核に無線周波数励起場Ｂ１を印加する少なくとも１つの無線周波数送信アンテナと、
無線周波数励起場Ｂ１を印加することによって励起された対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核から磁気共鳴信号を受信する少なくとも１つの無線周波数受信アンテナと、
前記磁気共鳴イメージングシステムの機能を制御する制御ユニットと、
少なくとも１つの近接検出器を含み、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の相対位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを測定する近接検出ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、測定された前記少なくとも１つの位置パラメータと測定された対象の被験者の幾何学的な寸法とのうち少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整し、
前記少なくとも１つの近接検出器又は１対の近接検出器は、前記走査ユニットの前記入口領域に配置される、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの近接検出器は、カメラとして設計されている、請求項５乃至７の何れか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像の対象の被験者に印加される無線周波数励起場を調整することに関して磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法と、そのような方法を用いることによって動作される磁気共鳴イメージングシステムとに係る。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングの分野において、撮像される対象の被験者は、励起された原子核から磁気共鳴信号を取得する前に、対象の被験者の原子核又は対象の被験者内の原子核を励起するために印加される無線周波数場に曝される。比吸収率の上限に関する安全要件が監視されなければならない。
【０００３】
米国特許出願第２００５／０１２２１０８号明細書は、対象の外形を検出する外形検出ユニットを備えた磁気共鳴イメージング装置を開示している。また、検出された外形に基づいて無線周波数コイルを移動させるコイル移動ユニットが設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気共鳴イメージングシステムは、撮像中の対象の被験者の比吸収率の上限に関する安全要件が随時監視されるように動作させるのが望ましい。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、撮像の対象の被験者に印加される無線周波数励起場を調整することに関して磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法を提供することであり、ここで、磁気共鳴イメージングシステムは、対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得するように構成されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この方法は、
・磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを決定するステップと、
・決定された少なくとも１つの位置パラメータと決定された対象の被験者の幾何学的な寸法とのうち少なくとも１つに応じて、その少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップと、
を有する。
【０００７】
「位置パラメータ」という言い回しは、本願において用いられる場合、特に、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の位置を直接的又は間接的に示すパラメータとして理解されるべきである。間接的な場合には、位置パラメータは、基準位置に対する対象の被験者の少なくとも一部の位置を示してもよく、この基準位置については少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する相対位置がわかっている。
【０００８】
このようにして、磁気共鳴システムの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の大きさ、姿勢、又は相対位置にかかわらず、対象の被験者の健康にとって潜在的に危険であり得る比吸収率に対象の被験者が曝されることが、確実に防止可能となる。
【０００９】
少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、オペレータによって手動で実施されてもよいし、あるいは好適には、ヒューマンエラーが発生し難いように例えば磁気共鳴イメージングシステムの制御ユニットによって自動的に実施されてもよく、制御ユニットは少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを直接的又は間接的に制御するように構成されている。
【００１０】
この方法の好適な一実施形態においては、少なくとも１つの位置パラメータを決定するステップは、少なくとも１つの近接検出器を有する近接検出ユニットを使用することによって実施される。「近接検出器」という用語は、本願において用いられる場合、特に、検出器と対象との間の物理的接触なしに対象の位置を検出することのできる検出器として理解されるべきである。好適には、少なくとも１つの近接検出器は、特に近接感知（拡散）配置された超音波近接検出器、光学（例えば赤外線）近接検出器により形成されるグループから選択され、概して光学的又は音響的な作動原理に基づく。一実施形態においては、少なくとも１つの近接検出器は、カメラとして設計されていてもよい。「近接検出ユニット」という用語は、磁気共鳴イメージングに基づく作動原理を有するユニットを明確に除外すべきである。
【００１１】
好適には、少なくとも１つの近接検出器は、磁気共鳴走査ユニットの検査空間の入口領域に配置される。「入口領域」という言い回しは、本願において用いられる場合、特に、患者が検査空間に進入する前に横切らなければならない体積として理解されるべきである。
【００１２】
さらなる好適な一実施形態においては、近接検出ユニットは、対象の被験者の両半身を狙うように配置された少なくとも２つの近接検出器を含む。この方法は、対象の被験者の少なくとも１つの横寸法を決定するステップをさらに有する。少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、さらに、決定された少なくとも１つの位置パラメータと対象の被験者の少なくとも１つの横寸法との両方に応じて実施される。
【００１３】
これにより、対象の被験者の大きさ、姿勢、又は相対位置にかかわらず、対象の被験者の健康にとって潜在的に危険であり得る比吸収率に対象の被験者が曝されることが、容易且つ確実に回避可能となる。
【００１４】
この方法のさらに別の好適な一実施形態においては、
・磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを決定するステップと、
・少なくとも２つの近接検出器を介して対象の被験者の少なくとも１つの横寸法を決定するステップと、
が、対象の被験者の少なくとも一部の複数の箇所について実施される。
【００１５】
この方法は、
・複数の箇所で決定された位置パラメータと横寸法とから、磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の幾何学的な輪郭を生成するためのデータを取得するステップ
をさらに有する。
【００１６】
複数の箇所について位置パラメータ及び対象の被験者の横寸法を決定することは、対象の被験者を動かすこと又は近接検出器を動かすことによって、近接検出器に対する対象の被験者の移動の最中に連続的に実施されてもよい。好適には、対象の被験者が人間の場合、複数の箇所は対象の被験者の人間の体軸に沿って配置される。
【００１７】
このようにして、適切な配置を用いることで、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の位置が容易に監視及び確認可能となる。監視及び確認は、オペレータによって実施されてもよいし、あるいは好適には、ヒューマンエラーが発生し難いように例えば磁気共鳴イメージングシステムの制御ユニットによって自動的に実施されてもよい。
【００１８】
さらに別の一実施形態においては、この方法は、決定された対象の被験者の位置パラメータ及び横寸法を利用することによって、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナにより送信される無線周波数電力の予期される比吸収率を決定するステップをさらに有する。この決定は、特定の相対位置パラメータで送信無線周波数電力に曝されている間に特定の横寸法を有する対象の被験者によって吸収される比吸収率の所定の関係に基づいている。少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、決定された予期される比吸収率に応じて実施される。
【００１９】
「比吸収率」という言い回しは、本願において用いられる場合、特に、全身比吸収率ならびに撮像中の対象の被験者の一部に関する局所比吸収率を包含するものと理解されるべきである。
【００２０】
このようにして、予期される比吸収率の対象の被験者別及び位置別の推定が可能となり、これは、少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップを、最適な信号対雑音比のために無線周波数励起場が可能な限り大きくなるように、しかし確実に最大許容比吸収率を下回って維持されるように実施することを可能にする。
【００２１】
一実施形態においては、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップは、無線周波数パルスシーケンスのデューティサイクルと無線周波数電力振幅とのうち少なくとも１つを調整することを有する。これにより、磁気共鳴イメージングの技術分野において慣用の無線周波数パルスシーケンスの調整の柔軟性が達成可能となる。
【００２２】
本発明の別の一態様においては、対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得するように構成された磁気共鳴イメージングシステムが提供される。この磁気共鳴イメージングシステムは、
・対象の被験者の少なくとも一部を対象の被験者が検査空間に進入するための入口領域を有する検査空間内部に配置するための検査空間を提供する走査ユニットであって、検査空間内に静磁場Ｂ０を発生させるように構成された主磁石をさらに有する走査ユニットと、
・静磁場Ｂ０に重畳される勾配磁場を発生させるように構成された磁気勾配コイルシステムと、
・磁気共鳴励起のために対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核に無線周波数励起場Ｂ１を印加するように構成された少なくとも１つの無線周波数送信アンテナと、
・無線周波数励起場Ｂ１を印加することによって励起された対象の被験者の一部の原子核又は対象の被験者の一部内の原子核から磁気共鳴信号を受信するように構成された少なくとも１つの無線周波数受信アンテナと、
・磁気共鳴イメージングシステムの機能を制御するように構成された制御ユニットと、
・少なくとも１つの近接検出器を含み、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の位置を示す少なくとも１つの位置パラメータを決定するように構成された近接検出ユニットとを、備える。
【００２３】
制御ユニットは、本明細書において先に開示されたいずれかの方法のステップ又はその組み合わせを実施するように構成されている。
【００２４】
このようにして、対象の被験者の少なくとも一部の磁気共鳴画像の取得の最中に対象の被験者が最大許容比吸収率を上回る無線周波数励起場レベルに曝されることが、確実に防止される。
【００２５】
磁気共鳴イメージングシステムの別の好適な一実施形態においては、近接検出ユニットは、少なくとも１つの動作状態において、少なくとも４５°の角度を形成する交差する２方向から対象の被験者を狙うように配置された少なくとも１対の近接検出器を有する。
【００２６】
これにより、対象の被験者の横寸法及び位置パラメータから決定可能な複数の箇所にわたる対象の被験者の断面の展開に基づいて、予期される比吸収率の対象の被験者別及び位置別の改良された推定が可能となる。予期される比吸収率の推定は、少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップを、最適な信号対雑音比のために無線周波数励起場が可能な限り大きくなるように、しかし確実に最大許容比吸収率を下回って維持されるように実施することを可能にする。
【００２７】
さらに、決定された対象の被験者の断面は、胴体に接触している対象の被験者の四肢及び／又は接触している脚の検出を可能にすることができる。
【００２８】
磁気共鳴イメージングシステムのさらに別の好適な一実施形態においては、少なくとも１つの近接検出器又は１対の近接検出器は、走査ユニットの入口領域に配置される。このようにして、検査空間内での対象の被験者の配置の最中に、複数の箇所にわたる断面の展開が容易に決定可能となる。
【００２９】
磁気共鳴イメージングシステムの別の好適な一実施形態においては、少なくとも１つの近接検出器は、カメラとして設計されている。カメラは出力ポートにおいてデジタル信号を提供してもよい。好適には、カメラは、検査空間の入口領域を狙って、走査ユニットの外側に配置される。カメラによって撮影された写真から、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナに対する対象の被験者の少なくとも一部の位置パラメータと対象の被験者の横寸法とが、容易に取得され得る。
【００３０】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明白になるとともにこれを参照することにより明瞭になるであろう。もっとも、そのような実施形態は必ずしも本発明の全範囲を表すものではなく、したがって本発明の範囲を解釈するためには、特許請求の範囲及び本明細書が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による磁気共鳴イメージングシステムの一実施形態の一部の概略図を示す。
【図２】図１による磁気共鳴イメージングシステムの走査ユニットの入口領域の上面図である。
【図３】無線周波数送信アンテナに対する２つの異なる位置における対象の被験者の幾何学的な輪郭を示す。
【図４】４つという複数の近接検出器を含む近接検出ユニットの代替的な一実施形態を描く。
【図５】９つという複数の放射状に配置された近接検出器を含む近接検出ユニットの別の代替的な一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、対象の被験者２０、通常は患者の少なくとも一部の磁気共鳴画像を取得するように構成された磁気共鳴イメージングシステム１０の一実施形態の一部の概略図を示す。磁気共鳴イメージングシステム１０は、主磁石１４を有する走査ユニット１２を有する。主磁石１４は、中心軸１８を中心として内部に対象の被験者２０が配置される検査空間１６を提供する中心ボアを有する。検査空間１６は、中心ボアの壁４４によって側面を限定されている。検査空間１６は、対象の被験者２０が検査空間１６に入るために横切らなければならない入口領域３２を有する。主磁石１４は、少なくとも検査空間１６内に静磁場Ｂ０を発生させるために設けられている。静磁場Ｂ０は、中心軸１８に平行に整列され、検査空間１６の軸方向を定義する。本発明は静磁場内に検査領域を提供する任意の他の種類の磁気共鳴イメージングシステムにも適用可能であることが理解される。
【００３３】
また、磁気共鳴イメージングシステム１０は、静磁場Ｂ０に重畳される勾配磁場を発生させるように構成された磁気勾配コイルシステム２２を有する。磁気勾配コイルシステム２２は、主磁石１４のボア内、検査空間１６の外側に、同心円状に配置される。
【００３４】
磁気共鳴イメージングシステム１０は、磁気共鳴イメージングシステム１０の機能を制御するように構成された制御ユニット２６を有する。制御ユニット２６は、タッチセンシティブ画面を備えたモニタユニットを有するヒューマンインタフェース装置２４を含む。
【００３５】
さらに、磁気共鳴イメージングシステム１０は、全身用コイルとして設計された無線周波数アンテナ装置３６を含み、これは、磁気共鳴イメージングの目的で対象の被験者２０の原子核又は対象の被験者２０内の原子核を励起するべく、無線周波数送信期間中に磁気共鳴励起のために対象の被験者２０の原子核又は対象の被験者２０内の原子核に無線周波数励起場Ｂ１を印加するように設けられている。このために、無線周波数電力が、制御ユニット２６によって制御されて、無線周波数送信器４０から全身用コイルへと供給される。無線周波数電力は、デューティサイクル及び無線周波数電力振幅を有する一連の無線周波数パルスシーケンスとして形成される。当業者は複数の用途別の無線周波数パルスシーケンスには馴染みがあるので、無線周波数パルスシーケンスの具体的な特性を詳細に説明することは不要である。
【００３６】
全身用コイルは中心軸を有しており、動作状態においては、主磁石１４のボア内、検査空間１６の外側に、全身用コイルの中心軸と走査ユニット１２の中心軸１８とが一致するように、同心円状に配置される。当該技術分野において周知であるように、円筒形で金属製の無線周波数シールド３４が、磁気勾配コイルシステム２２と全身用コイルとの間に同心円状に配置される。
【００３７】
全身用コイルは、無線周波数励起場Ｂ１を印加することによって励起された対象の被験者２０の一部の原子核又は対象の被験者２０の一部内の原子核から無線周波数受信位相の間に磁気共鳴信号を受信するためにも設けられる。磁気共鳴イメージングシステム１０の動作状態においては、無線周波数送信位相と無線周波数受信位相とが連続的に起こっている。
【００３８】
無線周波数送信器４０は、制御ユニット２６により構成され、起動され、制御されて、無線周波数送信位相の間、無線周波数切替ユニット３８を介して、全身用コイル及び磁気勾配コイルシステム２２に、磁気共鳴無線周波数の無線周波数電力を無線周波数パルスシーケンスの形で供給する。各パルスシーケンスは、無線周波数送信アンテナ３６を介して無線周波数励起場Ｂ１を発生させるとともに磁気勾配コイルシステム２２を介して勾配磁場を発生させるように構成されている。
【００３９】
無線周波数受信位相の間、無線周波数切替ユニット３８は、制御ユニット２６により制御され、全身用コイルからの磁気共鳴信号を制御ユニット２６内に存在する信号処理ユニット４２へと導く。信号処理ユニット４２は、対象の被験者２０の少なくとも一部の磁気共鳴画像を表す磁気共鳴画像データを得るべく、取得された磁気共鳴信号を処理するように構成されている。
【００４０】
対象の被験者２０内部の均一な無線周波数励起場Ｂ１のために、対象の被験者２０の周辺の局所比吸収率は、対象の被験者２０の横寸法ｗの近似関数であると認められる。したがって、より大きな横寸法ｗを有する対象の被験者２０については、等しい振幅Ｂ１ｒｍｓ（ｒｍｓ：二乗平均平方根）の無線周波数励起場Ｂ１は、より小さな横寸法ｗ’を有する対象の被験者２０’と比較して、周辺においてより高い局所比吸収率をもたらすことになる。これは、全身用磁気共鳴イメージングシステムにおいて無線周波数送信アンテナとして一般的に用いられるバードケージコイルのような円筒形の無線周波数全身用コイルにおいて無線周波数励起場Ｂ１が発生される手法の多数の物理的性質の結果である。１つの具体的な性質は、電場が中心軸１８から無線周波数送信アンテナ３６の方に向かって概ね直線的に増大するというものである。したがって、等価振幅Ｂ１ｒｍｓに関しては、より直径の大きな全身用コイルは、より直径の小さな中心ボアと比較して、主磁石１４の中心ボア壁においてより高いピーク電場を発生するであろう。さらに、横方向に中心が外れて配置されたより小さな横寸法ｗ’を有する対象の被験者２０’もまた、無線周波数送信アンテナ３６により接近するため、より高い周辺局所比吸収率を経験するであろう。上述のように、大きな横寸法ｗを有する対象の被験者２０は、周辺において及び周辺が中心ボア壁に接近するにつれて、結果的にこのより高い電場に曝される。終局限界においては、横寸法ｗ’を有するある対象の被験者２０’にとって安全な周辺局所比吸収率を実現する振幅Ｂ１ｒｍｓは、発生される周辺局所比吸収率が最大許容比吸収率を上回るであろうから、別の横寸法ｗを有する対象の被験者２０には使用可能でないかもしれない。また、主磁石１４のボア内の中央に配置された対象の被験者２０にとって安全であると想定される最大許容比吸収率は、その同じ対象の被験者２０が横方向に中心が外れて配置される場合には、安全でないかもしれない。
【００４１】
撮像の間に対象の被験者２０に適用される比吸収率が常に最大許容比吸収率を下回ることを保証するために、磁気共鳴イメージングシステム１０は、撮像の対象の被験者２０に印加される無線周波数励起場Ｂ１を調整することに関して、本発明による方法に従って動作される。これを以下に説明する。
【００４２】
この方法は、対象の被験者２０の横寸法ｗを決定するとともに磁気共鳴イメージングシステム１０の無線周波数送信アンテナ３６に対する対象の被験者２０の少なくとも一部の位置を示す位置パラメータｄｉ（図２）を決定するステップを有する。
【００４３】
この方法は、対象の被験者の決定された位置パラメータｄｉと決定された横寸法ｗｉとのうち少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナ３６に供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するステップをさらに含む。
【００４４】
このために、磁気共鳴イメージングシステム１０は、超音波近接センサとして設計された２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９を備えた近接検出ユニット４６を装備している。近接検出ユニット４６は、後述する通り、無線周波数送信アンテナ３６に対する対象の被験者２０の少なくとも一部の位置を示す位置パラメータｄｉを決定するように及び対象の被験者２０の横寸法ｗｉを決定するように構成されている。
【００４５】
図２に示されるように、２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９は走査ユニット１２の入口領域３２に配置されている。この２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９の各々は、中心軸１８に垂直で且つ中心軸１８に向かう方向を狙っている。２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９の狙い方向は、撮像の間対象の被験者２０を支持するべく提供され入口領域３２を横切る患者テーブル４８のために確保された空間のすぐ上方になるように選択される。この配置では、２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９は、対象の被験者２０が検査空間１６内での配置のために入口領域３２を横切る間に、対象の被験者２０の近接を決定するであろう。このようにして、２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９は、対象の被験者２０の両半身を狙うように配置される。例えば、対象の被験者２０が仰臥位であれば、２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９は、対象の被験者２０が入口領域３２を横切る間、それぞれ対象の被験者２０の右側と左側とを狙うことになるであろう。対象の被験者２０が側臥位であれば、２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９は、それぞれ対象の被験者２０の前側と後側とを狙うことになるであろう。
【００４６】
２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９の各々は、適切なインタフェースを介して制御ユニット２６の入力ポート（図示しない）に出力信号を提供する。制御ユニット２６は、出力信号を処理するように及び評価するように構成されている。例えばフィルタリング、増幅、及びデジタル化によって出力信号を処理する手段は当業者には広く知られているので、本明細書においては詳細には説明しない。
【００４７】
ここで図２を参照すると、対象の被験者２０の左側の主磁石中心ボア壁４４までの距離ｄｌｅｆｔは、主磁石１４のボア内への変位ｚの関数として、
【数１】
0006692757.tif 000002
から求められ、ここで、ｄｓは２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９の間の距離、ｄｂは主磁石１４のボアの直径、ｄ９は対象の被験者２０の左に配置された近接検出器Ｄ９から対象の被験者２０までの測定距離を表す。
【００４８】
同様に、対象の被験者２０の右側については、対象の被験者２０の右側の主磁石中心ボア壁４４までの距離ｄｒｉｇｈｔは、主磁石１４のボア内への変位ｚの関数として、
【数２】
0006692757.tif 000003
から求められ、ここで、ｄ１は対象の被験者２０の右に配置された近接検出器Ｄ１から対象の被験者２０までの測定距離を表す。
【００４９】
幅ｗにより与えられる対象の被験者２０の横寸法は、近接検出器Ｄ１，Ｄ９の信号に対応する距離ｄ１，ｄ９から、
【数３】
0006692757.tif 000004
によって得ることができる。
【００５０】
中心軸１８からの対象の被験者２０の横方向変位Δ（図３）は、
【数４】
0006692757.tif 000005
から求められ、位置パラメータｄ１，ｄ９が決定されている複数の箇所ｚｉについて平均（ａｖｅｒａｇｅ）がとられる。
【００５１】
無線周波数送信アンテナ３６に対する近接検出器Ｄ１，Ｄ９の相対位置は正確に知られているので、決定された位置パラメータｄ１，ｄ９は、無線周波数送信アンテナ３６に対する対象の被験者２０の少なくとも一部の位置を示す。
【００５２】
患者テーブル４８によって支持されている対象の被験者２０が、例えば用務員の補助により、検査空間１６内に配置されるためにｚ方向で入口領域３２を横切っている間、２つの近接検出器Ｄ１，Ｄ９は、出力信号を特定のサンプルレートで記録するように且つ記録された出力信号から位置パラメータｄ１，ｄ９を決定するように構成された制御ユニット２６に、出力信号を提供する。
【００５３】
方法を磁気共鳴イメージングシステム１０の具体的な動作として実施することができるように、制御ユニット２６は、ソフトウェアモジュール５０を有する（図１）。行われるべき方法ステップはソフトウェアモジュール５０のプログラムコードに変換され、このプログラムコードは、制御ユニット２６のメモリユニット２８において実装可能であるとともに、制御ユニット２６のプロセッサユニット３０によって実行可能である。
【００５４】
決定された位置パラメータｄ１，ｄ９及びｉ個という複数の箇所ｚｉで決定された横寸法ｗｉは、磁気共鳴イメージングシステム１０の無線周波数送信アンテナ３６に対する対象の被験者２０の幾何学的な輪郭を生成するためのデータを得るべく、制御ユニット２６によって用いられる。この幾何学的な輪郭はその後、オペレータによる確認のために、モニタユニット上に表示される（図３）。
【００５５】
この方法のより簡単な一実施形態においては、決定された位置パラメータｄ１，ｄ９から計算される対象の被験者２０の主磁石中心ボア壁４４までの距離ｄｒｉｇｈｔは、制御ユニット２６のメモリユニット２８に記憶されている主磁石中心ボア壁４４までの最小距離の所定値、例えば５ｍｍと比較される。主磁石中心ボア壁４４までの最小距離の所定値は、対象の被験者２０の比吸収率が最大許容値を大きく下回って維持されるように選択される。最小距離の所定値は、対象の被験者２０の幾何学的な輪郭によって、モニタユニット上でオペレータへの情報として視覚化され得る。磁気共鳴イメージングシステム１０は、用務員による検査空間１６内への対象の被験者２０の配置の速度のばらつきによって幾何学的な輪郭が歪まないように、患者テーブル４８の絶対位置決定システム（図示しない）を装備している。図３は、横方向変位Δ’がゼロである公称位置（左）と、横方向変位Δが非ゼロである位置（右）とにおける対象の被験者２０の幾何学的な輪郭を示している。
【００５６】
対象の被験者２０の主磁石中心ボア壁４４までの計算された距離が最小距離の所定値を下回る場合には、制御ユニット２６は、無線周波数送信アンテナ３６に供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを調整するように構成されている。調整するステップは、無線周波数パルスシーケンスのデューティサイクルと無線周波数電力振幅とのうち少なくとも１つを調整することを有する。この実施形態においては、無線周波数電力振幅が、計画された無線周波数電力振幅の所定の割合まで、例えば５％まで減少させることによって、制御ユニット２６により調整される。このアプローチによって、対象の被験者２０と走査ユニット１２の主磁石中心ボア壁４４との間にパッドを設置する必要を無くすことが可能になる。
【００５７】
また、制御ユニット２６は警告信号を呼び出すように構成されており、この警告信号は、モニタユニット上に表示されて、オペレータに対象の被験者２０の再配置の必要について知らせる（図３）。
【００５８】
この方法の別の一実施形態においては、制御ユニット２６は、特定の相対位置パラメータｄｉで送信無線周波数電力に曝されている間に特定の横寸法ｗｉを有する対象の被験者２０によって吸収されている比吸収率について所定の関係を備えている。この所定の関係は、無線周波数送信アンテナ３６の送信特性を用いたシミュレーションによって得られた、測定又は理論的な考察からわかったものである。
【００５９】
比吸収率の所定の関係は、例えば二次元ルックアップテーブルによって表され得るものであり、ここで、二次元は対象の被験者２０の横寸法ｗと横方向変位Δとにより与えられ、相対的なスカラ値がこの２つの変数の可能な各組み合わせに割り当てられる。対象の被験者２０の基準横寸法、重量、及び横方向の位置決めを想定するシミュレーションモデルによれば、固有の横寸法ｗを有し特定の横方向変位Δをもって位置決めされた対象の被験者２０の予期される比吸収率は、基準比吸収率の値と割り当てられた相対的なスカラ値とを乗算することによって、容易に得ることができる。
【００６０】
この実施形態においてはルックアップテーブルを説明したが、代替的には、比吸収率の所定の関係は、経験的な関係を近似する数式によって表され得る。
【００６１】
その場合、決定された対象の被験者２０の位置パラメータｄｉ及び横寸法ｗｉを利用するとともに所定の関係に基づくことで、制御ユニット２６は、少なくとも１つの無線周波数送信アンテナ３６によって送信される無線周波数電力の予期される比吸収率を決定するように構成される。
【００６２】
以下においては、決定された予期される比吸収率は、その後、例えばＩＥＣの限度によって与えられる最大許容比吸収率と比較される。制御ユニット２６は、無線周波数送信アンテナ３６に供給される無線周波数電力の少なくとも１つの無線周波数電力関連パラメータを、決定された予期される比吸収率に応じて調整するように構成されている。決定された予期される比吸収率が最大許容比吸収率を下回る場合には、制御ユニット２６は、計画された走査を進行するように構成される。決定された予期される比吸収率が最大許容比吸収率と等しいか又はこれを上回る場合には、制御ユニット２６は、安全規程に準拠するべく無線周波数電力振幅を減少させるように構成される。
【００６３】
予期される比吸収率の決定は、図４及び図５に記載の近接検出ユニットの実施形態を使用することによって改良され得る。以下においては、本発明による近接検出ユニットの実施形態が開示される。個々の実施形態は特定の図を参照して説明され、特定の実施形態の接頭番号により識別される。すべての実施形態において機能が同一又は基本的に同一である特徴は、それが関係する実施形態の接頭番号とそれに続くその特徴の番号とからなる参照番号によって識別される。ある実施形態の特徴が対応する図の描写において説明されていない場合、又はある図の描写において言及されている参照番号が図自体には示されていない場合には、先行する実施形態の説明を参照されたい。
【００６４】
図４は、図１による磁気共鳴イメージングシステム２１０の走査ユニット２１２の部分正面図を示す。図２により図示される実施形態とは対照的に、近接検出ユニット２４６は、超音波近接センサとして設計された４つという複数の近接検出器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ８，Ｄ９を備えている。ここでもやはり、近接検出器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ８，Ｄ９は、走査ユニット２１２の入口領域２３２に配置されている。４つの近接検出器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ８，Ｄ９の各々は、半径方向、すなわち、中心軸２１８に垂直で且つこの中心軸に向かう方向を狙っている。図２による実施形態と同様、４つの近接検出器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ８，Ｄ９は、検査空間２１６内での位置決めのために対象の被験者２２０が入口領域２３２を横切る間、対象の被験者２２０の近接を決定するが、より多数の近接検出器Ｄ１，Ｄ２，Ｄ８，Ｄ９があることによって、対象の被験者２２０の位置パラメータｄｉ及び横寸法ｗｉの決定に関する統計エラーが低減される。
【００６５】
図５は、図１による磁気共鳴イメージングシステム３１０の走査ユニット３１２の部分正面図を示す。図２により図示される実施形態とは対照的に、近接検出ユニット３４６は、超音波近接センサとして設計された９つという複数の近接検出器Ｄ１，…，Ｄ９を備えている。ここでもやはり、近接検出器Ｄ１，…，Ｄ９は、走査ユニット３１２の入口領域３３２に配置されている。９つの近接検出器Ｄ１，…，Ｄ９の各々は、半径方向、すなわち、中心軸３１８に垂直で且つこの中心軸に向かう方向を狙っている。図２による実施形態と同様、９つの近接検出器Ｄ１，…，Ｄ９は、検査空間３１６内での位置決めのために対象の被験者３２０が入口領域３３２を横切る間、対象の被験者３２０の近接を決定するであろう。
【００６６】
この動作状態においては、明らかに、例えば近接検出器Ｄ１とＤ４、及び近接検出器Ｄ６とＤ９といった複数対の近接検出器が、少なくとも４５°の角度を形成する交差する２方向から対象の被験者３２０を狙うように配置されている。
【００６７】
対象の被験者３２０の位置パラメータｄｉ及び横寸法ｗｉに関する統計エラーの低減に加えて、９つという複数の近接検出器Ｄ１，…，Ｄ９の放射配列は、先に説明した横寸法ｗの方向とは無関係な第２の方向の横寸法ｗ’を決定することを可能にするとともに、それによって対象の被験者３２０の断面の予測を提供することを可能にし、これはひいては対象の被験者３２０による無線周波数電力の予期される比吸収率の決定の改良を可能にする。
【００６８】
図示しないさらに別の一実施形態においては、近接検出ユニットは、単画像用又は一連の画像用のカメラとして設計された少なくとも１つの近接検出器を有する。この少なくとも１つのカメラは、検査空間の入口領域を横切る際の対象の被験者の上面図を決定するように、及び／又は検査空間内に配置されている対象の被験者の正面図を決定するように、位置決め及び構成されている。
【００６９】
対象の被験者の上面図及び／又は正面図は、その後、対象の被験者抜きの患者テーブルの上面図及び／又は検査空間内に配置されている対象の被験者抜きの主磁石ボアの正面図とそれぞれ比較される。対象の被験者の位置パラメータ及び横寸法は、制御ユニット内に存在し制御ユニットのプロセッサユニットにより実行可能な画像認識ソフトウェアを使用することによって決定され得る。
【００７０】
本発明を図面及び以上の説明において詳細に図示及び記載してきたが、そのような図示及び記載は説明的又は例示的なものと考えられるべきであって、制限的なものと考えられるべきではない。本発明は開示された実施形態には限定されない。当業者は、開示の実施形態の変形形態を理解及び実施することができる。請求項中、「含む」等の用語は他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。単にいくつかの手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に使用することができないとは限らない。請求項中の如何なる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００７１】
１０  磁気共鳴イメージングシステム
１２  走査ユニット
１４  主磁石
１６  検査空間
１８  中心軸
２０  対象の被験者
２２  磁気勾配コイルシステム
２４  ヒューマンインタフェース装置
２６  制御ユニット
２８  メモリユニット
３０  プロセッサユニット
３２  入口領域
３４  無線周波数シールド
３６  無線周波数送信アンテナ
３８  無線周波数切替ユニット
４０  無線周波数送信器
４２  信号処理ユニット
４４  中心ボア壁
４６  近接検出ユニット
４８  患者テーブル
５０  ソフトウェアモジュール
Ｂ０  静磁場
Ｂ１  無線周波数励起場
Ｄｉ  近接検出器
ｄｉ  位置パラメータ
ｗｉ  横寸法（幅）
ｄｂ  ボアの直径
ｄｓ  検出器距離
ｄｌｅｆｔ  左距離
ｄｒｉｇｈｔ  右距離
Δ  横方向変位
ｚｉ  箇所
【図１】
0006692757.tif 000006
【図２】
0006692757.tif 000007
【図３】
0006692757.tif 000008
【図４】
0006692757.tif 000009
【図５】
0006692757.tif 000010