(57)【要約】  誘導的に結合される磁気共鳴ローカル前立腺無線周波数コイル(10)は、少なくとも2つの接続された導電性ループ(50)とインタフェース装置(80)とを含む。少なくとも2つの接続された導電性ループ(50)は、対象の軸に垂直なメイン磁場(B0)の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し(すなわち、開放MRIシステムは垂直磁場を有する)、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す1つ以上の電流を生成するように調整される。少なくとも2つの導電性ループに接続されるインタフェース装置(80)は、1つ以上の電流の測定値を信号処理システムに送信する。
2015518767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の軸に垂直なメイン磁場の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す１つ以上の電流を生成するように調整される少なくとも２つの接続された導電性ループと、
前記少なくとも２つの導電性ループに接続され、前記１つ以上の電流の測定値を信号処理システムに送信するインタフェース装置と
を有する磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項２】
前記メイン磁場に垂直な２つの直交する磁気共鳴無線周波数信号成分が受信されるように、前記インタフェース装置は、前記少なくとも２つの接続された導電性ループを、少なくとも１つの容量性回路網を利用して直交するように結合する、請求項１に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項３】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、各々の導電性ループの或る長さ部分を利用して単独の導電性ループを形成するように接続される、請求項１又は２に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項４】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、それぞれ、前記対象の上部大腿部の各々に適合するサイズを有する、請求項１〜３のうち何れか１項に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項５】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、前記対象の上部大腿部の間を通る長さ部分に沿って接続される、請求項１〜４のうち何れか１項に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項６】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、前記対象のウエスト上を巡るサイズを有する、請求項１〜５のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項７】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、接続装置に対する少なくとも１つの取り外し可能な接続部を含む、請求項１〜６のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項８】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、４つの導電性ループを含む、請求項１〜７のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項９】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、前記対象の腿の間の長さ部分に沿って繋がっており、前記対象のウエストの周りの長さ部分に沿うように分かれており、前記２つの接続された導電性ループの各々はヒップ接続部を包囲し、前記対象の腿の間に繋がる、請求項８に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、
薄い銅片、及び
高周波超音波を流すことが可能な薄い銅線
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜９のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項１１】
一体化された平坦な変換部、及び
ガルバニック接続部を有するスプリング
のうちの少なくとも１つを含む接続装置を更に有する請求項１〜１０のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項１２】
対象の軸に垂直なメイン磁場をもたらすメイン磁石と、
前記対象の中で磁気共鳴を促す前記メイン磁場に隣接して設けられる無線周波数コイルと、
請求項１に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイルと
を有する磁気共鳴システム。
【請求項１３】
磁気共鳴とともに領域を撮影する方法であって、
少なくとも２つの接続された導電性ループとともに対象を患者支持部に配置するステップであって、前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、対象の軸に垂直なメイン磁場の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す１つ以上の電流を生成するように調整される、ステップと、
前記対象の中で磁気共鳴を励起し、生成された１つ以上の電流の測定値を送信するステップと、
生成された１つ以上の電流の送信された測定値を受信するステップと、
生成された１つ以上の電流の受信された測定値から１つ以上の画像を再構築するステップと
を有する方法。
【請求項１４】
前記配置するステップが、前記対象の前立腺に隣接する腿の上に前記導電性ループの各々を配置するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記配置するステップが、前記対象のウエストの少なくとも一部分の上に前記導電性ループの各々を配置するステップを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記受信するステップが、前記導電性ループの直交結合を含む、請求項１３〜１５のうち何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記配置するステップが、
使い捨ての取り外し可能な導電性ループ、及び
取り外し可能な導電性ループの上にある使い捨ての保護スリーブ
のうちの少なくとも１つを導入するステップを含む、請求項１３〜１５のうち何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のうち何れか１項に記載の方法を１つ以上のプロセッサに実行させるソフトウェアを担う一時的でないコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
請求項１３〜１７のうち何れか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされた１つ以上のプロセッサを有するシステム。
【請求項２０】
磁気共鳴無線周波数信号を受信するように調整される少なくとも２つの導電性ループであって、対象の腿の間の或る長さ部分に沿って繋がっており、前記対象の軸の周りを巡る少なくとも２つの導電性ループと、
前記少なくとも２つの導電性ループに接続され、受信した磁気共鳴無線周波数信号の測定値を送信するインタフェース装置と
を有する磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は一般に磁気共鳴を利用する技術分野に関連する。本願において具体的に説明されるように、実施形態は開放又は垂直型の磁場マグネットシステムのためのローカル無線周波数(RF)共鳴コイルの技術分野に特に有用である。しかし、他の有用な状況における応用例も考えられ、必ずしも上記の例に限定されない。
【背景技術】
【０００２】
MRシステムは人体組織の高解像度3D画像を形成する。MR画像処理手順のような磁気共鳴(MR)処置を受ける患者は、静的なメイン磁場(B0)の中で患者支持部の上に配置される。対象のダイポールにおける共鳴を励起するために、RF磁場パルス(B1)が磁気共鳴周波数で印加される。対象(subject)は、患者、対象物、客体、物体等と言及されてよい。全身コイルの中にはメイン磁場があり、選択された画像処理プロトコルに従ってRFパルスを生成する。画像処理手順において、RF共鳴信号を受信するため及び/又はRFパルスを生成するために、ローカルコイルが身体付近の様々な場所に配置される。送信モードで使用される場合、ローカルコイルは、特定の身体部分又は場所にRFパルスを集中させる。ローカルコイルは、身体付近での微弱な磁気共鳴減衰RF信号を受信し、受信した信号を受信機(レシーバ)に送り返す。受信されるRF磁場の磁場方向は、メイン磁場(B0)の磁場方向に垂直である。受信されたRFデータは1つ以上の画像に再構築される。
【０００３】
ボア型MRシステムはメイン磁石コイルにより包囲されたボア(bore)を含み、ボアの中心軸に沿う静的な磁場(B0)を水平に生成する。対象の軸は、一般的には、静的な磁場の軸に平行である。B0の静的な磁場に垂直なB1磁場が印加される。(発明者等にとって)従来のシステムで使用されるローカルコイルは、典型的には、上下又は左右方向の垂直RF磁場成分を受信する。ローカルコイルは、ボア又は穴を通過する際に仰向け(又は仰臥位又は背臥位)になった対象の様々な身体部分の外部表面に合うように設計される。オープン型MRシステムは、より開放的でありかつ閉所恐怖症を引き起こしにくいものであり、垂直メイン磁場のように、対象の軸に垂直なメイン磁場を利用する。撮像される対象は、典型的には、垂直メイン画像処理システムの上位面及び下位面の間で背臥位に配置される。しかしながら、静的な磁場の垂直再配向により、水平な静的な磁場ととともに上下方向に動作するように設計されるローカルコイルは、もはや垂直メイン磁場に垂直ではないが、それでも身体の外部表面に適合している。水平メイン磁場システムに従来使用されているローカルコイルは、垂直メイン磁場に対する垂直RF磁場を測定しない。典型例は、前立腺(prostate)領域を撮影するために使用されるコイルである。
【０００４】
磁気共鳴画像処理の対象領域は前立腺であってもよい。従来の水平方向メイン磁場の場合、前立腺領域を撮影するために腹部ローカルコイルのようなローカルコイルが使用可能である。MR画像処理はMR誘導生体検査(MR  guided  biopsies)に使用可能である。MR誘導生体検査は、患者の前立腺の隣にある直腸の中にニードルガイド(needle  guide)を挿入することを含む。画像の中で異常が認められた領域はターゲットに設定され、撮影可能なニードルガイドは、ターゲットの組織の生体検査を行うために、ターゲットの組織までニードルを案内する。生体検査中に使用されるローカルコイルは、生体検査を実行するための手術器具を出し入れするための開口(open  access)を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第2004/002468号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2003/197508号明細書
【特許文献３】米国特許第7701209号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一つの側面における実施の形態の課題は、従来の問題を少なくとも軽減する磁気共鳴ローカル無線周波数コイル及びイメージング方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態による磁気共鳴ローカル無線周波数コイルは、
対象の軸に垂直なメイン磁場の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す１つ以上の電流を生成するように調整される少なくとも２つの接続された導電性ループと、
前記少なくとも２つの導電性ループに接続され、前記１つ以上の電流の測定値を信号処理システムに送信するインタフェース装置と
を有する磁気共鳴ローカル無線周波数コイルである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】水平メイン磁場におけるメイン磁場及びローカル受信コイルの向きを概略的に示す図。
【図１Ｂ】水平メイン磁場におけるメイン磁場及びローカル受信コイルの向きを概略的に示す図。
【図１Ｃ】垂直メイン磁場におけるメイン磁場及びローカル受信コイルの向きを概略的に示す図。
【図１Ｄ】垂直メイン磁場におけるメイン磁場及びローカル受信コイルの向きを概略的に示す図。
【図２】専用ローカル前立腺コイルを有する垂直メインMRシステムの一実施形態を概略的に示す図。
【図３Ａ】専用ローカル前立腺コイルの実施形態を示す図。
【図３Ｂ】専用ローカル前立腺コイルの実施形態を示す図。
【図３Ｃ】専用ローカル前立腺コイルの実施形態を示す図。
【図４】一実施形態によるローカル前立腺コイルのRF磁場感度を3Dグラフで示す図。
【図５Ａ】一実施形態のローカル前立腺コイルの動作モードを示す図。
【図５Ｂ】一実施形態のローカル前立腺コイルの動作モードを示す図。
【図５Ｃ】一実施形態のローカル前立腺コイルの動作モードを示す図。
【図５Ｄ】一実施形態のローカル前立腺コイルの動作モードを示す図。
【図６Ａ】一実施形態のローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図６Ｂ】一実施形態のローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図６Ｃ】一実施形態のローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図７Ａ】別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図７Ｂ】別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図８Ａ】一実施形態による高周波超音波で動作するローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図８Ｂ】一実施形態による高周波超音波で動作するローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図９Ａ】別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図９Ｂ】別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を示す図。
【図１０Ａ】様々な実施形態によるローカル前立腺コイルを受信専用のローカルRFコイルとして使用する方法のフローチャートを示す図。
【図１０Ｂ】様々な実施形態によるローカル前立腺コイルを送信/受信用のローカルRFコイルとして使用する方法のフローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施の形態の概要＞
一実施形態によれば、誘導的に結合される磁気共鳴ローカル前立腺無線周波数コイルは、少なくとも2つの接続された導電性ループとインタフェース装置とを含む。少なくとも２つの接続された導電性ループは、対象の軸に垂直なメイン磁場(B0)の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す1つ以上の電流を生成するように調整される。少なくとも2つの導電性ループに接続されるインタフェース装置は、1つ以上の電流の測定値を信号処理システムに送信する。
【００１０】
別の実施形態では、磁気共鳴とともに領域を撮影する方法は、少なくとも2つの接続された導電性ループとともに対象を患者支持部に配置するステップであって、少なくとも2つの接続された導電性ループは、対象の軸に垂直なメイン磁場(B0)の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す1つ以上の電流を生成するように調整される、ステップを有する。対象の中で磁気共鳴が励起され、生成された1つ以上の電流の測定値が送信される。生成された1つ以上の電流の送信された測定値は受信される。生成された1つ以上の電流の受信された測定値から1つ以上の画像が再構築される。
【００１１】
別の実施形態において、磁気共鳴ローカル無線周波数コイルは、少なくとも2つの導電性ループとインタフェース装置とを含む。少なくとも2つの導電性ループは、磁気共鳴無線周波数信号を受信し、対象の(左右の)腿の間の或る長さ部分に沿い、対象の軸の周りを巡るようにつながるように調整される。インタフェース装置は、少なくとも2つの導電性ループに接続され、受信した磁気共鳴無線周波数信号の測定値を送信する。
【００１２】
利点の1つは、対象(又は患者)の軸に垂直なメイン磁場の中で動作するローカルコイルである。
【００１３】
別の利点は、対象の軸に平行な磁場成分を検出できることである。
【００１４】
別の利点のコイル設計の開放的なアクセス性(open  access)に関する。
【００１５】
別の利点は、コイルが動作する複数のモードがあることである。
【００１６】
以下の詳細な説明を参照及び理解することにより、更に別の利点が当業者に認められるであろう。
【００１７】
本発明は、様々なコンポーネント、様々なコンポーネントの配置、様々なステップ、及び様々なステップの並びによる形態を採用してよい。
【００１８】
図面は好適な実施形態を説明するために示されているに過ぎず、本発明を限定するように解釈されるべきでない。
【００１９】
＜図面＞
図1A-Dは水平メイン磁場及び垂直メイン磁場におけるメイン磁場及びローカル受信コイルの向きを概略的に示す。
図2は専用ローカル前立腺コイルを有する垂直メインMRシステムの一実施形態を概略的に示す。
図3A-Cは専用ローカル前立腺コイルの3つの実施形態を示す。
図4に示す3Dグラフは、一実施形態によるローカル前立腺コイルのRF磁場感度を示す。
図5A-Dは一実施形態のローカル前立腺コイルの動作モードを示す。
図6A-Cは一実施形態のローカル前立腺コイルの構成要素を示す。
図7A-Bは別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を示す。
図8A-Bは一実施形態による高周波超音波で動作するローカル前立腺コイルの構成要素を示す。
図9A-Bは別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を示す。
図10A-Bは様々な実施形態によるローカル前立腺コイルを送信/受信及び受信専用のローカルRFコイルとして使用する方法のフローチャートを示す。
【００２０】
＜実施の形態の詳細な説明＞
図1A及び図1Bには、水平メイン磁場(B0)を利用する従来のMRスキャナの場合における患者に対するメイン磁場の向きが示されている。図1Aでは平面図が示され、ボアが四角形の領域として示され、ローカルコイルがループコイルとして示されている。B0磁場の向きは、頭部から足に至る軸に沿っており、RF磁場又はB1磁場の向きは患者の方に向いている。図1Bは同じ状況を側面図により示しており、患者の脚の付け根の領域表面の上に設けられたループコイルとともに、B0磁場に垂直なB1磁場を示している。図1C及び図1Dは、MRスキャナ内で先の例と同じ位置にあるローカルコイル及び患者が垂直メイン磁場(B0)に委ねられている比較例を示す。図1C及び図1DのB0磁場は、ローカルコイルのB1磁場に平行であり、それらの方向は患者の方を向いている。側面図(図1D)はB0及びB1の間の平行な関係を示し、これはB1磁場に反応しにくいローカルコイルとなる。
【００２１】
図2を参照すると、対象8の軸7に対して垂直な静的なメイン磁場B0(6)、及び、ローカル前立腺コイル10とともに、一実施形態によるMRシステム5が図示されている。システム5はMRスキャナ12を含む。MRスキャナ12はメイン磁石14を含み、メイン磁石14の磁極は、垂直なメイン磁場のような静的なメイン磁場(B0)6を生成する。MRスキャナは、グラジエント磁場を印加する1つ以上のグラジエントコイル16と、対象8の中での磁気共鳴を励起するRFパルスを生成する1つ以上のRFコイル18とを更に含み、RFコイル等は一実施形態では対象から共鳴信号を拾い出すことが可能である。MRスキャナ12は、例えばパノラマ(panorama)又は「C」型オープンスキャナ等のようなオープン型の設計を含む。対象は、垂直メインスキャナの中にある水平なベッド又は長いす(カウチ)等のような患者支持部20上で支持される。システムは、シーケンス制御部(又はシーケンスコントローラ)22と無線周波数(RF)受信部24とを含む。シーケンスコントローラは撮像シーケンスの処理を制御し、撮像シーケンスは、RF送信部26がRFコイル18の動作を制御し、グラジエントコントローラ28がグラジエントコイル(又は傾斜磁場コイル又は勾配磁場コイル)16の動作を制御することを含む。制御を行う部分と対応するコイルとの間の通信は、無線又は有線とすることが可能である。RF送信部26は、送信/受信コイルとして形成された場合のローカルコイル10とともに協働して動作する。RF受信部24は、対象の組織の中で励起された磁気共鳴を表すRFデータをローカルコイルから受信する。RFデータは、ローカルコイルとRF受信部との間で無線により又は有線接続により通信されることが可能である。無線接続の場合、RFデータを送信するために、誘導された電流からの電力が使用されてもよいし、或いは、別個に設けられた電源が使用されてもよい。有線接続の場合、有線又はワイヤは、選択的に、増幅のための電力を供給し、共鳴信号を搬送することが可能である。プロセッサのような再構築部30は、RF受信部24からRFデータを受信し、1つ以上の画像を受信データから再構築する。
【００２２】
ローカル前立腺コイル10は、磁気共鳴無線周波数信号の垂直成分を受信するように調整された少なくとも2つの接続された導電性ループを含み、その垂直成分は、例えば対象の軸に沿って対象を横切るB1磁場に対して垂直である。ローカル前立腺コイルは、ローカルコイルとRF受信部との間で通信を行うインタフェース装置を更に含む。磁気共鳴信号は、磁気共鳴を表現する1つ以上の電流を誘導的に(inductively)生成する。2つの導電性ループは、脚の付け根領域付近の患者の(左右の)太もも上部の間を通るようにつながっている。導電性ループ(複数)は、対象の前立腺領域の組織に対するローカルな受信コイルとして機能する。前立腺コイルが受信専用のローカルコイルである場合、RFパルスは全身コイルから送信される。或いは、電源及びコントローラにより、ローカルコイルの導電性ループは、前立腺組織で磁気共鳴が集中するように、送受信コイルとして動作することも可能である。
【００２３】
システム5はワークステーション32を含む。ワークステーション32は、電子プロセッサ又は電子処理装置34と、画像、メニュー、パネル及びユーザ制御部等を表示するディスプレイ36と、医療関係者の指示を入力する少なくとも1つの入力装置38とを含む。ワークステーション32は、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、モバイルコンピュータ装置、スマートフォン等とすることが可能である。入力装置は、キーボード、マウス、マイクロフォン等とすることが可能である。
【００２４】
様々なユニット又はコントローラ22、24、26、28、30は、ワークステーション32の電子プロセッサ又は電子処理装置34等のような電子データ処理装置により適切に実現されてもよいし、或いは、ネットワークによりワークステーション32に動作可能に接続されるネットワーク形式のサーバコンピュータ等により適切に実現されてもよい。更に、開示される再構築及びシステム処理は、開示される再構築システム処理を実行するために、電子データ処理装置により読み取ることが可能であり、かつ、電子データ処理装置により実行可能な命令(例えば、ソフトウェア)を保存する一時的でない記憶媒体として適切に実施される。
【００２５】
本願で使用されるディスプレイ36又は表示装置は、画像又はデータを表示するように形成された出力装置やユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚的なデータ、音声データ又は触覚的なデータ(tactile  data)等を出力してよい。ディスプレイの具体例は、例えば、コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、ブライユ(Braille)スクリーン、陰極線管(CRT)、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ(vector  display)、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ(VF)、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ(ELD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)、プロジェクタ、頭部装着型ディスプレイ等であるがこれらに限定されない。
【００２６】
図3A〜図3Cを参照すると、ローカル前立腺コイルの3つの異なる形態が示されている。図3Aにおいて、導電性ループは、患者の(左右の)上部大腿部の間で接続され(40)、そこから斜め上方に遠ざかるように(42)、前立腺領域からヒップジョイント部により患者の腰部の方に向かっている。患者のウエストの位置において、ループ(複数)は、体の表面に沿って、患者の正面から患者の背面へウエストの周りを巡っている。背後の側の臀部領域における(ループの)向きは、(鏡に映るように)正面側の向きを反映している。導電性ループは、対象の上部大腿部及び臀部各々のサイズに合わせられ、対象のウエスト(腰)の上に伸びていてもよい。導電性ループの厚み(又は幅)は、前立腺領域に対するオープンアクセス(open  access)を提供する。ループ(複数)を分離するように又は直交コイル(quadrature  coil)として動作するようにローカルコイルが調整されてもよい。ローカルコイルは2つのモードで動作することができる。
【００２７】
図3Bでは、導電性バンド46が対象(患者)のウエストの周りを巻き、長さ部分48が対象の(左右の)大腿部上部の間を通りかつ先端及び末端を導電性バンドに接続するようにサイズが合わせられている。導電性ループ(複数)は、(左右の)大腿部上部の間を通る長さ部分を共有し、長さ部分の接続部において、ウエストを囲むバンド(ベルト)の方に分かれている。導電性ループの厚み(又は幅)は、前立腺領域に対するオープンアクセスを提供する。この設計例は、ループ(複数)を分離するように又は直交コイルとして動作するようにローカルコイルを調整する。ローカルコイルは2つのモードで動作することができる。
【００２８】
図3Cは4つの導電性ループを含む実施形態を示す。この設計例は、図3Aに示されるような設計例に類似する2つのループ49を、図3Bに示す設計例に追加している。追加的なループ(複数)は、対象の大腿部上部を通過する長さ部分につながっている。追加的なループの各々は、対象のウエストに向かって傾斜して大腿部上部の周りを囲んでいる。追加的なループ(複数)は、概して、ヒップジョイント部の上を通っている。導電性ループの厚み(又は幅)は、前立腺領域に対するオープンアクセスを提供する。この設計例は4つのループを分離するようにローカルループを調整する。
【００２９】
図4に示されている3Dグラフは、図3Bに示すローカル前立腺コイルの設計例に基づくRF磁場感度を示す。グラフのうち暗い領域(黒っぽい領域)は、感度が最大である領域を示す。暗い領域(黒い領域)は、十字状の領域の輪郭で表現されている。最大感度を有するように示されている領域は、対象(患者)の前立腺の領域に対応する。暗い領域は導電性ループに近い位置にある。従って感度は導電性ループの近くで最も高い。
【００３０】
図5A〜図5Dはローカル前立腺コイルの実施形態の動作モードを図式的に示す。図5A及び図5Bは図3Aに示すローカル前立腺コイルについての2つの動作モードを示す。図5Aの場合、大腿部上部/ヒップジョイント部の周囲において、電流は、各々のコイル又は導電性ループ50を反対方向に、例えば、一方は時計回りに他方は反時計回りに流れる。このモードは、トランスバース(transverse)共鳴信号成分(又は横断面共鳴信号成分)に対して優れた感度を有する。第2の動作モードに関する図5Bは、各々の導電性ループで同じ方向に流れる電流を示し、例えば双方が時計回りに流れる或いは双方が反時計回りに流れる。このモードは、アクシャル(axial)共鳴信号成分(又は縦断面共鳴信号成分)に対して優れた感度を有する。直交モードにおいて、コイル(複数)は双方のモードに同時に調整される。図5C及び図5Dは、図3Bに示すコイルについての2つの動作モードを示す。図5Cの場合、電流は、対象(患者)のウエストの左右各々の周りでは逆向きに流れ、対象(患者)の両足の間では共通する方向に流れる。2つの導電性ループ50は、両足の間の長さ部分を共通経路として共有している。このモードはトランスバース共鳴信号成分に対する優れた感度を有する。図5Dは同じコイルの第2のモードを示し、電流は、対象(患者)のウエストの周りを流れるが、対象(患者)の両足の間を流れていない。各々の導電性ループ50の部分は、(双方で)単独の導電性ループを形成する。このモードはアクシャル共鳴新合成分に対する優れた感度を有する。直交モードにおいて、コイル(複数)は双方のモードに同時に調整される。図3Cに関する電流経路及び動作モードは、図5A〜図5Dの組み合わせによる電流経路及び組み合わせによる動作モードになる。これは、並列的な画像処理技術に従う異なる感度を有する複数のループを提供する。
【００３１】
図6A〜図6Cは、図3Aに関する別の実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素を図式的に示す。図6Aはローカルコイルに関する2つの図を示す。2つの導電性ループ50は、分離結合システムにより一緒につながる(接続される)。分離結合システムは2つのループを含み、各ループは接続装置52を含む。接続装置52は、双方の導電性ループの分離のための容量性回路網又は誘導性ループを含む。接続装置52は、重なって接続する部分を含む。図6Bは接続装置52が一体化された平坦な変換部(トランスフォーマ)を含む実施形態を示す。図6Cに示すローカルコイルの実施形態では、接続装置52がガルバニック接触部(galvanic  contact)とともにスプリングを用いて接続を行う。接続装置を伴う導電性ループ50は、ワークフローを改善するように分離又はデタッチを行う。接続装置は、ローカルコイル及びRF受信部の間で通信を行うインタフェース装置を含むことが可能である。
【００３２】
図7A〜図7Bは図3Bのローカル前立腺コイルの実施形態に対する構成要素を図式的に示す。図7Aにおいて、コネクタ54は、導電性材料55の長さ部分を接続装置56に接続する。コネクタ54は、改善されたワークフローのためのオープン/クローズ型コネクタである。導電性材料の長さ部分は、接続装置56に接続される場合に、導電性ループを形成する。接続装置56は、集積されたデチューン電子素子(integrated  detune  electronics)、アナログディジタル変換部、及びインタフェース装置等を含んでよい。デチューン電子素子は設定変更部等と言及されてもよい。オプション的な使い捨てスリーブ(鞘)58は、介入する処置の際に、バクテリアや血液等から保護するために導電性材料55の長さ部分をカバーしている。コネクタ54は、保護スリーブ58の付け外しの際に接続装置56から分離される。接続光ファイバ60は、接続装置56の中でインタフェース装置をRF受信部に接続し、受信したRFデータを送信する。図7Bは、チューニングキャパシタ(調整容量部)とともに導電性パターンの様子を概略的に示す。
【００３３】
図8A〜図8Bには、高周波超音波(high  frequency  ultrasound：HIFU)で動作する一実施形態によるローカル前立腺コイルの構成要素が図示されている。図8Aに示す例では、導電性ループ50は、高周波超音波又はポジトロン放出断層撮影法(PET)で使用可能な薄い銅片(銅のストリップ)62又はワイヤ64を含む。図8Bに示す例では、図3A/図3Bを参照しながら説明した実施形態のようなローカルコイルのオープン設計例とともに使用可能な例がHIFUエミッタ(放出器)66とともに示されている。オープン設計例の導体配置構成は、ローカルコイルから如何なるHIFUビームの反射も生じないように開口を提供する。
【００３４】
図9A〜図9Bに示す例では、別の実施形態のローカル前立腺コイルの構成要素が図示されている。図9Aは図3Cに関するローカル前立腺コイルの構成要素の概略を示す。ローカルコイルの設計例は、4つの分離した導電性ループ68、70、72、74を動作させるキャパシタ回路網とともに3つの接続装置を含んでいる。図9Bは接続装置78とともに使い捨て導電性ループ又はコイル76及びデチューン(設定変更可能な)電子素子を示す。使い捨てコイル76は治療システムとともに使用される。個別的なインタフェース装置80は、アナログディジタル変換部を含み、コネクタ82を介して使い捨てコイル76につながる。インタフェース装置は、磁気共鳴により生じた1つ以上の電流を測定し、1つ以上の測定値を送信する。光ファイバ84はインタフェース装置80及びコネクタ86につながる。光ファイバ84は、送信されるRFデータをインタフェース装置からRF受信部へ搬送する。
【００３５】
図10Aでは、一実施形態において受信専用のローカル前立腺コイルの動作方法例のフローチャートが示されている。ステップ90において、ローカル前立腺コイルが対象(患者)に合わせられ、患者及びコイルがMRスキャナのメイン磁場の中に配置される。メイン磁場の軸方向と患者の軸方向とは直交している。患者は支持部により支持される。患者を配置することは、磁気共鳴システム12の撮影領域の中で前立腺領域を位置決めすることを含む。
【００３６】
ステップ92において、シーケンスコントローラはRFコイル18にRFパルスを送信させ、そのRFパルスは患者の前立腺組織の中で磁気共鳴の励起を促す。生じた磁気共鳴が患者の中で減衰する際に、弱いRF磁気共鳴信号が生成される。磁気共鳴信号は、1つ以上のチューニングされたローカル前立腺コイルにおける1つ以上の電流を含む(電流に関連する)。ローカル前立腺コイルは、メイン磁場に対して垂直なRF信号を受信するように設定されている。より具体的に言えば、直交モードに設定されている場合に、コイルは、垂直磁場を横切る直交磁気共鳴信号成分を受信する。パラレル撮像モードの場合、k空間の4つのラインを同時に生成するように、図3Cの実施形態における4つのループが異なる感度を示すように個別的に調整される。ローカル前立腺コイルは、生じた電流を測定し、その測定値をRF受信部に送信する。コイルの感度は前立腺領域の組織に合わせて最適化される。
【００３７】
ステップ94において、RF信号の測定値はRF受信部24により受信される。受信された測定値は再構築部30に送信され、ステップ96において再構築部30はRF信号を1つ以上の画像に再構築する。再構築部は、ローカルコイルの設定、動作モード、及びRFパルス各々に関して測定された電流を利用して、画像を再構築する。画像は、HIFU、放射ビーム等による治療を制御するために使用され、或いは生体検査その他の検査処置を行うために使用される。
【００３８】
図10Bでは、一実施形態において送信/受信用のローカル前立腺コイルの動作方法例のフローチャートが示されている。本方法は、図10Aのフローチャート例をステップ98により修正している。ステップ92において生成されるRFパルスはステップ98により変更され、全身コイルにより生成されるRFパルスは、ローカルコイルにより生成されるRFパルスにより更に集められ、前立腺組織における磁気共鳴を集める。いったんパルスが生成されると、ローカル前立腺コイルは受信専用コイルとして動作するように切り替わり、図10Aの対応するステップと同様にステップ94において磁気共鳴を測定する。
【００３９】
ローカル前立腺コイルの様々な実施形態の開放的(オープン)な設計は、前立腺組織の生体検査を行うために一般に使用される手術器具を出し入れするアクセス性を提供する。導電性ループの厚み及び向きは、患者と生体検査を実行する医療従事者との双方が動くための隙間及び自由度を提供する。
【００４０】
本願では特定の実施形態に関連して、特定の構造的及び/又は機能的な特徴が、所定の要素及び/又は構成要素に組み込まれるように説明されていることが認められる。しかしながら、これらの特徴は、適切であるならば、同一又は類似する効果が得られるように、他の要素及び/又は構成要素にも同様に組み込まれてよいことが想定されている。様々な実施形態が、所望の用途又は他の代替的な実施形態に相応しい他の代替的な実施形態を得るために選択的に使用され、これにより組み込まれる実施形態各々の利点を実現できることも理解されるべきである。
【００４１】
本願で説明された特定の要素又は構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより適切に実現される機能を有してよいことが理解されるべきである。更に、一緒に組み込まれるように本願で説明された所定の要素は、適切な状況であれば、単独の要素であってもよいし或るいは分割されてもよいことが、理解されるべきである。同様に、ある特定の要素により実行されるように説明された複数の特定の機能は、個々の機能を独立に実行するように機能する複数の個別要素により実行されてもよいし、或いは、所定の個別的な機能が分割されてもよいし、協力して動作する複数の個別的な要素により実行されてもよい。代替的に、本願において互いから個別化されたものとして説明及び/又は示された要素又は構成要素は、適切であるならば、物理的又は機能的に組み合わせられてもよい。
【００４２】
以上、本明細書は好適な実施形態に関する事項を説明してきた。当然に、本明細書を参照及び理解した者にとって、説明事項に対する変形や代替も把握されるであろう。本発明は、そのような変形例や代替例が添付の特許請求の範囲又はその均等の範囲に属する限り、それらの全てを包含するように意図されている。すなわち、上記の変形例、その他の特徴及び機能、或いはそれらの代替例は、多くの様々なシステム又はアプリケーションに望ましく組み合わせられてもよいこと、及び、明示的には説明又は言及されていない様々な代替例、変形例又は改善例は、当業者により実質的になされてよく、上記の場合と同様に添付の特許請求の範囲に包含される用に意図されていることが、理解されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月9日(2014.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の軸に垂直なメイン磁場の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す１つ以上の電流を生成するように調整される少なくとも２つの導電性ループであって、接続装置により互いに取り外し可能に接続される少なくとも２つの導電性ループと、
前記少なくとも２つの接続された導電性ループに接続され、前記１つ以上の電流の測定値を信号処理システムに送信するインタフェース装置と
を有する磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項２】
前記メイン磁場に垂直な２つの直交する磁気共鳴無線周波数信号成分が受信されるように、前記インタフェース装置は、前記少なくとも２つの接続された導電性ループを、前記接続装置の少なくとも１つの容量性回路網を利用して直交するように結合する、請求項１に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項３】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループ各々の一部分は、各々の導電性ループの或る長さ部分を利用して単独の導電性ループを形成するように接続される、請求項１又は２に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項４】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、それぞれ、前記対象の上部大腿部の各々に適合するサイズを有する、請求項１〜３のうち何れか１項に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項５】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、前記対象の上部大腿部の間を通る長さ部分に沿って接続される、請求項１〜４のうち何れか１項に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項６】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、前記対象のウエスト上を巡るサイズを有する、請求項１〜５のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項７】
前記接続装置は前記インタフェース装置を含む、請求項１〜６のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項８】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、４つの導電性ループを含む、請求項１〜７のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項９】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、前記対象の腿の間の長さ部分に沿って繋がっており、前記対象のウエストの周りの長さ部分に沿うように分かれており、前記２つの接続された導電性ループの各々はヒップ接続部を包囲し、前記対象の腿の間に繋がる、請求項８に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの接続された導電性ループは、
薄い銅片、及び
高周波超音波を流すことが可能な薄い銅線
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜９のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項１１】
一体化された平坦な変換部、及び
ガルバニック接続部を有するスプリング
のうちの少なくとも１つを前記接続装置が含む、請求項１〜１０のうち何れか１項の磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【請求項１２】
対象の軸に垂直なメイン磁場をもたらすメイン磁石と、
前記対象の中で磁気共鳴を促す前記メイン磁場に隣接して設けられる無線周波数コイルと、
請求項１に記載の磁気共鳴ローカル無線周波数コイルと
を有する磁気共鳴システム。
【請求項１３】
磁気共鳴とともに領域を撮影する方法であって、
少なくとも２つの導電性ループとともに対象を患者支持部に配置するステップであって、前記少なくとも２つの導電性ループは、対象の軸に垂直なメイン磁場の中に配置される対象の軸に沿う磁気共鳴無線周波数信号成分を受信し、受信した磁気共鳴無線周波数信号成分を示す１つ以上の電流を生成するように調整され、かつ、接続装置により互いに取り外し可能に接続される、ステップと、
前記対象の中で磁気共鳴を励起し、生成された１つ以上の電流の測定値を送信するステップと、
生成された１つ以上の電流の送信された測定値を受信するステップと、
生成された１つ以上の電流の受信された測定値から１つ以上の画像を再構築するステップと
を有する方法。
【請求項１４】
前記配置するステップが、前記対象の前立腺に隣接する腿の上に前記導電性ループの各々を配置するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記配置するステップが、前記対象のウエストの少なくとも一部分の上に前記導電性ループの各々を配置するステップを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記受信するステップが、前記導電性ループの直交結合を含む、請求項１３〜１５のうち何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記配置するステップが、
使い捨ての取り外し可能な導電性ループ、及び
取り外し可能な導電性ループの上にある使い捨ての保護スリーブ
のうちの少なくとも１つを導入するステップを含む、請求項１３〜１５のうち何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のうち何れか１項に記載の方法を１つ以上のプロセッサに実行させるソフトウェアを担う一時的でないコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１９】
請求項１３〜１７のうち何れか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされた１つ以上のプロセッサを有するシステム。
【請求項２０】
磁気共鳴無線周波数信号を受信するように調整される少なくとも２つの導電性ループであって、対象の腿の間の或る長さ部分に沿って繋がっており、前記対象の軸の周りを巡り、接続装置により互いに取り外し可能に接続される少なくとも２つの導電性ループと、
前記接続装置により前記少なくとも２つの導電性ループに接続され、受信した磁気共鳴無線周波数信号の測定値を送信するインタフェース装置と
を有する磁気共鳴ローカル無線周波数コイル。
【国際調査報告】
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