(57)【要約】本発明は磁気共鳴装置およびそれの作動方法に関する。磁気共鳴装置は検査空間（２７）の周りにアレイ状に配置された多数のアンテナ（１）を有し、各アンテナ（１）には専用の送信チャネル（２）および専用の受信チャネル（３）が存在する。磁気共鳴装置の制御ユニット（２６）は、ハイパーサーミア治療のために検査空間（２７）に集束された高周波電磁場を発生させるために、制御ユニット（２６）が各アンテナ（１）ごとにアンテナによって受信された磁気共鳴信号の振幅および位相を求め、予め定め得る位相および振幅の高周波放射を放出するようにアンテナ（１）を互いに独立に制御することができるように構成されている。本磁気共鳴装置により、付加的な水クッションの必要性なしにハイパーサーミア治療が行なわれ、ほぼ同時に高周波放射を照射された組織範囲における正確な温度測定を行なうことができる。
2004530518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本磁場磁石（２３）と、傾斜磁場コイル（２４）と、高周波送信・受信ユニット（２５）と、磁気共鳴測定を実施するために傾斜磁場コイル（２４）および高周波送信・受信ユニット（２５）を制御する制御ユニット（２６）とを備えた磁気共鳴装置において、
高周波送信・受信ユニット（２５）は検査空間（２７）の周りにアレイ状に配置された複数のアンテナ（１）を有し、各アンテナ（１）には専用の送信チャネル（２）および専用の受信チャネル（３）が存在し、
制御ユニット（２６）は、制御ユニット（２６）が各アンテナ（１）ごとにアンテナ（１）によって受信された磁気共鳴信号の振幅および位相を求め、ハイパーサーミア治療のために検査空間（２７）内に集束された高周波電磁場を発生させるために、予め定め得る位相および振幅の高周波放射の放出のためにアンテナ（１）を互いに独立に制御することができるように構成されていることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項２】
各送信チャネル（２）は電力増幅器（９）および変調器（７）を有することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
アンテナ（１）は共鳴棒として形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
制御ユニット（２６）は、集束された高周波電磁場を当てられた身体範囲（１６）の温度を求めるための磁気共鳴測定を行なうための高周波送信ユニット（２５）および傾斜磁場コイル（２４）を制御するために、制御ユニット（２６）がハイパーサーミア治療中に集束された高周波電磁場の発生を予め定め得る時点で短時間だけ中断するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
各送信チャネル（２）は検査範囲（２７）におけるインピーダンス状態に線路インピーダンスを整合させるための整合回路（１１）と接続されていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の磁気共鳴装置。
【請求項６】
アンテナ（１）は検査空間（２７）の周囲に円筒外被状装置を形成していることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の磁気共鳴装置。
【請求項７】
基本磁場磁石（２３）は少なくとも２Ｔの磁場強さを発生するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の磁気共鳴装置。
【請求項８】
患者（１７）の限定された身体範囲（１６）のハイパーサーミア治療のために、
傾斜磁場コイル（２４）および高周波送信・受信ユニット（２５）が、まず第１の磁気共鳴測定の形で位置依存性の振幅測定および位相測定を行なうための同調シーケンスにより制御され、
各アンテナ（１）ごとに、患者（１７）の限定された身体範囲（１６）から受信された磁気共鳴信号の振幅および位相が測定され、それから各アンテナ（１）ごとに、限定された身体範囲（１６）への高周波放射の集束に必要な振幅および位相が求められ、
引続いて、ハイパーサーミア治療のために限定された身体範囲（１６）に集束された高周波電磁場が発生されるように、個々のアンテナ（１）が高周波放射の放出のためにアンテナごとに求められた振幅および位相で互いに独立に制御される
ことを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の磁気共鳴装置の作動方法。
【請求項９】
第１の磁気共鳴測定を行なうための同調シーケンスとしてＦＩＤ制御シーケンスが使用されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
限定された身体範囲（１６）の温度測定を第２の磁気共鳴測定を介して行なうために、ハイパーサーミア治療中の周波ビーム放出の制御が繰り返して短時間だけ中断されることを特徴とする請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
温度測定のための第２の磁気共鳴測定における磁気共鳴信号が磁気共鳴装置に接続された表面コイル（４）を介して検出されることを特徴とする請求項１０記載の磁気共鳴装置。
【請求項１２】
アンテナ（１）は、磁気共鳴測定を行なうためとハイパーサーミア治療のために、同じＨＦ周波数にて制御されることを特徴とする請求項８乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
集束に必要な振幅および位相をその都度新たに求めるために１つ又は複数の他の磁気共鳴測定を行ない、引続いてハイパーサーミア治療を続行するためにアンテナごとに新たに求めた振幅および位相でアンテナ（１）を互いに独立に制御するために、ハイパーサーミア治療中の高周波放射の放出の制御が１回又は複数回短時間だけ中断されることを特徴とする請求項８乃至１２の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基本磁場磁石と、複数の傾斜磁場コイルと、高周波送信・受信ユニットと、磁気共鳴測定のために傾斜磁場コイルおよび高周波送信・受信ユニットを制御する制御ユニットとを備えた磁気共鳴装置に関する。さらに、本発明はこの種の磁気共鳴装置の作動方法に関する。
【０００２】
種類によって磁気共鳴装置は医療診断において患者体内の画像検出のために使用される。その場合、磁気共鳴装置は、例えば神経分野、血管撮影法または心臓病分野における画像形成に使用される。
【０００３】
磁気共鳴断層撮影の頻繁な適用分野は癌治療における腫瘍の可視化または監視である。この種の腫瘍治療のための新しい技術では、補助のために又は化学療法または放射線治療の代わりに、高周波（ＨＦ）エネルギーの集束された照射による腫瘍範囲の的確な加熱も実施される。この新しい技術は用語「選択的なハイパーサーミア」で知られている。今日利用可能なハイパーサーミア装置は患者がハイパーサーミア・アプリケータ内に位置決めされるので、治療すべき人体範囲がアプリケータのほぼ下方中央部に配置される。ハイパーサーミア・アプリケータは多数のアレイ状に配置された高周波双極子から構成され、これらの双極子は定められた振幅および位相位置のパルス状または時間的に一定の高周波電力を供給される。個々の各双極子における高周波の位相位置および振幅は、治療すべき範囲すなわち腫瘍の部位で個々の双極子から放射された高周波エネルギーが重なり合ってそこに最大の電磁場強さが得られるように選択される。集束された高周波エネルギーの一部は腫瘍の範囲における組織に吸収されるので、この範囲は照射された高周波エネルギーによって加熱される。腫瘍組織は健全組織よりも熱的に敏感であることから、腫瘍組織が加熱によって周囲の健全組織よりも強く傷つけられる。この種の的確な温熱治療によって腫瘍組織の壊死が達成される。
【０００４】
ハイパーサーミア治療における基本的な問題は、組織内と周囲空気内とでは電磁波の伝搬速度が異なることである。患者の人体構造に応じて、送出双極子から腫瘍までの電磁波の伝搬区間は多かれ少なかれ組織または空気によって満たされている。しかしながら、これは電磁波の集束に影響を及ぼすので、ハイパーサーミア治療時に高周波エネルギーをあらゆる場合に最適に集束させることは他の補助手段なしには実現できなかった。従って、今日利用可能なハイパーサーミア装置においては、患者とアプリケータとの間の空間は、患者の位置決め後に特殊な水溶液を満たされる水クッションを詰められる。この水クッションによって患者の体内の高周波放射および身体とハイパーサーミア・アプリケータとの間の高周波放射の伝搬速度がほぼ合わせられ、それにより患者の人体構造が異なる場合にも十分に良好な集束が達成される。しかしながら、この方法は、特に閉所恐怖症の患者の場合に不快に感じられる。さらに、例えばハイパーサーミア治療中における患者の生理学的な監視ために別のアプリケータを同時使用することは水クッションによって困難にされる。なぜならば、付加的なアプリケータを置くための空間がほとんど残っていないからである。
【０００５】
さらに、ハイパーサーミア治療の場合、治療中に組織温度を監視することが必要である。これは、今日では、カテーテルに取り付けられた特殊な温度センサを介して行なわれる。カテーテルは治療時に温度センサと共に患者の皮膚を通して刺し込まれ、被照射組織に近づけられる。しかしながら、この侵襲方法は患者に負担をかける。
【０００６】
ハイパーサーミア治療中における組織温度の検出のための改善された技術によれば、磁気共鳴測定の使用も考慮される。この場合に行なわれた試みでは、ハイパーサーミア治療と同時に進行する磁気共鳴検査を介して温度が測定される。このためにハイパーサーミア・アプリケータが磁気共鳴装置の検査空間へ挿入され、加熱と同時に磁気共鳴測定が行なわれる。関心身体範囲から得られた磁気共鳴信号のＴ1−Ｔ２シフトから組織の温度を導き出すことができる。
【０００７】
しかしながら、温度測定のためのこの新しい試みを適用する場合の問題点は、温度測定の精度である。この精度は今日ではほとんど十分ではない。なぜならば、磁気共鳴装置の送信・受信ユニットと患者との間にハイパーサーミア・アプリケータが配置されているので、磁気共鳴エコーの受信信号が非常に弱くしか磁気共鳴装置の高周波送信・受信ユニットによって受信されないからである。さらに、磁気共鳴信号はハイパーサーミア・アプリケータと患者との間に配置された水クッションによって弱められる。この種の温度測定の精度不足の他の原因は磁気共鳴装置の高周波の送信周波数の選択にある。この磁気共鳴周波数は、磁気共鳴システムとハイパーサーミアシステムとの結合を粗にして両システムの障害となる相互影響を避けるために、ハイパーサーミア・アプリケータの高周波数に対して十分な間隔を維持しなければならない。公知のハイパーサーミア・アプリケータは、患者の体内に高周波電磁場つまり高周波電磁波の十分な集束性を得るためには、１００ＭＨｚの周波数範囲で動作する。従って、ハイパーサーミア・アプリケータの１００ＭＨｚに対して十分な間隔を守るために、磁気共鳴周波数は一般に８〜６４ＭＨｚの範囲に選定される。しかしながら、選定された磁気共鳴周波数は、磁気共鳴の励起のために０．２Ｔと１．５Ｔとの間における基本磁場の磁場強さを必要とする。このような基本磁場強さにおいては、温度依存性のＴ１−Ｔ２シフトが極めて明白ではないので、それによって温度測定の精度が阻害される。
【０００８】
本発明の課題は、水クッションの使用なしに高周波電磁場の十分な集束を可能にすると共にて負担なしに高精度の温度測定を可能にする選択的ハイパーサーミア治療のための装置を提供することにある。
【０００９】
この課題は、本発明によれば、請求項１もしくは８による磁気共鳴装置および磁気共鳴装置の作動方法によって解決される。磁気共鳴装置および方法の有利な実施態様は従属請求項の対象である。
【００１０】
本発明による磁気共鳴装置は、公知のようにして、基本磁場磁石と、複数の傾斜磁場コイルと、高周波送信・受信ユニットと、磁気共鳴測定の実施のために傾斜磁場コイルおよび高周波送信・受信ユニットを制御する制御ユニットとで構成されている。公知の磁気共鳴装置に比べて、高周波送信・受信ユニットは検査空間の周りにアレイ状に配置された多数のアンテナからなる。これらのアンテナは、予め定め得る位相および振幅の高周波放射の放出のために、独立した送信チャネルを介して互いに独立に制御可能である。さらに、各アンテナのために独立した受信チャネルが設けられている。制御ユニットは、各アンテナごとにアンテナによって受信された局部選択性の磁気共鳴信号の振幅および位相を求め、ハイパーサーミア治療のために検査空間内に集束された高周波電磁場つまり高周波電磁波を発生させるために、予め定め得る位相および振幅の高周波放射の放出のためにアンテナを互いに独立に制御することができるように構成されている。
【００１１】
磁気共鳴装置の作動のための本発明方法においては、アンテナおよび傾斜磁場コイルがまず被検体内での局部選択性の磁気共鳴測定を行なうために制御される。磁気共鳴信号がアンテナにより受信される。治療すべき身体範囲から受信された磁気共鳴信号は、治療すべき身体範囲と個々の各アンテナとの間の経路における高周波放射の振幅減衰および位相シフトを検出するために、制御ユニットによって、個々の各受信チャネル毎に、すなわち個々の各アンテナ毎に振幅および位相に基づいて評価される。引続いて、治療すべき身体範囲の位置におけるハイパーサーミア治療のために正しく集束された高周波電磁場つまり高周波電磁波を発生させるために、検出された振幅減衰および位相シフトを考慮して個々のアンテナが互いに独立に制御ユニットによって適当な振幅および位相で制御される。
【００１２】
磁気共鳴装置の本発明の構成および上記作動方法によって、患者のハイパーサーミア治療は水クッションなしに可能になる。高周波電磁場の正しい集束のために個々のアンテナを振幅および位相正しく制御することは、予め、治療すべき身体範囲から個々の各アンテナによって受信された磁気共鳴信号の振幅および位相の検出によって求められる。このようにして、患者の人体構造に関係なく、またアンテナと患者との間の空間に関係なく、常に、治療すべき部位、特に腫瘍の位置に高周波電磁場の最適な集束のための正しい振幅および位相の制御が行われる。それにより、一方では、ハイパーサーミア治療中における例えば患者の生理学的監視ための付加的なアプリケータを設けることが可能であり、他方では同じ磁気共鳴装置を用いて高精度の且つ患者の負担なしに温度測定を行うことができる。
【００１３】
局部選択性のハイパーサーミア治療を同時に行なえる磁気共鳴装置の本実現は、ハイパーサーミア・アプリケータの付加的な組み込みによってではなくて、むしろ磁気共鳴装置の既存の構成要素の簡単な切り換えによって行なわれる。この場合、アンテナのための１つ又は複数の電力送出器が、一方ではハイパーサーミア治療のために１〜２ｋＷのオーダの必要な連続電力を供給できるように構成されている。他方では、電力送出器は、磁気共鳴測定のための十分なパルス電力、すなわち２０〜３０ｋＷのオーダにあるパルス電力を供給できるように構成されなければならない。このために、特に磁気共鳴装置において通常使用されるパルス電力送出器が送出チャネル当たりより小さいパルス電力を有するより多数の電力送出器によって置き換えられる。
【００１４】
個々のアンテナは、特に共鳴棒としてまたは高周波特性が共鳴棒に一致する長く延びた導電材料層として構成され、これらはできるだけ小さな寸法を持つべきである。個々の共鳴棒は患者のための円筒状空間の周りに配置されている。さらに、共鳴棒は整合装置を装備している。整合装置は、治療すべき身体範囲への伝達経路のインピーダンスを、それぞれの電力増幅器を共鳴棒に接続する導線の線路インピーダンスに整合させる。その場合、治療すべき身体範囲への伝達経路のインピーダンスは、患者および検査空間におけるジオメトリの影響を受ける。整合装置は固定の変換比を備えるか、または各患者のために個別のチューニングによって調整されるとよい。
【００１５】
本磁気共鳴装置の実施態様では各アンテナに対して別々の電力送出器が設けられている。これらの各電力送出器はアンテナの位相制御および振幅制御を可能にする送出器制御回路を装備している。パルス状の励起による磁気共鳴測定も連続照射によるハイパーサーミア治療も可能にするために、制御回路は大きく異なるパルス期間を持つ任意の高周波パルス形態を発生することが可能であるべきである。各送出器制御回路は、特に補間値表からアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）を介して給電される変調器を含んでいる。変調器はアナログＩＱ変調器またはディジタルＮＣＯ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；数値制御発振器）によって実現される。送出周波数のための周波数発生はＰＬＬ（フェーズロックド・ループ）またはＤＤＳ（ダイレクトディジタルシンセサイザ）ループにより行なわれる。周波数発生のためのこの種の回路は磁気共鳴装置の分野では当業者に知られている。
【００１６】
本磁気共鳴装置では、アンテナ内に誘導される磁気共鳴エコーもしくは磁気共鳴信号を検出することを可能にするために、各アンテナは独立した受信チャネルを有する。このために、特にそれぞれの整合ユニットと電力増幅器との間に送信−受信切換器が配設され、送信−受信切換器は各送出アンテナにおける磁気共鳴信号を受信回路へ転送する。受信回路自体は前置増幅器回路および復調器回路によって実現され、復調器回路は個々の各受信信号を振幅および位相に基づいて復調することができる。受信器回路はアナログＩＱ復調器またはディジタル復調器を装備しているとよい。この受信回路は腫瘍を包囲する組織での位相シフトおよび高周波振幅の減衰の検出を可能にする。
【００１７】
本磁気共鳴装置は十分高い磁気共鳴周波数の発生のために構成され、この磁気共鳴周波数は基本磁場磁石の磁場強さにおいて高周波電磁場の一義的な集束を可能にする。他方では、基本磁場磁石の磁場強さは、付属の磁気共鳴周波数においてなおも被検査組織における温度の一義的な表示が達成されるように選ばれる。基本磁場磁石の磁場強さについては、例えば３Ｔの磁場強さが適しているので、１２３．２ＭＨｚの磁気共鳴周波数が発生させられなければならない。この磁気共鳴周波数は患者体内では１０〜３０ｃｍの波長に相当し空気中では２．５ｍの波長に相当するので、高周波エネルギーの十分に強い集束を達成することができる。
【００１８】
本磁気共鳴装置の作動は、特に、所望の身体範囲の加熱のための高周波エネルギーの照射が繰り返し短時間中断され、当該身体範囲における温度の検出のための磁気共鳴測定を実施するように行なわれる。その場合、温度測定はアンテナによる従来の磁気共鳴測定およびこれに続くＴ１−Ｔ２シフトの評価を介して行なわれる。位置情報は公知のごとく傾斜磁場コイルによる周波数エンコーディングおよび位相エンコーディングを介して行われる。
【００１９】
温度測定は、当該範囲の過熱を回避できるようにするために、加熱プロセスの経過中に繰り返し行なわれる。個々の温度測定間の間隔は照射された高周波出力、照射持続時間および身体範囲に応じて選択される。磁気共鳴測定の種類に応じて、すなわちパルス列の選択に応じて温度測定には数１００ｍｓ、特に１００ｍｓ〜１ｓの範囲が用いられる。さらに、温度測定の間において、治療すべき身体範囲の加熱のための高周波エネルギーの照射が行なわれる。
【００２０】
有利な実施態様において、磁気共鳴装置の受信チャネルは温度を求めるための磁気共鳴測定のための非常に良好な信号・ノイズ比を可能にする表面コイルに接続されている。このために、表面コイルに加えて受信回路が存在し、この受信回路は高周波送信・受信ユニットのアンテナの受信回路に対応して構成されている。高周波送信・受信ユニットのアンテナおよび表面コイルは、この実施態様では、共鳴装置のちょうど使用されていない部分が測定へ障害を生じる影響を防止するために、付加的に離調装置が装備される。この種の離調装置は従来の磁気共鳴装置より公知である。
【００２１】
ハイパーサーミア治療の実施時における高周波電磁場の最適な集束のために、個々のアンテナから患者身体の治療すべき範囲までの経路における位相シフトおよび振幅減衰に関する、各患者個々に相違する情報が必要である。この情報を求めるために、本発明によれば、既に説明したように、磁気共鳴装置により加熱シーケンスの開始前に同調シーケンスが実現される。この同調シーケンスにおいては予め定め得る身体範囲から受信された磁気共鳴信号が個々のアンテナで受信された振幅および位相位置に関して評価される。有利な実施態様では、この同調周波数がＦＩＤ（Ｆｒｅｅ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｄｅｃａｙ；自由誘導減衰）測定として実現され、傾斜磁場コイルの適切な制御によって関心のない身体範囲からのエコーの出射を防止することができる。腫瘍範囲からは、励起時に高周波エネルギーが磁気共鳴信号の形で放射され、その際に、この磁気共鳴信号は各アンテナによって同時にとらえられる。位相差および振幅差から、腫瘍の身体範囲に集束された高周波エネルギーを発生させるための個々のアンテナの制御に必要な位相および振幅が導き出される。アンテナの制御は、個々の各送信アンテナのために予め求められたこれらの位相および振幅で正確に行なわれる。
【００２２】
アンテナの制御のための正しい位相および振幅を求めるためのこの種の磁気共鳴測定は、もちろん、加熱シーケンス実施中においても加熱シーケンスを磁気共鳴測定のために短時間中断させることによって繰り返し行なうことができる。このようにして、治療中における患者の姿勢変化時にも最適な集束を達成することができる。
【００２３】
以下において本磁気共鳴装置および付属の作動方法を図面に示す実施例に基づいて改めて簡潔に説明する。
図１は磁気共鳴装置の極めて簡単化した図を示し、
図２は本発明による磁気共鳴装置の高周波送信・受信ユニットの構成例を概略的に示し、
図３は患者の腫瘍の身体範囲において個々のアンテナによって発生させられた高周波電磁場の重畳を具体的に説明するための略図を示し、
図４は振幅および位相の正しい高周波信号の発生のためのＮＣＯの作動例を示し、
図５は同時の温度測定をともなうハイパーサーミア治療のための模範的なシーケンスを示す。
【００２４】
図１には、本発明の場合にも実現されているような磁気共鳴装置の原理構成が極めて簡単化されて示されている。この図は、基本磁場磁石２３と、傾斜磁場コイル２４と、検査空間２７を取囲む高周波送信・受信ユニット２５と、傾斜磁場コイル２４および高周波送信・受信ユニット２５を制御するための制御ユニット２６とを示す。例えば評価用コンピュータ、メモリ、パルスシーケンス制御部、パルス波形発生器または高周波発生器のような磁気共鳴装置に存在するユニットは、この図の場合、制御ユニット２６内にまとめられている。
【００２５】
図２には、本発明による磁気共鳴装置において使用されるような高周波送信・受信ユニットの構成が模範的に示されている。高周波送信・受信ユニットは多数のアレイ状に配置された共鳴棒１から構成され、これらの共鳴棒１は患者のために設けられている円筒状の検査空間２７の周りに配置されている。個々の各共鳴棒１は専用の送信チャネル２および専用の受信チャネル３と接続されている。図には、模範的にこれらの受信チャネルおよび送信チャネルのうち２つの共鳴棒について２つの受信チャネルおよび送信チャネルのみが示されている。送信チャネル２は高周波励起パルスの発生のための包絡線および位相経過を記憶するためのメモリ６を含む。変調器７として作動されるＮＣＯは、必要なパルス波形および位相を、図示されていない周波数発生器によって得られるキャリア周波数信号ｆで変調する。信号は続いてディジタル・アナログ変換器８内で変換され、電力増幅器９を介して増幅される。このようにして増幅された高周波信号は共鳴棒１にインピーダンス整合に役立つ同調回路１１を介して導かれる。このようにして、個々の共鳴棒１は、定められた位相および振幅の高周波放射もしくは高周波パルスを送出するために、互いに独立して制御される。
【００２６】
患者の腫瘍の身体範囲内への集束のために、個々の各共鳴棒に必要な位相および振幅を求めようとする場合、個々の共鳴棒１は先ずこの身体範囲における磁気共鳴励起信号の励起のために高周波パルスを放出するように制御される。その後、あるいは送信と同時に、傾斜磁場の制御によって、ＦＩＤ信号を放出する空間範囲が腫瘍範囲に限定される。引続いて、共鳴棒１を受信側に切換えるために、もしくはそれぞれの受信チャネル３に接続するために、送信−受信切換器１０が切換えられる。磁気共鳴信号は各共鳴棒１によって受信され、前置増幅器１２を介してアナログ・ディジタル変換器１３に供給される。ディジタル信号は、復調器として作動されるＮＣＯ１４において、位相および振幅に応じて分割されて、評価コンピュータ１５に供給される。評価コンピュータ１５は、各共鳴棒について集束に必要な振幅および位相を得るために、定められた身体範囲についての磁気共鳴信号の振幅および位相を評価する。その後、腫瘍の身体範囲における正しい集束を達成するために、個々の共鳴棒１はそれらのために求められた振幅および位相で制御される。このために、送信−受信切換器１０が再び送信チャネル１０へ切換えられ、個々の共鳴棒１は高周波連続電力を供給される。この連続電力は高周波パルスから構成することもできる。
【００２７】
この位相および振幅の正しい制御によって、図３に概略的に示されているように、水クッションの使用なしに患者１７の腫瘍の身体範囲１６内に高周波エネルギーの集束を達成することができる。この図において、簡単化のために、６個の共鳴棒１だけが示されている。これらの共鳴棒１は異なる位相差Δφおよび振幅ΔＵを持つ高周波放射を放出するように制御される。
【００２８】
さらに、図２はハイパーサーミア治療中における温度測定の可能性を示す。この温度測定については、共鳴棒１を介して磁気共鳴信号の励起のための高周波パルスを発生するために、加熱位相が短時間中断される。付属のパルスシーケンスは当業者には従来の磁気共鳴測定から知られている。選択的に、磁気共鳴信号の受信のために、表面コイル４が患者の関心身体範囲に直接に位置決めされ、特別の受信チャネル５に接続されている。この受信チャネル５は、共鳴棒１の受信チャネル３と同様に、前置増幅器１２、アナログ・ディジタル変換器１３およびＮＣＯ１４を有し、評価コンピュータ１５に接続されている。表面コイルによる温度測定のための共鳴信号測定は非常に良好な信号・ノイズ比の利点を有する。
【００２９】
図４は、予め定め得る振幅および位相の高周波放射を発生させるための変調器としてＮＣＯ７の接続例を示す。ＮＣＯは逆方向にも受信信号の復調のために作動可能である。
【００３０】
基準周波数に関する受信された高周波信号の正弦波信号および余弦波信号であるディジタルデータストリームの発生は送信に使用されるＮＣＯの場合と同様にして行なわれる。加算器の代わりに、受信され且つＡＤＣによってディジタル化された受信データストリームが両掛算器へ分配される。一方の信号成分は正弦波データストリームと掛算され、他方の信号成分は余弦波データストリームと掛算される。両データストリームのディジタル低域通過フィルタ処理後、受信された高周波信号の表示が、ＤＤＳによって発生させられた基準信号に関する実数成分と虚数成分として得られる。
【００３１】
図５はハイパーサーミア治療のための共鳴棒１の制御のための制御シーケンスを示す。上部において組織の加熱のための送出パルス２０が示されている。この加熱シーケンス２０が短時間中断されて、磁気共鳴測定を行なうための高周波パルス列２１が公知のように照射され、引続いて定められた受信時間２２中に磁気共鳴信号が個々の共鳴棒１を介して受信される。その後新たな加熱シーケンス２０により加熱が続行される。図の下部には、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向における位置エンコーディングのための傾斜磁場コイルの制御パルスが示され、これらはスピン・エコー・シーケンスにおいて現われるような制御パルスである。その他にも、もちろん、ここに示されていないシーケンス技術をこのために使用可能である。
【００３２】
加熱シーケンスが短時間中断される時間インターバルにおいて、関心身体範囲における組織の温度が磁気共鳴測定の結果から導き出される。
【００３３】
本システムは、照射されたＨＦ周波数において進行するすべての磁気共鳴応用を実現することが可能な状況にある。この応用は、患者の関心範囲における人体構造表示や、あるいは分光学測定も実施し且つ患者における温度分布を測定するために利用される。さらに、本システムは高周波電磁場の狙い通りの集束ができるように個々の共鳴棒を制御することが可能な状況にある。この場合、温度測定がほぼ加熱と同時に行なうことができるように、加熱シーケンスを温度測定のための磁気共鳴シーケンスと入り組ませることを可能にするために、加熱シーケンスは時間切れ目で区分される。
【００３４】
この場合に、磁気共鳴測定が行なわれる周波数は、少なくともほぼ、ハイパーサーミア治療が行なわれる周波数に相当する。これは、個々の各共鳴棒が制御されなければならない位相および振幅を正しく決定することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】磁気共鳴装置を極めて簡単化して示す構成図、
【図２】本発明による磁気共鳴装置の高周波送信・受信ユニットの構成例の概略図
【図３】患者身体の腫瘍範囲において個々のアンテナによって発生された高周波電磁場の重畳を具体的に説明するための略図
【図４】振幅および位相の正しい高周波信号の発生のためのＮＣＯの作動例を示すブロック図
【図５】同時の温度測定をともなうハイパーサーミア治療のための模範的なシーケンスを示すタイムチャート
【符号の説明】
【００３６】
１        アンテナ／共鳴棒
２        送信チャネル
３        受信チャネル
４        表面コイル
５        受信チャネル
６        メモリ
７        変調器
８        ディジタル・アナログ変換器
９        電力増幅器
１０        送信−受信切換器
１１        同調回路
１２        前置増幅器
１３        アナログ・ディジタル変換器
１４        復調器（ＮＣＯ）
１５        評価コンピュータ
１６        身体範囲
１７        患者
２０        送出パルス（加熱シーケンス）
２１        高周波パルス列
２２        受信時間
２３        基本磁場磁石
２４        傾斜磁場コイル
２５        高周波送信・受信ユニット
２６        制御ユニット
２７        検査空間
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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