РАДИОЧАСТОТНО ЭКРАНИРОВАННЫЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ СИСТЕМЫ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
RF SHIELDED EXAM ROOM OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области магнитно-резонансной (МР) визуализации, в частности, в связи с использованием диагностических или лечебных устройств, подобных устройствам линейного ускорителя или других.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Электромагнитное экранирующее ограждение системы магнитно-резонансной (МР) визуализации является важным требованием для ее надежной работы и основой для генерирования высококачественных диагностических изображений. Такое электромагнитное экранирующее ограждение выполняется в виде клетки Фарадея, чтобы сделать возможным экранирующее ограждение РЧ облучения. Соответственно, компоненты системы МР визуализации, вовлеченные в генерирование или измерение электромагнитных полей, а также компоненты для передачи аналогового сигнала требуют экранирующего ограждения. В частности, главный магнит с градиентной и РЧ катушками, которые окружают пространство исследования, расположены внутри экранирующего ограждения, которое, как правило, организовано в виде экранирующего ограждения диагностического кабинета.
При использовании системы МР визуализации вместе с по меньшей мере одним другим устройством, которое должно быть расположено поблизости от системы МР визуализации, электромагнитное экранирующее ограждение становится более сложным. Это относится к комбинации системы МР визуализации с другими диагностическими или лечебными устройствами, например, к комбинации устройства линейного ускорителя («линак») с системой МР визуализации. Такая комбинация делает возможным, например, генерирование посредством системы МР визуализации диагностических изображений во время лечения с устройством «линак» для управления работой этого устройства «линак» и эффективностью лечения с использованием устройства «линак».
Патент США № 4613820 раскрывает комнату с радиочастотным экранированием для системы визуализации на основе ядерного магнитного резонанса. Смежно с одним концом магнитного зазора расположена электрически проводящая стенка экрана, ограничивающая объем.
Для системы МР визуализации устройство «линак» является значительным источником электромагнитных помех и наоборот, поскольку оба устройства во время работы генерируют РЧ излучение. Другим примером такого диагностического или лечебного устройства является гиперполяризационное устройство. Соответственно, требуется адаптировать электромагнитное экранирующее ограждение системы МР визуализации, чтобы добиться ее надежного РЧ экранирования при учете пространственных, а также конструктивных требований к расположению и поддержке другого устройства, также как и самой системы МР визуализации. В частности, требуется надежное экранирующее ограждение системы МР визуализации от электромагнитных помех, созданных другим устройством. Кроме того, другому устройству также может требоваться экранирующее ограждение от электромагнитного излучения, генерируемого системой МР визуализации.
Усовершенствованное электромагнитное экранирующее ограждение содержит трубообразное экранирующее устройство, которое сконфигурировано таким образом, что окружает диагностический туннель системы магнитно-резонансной визуализации. Обычно внутри трубообразной экранирующей системы расположены и градиентные катушки системы МР визуализации, например, в виде сборки градиентной катушки. Экранирующее ограждение простирается от продольных концов трубообразного экранирующего устройства, чтобы разрешить доступ для обслуживающего персонала и пациентов. Это приводит к тому, что экранирующее ограждение диагностического кабинета разделено трубообразным экранирующим устройством на два пространства, по одному у каждого продольного конца трубообразного экранирующего устройства. Соответственно, доступ в диагностический туннель достаточно сложный, особенно когда требуется попеременный доступ в диагностический туннель с его противоположных сторон. Под доступом имеется в виду доступ в целях технического обслуживания, а также во время обычной работы. Например, пациент может быть доставлен в диагностический туннель со стороны одного из его концов, а обеспечение дополнительных катушек или добавочных устройств, таких как устройства доставки контрастного вещества или устройства подачи кислорода. может потребовать доступ с противоположного конца диагностического туннеля. Это довольно неудобно и для пациента, и для персонала.
Дополнительными аспектами, когда системы МР визуализации используются вместе с другими устройствами, являются установка системы, ее техническое обслуживание и ремонт, что должно приниматься во внимание при проектировании экранирующего ограждения диагностического кабинета. Разделение пространства экранирующим ограждением диагностического кабинета увеличивает усилия на установку системы, ее техническое обслуживание и ремонт.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечить экранирующее ограждение диагностического кабинета, систему магнитно-резонансной визуализации, содержащую диагностический кабинет, имеющий экранирующее ограждение, и систему, содержащую систему магнитно-резонансной визуализации и дополнительное лечебное или диагностическое устройство, расположенное по внешней окружности трубообразного экранирующего устройства, которое имеет хорошие экранирующие возможности и обеспечивает высокую эргономичность для работы, для технического обслуживания системы магнитно-резонансной визуализации, а также для подготовки пациентов, находящихся внутри пространства обследования системы магнитно-резонансной визуализации, и ухода за ними.
Эта задача решена посредством экранирующего ограждения диагностического кабинета для электромагнитного экранирующего ограждения системы магнитно-резонансной визуализации, при этом экранирующее ограждение диагностического кабинета содержит потолок, пол, боковые стены, взаимно соединяющие между собой потолок и пол, и трубообразное экранирующее устройство, которое выполнено таким образом, что окружает диагностический туннель системы магнитно-резонансной визуализации, при этом оба продольных конца трубообразного экранирующего устройства соединены по окружности с отверстиями боковых стен, а боковые стены экранирующего ограждения образуют очертания U-образного кабинета, при этом продольные концы трубообразного экранирующего устройства соединяют между собой боковые стороны ответвления U-образного кабинета.
Эта задача решена также посредством системы магнитно-резонансной визуализации, содержащей диагностический кабинет, причем диагностический кабинет имеет экранирующее ограждение диагностического кабинета в том виде, как оно определено выше.
Кроме того, эта задача решена посредством системы, содержащей вышеуказанную систему магнитно-резонансной визуализации и дополнительное лечебное или диагностическое устройство, расположенное по внешней окружности трубообразного экранирующего устройства.
Предложенное экранирующее ограждение диагностического кабинета делит пространство внутри диагностического кабинета на два отделения, которые разделены по отношению к РЧ излучению, в частности к РЧ шуму. Одно отделение, то есть первое отделение является отделением внутри экранирующего ограждения диагностического кабинета, содержащим диагностический туннель, где прилагают электромагнитные поля для выполнения магнитно-резонансного сканирования. Другое отделение, то есть, второе отделение содержит пространство внутри диагностического кабинета, но снаружи экранирующего ограждения диагностического кабинета, включающее в себя пространство снаружи трубообразного экранирующего устройства. Это пространство снаружи трубообразного экранирующего устройства включает в себя также и пространство, окружающее диагностический туннель, где расположены другие устройства, а также возможные соседние кабинеты, где могут перемещаться операторы и (или) обслуживающий персонал для управления системой МР визуализации и (или) другими устройствами. Кроме того, в таком соседнем кабинете может производиться и подготовка пациента в качестве субъекта МР сканирования. Первое отделение диагностического кабинета далее экранирующим ограждением диагностического кабинета на части не делится. Эта топология позволяет производить объединение различных устройств, которые без такого электромагнитного экранирующего ограждения диагностического кабинета создавали бы взаимные электрические помехи, обусловленные пространственной близостью.
Внутренняя часть диагностического туннеля, которая является открытой по обоим продольным концам, также является экранированной, так чтобы система МР визуализации могла бы работать без дополнительных ограничений. При экранировании диагностического туннеля трубообразным экранирующим устройством дополнительные устройства могут быть расположены вблизи этого диагностического туннеля. Другие устройства в общем относятся к диагностическим или лечебным устройствам, которые работают вместе с системой МР визуализации, например, устройство линейный ускоритель ("линак") или гиперполяризационное устройство. Тем не менее, устройство любого типа, которое генерирует электромагнитное излучение вблизи исследовательского пространства, может рассматриваться как "другое устройство".
Эта конфигурация экранирующего ограждения диагностического кабинета дает возможность повторного использования токовых компонентов системы МР визуализации. Более того, легко может быть реализована комбинация с другими устройствами, без модификации этого другого устройства. Доступ к другому устройству может быть легко осуществлен без захода в экранирующее ограждение через получившееся отверстие между боковыми сторонами ответвления экранирующего ограждения. Кроме того, дополнительное экранирующее ограждение другого устройства может быть исключено, поскольку экранирование уже достигнуто экранирующим ограждением диагностического кабинета.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления трубообразное экранирующее устройство выполнено интегрально с главным магнитом системы магнитно-резонансной визуализации. Когда главный магнит обеспечен с электрически проводящим материалом, этот материал может быть использован в целях экранирования, чтобы обеспечить РЧ экранирование. Трубообразное экранирующее устройство предпочтительно обеспечено в виде главного магнита, то есть один главный магнит служит в качестве трубообразного экранирующего устройства. В другом варианте осуществления трубообразное экранирующее устройство содержит по меньшей мере одну трубообразную секцию, независимую от главного магнита и соединенную с ним, так что эта трубообразная секция и главный магнит образуют две секции трубообразного экранирующего устройства.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления главный магнит является сверхпроводящим магнитом, который содержит внешний вакуумный контейнер, выполненный из электромагнитно экранирующего материала, а трубообразное экранирующее устройство выполнено интегрально с этим внешним вакуумным контейнером. Предпочтительно этот сверхпроводящий магнит имеет цилиндрическую форму, имеющую любое подходящее поперечное сечение, включая круговое или овальное поперечное сечение. Внешний вакуумный контейнер главного магнита обычно представляет собой толстостенную конструкцию из алюминия или из нержавеющей стали, которая может выполнять функцию трубообразного экранирующего устройства для обеспечения электромагнитного экранирования. Соответственно, к ней электрически подсоединены боковые стороны ответвления экранирующего ограждения диагностического кабинета. Электрическое соединение между экранирующим ограждением диагностического кабинета и внешним вакуумным контейнером предпочтительно простирается по всей окружности магнита. Это соединение может быть обеспечено вблизи внутреннего радиуса концевых фланцев главного магнита, вблизи внешнего радиуса этих фланцев, где-либо между этими фланцами или по внешней цилиндрической поверхности вакуумного контейнера.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления U-образный кабинет обеспечен рабочими пространствами, которые расположены перед продольными концами трубообразного экранирующего устройства. Эти рабочие пространства пригодны для подготовки пациентов и для ухода за пациентами во время МР сканирования и (или) лечения или диагностики, выполняемыми другим устройством. Это пространство пригодно для выкатывания диагностического стола, на котором лежит пациент во время получения изображения и (или) лечения, из диагностического туннеля, а для также обеспечения возможности оператору перемещаться вокруг этого диагностического стола. При выкатывании диагностического стола из диагностического туннеля в направлении одного из его продольных концов рабочие пространства на этих продольных концах могут быть предоставлены различными, то есть разными по размеру и по форме. При наличии двух рабочих пространств пациента можно подготавливать на столе на одном конце диагностического туннеля, а доступ во время работы системы МР визуализации возможен с любой стороны, например, для включения дополнительных катушек для МР визуализации, или дополнительных устройств, таких как устройство подачи контрастного вещества или устройств подачи кислорода.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления U-образный кабинет обеспечен проходом между рабочими пространствами. Этот проход может иметь любую форму и ширину, удобную для того чтобы человек мог пройти от одного рабочего пространства к другому. Этот проход не ограничен какой-либо формой или шириной, так чтобы по нему мог бы пройти только один человек, а может иметь любую бóльшую ширину и другую форму. Этот проход обеспечивает быстрый доступ к диагностическому туннелю, так что все этапы, необходимые для подготовки пациента и помощи ему, могут быть выполнены одни оператором.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления экранирующее ограждение диагностического кабинета содержит кабелепровод, который расположен внутри внутреннего пространства экранирующего ограждения диагностического кабинета. Этот кабелепровод облегчает кабельное соединение системы МР визуализации. Предпочтительно кабелепровод простирается к положению, в котором по меньшей мере один кабель проходит через экранирующее ограждение диагностического кабинета. Следовательно, кабель может проходить через РЧ экранирование в одном месте, а внутри экранирующего ограждения диагностического кабинета его можно проводить, используя кабелепровод, в любое место в пределах экранирующего ограждения диагностического кабинета. Более предпочтительно, что кабелепровод расположен с возможностью взаимного соединения продольных концов трубообразного экранирующего устройства. Соответственно, кабель может быть легко направлен к обоим концам диагностического туннеля.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления кабелепровод расположен вдоль по меньшей мере одной боковой стены экранирующего ограждения. Соответственно, кабелепровод не мешает другим компонентам в пределах экранирующего ограждения диагностического кабинета и не ограничивает перемещение оператора в пределах экранирующего ограждения диагностического кабинета. Соединение между продольными концами трубообразного экранирующего устройства предпочтительно выполнено вдоль по меньшей мере одной боковой стены.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления экранирующее ограждение диагностического кабинета содержит фильтрационную коробку для сквозного соединения по меньшей мере одного электрического кабеля. Эта фильтрационная коробка обеспечивает сквозное соединение кабелей между внутренней частью и внешней частью экранирующего ограждения диагностического кабинета без какого-либо зазора в экранирующем ограждении. Размер и расположение фильтрационной коробки может быть выбрано по необходимости. Предпочтительно для сквозного соединения электрических кабелей обеспечена только одна фильтрационная коробка. Множественные фильтрационные коробки привели бы к наличию более чем одной точки заземления РЧ экранирования, что следует избегать, поскольку это может привести к ухудшению работы экранирующего ограждения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты изобретения будут разъяснены и станут очевидными при обращении к нижеописанным вариантам осуществления изобретения. Такие варианты осуществления, однако, не обязательно представляют полный объем изобретения, и поэтому для определения объема изобретения делается ссылка на приложенные пункты формулы изобретения.
НА ЧЕРТЕЖАХ:
фиг. 1 показывает вид в перспективе диагностического кабинета системы магнитно-резонансной визуализации с экранирующем ограждением диагностического кабинета и дополнительного устройства "линак" в соответствии с общей компоновкой;
фиг. 2 схематично показывает подробный вид сверху общего вида диагностического кабинета по фиг. 1 в соответствии с первым вариантом исполнения, и
фиг. 3 схематично показывает подробный вид сверху общего вида диагностического кабинета по фиг. 1 в соответствии со вторым вариантом исполнения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ
Фиг. 1 показывает общую компоновку диагностического кабинета 1 системы 2 магнитно-резонансной (МР) визуализации. Общая компоновка содержит диагностический туннель 3, главный магнит 4 и сборку 5 градиентной катушки, при этом главный магнит 4 и сборка 5 градиентной катушки расположены таким образом, что окружают диагностический туннель 3, как это лучше видно на фиг. 2 и 3.
Система 2 МР визуализации является частью системы 6 визуализации и лечения, содержащей дополнительное устройство 7 "линак", которое работает вместе с системой 2 МР визуализации. Устройство 7 "линак" расположено на внешней окружности главного магнита 4.
Диагностический кабинет 1 имеет экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета для электромагнитного экранирования системы 2 МР визуализации. Экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета, соответственно, выполнено из электропроводящего материала. Экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета содержит потолок, который на иллюстрациях не показан, пол 9 диагностического кабинета 1 и боковые стены 11, взаимно соединенные с потолком и полом 9.
Боковые стены 11 экранирующего ограждения 10 диагностического кабинета образуют очертание U-образного кабинета 15 с продольными концами 13 диагностического туннеля 3 системы 2 магнитно-резонансной визуализации, соединяющие между собой боковые стороны 16 ответвления U-образного кабинета 15.
U-образный кабинет 15 обеспечен рабочими пространствами 17, которые расположены перед продольными концами 13 диагностического туннеля 3. U-образный кабинет 15 обеспечен проходом 18 между рабочими пространствами 17, который в этом варианте исполнения является основанием U-образного кабинета 15. Внутри экранирующего ограждения 10 диагностического кабинета расположен диагностический стол 19, так что лежащий на этом диагностическом столе 19 пациент может быть перемещен из одного рабочего пространства 17 в диагностический туннель 3 и наоборот.
Экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета дополнительно содержит фильтрационную коробку 20, предназначенную для сквозной проводки электрических кабелей 21. Эти электрические кабели 21, как и другие, подсоединены к сборке 5 градиентной катушки по обоим продольным концам 13 диагностического туннеля 3, как схематично показано на фиг. 2 и 3. Как можно видеть на фиг. 1, экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета содержит кабелепровод 22, который расположен внутри внутреннего пространства экранирующего ограждения 10 диагностического кабинета, вдоль ее боковой стены 11. Кабелепровод 22 взаимно соединяет продольные концы 13 диагностического туннеля 3.
Исходя из этой общей компоновки в соответствии с первым вариантом осуществления, который показан на фиг. 2, экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета дополнительно содержит трубообразное экранирующее устройство 12, которое выполнено таким образом, что окружает диагностический туннель 3 и сборку 5 градиентной катушки. Это трубообразное экранирующее устройство 12 выполнено из электропроводящего материала в качестве РЧ экрана. Главный магнит 4 и устройство 7 "линак" расположены по внешней окружности трубообразного экранирующего устройства 12. Оба продольных конца 13 трубообразного экранирующего устройства 12 соединены по окружности с отверстиями 14 боковых стен 11, обеспечивая между ними электрически проводящее соединение. Соответственно, внутри диагностического кабинета 1 сформирован полностью экранированный отсек, в котором диагностический туннель 3 и сборка 5 градиентной катушки, а также кабели 21 экранированы от главного магнита 4 и от устройства 7 "линак".
Вновь отталкиваясь от общей компоновки, в соответствии со вторым вариантом осуществления, который показан на фиг. 3, экранирующее ограждение 10 диагностического кабинета дополнительно содержит трубообразное экранирующее устройство 12, которое выполнено интегрально с главным магнитом 4. Главный магнит 4 обеспечен таким образом, что имеет внешний вакуумный контейнер 23, который представляет собой толстостенную конструкцию из алюминия или из нержавеющей стали. Боковые стены 11 боковых сторон 16 ответвления экранирующего ограждения 10 диагностического кабинета простираются по всем окружным фланцам главного магнита 4. Эти боковые стены 11 электрически соединены с внешним вакуумным контейнером 23 вблизи внешнего радиуса фланцев главного магнита 4. Соответственно, внутри диагностического кабинета 1 сформирован полностью экранированный отсек, в котором диагностический туннель 3 и сборка 5 градиентной катушки экранированы от главного магнита 4 и устройства 7 "линак", а устройство 7 "линак" экранировано от диагностического туннеля 3, сборки 5 градиентной катушки и главного магнита 4.
В то время как на чертежах и в вышеприведенном описании изобретение было подробно описано и проиллюстрировано, такое описание и иллюстрации должны рассматриваться как иллюстративные или приведенные в качестве примера, а не ограничивающие; изобретение не ограничено раскрытыми вариантам осуществления. Специалистами в данной области техники при практической работе с заявленным изобретением в результате изучения чертежей, описания, а также приложенных пунктов формулы изобретения могут быть придуманы и реализованы другие вариации в раскрытых вариантах осуществления. В этих пунктах слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, а признак единственного числа не исключает множества. Тот простой факт, что некоторые измерения указываются во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что для получения преимущества не может быть использована комбинация этих измерений. Любые ссылочные знаки в пунктах формулы изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.
ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1 - диагностический кабинет
2 - система магнитно-резонансной визуализации
3 - диагностический туннель
4 - главный магнит
5 - сборка градиентной катушки
6 - система визуализации и лечения
7 - устройство "линак"
9 - пол
10 - экранирующее ограждение диагностического кабинета
11 - боковая стена
12 - трубообразное экранирующее устройство
13 - продольный конец
14 - отверстие боковой стены
15 - U-образный кабинет
16 - боковые стороны ответвления
17 - рабочее пространство
18 - проход
19 - диагностический стол
20 - фильтрационная коробка
21 - электрический кабель
22 - кабелепровод
23 - внешний вакуумный контейнер