ВАКУУМНАЯ ШИНА С РАДИОЧАСТОТНОЙ КАТУШКОЙ ДЛЯ МАГНИТОРЕЗОНАНСНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
VACUUM BUS WITH RADIO-FREQUENCY COIL FOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Вакуумные шины обычно используются в экстренных ситуациях в качестве временных шин для иммобилизации поврежденной части тела. Магниторезонансная визуализация является общепринятым средством, используемым для диагностики широкого ряда травм, от которых могут страдать пациенты. Выполнение магниторезонансной томографии требует использования принимающих катушек, расположенных как можно ближе к травмированной анатомической области, что может быть затруднено из-за присутствия вакуумной шины или другого типа шины, стабилизирующей травмированную анатомическую область.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В примерах вариантов осуществления описано устройство для поддержания части тела. Устройство включает в себя рукав (манжету), выполненный с возможностью поддержания части тела. Рукав содержит камеру, выполненную с возможностью откачки по существу всего содержащегося в ней воздуха. Устройство также включает в себя гибкую поверхностную принимающую радиочастотную катушку, расположенную внутри камеры.
В примерах вариантов осуществления дополнительно описан способ, включающий в себя прикрепление рукава вокруг травмированной части тела. Рукав содержит камеру, которая выполнена с возможностью откачки по существу всего содержащегося в ней воздуха. Гибкая поверхностная радиочастотная катушка расположена внутри камеры. Способ дополнительно включает в себя откачку по существу всего воздуха из камеры. Способ дополнительно включает в себя присоединение гибкой поверхностной радиочастотной катушки к устройству магниторезонансной визуализации. Способ дополнительно включает в себя визуализацию травмированной части тела с помощью устройства магниторезонансной визуализации. Гибкая поверхностная радиочастотная катушка функционирует, как принимающая катушка для визуализации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана вакуумная шина предшествующего уровня техники.
На фиг. 2A показан первый вид устройства предшествующего уровня техники для приложения поверхностной радиочастотной катушки к пациенту.
На фиг. 2B показан второй вид устройства по фиг. 2A.
На фиг. 3 показана вакуумная шина со встроенной поверхностной принимающей радиочастотной катушкой по одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 4 приведен примерный способ для использования вакуумной шины со встроенной поверхностной принимающей радиочастотной катушкой, такой как примерная вакуумной шины по фиг. 3.
На фиг. 5 показана вакуумная шина со встроенной поверхностной принимающей радиочастотной катушкой по другому примерному варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Примерные варианты осуществления могут быть более понятны со ссылкой на следующее описание и соответствующие сопроводительные чертежи, на которых аналогичные элементы предусмотрены с одними и теми же ссылочными номерами. В частности, примерные варианты осуществления относятся к вакуумным шинам со встроенными поверхностными радиочастотными катушками для обеспечения иммобилизации и поддержания магниторезонансной визуализации.
В экстренной медицине обычно используются вакуумные шины для временной иммобилизации травмированной части тела. Вакуумные шины обычно используются для иммобилизации связанных с травмой повреждений, таких как вывихи суставов, подвывихи и переломы конечностей. Вакуумные шины обычно содержат внешний виниловый покрывающий слой, который наполнен большим количеством шариков из полистирола диаметром порядка 2 мм. Когда воздух откачивается из внутренней части рукава, шина становится жесткой, иммобилизируя травмированную область.
Поскольку вакуумная шина сжимается для соответствия любой форме, она может быть использована для пациента любого размера; ее быстрое и простое применение делает ее особенно эффективной для шинирования переломов у детей. Дополнительно, поскольку вакуумная шина не содержит металлических компонентов, она рентгенопроницаема и не дает помех на рентгенографическое изображение травмированной конечности. На фиг. 1 показана вакуумная шина 100 предшествующего уровня техники. Вакуумная шина 100 может содержать слой внешнего покрытия 110, образующий рукав, который выполнен с возможностью окружения анатомической области пациента. Внешнее покрытие 110 вакуумной шины имеет внутри камеру, которая заполнена 2-миллиметровыми шариками из пенополистирола (не показано). Вакуумная шина 100 закреплена вокруг анатомического органа пациента посредством ремней 120, 122 и 124, которые закреплены застежками с крючками и петлями. Воздух может откачиваться из внутренней камеры через клапан 130. Другое обоснование по вакуумным шинам можно найти в публикации "The Vacuum Splint: An Aid In Emergency Splinting of Fractures" (Вакуумная шина: помощь при экстренном шинировании переломов), Letts et al., журнал общества CMA Journal, 6 октября 1973 г., том 109, стр. 599-600.
Устройства магнитнорезонансной визуализации ("МРТ") обычно используются для диагностики широкого ряда состояний пациентов. В число компонентов МР-устройства входят радиочастотные ("РЧ") передающие катушки, генерирующие электромагнитные поля, которые передаются в пациента, и принимающие РЧ-катушки, обнаруживающие результирующее электромагнитное излучение от пациента. Обнаруженное излучение затем анализируется для получения изображения, которое специалисты-медики могут изучать для постановки диагноза пациента.
РЧ-катушки могут относиться к двум основным категориям: объемные катушки и поверхностные катушки. Поверхностные катушки обычно являются катушками с одновитковым или многовитковым контурами, которые размещаются непосредственно над интересующим анатомическим органом пациента. Поверхностные катушки чувствительны к сигналам, вблизи катушки, и, следовательно, часто используются в качестве принимающих РЧ-катушек, поскольку они обнаруживают сигнал в интересующем органе более эффективно. Хотя поверхностные катушки усиливают шум также эффективно, как они усиливают сигнал, шум от остальной части тела пациента снижается за счет специальной локализации поверхностных катушек. Кроме того, хотя поверхностные катушки размещаются на или вокруг поверхности тела пациента, они могут быть оптимизированы для визуализации структур глубоко в теле. Однако поверхностные катушки обычно заключены внутри жестких кожухов, которые не всегда могут обеспечивать наилучшее прилегание для всех пациентов.
На фиг. 2A и 2B показана РЧ-катушка 200 предшествующего уровня техники со встроенными принимающими РЧ-элементами. РЧ-катушка 200, показанная на фиг. 2A и 2B, выполнена с возможностью применения для стоп и лодыжек пациента, но для специалистов в этой области будет очевидно, что различные типы РЧ-катушек могут быть выполнены с возможностью применения для различных частей тела. На фиг. 2A показана жесткая наружная оболочка 210 РЧ-катушки 200, которая может быть изготовлена, например, из жесткой пластмассы или любого другого подходящего непроводящего материала. На фиг. 2B показана та же РЧ-катушка 200 с наружной оболочкой 210, которая представлена, как прозрачная. На фиг. 2B также показаны принимающие элементы 220, 222 и 224, которые могут служить для обнаружения излучения, чтобы обеспечивать формирование медицинских изображений, как указано выше. Для специалистов в этой области также будет очевидно, что количество, форма и компоновка принимающих элементов 220, 222 и 224 представлены только в качестве примера, и эти аспекты могут быть различны для РЧ-катушек, выполненных с возможностью применения для различных частей тела или различных версий РЧ-катушки, выполненных с возможностью применения к одной и той же части тела.
В примерных вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, принимающие РЧ-катушки встроены в вакуумную шину. На фиг. 3 показана вакуумная шина 300 в соответствии с одним примерным вариантом осуществления. Аналогично вакуумной шине 100 предшествующего уровня техники, примерная вакуумная шина 300 может включать в себя внешнее покрытие 310, которое может быть изготовлено из винила или другого подходящего материала. Внешнее покрытие 310 может формировать рукав с размером и формой для прилегания поверх какой-либо части анатомической части пациента, для которой может быть желательна иммобилизация; на фиг. 3 показана вакуумная шина 300, выполненная с возможностью иммобилизации стопы или лодыжки пациента, но для специалистов в этой области будет понятно, что это только пример. В альтернативных вариантах осуществления вакуумная шина 300 может быть выполнена с возможностью иммобилизации запястья, руки или ее участка, плеча, лодыжки, голени, бедра, таза, туловища, шеи или любого другого желаемого участка анатомической части пациента.
Внешнее покрытие 310 вакуумной шины 300 может иметь камеру внутри, заполненную 2 миллиметровыми шариками из пенополистирола. Для специалистов в этой области будет очевидно, что точный размер и материал шариков могут быть различны для разных вариантов осуществления, и что могут использоваться другие типы частиц, если их характеристики соответствуют описанным далее в настоящем документе. Вакуумная шина 300 также может содержать ремни 320, 322 и 324 для закрепления вакуумной шины 300 вокруг области, для которой требуется иммобилизация. В одном примерном варианте осуществления ремни 320, 322 и 324 могут быть застегнуты посредством застежек с крючками и петлями, но в альтернативных вариантах осуществления может быть использован любой другой тип ремня и застежки, достаточный для закрепления вакуумной шины 300 вокруг иммобилизированной области, при этом они остаются неметаллическими, чтобы не создавать помех при визуализации иммобилизированной области. Для специалистов в этой области также будет очевидно, что точное число и размещение используемых ремней может быть различно в разных вариантах осуществления; например, шина, предназначенная для иммобилизации большей области тела пациента, может включать в себя больше ремней.
Вакуумная шина 300 может также включать в себя клапан 330, проходящий через внешнее покрытие 310. Клапан 330 может быть присоединен к вакуумной трубке 340 или, в альтернативном варианте, любой другой всасывающей системе, позволяющей откачивать воздух из внутренней части внешнего покрытия 310. Предпочтительно компрессор или другое приспособление, генерирующее откачивание через вакуумную трубку 340 для откачки воздуха из вакуумной шины 300, может быть расположено на достаточно большом расстоянии от какого-либо МРТ-оборудования, чтобы не создавать помех магнитным полям, генерируемым для записи изображений пациента.
Вакуумная шина 300 также может включать в себя элементы 350, 352 и 354 гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек, расположенные внутри внешнего покрытия 310. Элементы 350, 352 и 354 гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек могут быть изготовлены из любого подходящего металлического материала, который может изгибаться по мере смыкания и размыкания вакуумной шины 300 и может функционировать в качестве поверхностной принимающей РЧ-катушки. Катушечные элементы 350, 352 и 354 обычно могут быть изготовлены из меди, но в альтернативном варианте могут быть изготовлены из любого другого металлического или неметаллического проводящего материала, обладающего описанными в настоящем документе характеристиками. Примерные варианты осуществления описанные со ссылкой на вакуумную шину 300 с использованием трех элементов 350, 352 и 354 гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек, но в других вариантах осуществления может быть использована одна гибкая поверхностная принимающая РЧ-катушка или различное число элементов. Элементы 350, 352 и 354 гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек могут быть присоединены к МР-устройству посредством источника 360 питания катушек и кабеля 370 трансмиссии через порт 380, проходящий через внешнее покрытие 310 таким образом, чтобы он позволял внешнейму покрытию 310 оставаться непроницаемым для воздуха во время использования вакуумной шины 300.
На фиг. 4 приведен примерный способ 400 для использования вакуумной шины 300 для иммобилизации интересующей области на теле пациента и последующей визуализации этой области с использованием МРТ-устройства. Способ 400 будет описан со ссылкой на его осуществление одним человеком, но будет очевидно, что разные медицинские специалисты или другой соответствующий персонал могут выполнять различные этапы способа 400. На этапе 410 медсестра, другой медицинский персонал или другой соответствующий персонал может наложить вакуумную шину 300 на соответствующую область тела пациента. На этапе 420 персонал, накладывающий шину, может закрепить шину вокруг травмированной области, застегнув ремни 330, 332 и 334.
На этапе 430 , медперсонал может подсоединить клапан 340 к источнику вакуума. Как указано выше, это может быть, например, вакуумный порт, встроенный в МРТ-устройство или около него; любые необходимые компрессоры или вакуумные насосы могут быть расположены на безопасном расстоянии от МРТ-устройства, чтобы не было помех при выполнении процесса визуализации, с единственной вакуумной трубкой около этого МРТ-устройства. На этапе 440 источник вакуума откачивает воздух изнутри внешнего покрытия 310. Это приводит к тому, что вакуумная шина 300 сжимается вокруг анатомической части пациента и становится жесткой, обеспечивая стабилизацию и иммобилизацию области интереса. Прилегание, обеспечиваемое для пациента, может быть лучше, чем у других типов шин, в то время как поверхность внешнего покрытия 310 может стать несколько неровной, позволяя циркуляцию воздуха к коже. Гибкая поверхностная принимающая РЧ-катушка 350 может также быть сжата вокруг анатомической части пациента, создавая жесткую катушку, которая также приспособлена к анатомической области пациента.
На этапе 450 гибкая поверхностная принимающая РЧ-катушка 350 подсоединяется к МРТ-устройству через порт 360. Поскольку гибкая поверхностная принимающая РЧ-катушка 350 уже находится в непосредственной близости к анатомической части пациента, нет нужды использовать внешнюю принимающую катушку для выполнения визуализации. На этапе 460 МРТ визуализация анатомической части пациента может выполняться, используя МРТ-устройство известным в этой области образом. Когда визуализация завершена, вакуумная шина 300 может продолжать обеспечивать стабилизацию травмированной анатомической части известным в этой области образом. Затем, на этапе 470, вакуумная шина 300 может быть удалена с анатомической части пациента в соответствующее время; для специалистов в этой области будет очевидно, что это может быть осуществлено непосредственно после МРТ визуализации, после постановки диагноза или в любое другое соответствующее время в зависимости от природы состояния пациента. После этапа 470 способ завершается.
На фиг. 5 показана вакуумная шина 500 в соответствии с дополнительным примерным вариантом осуществления. Примерная вакуумная шина 500, выполнена с возможностью наложения на плечо пациента, может включать в себя многие из аналогичных элементов, что и примерная вакуумная шина 300, описанная выше. Таким образом, вакуумная шина 500 включает в себя внешнее покрытие 510, которое может быть заполнено шариками из полистирола, как указано выше. Вакуумная шина 500 может быть выполнена с возможностью закрепления вокруг интересующей области (например, плеча) ремнями 520 и 522, которые могут быть закреплены, например, с помощью застежек с крючками и петлями. Вакуумная шина 500 может также включать в себя клапан 530, проходящий через внешнее покрытие 510, который может быть подсоединен к вакуумной трубке 540 или, в альтернативном варианте, любому откачивающему приспособлению, позволяющему откачивать воздух из внешнего покрытия 510.
Вакуумная шина 500 также может включать в себя элементы 550 и 552 гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек, расположенных внутри внешнего покрытия 510, тем же образом, который описан выше со ссылкой на катушечные элементы 350, 352 и 354, расположенные внутри вакуумной шины 300; вакуумная шина 500 может также включать в себя один или более задних катушечных элементов, которые не видны на фиг. 5 за пациентом. Как и в случае вакуумной шины 300, точное число и компоновка катушечных элементов внутри вакуумной шины 500 приведено только в качестве примера, и для специалистов в этой области будет очевидно, что эти аспекты могут быть различны для разных вариантов осуществления. Элементы 550 и 552 гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек могут быть присоединены к МРТ-устройству посредством источника 560 питания катушек и кабеля 570 трансмиссии через порт 580, проходящий через внешнее покрытие 510 таким образом, чтобы позволять внешнему покрытию 510 оставаться непроницаемым для воздуха при использовании вакуумной шины 500. Способ использования вакуумной шины 500 может быть по существу аналогичен способу 400, описанному выше со ссылкой на вакуумную шину 300.
Примерные варианты осуществления могут обеспечивать стабилизацию и иммобилизацию пациента, по существу эквивалентные стабилизации и иммобилизации, обеспечиваемым вакуумной шиной предшествующего уровня техники. Поскольку катушка, содержащаяся внутри примерной вакуумной шины может стать жесткой, когда воздух откачан из шины, это может способствовать ограничению движения пациента. Дополнительно, поскольку катушка может соответствовать по форме анатомической части пациента, когда воздух откачан из шины, она может быть более удобна для пациента, чем ранее существовавшие устройства для применения поверхностной принимающей РЧ-катушки для пациента. В качестве дополнительного преимущества плотного прилегания к анатомической части пациента поверхностной принимающей РЧ-катушки в этих примерных вариантах осуществления, может быть достигнуто лучшее отношение сигнал-шум за счет точного прилегания вокруг анатомической части пациента. Дополнительно, высокая степень стабилизации, обеспечиваемая примерной вакуумной шины, может способствовать минимизации артефактов движения на результирующих сканах МРТ.
Для специалистов в этой области будет очевидно, что в примерные варианты осуществления могут быть внесены модификации без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что настоящее изобретение охватывает модификации и варианты этого изобретения при условии, что они попадают в рамки объема приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов.