КАТУШКА ДЛЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ МОЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗ

1. Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к медицинской технике, а именно является частью клинической системы магнитно-резонансной томографии с уровнем магнитного поля 1.5-3 Т. Устройство предназначено для локализации радиочастотного поля приемо-передающей катушки типа птичья клетка в регионах внутри резонансных структур, где располагаются молочные железы пациента, проходящего обследование.
2. Уровень техники
Из существующего уровня техники известен клинический магнитно-резонансный томограф закрытого типа, который содержит сверхпроводящие обмотки, создающие постоянное магнитное поле, градиентные обмотки, создающие переменные поля низкой частоты, а также основную приемо-передающую радиочастотную катушку, встроенную в тоннель томографа и дополнительные специализированные приемные катушки, в том числе предназначенные для обследования молочных желез. Обычно возбуждение ядер исследуемых атомов в теле пациента производится основной катушкой, а прием ответных сигналов из области интереса ведется с использованием катушек, подключаемых к приемнику через кабельные интерфейсы (напр., патент США №5,363,845 от 19.12.2000. Open structure breast coil and support arrangement for interventional MRI/ Toshiba America MRI, Inc., патент США №6,850,065 от 01.02.2005. MRI coil system for breast imaging/ General Electric Company). Недостатками данного технического решения являются наличие соединительных кабелей, разъемов, необходимость в кабельных фильтрах (балунах), а также неоптимальное распределение радиочастотных полей в
процессе сканирования, что приводит к повышению удельного поглощения энергии электромагнитного поля в тканях пациентов, проходящих обследование, что особенно критично для людей с имплантами и кардиостимуляторами, а также лиц пожилого возраста.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является приемо-передающая катушка для системы МРТ, предназначенной только для проведения обследований молочных желез (патент США №7,715,895 от 11.05.2010. Separate local RF transmit and receive coils for breast MRI system / Aurora Imaging Technology, Inc.), где благодаря использованию приемо-передающей катушки специальной конфигурации, удается локализовать радиочастотное поле в необходимом регионе исследования, т.е. в области молочных желез и тем самым снизить радиочастотную нагрузку на остальное тело пациента. Недостатками данного технического решения являются наличие кабелей для передачи и приема сигналов, использование в конструкции дорогостоящих высоковольтных и немагнитных электронных компонентов, а также общая сложность конструкции. Кроме того, устройство не является универсальным и может работать только со специализированной системой МРТ определенного производителя.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является создание универсального беспроводного устройства, позволяющего локализовать радиочастотное поле основной приемопередающей катушки стандартного клинического магнитно-резонансного томографа в области молочных желез пациента, проходящего процедуру обследования без потери качества получаемого изображения.
Указанное техническое решение достигается за счет того, что катушка для магнитно-резонансной томографии молочных желез, содержащая корпус, включающий резонансные структуры, форма которого адаптирована под молочные железы пациента, отличающаяся тем, что
резонансные структуры выполнены в виде колец из сегнетоэлектрических материалов с высокими значениями диэлектрической проницаемости, разделенных прокладками из немагнитных диэлектрических материалов, при этом над резонансными структурами расположен металлический экран.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами. Общий вид устройства показан на фиг. 1 и включает в себя корпус 1, адаптированный под молочные железы пациента, внутри которого закреплены полые резонансные структуры 2, над которыми расположен металлический экранирующий слой 3. Резонансные структуры 2 настроены на рабочую частоту аппарата МРТ, позволяя локализовать радиочастотное поле основной приемопередающей катушки аппарата в регионе в центре структур. Экран 3 при этом блокирует сигналы, поступающие от тканей пациента, не подвергающихся сканированию. Резонансные структуры 2 выполняются в виде набора колец 4 из сегнетоэлектрического материала с высоким значением диэлектрической проницаемости, например титаната бария BaTiO3, либо титаната кальция CaTiO3. Кольца разделяются прокладками из немагнитных диэлектрических материалов 5. с нутренняя вставка 6 предохраняет резонансные структуры от прямого контакта с телом пациента. Точная настройка резонансной частоты структур выполняется с помощью изменения толщины либо количества прокладок 5, либо расстояния от колец 4 до экрана 3.
Предлагаемая катушка работает следующим образом. Стационарно катушка располагается в специальном шкафу для хранения оборудования внутри помещения магнитно-резонансного томографа. При необходимости использования устройства, его достают из шкафа помещают на стол аппарата МРТ. Производится укладка пациента на устройство таким образом, чтобы молочные железы пациента находились внутри
специализированных ниш в корпусе катушки внутри резонансных структур. После позиционирования пациента вместе с устройством в изоцентре томографа проводится процедура сканирования. Во время процедуры сканирования в резонансных структурах возникает объемная мода, поля которой связаны с внешним полем большой приемопередающей антенны, встроенной в тоннель аппарата МРТ. Таким образом, улучшаются приемопередающие характеристики антенны томографа как при возбуждении спинов в регионах в центрах резонансных структур, так и при приеме сигналов. Во время стандартной процедуры калибровки, автоматически подбирается необходимый уровень мощности радиоимпульса, уровень которого при использовании резонансных структур на основе сегнетоэлектрических материалов будет снижен по сравнению со случаем, когда используются локальные антенные элементы. При сканировании, используются клинические протоколы для маммографии. После окончания сканирования, катушка проходит дезинфекцию поверхности и затем помещается обратно на хранение.
Таким образом, устройство позволяет получать изображения регионов молочных желез человека без подключения к системам аппарата МРТ, и при существенно сниженном уровне мощности возбуждающего импульса, а значит, снижению удельного поглощения энергии электромагнитного поля в тканях пациентов, проходящих процедуру обследования.