НАБОР МНОГОЗОННЫХ РАДИОЧАСТОТНЫХ КАТУШЕК ДЛЯ РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ПО РАЗМЕРУ ПАЦИЕНТОВ Российский патент 2018 года по МПК G01R33/34 

Нижеследующее описание касается, в общем, магниторезонансной медицинской визуализации. Оно находит конкретное применение в отношении магнитно-резонансных (MR) локальных радиочастотных (RF) катушек и будет представлено именно в привязке к ним. Следует, однако, понимать, что оно также находит применение в других областях использования и не обязательно ограничивается вышеупомянутым применением.

Локальные RF катушки часто используются для визуализации конечностей тела, таких как запястье, предплечье, лодыжка или колено. Локальные RF катушки могут также включать в себя катушки для головы или плеча. Локальные катушки обеспечивают улучшенное отношение сигнал/шум, когда катушки располагаются в непосредственной близости от тела. Локальные катушки включают в себя большое, обычно круглое или кругообразное отверстие, предназначенное для размещения конечности наибольшего размера среди контингента пациентов. Перемещение локальной катушки в процессе сканирования сводится к минимуму путем закрепления катушки на месте. Обычно на опору субъекта помещают подкладку основания или покрытие, после чего субъект покоится на подкладке основания, минимизируя перемещение подкладки. Локальная RF катушка крепится к подкладке основания. Размещение подкладки основания и закрепление локальной катушки в надлежащем положении часто представляет собой циклический процесс, при котором может потребоваться удалить субъект с подкладки основания, изменить положение подкладки основания, после чего вернуть субъект на подкладку основания, пока локальная RF катушка не будет должным образом расположена относительно субъекта и туннеля MR сканера. Расположение изменяется от субъекта к субъекту и обычно отличается для каждого субъекта. Различия между субъектами повышает сложность конфигурирования сканера и может влиять на отношение сигнал/шум (SNR) по причине неодинакового расположения в туннеле MR сканера.

Вследствие круглой формы сечения локальной катушки и размера отверстия в локальной катушке положение конечности субъекта в локальной катушке может изменяться, что также может влиять на отношение сигнал/шум и конечное качество изображения. Например, в случае катушки для запястья, один субъект может удерживать запястье вплотную к своему телу или внутренней поверхности катушки для запястья, ближайшей к телу, в то время как другой субъект может опереть запястье на наружную поверхность катушки для запястья вдали от тела. Один может вывернуть запястье для удобства наружу, т.е. ладонью вверх, а другой может вывернуть запястье для удобства внутрь, т.е. ладонью вниз. Конечность субъекта может находиться в любом месте в пределах площади круга и могут возникать различия даже для одного и того же субъекта. Каждое положение взаимодействует с локальной RF катушкой по-разному.

RF катушки обеспечивают улучшенное SNR, располагаясь ближе к поверхности части тела субъекта. Чтобы обеспечить сопоставимое SNR по мере увеличения расстояния до поверхности RF катушки от тела, увеличивают размер элемента локальной RF катушки или антенны. Однако добавление множества больших антенн по шаблонному подходу дорогостоящее мероприятие и имеет ограничения, вызванные размером катушки и необходимостью размещения в пределах корпуса катушки. Альтернативный подход к усовершенствованию наибольшего отверстия катушки фиксированного размера включает использование сборочного блока, выполненного с возможностью пошагового изменения размера. При подходе со сборочным блоком локальная RF катушка может быть выполнена с использованием компонентов, которые собираются с получением различных пошаговых размеров. Ближайший, но больший размер может быть получен для каждого субъекта, который двигает поверхность RF катушки с антеннами в среднем ближе к анатомической части субъекта. Сборочный блок в сборе по-прежнему оставляет зазор между поверхностью RF катушки и анатомической частью субъекта для большинства субъектов, однако повышает SNR, поскольку среднее расстояние между частью тела субъекта и RF катушкой уменьшается. Однако компоненты сборочного блока являются более дорогостоящими в изготовлении и требуют использования соединителей между компонентами, которые подвергаются износу и могут понизить SNR. Следующий подход – использование гибкой RF катушки для непрерывного диапазона размеров. Гибкая катушка позволяет отрегулировать RF катушку по размеру каждого субъекта, однако гибкая катушка является менее прочной, чем катушки фиксированного размера. Гибкие катушки в большей степени подвержены повреждениям и поломкам.

Ниже раскрыт новый усовершенствованный набор многозонных RF катушек для различающихся по размеру пациентов, который призван решить вышеупомянутые и другие проблемы.

Согласно одному аспекту локальная магнитно-резонансная (MR) радиочастотная (RF) катушка включает в себя корпус катушки фиксированного размера, антенну первого размера и, по меньшей мере, антенну второго размера. Корпус катушки фиксированного размера образует внутреннее отверстие, принимающее участок тела субъекта для визуализации, при этом внутреннее отверстие включает в себя суженный участок, принимающий часть тела субъекта в заданном положении, а также расширяющийся участок, в котором размещаются части тела субъекта большего размера. Антенна первого размера расположена в корпусе рядом с суженным участком отверстия. По меньшей мере, антенна второго размера больше, чем, по меньшей мере, антенна первого размера, и расположена в корпусе рядом с расширяющимся участком отверстия.

Согласно другому аспекту способ использования магнитно-резонансной визуализирующей системы, имеющей локальную MR радиочастотную катушку, включает в себя расположение субъекта на опоре субъекта, которая перемещает субъект в зону визуализации магнитно-резонансного сканера для диагностической визуализации с использованием локальной MR RF катушки. Анатомический участок субъекта помещают в отверстие, образованное в корпусе фиксированного размера локальной MR RF катушки, которая включает в себя отверстие с суженным участком, имеющим, по меньшей мере, антенну первого размера, при этом суженное отверстие корпуса удерживает принятый анатомический участок субъекта в заданном положении, а также расширяющийся участок корпуса, имеющий, по меньшей мере, антенну второго размера, которая больше, чем, по меньшей мере, антенна первого размера. Принятый анатомический участок субъекта подвергается визуализации с использованием локальной MR RF катушки.

В другом аспекте локальная магнитно-резонансная (MR) радиочастотная (RF) катушка включает в себя корпус катушки фиксированного размера, имеющий клиновидное внутреннее отверстие, по меньшей мере, RF антенну первого размера, а также, по меньшей мере, RF антенну второго размера. Корпус катушки фиксированного размера принимает участок анатомической части субъекта, при этом клиновидное внутреннее отверстие включает в себя суженный участок и расширяющийся участок. По меньшей мере, RF антенна первого размера расположена в корпусе рядом с суженным участком. По меньшей мере, RF антенна второго размера больше, чем, по меньшей мере, антенна первого размера, и расположена в корпусе рядом с расширяющимся участком.

Одно преимущество заключается в том, что предложена локальная RF катушка фиксированного размера, удерживающая различающиеся по размеру анатомические части субъекта, которая имеет улучшенное SNR.

Другое преимущество заключается в том, что предложена локальная RF катушка фиксированного размера, имеющая антенны, размер которых увеличивается с увеличением размера анатомической части.

Другое преимущество заключается в том, что предложены RF катушки, удерживающие анатомическую часть тела субъекта в воспроизводимом положении в пределах локальной катушки.

Другое преимущество заключается в простоте расположения локальной RF катушки на субъекте.

Другое преимущество включает в себя расположение локальной RF катушки в воспроизводимом положении в сканере.

Дополнительные преимущества станут понятны обычным специалистам в данной области техники после прочтения и уяснения нижеследующего подробного описания.

Изобретение может принимать форму различных компонентов и схем расположения компонентов, а также различных этапов и чередовании этапов. Чертежи приведены лишь в целях иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение.

На ФИГУРЕ 1 схематично показан один вариант осуществления MR системы, имеющей многозонную RF катушку.

На ФИГУРЕ 2A схематично показан один вариант осуществления многозонной RF катушки для запястья, соединенной со средством позиционирования.

На ФИГУРЕ 2B схематично показан один вариант осуществления средства позиционирования RF катушки.

На ФИГУРАХ 3A-3C схематично показан один вариант осуществления многозонной RF катушки для колена.

На ФИГУРАХ 4A-4B схематично показан один вариант осуществления многозонной RF катушки для головы.

На ФИГУРЕ 5 показана блок-схема способа использования одного варианта осуществления многозонной RF катушка.

На ФИГУРЕ 1 схематично показан один вариант осуществления MR системы 10, имеющей локальную многозонную RF катушку 12. MR система включает в себя показанный в сечении MR сканер 14, имеющий статическое основное поле B₀, такой как сканер с горизонтальным туннелем, сканер открытой системы, сканер C-типа, сканер с вертикальным полем и подобные. MR сканер включает в себя опору 16 субъекта, такую как горизонтальное ложе или кушетку, поддерживающую субъект 18, и перемещающую субъект в туннель MR сканера и статическое поле во время визуализации. MR сканер 14 включает в себя основной магнит 20, полюса которого генерируют статическое основное поле (B₀), такое как горизонтальное основное поле. MR сканер дополнительно включает в себя одну или более градиентных катушек 22 для добавления градиентных полей с целью манипулирования резонансом в тканях субъекта. MR сканер включает в себя одну или более RF катушек 24, которые генерируют RF импульсы для возбуждения магнитного резонанса в субъекте 18, такого как режим передачи, и могут осуществлять сбор резонансных сигналов от субъекта в режиме приема. Локальная RF катушка 12 включает в себя катушки, которые осуществляют сбор или прием резонансных сигналов от субъекта в режиме приема, а в некоторых вариантах осуществления могут работать в режиме передачи.

Локальная RF катушка 12 включает в себя корпус 19 фиксированного размера, имеющий внутреннее отверстие 26, принимающее участок анатомической части субъекта, такой как запястье, предплечье, лодыжка, колено, плечо или голова. Внутреннее отверстие может иметь форму клина, треугольника, овоида, яйца и/или арки. Корпус фиксированного размера, имеющий внутреннее отверстие 26, включает в себя антенны множества размеров. Корпус включает в себя суженный участок 28, содержащий, по меньшей мере, антенну первого размера, рядом с отверстием корпуса, а также расширяющийся участок 30, включающий в себя, по меньшей мере, антенну второго размера, которая больше, чем антенна первого размера. Локальная RF катушка может включать в себя дополнительные антенны промежуточных размеров, расположенные в корпусе. Антенны располагаются с возможностью обеспечения большего проникновения с антенной большего размера, когда размер отверстия увеличивается в направлении расширяющегося участка, и меньшей антенной в направлении суженного участка. Суженный участок корпуса выполнен размером с возможностью удерживания приемного участка анатомической части в предопределенном положении. Удерживание запрещает изменение простирания и движение во время визуализации. Удержание корректирует многократное расположение участка анатомической части субъекта естественным пересечением двух поверхностей или v-образной формой, которая способствует определенному положению. Например, катушка для запястья принимает запястье субъекта, которое анатомически связано с локтевой костью и лучевой костью, при этом суженный участок находится под локтевой костью. Запястье естественным образом покоится, при этом локтевая кость расположена по центру суженного участка или направлена к пересечению двух поверхностей. Расширяющийся участок выполнен с возможностью размещения анатомических частей разных размеров, например от маленького запястья до большого запястья, вставленных между двумя расширяющимися поверхностями, и между двумя расширяющимися поверхностями и третьей поверхностью, соединенной с каждой из этих двух поверхностей. Например, меньшее запястье будет расположено на большем расстоянии от расширяющегося участка 30 и на меньшем расстоянии от суженного участка 28 корпуса, чем большее запястье. Большее запястье может размещаться ближе к расширяющемуся участку 30 внутреннего отверстия, где пространство между расширяющимися боковыми стенками отверстия соответствует ширине запястья. Однако оба и маленькое, и большое запястье будут естественным образом опираться и располагаться по центру между расширяющимися боковыми стенками отверстия.

Система 10 включает в себя контроллер 32 последовательности, а также блок 34 RF приемника. Контроллер последовательности управляет работой последовательности визуализации, что включает в себя блок 36 RF передатчика, управляющий работой RF катушек 24 и/или локальной RF катушки 12, а также контроллер 38 градиента, управляющий работой градиентных катушек 22. Связь между управляющим блоком и соответствующими катушками может быть беспроводной или проводной. Блок 36 RF передатчика работает совместно с локальной катушкой 12, когда она выполнена в качестве катушки передачи/приема. RF приемник 34 принимает RF данные от локальной RF катушки 12, содержащие информацию о магнитном резонансе, возбужденном в ткани субъекта. Обмен RF данными между локальной RF катушкой и RF приемником может осуществляться беспроводным способом или по проводному соединению. При использовании беспроводного соединения может использоваться энергия индуцированного тока или отдельный источник питания для передачи RF данных. При использовании проводного соединения по проводу в качестве опции может подаваться питание для усиления и переноса резонансного сигнала. Блок 40 реконструкции, которому придана конфигурация процессора, такого как процессор 42 рабочей станции 44, принимает RF данные от RF приемника 34 и реконструирует одно или более изображений из принятых данных.

Рабочая станция 44 включает в себя электронный процессор или электронное устройство 42 обработки данных, дисплей 46, на котором отображается реконструированное изображение, меню, панели инструментов и элементы управления пользователя, а также, по меньшей мере, одно устройство 48 ввода, позволяющее вводить данные, выбранные медицинским работником. Рабочая станция 44 может представлять собой настольный компьютер, переносной компьютер, планшет, мобильное вычислительное устройство, смартфон и т.п. Устройство ввода 48 может представлять собой клавиатуру, манипулятор типа «мышь», микрофон и т.п. Блок реконструкции надлежащим образом реализован электронным устройством обработки данных, таким как электронный процессор или электронное устройство 42 обработки данных рабочей станции 44, либо с помощью сетевого служебного компьютера, функционально связанного с рабочей станцией 44 по сети, и т.д. Кроме того, технология реконструкции изображения соответствующим образом реализована с использованием энергонезависимого носителя, на котором хранятся инструкции (например, программное обеспечение), которые могут считываться электронным устройством обработки данных и выполняться электронным устройством обработки данных.

На ФИГУРЕ 2A показан в перспективе один вариант осуществления многозонной локальной RF катушки 12 для запястья, соединенной со средством позиционирования 50. Локальная катушка для запястья включает в себя суженное отверстие 28 корпуса, выполненное с возможностью приема и удерживания запястья субъекта наиболее близко к локтевой кости и/или мизинцу. Локальная катушка для запястья может равноценно использоваться по обеим сторонам субъекта и опоры 16 субъекта. Отверстие в корпусе ориентировано так, что треугольная форма является перевернутой, при этом вершина обращена в направлении суженного участка, а основание обращено в направлении расширяющегося участка. Треугольная форма ориентирована перпендикулярно оси субъекта. Вершины суженного участка 28 и смежные углы 52, 54 закруглены из эргономических соображений. Например, две поверхности 56, 58 сходятся на суженном участке 28 для образования закругленной v-образной формы, которая может повторять нижний контур обычного детского запястья или другого маленького запястья. Две поверхности, противоположные суженному участку, расширяются и пересекаются с третьей поверхностью 60, имеющей закругленные вершины, для образования расширяющегося участка 30, который может повторять контур верхней поверхности обычного весьма большого запястья. Ориентация двух поверхностей, соединяющихся для образования расширяющегося участка, может включать в себя различные ориентации относительно вертикальной оси. Например, поверхность, которая включает в себя поверхность, являющуюся наружной относительно опоры субъекта и самого субъекта, такая как тыльная сторона руки, может быть расположена более вертикально, чем поверхность, являющаяся внутренней относительно опоры субъекта и самого субъекта, такого как ладонь. Треугольная форма может включать в себя асимметричные формы. Асимметричная треугольная форма предусматривает отверстие, через которое рука может легко проходить, когда основание руки с мизинцем находится на суженном участке, сустав указательного пальца находится во второй вершине 52, а большой палец находится в третьей вершине 54. После того как рука прошла в отверстие, запястье естественным образом покоится на суженном участке, т.е. перевернутой вершине или закругленном участке, где соединяются две поверхности 56, 58. Ориентация и расположение запястья относительно катушки для запястья определяется формой корпуса и размером запястья.

Средство 50 позиционирования удерживает локальную RF катушку в предопределенном положении относительно опоры субъекта. Средство позиционирования может быть интегрировано с RF катушкой или выполнено с возможностью надежного соединения с RF катушкой и отсоединения от нее. Средство позиционирования соединяет локальную RF катушку с опорой субъекта с использованием канавки или канала 62 в опоре субъекта. Средство позиционирования, будучи подсоединенным, фиксирует локальную RF катушку в предопределенном ориентационном положении и расстоянии от края опоры субъекта, конфигурация которого может быть определена заранее в визуализирующей системе 10. Форма локальной RF катушки предотвращает перемещение визуализируемого участка анатомической части субъекта, такого как запястье относительно катушки. Если и локальная RF катушка, и анатомическая часть субъекта лишены подвижности и находятся в предопределенном положении, можно достичь воспроизводимых положений в пределах локальной катушки. Локальная RF катушка фиксированного размера позволяет разместить анатомические части тела субъекта многих размеров в заданном положении в пределах локальной RF катушки и предусматривает расположение локальной RF катушки в предопределенном положении относительно края опоры субъекта. Расположение локальной RF катушки с анатомической частью субъекта в предопределенном положении относительно края опоры субъекта и сканера располагает RF катушку в определенном положении в сканере, что позволяет легче осуществить настройку и визуализацию участка анатомической части субъекта относительно поля обзора MR сканера.

На ФИГУРЕ 2B на виде в перспективе показан один вариант осуществления средства 50 позиционирования RF катушки совместно с участком опоры 16 субъекта. Средство 50 позиционирования включает в себя жесткую конструкцию, выполненную из MR инертного материала. Средство позиционирования включает в себя оконтурированную первую секцию 64, которая совершает скольжение и проходит под участком субъекта, таким как сторона туловища субъекта. Первая секция зафиксирована на месте благодаря весу субъекта, покоящегося на первом участке, между субъектом и опорой субъекта. Размеры средства позиционирования таковы, что средство позиционирования совершает скольжение под субъектом, покоящимся на опоре 16 субъекта. Первый участок выполнен с возможностью быть удобным для субъекта. Например, первый участок проходит лишь под участком анатомической части субъекта, например равным или меньшим средней центральной части, и выполнен с возможностью соответствия форме опоры субъекта, имея минимальную толщину, при этом его можно удобно поместить между субъектом и опорой субъекта. В одном варианте осуществления первый участок изгибается под весом субъекта и принимает форму опоры субъекта. Средство позиционирования включает в себя вторую секцию 66, которая крепится к локальной RF катушке 12 и удерживает ее в зафиксированном положении. В одном варианте осуществления локальная RF катушка 12 и средство позиционирования могут отсоединяться. В другом варианте осуществления, таком как на ФИГУРЕ 2A, средство позиционирования интегрировано в корпус локальной RF катушки. Локальная RF катушка и средство позиционирования могут соединяться/отсоединяться с использованием MR инертных штифтов, винтов, стоек, ремней и т.п. Средство 50 позиционирования включает в себя третью секцию 68, помещенную в канал или канавку 62 опоры 16 субъекта. Выступ 63 третьей секции совмещается с канавкой 62, которая фиксирует расстояние RF катушки от центральной оси опоры субъекта. Вторая секция 66, удерживающая локальную RF катушку, удерживается на месте в продольном направлении благодаря весу субъекта, а также удерживается в поперечном направлении благодаря взаимодействию между выступом 63 и канавкой 62. Когда оба конца средства позиционирования расположены как необходимо и локальная RF катушка закреплена на средстве позиционирования, RF локальная катушка находится в воспроизводимом положении в сканере. Кроме того, при имеющейся конфигурации средства позиционирования локальная RF катушка легко располагается, в то время как субъект остается в состоянии покоя на опоре субъекта.

На ФИГУРЕ 3A схематично показан вид спереди одного варианта осуществления многозонной RF катушки 70 для колена. Катушка для колена включает в себя корпус 72 фиксированного размера, имеющий отверстие, которое включает в себя суженный участок 28 и расширяющийся участок 30. Суженный участок, как показано на ФИГУРЕ, направлен вверх и имеет закругленную вершину, образованную соединением двух поверхностей 56, 58 внутреннего пространства корпуса. Расширяющийся участок включает в себя третью форму поверхности, более закругленную, в виде арки или «широкой» буквы «u». Колено субъекта располагается в отверстии корпуса, при этом коленная чашечка направлена в суженный участок и находится вблизи него, а коллатеральные связки направлены противоположно суженному участку и по направлению к расширяющемуся участку. Катушка для колена может использоваться попеременно с любым коленом субъекта. В отверстии корпуса фиксированного размера размещаются различные размеры колен субъектов или зоны, такие как колено 74 малого размера, колено 76 среднего размера или колено 78 большого размера. Суженный участок имеет размер для анатомической части колена малого размера вблизи коленной чашечки, которая удобно располагается наиболее близко к суженному участку 28. Расширяющийся участок 30 выполнен с возможностью позволить ступне и голени проскользнуть через отверстие, пока колено не расположится в отверстии корпуса. Когда субъект лежит лицом вверх на опоре субъекта, коленная чашечка может располагаться наиболее близко к суженному участку 30 с помощью опоры 80, такой как колодка, подкладка и т.п. Например, может использоваться надувная подкладка, чтобы приподнять колено в отверстии с целью расположения коленной чашечки вблизи суженного участка 30.

На ФИГУРЕ 3B показан в перспективе один вариант осуществления многозонной RF катушки 70 для колена, где колено субъекта располагается в отверстии, при этом другая нога не показана. Субъект расположен лицом вверх, при этом локальная RF катушка для колена занимает положение, при котором суженный участок 28 направлен вверх. Опора 80 расположена между коленом субъекта и расширяющимся участком 30 отверстия корпуса. В другом варианте осуществления субъект лежит лицом вниз, при этом локальная RF катушка 70 для колена занимает положение, при котором суженный участок 28 находится ниже колена субъекта, что позволяет колену опираться на суженный участок под действием силы тяжести.

На ФИГУРЕ 3C схематично показан один вариант осуществления антенной решетки 82 многозонной RF катушки для колена. Антенная решетка 82 расположена с внутренней стороны корпуса локальной катушки. Антенная решетка 82 содержит множество размеров антенн. Решетка включает в себя, по меньшей мере, антенну 84 первого размера, рядом с суженным участком 82 отверстия. Решетка включает в себя, по меньшей мере, антенну 86 второго размера, рядом с расширяющимся участком 30 отверстия. Антенна второго размера больше, чем антенна первого размера для чувствительности к более удаленному резонансу. В этом варианте осуществления показана дополнительная антенна. Размер антенны может быть увеличен или уменьшен согласно положению, занимаемому по отношению к расстоянию между поверхностями, образующими расширяющийся участок или отверстие клиновидной формы. Размер увеличивается вместе с увеличением расширения или увеличением расстояния, на которое должна войти анатомическая часть субъекта. В одном варианте осуществления изменение размера антенны, по меньшей мере, от первого размера, по меньшей мере, до второго размера увеличивается пропорционально изменению размера отверстия от суженного участка до расширяющегося участка отверстия корпуса.

На ФИГУРАХ 4A-4B схематично показан один вариант осуществления многозонной RF катушки 90 для головы, где показан субъект, при этом корпус снят, чтобы показать решетку катушки. Субъект, имеющий большой размер 92 головы, показан на ФИГУРЕ 4A. Субъект, имеющий малый размер 94 головы, показан на ФИГУРЕ 4B. Субъекты показаны в положении лежа на спине или в положении лицом вверх, при этом суженный участок 26 катушки для головы направлен кверху от головы, а расширяющийся участок 30 вдоль оси 96 направлен от лица к спине. Суженный участок относительно расширяющегося участка направлен вдоль продольной оси 98 тела. Клиновидная форма включает в себя две поверхности корпуса, образующие клиновидную форму, при этом расширяющийся участок 30 остается открытым, например между лицом и спиной сохраняется свободное пространство. Клиновидная форма включает в себя коническую форму или форму треугольной пирамиды, содержащую расширение в направлении оси 100, расположенной между плечами или в пространстве между плечами вдоль оси 96. Например, суженный участок 26 представляет вершину треугольной пирамиды, а расширяющийся участок содержит основание треугольной пирамиды с вершинами на каждом плече и центральной линией лица, проходящей, например, через кончик носа, подбородок и т.д. Субъект располагается в локальной RF катушке, при этом голова расположена вблизи суженного участка локальной катушки. Например, вершина головы совершает скольжение, насколько позволяет катушка для головы. В случае субъекта 92 большего размера, показанного на ФИГУРЕ 4A, во внутреннее отверстие катушки для головы помещается голова. В случае субъекта 94 меньшего размера, показанного на ФИГУРЕ 4B, во внутреннее отверстие катушки для головы помещается голова и участок плеч. Антенная решетка 82 включает в себя антенну меньшего размера, расположенную в направлении суженного участка головы, и антенну большего размера, расположенную в направлении плеч и/или подбородка. Поскольку голова покоится на нисходящем участке, а восходящий участок может быть расположен с промежутком от лица, чтобы избежать клаустрофобной реакции, наибольшие катушки могут находиться в верхнем участке катушки 90 для головы.

На ФИГУРЕ 5 показана блок-схема алгоритма для способа использования одного варианта осуществления многозонной RF катушки. На этапе 110 субъект располагается на опоре субъекта, которая перемещает субъект в туннель магнитно-резонансного сканера для диагностической визуализации с использованием многозонной локальной RF катушки, такой как катушка для запястья, катушка для колена, катушка для головы, катушка для предплечья, катушка для плеча, катушка для лодыжки и т.п. Субъект может находиться в положении лежа на спине, положении лежа на животе и т.д. На этапе 112 участок анатомической части субъекта помещают в корпус фиксированного размера с отверстием многозонной локальной RF катушки. Отверстие корпуса может иметь клиновидную форму, треугольную форму, аркообразную форму, пирамидальную форму и т.п. Участок анатомической части субъекта может включать в себя конечность, плечо или голову. Локальная RF катушка включает в себя суженный участок отверстия корпуса, имеющий, по меньшей мере, антенну первого размера, при этом суженный корпус удерживает помещенный участок анатомической части субъекта в заданном положении. Участок анатомической части субъекта, находящийся в отверстии корпуса, расположен так, что анатомическая часть субъекта размещена вблизи суженного участка отверстия корпуса. Например, катушка для запястья включает в себя суженное отверстие корпуса, выполненное с возможностью приема и удерживания анатомической части запястья или предплечья субъекта, ближайшей к локтевой кости и/или мизинцу, а катушка для колена включает в себя суженное отверстие корпуса, выполненное с возможностью приема и удерживания анатомической части колена субъекта, ближайшей к коленной чашечке. В число других примеров входят катушка для плеча, имеющая суженное отверстие корпуса, выполненное с возможностью приема и удерживания анатомической части субъекта, соответствующей дистальному краю плеча; катушка для головы, имеющая суженное отверстие корпуса, выполненное с возможностью приема и удерживания анатомической части субъекта, соответствующей вершине головы; либо катушка для лодыжки, имеющая суженное отверстие корпуса, выполненное с возможностью приема и удерживания анатомической части лодыжки субъекта, ближайшей к ахиллесову сухожилию.

Локальная RF катушка включает в себя расширяющийся участок корпуса, имеющий, по меньшей мере, антенну второго размера, которая больше, чем, по меньшей мере, антенна первого размера. Расширяющийся участок выполнен с возможностью размещения разных размеров субъекта. В одном варианте осуществления способ включает в себя этап 113, который содержит введение MR инертной опоры, такой как подкладка, колодка или подобного, между расходящимся отверстием и принимаемой анатомической частью субъекта для удерживания анатомической части субъекта в положении в пределах локальной RF катушки, например наиболее близко к суженному участку отверстия корпуса. Подкладка может представлять собой надувную подкладку, помещаемую между анатомической частью субъекта и внутренней стороной расширяющегося участка отверстия корпуса и надуваемую, пока анатомическая часть субъекта не расположится вблизи суженного участка отверстия корпуса.

На этапе 114 осуществляется расположение средства позиционирования. Средство позиционирования скользит и проходит под участком субъекта, когда субъект расположен на опоре субъекта. На этапе 116 средство позиционирования прикрепляется к локальной RF катушке. В одном варианте осуществления средство позиционирования интегрировано в корпус локальной RF катушки, которая уже закреплена. На этапе 116 средство позиционирования располагается на опоре субъекта. Средство позиционирования может удерживаться на месте медицинским работником, проталкивающим оконтурированную первую секцию 64 под пациентом, пока выступ 63 не будет введен в канал 62. В другом варианте осуществления блокировочный механизм включает в себя блокировочный рычаг, выполненный с возможностью блокировки выступа в канале 62. Эксплуатация блокировочного механизма не требует инструментов. Блокировочный механизм удерживает локальную RF катушку в зафиксированном положении относительно края опоры субъекта.

На этапе 120 принятия решения медицинский работник может решить изменить положение локальной RF катушки. Такое решение может включать в себя расположение относительно субъекта, например для обеспечения большего комфорта, или перемещение локальной RF катушки относительно введенной части тела субъекта, например более правильное расположение для визуализации. На этапе 122 для изменения положения средства позиционирования и локальной RF катушки средство позиционирования отсоединяют от опоры субъекта или открепляют от нее. Средство позиционирования изменяет свое расположение на этапе 124 путем скольжения средства позиционирования под субъектом в новое положение. Средство позиционирования повторно прикрепляется или повторно закрепляется, возвращаясь к более раннему этапу 118. Таким образом, этапы могут повторяться, пока медицинский работник не будет удовлетворен расположением средства позиционирования и прикрепленной локальной RF катушки.

На этапе 126 MR сканер работает с локальной RF катушкой для визуализации анатомической части субъекта, помещенной в локальную RF катушку. В одном варианте осуществления локальная RF катушка работает как в режиме передачи, так и в режиме приема. В другом варианте осуществления локальная RF катушка работает только в режиме приема. Данные визуализации реконструируются в изображение, которое может отображаться на устройстве отображения и/или храниться в системе управления хранения данных или в устройстве хранения данных.

Следует понимать, что в связи с конкретными иллюстративными вариантами осуществления, представленными в настоящем описании, некоторые конструктивные и/или функциональные признаки описаны как принадлежащие определенным элементам и/или компонентам. Однако предполагается, что эти признаки с таким же или схожим эффектом могут принадлежать и другим элементам и/или компонентам в соответствующих случаях. Следует также понимать, что различные аспекты примеров вариантов осуществления могут избирательно применяться сообразно обстоятельствам для получения других альтернативных вариантов осуществления, пригодных для требуемых приложений, при этом другие альтернативные варианты осуществления тем самым реализуют соответствующие преимущества аспектов, включенных в их состав.

Следует также понимать, что функциональные возможности конкретных элементов или компонентов, представленных в настоящем описании, могут быть надлежащим образом реализованы посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, программно-аппаратных средств или их сочетания. Кроме того, следует понимать, что определенные элементы, представленные в настоящем описании в виде элементов, объединенных между собой, в соответствующих случаях могут представлять собой отдельные элементы или иначе отделенные друг от друга. Точно так же множество определенных функций, описанных в качестве функций, выполняемых одним определенным элементом, могут выполняться множеством отличных от других элементов, действующих независимо для выполнения индивидуальных функций, либо некоторые индивидуальные функции могут быть разделены и выполняться множеством отличных от других элементов, действующих совместно. Альтернативно, некоторые элементы или компоненты, иным образом описанные и/или показанные в настоящем описании в качестве элементов или компонентов, отличных друг от друга, могут быть физически или функционально объединены в подходящих случаях.

Коротко говоря, настоящее описание изложено со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Безусловно, будут иметь место модификации и изменения, после прочтения и уяснения настоящего описания. Предполагается, что изобретение включает все такие модификации и изменения в той мере, в которой они подпадают под объем притязаний формулы изобретения и ее эквивалентов. Иными словами, следует понимать, что различные раскрытые выше и другие признаки и функции либо их альтернативные решения могут быть по желанию включены в состав многих других различных систем или приложений, а также что различные в настоящее время непредвиденные или непредусмотренные альтернативные решения, модификации, изменения или усовершенствования в них могут быть в дальнейшем предложены специалистами в данной области техники, которые также предполагаются быть охваченными нижеследующей формулой изобретения.

Группа изобретений относится к области магниторезонансной медицинской визуализации. Локальная магнитно-резонансная (MR) радиочастотная (RF) катушка включает в себя фиксированного размера корпус катушки, имеющий внутреннее отверстие, принимающее участок тела субъекта для визуализации. Внутреннее отверстие включает в себя суженный участок и расширяющийся участок, в котором размещаются различающиеся по размеру части тела субъекта. Антенна первого размера расположена в корпусе рядом с суженным участком отверстия, и, по меньшей мере, антенна второго размера, которая больше, чем, по меньшей мере, антенна первого размера, расположена рядом с расширяющимся участком отверстия. Технический результат – повышение качества изображения, получаемого магниторезонансной томографией. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Локальная магнитно-резонансная (MR) радиочастотная (RF) катушка (12, 70, 90), содержащая:

корпус (19, 72) катушки фиксированного размера, образующий внутреннее отверстие (26), принимающее участок части тела субъекта для визуализации, при этом внутреннее отверстие определяет поперечное сечение, которое включает в себя суженный участок (28), принимающий часть тела субъекта в предопределенном положении, и расширяющийся участок (30), в котором размещается часть тела субъекта более больших размеров;

первую антенну (84), расположенную в корпусе и выполненную с возможностью соответствовать суженному участку отверстия с суженным поперечным сечением;

по меньшей мере вторую антенну (86), расположенную в корпусе и выполненную с возможностью соответствовать расширяющемуся участку отверстия с расширяющимся поперечным сечением.

2. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по п.1, при этом отверстие (26) включает в себя по меньшей мере одно из поперечного сечения в форме клина, треугольной форме, пирамидальной форме, форме овоида, форме яйца или аркообразной форме.

3. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по любому из пп.1, 2, дополнительно включающая в себя:

средство (50) позиционирования, которое скользит и проходит под участком субъекта, крепится к опоре (16) субъекта и крепится к локальной MR RF катушке (12, 70, 90) для удерживания локальной MR RF катушки (12, 70, 90) в зафиксированном положении относительно опоры (16) субъекта.

4. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по п.3, при этом средство (50) позиционирования встроено в корпус (19) RF катушки.

5. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по п.3, при этом средство (50) позиционирования включает в себя первую секцию (64), скользящую под участком части тела субъекта, когда субъект (18) поддерживается опорой (16) субъекта, вторую секцию (66), соединенную с первой секцией (64), которая крепится к локальной MR RF катушке, и третью секцию (68), соединенную со второй секцией (66), и располагает катушку в выбранном положении относительно края опоры (16) субъекта.

6. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по п.5, при этом третья секция (68) средства (50) позиционирования дополнительно включает в себя выступ (63), который размещается в канавке (62), проходящей смежно с краем опоры (16) субъекта.

7. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по любому из пп.1, 2, дополнительно включающая в себя:

MR инертную опору (80), размещенную между расширяющимся участком (30) отверстия с расширяющимся поперечным сечением и частью тела субъекта для расположения части тела субъекта в отверстии (26).

8. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по любому из пп.1, 2, при этом изменение от, по меньшей мере, размера первой антенны (84) до, по меньшей мере, размера второй антенны (86) увеличивается пропорционально изменению отверстия или размера поперечного сечения отверстия от смежного суженного участка (28) поперечного сечения до расширяющегося участка (30) поперечного сечения отверстия (26) корпуса.

9. Локальная MR RF катушка (12, 70, 90) по любому из пп.1, 2, при этом локальная MR RF катушка (12, 70, 90) включает в себя одно из:

катушки (12) для запястья с суженным поперечным сечением (28) такого размера, чтобы принимать и удерживать анатомическую часть запястья или предплечья субъекта наиболее близко к локтевой кости и/или мизинцу,

катушки (70) для колена с суженным поперечным сечением отверстия (28) такого размера, чтобы принимать и удерживать анатомическую часть колена субъекта наиболее близко к коленной чашечке, или

катушки (90) для головы с суженным поперечным сечением отверстия (28) такого размера, чтобы принимать и удерживать анатомическую часть верха головы субъекта.

10. Способ магнитно-резонансной (MR) визуализирующей системы с локальной MR радиочастотной (RF) катушкой (12, 70, 90), содержащий этапы, на которых:

размещают (110) субъекта (18) на опоре (16) субъекта, перемещающей субъекта в область визуализации магнитно-резонансного сканера (14) для диагностической визуализации с использованием локальной MR RF катушки (12, 70, 90);

принимают (112) анатомическую часть субъекта в отверстие (26), образованное в корпусе (19, 72) фиксированного размера локальной MR RF катушки (12, 70, 90), причем отверстие (26) включает в себя узкий участок (28) поперечного сечения с, по меньшей мере, антенной (84) первого размера, при этом узкое поперечное сечение отверстия удерживает принятую анатомическую часть субъекта в предопределенном положении, и упомянутое отверстие имеет расширяющийся участок (30) поперечного сечения с, по меньшей мере, антенной (86) второго размера, которая больше, чем, по меньшей мере, антенна (84) первого размера;

визуализируют (126) принятую анатомическую часть субъекта с использованием локальной MR RF катушки (12, 70, 90).

11. Способ по п.10, дополнительно включающий в себя:

скольжение (114) первой секции (64) средства (50) позиционирования под участком субъекта, прикрепление средства (50) позиционирования к опоре субъекта, прикрепление локальной MR RF катушки (12) к средству (50) позиционирования для удерживания локальной MR RF катушки (12) в зафиксированном положении относительно опоры субъекта.

12. Способ по любому из пп.10, 11, дополнительно включающий в себя:

введение (113) опоры (80) между расширяющимся поперечным сечением (30) отверстия и участком принятой части тела субъекта для удерживания принятой части тела субъекта в положении в пределах отверстия (26) локальной MR RF катушки (70).

13. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя:

переустановку (120) средства позиционирования и/или локальной MR RF катушки путем открепления (122) средства позиционирования от опоры субъекта, скольжения (124) средства позиционирования под субъектом в новое положение и повторного прикрепления (118) средства позиционирования к опоре субъекта.