特許 7021089 後続ＭＲＩ構成依存渦電流補償

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-07

(45)【発行日】2022-02-16

(54)【発明の名称】後続ＭＲＩ構成依存渦電流補償

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20220208BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 342

A61B5/055 370

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018537785

(86)(22)【出願日】2017-01-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-01-31

(86)【国際出願番号】 EP2017050739

(87)【国際公開番号】W WO2017125329

(87)【国際公開日】2017-07-27

【審査請求日】2020-01-10

(31)【優先権主張番号】16152337.8

(32)【優先日】2016-01-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(74)【代理人】

【識別番号】100163809

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】ファン デン ブリンク ヨハン サミュエル

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２７０３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１１３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８３２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１１９６２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００７－５０２１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｎ ２４／００ －２４／１４

Ｇ０１Ｒ ３３／２０ －３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気共鳴イメージングシステムであって、
-磁気傾斜コイルシステムであって、
-少なくとも1つの磁気傾斜コイル、及び
-所望の磁気共鳴検査モードに従って前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルに所定の時間的電流プロファイルを供給する少なくとも1つの磁気傾斜コイルドライバユニット
を含む、磁気傾斜コイルシステムと、
-前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルドライバユニットを制御するように構成される磁気傾斜コイル制御ユニットと
を有し、
前記磁気傾斜コイルシステムは、前記磁気共鳴イメージングシステムの静磁場に重畳される傾斜磁場を生成するように構成される、磁気共鳴イメージングシステムにおいて、
-前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルによって規定される内部領域と、
-前記所定の時間的電流プロファイルを修正するために使用可能な複数の所定のパラメータセットを有するデジタルデータ記憶ユニットと
を有し、
前記追加装置は、前記生成される傾斜磁場に曝されるときに前記追加装置の少なくとも一部において渦電流を生成することができ、前記磁気共鳴イメージングシステムは、前記内部領域内における少なくとも1つの追加装置の存在を示す情報の受信に依存して、前記複数の所定のパラメータセットの少なくとも1つの所定のパラメータセットに少なくとも基づいて、前記所定の時間的電流プロファイルを修正して前記追加装置に対する渦電流補正を行うように構成され、
前記磁気共鳴イメージングシステムは、前記内部領域内において前記追加装置の存在を検出するように構成され、前記存在を検出する際、前記内部領域内における追加装置の前記存在に関する前記情報を前記磁気共鳴イメージングシステムの制御ユニットに供給するようにさらに構成される少なくとも1つの検出手段をさらに含み、
前記少なくとも1つの検出手段は、前記内部領域内において一つ又は複数の前記追加装置の位置及び方向から少なくとも1つを決定するように構成され、
前記所定のパラメータセットの各々の一つは、前記少なくとも1つの追加装置と、前記内部領域に対する前記追加装置の位置及び方向からの少なくとも1つとを示すデータセットに特有に関連付けられる、
磁気共鳴イメージングシステム。

【請求項2】

ヒューマンインタフェースデバイスをさらに含み、前記内部領域内における前記少なくとも1つの追加装置の存在に関する前記情報は、前記ヒューマンインタフェースデバイスを介して前記磁気共鳴イメージングシステムの制御ユニットに供給される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。

【請求項3】

前記少なくとも1つの検出手段は、光学カメラによって形成される、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。

【請求項4】

傾斜コイルシステムの少なくとも1つの磁気傾斜コイルによって傾斜磁場を生成することに関して磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法であって、
-所望の磁気共鳴検査モードに従って少なくとも1つの磁気傾斜コイルに供給されるべき所定の電流プロファイルを選択するステップと、
-前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルによって規定される前記磁気共鳴イメージングシステムの内部領域内における追加装置の存在に関する情報の受信をチェックするステップと、
-前記チェックするステップの結果が否定的であると判明される場合、前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルに前記所定の電流プロファイルを供給するステップと、
-前記チェックするステップの結果が肯定的であると判明される場合、前記受信される情報に基づいて、複数の所定のパラメータセットから所定のパラメータセットを選択するステップと、
-前記選択される所定のパラメータセットを用いることによって前記所定の電流プロファイルを修正して前記追加装置に対する渦電流補正を行うステップと、
-前記生成される傾斜磁場に曝されるときに前記追加装置の少なくとも一部において渦電流を生成するステップと、
-前記修正される電流プロファイルを前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルに供給するステップと
を含み、
-前記情報の受信をチェックするステップは、前記内部領域に対する一つ又は複数の前記追加装置の位置、前記内部領域に対する前記一つ又は複数の追加装置の方向に関する情報、及び前記一つ又は複数の追加装置のタイプ及び性能からの少なくとも1つを示す情報からの少なくとも1つをチェックするステップを有し、
前記所定のパラメータセットの各々の一つは、前記少なくとも1つの追加装置と、前記内部領域に対する前記追加装置の位置及び方向からの少なくとも1つとを示すデータセットに特有に関連付けられる、
方法。

【請求項5】

先行する較正ステップであって、
-前記磁気共鳴イメージングシステムの前記内部領域内において追加装置を位置決めするステップと、
-前記内部領域に対する前記追加装置の位置及び前記内部領域に対する前記追加装置の方向から少なくとも1つを決定するステップと、
-所定の電流プロファイルを前記磁気共鳴イメージングシステムの一つ又は複数の前記磁気傾斜コイルに供給することによって傾斜磁場を生成するステップと、
-前記生成される傾斜磁場に対する渦電流応答を特徴付けるステップと、
-前記渦電流応答の特徴付けを表す渦電流パラメータセットを決定するステップと、
-前記決定される渦電流パラメータセットと、前記追加装置の前記位置、前記追加装置を示す相対的な方向及びデータを含むデータセットとを、所定のパラメータセットとして、デジタルデータ記憶ユニットに記憶するステップと
を有する先行する較正ステップを更に有する、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記渦電流応答を特徴付けるステップは、
-前記内部領域内において磁気共鳴活性サンプルのセットを位置決めするステップと、
-磁気共鳴イメージングプロシージャを適用するステップと
を含み、
-前記渦電流パラメータセットを決定するステップは、前記適用される磁気共鳴イメージングプロシージャによって得られる磁気共鳴信号を評価するステップを含む、
請求項５に記載の方法。

【請求項7】

請求項４乃至６の何れか一項に記載の方法を実行するためのソフトウェアモジュールであって、実行されるべき方法ステップは前記ソフトウェアモジュールのプログラムコードに変換され、前記プログラムコードは前記磁気共鳴イメージングシステムのデジタルデータ記憶ユニットにおいて実装可能であり、前記磁気共鳴イメージングシステムのプロセッサユニットによって実行可能である、ソフトウェアモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、渦電流補正を伴う磁気共鳴イメージングシステム、及び傾斜磁場を生成するステップに関する磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴（MR）検査の分野では、MRイメージングシステムの傾斜コイルによって意図的に生成される時変磁場は、MRイメージングシステムの一部である導電性物体に望ましくない渦電流を発生させることが知られている。

【0003】

1つの効果として、生成される渦電流そのものが今度は磁場を生成し、MRイメージングにおいて深刻な問題を引き起こし、画像歪、ゴースト効果、信頼性の低い水-脂肪分離をもたらし、q-フローなどの定量的パラメータ評価に影響を及ぼす可能性がある。したがって、渦電流は、通常、MRイメージングシステムに対して、及び限定される視野（FOV）において特徴づけられ、補償される。

【0004】

例えば、特許出願US2002/029139A1には、記憶ユニットと、渦電流補正ユニットと、傾斜磁場電源とを含むMRイメージング装置が記載される。記憶ユニットは、渦電流磁場の影響を補正するためにイメージング位置にそれぞれ対応する渦電流補正パラメータを記憶している。渦電流補正ユニットは、イメージング条件に従って算出される傾斜磁場の波形を受け取り、位置に応じて選択される渦電流補正パラメータの使用によって傾斜磁場の受信波形に対して計算を実行し、計算結果として得られる補正波形を傾斜磁場電源に出力する。傾斜磁場電源は、補正波形を受信し、補正波形に従って傾斜磁場を印加する。要約ISMRM-2011 p.4564は、符号化傾斜を調整することによって特定の高次渦電流（HOEC）を補償することを開示している。より詳細には、文献D2は、拡散傾斜生成渦電流のために、方向依存歪を受ける拡散重み付けEPI収集に関する。文献D2における観察は、外乱がスライスにも依存し得ることである。外乱を解消するために、傾斜波形はスライス毎に基づいて修正され、（いわゆるタイプII項を補正するため）歪画像を後処理によって補正する。波形は、拡散方向の画像間の位相差の評価に基づいて修正されるが、スライス毎に基づいて逆極性について修正される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

MRイメージングシステムの傾斜コイルによって意図的に生成される時変磁場は、元のMRイメージングシステム自体の部分ではなく、特別な検査目的のためにMRイメージングシステム内に配置される導電性物体内に望ましくない渦電流を発生させる可能性がある。記載される望ましくない渦電流効果は、元のMRイメージングシステムの一部ではない導電性物体がMRイメージングシステム内に存在するとき、著しく変化し得る。区他のために、元のMRイメージングシステムの一部ではなく、特別な検査又は他の目的のためにMRイメージングシステム内に配置されるデバイスは、以下では「追加装置」と呼ばれる。

【0006】

腹部集束超音波手術（FUS）装置、胸部FUS装置、脳FUS装置、脳定位フレーム装置及び前立腺生検装置を含むが、これに限定されない多数の潜在的な追加装置が考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

したがって、本発明の目的は、MRイメージングシステム内に配置される一つ又はそれより多くの追加装置の特定の構成に対して渦電流補償を提供することにある。

【0008】

本発明の1つの態様において、本目的は、磁気共鳴（MR）イメージングシステムであって、
-少なくとも1つの磁気傾斜コイルと、所望の磁気共鳴検査モードに従って前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルに所定の時間的電流プロファイルを提供する少なくとも1つの磁気傾斜コイルドライバユニットとを含む磁気傾斜コイルシステムと、
-少なくとも1つの磁気傾斜コイルドライバユニットを制御するように構成される磁気傾斜コイル制御ユニットと
を有する、磁気共鳴（MR）イメージングシステムによって達成される。

【0009】

磁気傾斜コイルシステムは、磁気共鳴イメージングシステムの静磁場B0に重畳されるべき傾斜磁場を生成するように構成される。MRイメージングシステムの内部領域は、少なくとも1つの磁気傾斜コイルを囲む最小の仮想シリンダの外部領域に対する所定の最大距離によって規定される。

【0010】

さらに、MRイメージングシステムは、所定の時間的電流プロファイルを修正するために使用可能な複数の所定のパラメータセットを有するデジタルデータ記憶ユニットを含む。MRイメージングシステムは、内部領域内における少なくとも1つの追加装置の存在を示す情報を受信するときに、複数の所定のパラメータセットの少なくとも1つの所定のパラメータセットに少なくとも基づいて、所定の電流プロファイルを修正するように構成され、追加装置は、生成される傾斜磁場に曝されるときに追加装置の少なくとも一部に渦電流を生成することができる。

【0011】

所定のパラメータセットのそれぞれは、追加装置によってその位置及び方向に対して引き起こされる渦電流効果を補償するために、時間的電流プロファイルを修正する。本発明の洞察は、所定のパラメータセットが、追加装置の位置及び/又は方向によって適切に表され得ることにある。したがって、追加装置の位置及び/又は方向の受信の際、適切な所定のパラメータセットが選択され、時間的電流プロファイルを修正するように適用されることができる。

【0012】

本願で使用される、「構成される」というフレーズは、具体的にプログラムされ、配置され、提供され、又は構成されるものとして理解されるものとする。

【0013】

本願で使用される「シリンダ」という用語は、特に、平面に横たわるシリンダの閉じたベースラインを、平面の外側の方向に配置される固定距離だけ並進させることによって生成される何れかの罫線面として理解され、特に、楕円形及び円形のシリンダならびに実質的に多角形の断面積を有するプリズムを包含する。

【0014】

本願で使用されるフレーズ「実質的に多角形の断面積」は、特に、シリンダの断面積と同数の直線辺を有し、シリンダの断面積を完全に囲むポリゴンの最小面積との差が、シリンダの断面積の20％未満、より好ましくは10％未満であるように理解される。

【0015】

本願で使用される「内部領域内の追加装置の存在」というフレーズは、特に、生成される傾斜磁場にさらされるときに渦電流が発生することができる追加装置の少なくとも部分が内部領域内に配置されると理解される。

【0016】

このようにして、元のMRイメージングシステムの構成要素に対する渦電流補正に加えて、MRイメージングシステム内に配置され、傾斜磁場に曝されるときに渦電流生成にさらされる追加装置も考慮する渦電流補正を備えるMRイメージングシステムが提供されることができる。

【0017】

特に、リアルタイム渦電流補正はこのように可能にされることができる。

【0018】

好ましい実施形態では、MRイメージングシステムはヒューマンインタフェースデバイスをさらに含み、内部領域内の少なくとも1つの追加装置の存在に関する情報は、ヒューマンインタフェースデバイスを介して磁気共鳴イメージングシステムの制御ユニット、例えば磁気傾斜コイル制御ユニットに提供される。これにより、MRイメージング検査中に内部領域内で使用されることが意図されている追加装置を考慮する渦電流補正が、MRイメージングシステムのユーザ又はオペレータによって容易に開始され得る。

【0019】

ヒューマンインタフェース装置は、コンピュータマウス、キーボード、ジョイスティック、タッチスクリーン、音声認識方法と組み合わせたマイクロフォン、ジェスチャ認識方法を備えた光学カメラを含むがこれらに限定されないグループから選択されることができる。

【0020】

他の好ましい実施形態では、MRイメージングシステムは、内部領域内の追加装置の存在を検出するように構成され、存在を検出する際、内部領域内の追加装置の存在に関する情報を磁気共鳴イメージングシステムの制御ユニット、例えば磁場傾斜コイル制御ユニットに提供するようにさらに構成される少なくとも1つの検出手段をさらに含む。

【0021】

このようにして、MRイメージングシステム内に位置決めされ、生成される傾斜磁場にさらされるときに渦電流生成を受ける追加装置に対する渦電流補正は、有利なことに、人為的エラーを受けることなく自動的に開始されることができる。

【0022】

追加装置の位置決めの際に、RFID、電気スイッチ、及びそれらのスイッチング状態又は接続状態をそれぞれ変更する電気接点であるが、これらに限定されない多数の使用可能な検出手段は当業者に周知である。当業者に適していると思われる何れかの検出手段を用いることができる。

【0023】

好ましくは、少なくとも1つの検出手段は、内部領域に対する一つの追加装置又は複数の追加装置の位置及び方向のうちの少なくとも1つを決定するように構成され、これにより、追加装置だけでなく追加装置の位置及び/又は方向にも特定の専用渦電流補正を適用することができ、それにより、MRイメージング検査の間に異なる位置及び/又は方向における追加装置の使用を容易にすることができる。注目すべきことに、内部領域に対する追加装置の位置及び/又は方向は、内部領域内、すなわち内部領域の座標枠内で追加装置の位置及び/又は方向を含む。

【0024】

いくつかの実施形態では、少なくとも1つの検出手段は、光学カメラによって形成される。好適な実施形態において、容易に入手可能な、例えば市販の画像認識ソフトウェアパッケージの1つを使用する場合、追加装置自体、及びその内部領域に対するその位置及び/又は方向を容易に導き出すことができる。

【0025】

好ましくは、所定のパラメータセットのそれぞれは、渦電流振幅及び渦電流減衰時定数を有するパラメータセット及び傾斜インパルス応答関数を表すパラメータセットのうちの少なくとも1つを含む。

【0026】

第1のパラメータセットは、生成される傾斜磁場の特定の周波数範囲に対する追加装置の応答を特徴づけ、後者のパラメータセットは、すべての周波数に対する追加装置の応答を規定する。2つのパラメータセットのうちのいずれか1つによって、MRイメージングシステムの傾斜コイルによって意図的に生成される時変磁場に対する追加装置の応答が容易に計算され、所定の電流プロファイルを修正して追加装置に特有の渦電流補正を実現するように使用されることができる。

【0027】

好ましくは、前記所定のパラメータセットの各々は、前記少なくとも1つの追加装置を示すデータセットと、前記内部領域に対する前記追加装置の位置及び方向のうちの少なくとも1つとに一意に相関される。

【0028】

本願で使用されるように、フレーズ「少なくとも1つの追加装置を示すデータセット」は、特に、少なくとも1つの追加装置の特定の物質特性、特定の物理的寸法、特定のタイプ、性能のうちの少なくとも1つを特徴付けるのに適した何れかの情報を含むことが理解される。

【0029】

本発明の他の態様では、傾斜磁場を発生させることに関してMRイメージングシステムを動作させる方法が提供される。この方法は、
-所望のMR検査モードに従って少なくとも1つの磁気傾斜コイルに供給されるべき所定の電流プロファイルを選択するステップと、
-少なくとも1つの磁気傾斜コイルを囲む仮想シリンダの外面に対する所定の最大距離によって規定されるMRイメージングシステムの内部領域内の追加装置の存在に関する情報の受信をチェックするステップと、
-前記チェックするステップの結果が否定的であると判明される場合、前記少なくとも1つの磁気傾斜コイルに前記所定の電流プロファイルを提供するステップと、
-チェックするステップの結果が肯定的であると判明される場合、受信される情報に基づいて、複数の所定のパラメータセットのうちの所定のパラメータセットを選択するステップと、
-前記選択される所定のパラメータセットを用いることによって前記所定の電流プロファイルを修正するステップと、
-修正される電流プロファイルを少なくとも1つの磁気傾斜コイルに供給するステップと
を含む。

【0030】

このようにリアルタイムの渦電流補正が可能にされることができる。一つ又は複数の追加装置の存在に関する情報は、MRイメージングシステムへのユーザ又はオペレータの入力によって提供されてもよく、又はMRイメージングシステムの検出手段によって自動的に提供されてもよい。

【0031】

この方法の好ましい実施形態では、情報の受信をチェックするステップは、内部領域に対する一つ又は複数の追加装置の位置、内部領域に対する一つ又は複数の追加装置の方向に関する情報、及び一つ又は複数の追加装置のタイプ及び性能のうちの少なくとも1つを示す情報を含むことができる。このようにして、追加装置及びMRイメージングシステムに対する追加装置の位置及び/又は方向に特有の専用渦電流補正を可能にすることができる。

【0032】

いくつかの実施形態では、この方法は、先行する較正ステップであって、
-磁気共鳴イメージングシステムの内部領域内に追加装置を配置するステップと、
-前記内部領域に対する前記追加装置の位置及び前記内部領域に対する前記追加装置の方向の少なくとも1つを決定するステップと、
-所定の電流プロファイルを磁気傾斜コイル又は磁気共鳴イメージングシステムの磁気傾斜コイルに提供することによって傾斜磁場を生成するステップと、
-生成される傾斜磁場に対する渦電流応答を特徴付けるステップと、
-渦電流応答の特徴付けを表す渦電流パラメータセットを決定するステップと、
-決定される渦電流パラメータセットと、追加装置の位置と、追加装置を示す相対的な方向及びデータとを、デジタルデータ記憶ユニットに所定のパラメータとして記憶するステップと
を有する先行する較正ステップを更に有する。

【0033】

これにより、MRイメージング検査で使用可能な多数の追加装置のための構成特有の渦電流補正を可能にし、特にリアルタイムの構成特有の渦電流補正を可能にすることができる、所定のパラメータセットのデータベースが提供されることができる。

【0034】

本方法のいくつかの実施形態では、渦電流応答を特徴付けるステップは、
-内部領域内に磁気共鳴活性サンプルのセットを配置するステップと、
-磁気共鳴イメージングプロシージャを適用するステップと
を含み、
-渦電流パラメータセットを決定するステップは、適用されるMRイメージングプロシージャによって得られる磁気共鳴信号を評価するステップを含む。

【0035】

このようにして、先行する較正は容易に実行されることができ、渦電流補正のための所定のパラメータセットは、標準的なMRイメージング検査を適用することによって迅速に提供されることができる。

【0036】

磁気共鳴活性サンプルのセットは、時空間磁場測定に使用可能な、現在市販されている動的磁場カメラの部分であってもよい。このような動的磁場カメラは、例えば、欧州特許出願EP2515132A1に記載されている。

【0037】

本発明の他の態様は、傾斜磁場を生成することに関して磁気共鳴イメージングシステムを動作させる、開示の方法の実施形態を実施するためのソフトウェアモジュールを提供することにある。実施される方法ステップは、ソフトウェアモジュールのプログラムコードに変換される。このプログラムコードは、MRイメージングシステムのデジタルデータメモリユニットに実装可能であり、MRイメージングシステムのプロセッサユニットによって実行可能である。プロセッサユニットは、MRイメージングシステムの機能を制御するために通常の制御ユニットのプロセッサユニットであってもよい。プロセッサユニットは、代わりに、又は補足として、少なくともいくつかの方法ステップを実行するように特に割り当てられる他のプロセッサユニットであってもよい。

【0038】

ソフトウェアモジュールは、方法の堅牢で信頼性の高い実行を可能にすることができ、必要に応じて方法ステップの迅速な変更を可能にすることができる。

【0039】

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになるであろう。このような実施形態は、必ずしも本発明の全範囲を示すものではなく、したがって、本発明の範囲を解釈するための特許請求の範囲及び特許請求の範囲を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明による磁気共鳴検査システムの実施形態の一部の概略図を示す。

【図2】傾斜磁場の発生に関して図1による磁気共鳴イメージングシステムを動作させる本発明による方法の一実施形態のフローチャートを示している。

【図3】図2による方法の先行ステップのフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図1は、本発明による磁気共鳴イメージングシステム10の実施形態の一部の概略図を示す。磁気共鳴イメージングシステム10は、関心被検体20（通常は患者）の少なくとも一部から磁気共鳴画像を取得するように構成される。磁気共鳴イメージングシステム10は、主磁石14を有するスキャナユニット12を有する。主磁石14は、関心被検体20が少なくとも検査中に位置決めされる、中心軸18の回りの検査空間16を提供する中央ボアを有し、少なくとも検査空間16内に適切な磁場強度の静磁場B0を生成するようにさらに構成される。明確にするために、関心被検体20を支持するための通常のテーブルは図1では省略されている。静磁場B0は、通常、デカルト座標系のz軸の方向として示される軸方向を規定し、検査空間16の中心軸18と平行に位置合わせされる。

【0042】

この特定の実施形態はボア型磁気共鳴イメージングシステムとして説明されているが、本発明は他のタイプの磁気共鳴イメージングシステムにも適用可能であることは、当業者には容易に理解されるであろう。

【0043】

磁気共鳴イメージングシステム10は、スキャナユニット12の機能及び磁気共鳴イメージングシステム10の他の機能を制御するように設けられる制御ユニット26を有する。制御ユニット26は、デジタルデータ記憶ユニット30、デジタルデータ記憶ユニット30へのデータアクセスを有するプロセッサユニット32、及び制御ユニット26とオペレータ、通常は医療スタッフとの間で情報を転送するために設けられるヒューマンインタフェース装置28を含む。

【0044】

さらに、磁気共鳴イメージングシステム10は、磁気共鳴イメージングの目的のために、関心被検体20の、又は関心被検体20内の核を励起するため、高周波伝達期間の間の磁気共鳴励起のために関心被検体20の、又は関心被検体20内の核に高周波励起場B1を印加するように構成されるホールボディコイルとして設計される高周波アンテナ装置34を含む。この目的のために、制御ユニット26によって制御される高周波電力は、高周波送信ユニット24からホールボディコイルに供給される。ホールボディコイルは中心軸を有し、動作状態において、ホールボディコイルの中心軸と検査空間16の中心軸18とは一致するように、主磁石14のボア内に同心円状に配置される。当業界には一般的であるように、円筒状の金属製高周波シールド40がホールボディコイルの周りに同心円状に配置されている。

【0045】

ホールボディコイルは、高周波励起場B1を印加することによって励起されている関心被検体20の、又は関心被検体20内の核から高周波受信フェーズの間に磁気共鳴信号を受信するための高周波アンテナ装置36としても構成される。磁気共鳴イメージングシステム10の動作状態では、高周波送信フェーズ及び高周波受信フェーズが連続して行われる。

【0046】

高周波送信ユニット24は、高周波送信フェーズの間に、高周波スイッチングユニット38を介して、磁気共鳴高周波の高周波電力のパルスをホールボディコイルに供給するように構成される。高周波受信フェーズの間、制御ユニット26によって制御される高周波スイッチユニット38は、ホールボディコイルから、制御ユニット26にある信号処理ユニット42に磁気共鳴信号を送る。信号処理ユニット42は、収集される磁気共鳴信号から関心被検体20の少なくとも部分の画像を決定するように磁気共鳴信号を処理するように構成されている。

【0047】

さらに、磁気共鳴イメージングシステム10は、静磁場B0に重畳される傾斜磁場を生成するように構成される磁気傾斜コイルシステム22を有する。傾斜コイルシステム22は、x方向

及びy方向

に横傾斜磁場を発生させる周知のサドルタイプの2対の傾斜コイルと、z方向

に傾斜磁場を発生させる周知のヘルムホルツ構成で構成される１対の傾斜コイルとを有する。傾斜コイルシステム22は、制御ユニット26の部分を形成する磁気傾斜コイル制御ユニット46によって制御され、傾斜コイルに所定の時間的電流プロファイルを提供するように構成される磁気傾斜コイルドライバユニット48をさらに含む。時間的電流プロファイルは、所望の磁気共鳴検査モードに従って選択可能な傾斜パルスシーケンスの形態で提供され、高周波送信フェーズ及び高周波受信フェーズに同期される。

【0048】

磁気共鳴イメージングシステム10の内部領域44は、磁気傾斜コイルを囲む最小の仮想シリンダの外部表面に対する所定の最大距離によって規定される。

【0049】

この特定の実施形態では、磁気共鳴イメージングシステム10は、集束超音波（FUS）治療装置として設計される追加装置50をガイドするために使用される。FUS治療装置は、例えば化学療法に対する改善された応答のために組織を活性化するため、関心被検体20の標的ゾーン内にエネルギーを堆積させるための温熱療法装置として利用される。FUS治療装置は、ユーザに対して遠位の端部を含むロッドの部分に配置される受入部材を備えたロッドを有する超音波トランスデューサプローブ54を含む。受入部材は、スロットとして形成され、動作状態において超音波トランスデューサアレイを収容するように構成される。超音波トランスデューサプローブ54は、起動時に、超音波トランスデューサアレイから関心被検体20内の隣接組織に超音波周波数の集束超音波ビームを印加するように構成される。超音波トランスデューサアレイは、制御ユニット26によって制御される電力ユニット（図示略）によって電力供給される。このようなFUS治療装置の動作は、当該技術分野において周知であり、従って、本明細書においてより詳細に説明する必要はない。

【0050】

FUS治療装置を適用するためには、超音波トランスデューサプローブ54を内部領域44内に配置することが必要である。超音波トランスデューサプローブ54は金属部分を有し、したがって、発生した傾斜磁場に曝されるとき、超音波トランスデューサプローブ54の部分に渦電流を発生させることができる。渦電流は、MRイメージングに重大な問題を引き起こす可能性のある磁場を発生させ、画像歪及びゴースト効果を生じさせる可能性がある。

【0051】

デジタルデータ記憶ユニット30は、生成される渦電流の磁気効果を補償するように、時間的に予め定められた電流プロファイルを修正するために使用可能な複数の所定のパラメータセットを有する。磁気共鳴イメージングシステム10は、以下に説明されるように、内部領域44内にFUS治療装置によって形成される追加装置50の存在を示す情報を受信するとき、複数の所定のパラメータセットの少なくとも1つの所定のパラメータセットに基づいて、所定の電流プロファイルを修正するように構成される。

【0052】

以下では、本発明による傾斜磁場の生成に関して磁気共鳴イメージングシステム10を動作させる方法の実施形態を説明する。方法のフローチャートが図2に示されている。全ての関連するユニット及び装置は、動作状態にあり、図1に示すように構成されることが理解される。

【0053】

この方法の部分を実行できるようにするために、制御ユニット26は、ソフトウェアモジュール56（図1）を有する。実施される方法ステップはソフトウェアモジュール56のプログラムコードに変換され、プログラムコードは制御ユニット26のデジタルデータ記憶ユニット30に実装され、制御ユニット26のプロセッサユニット32によって実行可能である。

【0054】

本発明による方法を実行する準備の際に、先行する較正ステップが後続される（図3）。

【0055】

FUS治療装置のうちの追加装置50のうちの1つは、第1のステップ58で磁気共鳴イメージングシステム10の内部領域44内に配置される。

【0056】

それから、次のステップ60において、内部領域44に対する追加装置50の位置及び内部領域44に対する追加装置50の方向が決定される。

【0057】

他のステップ62では、磁気傾斜コイルシステム22の磁気傾斜コイルに所定の時間的電流プロファイルを提供することによって傾斜磁場が生成される。

【0058】

次に、生成される傾斜磁場に対する渦電流応答が他のステップ64において特徴付けられる。この目的のために、磁気共鳴活性サンプルのセットが内部領域44内に配置され、磁気共鳴イメージングプロシージャが実施される。

【0059】

適用される磁気共鳴イメージングプロシージャによって得られる磁気共鳴信号を評価することを含む他のステップ66において、渦電流応答の特徴付けを表す渦電流パラメータセットが決定される。渦電流パラメータセットは、渦電流振幅及び渦電流減衰時間定数を有する。

【0060】

更なるステップ68において、決定される渦電流パラメータセット、追加装置50の相対位置、及び追加装置50を示す相対的な方向とデータとを含むデータセットが、所定のパラメータセットの新しい入力としてデジタルデータ記憶装置30に記憶される。追加装置50を示すデータセットは、追加装置50の製造業者名及び正確なタイプ指定を含む。このようにして、所定のパラメータセットのそれぞれは、内部領域44に対する追加装置50の位置及び方向のうちの少なくとも1つ及び追加装置50を示すデータセットと一意に相関する。

【0061】

傾斜磁場を発生することに関して磁気共鳴イメージングシステム10を動作させる方法は、所望の磁気共鳴検査モードに従って磁気傾斜コイルに提供される所定の時間的電流プロファイルを選択するステップ70で始められる。

【0062】

次のステップ72では、FUS治療装置によって形成される追加装置50の存在に関する情報の受信、特に磁気共鳴映像システム10の内部領域44内の超音波トランスデューサプローブ54の存在がチェックされる。情報の受信をチェックするステップ72は、
- FUS治療装置の位置、特に内部領域44に対する超音波トランスデューサプローブ54の位置、
- FUS治療装置の方向、特に内部領域44に対する超音波トランスデューサプローブ54の方向、及び
- FUS治療装置によって形成される追加装置50のタイプ指定及び性能
に関する情報をチェックするステップを含む。

【0063】

チェックするステップ72は、制御ユニット26によって実行される。磁気共鳴イメージングシステム10の内部領域44内においてFUS治療装置によって形成される追加装置50の存在に関する情報は、様々な方法で提供されることができる。

【0064】

磁気共鳴イメージングシステム10のこの特定の実施形態における情報を提供するための1つのオプションは、例えば、製造者名、追加装置の正確なタイプ指定、内部領域に対する位置及び方向を含む選択可能なオプションを表示するドロップダウンメニューから選択することによるヒューマンインタフェースデバイス28を介した手動入力である。この選択は、例えば、追加装置50を内部領域44内に配置した後にオペレータによって実行され得る。

【0065】

ヒューマンエラーの影響を受けにくい情報を提供する他のオプションは、内部領域44内のFUS治療装置によって形成される追加装置50の存在を検出するための検出手段を使用することであり、検出手段は、その存在を検出する際、内部領域44内のFUS治療装置の存在に関する情報を制御ユニット26に提供するように構成される。

【0066】

この特定の実施形態では、磁気共鳴イメージングシステム10は、デジタル光学カメラ52によって形成される検出手段を備える。デジタル光学カメラ52は、検査空間16のより大きい部分がデジタル光学カメラ52の視野内にあるように、検査空間16に向けられる。デジタル光学カメラ52の出力信号は、ワイヤレスデータリンクを介して制御ユニット26に送信され、市販の画像認識ソフトウェアを適用することによって磁気共鳴イメージングシステム10の信号処理ユニット42によって処理される。これにより、FUS治療装置によって形成される追加装置50の位置及び方向を決定することができる。適切な画像認識方法は、当業者には周知であり、従って、本明細書でより詳細に説明する必要はない。

【0067】

チェックするステップ72の結果が否定的であると判明し、すなわち情報のいずれも受信されない場合、次のステップ74において、所定の時間的電流プロファイルが磁気傾斜コイルに提供される。

【0068】

チェックするステップ72の結果が肯定的であると判明した場合、次のステップ76において、受信される情報に基づいて、複数の所定のパラメータセットのうちの所定のパラメータセットが選択される。

【0069】

他のステップ78において、所定の時間的電流プロファイルは、選択される所定のパラメータセットを使用することによって修正される。

【0070】

それから更なるステップ80において、修正される時間的電流プロファイルが磁気傾斜コイルに供給される。

【0071】

この方法のステップ70乃至80は周期的に実行される。このようにして、FUS治療装置によって形成される追加装置50が内部領域44内に配置されている限り、渦電流効果を補償するために所定の時間電流プロファイルが修正される。追加装置50が内部領域44から除去される場合、磁気傾斜コイルへの所定の時間的電流プロファイルの供給が再開される。

【0072】

本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は、例示的又は例証的であって制限的ではないとみなされるべきであり、本発明は開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変更は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、クレームされる発明を実施する際の当業者によって理解され得、達成され得る。特許請求の範囲において、「有する（comprising）」という単語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【符号の説明】

【0073】

10 磁気共鳴イメージングシステム
12 スキャナユニット
14 主磁石
16 検査空間
18 中心軸
20 関心被検体
22 磁気傾斜コイルシステム
24 高周波送信ユニット
26 制御ユニット
28 ヒューマンインタフェース装置
30 デジタルデータ記憶ユニット
32 プロセッサユニット
34 高周波アンテナ装置（送信）
36 高周波アンテナ装置（受信）
38 高周波スイッチングユニット
40 高周波シールド
42 信号処理ユニット
44 内部領域
46 磁気傾斜コイル制御ユニット
48 磁気傾斜コイルドライバユニット
50 追加装置
52 デジタル光学カメラ
54 超音波トランスデューサプローブ
56 ソフトウェアモジュール
ステップ：
58 追加装置を位置決め
60 位置/方向を決定
62 傾斜磁場を生成
64 渦電流応答を特徴付け
66 渦電流パラメータセットを決定
68 所定のパラメータセットを記憶
70 所定の時間的電流プロファイルを選択
72 追加装置の存在を表す情報の受信チェック
74 所定の時間電流プロファイルを提供
76 所定のパラメータセットを選択
78 所定のパラメータセットを修正
80 修正される時間的電流プロファイルを提供

【図1】

【図2】

【図3】