ES2631706T3

ES2631706T3 - Procedimiento y dispositivo de medición para aplicaciones de resonancia magnética

Info

Publication number: ES2631706T3
Application number: ES14709993.1T
Authority: ES
Inventors: Hervé Saint-Jalmes; Olivier Beuf
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Rennes 1; Institut National des Sciences Appliquees de Lyon; Universite Claude Bernard Lyon 1
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Rennes 1; Institut National des Sciences Appliquees de Lyon; Universite Claude Bernard Lyon 1
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2017-09-04
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: FR3002046B1; US20150377988A1; WO2014125214A1; EP2956786A1; FR3002046A1; US10088534B2; EP2956786B1

Abstract

Dispositivo de medición para aplicaciones de resonancia magnética, que incluye tres ejes de mediciones (x, y, z) que corresponden al eje (3) de un campo magnético principal y a los dos ejes transversales (x, y) de un espacio cerrado o semiabierto (4) en el cual se crean unos campos electromagnéticos de radiofrecuencias y gradientes de campo magnético, caracterizado por que incluye: - en una carcasa de medición (12): * un sensor de medición (15) de los campos magnéticos de radiofrecuencia que incluye un ensamblaje de bobinas de radiofrecuencias (16, 17) para medir los componentes de los campos magnéticos de radiofrecuencias según los dos ejes transversales (x, y), * un sensor de medición (20) de los gradientes de campo magnético que incluye tres conjuntos de bobinas (21, 22, 23) para medir los gradientes de campo magnético respectivamente según los tres ejes de medición (x, y, z), * un sensor de medición (40) del campo eléctrico de radiofrecuencia que incluye dos hilos conductores eléctricos independientes (41, 42) montados de manera alineada, estando rodeados cada uno de un material de fuerte permisividad dieléctrica relativa (43), * una etapa de acondicionamiento de las señales eléctricas suministradas por el sensor de medición (15) de los campos magnéticos de radiofrecuencia, por el sensor de medición (20) de los gradientes de campo magnético, por el sensor de medición del campo eléctrico de radiofrecuencia (40), * una etapa de conversión de las señales eléctricas suministradas por los diferentes sensores de medición, en unas señales luminosas, * una fuente de alimentación eléctrica de las etapas de acondicionamiento y de conversión, - una unidad de mando y de tratamiento (14) de las señales, conectada a la etapa de acondicionamiento de la carcasa de medición (12) por medio de un haz de transmisión de las señales luminosas (13), incluyendo esta unidad, una etapa de conversión de las señales luminosas en señales eléctricas conectadas a unos medios para dirigir en sincronismo, la adquisición de las señales eléctricas suministradas por los sensores de medición y que 30 corresponde a las fuerzas electromotrices creadas por los diferentes campos en el interior del espacio (4), - unos medios de visualización y/o de registro de las señales eléctricas suministradas por los sensores.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Procedimiento y dispositivo de medicion para aplicaciones de resonancia magnetica

La presente invencion se refiere al campo tecnico de la resonancia magnetica y, en particular, a los aparatos de RMN (Resonancia Magnetica Nuclear, de IRM (Obtencion de Imagen por Resonancia Magnetica) y/o de SRM (Espectroscopia de Resonancia Magnetica).

La presente invencion se refiere mas particularmente al campo de los instrumentos o de los dispositivos adaptados para medir los campos electromagneticos de radiofrecuencias y los gradientes de campo magnetico, asf como el campo magnetico estatico aplicados a un objeto a estudiar por resonancia magnetica.

Los aparatos de RMN, de IRM y/o de SRM son unos instrumentos complejos que implementan unos campos magneticos de radiofrecuencia y unos gradientes de campo magnetico para crear unas imagenes y/o unos espectros de una region del objeto o del cuerpo a estudiar. Estos campos se crean y organizan al ritmo de secuencias temporales cuyo cronograma teorico se describe en la literatura para unas familias genericas de secuencias.

No obstante, la variabilidad de estas secuencias es extrema y depende de los fabricantes de estos aparatos. A excepcion de la informacion evidente (tiempo de repeticion, tiempo de eco, tipo de secuencia), los detalles de las secuencias utilizadas no se conocen. De este modo, es bastante diffcil conocer de manera precisa las ocurrencias, las duraciones y las amplitudes de los campos utilizados. Sin embargo, es indispensable que se conozca esta informacion, con el fin de cuantificar las senales recogidas y, por lo tanto, las imagenes obtenidas. Ademas de los campos mencionados mas arriba, la creacion del campo magnetico de radiofrecuencia de excitacion implica la existencia de un campo electrico a la misma frecuencia que puede ser de amplitud importante y potencialmente peligroso para el paciente. Por lo tanto, su medicion es igualmente valiosa. De hecho, cuanto mas aumenta la intensidad del campo magnetico de los aparatos de IRM y, por consiguiente, la frecuencia de trabajo, mas se incrementa igualmente el deposito de energfa en el paciente. El respeto de los lfmites normativos se hace esencial. De este modo, la medicion del SAR (Specific Absorption Rate) se realiza en continuo en los aparatos de IRM clmicos. De nuevo, el resultado de esta medicion no esta directamente accesible para el usuario.

Por otra parte, incluso cuando el cronograma preciso de la secuencia se define y conoce bien por el usuario del aparato, los campos creados no siguen exactamente el mando. De hecho, diversas imperfecciones afectan a la creacion de estos campos. La uniformidad espacial del campo de radiofrecuencia y/o la linealidad de los gradientes de campo magnetico son imperfectas. La conmutacion de los gradientes ocasiona igualmente la generacion de corrientes de Foucault que perjudican la calidad de la codificacion espacial de la informacion. Asimismo, las vibraciones mecanicas de las bobinas de gradientes o tambien unos desequilibrios entre los bobinados de gradientes pueden distorsionan esta codificacion espacial. Si los barridos cartesianos del plano de Fourier permanecen bastante resistentes a estas imperfecciones, los barridos no cartesianos (en espiral, por ejemplo) que se utilizan cada vez mas para reducir los tiempos de adquisicion son muy sensibles a estos defectos. Por lo tanto, se hace indispensable medir de manera precisa las trayectorias realmente seguidas en el plano de Fourier de la imagen durante estos barridos, con el fin de tener en cuenta estas para reconstruir las imagenes. El conocimiento de estas trayectorias necesita de nuevo la medicion de los campos magneticos variables citados mas arriba.

Para acceder a esta informacion, uno de los metodos utilizados consiste en conectar unos instrumentos de medicion (osciloscopio) en la sala tecnica a los diferentes amplificadores de radiofrecuencia y de gradientes sobre unas tomas de control previstas para ello. Esto supone, por una parte, una competencia tecnica importante y, por otra parte, la posesion de aparatos de medicion y de conectores apropiados, asf como unas modalidades de conexion. Las ganancias de los diferentes elementos deben ser proporcionadas por el fabricante del aparato. Ademas, la medicion de las corrientes no corresponde a la imagen exacta de los campos creados por estas corrientes en el iman.

En el estado de la tecnica, se conoce igualmente por la publicacion BENJAMIN EMANUEL DIETRICH ET AL: "A stand-alone system for concurrent gradient and RF sequence monitoring", PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE, 20TH ANNUAL MEETING AND EXHIBITION, MELBOURNE, AUSTRALIA, 5-11 DE MAYO DE 2012, vol. 20, 21 de Abril de 2012, pagina 700, XP055081665 que una parte de los campos magneticos aplicados al objeto a examinar puede medirse y visualizarse. A pesar de todo en esta tecnica, la medicion se basa en el fenomeno de RMN y, por lo tanto, cada sensor contiene una muestra que posee unos protones capaces de generar una senal de RMN una vez excitado. Por lo tanto, se trata de asociar a cada sensor un espectrometro de RMN completo que comprende unos medios costosos y complejos de emision y de recepcion de radiofrecuencia. Por otra parte, para medir los gradientes de campo magnetico en las tres direcciones del espacio, unos sensores en numero de seis deben colocarse en pareja. Este sistema de medicion se sustituye, por lo tanto, por el paciente u objeto a examinar. Finalmente, la medicion de los campos de radiofrecuencia es indirecta y el campo electrico de radiofrecuencia E no se mide.

La presente invencion tiene como finalidad, por lo tanto, remediar los inconvenientes de la tecnica anterior proponiendo un aparato de medicion para unas aplicaciones de resonancia magnetica adaptado para medir de manera sencilla y fiable los campos electromagneticos de radiofrecuencias y los gradientes de campo magnetico

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

realmente aplicados a un objeto a examinar por resonancia magnetica.

Para conseguir un objetivo de este tipo, la reivindicacion 1 define un dispositivo de medicion para unas aplicaciones de resonancia magnetica, que incluye tres ejes de mediciones que corresponden al eje de un campo magnetico principal y a los dos ejes transversales de un espacio cerrado o semiabierto en el cual se crean unos campos electromagneticos de radiofrecuencias y unos gradientes de campo magnetico.

Segun la invencion, el dispositivo incluye:

- en una carcasa de medicion:

• un sensor de medicion de los campos magneticos de radiofrecuencia que incluye un ensamblaje de bobinas de radiofrecuencias para medir los componentes de los campos magneticos de radiofrecuencias segun los dos ejes transversales,

• un sensor de medicion de los gradientes de campo magnetico que incluye tres conjuntos de bobinas para medir los gradientes de campo magnetico respectivamente segun los tres ejes de medicion,

• un sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia que incluye dos hilos conductores electricos independientes montados de manera alineada estando rodeados cada uno de un material de fuerte permisividad dielectrica relativa,

• una etapa de acondicionamiento de las senales electricas suministradas por el sensor de medicion de los campos magneticos de radiofrecuencia, por el sensor de medicion de los gradientes de campo magnetico, por el sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia,

• una etapa de conversion de las senales electricas suministradas por los diferentes sensores de medicion, en unas senales luminosas,

• una fuente de alimentacion electrica de las etapas de acondicionamiento y de conversion,

- una unidad de mando y de tratamiento de las senales, conectada a la etapa de acondicionamiento de la carcasa de medicion por medio de un haz de transmision de las senales luminosas, incluyendo esta unidad una etapa de conversion de las senales luminosas en senales electricas conectadas a unos medios para dirigir en sincronismo, la adquisicion de las senales electricas suministradas por los sensores de medicion y que corresponden a las fuerzas electromotrices creadas por los diferentes campos en el interior del espacio,

- unos medios de visualizacion y/o de registro de las senales electricas suministradas por los sensores.

Ademas, el dispositivo segun la invencion puede presentar, ademas, en combinacion al menos una y y/u otra de las siguientes caractensticas adicionales:

- para el sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia, el material que rodea los hilos conductores presenta una permisividad dielectrica relativa > 50,

- los hilos conductores electricos son de longitudes sustancialmente iguales y presentan en sus extremos proximos, unos bornes de conexion a la etapa de acondicionamiento,

- para el sensor de medicion de los campos magneticos de radiofrecuencias, el ensamblaje de bobinas incluye una bobina plana en forma de mariposa y una bobina plana que se extiende de manera paralela a la bobina de mariposa estando centrada con respecto a esta ultima,

- un sensor para medir el campo magnetico principal y sus variaciones que incluye dos bobinas de tipo Helmholtz para medir las variaciones del campo magnetico principal y una celula de efecto Hall para evaluar el campo magnetico principal en amplitud y direccion,

- el sensor para medir las variaciones del campo magnetico principal incluye dos bobinas que se inscriben en un cilindro de montaje en el cual se extienden igualmente los tres conjuntos de bobinas del sensor de medicion de los gradientes de campo magnetico, estando el ensamblaje de las bobinas de radiofrecuencias planas del sensor de medicion de los campos magneticos de radiofrecuencia posicionado en el interior del cilindro de montaje,

- los hilos conductores electricos del sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia se extienden de manera paralela al eje del cilindro de montaje.

Otro objeto de la invencion es proponer un metodo sencillo y fiable para medir los campos electromagneticos de radiofrecuencias y los gradientes de campo magnetico realmente aplicados a un objeto a examinar por resonancia magnetica.

Para conseguir un objetivo de este tipo, la reivindicacion 8 define un procedimiento de medicion para medir unos campos electromagneticos de radiofrecuencias y unos gradientes de campo magnetico generados en el interior de un espacio que permiten la implementacion de aplicaciones de resonancia magnetica sobre un objeto, que consiste:

- en posicionar en el interior del espacio en el cual el objeto de estudio esta colocado, la carcasa del aparato de medicion segun la invencion, que incluye unos sensores de medicion de la imagen de los campos electromagneticos de radiofrecuencias y de los gradientes de campo magnetico aplicados sobre el objeto,

- en dirigir durante la aparicion en los sensores del aparato de medicion, de las fuerzas electromotrices creadas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

por los diferentes campos aplicados sobre el objeto, la adquisicion en sincronismo de las mediciones de los sensores del aparato de medicion,

- y en registrar y/o visualizar los campos magneticos de radiofrecuencias, los gradientes de campo magnetico y el campo electrico de radiofrecuencia.

Ademas, el procedimiento segun la invencion puede consistir, ademas, en combinacion al menos una y y/u otra de las siguientes caractensticas adicionales:

- a partir de la medicion del campo electrico de radiofrecuencia, en evaluar la dosis de energfa espedfica,

- a partir de las mediciones realizadas, en realizar unas correcciones de las imagenes o de los espectros obtenidos,

- en corregir por calculo trigonometrico, los valores medidos por los sensores de medicion para recolocarlos en el sistema de referencia del campo magnetico principal.

Otras diversas caractensticas se desprenden de la descripcion hecha mas abajo con referencia a los dibujos adjuntos que muestran, a tttulo de ejemplos no limitativos, unas formas de realizacion del objeto de la invencion.

La Figura 1 es un esquema de principio de un aparato de resonancia magnetica equipado con un dispositivo de medicion conforme a la invencion.

La Figura 2 ilustra en perspectiva una forma de realizacion de los diferentes sensores de medicion de una carcasa de medicion que forma parte del dispositivo de medicion conforme a la invencion.

La Figura 3 ilustra un ejemplo de realizacion de un sensor de medicion de los campos magneticos de radiofrecuencias.

Las Figuras 4 a 6 son unas vistas en perspectiva que ilustran unas bobinas para medir unos gradientes de campo magnetico segun tres ejes diferentes de medicion.

La Figura 7 es una vista de un ejemplo de realizacion de un sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia.

Tal como se desprende esto de la Fig. 1, el objeto de la invencion se refiere a un dispositivo de medicion 1 para un aparato de resonancia magnetica 2, de cualesquiera tipos conocidos de por sf, tales como de RMN, de IRM o de SRM. De manera tradicional, el aparato de resonancia magnetica 2 incluye un sistema de imanes 3 adaptado para generar un campo magnetico principal estatico Bo en el interior de un espacio 4 en el cual esta posicionado un objeto 5 a examinar, tal como un cuerpo humano o animal.

El aparato de resonancia magnetica 2 incluye igualmente unas bobinas de gradiente 6 alimentadas por un bloque de alimentacion 7, para generar otros tres campos magneticos que tienen un gradiente en las direcciones x, y, z que definen un sistema de coordenadas perpendiculares. De este modo, en el interior del espacio 5, se crean unos gradientes de campos magneticos segun los ejes x, y y z.

El aparato de resonancia magnetica 2 incluye igualmente una o varias bobinas emisoras de radiofrecuencia 9 que sirven para generar unos impulsos de RF de excitacion magnetica. Esta bobina emisora de radiofrecuencia 9 esta conectada tradicionalmente a un circuito de emision y a una unidad de control 10.

Este aparato de resonancia magnetica 2 posee una arquitectura tal que el espacio 4 que se presenta este en forma de un espacio cerrado tal como un tunel cuyo eje longitudinal z segun el cual el objeto 5 esta colocado, corresponde al eje del campo magnetico principal, este en forma de un espacio semiabierto con acceso transversal en el cual el eje z del campo magnetico principal es perpendicular al objeto 5. El campo B1 magnetico de radiofrecuencia de emision es perpendicular al eje del campo magnetico principal B0 y, por lo tanto, puede establecerse segun uno u otro o los otros dos ejes transversales x o y. El aparato de resonancia magnetica 2 no se describe de manera mas detallada, ya que lo conoce bien el experto en la materia y no forma parte de manera precisa del objeto de la invencion.

En la representacion elegida en los dibujos, la mas comun, el eje principal del objeto 5 a examinar es paralelo al eje del campo magnetico principal estatico B0. Esta disposicion condiciona la geometna de las bobinas de gradiente 6, de las bobinas emisoras y receptoras 9 pero igualmente la geometna de los sensores conformes a la invencion descrita a continuacion. Por supuesto, existen otras configuraciones de aparatos de resonancia magnetica que crean un campo magnetico que no es colineal al eje del paciente. En este caso, las geometnas son diferentes, asf como para los sensores conformes a la invencion. No obstante, a partir de la descripcion dada en la continuacion de la descripcion, un experto en la tecnica esta en disposicion de transponer la descripcion de la invencion para adaptarse a otras configuraciones de aparatos de resonancia magnetica.

Como se desprende esto de manera mas precisa de la Fig. 1, el dispositivo de medicion 1 segun la invencion incluye una carcasa de medicion 12 destinada a estar colocada en el interior del espacio 4 en el cual el objeto de estudio 5 esta posicionado. Esta carcasa de medicion 12 esta conectada por medio de un haz de transmision 13, a una unidad de mando y de tratamiento 14 de las senales, situada en el exterior del espacio 4.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La carcasa de medicion 12 esta adaptada para medir una imagen de los campos electromagneticos generados en el interior del espacio 4.

Para ello, la carcasa de medicion 12 incluye, como se ilustra en las Fig. 2 y 3, un sensor 15 de medicion de los campos magneticos de radiofrecuencias Bi que incluye un ensamblaje de bobinas de radiofrecuencias 16, 17 para medir los componentes magneticos de los campos magneticos de radiofrecuencias segun los dos ejes transversales x, y es decir, en el plano x, y ortogonal al eje z del campo magnetico Bo.

Debe senalarse que un sencillo bucle colocado en la bobina de emision de radiofrecuencia que crea un campo B1 es la sede de una fuerza electromotriz e debida a la variacion de flujo:

9= B1 Cos [w t] S

e= -8t 9

Para unos campos magneticos de radiofrecuencias B1 de algunos pT y unas frecuencias del orden del centenar de MHz (w= 2 n f), una superficie S del orden del cm2 permite recoger unas decenas de mV a algunos V de senal de radiofrecuencia. En campo mas escaso, el sensor puede presentar varias vueltas.

Los campos magneticos de radiofrecuencias B1 creados estan muy a menudo en cuadratura, de modo que dos ensamblajes de bobinas 16, 17 permiten, por lo tanto, recoger los dos componentes del campo de emision. De manera que se conserve una geometna plana, la medicion en cuadratura puede hacerse en la ayuda de un bucle de mariposa 16. De este modo, el sensor de medicion 15 puede incluir una bobina plana doble en forma de mariposa 16 y una bobina plana 17 que se extiende de manera paralela a la bobina doble, estando centrada con respecto a esta ultima. La bobina doble plana en forma de mariposa 16, posee un primer bucle con un primer borne de conexion 161 situado en un extremo de este primer bucle y un segundo bucle colocado al lado y conectado al primer bucle, presentando un segundo borne de conexion 162 al extremo de este segundo bucle. La bobina plana 17 esta realizada en forma de un bucle provisto en sus dos extremos colocados uno al lado del otro, de dos bornes de conexiones 171, 172. La relacion de las superficies de una bobina sencilla y de una bobina de mariposa depende del volumen sondeado para la medicion del campo magnetico de radiofrecuencia B1.

La bobina sencilla 17 y la bobina de mariposa 16 estan superpuestas y perfectamente centradas (sobre un circuito de doble cara, por ejemplo) para evitar cualquier diafoma entre las dos mediciones. Puede considerarse realizar las bobinas 16, 17 por tres espiras de forma rectangular del orden cada una de 1 cm de lado.

La carcasa de medicion 12 incluye igualmente un sensor de medicion 20 de los gradientes de campo magnetico. Este sensor de medicion 20 incluye, como se ilustra de manera mas particular por las Fig. 2, 4, 5 y 6, tres conjuntos de bobinas 21, 22, 23 para medir los gradientes de campo magnetico respectivamente segun los tres ejes de medicion x, y, z. De este modo, tres conjuntos de bobinas 21,22, 23 estan realizados para cubrir los tres ejes x, y, z.

La frecuencia relativamente escasa de los gradientes de campo magnetico impone multiplicar las vueltas de las bobinas de medicion para recuperar lo suficientemente de tension. Se aprovecha el principio de reciprocidad emision-recepcion. Los gradientes de campo magnetico necesarios para la localizacion espacial de la senal de IRM o tambien para la medicion de coeficientes de difusion de RMN se crean por unos bobinados de geometnas conocidas. Para medir estos gradientes de campo, los tres conjuntos de bobinas son similares en reduccion a los bobinados de gradientes 6. El sensor de medicion 20 mide intrmsecamente un gradiente de campo magnetico, de modo que su posicion en el espacio es arbitraria desde el momento en que esta colocado en una region en la cual el gradiente de campo se crea y que su orientacion es correcta.

Segun un ejemplo de realizacion ilustrado en los dibujos, el sensor de medicion 20 incluye:

- un primer conjunto de bobinas 21 de tipo GOLAY para medir el gradiente dBz/dy segun el eje y, constituido tradicionalmente por dos parejas de bobinas y que presenta unos bornes de conexion 21a, 21b (Fig. 4),

- un segundo conjunto de bobinas 22 de tipo GOLAY para medir el gradiente dBz/dx segun el eje x, constituido tradicionalmente por dos parejas de bobinas y que presenta unos bornes de conexion 22a, 22b (Fig. 5),

- un tercer conjunto de bobinas 23 de tipo MAXWELL para medir el gradiente dBz/dz segun el eje z constituido por dos bobinas conectadas en serie y que presenta unos bornes de conexion 23a, 23b (Fig. 6).

Segun una variante preferente de realizacion ilustrada en la Fig. 2, los tres conjuntos de bobinas 21, 22, 23 estan montados para inscribirse en un cilindro de montaje 25. Ventajosamente, el ensamblaje de las bobinas de radiofrecuencias planas del sensor de medicion 15 de los campos magneticos de radiofrecuencias esta posicionado en el interior del cilindro de montaje 25.

Segun una caractenstica preferente de realizacion, la carcasa de medicion 12 incluye un sensor 30 para medir el campo magnetico principal B0 y sus variaciones. Este sensor 30 incluye de este modo dos bobinas de tipo Helmholtz 31 (Fig. 2 y 6) para medir las variaciones del campo magnetico principal B0 y una celula 32 de efecto Hall para

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

evaluar el campo magnetico principal Bo en amplitud y direccion. Las dos bobinas de tipo Helmholtz 31 estan montadas en serie y presentan unos bornes de conexiones 31a, 31b. De manera ventajosa, las dos bobinas 31 para medir las variaciones del campo magnetico principal se inscriben igualmente en el cilindro de montaje 25. Asimismo, la celula de efecto Hall 32 esta montada en el interior del cilindro de montaje 25 y su orientacion esta definida de manera precisa con respecto a las de los sensores 15, 20, 30 y 40. La celula de efecto Hall 32 permite de este modo medir la amplitud del campo magnetico principal Bo y, por lo tanto, deducir de ello la frecuencia de trabajo del aparto para adaptar la amplificacion de las senales que provienen de los sensores de medicion 15 y 40 en relacion con sus funciones de transferencia. Por otra parte, el conocimiento de los dos angulos (azimut y elevacion) del conjunto de los sensores de medicion con respecto al eje del campo magnetico principal B0 del aparato permite corregir por un sencillo calculo trigonometrico los valores medidos por estos sensores para recolocarlos en el sistema de referencia del campo magnetico principal B0 o modificar la alineacion del conjunto del sistema de medicion para alinearlo con el campo magnetico principal B0.

La carcasa de medicion 12 incluye igualmente un sensor de medicion 40 del campo electrico de radiofrecuencia. Este sensor 40 mide los campos electricos generados en el espacio 4 por el campo magnetico de radiofrecuencia creado para bascular la imantacion nuclear. Tal como se ilustra en la Fig. 7, este sensor de medicion 40 incluye dos hilos conductores electricos independientes 41, 42 montados de manera alineada estando rodeados cada uno por un material de fuerte permisividad dielectrica relativa 43. Ventajosamente, el material que rodea los hilos conductores 41, 42 presenta una permisividad dielectrica relativa > 50.

De este modo, para una frecuencia del campo electrico dada, las longitudes de onda asociadas:

A=A0(£r)1'2

en el sensor son bastante mas cortas que las A0 del campo en el aire y permiten, por lo tanto, medir de manera eficaz el campo electrico local con un sensor de dimensiones reducidas.

De entre los materiales de fuerte permisividad, el mas sencillo es el agua cuya permisividad relativa es del orden de 80 a las frecuencias consideradas. El agua en forma lfquida es diffcilmente utilizable por razones practicas evidentes. Se propone gelificar esta agua con la ayuda de agar-agar. La solucion de agua y de agar-agar (en algunos porcentajes), asf como de una mfima cantidad de conservante (NaN3, por ejemplo) se lleva a una temperatura de 80 °C, el enfriamiento a temperatura ambiente proporciona un gel solido en el cual se insertan los conductores electricos 41,42 tales como unas hebras de cobre.

Ventajosamente, el sensor de medicion 40 esta montado en la carcasa de manera que los hilos conductores electricos 41,42 del sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia se extienden de manera paralela al eje del cilindro de montaje 25.

Ventajosamente, los hilos conductores electricos 41, 42 son de longitudes sustancialmente iguales. Estos hilos conductores 41, 42 presentan en sus extremos proximos, unos bornes de conexion 45, a una etapa de acondicionamiento no representada, pero integrada en el interior de la carcasa 12.

Esta etapa permite acondicionar las senales electricas suministradas por los diferentes sensores de medicion, esto es, por el sensor de medicion 15 de los campos magneticos de radiofrecuencias, por el sensor de medicion 20 de los gradientes de campo magnetico, por el sensor 30 para medir el campo magnetico principal y sus variaciones y por el sensor de medicion 40 del campo electrico de radiofrecuencia.

La carcasa de medicion 12 incluye igualmente una etapa de conversion de las senales electricas suministradas por los diferentes sensores de medicion 15, 20, 30, 40 en unas senales luminosas. Por supuesto, la carcasa de medicion 12 incluye una fuente de alimentacion electrica para las etapas de acondicionamiento y de conversion. A tftulo de ejemplo, la carcasa de medicion 12 presenta unas dimensiones reducidas del orden de 12 cm de largo, 8 cm de ancho por 4 cm de alto.

Las senales luminosas de medicion se encaminan por medio del haz de transmision 13 a la unidad de mando y de tratamiento 14 sin estar sometidas a unas perturbaciones relacionadas con los campos creados en el interior del espacio 4. La unidad de mando y de tratamiento 14 esta colocada en cualquier sitio adaptado fuera del espacio 4.

Esta unidad de mando y de tratamiento 14 incluye una etapa de conversion de las senales luminosas en senales electricas, conectada a unos medios para dirigir en sincronismo, la adquisicion de las senales electricas suministradas por los sensores de medicion.

Debe considerarse que la carcasa de medicion 12 es pasiva en el sentido en que las mediciones se efectuan unicamente a partir de la aparicion en uno y/u otro de los sensores de medicion de una fuerza electromotriz creada por los diferentes campos.

Esta unidad de mando y de tratamiento 14 incluye unos medios de registro y/o de visualizacion de las senales electricas suministradas por los sensores. De este modo, esta unidad 14 permite registrar y/o visualizar las

5

10

15

20

25

30

35

40

mediciones del campo magnetico de radiofrecuencia, de los gradientes de campo magnetico segun los tres ejes, del campo electrico de radiofrecuencia y/o del campo magnetico principal y sus variaciones.

De la descripcion que antecede se desprende que el dispositivo de medicion 1 segun la invencion permite medir de manera homotetica, directamente en el interior del espacio 4 en el cual el objeto a examinar esta posicionado, los diferentes campos creados por un aparato de resonancia magnetica 2.

La implementacion del dispositivo de medicion 1 segun la invencion se deriva directamente de la descripcion que antecede.

La carcasa de medicion 12 esta colocada en el interior del espacio 4, en la proximidad, por ejemplo, del objeto 5 a examinar. Debe senalarse que el tamano reducido de la carcasa de medicion 12 permite su posicionamiento en el interior del espacio 4 mientras que el objeto 5 esta colocado igualmente en el interior del espacio 4.

Se recuerda que esta carcasa de medicion 12 es pasiva de modo que una medicion se realiza unicamente durante el funcionamiento del aparato de resonancia magnetica 2 que crea en el interior del espacio 4, unos campos electromagneticos de radiofrecuencias y unos gradientes de campo magnetico.

Durante la generacion de tales campos por el aparato de resonancia magnetica 2, unas fuerzas electromotrices se crean en uno y/u otro de los sensores de medicion de la carcasa de medicion 1. Desde el momento de la aparicion de una fuerza electromotriz, la unidad de mando 14 dirige, en sincronismo, los diferentes sensores de medicion de la carcasa de medicion 12 con el fin de medir las senales correspondientes segun una base temporal. Estas diferentes senales se visualizan y/o registran de manera que se conozcan, por medicion homotetica, los campos magneticos de radiofrecuencias, los gradientes de campo magnetico y el campo electrico de radiofrecuencia.

Estas mediciones permiten determinar en sincronismo y en tiempo real el conjunto de los campos de radiofrecuencia, de los gradientes de campo magnetico y del campo principal realmente creados en el aparato de espectroscopia y/o de obtencion de imagenes por RMN durante el examen. Esta informacion es util en numerosas aplicaciones: durante el desarrollo de una secuencia de obtencion de imagen o de espectroscopia una comparna que desarrolla estos aparatos de obtencion de imagenes o unos investigadores para descodificar la secuencia completa de los campos utilizados para crear la imagen o el espectro de RMN buscado y controlar rapidamente y de manera eficaz la buena implementacion de la secuencia. A partir del conocimiento preciso de los campos realmente aplicados (barrido efectivo del espacio k, por ejemplo), puede considerarse realizar, en caso necesario, unas correcciones de las imagenes o de los espectros obtenidos.

Asimismo, la medicion del campo electrico de radiofrecuencia permite evaluar la dosis de energfa espedfica (DAS o SAR: Specific Absorption rate) desarrollada por la secuencia segun las tecnicas conocidas por el experto en la materia.

La invencion no se limita a los ejemplos descritos y representados, ya que pueden aportarsele diversas modificaciones sin salirse de su ambito.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de medicion para aplicaciones de resonancia magnetica, que incluye tres ejes de mediciones (x, y, z) que corresponden al eje (3) de un campo magnetico principal y a los dos ejes transversales (x, y) de un espacio cerrado o semiabierto (4) en el cual se crean unos campos electromagneticos de radiofrecuencias y gradientes de campo magnetico, caracterizado por que incluye:

- en una carcasa de medicion (12):

• un sensor de medicion (15) de los campos magneticos de radiofrecuencia que incluye un ensamblaje de bobinas de radiofrecuencias (16, 17) para medir los componentes de los campos magneticos de radiofrecuencias segun los dos ejes transversales (x, y),

• un sensor de medicion (20) de los gradientes de campo magnetico que incluye tres conjuntos de bobinas (21, 22, 23) para medir los gradientes de campo magnetico respectivamente segun los tres ejes de medicion (x, y, z),

• un sensor de medicion (40) del campo electrico de radiofrecuencia que incluye dos hilos conductores electricos independientes (41, 42) montados de manera alineada, estando rodeados cada uno de un material de fuerte permisividad dielectrica relativa (43),

• una etapa de acondicionamiento de las senales electricas suministradas por el sensor de medicion (15) de los campos magneticos de radiofrecuencia, por el sensor de medicion (20) de los gradientes de campo magnetico, por el sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia (40),

• una etapa de conversion de las senales electricas suministradas por los diferentes sensores de medicion, en unas senales luminosas,

• una fuente de alimentacion electrica de las etapas de acondicionamiento y de conversion,

- una unidad de mando y de tratamiento (14) de las senales, conectada a la etapa de acondicionamiento de la carcasa de medicion (12) por medio de un haz de transmision de las senales luminosas (13), incluyendo esta unidad, una etapa de conversion de las senales luminosas en senales electricas conectadas a unos medios para dirigir en sincronismo, la adquisicion de las senales electricas suministradas por los sensores de medicion y que corresponde a las fuerzas electromotrices creadas por los diferentes campos en el interior del espacio (4),

- unos medios de visualizacion y/o de registro de las senales electricas suministradas por los sensores.
2. Dispositivo de medicion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que para el sensor de medicion del campo electrico de radiofrecuencia (40), el material (43) que rodea los hilos conductores (41, 42) presenta una permisividad dielectrica relativa > 50.
3. Dispositivo de medicion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que los hilos conductores electricos (41, 42) son de longitudes sustancialmente iguales y presentan en sus extremos proximos, unos bornes (45) de conexion a la etapa de acondicionamiento.
4. Dispositivo de medicion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que para el sensor de medicion (15) de los campos magneticos de radiofrecuencia, el ensamblaje de bobinas incluye una bobina plana en forma de mariposa (16) y una bobina plana (17) que se extiende de manera paralela a la bobina de mariposa estando centrada con respecto a esta ultima.
5. Dispositivo de medicion segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que incluye un sensor (30) para medir el campo magnetico principal y sus variaciones que incluye dos bobinas de tipo Helmholtz (31) para medir las variaciones del campo magnetico principal (B0) y una celula (32) de efecto Hall para evaluar el campo magnetico principal (B0) en amplitud y direccion.
6. Dispositivo de medicion segun la reivindicacion 5, caracterizado por que el sensor (30) para medir las variaciones del campo magnetico principal incluye dos bobinas (31) que se inscriben en un cilindro de montaje (25) en el cual se extienden asimismo los tres conjuntos de bobinas (21, 22, 23) del sensor de medicion (20) de los gradientes de campo magnetico, estando el ensamblaje de las bobinas de radiofrecuencias planas del sensor de medicion (15) de los campos magneticos de radiofrecuencia posicionado en el interior del cilindro de montaje.
7. Dispositivo de medicion segun la reivindicacion 6, caracterizado por que los hilos conductores electricos (41,42) del sensor de medicion (40) del campo electrico de radiofrecuencia se extienden de manera paralela al eje del cilindro de montaje.
8. Procedimiento para medir unos campos electromagneticos de radiofrecuencias y unos gradientes de campo magnetico generados en el interior de un espacio (4) que permiten la implementacion de aplicaciones de resonancia magnetica sobre un objeto (5), consistiendo el procedimiento:

- en posicionar en el interior del espacio (4) en el cual el objeto de estudio (5) esta colocado, la carcasa (12) del aparato de medicion (1) conforme a la reivindicacion 1, que incluye unos sensores de medicion (15, 20, 40) de la

imagen de los campos electromagneticos de radiofrecuencias y de los gradientes de campo magnetico aplicados sobre el objeto (5),

- en dirigir durante la aparicion en los sensores del aparato de medicion (1),de las fuerzas electromotrices creadas por los diferentes campos aplicados sobre el objeto, la adquisicion en sincronismo de las mediciones de

5 los sensores del aparato de medicion,

- y en registrar y/o visualizar los campos magneticos de radiofrecuencias, los gradientes de campo magnetico y el campo electrico de radiofrecuencia.
9. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 8, caracterizado por que consiste en evaluar la dosis de

10 energfa espedfica a partir de la medicion del campo electrico de radiofrecuencia.
10. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 9, caracterizado por que consiste en realizar unas correcciones de las imagenes o de los espectros obtenidos, a partir de las mediciones realizadas.

15 11. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 8, caracterizado por que consiste en corregir por calculo

trigonometrico, los valores medidos por los sensores de medicion para recolocarlos en el sistema de referencia del campo magnetico principal (Bo).