DE10155559B4 - Electrode arrangement and arrangement for functional magnetic resonance imaging examination - Google Patents

Electrode arrangement and arrangement for functional magnetic resonance imaging examination Download PDF

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Abstract

Elektrodenanordnung (5) ausgebildet zur Verwendung bei einer funktionalen Kernspintomographie-Untersuchung eines Patienten (2) in einen Kernspintomographen (4), mit mindestens einer Elektrode (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (5) eine die Elektrode (6) umgebende, nicht-magnetisierbare, elektrische Abschirmung (7) aufweist, die hohlraumförmig oder rohrförmig mit einer endseitigen Öffnung (8) zur zumindest teilweisen Aufnahme einer Gliedmaße des Patienten (2) ausgebildet ist und die Elektrode (6) um wenigstens 10 cm überdeckt, daß die Elektrodenanordnung zur Applikation eines elektrischen Reizstroms von 10 bis 30 mA am Patienten ausgebildet ist und daß die gesamte Elektrodenanordnung aus Material(ien) mit einer magnetischen Suszeptibilität |χ| von weniger als 1·10–6 hergestellt ist.An electrode assembly (5) adapted for use in a functional magnetic resonance imaging examination of a patient (2) in a magnetic resonance tomograph (4), comprising at least one electrode (6), characterized in that the electrode assembly (5) surrounding a the electrode (6), non-magnetizable electrical shield (7) formed in a void-like or tubular shape with an end opening (8) for at least partially receiving a limb of the patient (2) and covering the electrode (6) by at least 10 cm for applying an electrical stimulation current of 10 to 30 mA to the patient and that the entire electrode arrangement of material (s) with a magnetic susceptibility | χ | of less than 1 x 10 -6 .

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur funktionalen Kernspintomographie-Untersuchung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The The present invention relates to an electrode arrangement according to the preamble of claim 1 and an arrangement for functional magnetic resonance imaging examination according to the generic term of claim 4.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Magnetresonanztomographie (MRT). Die MRT hat bei der Versorgung von Patienten mit Erkrankungen des Gehirns eine herausragende Rolle. Aufgrund einer hohen Ortsauflösung und der Möglichkeit, pathologische Prozesse in ihrer biologischen Wertigkeit einzugrenzen, ist dieses Verfahren fest in die diagnostische Routine vor und nach Hirnoperationen eingebunden.The The present invention particularly relates to magnetic resonance imaging (MRI). The MRI has in the care of patients with diseases of the brain plays a prominent role. Due to a high spatial resolution and The possibility, to limit pathological processes in their biological value, This procedure is solid in the diagnostic routine before and after Involved brain operations.

In vielen Fällen ist eine operative Therapie am Gehirn (z. B. Tumorentfernung) als Gradwanderung zwischen Radikalität und Funktionserhalt zu verstehen. Das Verständnis für die Funktionalität eines krankhaft veränderten Hirnareals ist von besonderer Bedeutung für die Planung eines operativen Eingriffes.In many cases is an operative therapy on the brain (eg tumor removal) as Degree migration between radicality and functional integrity to understand. Understanding the functionality of a changed morbidly Brain areas is of particular importance for planning a surgical procedure.

Die MRT ermöglicht nebst der Darstellung anatomischer Strukturen auch die Generierung und Visualisierung von funktionellen Informationen. Funktionelle Informationen beziehen sich auf Hirnareale, denen eine bestimmte Hirnleistung (z. B. Motorik, Sensorik etc.) zugeordnet ist. Das Verfahren, das auf unterschiedlichen Signalverhalten von identischen Hirnarealen mit aktiver und ruhender Funktion basiert, wird als funktionelle Kernspintomographie (fMRT) bezeichnet. Durch eine vom Patienten geleistete definierte Aufgabe während einer fMRT-Untersuchung wird ein der Leistung entsprechendes Hirnareal funktionell aktiviert, also die Stoffwechselaktivität in diesem Gebiet erhöht. Als Folge dessen kommt es zu einer verstärkten, auf dieses Gebiet beschränkten Durchblutung und reaktiv zu einem Überangebot von oxygeniertem Blut (Oxyhämoglobin). Zusammenfassend gilt, daß in einem Hirnareal mit aktivierter Funktion mehr Oxyhämoglobin als im identischen, ruhenden Hirnareal vorliegt. Da sich mit Oxyhämoglobin stark gesättigte kernspintomographisch von geringer oxygenierten Arealen differenzieren läßt, ist mit der fMRT eine Aussage über die Aktivität einzelner Hirnareale möglich.The MRI enabled in addition to the representation of anatomical structures also the generation and visualization of functional information. functional Information refers to brain areas that have a specific Brain performance (eg motor skills, sensors, etc.) is assigned. The Method based on different signal behavior of identical brain areas is based on active and dormant function, is considered functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). By one of the patient performed defined task during a fMRI examination if a brain area corresponding to the performance is functionally activated, So the metabolic activity increased in this area. As a result, there is an increased, limited to this area blood circulation and reactive to an oversupply of oxygenated blood (oxyhemoglobin). In summary, in a brain area with activated function more oxyhemoglobin is present in the identical resting brain area. As with oxyhemoglobin strong saturated differentiate by nuclear spin tomography from low oxygenated areas lets is with the fMRT a statement about the activity single brain areas possible.

Der Mehrwert an Information, der aus einer fMRT für den operativen Eingriff gewonnen werden kann, ist erheblich – es kann zwischen pathologischen Prozessen und gesunden, eloquenten Hirnarealen eine Lagebeziehung hergestellt und so eine Resektionsgrenze anhand der funktionellen Daten definiert werden.Of the Added value of information gained from a fMRI for surgery can be, is significant - it can be between pathological processes and healthy, eloquent Brain areas made a positional relationship and so a Resektionsgrenze be defined on the basis of the functional data.

Grundlage der fMRT-Untersuchung ist ein sogenanntes Paradigma, eine fest definierte Sequenz von Aktivierungs- und Ruhephasen, die der Patient während der MRT-Untersuchung auszuführen hat (z. B. willkürliche Bewegungen, Sprachproduktion etc.). Aktive Paradigmen setzen jedoch eine hohe Kooperationsfähigkeit des Patienten voraus. Zudem muß eine ausreichende motorische Restfunktion vorhanden sein, um eine Aktivierung des zugehörigen motorischen Kortex erzielen zu können. Diese ist bei Patienten mit Hirntumoren meist nicht vorhanden.basis The fMRI study is a so-called paradigm, a well-defined one Sequence of activation and resting phases that the patient during the Perform MRI scan has (for example, arbitrary Movements, speech production etc.). Active paradigms, however, set a high degree of cooperation ahead of the patient. In addition, one must sufficient residual motor function may be present to activate of the associated To achieve motor cortex. This is usually absent in patients with brain tumors.

Aktive Paradigmen werden jedoch quasi nicht eingesetzt, insbesondere wegen unzureichender Standardisierbarkeit sowie hohem personellen und zeitlichen Aufwand. Besonders limitierend für aktive Paradigmen ist die oftmals eingeschränkte Kooperationsfähigkeit von vielen Patienten.active However, paradigms are virtually not used, especially because of insufficient standardizability and high personal and time required. Particularly limiting for active paradigms is the often limited ability to cooperate from many patients.

Es ist bekannt, bei einer fMRT durch Druckluft sich alternierend aufblähende bzw. bewegende Membrankammern an den Fingern eines Patienten anzubringen, um ein passives Paradigma zu erreichen. Dieses Verfahren ist in Bezug auf Frequenzmodulation und Amplitude eingeschränkt. Grundsätzlich handelt es sich bei diesem Verfahren um ein mechanisches, welches ausschließlich nur eine Gruppe von Sensoren (Rezeptoren) und Nervenbahnen aktiviert. Eine Applikation dieser Membranen am Fuß hat sich nicht bewährt, da dabei keine verwertbare Aktivität des betroffenen Hirnareals gemessen werden kann.It is known, in a fMRT by compressed air alternately inflating or to attach moving membrane chambers to the fingers of a patient, to achieve a passive paradigm. This procedure is in Regarding frequency modulation and amplitude limited. Basically it acts It is a mechanical, which only exclusively a group of sensors (receptors) and neural pathways activated. A Application of these membranes on the foot has not been proven since no usable activity of the affected brain areas can be measured.

Teilweise wird der Fuß auch nur manuell mit einer Bürste gerieben, um dadurch eine Hirnaktivität im zugehörigen Areal zu erzielen. Dieses Verfahren kann als nicht standardisierbar bezeichnet werden.Partially becomes the foot too only manually with a brush rubbed in order to achieve a brain activity in the associated area. This Method can be described as non-standardizable.

Der Einsatz von elektrischen Strom zur neurologischen Funktionsdiagnostik (z. B. Nervenleitgeschwindigkeit, Somatosensorisch Evozierte Potentiale – SEP) wird seit Jahrzehnten im klinischen Alltag praktiziert, die Erfahrungen mit diesen Untersuchungsverfahren sind weitläufig und standardisiert.Of the Use of electrical current for neurological function diagnostics (eg nerve conduction velocity, somatosensory evoked potentials - SEP) practiced for decades in clinical practice, the experience with these examination methods are widely and standardized.

Bisher war es jedoch nicht möglich, elektrische Apparate und Instrumente, insbesondere Elektroden, im Bereich des Magnetfelds eines Magnetresonanztomographen einzusetzen, ohne Fehldarstellungen oder Fehlfunktionen zu verursachen.So far but it was not possible Electric apparatus and instruments, in particular electrodes, in Use the magnetic field range of a magnetic resonance tomograph, without misrepresentation or malfunction.

Die DE 198 14 961 A1 offenbart ein Verfahren zur Stimulierung eines Nervs mit einem variablen Reizstrom sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines variablem Reizstroms. Der Reizstrom wird in unmittelbarer Nähe zum Nerv erzeugt und von außerhalb des Einflußbereichs des elektromagnetischen Felds eines Magnetresonanztomographen ohne Verwendung elektrischer Leitungen eingestellt. Der so erzeugte Reizstrom wird über eine nicht abgeschirmte Elektrode, insbesondere in Form einer dünnen, spitzen Nadel an den Hörnerv, übertragen. Diese Art der Reizstromerzeugung und -übertragung ist aufwendig und nicht fehlerfrei. Insbesondere sind Fehldarstellungen oder Fehlfunktionen nicht ausgeschlossen.The DE 198 14 961 A1 discloses a method for stimulating a nerve with a variable stimulus current and a device for generating a variable stimulus current. The stimulation current is generated in the immediate vicinity of the nerve and set from outside the sphere of influence of the electromagnetic field of a magnetic resonance tomograph without the use of electrical lines. The stimulation current generated in this way is transmitted via an unshielded electrode, in particular in the form of a thin, Point needle to the auditory nerve, transfer. This type of stimulation current generation and transmission is complex and not faultless. In particular, misrepresentations or malfunctions are not excluded.

Um einen Betrieb der aus der DE 198 14 961 A1 bekannten Vorrichtung zur Erzeugung eines variablen Reizstromes im MRT-Untersuchungsraum zu ermöglichen, sieht die DE 198 14 961 A1 vor, in unmittelbarer Nähe zum Nerv so nah wie möglich eine batteriebetriebene und in einem aus abschirmendem nicht-ferromagnetischem Material bestehenden kleinen Gehäuse befindliche erste Reizstromquelle für die Erzeugung des Reizstroms einzusetzen, wobei die aus nicht-ferromagnetischem Material bestehenden Elektroden über sehr kurze und nicht in Schleifen verlegte elektrische Leitungen aus nicht-ferromagnetischen Material gespeist werden und wobei der von der ersten Reizstromquelle erzeugte Reizstrom von einer außerhalb des MRT-Untersuchungsraumes befindlichen und mit einem Sender ausgestatteten Bedieneinheit ohne Verwendung elektrischer Leitungen zwischen der Bedieneinheit und der ersten Reizstromquelle nach Art einer Fernbedienung eingestellt wird.To have an operation of the DE 198 14 961 A1 to allow known device for generating a variable stimulation current in the MRI examination room, sees the DE 198 14 961 A1 to use as close as possible to the nerve as close as possible a battery-powered first stimulation current source in a small housing made of shielding non-ferromagnetic material for the generation of the stimulus current, the electrodes consisting of non-ferromagnetic material over very short and not in Loops routed electrical lines are fed from non-ferromagnetic material and wherein the stimulation current generated by the first stimulation current source of a located outside the MRI examination room and equipped with a transmitter control unit without using electrical lines between the control unit and the first stimulation current source in the manner of a remote control set becomes.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß es bei Einsatz der aus der DE 198 14 961 A1 bekannten Vorrichtung im Bereich des Magnetfelds eines Magnetresonanztomographen zu Störungen der Bildinformationen und/oder zur Ausbildung von zwar geringen, aber dennoch nicht unbedeutenden Induktionsströmen bzw. Fehlsignalen in Stromleitern der bekannten Vorrichtung kommen kann.In practice, however, it has been shown that it is in use of the DE 198 14 961 A1 known device in the field of magnetic field of a magnetic resonance tomograph can lead to disturbances of the image information and / or the formation of small but nonetheless insignificant induction currents or false signals in current conductors of the known device.

Die DE 198 17 094 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ableiten eines Elektroenzephalogramms in einem Kernspintomographen. Zur Vermeidung von Störungen werden Elektrodensignale über Lichtleiter aus dem Tomographen herausgeleitet und anschließend gefiltert.The DE 198 17 094 A1 discloses a method and apparatus for deriving an electroencephalogram in a magnetic resonance tomograph. To avoid interference, electrode signals are led out of the tomograph via optical fibers and then filtered.

Die DE 195 27 921 A1 offenbart eine geräteseitige Hochfrequenz-Abschirmung für die Spule eines Magnetresonanztomographen.The DE 195 27 921 A1 discloses a device-side high-frequency shield for the coil of a magnetic resonance tomograph.

Aus der EP 1 061 376 A2 ist ein Verfahren zur interaktiven Kontrolle einer Aufnahme mittels bildgebender magnetischer Resonanz unter Verwendung eines Aufnahmekontrollgeräts in der Magnetbohrung bekannt, wobei das Aufnahmekontrollgerät aus Materialien hergestellt ist, die mit der Umgebung in der Magnetbohrung kompatibel sind. Im übrigen sind geeignete Filter- und Abschirmmaßnahmen der elektrischen Signale vorgesehen.From the EP 1 061 376 A2 For example, there is known a method for interactively controlling a magnetic resonance imaging using a recording control device in the magnetic bore, wherein the recording control device is made of materials compatible with the environment in the magnetic bore. Otherwise, suitable filtering and shielding measures of the electrical signals are provided.

Aus der DE 33 27 731 A1 ist eine Einrichtung zur Gewinnung eines EKG-Signals bei einem Kernspintomographen bekannt, wobei ein Koaxialkabel vorgesehen ist, welches an einem im Bereich des Magnetfeldes eines Kernspintomographen befindlichen Patienten angebrachte Elektroden zur Signalübertragung mit einem außerhalb des Magnetfeldes angeordneten Steuergerät verbindet. Im übrigen ist aus der vorgenannten Druckschrift bekannt, zur Vermeidung von Störungen bei der Bildgebung die Abschirmung des Koaxialkabels mit der Abschirmung des Kernspintomographen, welche sich auf Massepotential befindet, zu verbinden.From the DE 33 27 731 A1 a device for obtaining an ECG signal in a magnetic resonance tomograph is known, wherein a coaxial cable is provided, which connects to a located in the magnetic field of a magnetic resonance imaging patient patient electrodes for signal transmission with a control unit arranged outside of the magnetic field. Moreover, it is known from the aforementioned publication, to avoid interference in imaging the shielding of the coaxial cable with the shield of the magnetic resonance tomograph, which is at ground potential to connect.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrodenanordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zustellen, die zur Applikation eines elektrischen Reizstroms am Patienten ausgebildet ist, wobei jedoch Störungen der Bildinformationen und/oder Induktionsströme bzw. Fehlsignale in den Stromleitern der Elektrodenanordnung bei anliegendem Magnetfeld des Kernspintomographen nicht befürchtet werden müssen.task The present invention is an electrode assembly of initially mentioned type available for the application of an electrical stimulation current at Patient is formed, however, disorders of image information and / or induced currents or false signals in the conductors of the electrode assembly at applied magnetic field of the magnetic resonance tomograph are not feared have to.

Die obige Aufgabe wird durch eine Elektrodenanordnung gemäß Anspruch 1 oder eine Anordnung zur funktionalen Kernspintomographie-Untersuchung gemäß Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The The above object is achieved by an electrode arrangement according to claim 1 or an arrangement for functional magnetic resonance imaging examination according to claim 4 solved. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Insbesondere ist für die Applikation eines elektrischen Reizstromes (z. B. 3 Hz, 10–30 mA) am Patienten, der synchron zur Stimulation tomographisch untersucht wird, eine nicht-magnetisierbare, elektrische Abschirmung vorgesehen.Especially is for the application of an electrical stimulation current (eg 3 Hz, 10-30 mA) on the patient who examined tomography in sync with the stimulation a non-magnetizable electrical shield is provided.

Insbesondere ermöglicht die vorschlagsgemäße Lösung eine elektrische Stimulation des peripheren Nervensystems während einer fMRT-Untersuchung, um somit eine Aktivierung eines zentralen Hirnareals zu induzieren. Dies hat mehrere entscheidende Vorteile im Vergleich zu bisherigen Verfahren:
Feine Modulation der Reizintensität durch Anpassung des applizierten Reizstromes;
Feine Modulation der Reizfrequenz und dadurch optimierte Anpassung an die Latenz der cerebralen Stoffwechselreaktion nach Stimulation;
Feinere Abgrenzung der Reizareale, da entweder ausschließlich nur periphere Nervenäste oder Kombinationen aus mehreren Nervenstämmen (N. medianus am Handgelenk oder N. tibialis am oberen Sprunggelenk) gereizt werden können.In particular, the proposed solution enables electrical stimulation of the peripheral nervous system during fMRI examination, thus inducing activation of a central brain area. This has several key advantages over previous methods:
Fine modulation of the stimulus intensity by adaptation of the applied stimulation current;
Fine modulation of the stimulation frequency and thereby optimized adaptation to the latency of the cerebral metabolic reaction after stimulation;
Delimited delimitation of the stimulus areas, as either exclusively only peripheral nerves or combinations of several nerve strains (median nerve on the wrist or tibial nerve on the upper ankle joint) can be irritated.

Weitere Vorteile, Aspekte, Merkmale und Eigenschaften ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt
eine schematische, teilweise blockschaltbildartige Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further advantages, aspects, features and properties will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing. The only figure shows
a schematic, partially block diagram-like representation of a preferred embodiment.

Bei der dargestellten, vorschlagsgemäßen Anordnung 1 wird ein Patient bzw. Mensch 2 in einem elektromagnetischen Feld bzw. Magnetfeld 3 einer ersten Untersuchungseinrichtung, hier einem Kernspintomographen 4, untersucht. Das Feld 3 verläuft insbesondere zumindest im wesentlichen radial bezüglich der Längsachse des Patienten 2 bzw. des hier im Längsschnitt angedeuteten Kernspintomographen 4.In the illustrated, proposed arrangement 1 becomes a patient or human 2 in one electromagnetic field or magnetic field 3 a first examination device, here an MRI scanner 4 , examined. The field 3 in particular runs at least substantially radially with respect to the longitudinal axis of the patient 2 or of the here indicated in longitudinal section nuclear magnetic resonance imaging 4 ,

Als zweite Untersuchungseinrichtung ist eine Elektrodenanordnung 5 mit mindestens einer Elektrode 6 im Bereich des Felds 3 bzw. Kernspintomographen 4 angeord net. Die Elektrode 6 ist hier beispielsweise an die Hand oder das Handgelenk zur Reizung bei Untersuchungen, wie der fMRT, angeschlossen oder anschließbar.The second examination device is an electrode arrangement 5 with at least one electrode 6 in the area of the field 3 or magnetic resonance tomographs 4 angeord net. The electrode 6 is here, for example, on the hand or wrist for irritation in examinations, such as the fMRI, connected or connectable.

Jedoch kann die zweite Untersuchungseinrichtung grundsätzlich auch als sonstige elektrische, ggf. auch aktive Einrichtung oder Anordnung ausgebildet sein.however the second examination device can in principle also be used as other electrical, if necessary Also active device or arrangement may be formed.

Die zweite Untersuchungseinrichtung weist eine nicht-magnetisierbare, elektrisch leitende Abschirmung 7 auf. Insbesondere bildet die Abschirmung 7 gleichzeitig eine Umhüllung bzw. ein Gehäuse oder ist darin integriert. Die Abschirmung 7 kann auch als Schicht, Beschichtung, Folie o. dgl. ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die zweite Untersuchungseinrichtung bzw. die Elektrodenanordnung 5 insgesamt nicht-magnetisierbar ausgebildet.The second examination device has a non-magnetizable, electrically conductive shield 7 on. In particular, forms the shield 7 at the same time an enclosure or a housing or is integrated therein. The shield 7 can also be designed as a layer, coating, film o. The like. Preferably, the second examination device or the electrode arrangement 5 formed a total of non-magnetizable.

Unter "nicht-magnetisierbar" ist hier eine allenfalls geringe Abweichung der magnetischen Permeabilität von 1 bzw. dem Vakuum oder der Luft zu verstehen. Ein geringer Diamagnetismus oder Paramagnetismus ist jedoch noch tolerabel.By "non-magnetizable" is here at most a slight deviation of the magnetic permeability of 1 or the vacuum or the air. However, a low diamagnetism or paramagnetism is still tolerable.

Die Abschirmung 7 und/oder Elektrode 6, insbesondere die gesamte zweite Untersuchungseinrichtung, ist aus Material(ien) mit einer magnetischen Suszeptibilität |χ| < 1·10–6 hergestellt.The shield 7 and / or electrode 6 , in particular the entire second examination device, is made of material (s) with a magnetic susceptibility | χ | <1 · 10 -6 .

Die Abschirmung 7 ist vorzugsweise aus Kupfer und/oder einer geeigneten Kupferlegierung hergestellt, also sehr gut elektrisch leitend ausgebildet. So ist bei geringer bzw. fehlender Magnetisierbarkeit auch eine gute elektromagnetische Abschirmwirkung erreichbar.The shield 7 is preferably made of copper and / or a suitable copper alloy, so very well formed electrically conductive. Thus, with low or missing magnetizability, a good electromagnetic shielding effect can be achieved.

Die Abschirmung bzw. Umhüllung 7 ist vorzugsweise hohlraum- bzw. rohrförmig mit vorzugsweise nur einer endseitigen Öffnung 8 zur Aufnahme einer Hand und ggf. eines Teils des Unterarms des Patienten 2 ausgebildet, hier als einseitig offene Röhre.The shielding or wrapping 7 is preferably hollow or tubular with preferably only one end opening 8th for receiving a hand and possibly a part of the forearm of the patient 2 formed, here as unilaterally open tube.

Die Elektrodenanordnung 5 bzw. die Elektrode 6 ist innerhalb der Abschirmung bzw. Umhüllung 7 angeordnet und an ein außerhalb des Felds 3 angeordnetes Steuergerät, hier einen Signal- bzw. Reizstromgenerator 9, angeschlossen, und zwar über ein Kabel, hier ein Koaxialkabel 10.The electrode arrangement 5 or the electrode 6 is within the shield 7 arranged and to an outside of the field 3 arranged control unit, here a signal or stimulation current generator 9 , connected, via a cable, here a coaxial cable 10 ,

Die Abschirmung des Koaxialkabels 10 ist an die Abschirmung 7 der zweiten Untersuchungseinrichtung angeschlossen bzw. anschließbar und liegt auf einem festen elektrischen Potential, vorzugsweise auf Masse.The shield of the coaxial cable 10 is to the shield 7 connected to the second examination device or connectable and is at a fixed electrical potential, preferably to ground.

Die Abschirmung bzw. Umhüllung 7 ist vorzugsweise mit ihrer Haupt- bzw. Längsachse, die hier quer zur Öffnung 8 verläuft, zumindest im wesentlichen quer, insbesondere senkrecht, zum Magnetfeld 3 und vorzugsweise zumindest im wesentlichen parallel zur Längsachse des Kernspintomographen 4 ausgerichtet.The shielding or wrapping 7 is preferably with its main or longitudinal axis, here transverse to the opening 8th runs, at least substantially transversely, in particular perpendicular to the magnetic field 3 and preferably at least substantially parallel to the longitudinal axis of the magnetic resonance tomograph 4 aligned.

Ein wesentlicher Aspekt liegt darin, durch die nicht-magnetisierbare, elektrisch leitende Abschirmung 7 eine elektrische Signal- oder Stromzuführung, -übertragung, -leitung, -erfassung und/oder -verarbeitung mittels der zweiten, vom Kernspintomographen 4 separaten Untersuchungseinrichtung, wie der Elektrode 6, im Bereich des Innenfelds 3 bzw. im Inneren des Kernspintomographen 4 au einfache, kostengünstige Weise zu ermöglichen, wobei Signalverfälschungen – einerseits der zweiten Untersuchungseinrichtung und andererseits des Kernspintomographen 4 – vermieden oder zumindest minimiert werden. An essential aspect is the non-magnetizable, electrically conductive shield 7 an electrical signal or power supply, transmission, conduction, detection and / or processing by means of the second, from the nuclear magnetic resonance tomograph 4 separate examination device, such as the electrode 6 , in the area of the infield 3 or inside the magnetic resonance tomograph 4 au simple, inexpensive way to allow, with signal distortions - on the one hand the second examination device and on the other hand, the magnetic resonance tomograph 4 - avoided or at least minimized.

Versuche haben gezeigt, daß die vorschlagsgemäße Abschirmung 7 eine elektrische Stimulation bzw. Reizung von Patienten 2, insbesondere an Extremitäten, im Innenraum des Kernspintomographen 4 mit Wechselstrom in einem sehr weiten Frequenzbereich und Amplitudenbereich ermöglicht, ohne Artefakte bei den tomographischen Aufnahmen zu erzeugen bzw. die MRT zu stören. Dementsprechend wird auf einfache, kostengünstige Weise eine sehr gut reproduzierbare fMRT ermöglicht.Experiments have shown that the proposed shield 7 an electrical stimulation or irritation of patients 2 , in particular on extremities, in the interior of the magnetic resonance tomograph 4 with alternating current in a very wide frequency range and amplitude range, without generating artifacts in the tomographic images or to disturb the MRI. Accordingly, a very easily reproducible fMRI is made possible in a simple, cost-effective manner.

Kurz gesagt, wird insbesondere eine Elektrodenanordnung für einen Kernspintomographen vorgeschlagen. Um eine Reizstromerregung im Kernspintomographen zu ermöglichen, ist eine nicht-magnetisierbare, elektrische Abschirmung der Elektrode(n) vorgesehen.Short In particular, an electrode assembly for a Magnetic resonance tomographs proposed. To a stimulus current excitation in the To enable magnetic resonance imaging is a non-magnetizable, electrical shielding of the electrode (s) intended.

Claims (9)

Elektrodenanordnung (5) ausgebildet zur Verwendung bei einer funktionalen Kernspintomographie-Untersuchung eines Patienten (2) in einen Kernspintomographen (4), mit mindestens einer Elektrode (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung (5) eine die Elektrode (6) umgebende, nicht-magnetisierbare, elektrische Abschirmung (7) aufweist, die hohlraumförmig oder rohrförmig mit einer endseitigen Öffnung (8) zur zumindest teilweisen Aufnahme einer Gliedmaße des Patienten (2) ausgebildet ist und die Elektrode (6) um wenigstens 10 cm überdeckt, daß die Elektrodenanordnung zur Applikation eines elektrischen Reizstroms von 10 bis 30 mA am Patienten ausgebildet ist und daß die gesamte Elektrodenanordnung aus Material(ien) mit einer magnetischen Suszeptibilität |χ| von weniger als 1·10–6 hergestellt ist.Electrode arrangement ( 5 ) adapted for use in a functional magnetic resonance imaging examination of a patient ( 2 ) in a magnetic resonance tomograph ( 4 ), with at least one electrode ( 6 ), characterized in that the electrode arrangement ( 5 ) one the electrode ( 6 ) surrounding, non-magnetizable, electrical shielding ( 7 ) which has a hollow-shaped or tubular shape with an end-side opening (FIG. 8th ) for at least partial Image of a limb of the patient ( 2 ) is formed and the electrode ( 6 ) is covered by at least 10 cm, that the electrode arrangement for application of an electrical stimulation current of 10 to 30 mA is formed on the patient and that the entire electrode arrangement of material (s) with a magnetic susceptibility | χ | of less than 1 x 10 -6 . Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (7) eine Schicht, insbesondere Beschichtung, oder Folie aus einem nicht-magnetisierbaren Material, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, aufweist oder aus derartigem Material hergestellt ist.Electrode arrangement according to Claim 1, characterized in that the shielding ( 7 ) has a layer, in particular coating, or film of a non-magnetizable material, in particular of copper or a copper alloy, or is made of such material. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (7) elektrisch leitend ausgebildet ist und insbesondere einen elektrischen Anschluß aufweist.Electrode arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the shielding ( 7 ) is electrically conductive and in particular has an electrical connection. Anordnung (1) zur funktionalen Kernspintomographie-Untersuchung eines Patienten (2) in einem ein Magnetfeld (3) erzeugenden Kernspintomographen (4), mit einer Elektrodenanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Elektrodenanordnung im Bereich des Magnetfelds (3) anordenbar oder angeordnet und an den Patienten (2) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (1) ein außerhalb des Magnetfelds (3) angeordnetes Steuergerät (9) aufweist, das über ein Koaxialkabel (10) mit der Elektrode (6) zur Signal übertragung verbunden ist, wobei die Abschirmung (7) mit einer Abschirmung des Koaxialkabels (10) elektrisch verbunden ist.Arrangement ( 1 ) for functional magnetic resonance imaging examination of a patient ( 2 ) in a magnetic field ( 3 ) generating magnetic resonance imaging ( 4 ), with an electrode arrangement ( 5 ) according to one of the preceding claims 1 to 3, wherein the electrode arrangement in the region of the magnetic field ( 3 ) can be arranged or arranged and to the patient ( 2 ), characterized in that the arrangement ( 1 ) outside the magnetic field ( 3 ) arranged control device ( 9 ) via a coaxial cable ( 10 ) with the electrode ( 6 ) is connected to the signal transmission, wherein the shield ( 7 ) with a shield of the coaxial cable ( 10 ) is electrically connected. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (7) elektrisch leitend ausgebildet ist und insbesondere auf einem konstanten elektrischen Potential liegt, vorzugsweise an Masse angeschlossen ist.Arrangement according to claim 4, characterized in that the shield ( 7 ) is electrically conductive and in particular is at a constant electrical potential, preferably connected to ground. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (7) mit ihrer Längsachse parallel zur Längsachse des Kernspintomographen (4) und/oder mit einer Öffnung (8) quer dazu ausgerichtet ist.Arrangement according to one of the preceding claims 4 or 5, characterized in that the shield ( 7 ) with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the magnetic resonance tomograph ( 4 ) and / or with an opening ( 8th ) is aligned transversely to it. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (7) mit ihrer Längsachse quer zum Magnetfeld (3) und/oder mit einer Öffnung (8) parallel dazu ausgerichtet ist.Arrangement according to one of the preceding claims 4 or 5, characterized in that the shield ( 7 ) with its longitudinal axis transverse to the magnetic field ( 3 ) and / or with an opening ( 8th ) is aligned parallel thereto. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät als Signal- oder Reizstromgenerator (9) ausgebildet ist.Arrangement according to one of the preceding claims 4 to 7, characterized in that the control device as a signal or stimulation current generator ( 9 ) is trained. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernspintomograph (4) und der Signal- oder Reizstromgenerator (9) derart gekoppelt sind, daß in Abhängigkeit von Reizsignalen Untersuchungen, insbesondere Folgen von zeitlich definierten Untersuchungen oder Aufnahmen durch den Kernspintomographen (4), selbsttätig auslösbar sind.Arrangement according to claim 8, characterized in that the nuclear spin tomograph ( 4 ) and the signal or stimulation current generator ( 9 ) are coupled in such a way that, depending on stimulus signals, examinations, in particular sequences of chronologically defined examinations or recordings by the magnetic resonance tomograph ( 4 ), are automatically triggered.
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