CN101089647B

CN101089647B - 磁共振仪的头部线圈系统

Info

Publication number: CN101089647B
Application number: CN2007101100187A
Authority: CN
Inventors: D·德里梅尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers AG
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: US8190237B2; DE102006027189A1; JP2007330795A; JP5174377B2; US20080007259A1; CN101089647A

Abstract

一种磁共振仪的头部线圈系统，包含壳体(29)，在其上或其中布置有多个线圈(4，28)，其中所述壳体包括至少两个为匹配不同的头部大小可彼此相对运动的壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)。

Description

磁共振仪的头部线圈系统

技术领域

本发明涉及一种磁共振仪的头部线圈系统，包含壳体，在其上或其中布置有多个线圈。

背景技术

此类的头部线圈系统原理上已公开并在磁共振仪中用作高频发射线圈和接收线圈。如果线圈工作在接收模式下，则线圈的大小与测量对象的大小的比值对结果的信噪比起决定的作用。如果线圈尽可能近地贴在测量对象的表面，这里指头部的表面，信噪比是最优的。

在现有技术中公开了不同的头部线圈系统，它们这样构造，即它们适合于所有头部大小的至少95％。考虑到病人舒适性和噪音防护，特别是由于耳机的空间，在此产生了相对大的头部线圈系统的内径。当头部也应该利用线圈的立体交织框架包围时，它特别适用。不利的是这种头部线圈系统对一些要检查的头部因此来说太大了，由此单个线圈到测量对象，即头部产生较大的距离并由此产生差的信噪比。

特别对于带有较大数量单个线圈的新的头部线圈系统的开发，已知的结构阻碍接收通道的进一步倍增，因为需要的单个线圈变小及因此更好的信噪比对获得足够好的信号质量是绝对必要的。

发明内容

因此本发明的任务在于，给出一种适合很多头部大小的头部线圈系统，而又具有改善的信噪比。

为解决该任务，对一种开始所述类型的头部线圈系统根据本发明设置，壳体包括至少两个为匹配不同的头部大小可彼此运动的壳体部分。

根据本发明，头部线圈系统的壳体沿着至少一条线分开。则在最简单的情况下产生在一侧是开口空心体的壳体的两个半体作为壳体部分，它们可以彼此相对运动。由此可以容纳头部的壳体内部的体积变小，因此线圈可以更接近测量对象，即头部的附近。特别有利的是至少两个的壳体部分可以无级地彼此相对运动。然后头部线圈系统可以个别地匹配要容纳的头部，这样单个线圈到头部的距离也被优化。

通过对相应的头部大小优化的匹配获得改善的信噪比，因为由于靠近头部可以获得更高的信号强度。这对功能的图像形成特别有利，因为在这个区域以非常小的信号强度工作。信号损失通过根据本发明的头部线圈系统被减小。

可运动性的方案在此根据本发明可以考虑不同的种类。壳体部分可以直线地彼此相对运动。由于对称情况，这种直线运动特别适合在要容纳的头部的纵向和/或横向。在此壳体部分可以分别借助直线导向装置导向。

一种替代方案是，壳体部分是可以彼此相对旋转的。例如可以设置铰链，从而头部线圈系统对较大的内部体积是可以掀开的，对较小的内部体积是可以进一步关闭的。

在一种特别有利的实施方式中，可以对四个分别基本遮盖头部的四分之一的壳体部分，每个壳体部分可以在两个垂直的方向，特别是头部纵向和头部横向，分别相对相邻的壳体部分直线运动。壳体在这里被分成四个四分之一，并且每个壳体部分可以在两个方向直线运动。这个可运动性沿着整个壳体的想象分割轴线进行，该分割轴线特别在头部纵向和头部横向延伸。最终由此可以获得比只有两个壳体部分更准确的匹配，即在两个互相垂直的方向上匹配。此时也可以更好地顾及特别是不对称的测量对象形状，特别是头部形状。壳体部分在这种实施方式中可以分别通过两个直线导向装置导向。在这里一个直线导向装置例如可以在另一个中导向。

如果壳体部分彼此相对运动，则应该尽可能排除壳体部分的碰撞。可以规定，壳体部分在推在一起的状态设计成交错地嵌接或彼此重叠。在重叠的结构中壳体部分的表面在运动时互相接近彼此经过地运动。在设计成彼此嵌接的壳体部分时例如壳体部分分别构成接收部，在该接收部中另一个壳体部分可以这样说塞入。

在特别有利的设计方案中，壳体部分至少部分地设计成柔性的。柔性的壳体部分可以用于进一步改善相应容纳的头部的匹配。为此例如可以规定，柔性区域通过压紧元件，特别是气动地通过气垫或通过弹簧压紧到头部。因而如果头部进入本地线圈系统，则可以通过压紧元件将柔性区域或完全柔性的壳体部分压到这个特别的头部附近。这导致进一步改善的匹配，因此导致改善的信噪比。压紧元件的替代方案可以是柔性区域也由粘性泡沫(Viscoschaum)，即粘弹性的泡沫构成。粘弹性泡沫为此倾向于，分别重新接受确定的形状。此时它可以应于实现一种可以自动的压紧并由此匹配相应的测量对象。

壳体部分的至少一部分可以适当地具有固定元件，特别是固定气垫和/或夹紧爪，用于将头部固定在头部线圈系统中。在一种这样的结构方式下，可以匹配不同的头部大小的头部线圈也有利地用于头部的固定，而以前为此必需有单独的固定件。例如可以在一种实施方式中壳体由右侧和左侧壳体部分组成，它们彼此相对在头部横向可以直线滑动，在容纳了头部时耳朵处在的区域装上固定气垫。然后通过壳体部分彼此相对的可运动性不仅进行对头部大小的匹配，还可以附加地通过固定元件固定头部。

完全一样地可以，遮盖头的耳朵的壳体部分包括噪音防护和/或通讯元件。特别是该噪音防护和/或通讯元件可以与前面提及的固定元件构成一个单元。有利的是在这种设计方案中，一个另外的，原则上单独设置的元件，即用于噪音防护和/或通讯的耳机同样集成在头部线圈系统中。这通过壳体部分彼此相对可运动性才可以获得，因为只有这样噪音防护和/或通讯元件才能够接近容纳的病人头部的耳朵。

为改善头部线圈系统的可触及性可以规定，至少一个壳体部分可以从系统中移开。这样例如可以移开一个上部壳体部分或两个上部壳体部分，以允许病人将他的头部以必要的舒适性放入头部线圈系统中。

为了产生壳体部分彼此相对的可运动性或者说为了操作可以考虑多个变型方案。因为头部线圈系统要装入磁共振设备中，在此原则上没有电和干扰材料也行的机构是优选的。

首先可以使可运动性纯机械地实现并且可以获得可运动性的机构的控制手动实现。手动操作的优点是，操作者可以直接判断，头部线圈系统是否可能包围病人的头部太紧并例如压住或引起不舒服的感觉。

因此可以在壳体部分在直线导向装置中导向的情况下规定，壳体部分可以通过一个由滑板构成的操作元件运动。

替代地可以规定，壳体部分可以通过齿轮传动机构或蜗轮传动机构运动。则例如侧面安装在头部线圈系统上可轻易够到的手轮作为可运动的壳体部分的操作元件是合适的。

在另外一种替代方案中，可以设置气动机构作为壳体部分的运动的驱动机构。在此例如考虑驱动在直线导向装置中导向的壳体部分的活塞。一种这样的气动驱动机构也可以在一定的距离实现。

替代地也可以设置电动机作为壳体部分运动的驱动机构。为了不产生形成图象的信号的干扰，不过在这里电动机离开真正的本地线圈系统是合适的。电动机的驱动力可以在此例如通过皮带或类似物传输。

特别在应用电动机时，不过也在应用气动驱动机构时，如果设置传感器装置是合适的，通过该传感器装置可以测量壳体部分在头部的压力或壳体部分到头部的距离，并且电动机或气动机构可以借助传感器装置的信号控制。由此防止壳体包围病人的头部太紧。可以考虑红外线或超声波距离传感器作为传感器装置。也可以应用压力传感器。

特别对于这种头部线圈系统的结构也要注意单个线圈内部的连接和断开条件的保持。合适的是，线圈的在不同的壳体部分之上或之内布置的部分通过优选柔性的连接元件导电连接。在最简单的情况下它可以是导电的导线连接，它连接单个线圈分开布置的部分。不过也可以考虑滑动触点作为连接元件。因为壳体部分互相的滑动最多处在约1.5至2cm的范围内，可以例如在应用滑动触点时，在壳体部分的重叠区域装入直部件。

另外应该注意，单个线圈的重叠面积基本上保持恒定。重叠面积用于单个线圈的断开。

为了将线圈固定在壳体部分上可以规定，线圈首先构造在柔性的线路板材料上。线圈在线路板材料上的布置在此通常具有约0.1至0.2mm的厚度。线路板连同其上的线圈可以以不同的做法装在壳体部分上，例如通过插接连接。当然也可以规定，线圈直接构造在壳体部分之内或之上。

特别对于根据本发明的头部线圈系统可以实现三十二个或更多单个线圈元件，因此实现三十二个或更多接收通道。

附图说明

本发明其他的优点和细节由下面描述的实施例以及借助附图给出。在此示出：

图1是通过根据第一实施方式的头部线圈系统的垂直截面；

图2是通过图1的头部线圈系统沿着线II-II的水平截面；

图3是通过根据第二实施方式的头部线圈系统的垂直截面；

图4是通过根据第三实施方式的头部线圈系统的垂直截面；

图5是通过根据第四实施方式的头部线圈系统的垂直截面；

图6是在头部线圈系统的壳体上的线圈的布置。

具体实施方式

图1示出了通过根据第一实施方式的头部线圈系统1的垂直截面。它具有壳体，该壳体由左侧壳体部分2和右侧壳体部分3组成。壳体部分2和3在未详细示出的直线导向装置中导向并因此可以在头部横向彼此相对直线运动，如通过箭头A所示。壳体部分2和3的彼此相对滑动可以通过未详细示出的手动操作元件，例如与滑板或通过齿轮传动机构或蜗轮传动机构连接的手轮实现。设有单个的，集成在壳体部分2和3中的线圈4，它在图1中只部分示出。

右侧壳体部分3设计成可以塞入左侧壳体部分2中，由此产生重叠区域5。以这个重叠区域5本地线圈系统1的内部体积会变小。由此可以使本地线圈系统与此处只示意示出的头部6的大小匹配。

此外左侧和右侧壳体部分2和3具有布置在头部6的耳朵区域的元件7，它用于多个目的。固定垫8用于头部的固定，因为头部在可能持续较长时间的磁共振拍摄期间必需保持不动。固定垫8同时用作耳机的软垫，由此实现噪音防护功能，还有通讯功能。这样元件7不仅作用为固定元件，而且作用为噪音防护和通讯元件。

对于单个线圈4的一些布置可能必要的是，这种单个线圈元件4的部分9要布置在不同的壳体部分2，3上。那么在部分9之间必需保证导电连接。在本例中壳体部分2和3的表面在重叠区域平行延伸。因此在左侧壳体部分2上设置了滑动触点10，它连接线圈部分9。替代方案也可以考虑例如柔性的导线连接作为连接件。

图2示出了线圈系统1沿着图1的线II-II的水平截面。从中可以看出，左侧和右侧壳体部分2和3也在头部6上方重叠，以构成重叠区域5。壳体部分2和3在只示意示出的直线导向装置11中导向，在那里它们可以通过同样只示意示出的滑板12沿着箭头A运动。可运动性在这里例如在厘米范围延伸，由此由于较小的滑动而不考虑单个线圈的断开。

在所示实施例中壳体部分2和3在病人的脖子区域13处显然没有匹配脖子。不过这里也可以考虑壳体部分2，3的形状的匹配，以在容纳例如小脑时也实现尽可能接近头部6。

图3示出了通过根据第二实施方式的头部线圈系统14的垂直截面。在此壳体分成上部壳体部分15和下部壳体部分16。壳体部分15，16如通过箭头B所示在头部的纵向可以彼此相对运动。为此壳体部分15，16也借助未详细示出的直线导向装置导向。在壳体部分15，16彼此相对运动时再一次产生重叠区域17，以这个重叠区域头部线圈系统14的内部体积会变小，这样可以获得对只示意示出的头部6的匹配。

图4示出了通过根据第三实施例的头部线圈系统18的垂直截面。在此设置了四个分别基本遮盖头部6的四分之一的壳体部分19，它们分别在头部6的横向，如通过箭头C所示，和在头部6的纵向，如通过箭头D所示，即在两个相互垂直的方向可以运动。由此在两个方向产生重叠区域20和21，这样可以使头部线圈系统18与头部6不同的大小的非常灵活地匹配。在壳体部分19中的两个上又在头部6的耳朵区域设置了元件22，它们如第一实施例中一样完成固定，噪音防护和通讯任务。

壳体部分19分别借助两个未详细示出的直线导向装置导向，它们例如可以通过滑板或手轮从外部手动操作。

图5接着示出了通过头部线圈系统23的第四实施方式的垂直截面。在此再次设置了上部壳体部分24和下部壳体部分25，其中壳体部分24，25，如通过箭头E所示，在头部6的纵向可以彼此相对运动。在此在这个实施方式中壳体部分24，25包括基本上刚性的壳体部分区域24a，25a和柔性的壳体部分区域24b和25b。柔性的区域24b和25b在此例如由柔性的塑料制成。不过也可以考虑使用粘性泡沫(Viscoschaum)，通过该粘性泡沫，柔性的区域24b和25b能够自动匹配头部6的形状。然而在这个例子中设置了只原理性示出的压紧元件26，它例如可以气动地由空气垫或弹簧构成。压紧元件26将柔性的壳体区域24b和25b沿着箭头F压到头部6上，其中通过空气垫也可以实现大面积的压紧作用。通过该压紧作用可以使柔性的区域24b和25b可以尽可能理想地匹配头部6的形状。

这里也设置了垫子或者说软垫形的元件27，它可以完成固定，噪音防护和通讯功能。通过压紧元件26的压紧作用因此头部借助元件27附加固定。元件27与头部6的耳朵接触，由此完成噪音防护和通讯功能。

图6在原理图的方式下示出了线圈28在头部线圈系统的壳体29上的布置。线圈28分别具有重叠区域30，它产生单个线圈28的断开。不过原则上也可以考虑线圈28的其它布置。

尽管某些特征只在确定的实施方式的背景中提及，确定的特征在实施方式之间的转用也是可以的。例如在根据图1至4的实施方式中，壳体区域或整个壳体部分可以设计成柔性的。这样在那里也可以设置合适的压紧元件。壳体部分彼此相对的可运动性的实现可以对所有实施例以不同的做法获得，同样如相应的操作元件。这样可以考虑直线导向装置，齿轮驱动机构或齿轮传动机构的传动到直线导向装置上，可以考虑例如滑板或手轮作为操作元件。

特别对于所示的实施例也可以利用电动机获得可运动的壳体部分的驱动。也可以考虑气动的驱动。不过对这些远程控制的驱动要注意，不要出现壳体部分与头部太强的接触。为此例如可以设置传感器装置，它测量壳体部分距头部的距离或者说壳体部分在头部的压力。根据这些例如可以是红外线或超声波距离传感器的传感器装置的信号，电动机或者说气动机构被控制，从而避免不舒服的影响或甚至是病人受伤。

Claims

1.一种磁共振仪的头部线圈系统，包含壳体，在其上或其中布置有多个线圈，其特征在于，所述壳体包括至少两个为匹配不同的头部大小能够彼此相对运动的壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)。

2.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)能够直线地彼此相对运动。

3.根据权利要求2所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)能够在要容纳的头部(6)的纵向和/或横向彼此相对运动。

4.根据权利要求1或2所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)分别借助直线导向装置(11)导向。

5.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)彼此相对能够转动。

6.根据权利要求4所述的头部线圈系统，其特征在于，对四个分别基本遮盖头部(6)的四分之一的壳体部分(19)，每个壳体部分(19)能够在两个垂直的方向分别相对相邻的壳体部分(19)直线运动。

7.根据权利要求6所述的头部线圈系统，其特征在于，每个壳体部分(19)通过两个直线导向装置导向。

8.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)在推在一起的状态设计成交错地嵌接或彼此重叠。

9.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(24，25)设计成至少部分柔性的。

10.根据权利要求9所述的头部线圈系统，其特征在于，所述柔性区域(24b，25b)能够通过压紧元件(26)压到头部(6)上。

11.根据权利要求9所述的头部线圈系统，其特征在于，所述柔性区域(24b，25b)由粘性泡沫构成。

12.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)的至少一部分包括固定元件(7，22，27)，用于将头部(6)固定在头部线圈系统(1，14，18，23)中。

13.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，遮盖头部(6)的耳朵的壳体部分(2，3；19；25)包括噪音防护元件和/或通讯元件(7，22，27)。

14.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，至少一个壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)能够从头部线圈系统(1，14，18，23)移开。

15.根据权利要求4所述的头部线圈系统，其特征在于，所述在直线导向装置(11)中导向的壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)能够通过由滑板(12)构成的操作元件运动。

16.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)能够通过齿轮传动机构或蜗轮传动机构运动。

17.根据权利要求16所述的头部线圈系统，其特征在于，设置手轮作为所述能够运动的壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)的操作元件。

18.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，设置气动机构作为用于所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)的运动的驱动机构。

19.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，设置电动机作为用于所述壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)的运动的驱动机构。

20.根据权利要求18或19所述的头部线圈系统，其特征在于，设置传感器装置，通过该传感器装置能够测量壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)在头部(6)的压力或壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)到头部(6)的距离，并且电动机或气动机构能够借助传感器装置的信号控制。

21.根据权利要求1所述的头部线圈系统，其特征在于，线圈(4)的在不同的壳体部分(2，3；15，16；19；24，25)之上或之内布置的部分(9)通过连接元件(10)导电连接。

22.根据权利要求6所述的头部线圈系统，其特征在于，每个壳体部分(19)能够在头部纵向和头部横向分别相对相邻的壳体部分(19)直线运动。

23.根据权利要求10所述的头部线圈系统，其特征在于，所述柔性区域(24b，25b)能够气动地通过气垫或通过弹簧压到头部(6)上。

24.根据权利要求12所述的头部线圈系统，其特征在于，所述固定元件是固定气垫和/或夹紧爪。

25.根据权利要求19所述的头部线圈系统，其特征在于，所述电动机远离布置。

26.根据权利要求21所述的头部线圈系统，其特征在于，所述连接元件是柔性的。