CN103293497A - 用于屏蔽磁共振信号的局部屏蔽装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了在利用磁共振设备进行磁共振成像时屏蔽检查对象的磁共振信号的局部屏蔽装置。所述局部屏蔽装置包括多个导电的局部屏蔽元件，所述局部屏蔽元件布置为，在局部屏蔽元件之间不存在直接的导电连接。此外，所述局部屏蔽装置还包括用于容纳局部屏蔽元件的载体装置以及数个开关装置，所述开关装置与所述局部屏蔽元件导电相连并且所述开关装置构造为其电阻是能够借助数个屏蔽控制信号来控制的。附加地所述局部屏蔽装置还包括用于所述数个屏蔽控制信号的数个屏蔽控制信号输入端。此外，本发明还描述了用于在利用磁共振设备进行磁共振成像时屏蔽检查对象的磁共振信号的局部屏蔽系统、磁共振系统和方法。

Description

用于屏蔽磁共振信号的局部屏蔽装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在利用磁共振设备进行磁共振成像时屏蔽检查对象的磁共振信号的局部屏蔽装置。此外，本发明还涉及一种用于磁共振成像的局部屏蔽系统和一种用于磁共振成像的磁共振系统。此外，本发明还涉及一种用于在利用磁共振设备进行磁共振成像时屏蔽检查对象的磁共振信号的方法。

背景技术

医学技术的成像系统目前在对患者的非介入检查中起到了重大作用。由成像系统所产生的患者的内部器官和结构的图像，被用于诊断疾病原因，用于规划手术，在手术的实施中或也用于准备治疗的措施。这样的成像系统的例子是超声波系统、X射线计算机断层造影（CT）系统、正电子发射断层造影（SPECT）系统或磁共振（MR）系统。

在最后提到的MR系统中，通常将患者置于具有相对高的磁场强度的恒定主磁场，即所谓的B0场中。此外，为了能够实现在成像时的位置分辨率，在不同的空间方向上叠加梯度磁场。在此，梯度场在图像数据拍摄期间典型地改变其场强或被也暂时激活或解除激活。梯度场的变化在此在医学实践中通常以在kHz范围内的频率发展。除了主磁场和梯度磁场之外，附加地将患者置于在MHz范围内的脉动的（gepulsten）高频场。这个也被称为MR激励场的场使得患者身体中的原子或分子，通常是氢质子的核自旋被激励为所谓的核自旋共振。在MR激励场的解除激活之后从所激励的物质中产生MR信号，该MR信号由合适的接收天线记录。因为氢质子主要位于患者的水和脂肪区域中，所以可以利用然后的计算运算通过MR设备来产生层图像（断层图像），在所述层图像中例如水和脂肪丰富的区域比水和脂肪少的区域，例如骨组织被更亮地显示。

为了接收检查对象的MR信号，目前通常采用所谓的局部线圈（″localcoils″）。这些局部线圈是MR接收天线组，其包含通常以导体环形式的MR接收天线元件。由MR接收天线元件所接收的MR信号通常还在局部线圈中被前置放大并且从MR设备的中央区域中例如通过电缆导出，并且被传输到MR信号处理装置的屏蔽的接收器。然后，在该MR信号处理装置中将所接收的数据数字化并且为了MR成像而进一步处理。

在检查时，将局部线圈相对靠近身体表面尽可能直接地布置在患者的待检查的器官或身体部位上。与较大的远离患者布置的天线（该天线同样被用于产生通过患者的整个截面图）相反，局部线圈具有如下优点，即，其更靠近地布置在感兴趣区域上。由此通过患者身体内部的电损耗引起的噪声分量被降低，这导致，局部线圈的所谓的信噪比（signal noise ratio,SNR）比远离的天线的更好。但是，信噪比会受到从患者的不属于感兴趣区域的身体区域发出的信号干扰。这一点是由于，检查对象的质子的高频激励在MR成像时通常通过全身天线（″remote body array″或″remote body coil″）进行。这就是说，患者的处于感兴趣区域之外的区域也被一起激励。相应地，从这些区域也发出了如下的MR信号，这些MR信号影响感兴趣区域的MR信号的测量。如果非感兴趣的身体区域虽然不是位于视野（″field of view″）内部但是却在局部线圈中产生MR信号，则特别地在此在MR图像数据中会发生所谓的反折叠或混淆伪影。MR成像中的这样的伪影例如在腹部或心脏检查时出现，因为在此起干扰作用的MR信号从患者的在空间上相对靠近这些身体区域的手臂发出。

因此，需要用于MR成像的解决方案，在该解决方案中非检查的患者身体区域对MR成像质量的干扰影响被降低或甚至被消除。

作为该问题的现有接近的解决方案，例如可以通过增加使用的局部线圈的数量或通过附加的全身接收天线在MR成像期间拍摄更大的图像区域，从而不会发生提到的混淆伪影，或者能够在MR图像数据拍摄之后进行对非感兴趣的身体区域的成像伪影的补偿。但是，这样的解决方案导致不利地提高MR成像的持续时间并且也不利地提高了MR图像数据量。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提出用于利用MR设备进行MR成像的一种装置和一种方法，利用该装置和该方法降低或消除了患者或检查对象的非感兴趣区域的干扰影响，从而也可以避免上述技术问题的现有接近的解决方案的所述缺陷。

按照本发明的在利用磁共振设备进行磁共振成像时屏蔽检查对象的磁共振信号的局部屏蔽装置，包括多个导电的局部屏蔽元件，所述局部屏蔽元件被布置为，在局部屏蔽元件之间不存在直接的导电连接。检查对象可以是患者，但是也可以考虑其它检查对象，例如在健康检查时的健康的人或对动物的检查。“多个（Mehrzahl）”的概念代表至少两个或多于两个局部屏蔽元件。局部屏蔽元件的几何形状特别优选是平的，也就是说，其在三个空间轴中的一个空间轴上的尺寸比在另两个空间轴上的尺寸显著更小，例如小五倍。作为导电材料，在局部屏蔽元件的按照本发明的构造中考虑金属（例如铜、钢板或铝）以及金属化合物（例如合金）。此外，局部屏蔽元件可以包括非金属的但导电的材料，例如碳、碳纤维或由碳纤维构成的化合物。

按照本发明这样来选择局部屏蔽元件的布置，使得在局部屏蔽元件之间不存在直接导电的连接，也就是说，其至少在部分区域中例如具有电绝缘的材料，从而在局部屏蔽元件的接触时不出现导电连接。也可以按照空间上的间隔互相布置局部屏蔽元件，从而局部屏蔽元件不接触并且相应地不产生直接导电连接。尽管如此，局部屏蔽元件优选地可以互相密集布置，从而其形成一种网。但是这样的布置不要求局部屏蔽元件布置在一个平面中。也可以考虑如下构造，在所述构造中局部屏蔽元件以空间距离先后重叠地布置。在局部屏蔽元件之间的可能距离优选为最大数毫米。特别优选地，该距离与MR激励场的频率匹配。

此外，按照本发明的局部屏蔽装置包括用于容纳局部屏蔽元件的载体装置。该载体装置在此可以完全或部分包围局部屏蔽元件。优选地，载体装置利用仅具有小的或不具有导电性的材料构成。此外，按照本发明的局部屏蔽装置包含数个（eine Anzahl）（即一个或多个）开关装置，所述开关装置与局部屏蔽元件导电相连。在此，这样构造开关装置，使得其电阻是可以借助数个屏蔽控制信号控制的。此外，按照本发明的局部屏蔽装置包括数个用于数个屏蔽控制信号的屏蔽控制信号输入端。在此，屏蔽控制信号可以光学地、无线地、有线连接地或以其它构造呈现在局部屏蔽装置上。相应地，局部控制信号输入端是为屏蔽控制信号的光学的、无线的、有线连接的或其它构造而准备的。

按照本发明的局部屏蔽装置具有的主要优点是，局部屏蔽装置相对于电磁场的屏蔽效果或透明度是可以通过屏蔽控制信号控制的。在此，通过对开关装置的电阻的相应控制来实现屏蔽效果的可控性。

例如，在局部屏蔽装置的优选构造中，局部屏蔽元件成对地通过开关装置互相导电连接，于是产生取决于开关装置的电阻值的屏蔽效果。在此，如果开关装置的电阻被控制到非常低的值，例如小于1欧姆，则导电的局部屏蔽元件近似地如大的导电的总屏蔽面积那样起作用。在此，近似地通过各个局部屏蔽元件的空间叠加来定义有效起作用的总屏蔽面积。相反地，如果电阻被控制到相对高的电阻值，例如大于100千欧姆，则在确定的频率范围中取决于局部屏蔽元件的尺寸产生更小的屏蔽效果。于是，局部屏蔽元件就近似互相电绝缘并且由此分别仅作为单个的、相对于所提到的总屏蔽面积来说更小的屏蔽装置起作用。

利用按照本发明的局部屏蔽装置的这样的可控的屏蔽效果，可以非常有利地分析并且必要时也补偿在MR成像时的非感兴趣身体区域的MR信号。例如可以通过比较在更高和更低的屏蔽效果的情况下的MR拍摄来确定，非感兴趣的身体区域对MR图像数据的具有哪些影响。此外，得到如下可能性：如果通过局部屏蔽元件感应的涡流在MR成像时在局部屏蔽装置中建立提高的温度，则降低局部屏蔽装置的屏蔽效果。通过这样的控制，于是也可以屏蔽更大的身体区域或将局部屏蔽装置非常靠近患者身体布置，因为局部屏蔽装置的发热是可以避免的。因为在此，基于大面积的铜膜的通常的简单屏蔽在MR成像期间导致通过感应的涡流的发热，该发热被患者感受为不舒服。

也就是说，按照本发明的局部屏蔽装置可以实现对非感兴趣的身体区域的MR信号的靠近身体的屏蔽，从而可以简单并低成本地、即特别是也在无需扩大图像拍摄区域的条件下，降低或完全避免所提到的成像伪影。

用于在利用MR设备进行MR成像时屏蔽检查对象的MR信号的按照本发明的方法的基本思路在于，根据MR成像的阶段来控制合适的局部屏蔽装置的屏蔽效果的程度。在此，局部屏蔽装置位于检查对象的要屏蔽其MR信号的身体区域处或紧靠身体区域。

至少在MR成像的激励阶段期间激活降低的屏蔽效果。在此，该降低的屏蔽效果至少在包括了MR设备的工作频率的频率范围中出现。作为MR设备的工作频率，在此理解为用以将位于患者中的质子或原子核激励为核自旋共振的频率，也就是说，工作频率相应于所提到的脉动的高频场的频率。只要是如通常的那样要进行氢质子的激励的话，在具有1.5特斯拉的MR设备中，这通常是63.5MHz的频率，在2.9特斯拉时是123.2MHz，并且在7特斯拉时是300MHz。但是按照本发明的方法在其它频率时的应用，或在激励其它质子或原子核时的应用可以是相同的。在此，“降低的屏蔽效果”的概念作为一种可能性（视局部屏蔽装置的和使用的工作频率的构造而定）也可以包括屏蔽效果的几乎完全取消，即，将屏蔽效果解除激活。

此外，按照本发明的方法在MR成像的接收阶段期间激活局部屏蔽装置的提高的屏蔽效果，其中，提高的屏蔽效果至少在包括了MR设备的工作频率的频率范围中出现。相应地，按照本发明的方法允许在MR信号的接收阶段期间对非感兴趣的身体区域的MR信号的屏蔽。但是，同时通过在激励阶段期间降低的屏蔽效果防止了，通过在局部屏蔽装置中的提到的涡流而建立提高的并且对于患者来说是不舒适的温度。此外，位于高频MR激励场中的物体，特别是导电物体，导致MR激励场的不期望的失真。在此，这一点一般性地也适用于位于MR激励场中的屏蔽装置。但是，利用按照本发明的方法可以有利地降低或甚至消除屏蔽装置对MR激励场的干扰影响，因为局部屏蔽装置在激励阶段期间具有降低的屏蔽效果，也就是说，对于MR激励场近似是透明的。

从属权利要求和其它描述包含了本发明的特别有利的构造和扩展，其中一类权利要求也可以类似于另一类权利要求来扩展。

在局部屏蔽装置的优选构造中，局部屏蔽装置的特征在于，其包括定位装置，该定位装置被构造为，利用MR设备可以确定局部屏蔽装置的位置。在此，定位装置的实施使得，利用光学的、电磁的或声学的装置来进行位置的确定。相应地，定位装置可以包括合适的接口。属于此的有光学接口，如激光或发光二极管、对于电磁波的天线、例如集成的RFID（Radio Frequency IDentification射频标识）天线或超声波转换器。此外，还可以考虑被布置在局部屏蔽装置上的简单的非电活性的标记物和那些简化了局部屏蔽装置的位置确定的、例如可以利用光学照相机采集的标记物。用于位置确定的可能性提供的优点是，可以简单地通过MR设备或医学人员识别局部屏蔽装置的无错误的定位，特别是在MR成像开始之前。由此可以避免干扰风险。此外，利用局部屏蔽装置的精确位置的认知，可以更简单地补偿由使用局部屏蔽装置所产生的成像伪影。

特别优选地，定位装置包括局部接收天线装置。在此。该局部接收天线装置可以接收MR激励场和特别是由患者的身体作为对MR激励的反应而发出的MR信号。在此，这样的局部接收天线装置可以由一个或多个简单的线圈布置，例如导体环组成，但是也可以包含数个线圈布置，如导体环的矩阵形的布置。将由局部接收天线装置所接收的信号（必要时在前置放大和/或模数转换之后）通过合适的无线的、有线连接的或光学的接口信号传输到MR设备。然后，利用其它信号处理装置通过该信号可以确定局部屏蔽装置的位置，从而可以实现上面所提到的优点。

在按照本发明的局部屏蔽装置的另一个有利构造中，局部屏蔽装置，优选是定位装置，包括用于存储标识代码的存储装置。在此，可以将这样的存储装置实施为模拟或数字存储器。标识代码的读出或到MR设备的传输，在此又可以利用合适的有线连接的、无线的或光学的信号来进行。借助标识代码以有利的方式对于MR设备或医学人员可以简单识别，提供局部屏蔽装置的哪种类型或哪种实施形式并且采用多少个局部屏蔽装置。由此，又可以降低或避免操作错误和安全危险。此外，MR信号的进一步处理在已知局部屏蔽装置的类型或实施形式的情况下可以有利地与各自的局部屏蔽装置的特定的特征匹配。

在按照本发明的局部屏蔽装置的有利构造中这样来选择局部屏蔽元件的尺寸，使得其在包括了MR设备的工作频率的频率范围中具有高的屏蔽效果。特别优选地，这样构造平的局部屏蔽元件，使得其具有在大约10um至大约200um范围中的厚度，以及最大20mm和/或最小5mm、特别优选为大约10mm的长度和/或宽度。

可以按照不同的方式实施局部屏蔽装置的数个开关装置。例如可以考虑简单的机械开关，其通过屏蔽控制信号中的一个来接通或断开。属于这样的实施变形的特别还有继电器开关和真空继电器开关，它们在断开状态的特征是非常高的、几乎无穷大的电阻，而反过来，在接通状态具有非常低的电阻，其通常小于1欧姆。

按照本发明的局部屏蔽装置的另一个优选实施方式，将开关装置的至少一部分构造为高通滤波器。也就是说，开关装置在待屏蔽的信号的较高频率情况下具有比在较低频率情况下更小的电阻。开关装置的这样的构造例如可以通过开关与电容的串联连接来实现。在接通状态，即，在开关的低阻状态，开关装置于是作为高通滤波器起作用。由此，可以按照有利方式实现：局部屏蔽装置的屏蔽效果在具有高频率的电磁场情况下比低频率的电磁场情况下更高。在高通滤波器的相应构造中得到了局部屏蔽装置的特别有利的构造，其中在包括了MR设备的工作频率的第一频率范围中，比在低于第一频率范围的第二频率范围中，在开关装置中呈现更低电阻。特别优选地，第二频率范围包括用以在MR成像期间改变磁梯度场的频率。利用构造为高通滤波器的开关装置由此得到局部屏蔽装置的屏蔽效果，该效果在第二频率范围中比在第一频率范围中更小。由此，以有利方式通过按照本发明的局部屏蔽装置可以降低或避免不期望的涡流，所述涡流是通过磁梯度场在一般的屏蔽装置中通常产生的。

优选地，按照本发明的局部屏蔽装置的开关装置的至少一部分包括二极管，其中，这些二极管的阳极或者阴极通过数个屏蔽控制信号互相导电连接。通过合适选择屏蔽控制信号的电压，由此二极管可以在截止方向或在导通方向运行。例如，如果屏蔽控制信号与二极管的阴极相连，则屏蔽控制信号的电势（该电势比二极管的阳极处的电势低）导致，二极管在导通方向运行。如果这两个电势之差超过二极管的导通电压，则该二极管变得导电，也就是说其电阻明显下降。相反，屏蔽控制信号的电势（该电势比二极管阳极处的电势高）导致，二极管在截止方向运行并且相应地具有比在导通方向的电阻更高的电阻。当屏蔽控制信号与二极管的阳极相连时，也可以同样利用电势的相反布置进行相应控制。总之，也就是通过屏蔽控制信号的电压，二极管的电阻和由此以有利方式局部屏蔽装置的屏蔽效果是可变的。

按照局部屏蔽装置的一种特别优选的构造形式，将开关装置的至少一部分实施为所谓的PIN二极管（“positive-intrinsic-negative diode，正-本征-负二极管”）。如在常规的二极管情况下那样，PIN二极管具有与阳极相连的p参杂层和与二极管的阴极的n参杂层。此外，PIN二极管附加地具有布置在p和n参杂层之间的低参杂的本征层。在此，本征层的延伸（Ausdehnung）取决于在二极管的阴极和阳极所施加的电压或电流。由于本征层的低参杂，PIN二极管，特别是在截止方向上极性的情况下，具有高通特性，因为本征层如电容那样起作用。由此，对于局部屏蔽装置得到如下的开关装置，其电阻是取决于频率的，其中，频率依赖性本身通过屏蔽控制信号的电势或通过由于屏蔽控制信号所施加的二极管电流来控制。在相应选择PIN二极管和屏蔽控制信号的情况下得到了局部屏蔽装置的特别有利的构造，其中，在截止方向运行的PIN二极管在包括了MR设备的工作频率的第一频率范围中比在低于第一频率范围的第二频率范围中具有在开关装置中更低的电阻。特别优选地，第二频率范围包括在MR成像期间用以改变磁梯度场的频率。由此，得到局部屏蔽装置的如下屏蔽效果，所述屏蔽效果在第二频率范围中小于第一频率范围中。由此，又可以按照有利方式通过按照本发明的局部屏蔽装置降低或避免不期望的涡流，所述涡流是通过磁梯度场在一般的屏蔽装置中通常产生的。

除了二极管，局部屏蔽装置的开关装置的至少一部分还可以包括晶体管，优选是场效应晶体管（FET）。在此，晶体管按照不同的变体与局部屏蔽元件相连。例如，可以考虑优选的实施方式，其中屏蔽控制信号与晶体管的控制输入端相连。在双极型晶体管的情况下后者是所谓的基极；在场效应晶体管的情况下是所谓的栅极。晶体管的其它接线端子则或者与局部屏蔽元件或者与另一个电势相连。例如局部屏蔽元件可以与双极型晶体管的所谓的集电极或场效应晶体管的所谓的漏极导电相连。相应地，双极型晶体管的所谓的发射极或场效应晶体管的所谓的源极与所提到的另一个电势导电相连。在这样的实施方式中晶体管的电阻通过屏蔽控制信号的电势通过屏蔽控制信号施加的电流改变，从而局部屏蔽装置的屏蔽效果可以通过屏蔽控制信号调节。替换地，也可以考虑如下实施方式，其中发射极或源极与局部屏蔽元件相连并且集电极或漏极处于另一个电势。此外，晶体管在二极管配置中连接并且相应于前面的解释与局部屏蔽元件相连。

优选地，这样实施局部屏蔽装置，使得这样构造局部屏蔽元件和开关装置，使得局部屏蔽装置在包括了磁共振设备的工作频率的频率范围中在开关装置的低电阻的情况下具有高的屏蔽效果并且在开关装置的高电阻的情况下具有低的屏蔽效果。

将局部屏蔽装置的局部屏蔽元件布置在载体装置上，并且可以通过该载体装置部分地或完全包围。优选地，载体装置包括电绝缘的材料，或者其仅具有小的导电性，特别是与局部屏蔽元件的导电性相比。此外，按照有利方式可以这样选择载体装置的材料，使得其产生在患者和局部屏蔽元件之间的热绝缘。如果由于涡流在MR成像期间出现局部屏蔽元件的发热，则这一点是特别有利的。特别优选地，这样构造局部屏蔽装置，使得其在至少一个空间方向上是机械柔性的。由此，局部屏蔽装置可以在MR成像之前通过与患者的解剖情况匹配来这样定位，使得其尽可能靠近患者的非感兴趣身体区域，从而产生对非感兴趣身体区域的MR信号的期望的高屏蔽效果。特别地，这样实施载体装置，使得其包括形状稳定的材料，由此局部屏蔽装置的定位和与MR设备的空间情况和患者的解剖的匹配是可能的。作为形状稳定的材料，例如可以考虑基于聚氨酯泡沫或形状稳定的塑料膜。

在此，可以将局部屏蔽元件以不同方式布置在载体装置上。特别优选地，局部屏蔽元件按照矩阵结构布置。但是这样的布置并不一定要求平的局部屏蔽元件具有矩形的基本形状。同样可以考虑按照矩阵结构布置的其它基本形状，例如圆形或椭圆形。

在按照本发明的局部屏蔽装置的另一种特别优选的构造中，局部屏蔽装置包括至少两个开关装置，所述开关装置通过至少两个屏蔽控制信号控制，其中，第一屏蔽控制信号控制第一组开关装置的电阻，并且第二屏蔽控制信号控制第二组开关装置的电阻。局部屏蔽装置的这样的构造，允许借助屏蔽控制信号对屏蔽强度的有利的简单控制和屏蔽的空间尺寸的有利的简单控制。如果例如仅仅对于第一组开关装置通过第一屏蔽控制信号电阻变低，而第二组开关装置的电阻保持在高阻值，则得到平均的屏蔽效果，该屏蔽效果比所有开关装置的所有电阻具有高阻值时更高，但是也比所有开关装置的所有电阻具有低阻值时更低。此外，特别是在较大的局部屏蔽装置的情况下，可以通过开关装置、局部屏蔽元件和屏蔽控制信号的所提到的分组以有利方式来控制屏蔽效果的空间扩展。例如，如果第一组的开关装置以及与其相连的局部屏蔽元件在空间上与第二组开关装置和局部屏蔽元件分离，则通过屏蔽控制信号的相应控制在MR成像期间第一组的屏蔽效果可以与第二组的屏蔽效果不同。如果要屏蔽患者的更大身体区域，对局部屏蔽装置的这样的分组和控制则是有利的。例如可以给出一种局部屏蔽装置，这样确定该局部屏蔽装置的尺寸，使得其屏蔽患者的手臂的不期望的MR信号。通过开关装置和与其电相连的局部屏蔽元件的相应分组以及对屏蔽控制信号的合适的按组的控制，于是可以按照非常简单的方式可选地屏蔽仅下臂区域的MR信号、仅上臂区域的MR信号或这两个手臂区域的MR信号。通过这样的构造可以避免在检查期间局部屏蔽装置的费时的重新定位。

局部屏蔽装置的屏蔽控制信号既可以按照模拟的也可以按照数字的形式来构造。在PIN二极管的控制中，例如可以通过模拟的电压，局部屏蔽装置的屏蔽效果在另一个区域中通过该模拟的电压的改变来改变。优选地，这样构造局部屏蔽装置，使得数个屏蔽控制信号分别具有两个状态并且第一状态比屏蔽控制信号的第二状态导致开关装置的显著更高的电阻。

用于MR成像的按照本发明的局部屏蔽系统，包括至少一个按照本发明的局部屏蔽装置和至少一个控制装置，所述控制装置在运行中产生数个屏蔽控制信号并且在运行中与局部屏蔽装置的数个屏蔽控制信号输入端相连。在此，优选地这样构造控制装置，使得其具有可以产生屏蔽控制信号的输出端，所述屏蔽控制信号被无线地、有线连接地或光学地传输到局部屏蔽装置的屏蔽控制信号输入端。在此，可以直接将控制装置布置在局部屏蔽装置上或在空间上靠近局部屏蔽装置布置。优选地，在空间上与局部屏蔽装置分离地布置控制装置，以便降低或避免在MR设备和控制装置的电磁场之间的不利的相互作用。除了屏蔽控制信号，控制装置此外还可以对于局部屏蔽装置提供数个电源。这样的电源例如可以用于对局部屏蔽装置的有源的电的或电子组件供电，后者除了别的之外是开关装置中的有源元件或局部接收天线装置的前置放大器。

用于MR成像的按照本发明的MR系统包括：MR设备、至少一个按照本发明的局部屏蔽装置、以及至少一个控制装置，所述控制装置在运行中产生数个屏蔽控制信号并且输出到至少一个局部屏蔽装置。特别优选地，控制装置在此直接被布置在MR设备之上或之中。

在按照本发明的方法的优选构造中，局部屏蔽装置的通过MR设备的控制装置的屏蔽效果通过数个屏蔽控制信号，优选地根据MR成像的参数来控制。特别地，可以在MR成像期间进行这样的控制，以便实现屏蔽效果的优化调整。也就是说，例如如果根据MR图像数据可以确定，屏蔽效果太小或太强，则通过MR设备或医学人员借助屏蔽控制信号修改屏蔽效果。此外，可以通过数个屏蔽控制信号这样控制局部屏蔽装置，使得划分为多个局部屏蔽区的局部屏蔽装置在这些局部屏蔽区中具有屏蔽效果的不同强度。特别是在检查患者的较大身体区域的拍摄时，由此可以按照有利方式通过MR设备或医学人员总是仅激活恰好位于MR成像的视野中的局部屏蔽区。

附图说明

以下借助附图根据实施例再次详细解释本发明。在此，相同的组件具有相同的附图标记。对于信号、时间说明和对患者和患者身体区域的参考使用字母。附图中，

图1示出了按照本发明的局部屏蔽装置的第一实施例的示意图，

图2示出了按照本发明的局部屏蔽装置的第二实施例的示意图，

图3示出了按照本发明的MR设备的信号的时间变化，

图4示出了按照本发明的局部屏蔽装置的第三实施例的示意图，

图5示出了按照本发明的局部屏蔽装置的第四实施例的示意图，

图6示出了按照本发明的MR系统的侧视图的示意图，

图7示出了按照本发明的MR系统的横截面，

图8示出了具有按照本发明的局部屏蔽装置的、身体模型的MR检查的图像数据。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的局部屏蔽装置1的第一实施例的粗略示意图，其包括矩阵形地布置在载体元件9上的数个局部屏蔽元件2。在此，局部屏蔽元件2成对地通过开关装置3互相导电相连，其中开关装置3由通过屏蔽控制信号输入端17所提供的屏蔽控制信号S控制。如果通过屏蔽控制信号S将开关装置3置于低阻状态，例如通过接通开关或继电器，则局部屏蔽元件2互相低阻地导电相连。各个局部屏蔽元件2在该状态中近似地如大的相连（

）屏蔽面积那样起作用，由此得到局部屏蔽装置1的高的屏蔽效果。如果相反开关装置3通过屏蔽控制信号S被置于高阻状态，例如通过断开开关或继电器，则得到明显更低的屏蔽效果和在MR成像时MR激励场的仅小的失真，特别是在足够小地选择局部屏蔽元件2的情况下。在此要指出，图1仅具有示意性特征，因为在合适定尺寸的情况下局部屏蔽元件2典型地具有大约10mm的长度和宽度。也就是说，为了屏蔽患者P的手臂LA、RA或腿而确定尺寸的局部屏蔽装置1可以比图1中示出的具有明显更多个局部屏蔽元件2。此外，局部屏蔽元件2的基本面积不限于矩形形状，对于局部屏蔽元件2也可以考虑其它造型，如圆形或椭圆形。

图2示出了按照本发明的局部屏蔽装置1的第二实施例的粗略示意图。又将局部屏蔽元件2按照矩阵形式布置在载体装置上；通过屏蔽控制信号输入端17引入屏蔽控制信号S。此外，局部屏蔽元件2通过在开关装置3内部的二极管4与屏蔽控制信号S相连，其中，在该实施例中二极管4的阴极与屏蔽控制信号S，而二极管4的阳极与局部屏蔽元件2导电相连。具有二极管4的相反极性的替换构造同样也是可以的。通过屏蔽控制信号S来控制开关装置3的电阻。例如，如果屏蔽控制信号S的电势比局部屏蔽元件2的电势低至少所谓的二极管起始电压（Diodeneinsatzspannung），则二极管变为导电，即，其具有低电阻。相应于前面对图1的解释，于是得到局部屏蔽装置的如下屏蔽效果：该屏蔽效果高于如果二极管4具有高阻（也就是例如在截止方向运行时）所建立的屏蔽效果。如果屏蔽控制信号S的电势高于局部屏蔽元件2的电势，则呈现在截止方向上的运行。总之，利用在图2中示出的实施方式即可以通过屏蔽控制信号S的极性来控制开关装置3中的电阻以及由此控制局部屏蔽装置1的屏蔽效果。

特别优选地，将图2中的二极管4实施为PIN二极管。在此可以如前面所示出的那样，在开关装置3中实现了取决于频率的电阻，其以有利方式降低或避免了不期望的涡流，所述涡流是通过磁梯度场在一般的屏蔽装置中通常引起的。在此，可以通过对屏蔽控制信号S施加的电流信号或在屏蔽控制信号S上施加的电势来调整PIN二极管的电阻的频率依赖性。特别优选地，这一点通过直流电流或直流电压进行。在此，通过与局部屏蔽元件2导电相连的电源电压5引导所施加的直流电流。在此优选地将电源电压5实施为接地（所谓的GND连接）。

图3示出了在运行中在发送典型的发送脉冲序列的情况下按照本发明的MR设备13的信号的时间变化。在此，激励信号A（最上面的时间轴）表示MR成像时MR激励场的振幅随时间t的变化，其以重复时间tr重复。读出窗L（从上面数的第二时间轴）粗略示意性地反映了从患者P的身体发出的MR信号的时间变化（也就是，通过激励场的激励和重聚焦脉冲感应的回波）。此外，图3示出了屏蔽控制信号S的时间变化（最下面的时间轴）。按照本发明在此通过屏蔽控制信号S控制局部屏蔽装置1的屏蔽效果。相应地，在按照图2的局部屏蔽装置1的实施中在时间段ta中激活局部屏蔽装置1的情况下得到更高的屏蔽效果，因为在此二极管4在导通方向上运行，即，是导通的。与此相反，在时间段ti中局部屏蔽装置1是非激活的，即，其具有比在时间段ta中更小的屏蔽效果，因为二极管4在截止方向上运行，即，是非导通的。在此，这样选择局部屏蔽装置1的激活和解除激活，使得局部屏蔽装置1至少在通过激励信号A激励期间是不激活的，即，具有小的屏蔽效果。由此，按照有利方式通过局部屏蔽装置1仅产生MR激励场的小的失真或根本不产生失真。此外，当MR信号从患者P的身体发出时，局部屏蔽装置1至少在读出窗期间是激活的，从而患者P的非感兴趣的身体区域的MR信号被屏蔽。为清楚起见，在图3中没有示出在脉冲序列内部必要的梯度脉冲。

图4粗略示意性示出了按照本发明的局部屏蔽装置1的第三实施例。在此，即局部屏蔽元件2′,2″划分为两组，其中，局部屏蔽元件2′,2″″在空间上交替地对应于第一组局部屏蔽元件2′和第二组局部屏蔽元件2″。开关装置3′, 3″相应地对应于第一组开关装置3′和第二组开关装置3″，其中，第一组开关装置3′与第一组局部屏蔽元件2′和第一屏蔽控制信号S′导电相连，并且第二组开关装置3″与第二组局部屏蔽元件2″和第二屏蔽控制信号S″互相导电连接。局部屏蔽元件2′,2″按照矩阵形式布置在共同的载体装置9上；屏蔽控制信号S′, S″通过屏蔽控制信号输入端17′,17″引入，其中，与图4中的实施方式不同，单个屏蔽控制信号输入端17也可以用于传输两个屏蔽控制信号S′,S″。开关装置又包括二极管4。在局部屏蔽装置1的这样的实施中，第一组开关屏蔽元件2′的屏蔽效果被控制为独立于第二组局部屏蔽元件2″的屏蔽效果。例如，可以这样选择屏蔽控制信号S′,S″，使得在开关装置3′中的二极管4在截止方向运行，而在开关装置3″中的二极管4在导通方向运行。相应地，第一组局部屏蔽元件2′产生比第二组局部屏蔽元件2″更小的屏蔽效果。总共产生局部屏蔽装置1的平均的总屏蔽效果。也就是说，利用这样的构造可以有利地在小的屏蔽效果、一个或多个平均的屏蔽效果以及高的屏蔽效果之间通过相应激活或解除激活局部屏蔽元件的组来交替。

图5示出了按照本发明的局部屏蔽装置1的第四实施例的示意图。在此，局部屏蔽元件2′,2″又被划分为两组，其中，局部屏蔽元件2′,2″在空间区域中分离地对应于第一组局部屏蔽元件2′和第二组局部屏蔽元件2″。开关装置3′,3″相应地在空间区域中分离地对应于第一组开关装置3′和第二组开关装置3″，其中，第一组开关装置3′与第一组局部屏蔽元件2′和第一屏蔽控制信号S′导电相连，并且第二组开关装置3″与第二组局部屏蔽元件2″和第二屏蔽控制信号S″互相导电相连。在此，第一组局部屏蔽元件2′的屏蔽效果也可以被控制为独立于第二组局部屏蔽元件2″的屏蔽效果。局部屏蔽装置1的这样的构造特别是在其中检查患者P的较大身体区域的MR成像时是具有优势的。也就是，由此可以按照有利方式通过MR设备13或医学人员仅激活局部屏蔽装置1的恰好在MR成像的视野中的区域。

图6反映了按照本发明的MR系统15的侧视图的粗略示意图。患者P位于卧榻装置11的患者卧榻10上。患者卧榻10可以沿着纵轴Z借助合适的滚轮装置（Rolleinrichtungen）7移动，以便将患者P为了MR成像而定位在MR设备13的内部区域中的检查空间16中。在患者P的左臂LA上布置了具有局部屏蔽元件2、定位装置6、屏蔽控制信号输入端17和载体装置9的按照本发明的局部屏蔽装置1。定位装置6通过标识信号I将定位数据或标识代码传输到布置在MR设备13的控制装置12中的接收器14。此外，由控制装置12产生屏蔽控制信号S，该屏蔽控制信号与局部屏蔽装置1的屏蔽控制信号输入端17相连。

属于MR设备13的其它组件的，除了别的之外有：控制装置，以便能够相应控制基本磁场和梯度场；以及用于产生和放大高频脉冲的高频发送装置，以便通过天线装置发送所述高频脉冲；和相应的接收装置，以便能够通过天线装置接收、放大和进一步处理来自于处理空间或检查对象P的MR信号。此外，发送和接收装置还通常具有接口，以便能够连接外部的局部线圈，所述局部线圈布置在检查对象P之上、之下或之旁并且能够一起被移动到MR设备13的测量空间或MR检查空间16中。所有这些组件的工作方式对于专业人员来说是已知的并且由此在图6中为了清楚起见没有示出。在此也要指出，不仅可以在具有圆柱形的患者通道的MR设备13中采用本发明，而且也可以在另外构造的MR设备13（例如具有三面开口的测量空间的MR设备）中采用。

图7示出了沿着截面C-C′通过按照图6的按照本发明的MR系统15的横截面。除了在图6中所示出的装置之外，附加地在MR检查空间16中示出了布置在患者P上的局部天线装置8，其接收由患者P发出的MR信号。按照本发明的局部屏蔽装置1被定位在患者P的左臂LA和患者P的胸部B之间。由此实现了对由患者P的左臂LA发出的MR信号相对于局部天线装置8的屏蔽。同样可以考虑的还有，在患者的右臂RA处的第二局部屏蔽装置1，特别是当局部天线装置8中间地布置在患者P的胸部B上时。

图8示出了对身体模型的MR检查的MR图像数据，所述MR图像数据部分地在使用按照本发明的局部屏蔽装置1的条件下被产生。患者P的身体模型在此包括胸部B和左臂LA的模型。按照本发明的局部屏蔽装置1布置在左臂LA和胸部B之间，其中，该局部屏蔽装置在MR图像数据本身中在此不可见。在图8的左侧反映了具有局部屏蔽装置1的MR图像数据，其中通过屏蔽控制信号S,S′,S″降低了屏蔽效果。图8的右侧相反示出了在激活的局部屏蔽装置1的情况下，即，在借助控制信号S,S′,S″被提高的屏蔽效果的情况下相同布置的MR图像数据。从这两个MR图像数据的比较可以立即获悉按照本发明的局部屏蔽装置1的有利作用，因为在右图中左臂LA的不期望的影响可以明显被降低。

最后再次指出，前面详细描述的局部屏蔽装置和方法仅是实施例，其可以由专业人员以不同方式修改，而不脱离本发明的范围。特别是例如局部屏蔽装置的局部屏蔽元件与不同种类的开关装置互相连接，必要时也可以并联地通过不同的开关装置，例如上面提到的二极管和晶体管。当这些不同的开关装置具有不同的频率滤波特性时，则可以实现具有选择性的可选的或多模式的滤波作用的局部屏蔽装置。为完整起见还要指出，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除所涉及的特征也可以多重存在。同样“单元”或“模块”的概念也不排除它们由多个组件组成，这些组件必要时也可以是在空间上分布的。这一点对于局部屏蔽系统和MR设备同样成立，其组件同样可以在空间上互相分离地布置在不同的外壳中。

参考标记列表

1  局部屏蔽装置

2,2′,2″ 局部屏蔽元件

3,3′,3″ 开关装置

4  二极管

5  电源

6  定位装置

7  滚轮装置

8  局部接收天线装置

9  载体装置

10  患者卧榻

11  卧榻装置

12  控制装置

13 MR-设备

14  接收器

15  MR-系统

16  MR-检查空间

17,17′,17″ 屏蔽控制信号输入端

A  激励信号

B  胸部

I  标识信号

L  读出窗

LA 左臂

P  检查对象/患者

RA 右臂

S,S′,S″ 屏蔽控制信号

t  时间

ta 具有提高的屏蔽效果的时间段

ti 具有降低的屏蔽效果的时间段

tr  MR-检查的重复时间

Z  患者卧榻的纵轴

Claims (15)

1.一种在利用磁共振设备（13）进行磁共振成像时屏蔽检查对象（P）的磁共振信号的局部屏蔽装置（1），包括：

-多个导电的局部屏蔽元件（2,2′,2″），所述局部屏蔽元件被布置为，在局部屏蔽元件（2,2′,2″）之间不存在直接的导电连接，

-用于容纳所述局部屏蔽元件（2,2′,2″）的载体装置（9），

-数个开关装置（3,3′,3″），所述开关装置与所述局部屏蔽元件（2,2′,2″）导电相连，并且所述开关装置被构造为其电阻是能够借助数个屏蔽控制信号（S,S′,S″）来控制的，和

-用于所述数个屏蔽控制信号（S,S′,S″）的数个屏蔽控制信号输入端（17,17′,17″）。

2.根据权利要求1所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述局部屏蔽装置（1）包括定位装置（6），该定位装置被构造为，能够利用磁共振设备（13）确定所述局部屏蔽装置（1）的位置。

3.根据权利要求2所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述定位装置（6）包括局部接收天线装置（8）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述开关装置（3,3′,3″）的至少一部分被构造为高通滤波器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述开关装置（3,3′,3″）的至少一部分包括二极管（4），优选为PIN二极管，并且所述二极管（4）的阳极或者阴极通过所述数个屏蔽控制信号（S,S′,S″）互相导电连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述开关装置（3,3′,3″）的至少一部分包括晶体管，特别优选为场效应晶体管。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，这样构造所述局部屏蔽元件（2,2′,2″）和所述开关装置（3,3′,3″），使得所述局部屏蔽装置（1）在包括了磁共振设备（13）的工作频率的频率范围中，在该开关装置（3,3′,3″）的低电阻的情况下具有高的屏蔽效果，并且在该开关装置（3,3′,3″）的高电阻的情况下具有低的屏蔽效果。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述局部屏蔽装置（1）在至少一个空间方向上是机械柔性的，并且优选为这样构造，使得所述载体装置（9）包括形状稳定的材料。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，所述局部屏蔽装置（1）包括至少两个开关装置（3′,3″），所述开关装置通过至少两个屏蔽控制信号（S′,S″）控制，其中，第一屏蔽控制信号（S″）控制第一组开关装置（3′）的电阻，并且第二屏蔽控制信号（S″）控制第二组开关装置（3″）的电阻。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的局部屏蔽装置（1），其特征在于，数个屏蔽控制信号（S,S′,S″）分别具有两个状态，并且屏蔽控制信号（S,S′,S″）的第一状态比第二状态导致所述开关装置（3,3′,3″）的显著更高的电阻。

11.一种用于磁共振成像的局部屏蔽系统，其包括至少一个按照权利要求1至10中任一项所述的局部屏蔽装置（1）和至少一个控制装置（12），所述控制装置在运行中产生数个屏蔽控制信号（S,S′,S″），并且所述控制装置在运行中与所述局部屏蔽装置（1）的数个屏蔽控制信号输入端（17,17′,17″）相连。

12.一种用于磁共振成像的磁共振系统（15），其包括：磁共振设备（13）、至少一个按照权利要求1至10中任一项所述的局部屏蔽装置（1）、以及至少一个控制装置，所述控制装置在运行中产生数个屏蔽控制信号（S,S′,S″）并且输出到至少一个局部屏蔽装置（1）。

13.一种在利用磁共振设备（13）进行磁共振成像时屏蔽检查对象（P）的磁共振信号的方法，包括以下方法步骤：

-将局部屏蔽装置（1）定位在要屏蔽其磁共振信号的检查对象（P）的身体部分上或紧靠该身体部分，

-至少在磁共振成像的激励阶段激活局部屏蔽装置（1）的降低的屏蔽效果，其中，该降低的屏蔽效果至少在包括了磁共振设备（13）的工作频率的频率范围中出现，和

-在磁共振成像的接收阶段期间激活局部屏蔽装置（1）的提高的屏蔽效果，其中，该提高的屏蔽效果至少在包括了磁共振设备（13）的工作频率的频率范围中出现。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过磁共振设备（13）的控制装置通过数个屏蔽控制信号（S,S′,S″），优选地根据磁共振成像的参数来控制所述局部屏蔽装置（1）的屏蔽效果。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，通过数个屏蔽控制信号（S,S′,S″）这样控制所述局部屏蔽装置（1），使得划分为多个局部屏蔽区的局部屏蔽装置（1）在这些局部屏蔽区中具有屏蔽效果的不同强度。

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