DE10114013B4

DE10114013B4 - Magnetresonanzanlage

Info

Publication number: DE10114013B4
Application number: DE10114013A
Authority: DE
Inventors: Horst Kroeckel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: DE10114013A1; US20020138001A1; US7266406B2

Abstract

Magnetresonanzanlage mit einem Untersuchungsvolumen (1) zur Aufnahme eines mittels der Magnetresonanzanlage zu untersuchenden Menschen (3), Magnetsystemen (4, 5) zur Erzeugung eines Grundmagnetfeldes und von Gradientenfeldern, einer Sendeanordnung mit mindestens einer Sendespule (6) zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Anregungsfeldes und einer Empfangsanordnung zur Erfassung eines Magnetresonanzsignals, wobei die Sendespule (6) ortsfest angeordnet ist und die Geometrie der Sendespule (6) fest vorgegeben ist, wobei die Empfangsanordnung mindestens eine erste Lokalspule (7) aufweist, die an einem mittels eines Antriebs (17) verfahrbaren Träger (11) befestigt ist, so dass die erste Lokalspule (7) aus einer Fernstellung an den Menschen (3) anstellbar ist, wobei der Träger (11) an einer ortsfest innerhalb des Untersuchungsvolumens (1) angeordneten Trägerhalterung (13) befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetresonanzanlage mit einem Untersuchungsvolumen zur Aufnahme eines mittels der Magnetresonanzanlage zu untersuchenden Menschen, Magnetsystemen zur Erzeugung eines Grundmagnetfeldes und von Gradientenfeldern, einer Sendeanordnung mit mindestens einer Sendespule zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Anregungsfeldes und einer Empfangsanordnung zur Erfassung eines Magnetresonanzsignals, wobei die Empfangsanordnung mindestens eine erste Lokalspule aufweist.

Derartige Magnetresonanzanlagen sind allgemein bekannt. Beispielhaft wird auf das Fachbuch „Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik", 3. Auflage, 1995, Publicis MCD Verlag, Seiten 501 bis 503 verwiesen.

Aus der DE 33 23 657 A1 ist eine Magnetresonanzanlage mit einem Untersuchungsvolumen zur Aufnahme eines mittels der Magnetresonanzanlage zu untersuchenden Menschen, Magnetsystemen zur Erzeugung eines Grundmagnetfeldes und von Gradientenfeldern, sowie einer Sende-/Empfangsanordnung mit einer Sende-/Empfangsspule zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Anregungsfeldes und zur Erfassung eines Magnetresonanzsignals bekannt, bei dem die Spulengeometrie einstellbar ist und die Spule aus einer Fernstellung an den Menschen heranfahrbar ist.

Aus der US-A-5,150,710 ist eine Magnetresonanzanlage mit einem Untersuchungsvolumen zur Aufnahme eines mittels der Magnetresonanzanlage zu untersuchenden Menschen bekannt. Die bekannte Magnetresonanzanlage weist Magnetsysteme zur Erzeugung eines Grundmagnetfeldes und von Gradientenfelder sowie eine Sendeanordnung mit mindestens einer Sendespule zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Anregungsfeldes auf, wobei die Sendespule ortsfest angeordnet ist und die Geometrie der Sendespule fest vorgegeben ist. Sie weist ferner eine Empfangsanordnung zur Erfassung eines Magnetresonanzsignals auf, die mindestens eine erste Lokalspule aufweist. Die Lokalspule ist an einem manuell verstellbaren Träger befestigt, so dass sie aus einer Fernstellung an den Menschen anstellbar ist. Der Träger ist an einer liegenfest angeordneten Trägerhaltung befestigt.

Ähnliche Offenbarungsgehalte sind z. B. der DE 36 28 035 A1 , dem DE 94 07 862 U1 und der DE 38 19 541 C2 zu entnehmen.

Bei medizinischen Magnetresonanzuntersuchungen am Menschen sollte die Empfangsspule für die Magnetresonanzechos möglichst nahe am Patienten positioniert werden, um ein optimales Signal-/Rauschverhältnis zu gewährleisten. Je nach Art der Untersuchung und des untersuchten Körperbereichs sind hierzu verschiedene, der Aufgabenstellung angepasste Empfangsspulen erforderlich. Im Stand der Technik werden zum Empfangen sogenannte Lokalspulen verwendet, die auf den Menschen aufgelegt bzw. an ihn angelegt werden. Damit die Lage der Lokalspulen eindeutig ist, werden die Lokalspulen teilweise sogar am Menschen festgeschnallt. In der Praxis werden hierdurch teilweise große Teile des Menschen von solchen Lokalspulen abgedeckt. Dies behindert zum einen die Applikation anderer Untersuchungselemente (z. B. Elektroden für EKG und dergleichen). Zum anderen fühlen sich viele Patienten durch derartige Abdeckungen eingeengt. Im Extremfall kann dies dazu führen, dass die Patienten die Untersuchung ablehnen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetresonanzanlage zu schaffen, bei der bei hoher Messqualität Applikationen von Lokalspulen möglich sind, ohne die Applikation weiterer Untersuchungselemente zu behindern und darüber hinaus den Menschen so wenig wie möglich einzuengen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Sendespule ortsfest angeordnet ist, die Geometrie der Sendespule fest vorgegeben ist und die erste Lokalspule an einem mittels eines Antriebs verfahrbaren Träger befestigt ist, so dass die erste Lokalspule aus einer Fernstellung an den Menschen anstellbar ist, wobei der Träger an einer ortsfest innerhalb des Untersuchungsvolumens angeordneten Trägerhalterung angeordnet ist.

Denn aufgrund der ortsfesten Anordnung der Sendespule und der unveränderlichen Geometrie der Sendespule ist ein sehr homogenes Hochfrequenzfeld zu erreichen. Aufgrund der Verwendung von Lokalspulen kann ein hohes Signal-/Rauschverhältnis erreicht werden. Aufgrund der Anstellbarkeit der Lokalspulen sind auch andere Untersuchungselemente am zu untersuchenden Menschen anbringbar, und der Mensch fühlt sich nur geringfügig eingeengt.

Wenn die Geometrie der Lokalspule fest vorgegeben ist, ergibt sich ein noch besseres Messsignal.

Wenn der Träger mit einer Rückstellfeder verbunden ist, durch die auf den Träger eine Rückstellkraft wirkt, die vom Menschen weg gerichtet ist, ist die Lokalspule leicht rückstellbar.

Wenn die Rückstellkraft größer als die Gewichtskraft des Trägers ist, erfolgt bei Freigabe des Trägers aus der Anstellung an den Menschen der Lokalspule ein selbsttätiges Rückstellen.

Wenn der Träger beim Überführen in die Fernstellung mit einem Geschwindigkeitsdämpfer und/oder einem Prallpuffer zusammenwirkt, erfolgt ein sanftes Rückführen der Lokalspule in die Fernstellung.

Wenn der Träger kraftbegrenzt, insbesondere kraftgeregelt, an den Menschen anstellbar ist, erfolgt ein sanftes Anstellen an den Menschen.

Der Träger kann beispielsweise über einen Scheren- oder über einen Schenkelmechanismus an den Menschen anstellbar sein. Im letzteren Fall kann der Mechanismus insbesondere als Parallelogrammgelenk ausgebildet sein.

Der Antrieb kann z. B. als fluidischer Antrieb, z. B. als fluidischer Muskel, fluidischer Balg oder fluidischer Zylinder, ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass der Antrieb vom Träger entfernt angeordnet ist und über ein Kraftüberträger, z. B. eine Gewindestange, einen Seilzug oder eine Schubstange, auf den Träger einwirkt.

Wenn an einer Patientenliege liegenfest, insbesondere unterhalb des Menschen, mindestens eine zweite Lokalspule angeordnet ist, sind auf einfache Weise Lokalspulen unterhalb des zu untersuchenden Menschen plazierbar.

Wenn die erste, ggf. auch die zweite, Lokalspule erheblich kleiner als die Sendespule ist, ergibt sich ein noch besseres Signal-/Rauschverhältnis.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
1 schematisch eine Magnetresonanzanlage und
2–8 verschiedene Lokalspulen mit Träger.
Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage ein Untersuchungsvolumen 1 auf. Mittels einer Patientenliege 2 kann ein zu untersuchender Mensch 3 in das Untersuchungsvolumen 1 verfahren werden. Dies ist in 1 durch einen Doppelpfeil A angedeutet.
Dort befindet sich der Mensch 3 innerhalb eines Grundmagnetfeldes, das von einem Grundmagneten 4 erzeugt wird. Hierzu fließt im Grundmagneten 4 ein Grundstrom. Ferner fließt ein Schirmstrom in einem Schirmmagneten 9.
Dem Grundmagnetfeld werden Gradientenfelder überlagert, die von einem Gradientenmagnetsystem 5 erzeugt werden. Eine Sendeanordnung weist eine Sendespule 6 auf, eine Empfangsanordnung eine erste und eine zweite Lokalspule 7, 8. Mittels der Sendespule 6 ist ein Hochfrequenz-Anregungsfeld erzeugbar, mittels der Lokalspulen 7, 8 sind Magnetresonanzsignale erfassbar. Anhand der erfassten Magnetresonanzsignale ist dann eine Auswertung möglich.
Das Gradientenmagnetsystem 5 sowie die Spulen 6 bis 8 sind mit einem Steuerrechner 10 verbunden. Der Steuerrechner 10 steuert das Gradientenmagnetsystem 5 und die Sendespule 6. Ferner liest er erfasste Magnetresonanzsignale von den Lokalspulen 7, 8 ein und wertet sie aus.
Die Sendespule 6 ist gemäß 1 ortsfest angeordnet. Die erste Lokalspule 7 ist – darauf wird nachstehend in Verbindung mit den 2 bis 8 näher eingegangen – an einem verfahrbaren Träger 11 im Untersuchungsvolumen 1 befestigt. Hierdurch ist die erste Lokalspule 7 aus einer Fernstellung an den Menschen 3 anstellbar. Dies ist in 1 durch einen Doppelpfeil B angedeutet. Die zweite Lokalspule 8 ist liegenfest an der Patientenliege 2 angeordnet oder auf sie aufgelegt. Ersichtlich ist sie unterhalb des Menschen 3 angeordnet. Die Geometrie der Spulen 6 bis 8 ist vorzugsweise fest vorgegeben. Die Geometrie der zweiten Lokalspule 8 kann gegebenenfalls aber auch flexibel sein, so dass sie sich der Anatomie des Menschen 3 anpassen kann.
In 1 sind nur je eine erste und zweite Lokalspule 7, 8 dargestellt. In der Praxis sind in der Regel aber viele derartiger Lokalspulen 7, 8 vorhanden. Die von den Lokalspulen 7, 8 erfassten Signale sind einzeln vom Steuerrechner 10 selektierbar und auswertbar. Aufgrund ihrer in der Regel großen Anzahl sind die Lokalspulen 7, 8 auch erheblich kleiner als die Sendespule 6.
Die 2 und 3 zeigen nun schematisch den bereits erwähnten Träger 11, an dem die erste Lokalspule 7 befestigt ist. Gemäß 2 ist der Träger 11 über einen Scherenmechanismus 12 von oben an den Menschen 3 anstellbar. Aus 2 ist auch ersichtlich, dass mehrere Träger 11 vorhanden sind, die einzeln und unabhängig voneinander an den Menschen 3 anstellbar sind. Die beiden äußeren Träger 11 sind dabei in ihrer Fernstellung dargestellt. Ferner ist aus 2 ersichtlich, dass die Träger 11 an einer ortsfest innerhalb des Untersuchungsraums 1 angeordneten Trägerhalterung 13 befestigt sind.
Gemäß 2 ist der Träger 11 mit einer Rückstellfeder 14 verbunden. Diese übt auf den Träger 11 eine Rückstellkraft aus, die vom Menschen 3 weggerichtet ist. Vorzugsweise ist die Rückstellkraft größer als die Gewichtskraft des Trägers 11. Denn dann kann durch einfaches Freigeben z. B. eines Rastmechanismus eine Rücküberführung des Trägers 11 in seine Fernstellung bewirkt werden. Zur schonenden Behandlung der Lokalspule 7 wirkt dabei vorzugsweise der Träger 11 mit einem Geschwindigkeitsdämpfer 15 (z. B. einem Ölstoßdämpfer) und/oder Prallpuffern 16 zusammen.
Der Träger 11 kann prinzipiell antriebslos ausgebildet sein. Vorzugsweise aber ist er mittels eines Antriebs 17 an den Menschen 3 anstellbar und auch wieder in seine Fernstellung rücküberführbar. Das Anstellen an den Menschen 3 erfolgt dabei vorzugsweise kraftgeregelt und somit auch kraftbegrenzt.
Der Antrieb 17 kann z. B. gemäß 4 als sogenannter fluidischer Muskel 18 ausgebildet sein. Alternativ kann gemäß den 5 und 6 der Antrieb 17 auch als fluidischer Balg 19 oder als fluidischer Zylinder 20 ausgebildet sein.
Gemäß 7 ist es auch möglich, dass der Antrieb 17 vom Träger 11 entfernt angeordnet ist und über einen Kraftüberträger 21 (gemäß 7 ein Seilzug 21) auf den Träger 11 einwirkt. Aber auch andere Kraftüberträger 21, z. B. eine Gewindestange oder eine Schubstange, sind denkbar.
In den 2 bis 7 wurden durchweg Scherenmechanismen 12 eingesetzt. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Gemäß 8 ist es beispielsweise auch möglich, den Träger 11 über einen Schenkelmechanismus 22 an den Menschen 3 anzustellen. Der Schenkelmechanismus 22 ist dabei gemäß 8 sogar als Parallelogrammgelenk 22 ausgebildet.
Gemäß den 2 bis 8 ist der Träger 11 ortsfest an der Trägerhalterung 13 innerhalb des Untersuchungsvolumens 1 befestigt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Magnetresonanzanlage müssen auf den Menschen 3 keine Lokalspulen 7, 8 mehr aufgesetzt und an ihm festgeschnallt werden. Der Mensch 3 kann sogar ohne erste Lokalspulen 7 in das Untersuchungsvolumen 1 eingefahren werden. Ferner ist es möglich, die ersten Lokalspulen 7 nur für die jeweilige Messzeit auf den Patienten 3 aufzusetzen und unmittelbar nach Beendigung der Untersuchung sofort wieder in ihre Fernstellung zurück zu überführen. Die psychologische Hemmschwelle für Magnetresonanzuntersuchungen wird daher deutlich erniedrigt.
Gegebenenfalls ist es sogar möglich, den Menschen 3 schrittweise durch das Untersuchungsvolumen 1 durchzufahren und nacheinander eine erste Lokalspule 7 an verschiedene Körperpartien des Menschen 3 anzusetzen.

Claims

Magnetresonanzanlage mit einem Untersuchungsvolumen (1) zur Aufnahme eines mittels der Magnetresonanzanlage zu untersuchenden Menschen (3), Magnetsystemen (4, 5) zur Erzeugung eines Grundmagnetfeldes und von Gradientenfeldern, einer Sendeanordnung mit mindestens einer Sendespule (6) zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Anregungsfeldes und einer Empfangsanordnung zur Erfassung eines Magnetresonanzsignals, wobei die Sendespule (6) ortsfest angeordnet ist und die Geometrie der Sendespule (6) fest vorgegeben ist, wobei die Empfangsanordnung mindestens eine erste Lokalspule (7) aufweist, die an einem mittels eines Antriebs (17) verfahrbaren Träger (11) befestigt ist, so dass die erste Lokalspule (7) aus einer Fernstellung an den Menschen (3) anstellbar ist, wobei der Träger (11) an einer ortsfest innerhalb des Untersuchungsvolumens (1) angeordneten Trägerhalterung (13) befestigt ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Lokalspule (7) fest vorgegeben ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) mit einer Rückstellfeder (14) verbunden ist, durch die auf den Träger (11) eine Rückstellkraft wirkt, die vom Menschen (3) weg gerichtet ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft größer als die Gewichtskraft des Trägers (11) ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) beim Überführen in die Fernstellung mit einem Geschwindigkeitsdämpfer (15) und/oder einem Prallpuffer (16) zusammenwirkt .
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) kraftbegrenzt, insbesondere kraftgeregelt, an den Menschen (3) anstellbar ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) über einen Scherenmechanismus (12) an den Menschen (3) anstellbar ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) über einen Schenkelmechanismus (22) an den Menschen (3) anstellbar ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkelmechanismus (22) als Parallelogrammgelenk ausgebildet ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (17) als fluidischer Antrieb (18 bis 20), z. B. als fluidischer Muskel (18), fluidischer Balg (19) oder fluidischer Zylinder (20), ausgebildet ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (17) vom Träger (11) entfernt angeordnet ist und über ein Kraftüberträger (21), z. B. eine Gewindestange, einen Seilzug (21) oder eine Schubstange, auf den Träger (11) einwirkt.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Patientenliege (2) liegenfest, insbesondere unterhalb des Menschen (3), mindestens eine zweite Lokalspule (8) angeordnet ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, ggf. auch die zweite, Lokalspule (7, 8) erheblich kleiner als die Sendespule (6) ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lokalspule (7) von oben an den Menschen (3) anstellbar ist.