DE102004005120A1

DE102004005120A1 - Lokalspuleneinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät

Info

Publication number: DE102004005120A1
Application number: DE102004005120A
Authority: DE
Inventors: Helmut Greim; Thomas Kundner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: US20050174117A1; US7212002B2; CN1651929A; DE102004005120B4

Abstract

Eine zur Aufnahme eines Magnetresonanzsignals eines Untersuchungsobjekts (24) direkt an diesem platzierbare Lokalspuleneinheit umfasst einen verformbaren Abschnitt (2), der über einen Biegemechanismus (4) an eine Kontur (25) des Untersuchungsobjekts (24) anpassbar ist. Dadurch wird bei einer Messung des Magnetresonanzsignals ein hohes Signal/ Rausch-Verhältnis erzielt, was zu einer guten Bildqualität führt. Die Lokalspuleneinheit eignet sich aufgrund ihrer Verformbarkeit zum Einsatz bei empfindlichen Messungen der Magnetresonanz unterschiedlicher Untersuchungsobjekte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lokalspuleneinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät, wobei die Lokalspuleneinheit einen verformbaren Abschnitt umfasst und an ein Untersuchungsobjekt anstellbar ist.

Eine derartige Lokalspuleneinheit ist aus der DE 198 54 924 C2 bekannt. Dort ist ein aus zwei Teilen bestehendes Antennenarray für Magnetresonanzuntersuchungen beschrieben, das eine für die Untersuchung der unteren Extremitäten des menschlichen Körpers vordefinierte Kontur besitzt und sich daher nicht zur Untersuchung anders ausgeformter Untersuchungsobjekte eignet. Die an einem Mittelsteg angebrachten Arrayelemente sind teilweise flexibel ausgebildet und so an den Umfang der unteren Extremitäten des jeweiligen Patienten anpassbar.

In diesem Zusammenhang ist die aus der DE 198 54 928 C2 bekannte Vorrichtung zu nennen, die einen aus mehreren Gurtbändern bestehenden Gurtverband umfasst, mittels dem eine Lokalspuleneinheit an einer Partie eines Patienten fixierbar ist. Die Handhabung ist jedoch für Patient und Bedienpersonal unpraktisch und die Art der Befestigung für viele Patienten einengend und unangenehm, im Fall einer beim Patienten vorliegenden Klaustrophobie sogar unerträglich.

Aus der US 5,477,146 ist eine aus zwei Teilen bestehende Lokalspuleneinheit für einen Empfang von Magnetresonanzsignalen bei Untersuchungen eines menschlichen Unterleibs bekannt, bei der die beiden Teile gegeneinander verschwenkbar über eine Achse verbunden sind und die Lokalspuleneinheit so an den Patienten anstellbar und an seinen Umfang anpassbar ist, jedoch nicht an seine individuelle Kontur.

Aus der DE 38 19 541 A1 ist ein Magnetresonanzgerät bekannt, das an Armen befestigte Lokalspuleneinheiten starrer Kontur umfasst, wobei die Arme jeweils aus mehreren, miteinander beweglich verbundenen Gliedern bestehen und somit quasi-flexibel sind. Dadurch sind die Lokalspuleneinheiten an das Untersuchungsobjekt anstellbar. Aufgrund der starren Kontur der Lokalspuleneinheiten ist eine optimale Anpassung an die Kontur des jeweiligen Untersuchungsobjekts jedoch nicht möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lokalspuleneinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät derart auszugestalten, dass sie an die Kontur des Untersuchungsobjekts anpassbar und dabei einfach handhabbar ist und außerdem von den Patienten nicht als unangenehm empfunden wird.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Lokalspuleneinheit gelöst. Die Anpassung der Lokalspuleneinheit an die Kontur des Untersuchungsobjekts erfordert dabei lediglich die Betätigung eines Biegemechanismus. Dadurch wird bei einfacher Handhabung eine optimale Anpassung an die individuelle Kontur des Untersuchungsobjekts erreicht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Lokalspuleneinheit umfasst einen derart ausgebildeten Biegemechanismus, dass sich der verformbare Abschnitt der Lokalspuleneinheit bei dessen Betätigung selbstständig der Kontur des Untersuchungsobjekts anschmiegt, was die Handhabung für das Bedienpersonal verein facht. Dabei erstreckt sich die Krümmung lediglich auf die Bereiche des verformbaren Abschnitts der Lokalspuleneinheit, die noch nicht am Untersuchungsobjekt anliegen, weshalb sich der verformbare Abschnitt bei Betätigung des Biegemechanismus kontinuierlich der quer zur Krümmungssachse liegenden Kontur des Untersuchungsobjekts anpasst. So könnte beispielweise eine Lokalspuleneinheit auf die Form einer menschlichen Extremität grob abgestimmt sein und durch ihren verformbaren Abschnitt an die individuelle Kontur und Größe angepasst werden.

Vorteilhaft umfasst die Lokalspuleneinheit einen nicht verformbaren Abschnitt. Damit ist eine feste Verbindung zwischen der Lokalspuleneinheit und dem Magnetresonanzgerät nicht erforderlich, was einen Einsatz der Lokalspuleneinheit in verschiedenen gleichartigen Magnetresonanzgeräten ermöglicht.

Vorteilhaft ist eine Ausführung des Biegemechanismus derart, dass er mindestens ein Biegeelement umfasst, das an den verformbaren Abschnitt gekoppelt ist und so seine Krümmung auf diesen überträgt. Gleichzeitig dient das Biegeelement als Stütze für den verformbaren Abschnitt, der aus einem weichen, für den Patienten angenehmen Material ausgeführt werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung ist derart ausgestaltet, dass das Biegeelement als mindestens ein Kunststoffstreifen ausgeführt ist. Damit ergibt sich eine besonders platzsparende Ausführung, was bei den oftmals beengten Platzverhältnissen im Untersuchungsvolumen von Magnetresonanzgeräten von Vorteil ist.

Sind im verformbaren Abschnitt der Lokalspuleneinheit Taschen zur Aufnahme des Kunststoffstreifens ausgebildet, kann dieser vollständig in den verformbaren Abschnitt integriert sein. Daraus ergeben sich die Vorteile einer weiteren Platzersparnis und der Möglichkeit einer einfachen hygienischen Reinigung nach erfolgter Untersuchung, da der verformbare Abschnitt sowohl auf der Ober-, als auch auf der Unterseite eine glatte, kontinuierliche Oberfläche aufweist, die zum Beispiel mit einem Desinfektionsmittel schnell zu reinigen ist.

Vorteilhaft für die Untersuchung größerer Untersuchungsobjekte ist eine Ausführung derart, dass der Biegemechanismus mindestens ein weiteres Biegelement aufweist. Daraus ergibt sich ein Vorteil für eine eventuell erforderliche größere Ausführung des verformbaren Abschnitts der Lokalspuleneinheit. Dies ist zum Beispiel bei einer Untersuchung des Oberkörpers eines Patienten notwendig und wird auch anhand des weiter unten erläuterten Ausführungsbeispiels deutlich.

Der verformbare Abschnitt der Lokalspuleneinheit umfasst mindestens eine Antenne zur Aufnahme des Magnetresonanzsignals. Für die Untersuchung größerer Untersuchungsobjekte ist eine Integration mehrerer Antennen in den verformbaren Abschnitt vorteilhaft.

Die Vorteile der weiteren Unteransprüche ergeben sich im Zusammenhang mit dem unten erläuterten Ausführungsbeispiel.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Figuren erläutert.
Es zeigen:
1 Eine Draufsicht auf die Lokalspuleneinheit,
2 einen Schnitt durch die Lokalspuleneinheit in Seitenansicht, im nicht gekrümmten Zustand,
3 einen Schnitt durch die Lokalspuleneinheit in Seitenansicht im gekrümmten Zustand,
4 eine Seitenansicht zweier Lokalspuleneinheiten an einem Untersuchungsobjekt.
Eine Lokalspuleneinheit wird zur Steigerung des Signal/Rausch-Verhältnisses bei Messungen der Magnetresonanz eingesetzt. Die bestmögliche Steigerung bedingt dabei einen minimalen Abstand zwischen Untersuchungsobjekt und Lokalspuleneinheit. Die Lokalspuleneinheit kann sowohl Antennen zum Senden eines Magnetresonanz-Anregungssignals, als auch zum Empfangen eines Magnetresonanzsignals umfassen.
Die in 1 dargestellte Lokalspuleneinheit umfasst einen nicht verformbaren Abschnitt 1, an dem an zwei gegenüberliegenden Seiten zwei identisch ausgebildete, verformbare Abschnitte 2 befestigt sind in denen jeweils zwei Spulen 3 integriert sind. Weiterhin umfasst die Lokalspuleneinheit einen Biegemechanismus 4 zum Verbiegen der verformbaren Abschnitte 2, womit die Spulen 3 nah an ein Untersuchungsobjekt gebracht und an seine Kontur angepasst werden können. Daraus resultiert ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis. Der Biegemechanismus 4 umfasst in der hier gezeigten Ausführung je drei Biegeelemente 5 pro verformbaren Abschnitt 2. Die Biegelemente 5 befinden sich in Taschen 6, die an den verformbaren Abschnitten 2 ausgebildet sind. Über ein Handrad 7 ist der Biegemechanismus 4 bedienbar, dessen Funktionsweise anhand der 2 und 3 detailliert erläutert wird.
2 stellt eine Seitenansicht eines Schnitts durch eines der Biegeelemente 5 in einer der Taschen 6 eines der verformbaren Abschnitte 2 und das Handrad 7 im nicht verformbaren Abschnitt 1 dar. Das Biegeelement 4 ist als zwei parallel ausgerichtete Kunststoffstreifen 8 und 9 ausgeführt, die an einem Ende 10 gegeneinander fixiert sind, zum Beispiel durch eine Nietverbindung 11. Der Kunststoffstreifen 8 ist mit seinem anderen Ende 12 mit dem nicht verformbaren Abschnitt 1 der Lokalspuleneinheit verbunden, zum Beispiel durch eine weitere Nietverbindung 13. Der Kunststoffstreifen 9 ist länger als der Kunststoffstreifen 8 ausgeführt und an seinem anderen Ende 14 ist eine Zahnreihe 15 ausgebildet. Diese Zahnreihe 15 greift in ein Zahnrad 16, das durch ein Verbindungsstück 17 mit dem Handrad 7 verbunden ist. Eine Drehung des Handrads 7 in der durch den Pfeil 18 symbolisierten Richtung ergibt sich eine Zugkraft auf den Kunststoffstreifen 9 entlang der durch den Pfeil 19 symbolisierten Richtung. Aufgrund der durch die Nietverbindung 11 hergestellten Befestigung des Kunststoffstreifens 9 am Kunststoffstreifen 8 und dessen Nietverbindung 13 mit dem nicht verformbaren Abschnitt 1 der Lokalspuleneinheit, bewirkt die durch das Handrad 7 ausgeübte Zugkraft eine Krümmung der beiden Kunststoffstreifen 8 und 9 entlang der durch Pfeil 20 gegebenen Richtung, wobei die beiden Kunststoffstreifen 8 und 9 durch die Tasche 6 zusammengehalten werden. Zur Beibehaltung des Krümmungszustands umfasst der Verstellmechanismus neben der Zahnreihe 15 und dem Zahnrad 16 vorzugsweise noch einen, hier nicht dargestellten, Ratschenmechanismus, damit der Krümmungszustand ohne Zutun des Bedienpersonals beibehalten wird.
3 zeigt in einer zu 2 äquivalenten Seitenansicht die Lokalspuleneinheit mit gekrümmtem verformbarem Abschnitt 2. Eine Rückführung in den in 2 gezeigten Ausgangszustand mit nicht gekrümmtem verformbarem Abschnitt 2 kann zum einen durch Lösen des nicht dargestellten Ratschenmechanismus erfolgen, woraufhin die Federkraft der Kunststoffstreifen 8 und 9 den verformbaren Abschnitt 2 in die Ausgangsposition zurückführt. Sollte die Federkraft, zum Beispiel aufgrund von Materialermüdung, nicht ausreichen, um die Rückstellung zu erzielen, bewirkt eine Drehung des Handrads 7 in der durch Pfeil 21 gezeigten Richtung nicht nur eine Verringerung der Zugkraft auf den Kunststoffstreifen 9 sondern auch eine Schubkraft entlang der durch Pfeil 22 gegebenen Richtung. Der Kunststoffstreifen 9 bewegt sich dann in Richtung des Pfeils 22, wodurch sich der Grad der Krümmung in Richtung des Pfeils 23 verringert. Bei weiterer Drehung des Handrads 7 ist auch eine Krümmung in Richtung des Pfeils 23 möglich, die über den in 2 dargestellten, entspannten Zustand hinausgeht.
Die Darstellung in 4 zeigt je eine Lokalspuleneinheit oberhalb und unterhalb eines Untersuchungsobjekts 24 mit einer Kontur 25. Die verformbaren Abschnitte 2 der Lokalspuleneinheit sind bereits teilweise an die Kontur 25 des Untersuchungsobjekts 24 angepasst. Für die Lokalspuleneinheit unterhalb des Untersuchungsobjekts 21 ist das Handrad 7a aufgrund der besseren Bedienbarkeit seitlich aus dem nicht verformbaren Abschnitt 1 herausgeführt.
Die Größe der Lokalspuleneinheit kann im Vergleich zur der in 1 gezeigten Ausführung sowohl kleiner, als auch größer ausgeführt werden. Im Fall einer größeren Ausführung können mehr Spulen 3 in größeren verformbaren Abschnitten 2 integriert sein. Ebenfalls können zusätzliche Taschen 6 zusätzliche Biegelemente 5 aufnehmen. Eine kleinere Ausführung könnte lediglich aus einem verformbaren Abschnitt 2 bestehen, der eine Spule 3 enthält und am nicht verformbaren Abschnitt 1 befestigt ist. Der Biegemechanismus 4 könnte lediglich eines der Biegeelemente 5 umfassen, das in einer der Taschen 6 untergebracht ist.

Claims

Lokalspuleneinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät, wobei die Lokalspuleneinheit einen verformbaren Abschnitt (2) umfasst und an ein Untersuchungsobjekt (24) anstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspuleneinheit einen Biegemechanismus (4) zur Anpassung des verformbaren Abschnitts (2) an eine Kontur (25) des Untersuchungsobjekts (24) umfasst.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegemechanismus (4) derart ausgebildet ist, dass sich der verformbare Abschnitt (2) selbstständig an die Kontur (25) des Untersuchungsobjekts (24) anschmiegt.
Lokalspuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verformbare Abschnitt (2) der Lokalspuleneinheit in eine Ruheform rückführbar ausgeführt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspuleneinheit einen nicht verformbaren Abschnitt (1) umfasst, an dem der verformbare Abschnitt (2) befestigt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegemechanismus (4) sowohl mit dem nicht verformbaren (1), als auch dem verformbaren Abschnitt (2) der Lokalspuleneinheit verbunden ist.
Lokalspuleneinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegemechanismus (4) mindestens ein Verstellelement zur Krümmung des verformbaren Abschnitts (2) umfasst.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement des Biegemechanismus (4) als Zugvorrichtung ausgeführt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zugrichtung der Zugvorrichtung entlang einer Kontur des verformbaren Abschnitts (2) der Lokalspuleneinheit liegt.
Lokalspuleneinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegemechanismus (4) mindestens ein Biegeelement (5) umfasst.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (5) mechanisch mit dem verformbaren Abschnitt der Lokalspuleneinheit gekoppelt ist.
Lokalspuleneinheit nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (5) zusätzlich zur Rückführung des verformbaren Abschnitts (2) in die Ruheform ausgeführt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (5) als mindestens ein Kunststoffstreifen (9) ausgeführt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffstreifen (9) entlang der Zugrichtung der Zugvorrichtung ausgerichtet ist.
Lokalspuleneinheit nach einem der Ansprüche 7 oder 8 und 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, – dass die Zugvorrichtung als ein von Hand drehbares Handrad (7) mit einem Zahnrad (16) ausgeführt ist und – dass an dem Kunststoffstreifen (9) eine Zahnreihe (15) ausgebildet ist, die in das Zahnrad (16) greift.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, – dass zwischen der Zahnreihe (15) und mindestens einem Ende (10) des Kunststoffstreifens (9) mindestens ein weiterer Kunststoffstreifen (8) befestigt ist und – dass der zweiten Kunststoffstreifen (8) am nicht verformbaren Abschnitt (1) der Lokalspuleneinheit befestigt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am verformbaren Abschnitt (2) der Lokalspuleneinheit mindestens eine Führung zur Aufnahme der beiden Kunststoffstreifen ausgebildet ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet dass die Führung als eine im verformbaren Abschnitt (2) ausgebildete Tasche (6) ausgeführt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegemechanismus (4) mindestens ein weiteres Biegeelement (5) aufweist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Biegeelemente (5) mechanisch mit dem verformbaren Teil (2) der Lokalspuleneinheit gekoppelt sind.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement zur Krümmung aller Biegeelemente (5) ausgebildet ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspuleneinheit mindestens einen weiteren verformbaren Abschnitt (2) umfasst, der am nicht verformbaren Abschnitt (1) befestigt ist.
Lokalspuleneinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden verformbaren Abschnitte (2) an gegenüberliegenden Seiten des nicht verformbaren Abschnitts (1) befestigt sind.
Lokalspuleneinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens im verformbaren Abschnitt (2) der Lokalspuleneinheit mindestens ein Teil einer Spule (3) zur Aufnahme eines Magnetresonanzsignals integriert ist.