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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein die Magnetresonanz(MR)-Abbildung und insbesondere eine
HF-Spule, in die eine homogenitätsfördernde
Substanz integriert ist, so daß ein
verbessertes MR-Bild eines Untersuchungsobjekts rekonstruiert werden
kann.
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Wenn eine Substanz wie etwa menschliches Gewebe
einem uniformen Magnetfeld (Polarisatonsfeld B0)
ausgesetzt wird, versuchen die individuellen Magnetmomente der Spins
in dem Gewebe sich am Polarisationsfeld auszurichten, präzessieren
aber um dieses in einer zufälligen
Ordnung mit ihrer charakteristischen Larmor-Frequenz. Wenn die Substanz oder
das Gewebe einem Magnetfeld (Erregungsfeld B1)
ausgesetzt wird, das in der X-Y-Ebene liegt und das nahe der Larmor-Frequenz
ist, kann das ausgerichtete Nettomoment oder die „longitudinale
Magnetisierung" Mz in der X-Y-Ebene gedreht oder „gekippt" werden, um ein transversales
Nettomagnetmoment Mt zu erzeugen. Ein Signal
wird von den angeregten Spins ausgesendet, nachdem das Anregungssignal B1 beendet ist, und dieses Signal kann empfangen und
bearbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.
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Wen diese Signale verwendet werden,
um Bilder zu erzeugen, werden die Magnetfeldgradienten (Gx, Gy und Gz) verwendet. Typischerweise wird der Bereich,
der abgebildet wird, von einer Folge von Meßzyklen abgetastet, in denen
sich die Gradienten gemäß des bestimmten
verwendeten Lokalisierungsverfahrens ändern. Der sich daraus ergebende
Satz von empfangenen NMR-Signalen wird digitalisiert und verarbeitet, um
das Bild unter Verwendung von einer aus vielen bekannten Rekonstruktionstechniken
zu rekonstruieren.
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Magnetresonanzabbildung (MRI) beruht
allgemein auf der Erregung von Wasserstoffatomen innerhalb des Gewebes,
Menschliches Gewebe hat typischerweise einen hohen Wasseranteil
und Wasserstoff ist in Wasser sehr viel enthalten, Deshalb wird die
MR-Abbildung, die auf dem Abtasten nach Wasserstoff beruht, typischerweise
für die
Diagnose bevorzugt. Es ist bekannt, daß für die MR-Abbildung mit Wasserstoff
Gewebe, die kein oder wenig Wasserstoff haben, ein sehr kleines
oder überhaupt
kein Signal erzeugen. Andererseits sind Gewebe oder fette Bereiche
mit hohem Wasserstoffanteil sehr strahlungsintensiv und erzeugen
ein starkes MR-Signal. Wenn jedoch der Wasserstoffanteil des Gewebes
relativ zu nahen Geweben außergewöhnlich hoch
ist, kann das sich ergebende Signal durch die Details der nahegelegenen
Gewebe mit geringerem Wasserstoffanteil verschüttet und verborgen werden.
Dies ist insbesondere problematisch, wenn die Gewebe mit niedrigem
Wasserstoffanteil für
die Diagnose der MR-Abbildung
wichtig sind.
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Eine Anzahl von Abbildungstechniken
wurde entwickelt, um das bereits erwähnte Problem zu lindern, und
sind entworfen, um die Signale zu trennen, die von den unterschiedlichen
Geweben ausgesendet werden, die dem MR-Abbildungsverfahren unterliegen.
Diese Verfahren umfassen den Nullabgleich von Signalen von bestimmten
Geweben. Ein solches Verfahren, das allgemein als „Fettsättigung" bezeichnet wird,
erfordert, daß das
gesamte Gewebe einem nicht resonanten spezifischen Sättigungspuls
(3,3 ppm weg) unterliegt. Der Sättigungspuls „deaktiviert" die Fettbereiche
des Gewebes, so daß nützliche
Signale von dem Fett nicht ausgesendet werden, wenn der Abbildungsbereich
des Datenerfassungssignals angewandt wird.
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Damit die Fettsättigung effektiv ist, muß die Homogenität genau
sein. Wenn nicht, können
Gewebe ohne Fett um einige ppm von der Resonanz weg sein und versehentlich
durch den nicht resonanten spezifischen Sättigungspuls „deaktiviert" werden, was zu einem
unvollständigen
und möglicherweise unverwendbaren
Bild führt.
Zusätzlich
ist die MR-Abbildung des Hals- und Schulterbereichs des Patienten
besonders empfänglich
für ineffektive
Fettsättigung,
da diese Bereiche des Patienten oft eine erhöhte Feldinhomogenität aufgrund
der Geometrie des Halses und/oder der Schultern aufweisen. Ein Verfahren,
das die Beschränkungen
oder Ungenauigkeit der Fettsättigung
in dem Hals- und Schulterbereich anspricht, umfaßt die Anbringung eines Beutels mit
Wasser oder einer nicht protonierten Flüssigkeit um diese Bereiche
des Patienten herum. Wasser, das hoch protoniert ist, erzeugt jedoch
ein helles Signal auf dem sich ergebenden MR-Bild, was wie oben erörtert ein
Nachteil ist. Deshalb ist die Anbringung eines Beutels oder Behälters mit
nicht protonierten Flüssigkeiten
wie Fluorkohlenstoffen vorzuziehen.
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Fluorkohlenstoffe haben Magnetsuszeptibilitätseigenschaften,
die denen von menschlichem Gewebe ähnlich sind. Sie erwiesen sich
für die
Berichtigung der Feldinhomogenität
hoch effektiv, wodurch sie die Fähigkeit
verbessern, nur Fettgewebe zu sättigen.
Insbesondere Fluorkohlenstoffe mit wenig Wasserstoff haben Magnetsuszeptibilitätseigenschaften,
die denen von menschlichem Gewebe ähneln, und da sie nur einen
geringen Wasserstoffanteil haben, tragen sie nicht zu dem Signal
des MR-Bilds bei.
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Insbesondere Beutel aus einer fluorkohlenstoffwerkstoffhaltigen
Substanz oder „Polster" können, wenn
sie richtig verwendet werden, den Einfluß des menschlichen Körpers auf
den Magnetfluß verringern.
Man hat sich vorzustellen, daß der
Magnetfluß entlang
der Magnetaussparung in Z-Richtung verläuft. Wenn sich ein Untersuchungsobjekt
in der Aussparung eines MR-Systems befindet, wird der Magnetfluß beeinflußt, da der
Wasseranteil des Gewebes diamagnetisch ist. Der Querschnitt des
Untersuchungsobjekts wird abhängig
von dem anatomischen Bereich im Inneren entlang der Magnetaussparung
typischerweise zunehmen und abnehmen. Diese Änderung des Querschnitts hat
einen kleinen aber beträchtlichen
Einfluß auf
den Magnetfluß. Wenn
die Richtung und Stärke
des Magnetflusses durch Änderungen
der Geometrie des Untersuchungsobjekts geändert werden, nimmt die Homogenität des Magnetfelds
in diesen Bereichen ab. Wie mit Bezugnahme auf 7 beispielsweise erörtert werden wird, sind Spulenanordnungen
gewöhnlich so
aufgebaut, daß sie
einen Vorsprung oder „eine Wölbung" aufweisen, die als
eine Halsauflage für eine
Patienten dient. Da es wünschenswert
ist, den Abstand zwischen dem Patienten und der RF-Spule zu verringern,
befinden sich die RF-Spulenelemente typischerweise in einer Lage,
die der Kontur der Halsauflage entspricht. Als Ergebnis werden Luftvolumen
in der Spulenanordnung gebildet, die den Magnetfluß negativ
beeinflussen können.
Das heißt,
der Magnetfluß,
der durch den Patienten verläuft,
wird auf die Luftvolumina treffen und wird auf die Wechselwirkungen
mit dem Gewebewasser des Patienten anders reagieren. Als Ergebnis
wird der Magnetfluß seine
Richtung ändern
und negativ die Homogenität beeinflussen.
Wenn im Ergebnis die Änderungen
des Querschnitts verringert werden könnten, würde sich die Homogenität verbessern.
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Eine alternative aber weniger wünschenswerte
Ausführungsform
verwendet Wasser mit einem Zusatz und einem extrem schnellen Signalverfall,
so daß es
kein bedeutsames Signal während
einer typischen NMR-Messung erzeugt. Zumindest zwei Nachteile des
Wassers mit einem Zusatz sind seine Permitivität und elektrische Leitfähigkeit.
Die HF-Leistung und Sicherheit von Wasser mit einem Zusatz sind
auch problematisch.
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Da die Ausführungsform den Vorteilen, die durch
Polster erreicht werden, nicht widerstehen kann, kann sie während der
Erfassung von Abbildungsdaten von bestimmten Bereichen des Patienten
problematisch sein. Wenn beispielsweise wie in 7 gezeigt Daten von dem Halsbereich erfaßt werden,
wird ein Patient 1 auf einen Tisch 2 gelegt, der
eine HF-Spulenanordnung
aufweist und einen Vorsprung 3 umfaßt, der sich von da erstreckt.
Der Vorsprung 3 dient als Auflage für den Hals 4 des Patienten 1,
beherbergt aber auch eine HF-Spule (nicht gezeigt). Indem die Spule
innerhalb der Aussparung 3 angebracht wird, kann die Spule
näher an
dem Hals positioniert werden, was die Stärke des empfangenen Signals
erhöht
und schließlich
zu einem besseren Diagnosebild führt.
Die Anbringung eines Polsters 5 an einem oberen Ende 6 des
Vorsprungs 3, um die Änderungen
des Querschnitts zwischen dem Rumpf und dem Hals des Patienten zu
verringern, führt
dazu, daß die
Krümmung 7 des
Halses 4 übertrieben
wird und läuft
daher der Absicht zuwider, die Konturänderungen zu minimieren. Zusätzlich erhöht die Anbringung
des Polsters 5 den Abstand d zwischen der HF-Spule und
dem Hals, was die Signalstärke,
die von der Spule erfaßt
wird, verringert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, ein System und Verfahren zum Erfassen räumlich kodierter
Signale für
die MR-Abbildung zu verbessern, so daß anatomische Konturen des
Patienten nicht übertrieben
dargestellt werden und der Abstand zwischen dem Patienten und der
HF-Spule nicht erhöht
wird.
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Die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe wird durch ein Gerät
zur Erfassung räumlich
kodierter Signale für
die MR-Abbildung
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Gerät zum Erfassen räumlich kodierter
Signale für
die MR-Abbildung weist auf:
eine HF-Spule und Bilddaten von
einem Untersuchungsobjekt, das sich in einem Abbildungsraum befindet,
zu erfassen, wobei sich die HF-Spule innerhalb eines Gehäuses befindet;
und
eine homogenitätsfördernde
Substanz, die sich innerhalb eines Bereichs des HF-Gehäuses befindet.
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Vorteilhafterweise kann aufgrund
der Verwendung von einer homogenitätsfördernder Substanz wie beispielsweise
einer Perfluorkohlenstoff-Flüssigkeit
innerhalb der HF-Spule, die Querschnittskonsistenz der Spulenanordnung
und des darauf befindlichen Patienten verbessert werden, die Verwendung
von dicken Sättigungspolstern
vollständig
vermieden werden oder dünnere
Polster können verwendet
werden, um jeglichen Leerraum zwischen dem Patienten und der Spule
auszufüllen.
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Ein erfindungsgemäßes Gerät läßt sich besonders vorteilhaft
für zervikal-thorakal-lumbale (CTL)
Spulenanordnungen zum Erfassen von Diagnosedaten des Halsbereichs
eines Patienten einsetzen.
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Vorteilhafterweise läßt sich
ein erfindungsgemäßes Gerät auch für andere
Oberflächenspulen
für andere
anatomische Bereiche einsetzen, um Probleme mit der Feldinhomogenität zu lösen, die
durch die Suszeptibilität
verursacht werden.
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Vorteilhafterweise wirkt der Fluorkohlenstoff zusätzlich als
Wärmesenke
und verringert so die Maximaltemperatur von jedem heißen Punkt
auf der Spule.
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Ferner weist ein MRI-Gerät mehrere
Spulen, die sich um eine Magnetaussparung herum befinden, um ein
Magnetpolarisationsfeld anzulegen, und ein HF-Transceiversystem
auf. Ein HF-Schalter wird von einem Pulsmodul gesteuert, um HF-Signale zu einer HF-Spulenanordnung
zu übertragen,
die zumindest eine HF-Spule hat, um MR-Bilder zu erfassen. Eine homogenitätsfördernde
Flüssigkeit
befindet sich in einem Bereich der HF-Spulenanordnung, um die homogenitätssensitiven
Anwendungen wie etwa Fettsättigung
in einem Untersuchungsobjekt während der
MR-Bilderfassung zu verbessern.
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Ferner weist ein Verfahren zur MR-Abbildung
den Schritt des Unterbringens eines Untersuchungsobjekts innerhalb
einer Aussparung eines Magnets einer MRI-Systems auf. Eine homogenitätsfördernde
Substanz befindet sich in einem Bereich einer HF-Spule, die dazu
dient, Bilddaten von zumindest einem Bereich des Untersuchungsobjekts
zu erfassen. Das Verfahren umfaßt
auch den Schritt des Erfassens von Bilddaten und zumindest einen
Bereich des Untersuchungsobjekts. Ein MR-Bild von zumindest einem
Bereich des Untersuchungsobjekts wird dann aus den erfaßten Bilddaten
rekonstruiert.
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Im folgenden wird die vorliegende
Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines MR-Abbildungssystems;
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2 eine
Ansicht eines Patienten, der sich auf einer HF-Spulenanordnung befindet;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer HF-Spulenanordnung;
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4 eine
Ansicht der HF-Spulenanordnung aus 3 von
unten;
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5 eine
Ansicht der HF-Spulenanordnung aus 3,
wobei die untere Abdeckung entfernt ist;
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6 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 aus 3; und
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7 eine
Ansicht eines Patienten auf einer HF-Spulenanordnung aus dem Stand
der Technik.
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Mit Bezugnahme auf 1 sind die Hauptbestandteile eines bevorzugten
Magnetresonanzabbildungs(MRI)-Abbildungssystems gezeigt. Das System
wird mit Hilfe einer Konsole 12 gesteuert, die eine Tastatur
oder andere Eingabeeinrichtung 13, ein Steuerungsfeld 14 und
einen Bildschirm 16 umfaßt. Die Konsole 12 ist über eine
Verbindung 18 mit einem getrennten Computersystem 20 verbunden,
welches es einem Nutzer erlaubt, die Erzeugung und Anzeige der Bilder
auf dem Bildschirm 16 zu steuern. Das Computersystem umfaßt eine
Anzahl von Modulen, die miteinander über eine Rückseite 20a verbunden sind.
Sie umfassen ein Bildprozessormodul 22, ein CPU-Modul 24 und
ein Speichermodul 26, das aus dem Stand der Technik als
Bildpuffer zur Speicherung von Bilddatenfeldern bekannt ist. Das
Computersystem 20 ist mit dem Plattenspeicher 28 und
dem Bandlaufwerk 30 zur Speicherung der Bilddaten und Programme
verbunden und ist mit einer getrennten Systemsteuerung 32 über eine
serielle Verbindung mit hoher Geschwindigkeit verbunden. Die Eingabeeinrichtung
kann eine Maus, eine Tastatur, eine Rollkugel, ein berührungsaktivierter
Bildschirm, ein Lichtstab, eine Sprachsteuerung, ein Lichtstab,
eine Sprachsteuerung oder ähnliche
oder äquivalente Eingabeeinrichtungen
umfassen und kann für
die interaktive Geometrievorschrift verwendet werden.
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Die Systemsteuerung 32 umfaßt einen
Satz von Modulen, die miteinander durch eine Rückseite 32a verbunden
sind, Diese umfassen ein CPU-Modul 36 und ein Pulsgeneratormodul 38,
das mit der Konsole 12 über
eine serielle Verbindung 40 verbunden ist. Die Systemsteuerung 32 empfängt Befehle
von dem Nutzer über
die Verbindung 40, um die Abtastfolge zu bezeichnen, die
ausgeführt
werden soll. Das Pulsgeneratormodul 38 bewirkt, daß die Systemkomponenten
die erwünschte
Abtastfolge ausführen
und erzeugt Daten, die die zeitliche Abstimmung, Stärke und
Form der erzeugten HF-Pulse und die zeitliche Abstimmung und Länge des
Datenerfassungsfensters anzeigen. Das Pulsgeneratormodul 38 ist
mit einem Satz von Gradientenverstärkern 42 verbunden, um
die zeitliche Abstimmung und Gestalt der Gradientenpulse, die während des
Abtastens erzeugt werden, anzuzeigen. Das Pulsgeneratormodul 38 kann auch
Patientendaten von einer physiologischen Erfassungssteuerung 44 erhalten,
die Signale von einer Anzahl unterschiedlicher Sensoren empfängt, die
mit dem Patienten verbunden sind, wie etwa ECG-Signale von Elektroden,
die an dem Patienten angebracht sind. Schließlich ist das Pulsgeneratormodul 38 mit
einer Schaltung 46 für
eine Abtastraumschnittstelle verbunden, die Signale von unterschiedlichen Sensoren
empfängt,
die zum Zustand des Patienten und des Magnetsystems gehören. Ein
Patientenpositionierungssystem 48 empfängt Befehle über die Schaltung 46 für eine Abtastraumschnittstelle,
um den Patienten zu der erwünschten
Position für
das Abtasten zu bewegen.
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Die Gradientenwellenformen, die von
dem Pulsgeneratormodul 38 erzeugt werden, werden an das
Gradientenverstärkerystem 42,
das die Verstärker
Gx, Gy und Gz hat, angelegt. Jeder Gradientenverstärker regt
eine entsprechende physikalische Gradientenspule in einer Gradientenspulenanordnung 50 an,
die dazu dient, die Magnetfeldgradienten zu erzeugen, die zur räumlichen
Kodierung des erfaßten Signals
verwendet werden. Die Gradientenspulenanordnung 50 ist
Teil einer Magnetanordnung 52, die einen Polarisationsmagneten 54 und
eine HF-Ganzkörperspule 56 umfaßt. Ein
Transceivermodul 58 in der Systemsteuerung 52 erzeugt
Pulse, die von einem HF-Verstärker 60 verstärkt werden
und mit der HF-Spule 56 durch einen Übertragungs-Empfangs-Schalter 62 gekoppelt
werden. Die sich ergebenden Signale, die von den angeregten Kernen
in dem Patienten ausgesandt werden, können von der gleichen HF-Spule 56 erfaßt werden
und über
den Übertragungs-Empfangs-Schalter 62 mit
einem Vorverstärker 64 gekoppelt
werden. Die verstärkten MR-Signale
werden demoduliert, gefiltert und in dem Empfängerabschnitt des Transceivers 58 digitalisiert. Der Übertragungs/Empfangs- Schalter 62 wird
von einem Signal von dem Pulsgeneratormodul 38 gesteuert,
um den HF-Verstärker 60 elektrisch
mit der Spule 56 während
des Übertragungsmodus
zu verbinden und die Spule 56 mit dem Vorverstärker 64 während des
Empfangsmodusses zu verbinden. Der Übertragungs/Empfangsschalter 62.
erlaubt auch die Verwendung von einer getrennten HF-Spule (beispielsweise
einer Oberflächenspule)
entweder für
den Übertragungs-
oder Empfangsmodus.
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Die MR-Signale, die von der HF-Spule 56 erfaßt werden,
werden von dem Transceivermodul 58 digitalisiert und zu
einem Speichermodul 66 in der Systemsteuerung 32 übertragen.
Eine Abtastung wird beendet, wenn ein Feld von rohen Daten im Raum
k in dem Speichermodul 66 erfaßt wurde. Diese Rohdaten im
Raum k werden in getrennten Datenfelder im k-Raum für jedes
Bild, das rekonstruiert werden soll, neu geordnet und alle von ihnen
werden in einen Feldprozessor 68 eingegeben, der die Daten in
ein Feld von Bilddaten fouriertransformiert. Diese Bilddaten werden über die
serielle Verbindung 34 zu dem Computersystem 20 geschickt,
wo sie in einem Speicher wie etwa einer Speicherplatte 28 gespeichert
werden. Als Reaktion auf Befehle, die von der Konsole 12 empfangen
werden, können
die Bilddaten in einem Langzeitspeicher wie dem Bandlaufwerk 30 archiviert
werden oder sie können
von dem Bildprozessor 22 weiterverarbeitet werden und zu
der Konsole 12 geschickt werden und auf dem Bildschirm 16 dargestellt
werden.
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Mit Bezugnahme auf die 2 wird ein Patient 70 gezeigt,
der auf einer Oberflächenspulenanordnung 72 für eine MR-Abbildung liegt,
um die Diagnosebilder eines Halsbereichs 74 des Patienten 70 zu
erfassen und zu rekonstruieren. Die Anordnung 72 umfaßt einen
Vorsprung 76, um den Hals des Patienten zu stützen. Das
Stützen
des Halses des Patienten ist kritisch, um die Bewegung zu minimieren
und das Rückgrat
nicht zu belasten. Es verringert auch die Besorgnis des Patienten,
wenn man ihn so komfortabel wie möglich bettet. MRIs werden aus
einer Anzahl von Gründen
durchgeführt,
aber hauptsächlich
um Diagnosedaten zu erfassen, so daß eine medizinische Diagnose/Prognose
effektiv gestellt werden kann. Der Patient ist deshalb typischerweise
besorgt über
das Verfahren und es wird alles mögliche unternommen, um die
Besorgnisse des Patienten zu lindern und es dem Patienten so komfortabel
wie möglich
zu machen. Der Vorsprung dient auch dazu, eine Auflage für den Hals
zu schaffen, so daß es
unwahrscheinlicher ist, daß sich
der Patient während des
Vorgangs bewegt. Eine Bewegung während
der Datenerfassung kann zu mehr Artefakten auf dem letztendlich
rekonstruierten Bild führen.
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Wie oben beschrieben überträgt eine HF-Ganzkörperspule
die HF-Signale zu dem Patienten. Eine getrennte Spulenanordnung 72 wird
dann verwendet, um die HF-Signale zu empfangen, die von dem Patienten
ausgesendet werden. Eine Bereich der getrennten Spulenanordnung
kann in dem Vorsprung 76 angebracht sein. Insbesondere
befindet sich die Spule 78 in dem Vorsprung und ist eingerichtet,
um die sich ergebenden Signale, die von den angeregten Kernen im
Patienten ausgesendet werden, zu empfangen. In der veranschaulichten
Ausführungsform
entspricht die Spule 78 dem Bereich einer CTL-Spule, die dazu dient,
HF-Signale von dem Halsbereich des Patienten zu empfangen. Die HF-Spule 78 ist
in dem Vorsprung 76 angebracht, so daß die Spule so nahe wie vernünftig möglich im Halsbereich
des Patienten positioniert werden kann. Diese Anbringung verbessert
die HF-Feldhomogenität
und verbessert dadurch die Bildqualität. Außerdem erlaubt es die Anbringung
der Spule 78 im Vorsprung 76, den Halsbereich
des Patienten näher
bei der Empfangsspule 78 zu positionieren, so daß die Signalstärke und
die HF-Homogenität
verbessert werden. Es ist gezeigt, wie sich der Patient 70 auf
der Oberflächenspulenanordnung 72 befindet,
wobei der Halsbereich von dem Vorsprung 76 gestützt wird.
Typi scherweise erfordert diese Orientierung die Anbringung eines
Sättigungspolsters
zwischen dem Patienten und dem Vorsprung wie mit Bezugnahme auf 7 erörtert. Wie bereits angemerkt,
ist das Polster entweder mit Wasser oder Fluorkohlenstoffen angefüllt und
wird verwendet, um die Homogenität
zu verbessern. Jedoch verursacht das aus dem Stand der Technik bekannte
Polster eine Übertreibung
des Rückgrats
des Patienten, die nicht wünschenswert ist.
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Die HF-Oberflächenspulenanordnung 72 ist eine
relativ steife Struktur, die dazu dient, einen Patienten oder ein
anderes Untersuchungsobjekt zu stützen und ist so eingerichtet,
daß eine
homogenitätsfördernde
Substanz, d.h. ein Werkstoff, eine Flüssigkeit oder Gel, dazwischen
angebracht ist. Die Anbringung der Substanz innerhalb der Spulenanordnung bewahrt
einen erwünschten
Abstand zwischen dem Patienten und der Spule und führt nicht
zu einer übertriebenen
Krümmung
des Rückgrats
des Patienten. Um die Homogenität
weiter zu verbessern, können kleinere
Sättigungspolster
in Hohlräume 82 untergebracht
werden. Die Unterbringung der kleineren Polster in diesen Hohlräumen erhöht den Abstand
zwischen dem Patienten und der Spulenanordnung 72 nicht
und übertreibt
den zervikalen Rückgratbereich des
Patienten nicht. Außerdem
ist die Unterbringung von Polstern in den Hohlräumen 82 vorteilhaft,
da Schnittstellen der Haut mit der Luft minimiert werden.
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Mit Bezugnahme auf 3 ist eine HF-Oberflächenspulenanordnung ohne Patienten
darauf gezeigt, die eingerichtet ist, um einen Patienten aufzunehmen
und zusammen mit einem beweglichen Tisch innerhalb eines Abbildungsraums
zur Erfassung von MR-Daten und Abbildungsrekonstruktion zu positionieren.
Die HF-Spulenanordnung 72 befindet sich innerhalb des Gehäuses 84 und
definiert eine Hohlraum, der die Spule(en) und die verschiedenen
elektronischen Komponenten, die zum Betrieb der Spulenanordnung 72 gehören, umfaßt. Das Gehäuse weist
eine Spule 86 auf, die eingerichtet ist, um MR-Daten des
oberen Rückgratbereichs
eines Patienten und einen Vorsprung 88 zum Stützen des Halsbereichs
des Patienten wie oben erörtert
zu erfassen. 3 zeigt
eine typische HF-Oberflächenspule
zum Erfassen von Bilddaten von den zervikalen, thorakalen und lumbalen
Bereichen des Patienten.
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Die HF-Spulenanordnung ist von unten
in 4 gezeigt, wobei
eine Bodenabdeckung oder Platte 90 an dem Gehäuse 84 angebracht
ist, um die unterschiedlichen elektronischen Komponenten wie auch
die Spulen innerhalb des Gehäuses 84 zu
befestigen und zu schützen.
Die Abdeckung 90 umfaßt einen
Ablaßstöpsel 92 oder
ein Ventil, um von der Spulenanordnung eine homogenitätsfördernde
Substanz auf gesteuerte Weise zu entfernen. Dadurch kann die homogenitätsfördernde
Substanz von der Anordnung abfließen, ohne daß Substanz
verloren geht, wenn sie von der Anordnung abfließt, wenn ein Techniker oder
Wartungsingenieur die Abdeckung 90 von dem Gehäuse 84 entfernt.
Indem die Entfernung der homogenitätsfördernden Flüssigkeit gesteuert wird, kann
ein sicherer und sauberer Arbeitsbereich gewährleistet werden, wenn der
Techniker die HF-Spulenanordnung wartet. Die Abdeckung 90 ist an
dem Gehäuse 84 mit
Hilfe von Schrauben 94 befestigt, die entfernt werden können, um
die Abdeckung 90 von dem Gehäuse 84 zu entfernen,
um auch die internen elektronischen Komponenten und die Spulen der
HF-Spulenanordnung zuzugreifen.
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Alternativ kann die Abdeckung aus
einer Anzahl von Platten bestehen, die gemeinsam die Komponenten
der Spulenanordnung umschließen.
Dementsprechend kann der Innenraum der Spulenanordnung mit Hilfe
von Trennwänden
oder Platten (nicht gezeigt) unterteilt werden, so daß die homogenitätsfördernde
Flüssigkeit
innerhalb eines bestimmten Abschnitts oder Unterteilung des Spulengehäuses enthalten
ist. Dadurch kann/können
die Abdeckungsplatte(n), die verwendet wird/werden, um die Unterteilungen
zu schließen,
welche die homogenitätsfördernde
Flüssigkeit
enthalten, unabhängig
entfernt werden und einen Abflußstöpsel aufweisen.
Für die alternative
Ausführungsform
kann die homogenitätsfördernde
Flüssigkeit
entfernt werden, ohne daß die gesamte
Bodenabdeckung von dem Spulengehäuse entfernt
werden muß.
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5 zeigt
eine HF-Spulenanordnung, wobei die Bodenabdeckung 90 des
Gehäuses 84 entfernt
ist. Da die Bodenabdeckung entfernt ist, sind der Hohlraum 96 der
Spulenanordnung und verschiedenen elektronische Komponenten 98 wie
auch die Spulen 99 und 101 zu sehen. Der Hohlraum 96 umfaßt die Innenräume 100,
die dazu dienen, die homogenitätsfördernde
Substanz aufzunehmen. Die Innenräume 100 befinden
sich in der Nähe
des oberen Endes der Spulenanordnung und entsprechen daher den Halsbereichen
des Patienten. Die Innenräume 100 sind
besonders geeignet, um die homogenitätsfördernde Substanz aufzunehmen,
da die Topographie oder Kontur der Spulenanordnung am oberen Ende
einen Sammelbereich definiert. Insbesondere ist die Höhe des Gehäuses bei
diesem Ende der Anordnung größer, was
zu tieferen Innenräumen 100 führt, die
es ermöglichen,
daß sich
die homogenitätsfördernde
Flüssigkeit
relativ nahe bei dem Patienten befindet.
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Mit Bezugnahme auf 6 ist bereits offensichtlich, daß die Innenräume 100 sich
um die Spule 101 herum befinden. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang
der Linie 6-6 aus 3 und
veranschaulicht einen Vorteil dieses Aufbaus, daß die homogenitätsfördernde
Substanz so positioniert werden kann, daß sie die Innenräume 100 füllt oder
teilweise füllt.
Indem sie die Innenräume 100 zumindest teilweise
füllt,
kann die Luft, die sich typischerweise zwischen dem Patienten und
dem Tisch befindet, minimiert und vorzugsweise vermieden werden.
Als Ergebnis ist der ma gnetische Fluß, der durch den Patienten
und die Spule strömt,
relativ homogen.
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Die homogenitätsfördernde Substanz kann wahlweise
von einem Behälter
(nicht gezeigt) mit einer Pumpe (nicht gezeigt) gepumpt werden.
Indem wahlweise die Substanz ins Innere der Spule gebracht wird,
können
mehrere anatomische Bereiche gesättigt
werden, ohne daß unterschiedliche
Spulen erforderlich sind. Ebenso kann die Lage wie auch der Grad
der Homogenitätsverstärkung gesteuert
werden. Außerdem
kann für
die Abbildungen, für
welche Homogenität
im Halsbereich nicht erforderlich ist oder wenn das MRI-System nicht
verwendet wird, die Substanz entfernt von dem System untergebracht werden.
Dafür kann
ein tragbarer Behälter
(nicht gezeigt) verwendet werden, der es ermöglicht, daß eine feste Menge der homogenitätsfördernden
Substanz für
mehr als ein MRI-System innerhalb einer einzigen Abbildungseinrichtung
verwendet werden kann. Alternativ kann die Bodenabdeckung des Gehäuses mit
Abflußstöpseln 92 oder
Ventilen versehen sein, um die homogenitätsfördernde Flüssigkeit zur Speicherung, Entsorgung
oder Ersetzung aus der Spulenanordnung abzulassen. Die Entfernung
der Substanz ist auch während
der Wartung der HF-Spulenanordnung wünschenswert, so daß die Substanz nicht
ungesteuert aus dem Gehäuse
austreten kann, wenn die Abdeckung entfernt ist.
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Perfluorkohlenstoff wie FC-77 ist
besonders für
die Unterbringung in der HF-Spulenanordnung geeignet, da sein hoher
elektrischer Widerstand und seine niedrige Dielektrizitätskonstante
es ermöglichen,
daß die
Substanz innerhalb der Spule untergebracht wird, ohne die Leistung
der HF-Spule zu beeinflussen. Eine Anzahl weiterer Perfluorkohlenstoffe kann
verwendet werden wie etwa FC-87, FC-72, FC-84, FC-3283, FC-40, FC-43
und FC-70. Perfluorkohlenstoff kann entweder flüssig oder ein Gel sein. Die
Eigenschaften dieser Perfluorkohlenstoffe sind so, daß sie auch
dazu dienen kön nen,
um heiße
Flecke (Bereiche mit hoher Temperatur) auf der HF-Spule zu kühlen. Daher
kann die homogenitätsfördernde Substanz
auch als Wärmesenke
wirken, wodurch Wärme
von der Spule absorbiert wird und über die gesamte Substanz verteilt
wird.
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Alternativ kann Wasser mit einem
Zusatz als homogenitätsfördernde
Substanz verwendet werden. Wasser mit einem Zusatz kann jedoch den
Betrieb der elektronischen Komponenten der Spulenanordnung negativ
beeinflussen. Vor allem müssen
Maßnahmen
getroffen werden, um die HF-Komponenten zu verkapseln, so daß sie gegen
die Leitfähigkeit
des Wassers geschützt
sind. Die Verkapselung erhöht
die Schwierigkeit, einzelne HF-Komponenten zu reparieren. Nichtsdestoweniger
kann Wasser mit einem Zusatz für
bestimmte Anwendungen vorgezogen werden, für welche die Verkapselung minimal
ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit
Bezug auf einen CTL-Spulenanordnung
beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die
vorliegende Erfindung ist auch auf andere Spulenanordnungen anwendbar,
jedoch nicht auf reine Empfangsspulen und Spulen zur Übertragung
und zum Empfang beschränkt.
Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung auch auf eine Kniespule zur Übertragung
und zum Empfang anwendbar, die typischerweise verwendet wird, um
sowohl den Knie- als auch Fußbereich
eines Patienten abzubilden. Eine Kniespule, wie auch Spulen für andere
anatomische Bereiche, werden in Betracht gezogen und gehören zu dieser
Erfindung.
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Ein Gerät, um räumlich kodierte Signale für die MR-Abbildung
zu erfassen, weist daher eine HF-Spule auf, um die Abbildungsdaten
von einem Untersuchungsobjekt, das sich in einem Abbildungsraum
befindet, zu erfassen. Die HF-Spule befindet sich in einem Gehäuse. Ein
homogenitätsfördernde Substanz
befindet sich in einem Bereich des Gehäuses.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist ein MRI-Gerät mehrere Spulen, die sich
um eine Magnetaussparung befinden, um ein Magnetpolarisationsfeld
anzulegen, und ein HF-Transceiversystem auf. Ein HF-Schalter wird von
einem Pulsmodul gesteuert, um HF-Signale zu einer HF-Spulenanordnung
zu übertragen,
die zumindest eine HF-Spule aufweist, um MR-Bilder zu erfassen.
Eine homogenitätsfördernde
Flüssigkeit
befindet sich in einem Bereich der HF-Spulenanordnung, um Fett in
dem Untersuchungsobjekt während der
MR-Bilderfassung zu sättigen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist ein MR-Abbildungverfahren den Schritt
der Unterbringung eines Untersuchungsobjekts in einer Magnetaussparung
eines MRI-Systems auf. Eine homogenitätsfördernde Substanz befindet sich
in einem Bereich einer HF-Spule, die eingerichtet ist, um Abbildungsdaten
von zumindest einem Bereich des Untersuchungsobjekts zu erfassen.
Das Verfahren umfaßt
auch den Schritt des Erfassens von Bilddaten von zumindest einem
Bereich des Untersuchungsobjekts. Ein MR-Bild wird dann von zumindest
einem Bereich des Untersuchungsobjekts aus den erfaßten Abbildungsdaten
rekonstruiert.