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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hochfrequenzantennenanordnung
zum Erfassen eines Magnetresonanzsignals, die eine erste Hochfrequenzantenne
aufweist.
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Magnetresonanzsignale
sind sehr schwache Signale. Ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis (nachfolgend
kurz SNR genannt) ist daher von entscheidender Bedeutung für eine qualitativ
hochwertige Auswertung des von der ersten Hochfrequenzantenne erfassten
Magnetresonanzsignals. Im Stand der Technik werden erhebliche Anstrengungen
unternommen, um das SNR zu optimieren.
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Hochfrequenzantennen
für Magnetresonanzsignale
sind im Stand der Technik stets als Antennen ausgebildet, die den
magnetischen Anteil des Magnetresonanzsignals empfangen. Sie sind über Kondensatoren
auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt. Die Resonanzfrequenz entspricht
im Idealfall der Larmorfrequenz der Magnetresonanzanlage. Die Hochfrequenzantennen
sind beispielsweise als einzelne Windung oder als Gruppe von Windungen,
als Sattelspule, als Birdcage-Resonator usw. ausgebildet. Mit derartigen
Hochfrequenzantennen sind bei Magnetresonanzanlagen mit einem Grundmagnetfeld
bis ca. 1,5 T durchaus gute SNR erreichbar. Insbesondere liegt in
der Praxis das tatsächlich
erreichte SNR relativ nahe am theoretisch möglichen SNR.
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In
jüngerer
Zeit werden Magnetresonanzanlagen mit höheren Grundmagnetfeldern entwickelt, beispielsweise
mit Grundmagnetfeldern von 3 T, 5 T oder sogar mehr. Bei diesen
Magnetresonanzanlagen hat sich überraschenderweise
ergeben, dass das praktisch erreichte SNR hinter dem theoretischen
Optimum immer weiter zurückbleibt.
Um eine qualitativ hochwertige Aus wertung des Magnetresonanzsignals
zu ermöglichen,
muss das SNR daher verbessert werden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hochfrequenzantennenanordnung zu
schaffen, mittels derer zumindest bei hohen Grundmagnetfeldern,
vorzugsweise aber auch unabhängig
von der Stärke
des Grundmagnetfeldes, ein gutes SNR erreichbar ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Hochfrequenzantennenanordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Hochfrequenzantennenanordnung
weist somit eine erste Hochfrequenzantenne mit zwei Elektroden auf,
die über
eine diskrete erste Abstimmeinrichtung miteinander verbunden sind.
Mittels der ersten Abstimmeinrichtung ist die erste Hochfrequenzantenne
auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt. Die erste Abstimmeinrichtung
weist mindestens ein die Resonanzfrequenz der ersten Hochfrequenzantenne
beeinflussendes erstes Abstimmelement auf, das als Induktivität ausgebildet
ist. Die erste Hochfrequenzantenne weist weiterhin zwei Abgriffpunkte
auf, an denen ein für
das erfasste Magnetresonanzsignal repräsentatives Empfangssignal abgegriffen
und über Zuleitungen
abführt
wird. Je einer der Abgriffpunkte ist dabei zwischen je einer der
Elektroden und dem ersten Abstimmelement angeordnet.
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Auf
Grund des Vorhandenseins der als Kapazität wirkenden Elektroden ist
die erste Hochfrequenzantenne nicht mehr auf den magnetischen Anteil
des Magnetresonanzsignals sensitiv, sondern auf dessen elektrischen
Anteil. Auf Grund des Umstands, dass zur Abstimmung auf die Resonanzfrequenz
eine LC-Kombination
erforderlich ist, ist daher das erste Abstimmelement als Induktivität ausgebildet.
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Vorzugsweise
weist die erste Abstimmeinrichtung auch ein die Resonanzfrequenz
beeinflussendes zweites Abstimmelement auf, das ebenfalls als Induktivität ausgebildet
ist und zwischen dem ersten Abstimmelement und einer der Elektroden
angeordnet ist, wobei der zwischen dieser Elektrode und dem ersten
Abstimmelement angeordnete Abgriffpunkt zwischen dem ersten und
dem zweiten Abstimmelement angeordnet ist. Dadurch ist ein symmetrischer
Aufbau der ersten Hochfrequenzantenne möglich. Dies gilt insbesondere
dann, wenn das erste und das zweite Abstimmelement gleiche Induktivitätswerte
aufweisen.
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Die
Elektroden können
gleich ausgebildet sein. Beispielsweise können die Elektroden aufeinander
zu gewölbt
sein, so dass sie zwischen sich ein konvexes Aufnahmevolumen für ein Untersuchungsobjekt
bilden, und die erste Hochfrequenzantenne innerhalb des konvexen
Aufnahmevolumens eine im Wesentlichen ortsunabhängige Sensitivität aufweist. Alternativ
ist es beispielsweise auch möglich,
dass die Elektroden je ein Längselement
und ein Querelement aufweisen, wobei die Längselemente miteinander fluchten
und einander zugewandte und voneinander abgewandte Enden aufweisen,
wobei die Querelemente an den voneinander abgewandten Enden der
Längselemente
mittig angeordnet sind. In diesem Fall ist die erste Hochfrequenzantenne
als optimierte Oberflächenantenne
ausgebildet.
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Die
Elektroden können
aber auch ungleich ausgebildet sein. In diesem Fall kann insbesondere eine
der Elektroden um einen Brennpunkt herum gewölbt sein. Die andere der Elektroden
kann beispielsweise in der Nähe
des Brennpunkts angeordnet sein, insbesondere im Brennpunkt selbst.
Es ist aber auch möglich,
dass die andere der Elektroden spitz zulaufend ausgebildet ist,
so dass die erste Hochfrequenzantenne im Bereich der Spitze der
anderen Elektrode eine höhere
Sensitivität
aufweist als weiter von der Spitze entfernt. In diesem Fall kann
alternativ der Brennpunkt zwischen den Elektroden angeordnet sein
oder aber die eine Elektrode um eine Verbindungslinie herum angeordnet
sein, die durch den Brennpunkt und die Spitze der anderen Elektrode
definiert ist.
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Die
erste Hochfrequenzantenne kann auf verschiedene Art angeordnet sein.
Vorzugsweise aber weist die Hochfrequenzantennenanordnung eine Tragstruktur
auf, auf der zumindest die erste Hochfrequenzantenne angeordnet
ist, so dass die Hochfrequenzantennenanordnung als Montage- oder
Anwendungseinheit handhabbar ist.
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Vorzugsweise
ist auf der Tragstruktur zusätzlich
zur ersten Hochfrequenzantenne auch eine zweite Hochfrequenzantenne
angeordnet. Die zweite Hochfrequenzantenne kann ebenso wie die erste Hochfrequenzantenne
ausgebildet sein. In diesem Fall kann insbesondere die zweite Hochfrequenzantenne
parallel zur ersten Hochfrequenzantenne angeordnet sein. Mit einer
derartigen Ausgestaltung sind Array-Strukturen und Birdcageähnliche
Strukturen realisierbar. Alternativ können die erste und die zweite
Hochfrequenzantenne derart angeordnet sein, dass sie zueinander
senkrechte linear polarisierte Komponenten des Magnetresonanzsignals empfangen.
In diesem Fall ist insbesondere eine Vereinigung der beiden linear
polarisierten Signale zu einem zirkular polarisierten Summensignal
möglich.
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Die
Vereinigung zu dem Summensignal ist besonders einfach möglich, wenn
die erste und die zweite Hochfrequenzantenne einen gemeinsamen Abgriffpunkt
aufweisen, einer der Abgriffpunkte der ersten Hochfrequenzantenne
also auch einer der Abgriffpunkte der zweiten Hochfrequenzantenne
ist.
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Die
zweite Hochfrequenzantenne kann eine Spule mit mindestens einer
Leiterschleife aufweisen, die über
eine diskrete zweite Abstimmeinrichtung auf die Resonanzfrequenz
abgestimmt ist. In diesem Fall weist die zweite Abstimmeinrichtung
mindestens ein die Resonanzfrequenz der zweiten Hochfrequenzantenne
beeinflussendes zweites Abstimmelement auf, das als Kapazität ausgebildet
ist. Mittels der zweiten Hochfrequenzantenne wird auf konventionelle
Weise der magnetische Anteil des Magnetresonanzsignals detektiert.
Diese Ausgestaltung ist insbesonde re bei mittleren Grundmagnetfeldern
(Stärke
ca. 2 bis 7 T) sinnvoll.
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Es
ist möglich,
dass die erste und die zweite Hochfrequenzantenne voneinander getrennt
sind. In diesem Fall umgibt vorzugsweise die zweite Hochfrequenzantenne
die erste Hochfrequenzantenne.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass auf der Tragstruktur
zusätzlich
zur ersten und zur zweiten Hochfrequenzantenne auch eine dritte
Hochfrequenzantenne angeordnet ist, die ebenso wie die zweite Hochfrequenzantenne
ausgebildet ist, wobei die zweite und die dritte Hochfrequenzantenne über das
erste Abstimmelement der ersten Hochfrequenzantenne miteinander
verbunden sind. In diesem Fall ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung
dadurch, dass die zweite und die dritte Hochfrequenzantenne über ein
kapazitives Netzwerk voneinander entkoppelt sind und das erste Abstimmelement
ein Gleichtaktsignal zwischen der zweiten und der dritten Hochfrequenzantenne
unterdrückt.
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Es
ist möglich,
nicht nur in einer, sondern in beiden Zuleitungen der ersten Hochfrequenzantenne Anpassungskondensatoren
anzuordnen. Dadurch ist es möglich,
die Anpassungskondensatoren – gegebenenfalls
einschließlich
einer Verstimmschaltung – auf
der Tragstruktur anzuordnen.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 schematisch
eine Magnetresonanzanlage und
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2 bis 14 verschiedene
Ausgestaltungen von Hochfrequenzantennenanordnungen.
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Gemäß 1 weist
eine Magnetresonanzanlage, wie allgemein üblich, ein Grundmagnetsystem 1 auf.
Das Grundmagnetsystem 1 erzeugt ein zeitlich konstantes
Grundmagnetfeld B, das innerhalb eines Untersuchungsvolumens 2 im
Wesentlichen örtlich
homogen ist. Die Stärke
des Grundmagnetfeldes B beträgt
innerhalb des Untersuchungsvolumens 2 vorzugsweise mindestens
1,5 T, vorzugsweise 3 T oder mehr.
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Die
Magnetresonanzanlage weist ferner eine Steuer- und Auswertungseinrichtung 3 auf,
welche den Betrieb der Magnetresonanzanlage steuert. Die Steuer-
und Auswertungseinrichtung 3 steuert unter anderem eine
Patientenliege 4 an, mittels derer ein Untersuchungsobjekt 5 – in der
Regel ein Mensch 5 – in
das Untersuchungsvolumen 2 eingeführt und aus ihm ausgeführt werden
kann.
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Die
Steuer- und Auswertungseinrichtung 3 ist weiterhin mit
einer Ganzkörperantenne 6 verbunden.
Die Ganzkörperantenne 6 ist
eine Hochfrequenzantenne, mittels derer im Untersuchungsobjekt 5 Magnetresonanzsignale
anregbar sind, wenn das Untersuchungsobjekt 5 in das Untersuchungsvolumen 2 eingeführt ist.
Mittels der Ganzkörperantenne 6 sind
ferner angeregte Magnetresonanzsignale erfassbar. Zumindest für Empfangszwecke
ist die Ganzkörperantenne 6 eine
Hochfrequenzantenne im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Die
Magnetresonanzanlage von 1 weist vorzugsweise mehrere
Lokalantennen 7 auf. Auch die Lokalantennen 7 sind
Hochfrequenzantennen im Sinne der vorliegenden Erfindung, mittels
derer ein Magnetresonanzsignal erfassbar ist. Auch die Lokalantennen 7 sind
mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 3 verbunden.
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Nachfolgend
werden mögliche
Ausgestaltungen der Ganzkörperantenne 6 und
der Lokalantennen 7 beschrieben. Soweit nicht ausdrücklich anders erwähnt, können die
nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen sowohl Ausgestaltungen
der Ganzkörper antenne 6 als
auch Ausgestaltungen der Lokalantennen 7 bzw. mehrerer
Lokalantennen 7 sein. Insbesondere im Falle der Ganzkörperantenne 6 können die
nachfolgend beschriebenen Hochfrequenzantennen weiterhin nicht nur
als Empfangsantennen zum Erfassen eines bereits angeregten Magnetresonanzsignal
verwendet werden, sondern auch als Sendeantennen zum Anregen eines
derartigen Magnetresonanzsignals.
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Vom
Grundprinzip her weist eine erfindungsgemäß ausgestaltete Hochfrequenzantenne – ab 2 mit
dem Bezugszeichen 8 versehen – zwei Elektroden 9, 10 auf,
die über
eine diskrete Abstimmeinrichtung 11 miteinander verbunden
sind. Mittels der diskreten Abstimmeinrichtung 11 ist die
Hochfrequenzantenne 8 auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt,
im vorliegenden Fall vorzugsweise auf die Larmorfrequenz der korrespondierenden
Magnetresonanzanlage. Die Abstimmeinrichtung 11 weist hierzu
mindestens ein erstes Abstimmelement 12 auf, das die Resonanzfrequenz
der Hochfrequenzantenne 8 beeinflusst. Auf Grund des Umstands,
dass die Hochfrequenzantenne 8 zwei Elektroden 9, 10 aufweist,
also Elemente, bei denen nicht die Induktivität, sondern die Kapazität die dominierende
Komponente ist, ist das erste Abstimmelement 12 als Induktivität ausgebildet.
Ferner ist die Hochfrequenzantenne 8 sensitiv auf die elektrische
Komponente des angeregten Magnetresonanzsignals. Dies steht im Gegensatz
zu üblichen
Hochfrequenzantennen für
Magnetresonanzanlagen, bei denen stets der magnetische Anteil detektiert
wird.
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Die
Hochfrequenzantenne 8 von 2 weist – wie jede
andere Hochfrequenzantenne für
Magnetresonanzanwendungen auch – zwei
Abgriffpunkte 13, 14 auf, an denen im Empfangsfall
ein Empfangssignal abgreifbar ist, welches für das von der Hochfrequenzantenne 8 erfasste
Magnetresonanzsignal repräsentativ
ist. Diese Empfangssignal wird über Zuleitungen 15, 16 abgeführt, im
vorliegenden Fall zur Steuer- und Auswertungseinrichtung 3.
Erfindungsgemäß sind die
Abgriffpunkte 13, 14 beidseits des ersten Abstimmelements 12 angeordnet.
Je einer der Abgriffpunkte 13, 14 ist also zwischen
je einer der Elektroden 9, 10 und dem ersten Abstimmelement 12 angeordnet.
Gemäß 2 weist
die Abstimmeinrichtung 11 weiterhin ein zweites Abstimmelement 17 auf,
das ebenfalls die Resonanzfrequenz beeinflusst und ebenfalls als
Induktivität
ausgebildet ist. Das erste und das zweite Abstimmelement 12, 17 sind
im vorliegenden Fall in Reihe geschaltet und weisen gleiche Induktivitätswerte
L auf. Das zweite Abstimmelement 17 ist somit zwischen
einer der Elektroden 9, 10 und dem ersten Abstimmelement 12 angeordnet.
Der zwischen dieser Elektrode 9 und dem ersten Abstimmelement 12 angeordnete
Abgriffpunkt 13 ist ersichtlich zwischen dem ersten und
dem zweiten Abstimmelement 12, 17 angeordnet.
Diese Ausgestaltung weist auf Grund ihrer Symmetrie Vorteile auf,
ist aber nicht zwingend erforderlich.
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Die
Zuleitungen 15, 16 sind gemäß 2 über eine
Diode 18 miteinander verbunden. Die Diode 18 ist
vorzugsweise als PIN-Diode
ausgebildet und dient als Sperrelement, mittels dessen ein Vorverstärker 19 gegebenenfalls
von der Hochfrequenzantenne 8 signaltechnisch getrennt
werden kann. Die PIN-Diode 18 wird, soweit erforderlich,
von der Steuer- und Auswertungseinrichtung 3 angesteuert.
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In
der Zuleitung 16, die zum Vorverstärker 19 führt, ist
weiterhin ein Anpassungskondensator 20 angeordnet. Mittels
des Anpassungskondensators 20 ist der Vorverstärker 19 hochohmig
an die Hochfrequenzantenne 8 angekoppelt.
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Die
prinzipiell gleiche Ausgestaltung könnte auch zum Aussenden eines
Anregungssignals zum Anregen von Magnetresonanzen herangezogen werden.
Es müsste
lediglich der Vorverstärker 19 durch einen
Leistungsverstärker 21 ersetzt
werden. Dies ist in 2 gestrichelt angedeutet. Auch
ein alternativer Betrieb, in dem der Vorverstärker 19 und der Leistungsverstärker 21 über in geeignetes
Koppelelement alternierend an die Hochfrequenzantenne 8 anschaltbar
sind, ist an sich allgemein bekannt.
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Die
nachfolgend in Verbindung mit den 3 bis 14 beschriebenen
Ausgestaltungen basieren alle auf dem obenstehend, in Verbindung
mit 2 erläutertem
Grundprinzip. Die 2 und die Ausführungen
zu 2 sind also stets mit heranzuziehen, auch wenn
dies in Verbindung mit der Beschreibung der 3 bis 14 nicht
jeweils ausdrücklich
erwähnt
ist.
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Die 3 und 4 zeigen
eine Hochfrequenzantenne 8, die als Oberflächenantenne
ausgebildet ist. Die Elektroden 9, 10 sind bei
dieser Hochfrequenzantenne 8 gleich ausgebildet und auf
derselben Seite des Untersuchungsobjekts 5 angeordnet. Sie
weisen zumindest Längselemente 22, 23 auf,
die miteinander fluchten. In 3 sind weiterhin
Feldlinien mit eingezeichnet, welche den Verlauf eines Verschiebestromes
I zu einem bestimmten Zeitpunkt andeuten sollen.
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Wie
besonders deutlich aus 4 ersichtlich ist, können die
Elektroden 9, 10 zusätzlich zu den Längselementen 22, 23 auch
Querelemente 24, 25 aufweisen. Das Vorhandensein
der Querelemente 24, 25 erhöht die Sensitivität der Hochfrequenzantenne 8.
Die Querelemente 24, 25 sind aber nicht zwingend
erforderlich.
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Sofern
die Querelemente 24, 25 vorhanden sind, sind sie
vorzugsweise mittig an den voneinander abgewandten Enden der Längselemente 22, 23 angeordnet.
Die Elektroden 9, 10 bilden somit ein T-förmiges Profil.
Der guten Ordnung halber sei ferner erwähnt, dass die Elektroden 9, 10 in
den übrigen FIG,
sofern dort nur die Längselemente 22, 23 dargestellt
sind, auch die Querelemente 24, 25 aufweisen können, und
umgekehrt in den FIG, sofern dort sowohl die Längselemente 22, 23 als
auch die Querelemente 24, 25 dargestellt sind,
nur Längselemente 22, 23 aufweisen
können.
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Die
einzelnen Elemente 9 bis 14 der Hochfrequenzantenne 8 können auf
verschiedenen Tragelementen angeordnet sein. Vorzugsweise aber ist eine
gemeinsame Tragstruktur 26 vorhanden, auf der die gesamte
Hochfrequenzantenne 8 angeordnet ist. Die Hochfrequenzantenne 8 ist
somit als Montage- oder Anwendungseinheit handhabbar.
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Die
Ausgestaltungen gemäß den 5 bis 8 basieren
auf der Hochfrequenzantenne 8 der 3 und 4.
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Gemäß den 5 bis 7 sind
auf der Tragstruktur 26 mehrere Hochfrequenzantennen 8 angeordnet.
Die Hochfrequenzantennen 8 sind untereinander gleich ausgebildet.
Bei den 5 und 6 sind mehr
als zwei Hochfrequenzantennen 8 nebeneinander angeordnet,
so dass ein Array von Hochfrequenzantennen 8 realisiert
wird. Bei der Ausgestaltung gemäß 7 sind
exakt zwei Hochfrequenzantennen 8 vorhanden.
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Die
Hochfrequenzantennen 8 der 5 sind parallel
und nebeneinander auf einer – vorzugsweise flexiblen – Tragstruktur 26 angeordnet.
Die Hochfrequenzantennen 8 der 6 sind parallel
und nebeneinander auf einem Zylindermantel 27 angeordnet. Sie
sind also analog zu den Antennenstäben eines Birdcage-Resonators angeordnet.
Insbesondere die Ausgestaltung gemäß 6 ist auch
als Sendeantennenarray geeignet.
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Die
Hochfrequenzantennen 8 der 7 sind derart
angeordnet, dass sie zueinander senkrechte linear polarisierte Komponenten
des Magnetresonanzsignals empfangen. Die beiden Empfangssignale
können
daher in einem üblichen
Kombinierer 28 zu einem zirkular polarisierten Summensignal
kombiniert werden. Auf Grund der symmetrischen Ausgestaltung der
Hochfrequenzantennen 8 der 7 können die
Abgriffpunkte 13, 14 der beiden Hochfrequenzantennen 8 einen
gemeinsamen Abgriffpunkt aufweisen, der beispielsweise die Abgriffpunkte 13 ersetzt
und die beiden Hochfrequenzantennen 8 in einem Kreuzungsbereich 29 elektrisch
miteinander verbindet.
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Bei
der Ausgestaltung gemäß 8 sind
auf der Tragstruktur 26 ebenfalls mehrere Hochfrequenzantennen 8, 30 angeordnet.
Eine der Hochfrequenzantennen, nämlich
die Hochfrequenzantenne 8, ist gemäß den 3 und 4 ausgebildet.
Die andere Hochfrequenzantenne 30 ist hingegen anders ausgebildet.
Sie erfasst den magnetischen Anteil des Magnetresonanzsignals. Die
weitere Hochfrequenzantenne 30 weist daher eine Spule 31 mit
mindestens einer Leiterschleife 32 auf, wobei die Spule 31 über eine
diskrete zweite Abstimmeinrichtung 33 auf die Resonanzfrequenz
abgestimmt ist. Die zweite Abstimmeinrichtung 33 weist
hierzu mindestens ein Abstimmelement 34 auf, das die Resonanzfrequenz
der weiteren Hochfrequenzantenne 30 beeinflusst und als
Kapazität
ausgebildet ist.
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Gemäß 8 sind
die beiden Hochfrequenzantennen 8, 30 voneinander
getrennt. Die weitere Hochfrequenzantenne 30, welche den
magnetischen Anteil des Magnetresonanzsignals detektiert, umgibt gemäß 8 die
erfindungsgemäße Hochfrequenzantenne 8,
welche den elektrischen Anteil des Magnetresonanzsignals detektiert.
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Bei
der Ausgestaltung gemäß 9 sind
auf der Tragstruktur 26 insgesamt drei Hochfrequenzantennen 8, 30, 35 angeordnet,
welche zur Unterscheidung voneinander als erste Hochfrequenzantenne 8, zweite
Hochfrequenzantenne 30 und dritte Hochfrequenzantenne 35 bezeichnet
werden. Die zweite und die dritte Hochfrequenzantenne 30, 35 sind
gleich ausgebildet. Sie weisen beide die obenstehend in Verbindung
mit 8 beschriebenen Elemente 31 bis 34 der
dortigen Hochfrequenzantenne 30 auf. Sie sind also über diskrete
Abstimmeinrichtungen 33 auf die Resonanzfrequenz abgestimmt.
Die Abstimmeinrichtungen 33 weisen jeweils mindestens ein
Abstimmelement 34 auf, welches die Resonanzfrequenz der zweiten
bzw. dritten Hochfrequenzantenne 30, 35 beeinflusst
und als Kapazität
ausgebildet ist. Mit diesen Hochfrequenzantennen 30, 35 wird
der magnetische Anteil des Magnetresonanzsignals erfasst.
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Die
erste Hochfrequenzantenne 8 entspricht der Hochfrequenzantenne 8 von 2.
Die Elektroden 9, 10 umfassen in dieser Ausgestaltung
zumindest Leiterabschnitte 38, 39 der zweiten
und der dritten Hochfrequenzantenne 30, 35. Die
zweite und die dritte Hochfrequenzantenne 30, 35 sind
somit über das
Abstimmelement 12 der ersten Hochfrequenzantenne 8 miteinander
verbunden. Gegebenenfalls können
die Elektroden 9, 10 auch weitere Elemente der
zweiten und der dritten Hochfrequenzantenne 30, 35 umfassen.
Im Extremfall sind die Elektroden 9, 10 mit der
zweiten und der dritten Hochfrequenzantenne 30, 35 identisch.
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Bei
der Ausgestaltung gemäß 9 ist
ein kapazitives Netzwerk 40 vorhanden. Das kapazitive Netzwerk 40 entkoppelt
die zweite und die dritte Hochfrequenzantenne 30, 35 voneinander.
Das Abstimmelement 12 der ersten Hochfrequenzantenne 8 unterdrückt bei
dieser Ausgestaltung ein Gleichtaktsignal zwischen der zweiten und
der dritten Hochfrequenzantenne 30, 35. Eine derartige
Ausgestaltung ist beispielsweise in der älteren deutschen Patentanmeldung
10 2004 046 188.0 (Anmeldetag 23.09.2004) beschrieben.
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Die
Hochfrequenzantennenanordnung von 9 ist vollsymmetrisch
ausgebildet. Bei ihr sind daher in beiden Zuleitungen 15, 16 Anpassungskondensatoren 20, 41 sowie
Verstimmschaltungen 42, 43 angeordnet. Letztere
sind jeweils durch eine Induktivität 44 und eine PIN-Diode 18 realisiert.
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Die
Ausgestaltung von 10 entspricht im Wesentlichen
der Ausgestaltung von 9. Im Unterschied zur Ausgestaltung
von 9 sind bei der Ausgestaltung von 10 jedoch
die Anpassungskondensatoren 20, 41 und die Verstimmschaltungen 42, 43 der
ersten Hochfrequenzantenne 8 mit auf der Tragstruktur 2 angeordnet.
Gegebenenfalls könnten auch
Anpassungsspulen 45, 46 und Verstimmschaltungen 47, 48 der
zweiten und der dritten Hochfrequenzantenne 30, 35 mit
auf der Tragstruktur 26 angeordnet sein.
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Die
Ausgestaltungen der 3 bis 10 betreffen
stets Oberflächenantennen,
also Ausgestaltungen, bei denen die Hochfrequenzantennen 8, 30, 35 an
einer Seite des Untersuchungsobjekts 5 angeordnet sind.
Bei diesen Ausgestaltungen sind die Elektroden 9, 10 der
Hochfrequenzantenne 8 vorzugsweise stets gleich ausgebildet.
Im Gegensatz hierzu betreffen die Ausgestaltungen der 11 bis 14 Volumenantennen,
also Antennen, bei denen das Untersuchungsobjekt 5 zwischen
den Elektroden 9, 10 der Hochfrequenzantenne 8 angeordnet
ist. Bei diesen Ausgestaltungen sind die Elektroden 9, 10 nur bei
der Ausgestaltung gemäß 11 gleich
ausgebildet. Bei den Ausgestaltungen gemäß den 12 bis 14 hingegen
sind die Elektroden 9, 10 ungleich ausgebildet.
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Gemäß 11 sind
die Elektroden 9, 10 aufeinander zu gewölbt. Sie
bilden dadurch zwischen sich ein konvexes Aufnahmevolumen 49 für das Untersuchungsobjekt 5.
Innerhalb des Aufnahmevolumens 49 weist die Hochfrequenzantenne 8 eine
im Wesentlichen ortsunabhängige
Sensitivität
S auf. Unter einer ortsunabhängigen
Sensitivität
S ist eine Sensitivität
S zu verstehen, die innerhalb des Aufnahmevolumens 49 um
maximal 20 %, bezogen auf die maximale Sensitivität, schwankt.
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Gemäß den 12 bis 14 ist
eine der Elektroden 9, 10, beispielsweise die
Elektrode 9, um einen Brennpunkt 50 herum gewölbt. Die
andere Elektrode 10 ist anders ausgebildet.
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Gemäß 12 ist
die andere Elektrode 10 im Brennpunkt 50 bzw.
in dessen Nähe
angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung kann beispielsweise sinnvoll
sein, wenn Untersuchungen in der Nähe des Schambereichs des Untersuchungsobjekts 5 oder
im After durchgeführt
werden sollen.
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Gemäß den 13 und 14 hingegen
ist die andere Elektrode 10 spitz zulaufend ausgebildet. Dadurch
weist die Hochfrequenzantenne 8 im Bereich der Spitze 51 eine
höhere
Sensitivität
S auf als weiter von der Spitze 51 entfernt.
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Bei
der Ausgestaltung von 13 ist der Brennpunkt 50 zwischen
den Elektroden 9, 10 angeordnet. Im Unterschied
hierzu ist bei der Ausgestaltung von 14 die
um den Brennpunkt 50 herum gewölbte Elektrode 9 um
eine Verbindungslinie 52 herum angeordnet, die durch den
Brennpunkt 50 und die Spitze 51 der anderen Elektrode 10 definiert
ist.
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Die
erfindungsgemäße Hochfrequenzantenne 8 ist
prinzipiell bei allen Magnetresonanzanlagen einsetzbar. Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz bei Magnetresonanzanlagen mit hohen
Grundmagnetfeldern B (3 T und darüber), in Verbindung mit konventionellen
Lokalspulen (siehe insbesondere die 8 bis 10)
und bei kleinen Hochfrequenzantennen (z. B. bei Augenantennen oder
bei intravaskulären Antennen).