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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetresonanzanlage mit einem
Grundkörper und einer Patientenliege,
- – wobei
der Grundkörper ein Magnetsystem aufweist, mittels dessen
in einem Anregungsbereich Magnetfelder generierbar sind, auf Grund
derer ein in den Anregungsbereich eingebrachtes Untersuchungsobjekt
zum Aussenden eines Magnetresonanzsignals anregbar ist,
- – wobei die Patientenliege relativ zum Grundkörper
in einer Verfahrrichtung über einen Verfahrbereich verfahrbar
ist, so dass das Untersuchungsobjekt, wenn es auf der Patientenliege
angeordnet ist, durch entsprechendes Verfahren der Patientenliege
in den Anregungsbereich einbringbar ist.
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Derartige
Magnetresonanzanlagen sind allgemein bekannt.
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Die
Erfassung der vom Untersuchungsobjekt ausgesendeten Magnetresonanzsignale
erfolgt im Stand der Technik entweder mit der so genannten Ganzkörperantenne
oder mit Lokalspulen. Wird das Magnetresonanzsignal mit der Ganzkörperantenne empfangen,
ist das Magnetresonanzsignal aus dem gesamten Anregungsbereich empfangbar.
Der Empfang ist allerdings nur mit relativ geringer Ortsauflösung
und mit relativ geringem Signal-Rauschverhältnis (SNR)
möglich. In Magnetresonanzanlagen werden daher vielfach
auch Lokalspulen verwendet, oftmals sogar eine Vielzahl von Lokalspulen.
Die Lokalspulen werden nahe am Untersuchungsobjekt (in der Regel
ein Mensch) angeordnet und können daher mit gutem SNR empfangen,
wenn auch nur aus einem kleinen Teil des Anregungsbereichs. Auf
Grund der Ortsauflösung durch die Anordnung der Lokalspulen als
solche kann darüber hinaus die Ortscodierung durch Gradientenfelder
ergänzt werden. Somit kann auch die erforderliche Messzeit
für eine Aufnahme reduziert werden.
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Um
die Vorteile von Lokalspulen zur Abbildung des gesamten Körpers
eines Menschen von Kopf bis Fuß nutzen zu können,
ist eine große Anzahl von Lokalspulen erforderlich, die
in mehreren längs der Verfahrrichtung der Patientenliege
angeordneten Ebenen auf den Patienten aufgelegt werden. Diese Ebenen
werden oftmals als Etagen bezeichnet.
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Der
Anregungsbereich weist in Verfahrrichtung gesehen typisch eine Länge
von ca. 40 bis 60 cm auf. Daher kann immer nur ein Teil des Körpers des
Menschen abgebildet werden, nämlich der Teil, der sich
im Anregungsbereich befindet. Aus diesem Grund muss die Patientenliege
mit dem darauf befindlichen Patienten nach und nach durch den Anregungsbereich
hindurch verfahren werden. Jeweils die im Anregungsbereich befindlichen
Lokalspulen müssen aktiviert und mit einer Auswertungseinrichtung
zum Auswerten von Magnetresonanzsignalen verbunden werden. Die anderen
Lokalspulen können deaktiviert werden. Dadurch ist es möglich,
mit einer relativ geringen Anzahl von Empfangskanälen auszukommen,
obwohl viele Lokalspulen vorhanden sind.
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In
Magnetresonanzanlagen des Standes der Technik wird die obenstehende
Problematik dadurch gelöst, dass alle Lokalspulen über
eine entsprechende Anzahl von an der Patientenliege angebrachten Steckern
und einen beweglichen Kabelbaum an eine Auswertungseinrichtung geführt
werden, die am Grundkörper angeordnet ist. Auf Grund der
Dämpfung der verwendeten langen, dünnen Kabel
müssen in den Lokalspulen Vorverstärker angeordnet
sein. Jede Lokalspule muss weiterhin eine Verstimmschaltung enthalten,
um sie bei Nichtbenutzung und beim Senden deaktivieren zu können.
Auch müssen in den langen Kabelbaum aufwändige
Gleichtaktdrosseln (so genannte Mantelwellensperren) eingefügt
werden, um beim Senden induzierte Spannungen begrenzen zu können.
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Für
den Rückenbereich des Patienten ist es möglich,
das Empfangsarray unter der verschieblichen Patientenliege fest
im Anregungsbereich anzuordnen. In diesem Fall muss die Anzahl dieser
Lokalspulen nur für den Anregungsbereich ausreichen. Soweit
es den Rückenbereich des Patienten betrifft, ist es daher
möglich, viele Lokalspulen, deren Verkabelung und die Kanalauswahl
einzusparen. Der Abstand zum Untersuchungsobjekt wird nur um die
relativ geringe Dicke der Patientenliege selbst vergrößert,
was meist durchaus tolerierbar ist.
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Auf
der Oberseite des Untersuchungsobjekts ist diese Vorgehensweise
hingegen nicht oder nur kaum realisierbar, da die Dicke der Patienten
und der verschiedenen Körperregionen der Patienten sehr unterschiedlich
ist. Vor allem bei schlanken Patienten oder z. B. an Kopf oder Beinen
wäre ein fest im Anregungsbereich eingebautes Empfangsspulenarray weit
von der Körperoberfläche entfernt, so dass der eigentliche
Vorteil von Lokalspulen, nämlich eine hohe Ortsauflösung
und ein gutes SNR, nicht zum Tragen käme.
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Aus
der
DE 101 30 615
C2 ist bereits eine Steckverbindung für Lokalspulen
bekannt, die kontaktlos arbeitet, nämlich durch induktive
Kopplung. Diese Lehre stellt bereits einen Fortschritt dar, da zum
Ankoppeln einer Lokalspule an die Auswertungseinrichtung kein galvanischer
Kontakt zwischen der Lokalspule und der Auswertungseinrichtung mehr
erforderlich ist. Es besteht jedoch nach wie vor das Erfordernis
eines aktiven Steckens der Verbindung durch eine Bedienperson. Auch
muss die Lokalspule gezielt an die Auswertungseinrichtung angeschaltet
bzw. von ihr getrennt werden.
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Aus
der
DE 35 00 456 C2 ist
bekannt, eine Lokalspule mit der Ganzkörperantenne zu koppeln. Hier
wird zwar eine kontaktlose Kopplung realisiert. Diese Kopplung ist
aber nur für eine einzige Lokalspule möglich,
und auch das nur bei geeigneter Orientierung der Lokalspule. Die
Lehre der
DE 35 00 456
C2 ist also nicht auf mehrere Lokalspulen erweiterbar.
Ferner muss auch hier die Lokalspule aktiv an die Ganzkörperantenne
angeschaltet bzw. von ihr getrennt werden.
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Aus
der
EP 0 437 049 A2 ist
bekannt, eine Lokalspule direkt induktiv an eine andere Spule anzukoppeln,
die in unmittelbarer Nähe der Lokalspule angeordnet ist.
Auch bei dieser Lehre muss die Lokalspule aktiv an die Auswertungseinrichtung
angeschaltet bzw. von ihr abgeschaltet werden.
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In
der älteren
deutschen
Patentanmeldung 10 2005 056 711.8 ist ebenfalls eine Magnetresonanzanlage
der eingangs genannten Art beschrieben. Bei dieser Magnetresonanzanlage
ist an der Patientenliege bezüglich der Patientenliege
ortsfest ein erstes Patientenliegenkoppelelement angeordnet, das
mit einer ersten Lokalspule zum Empfangen des Magnetresonanzsignals
verbunden ist. Am Grundkörper ist bezüglich des
Grundkörpers ortsfest eine Anzahl von Grundkörperkoppelelementen
angeordnet, die mit einer Auswertungseinrichtung zum Auswerten von
Magnetresonanzsignalen verbunden sind. Die Grundkörperkoppelelemente
und das erste Patientenliegenkoppelelement sind derart angeordnet
und ausgebildet, dass das von der ersten Lokalspule empfangene Magnetresonanzsignal über
das erste Patientenliegenkoppelelement und die Grundkörperkoppelelemente
der Auswertungseinrichtung zuführbar ist, wenn und solange
die Patientenliege um einen vorbestimmten ersten Abschnitt des Verfahrbereichs
verfahren ist.
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Die
deutsche Patentanmeldung 10
2005 056 711.8 ist am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung nicht
veröffentlicht. Sie stellt daher keinen allgemein bekannten
Stand der Technik dar, sondern ist nur im deutschen Patenterteilungsverfahren
in beschränktem Umfang zu berücksichtigen.
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Die
in der
deutschen Patentanmeldung
10 2005 056 711.8 beschriebene Magnetresonanzanlage arbeitet
bereits recht gut. Insbesondere kann mit dieser Ausgestaltung bereits
erreicht werden, dass eine Lokalspule automatisch an eine Auswertungseinrichtung
ankoppelbar ist, wenn sie sich im Anregungsbereich befindet, und
anderenfalls von der Auswertungseinrichtung zwangsweise abgekoppelt ist.
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Bei
der Ausgestaltung der
deutschen
Patentanmeldung 10 2005 056 711.8 variiert ein erster Koppelgrad,
mit dem das erste Patientenliegenkoppelelement und die Grundkörperkoppelelemente
insgesamt miteinander koppeln, innerhalb des ersten Abschnitts des
Verfahrbereichs mit dem Verfahrweg, um den die Patientenliege verfahren
wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetresonanzanlage
der Art, wie sie in der
deutschen
Patentanmeldung 10 2005 056 711.8 beschrieben ist, derart
weiterzuentwickeln, dass eine gleichmäßigere Kopplung
der ersten Lokalspule mit der Auswertungseinrichtung erreicht wird.
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Die
Aufgabe wird durch eine Magnetresonanzanlage mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
an der Patientenliege bezüglich der Patientenliege ortsfest
eine Anzahl erster Patientenliegenkoppelelemente angeordnet, die mit
einer ersten Lokalspule zum Empfangen des Magnetresonanzsignals
verbunden sind. Die Grundkörperkoppelelemente und die ersten
Patientenliegenkoppelelemente sind derart angeordnet und ausgebildet,
dass das von der ersten Lokalspule empfangene Magnetresonanzsignal über
die ersten Patientenliegenkoppelelemente und die Grundkörperkoppelelemente
der Auswertungseinrichtung zuführbar ist, wenn und solange
die Patientenliege um einen vorbestimmten ersten Abschnitt des Verfahrbereichs verfahren
ist. Ein erster Koppelgrad, mit dem die ersten Patientenliegenkoppelelemente
und die Grundkörperkoppelelemente insgesamt miteinander
koppeln, ist innerhalb des ersten Abschnitts des Verfahrbereichs
konstant.
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Vorzugsweise
ist nicht nur eine einzige Lokalspule vorhanden, sondern sind mehrere
Lokalspulen vorhanden, also zusätzlich zur ersten Lokalspule mindestens
eine zweite Lokalspule. In diesem Fall ist an der Patientenliege
bezüglich der Patientenliege ortsfest eine Anzahl zweiter
Patientenliegenkoppelelemente angeordnet, die mit der zweiten Lokalspule verbunden sind.
Die zweiten Patientenliegenkoppelelemente sind derart angeordnet
und ausgebildet, dass das von der zweiten Lokalspule empfangene Magnetresonanzsignal über
die zweiten Patientenliegenkoppelelemente und die Grundkörperkoppelelemente
der Auswertungseinrichtung zuführbar ist, wenn und solange
die Patientenliege um einen vorbestimmten zweiten Abschnitt des
Verfahrbereichs verfahren ist. Ein zweiter Koppelgrad, mit dem die zweiten
Patientenliegenkoppelelemente und die Grundkörperkoppelelemente
insgesamt miteinander koppeln, ist innerhalb des zweiten Abschnitts
des Verfahrbereichs konstant.
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Der
erste und der zweite Abschnitt des Verfahrbereichs können
disjunkt sein, also voneinander beabstandet sein oder nur aneinander
angrenzen. Vorzugsweise aber überlappen der vorbestimmte erste
Abschnitt und der vorbestimmte zweite Abschnitt einander in einem Überlappungsbereich.
Oftmals ist es sogar so, dass der erste Abschnitt und der zweite
Abschnitt gleich groß sind und der Überlappungsbereich
mehr als halb so groß wie der erste Abschnitt ist.
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Die
Grundkörperkoppelelemente und die Patientenliegenkoppelelemente
sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass unabhängig davon,
um welchen Verfahrweg des Verfahrbereichs die Patientenliege zu
einem bestimmten Zeitpunkt verfahren ist, jedes der Grundkörperkoppelelemente zu
diesem Zeitpunkt jeweils mit maximal einem der Patientenliegenkoppelelemente
koppelt. Durch diese Maßnahme kann das Übersprechen
der einzelnen Lokalspulen untereinander reduziert bzw. eliminiert werden.
Insbesondere ist es in diesem Fall möglich, dass die Auswertungseinrichtung
die Grundkörperkoppelelemente in Abhängigkeit
vom Verfahrweg der Patientenliege dynamisch zu Übertragungskanälen gruppiert
und die Übertragungskanäle jeweils einer der Lokalspulen
proprietär zuordnet.
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Die
Koppelelemente, also die Grundkörperkoppelelemente und
die ersten Patientenliegenkoppelelemente, gegebenenfalls auch zweite
usw. Patientenliegenkoppelelemente, können alternativ als
induktive Koppelelemente oder als kapazitive Koppelelemente ausgebildet
sein. In beiden Fällen ist eine Anzahl vorteilhafter Ausgestaltungen
möglich. Mögliche vorteilhafte Ausgestaltungen
der Koppelelemente sind in der bereits mehrfach erwähnten
deutschen Patentanmeldung 10
2005 056 711.8 ausführlich beschrieben.
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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,
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2 eine
Schnittdarstellung der Magnetresonanzanlage von 1,
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3 eine
perspektivische Darstellung einer Patientenliege und von Grundkörperkoppelelementen,
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4 eine
weitere Schnittdarstellung der Magnetresonanzanlage von 1,
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5 bis 7 schematisch
mögliche Anordnungen von Patientenliegenkoppelelementen
relativ zu Grundkörperkoppelelementen,
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8 und 9 Koppelgrade
von Patientenliegenkoppelelementen mit Grundkörperkoppelelementen,
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10 ein
Ablaufdiagramm,
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11 und 12 schematisch
mögliche Signalflüsse von einer Lokalspule zu
einer Auswertungsschaltung,
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13 schematisch
eine weitere mögliche Anordnung von Patientenliegenkoppelelementen
relativ zu Grundkörperkoppelelementen,
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14 Koppelgrade
von Patientenliegenkoppelelementen mit einem Grundkörperkoppelelement
und
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15 schematisch
eine weitere mögliche Anordnung von Patientenliegenkoppelelementen
relativ zu Grundkörperkoppelelementen.
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Gemäß 1 weist
eine Magnetresonanzanlage einen Grundkörper 1 auf.
Der Grundkörper 1 weist seinerseits ein Magnetsystem
auf, mittels dessen in einem Anregungsbereich 2 Magnetfelder
generierbar sind.
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Das
Magnetsystem umfasst zumindest einen Grundmagneten 3 zum
Erzeugen eines zeitlich statischen, innerhalb des Anregungsbereichs 2 örtlich
zumindest im Wesentlichen homogenen Grundmagnetfeldes. Das Magnetsystem
umfasst weiterhin eine Ganzkörperantenne 4, mittels
derer ein hochfrequentes Magnetfeld generierbar ist, das im gesamten
Anregungsbereich 2 zumindest im Wesentlichen homogen ist.
In der Regel weist das Magnetsystem zusätzlich Gradientenmagneten
zum Erzeugen von Gradientenfeldern und einen Schirmmagneten auf.
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Die
Magnetresonanzanlage weist gemäß 1 weiterhin
eine Patientenliege 5 auf. Die Patientenliege 5 ist
relativ zum Grundkörper 1 in einer Verfahrrichtung
z über einen Verfahrbereich verfahrbar. Der Verfahrbereich
ist derart bestimmt, dass – in Verfahrrichtung z gesehen – jede
Stelle der Patientenliege 5 im Anregungsbereich 2 positionierbar
ist. Da der Anregungsbereich 2 in der Regel sich in der
Verfahrrichtung z über eine Anregungsbereichslänge 1 erstreckt,
die ca. 40 bis 60 cm beträgt, und die Patientenliege eine
Länge L in der Größenordnung von 2 m aufweist,
beträgt somit die Verfahrbereichslänge der Patientenliege 5 ein
mehrfaches der Anregungsbereichslänge 1.
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Auf
Grund der Verfahrbarkeit der Patientenliege 5 ist ein Untersuchungsobjekt 6 (in
der Regel ein Mensch 6) durch entsprechendes Verfahren
der Patientenliege 5 in den Anregungs bereich 2 einbringbar,
wenn es auf der Patientenliege 5 angeordnet ist. Ist das
Untersuchungsobjekt 6 in den Anregungsbereich 2 eingebracht,
kann es somit durch entsprechende Ansteuerung des Magnetsystems
(insbesondere der Ganzkörperantenne 4) und hiermit
korrespondierendes Generieren geeigneter Magnetfelder zum Aussenden
eines Magnetresonanzsignals angeregt werden.
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Es
ist möglich, das ausgesendete Magnetresonanzsignal mittels
der Ganzkörperantenne 4 zu erfassen und einer
Auswertungseinrichtung 7 zuzuführen, von der das
Magnetresonanzsignal ausgewertet werden kann. Auf diese Weise ist
jedoch nur eine qualitativ minderwertige Rekonstruktion des Untersuchungsobjekts 6 möglich.
In der Regel sind daher an dem Untersuchungsobjekt 6 Lokalspulen 8 angeordnet,
mittels derer – wenn auch pro Lokalspule 8 nur über
ein kleines Volumen – ein erheblich hochwertigeres Magnetresonanzsignal
erfassbar ist. Die Lokalspulen 8 sind im Gegensatz zum
Stand der Technik nicht über ein Kabel mit der Auswertungseinrichtung 7 verbunden.
Die Linien zwischen den Lokalspulen 8 und der Auswertungseinrichtung 7 sind
daher in 1 nur gestrichelt eingezeichnet.
Die Art und Weise der Anbindung der Lokalspulen 8 an die
Auswertungseinrichtung 7 ist der Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
sich bereits aus 1 ergibt und noch deutlicher
in den 2 und 3 dargestellt ist, sind am Untersuchungsobjekt 6 in
der Regel viele Lokalspulen 8 angeordnet. Diejenigen Lokalspulen 8,
die in Verfahrrichtung z gesehen im Wesentlichen auf der gleichen
Höhe angeordnet sind, bilden dabei jeweils eine so genannte
Etage. Die Etagen können – je nach Lage des Einzelfalls – den
gesamten Körper des Untersuchungsobjekts 6 überdecken.
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Jede
Lokalspule 8 ist vorzugsweise mit mindestens zwei Patientenliegenkoppelelementen 9 verbunden.
Jedes Patientenliegenkoppelelement 9 ist hingegen nur mit
einer einzigen Lokalspule 8 verbunden. Jedes Patientenliegenkoppelelement 9 ist an
einer vorbestimmten Stelle der Patientenliege 5 angeordnet.
Diese Stellen werden, soweit erforderlich, nachfolgend Patientenliegenstellen
genannt, da sie bezüglich der Patientenliege 5 ortsfest
sind.
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Die
Patientenliegenkoppelelemente 9 sind – siehe insbesondere 3 – in
mehreren Reihen 10 angeordnet. Jede Reihe 10 erstreckt
sich in Verfahrrichtung z über eine Länge, die
maximal so groß wie die Länge L der Patientenliege 5 ist.
Jede Reihe 10 von Patientenliegenkoppelelementen 9 kann
sich daher in Verfahrrichtung z gesehen über maximal ca.
2 m erstrecken. Innerhalb jeder Reihe 10 folgen die Patientenliegenkoppelelemente 9 gemäß 4 mit
einem Raster a aufeinander. Das Raster a beträgt typisch
8 bis 15 cm, insbesondere 10 bis 12 cm. Das Raster a ist in der
Regel ein ganzzahliges Vielfaches eines Abstandes b der Patientenliegenkoppelelemente 9 voneinander,
z. B. das 2- oder 3-fache.
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Zum
Anbinden der Lokalspulen 8 an die Auswertungseinrichtung 7 sind
weiterhin am Grundkörper 1 Grundkörperkoppelelemente 11 angeordnet, die
mit der Auswertungseinrichtung 7 verbunden sind. Die Grundkörperkoppelelemente 11 sind
an vorbestimmten Stellen des Grundkörpers 1 angeordnet.
Diese Stellen werden, soweit erforderlich, nachfolgend Grundkörperstellen
genannt, da sie bezüglich des Grundkörpers 1 ortsfest
sind.
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Wie
insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich
ist, sind auch die Grundkörperkoppelelemente 11 in
Reihen 12 angeordnet. Jede Reihe 12 von Grundkörperkoppelelementen 11 erstreckt
sich gemäß 4 ebenfalls
in Verfahrrichtung z, aber nur über eine geringere Länge
als die Patientenliege 5, nämlich im Wesentlichen über
die Anregungsbereichslänge 1. Jede Reihe 12 von
Grundkörperkoppelelementen 11 wirkt mit einer
der Reihen 10 von Patientenliegenkoppelelementen 9 zusammen.
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Aus 4 ist
auch ersichtlich, dass die Grundkörperkoppelelemente 11 im
Anregungsbereich 2 angeordnet sind. Auf Grund des Umstands, dass
im Anregungsbereich 2 in Verfahrrichtung z gesehen mehrere
Grundkörperkoppelelemente 11 hintereinander angeordnet
sind, ist aus 4 somit auch ersichtlich, dass
ein Raster a' der Grundkörperkoppelelemente 11 in
Verfahrrichtung z gesehen erheblich kleiner ist als die Anregungsbereichslänge 1. Das
Raster a' der Grundkörperkoppelelemente 11 ist in
aller Regel dasselbe wie das Raster a der Patientenliegenkoppelelemente 9 voneinander.
Das Raster a' ist vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches eines Abstands
b' der Grundkörperkoppelelemente 11 voneinander,
z. B. das 2- oder 3-fache. Der Abstand b' der Grundkörperkoppelelemente 11 voneinander kann
derselbe sein wie der Abstand b der Patientenliegenkoppelelemente 9 voneinander.
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Die
Anordnung der Reihen 10 von Patientenliegenkoppelelementen 9 und
die Anordnung der Reihen 12 von Grundkörperkoppelelementen 11 sind derart
aufeinander abgestimmt, dass die der jeweiligen Reihe 10 von
Patientenliegenkoppelelementen 9 zugeordneten Lokalspulen 8 die
von ihnen empfangenen Magnetresonanzsignale über die Patientenliegenkoppelelemente 9 der
jeweiligen Reihe 10 und die Grundkörperkoppelelemente 11 der
korrespondierenden Reihe 12 von Grundkörperkoppelelementen 11 der
Auswertungseinrichtung 7 zuführen können.
Dies gilt natürlich nur, wenn das jeweilige Patientenliegenkoppelelement 9 einer
Reihe 10 von Patientenliegenkoppelelementen 9 im
Einwirkungsbereich eines der Grundkörperkoppelelemente 11 der korrespondierenden
Reihe 12 von Grundkörperkoppelelementen 11 angeordnet
ist. Dies wird nachstehend in Verbindung mit 5 näher
erläutert.
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Die
Grundkörperkoppelelemente 11 und die Patientenliegenkoppelelemente 9 sind
derart angeordnet und ausgebildet, dass die von den Lokalspulen 8 empfangenen
Magnetresonanzsignale über die Patientenliegenkoppelelemente 9 und
die Grundkörperkoppelelement 11 der Auswertungseinrichtung 7 zuführbar
sind, wenn und solange die Patientenliege 5 um einen vorbestimmten
Abschnitt des Verfahrbereichs verfahren ist. Der vorbestimmte Abschnitt
des Verfahrbereichs ist hierbei für die jeweilige Lokalspule 8 spezifisch.
Koppelgrade K1, K2, ..., mit denen die Patientenliegenkoppelelemente 9 der
jeweiligen Lokalspule 8 und die Grundkörperkoppelelemente 11 insgesamt
miteinander koppeln, sind hierbei innerhalb des jeweiligen Abschnitts
des Verfahrbereichs konstant. Wie dies erreicht werden kann, wird
nachfolgend in Verbindung mit den 5 bis 9 näher erläutert.
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In
den 5 bis 7 sind vier Patientenliegenkoppelelemente 9 dargestellt.
Die Patientenliegenkoppelelemente 9 sind, um sie sprachlich
voneinander unterscheiden zu können, in den 5 bis 7 mit
dem um die Buchstaben a bis d ergänzten Bezugszeichen 9 versehen.
Die Patientenliegenkoppelelemente 9a und 9b sind
hierbei mit einer ersten der Lokalspulen 8 verbunden, die
Patientenliegenkoppelelemente 9c und 9d mit einer
zweiten der Lokalspulen 8. Weiterhin sind in den FIG zwei
Reihen 12 von Grundkörperkoppelelement 11 dargestellt. Die
Grundkörperkoppelelemente 11 sind, um sie sprachlich
voneinander unterscheiden zu können, in den 5 bis 7 mit
dem um die Buchstaben a bis h ergänzten Bezugszeichen 11 versehen.
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Wenn
die Patientenliege 5 entlang ihres Verfahrweges verfahren
wird, erreicht die Patientenliege 5 irgendwann eine Position,
bei der Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d sich
in der Position befinden, die in 5 dargestellt
ist. In dieser Position (bzw. zu dem mit dieser Position korrespondierenden Zeitpunkt)
koppelt gerade noch keines der Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d mit
einem der Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11h.
Wenn jedoch, ausgehend von dem in 5 dargestellten
Zustand, die Patientenliege 5 weiter verfahren wird, steigt
ein Einzelkoppelgrad kaa (k für Koppelgrad, das erste a
für Patientenliegenkoppelelement 9a, das zweite
a für Grundkörperkoppelelement 11a),
mit dem das Patientenliegenkoppelelement 9a mit dem Grundkörperkoppelelement 11a koppelt,
von Null auf einen Maximalwert k1 an und fällt danach wieder
auf Null ab. Der Anstieg und der Abfall des Einzelkoppelgrades kaa
definieren hierbei gemäß 8 – zumindest
näherungsweise – ein gleichschenkeliges Dreieck.
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Wenn
der Einzelkoppelgrad kaa auf Null abgefallen ist, befinden sich
die Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d in
der Position, die in 6 dargestellt ist. In dieser
Position koppelt das Patientenliegenkoppelelement 9a gerade
nicht mehr mit dem Grundkörperkoppelelement 11a und
gerade noch nicht mit dem Grundkörperkoppelelement 11b.
Wenn die Patientenliege 5 weiter verfahren wird, steigt
daher als nächstes ein Einzelkoppelgrad kab von Null auf
den Maximalwert k1 an und fällt dann wieder auf Null ab.
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Die
Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11h sind
gleich ausgebildet. Das durch den Einzelkoppelgrad kab definierte
Dreieck entspricht daher – bis auf den Versatz in Verfahrrichtung
z – dem durch den Einzelkoppelgrad kaa definierten Dreieck.
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Beim
weiteren Verfahren der Patientenliege 5 steigen in analoger
Weise Einzelkoppelgrade kac und kad, mit denen das Patientenliegenkoppelelement 9a mit
Grundkörperkoppelelementen 11c und 11d koppelt,
von Null auf den Maximalwert k1 an und fallen wieder auf Null ab.
Dies gilt, bis die Patientenliege 5 eine Position erreicht,
die der in 7 dargestellten Anordnung der
Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d relativ
zu den Grundkörperkoppelelementen 11a bis 11h entspricht.
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Wie
aus den 5 bis 7 ersichtlich
ist, sind die Patientenliegenkoppelelemente 9a und 9b und
die Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11h derart
angeordnet, dass stets dann, wenn das Patientenliegenkoppelelement 9a sich
zwischen zwei Grundkörperkoppelelementen 11a bis 11d befindet (also
gerade nicht mit einem der Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11d koppelt),
das Patientenliegenkoppelelement 9b einem der Grundkörperkoppelelemente 11e bis 11h genau
gegenüber steht, also mit dem ihm zu diesem Zeitpunkt gegenüberstehenden Grundkörperkoppelelement 11e bis 11h maximal koppelt.
Umgekehrt gilt dies genauso. Die korrespondierenden Einzelkoppelgrade
kbe bis kbh sind ebenfalls in 8 eingezeichnet.
Ersichtlich ist ein Gesamtkoppelgrad K1, mit dem die Patientenliegenkoppelelemente 9a und 9b der
ersten Lokalspule 8 mit den Grundkörperkop pelelementen 11a bis 11h insgesamt
koppeln, (also die Summe der Einzelkoppelgrade kaa bis kad und kbe
bis kbh) ab dem Zeitpunkt, zu dem der Einzelkoppelgrad kaa seinen
Maximalwert k1 erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Einzelkoppelgrad
kbh seinen Maximalwert k1 erreicht, konstant.
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Die
Anzahl der Grundkörperkoppelelemente 11 pro Reihe 12 ist
in der Regel relativ groß, z. B. 5, 8, 10 oder größer.
Randbereiche, in denen der Gesamtkoppelgrad K1 ansteigt bzw. abfällt,
können daher vernachlässigt werden.
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Das
Rastermaß a, mit dem die Patientenliegenkoppelelemente 9c und 9d gegenüber
den Patientenliegenkoppelelementen 9a und 9b versetzt sind,
entspricht in der Regel dem Rastermaß a', mit dem die Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11d bzw. 11e bis 11h gegeneinander
versetzt sind. Analog zu den Einkoppelgraden kaa bis kad und kbe
bis kbh, die sich im ersten Abschnitt zu einem konstanten Gesamtkoppelgrad
K1 ergänzen, ergänzen sich daher entsprechend 9 Einzelkoppelgrade
kca bis kcd und kde bis kdh, mit denen die Patientenliegenkoppelelemente 9c und 9d nacheinander
mit den Grundkörperkoppelelementen 11a bis 11h koppeln, in
einem zweiten Abschnitt des Verfahrbereichs zu einem konstanten
Gesamtkoppelgrad K2.
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Die
Länge 1 des ersten und des zweiten Abschnitts ist gleich
groß. Sie ist im Wesentlichen durch die Anzahl der Grundkörperkoppelelemente 11 pro Reihe 12 und
das Rastermaß a' der Grundkörperkoppelelemente 11 bestimmt.
Insbesondere ergibt sich die Länge 1 des ersten und des
zweiten Abschnitts zu l = (2n – 1)·a'/2.
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Der
zweite Abschnitt weist gegenüber dem ersten Abschnitt einen
Versatz auf. Der Versatz entspricht dem Rastermaß a der
Patientenliegenkoppelelemente
9. Der erste und der zweite
Abschnitt überlappen sich daher in einem Überlappungsbereich, dessen
Länge 1' sich zu
l' = (2n – 3)a/2ergibt.
Für das Verhältnis V der Länge 1' des Überlappungsbereichs
zur Länge 1 des ersten Abschnitts gilt daher
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Da
die Anzahl n von Grundkörperkoppelelementen 11 pro
Reihe 12 in der Regel größer als 2 ist (z.
B. 5 oder 10 oder – wie in den 5 bis 7 dargestellt – mindestens
4) und die Rastermaße a, a' gleich sind, ist das Verhältnis
V in der Regel größer als ½. Beispielsweise
ergibt sich V zu 3/5 = 0,6 für n = 3, zu 5/7 ≅ 0,7
für n = 4 und zu 7/9 ≅ 0,8 für n = 5.
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Aus
der Darstellung der Einzelkoppelgrade kaa bis kdh in den 8 und 9 ist
ersichtlich, dass unabhängig davon, um welchen Verfahrweg des
Verfahrbereichs die Patientenliege 5 zu einem bestimmten
Zeitpunkt verfahren ist, zu diesem Zeitpunkt jedes der Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11h entweder
mit keinem der Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d koppelt
oder aber mit einem einzigen der Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d koppelt.
Eine gleichzeitige Kopplung eines der Grundkörperkoppelelemente 11a bis 11h mit
zwei oder mehr der Patientenliegenkoppelelemente 9a bis 9d ist
hingegen zu keinem Zeitpunkt gegeben. Es ist daher ohne weiteres
möglich, dass die Auswertungseinrichtung 7 die
Grundkörperkoppelelemente 11 in Abhängigkeit
vom Verfahrweg der Patientenliege 5 dynamisch zu Übertragungskanälen
gruppiert und die Übertragungskanäle jeweils einer
der Lokalspulen 8 proprietär zuordnet. Dies wird
nachfolgend in Verbindung mit 10 kurz
erläutert.
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Gemäß 10 wird
in einem Schritt S1 mit dem Verschieben der Patientenliege 5 begonnen.
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In
einem Schritt S2 selektiert die Auswertungseinrichtung 7 eine
erste der Lokalspulen 8.
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In
einem Schritt S3 bestimmt die Auswertungseinrichtung 7 für
die selektierte Lokalspule 8, welche Grundkörperkoppelelemente 11 bei
der momentanen Verfahrposition mit den Patientenliegenkoppelelementen 9 der
selektierten Lokalspule 8 koppeln. Diese Grundkörperkoppelelemente 11 fasst die
Auswertungseinrichtung 7 in einem Schritt S4 zu einem Übertragungskanal
zusammen.
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In
einem Schritt S5 überprüft die Auswertungseinrichtung 7,
ob sie bereits für alle in Frage kommenden Lokalspulen 8 einen Übertragungskanal gebildet
hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Auswertungseinrichtung 7 zu
einem Schritt S6 über, in dem sie eine andere der Lokalspulen 8 selektiert. Vom
Schritt S6 aus geht die Auswertungseinrichtung 7 zum Schritt
S3 zurück.
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Wenn
hingegen bereits für alle in Frage kommenden Lokalspulen 8 ein Übertragungskanal
definiert wurde, erfasst die Auswertungseinrichtung 7 in einem
Schritt S7 über die gebildeten Übertragungskanäle
Magnetresonanzsignale der Lokalspulen 8.
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In
einem Schritt S8 überprüft die Auswertungseinrichtung 7,
ob die Erfassung der Magnetresonanzsignale beendet werden soll.
Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Auswertungseinrichtung 7 zum Schritt
S2 zurück. Anderenfalls geht die Auswertungseinrichtung 7 zu
einem Schritt S9 über, in dem sie das Verfahren der Patientenliege 5 beendet.
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Die
einzelnen Koppelelemente
9,
11 können – siehe
schematisch
11 – als induktive
Koppelelemente
9,
11 ausgebildet sein. Alternativ
können sie – siehe schematisch
12 – als
kapazitive Koppelelemente
9,
11 ausgebildet sein.
Auch Mischformen sind möglich. Pro Reihe
10,
12 von
Patientenliegenkoppelelementen
9 bzw. Grundkörperkoppelelementen
11 muss
jedoch eine einheitliche Ausgestaltung gegeben sein. Mögliche
Ausgestaltungen von induktiven Koppelelementen
9,
11 und
kapazitiven Koppelelementen
9,
11 sind in der
mehrfach erwähnten
deutschen
Patentanmeldung 10 2005 056 711.8 ausführlich
beschrieben.
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Obenstehend
wurde der Fall erläutert, dass pro Lokalspule 8 zwei
Patientenliegenkoppelelemente 9 vorhanden sind, die mit
zwei Grundkörperkoppelelementen 11 koppeln. Die
Zahl von Patientenliegenkoppelelementen 9 pro Lokalspule 8 kann
jedoch alternativ größer als 2 sein. Dies ist
für den Fall, dass jede Lokalspule 8 mit drei
Patientenliegenkoppelelementen 9 verbunden ist, schematisch
in 13 dargestellt. Diese Ausgestaltung weist entsprechend 14 den
Vorteil auf, dass – bezogen auf ein bestimmtes Grundkörperkoppelelement 11,
beispielsweise das Grundkörperkoppelelement 11a – zwischen
dem Abfallen eines Einzelkoppelgrades kaa auf Null und dem Ansteigen
eines anderen Einzelkoppelgrades kca desselben Grundkörperkoppelelements 11 eine
Pause liegt. Dieser, in 14 beispielhaft
für die Einzelkoppelgrade kaa und kca dargestellte Sachverhalt
gilt in analoger Weise auch für die anderen Einzelkoppelgrade.
Demgegenüber verbleibt – siehe die 8 und 9 – bei
nur zwei Patientenliegenkoppelelementen 9 pro Lokalspule 8, die
mit nur zwei Grundkörperkoppelelementen 11 koppeln,
in der Regel keine derartige Pause.
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Das
gleichzeitige Koppeln mit mehreren Grundkörperkoppelelementen 11 ist
zwingend erforderlich, um einen konstanten Koppelgrad K1, K2 zu erreichen.
Es ist jedoch möglich, eine derartige Kopplung auch dann
zu erreichen, wenn pro Lokalspule 8 nur ein einziges Patientenliegenkoppelelement 9 vorhanden
ist. Dies ist schematisch in 15 für
ein einzelnes Patientenliegenkoppelelement 9 und mehrere Grundkörperkoppelelemente 11 dargestellt.
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Die
obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung
der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten
Ansprüche bestimmt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10130615
C2 [0009]
- - DE 3500456 C2 [0010, 0010]
- - EP 0437049 A2 [0011]
- - DE 102005056711 [0012, 0013, 0014, 0015, 0016, 0022, 0066]
