DE102007047020A1

DE102007047020A1 - Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen

Info

Publication number: DE102007047020A1
Application number: DE102007047020A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dr. Biber; Helmut Greim; Jörg Rothard; Markus Dr. Vester
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2027-10-02
Also published as: US7764065B2; DE102007047020B4; US20090096456A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen, mit einer Lokalspule (LS), die zum Empfang von hochfrequenten Signalen einer Magnetresonanzuntersuchung eine Anzahl an Einzelantennen (EA) aufweist, mit Vorverstärkern (VS), die zur Verstärkung der hochfrequenten Signale vorgesehen sind, und mit einer Übertragungseinrichtung, die zur Übertagung der hochfrequenten Signale von der Lokalspule (LS) zu den Vorverstärkern (VS) ausgebildet ist. Die Übertragungseinrichtung ist als Auslesespule (AS) ausgebildet und weist eine Anzahl von Einzelantennen (BA) auf. Die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) sind magnetisch mit den Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) gekoppelt (MK), wobei die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) und die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) ein durch eine Übertragungsmatrix beschreibbares, lineares MIMO-Übertragungssystem bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Magnetresonanzgeräten werden mit Hilfe von Lokalspulen Magnetresonanzsignale empfangen. Eine Lokalspule besteht im allgemeinen aus mehreren Einzelantennen, die auch als "Loop" bezeichnet werden. Diese Loop sind im allgemeinen als Spule ausgebildet.
Während der Magnetresonanzuntersuchung induzieren angeregte Atomkerne in den Einzelantennen der Lokalspule jeweilige Spannungen als Magnetresonanzsignale, die zu einem Empfänger übertragen werden. Diese Übertragung erfolgt im allgemeinen kabelgebunden.
Aus DE 3500456 A1 , US 4680549 A1 und DE 19751017 A1 ist bekannt, eine einzelne Lokalspule zu einem Resonanzkreis zu ergänzen, wobei die Lokalspule als passiver, resonanter Feldkonzentrator ausgestaltet ist und mit einer Auslesespule zur Signalübertragung koppelt.
Vorteilhaft wird hier im Empfangsfall ein Empfindlichkeitsgewinn erzielt, der einer Konzentration des Magnetfeldes entspricht. Vorteilhaft ist auch, dass die Lokalspule einfach aufgebaut werden kann, weil sie unter anderem keine Energieversorgung benötigt.
Nachteilig ist jedoch, dass der genannte Stand der Technik nicht ohne weiteres für eine Lokalspule einsetzbar ist, die eine Vielzahl von Einzelantennen bzw. Empfangsspulen aufweist.
Eine derartige Lokalspule weist entsprechend der Anzahl der Einzelantennen eine Vielzahl von zu übertragenden Moden der Magnetresonanzsignale auf, die verschiedenen Ortsfrequenzen zuordenbar sind. Höhere Signalmoden haben dabei Feldstrukturen mit einer kürzeren Reichweite und werden bei einer Übertragung stärker gedämpft. Verbunden damit sinkt ein Übertagungs-Leistungswirkungsgrad und ein anteiliger Rauschbeitrag der Auslesespule wird erhöht.
Eine verwandte Problematik besteht darin, dass durch eine verhältnismäßig starke Ankoppelung niedriger Moden diese dazu neigen, im Empfangsprofil zu dominieren. Vor allem bei einer nicht perfekten Geometrie der Lokalspule (z. B. bei einem nicht streng konzentrischen Birdcage) ist es schwierig, einen kurzwelligen Mode ohne Störungen durch Signal und Rauschen aus einem niedrigen Mode auszulesen.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der bisherigen Verwendung und Verschaltung von rauscharmen Vorverstärken. Für jede Einzelantenne der Auslesespule ist jeweils ein rauscharmer Vorverstärker vorgesehen, der das über die Einzelantenne empfangene Signal verstärkt. Die Einzelantennen der Lokalspule wirken auf die zur Signalübertragung verwendete Auslesespule zurück. Dadurch ändert sich die Quellimpedanz, an der die zugeordneten Vorverstärker betrieben werden. Außerdem werden Eingänge der verschiedenen Vorverstärker untereinander verkoppelt.
Durch diese beiden Effekte wird ein vorhandenes Vorverstärker-Eigenrauschen nachteilig erhöht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anordnung zur kabellosen Übertragung von Signalen einer Lokalspule der vorstehend beschriebenen Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen weist eine Lokalspule auf, die zum Empfang von hochfrequenten Signalen einer Magnetresonanzuntersuchung eine Anzahl an Einzelantennen aufweist. Weiter sind Vorverstärker vorgesehen, mit denen eine Verstärkung der hochfrequenten Signale erfolgt. Eine Übertragungseinrichtung ist zur Übertragung der hochfrequenten Signale von der Lokalspule zu den Vorverstärkern ausgebildet und verbindet die Einzelantennen mit den Vorverstärkern.
Die Übertragungseinrichtung ist als Auslesespule ausgebildet und weist eine Anzahl von Einzelantennen auf. Die Einzelantennen der Auslesespule sind magnetisch mit den Einzelantennen der Lokalspule gekoppelt. Durch die Kopplungen bilden die Einzelantennen der Lokalspule und die Einzelantennen der Auslesespule ein durch eine Übertragungsmatrix beschreibbares, lineares MIMO-Übertragungssystem.
Nachfolgend wird die Erfindung sowie jeweilige vorteilhafte Weiterbildungen anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Auslesen von Lokalspulensignalen,
2 bezogen auf 1 eine alternative Anordnung von Einzelantennen der Lokalspule und der Auslesespule AS,
3 eine Darstellung einer Dispersion von Moden-Resonanzfrequenzen,
4 mit Bezug auf 3 insgesamt drei Ausgestaltungen zur Einstellung einer Moden-Dispersion,
5 eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung,
6 eine beispielhafte Entkopplungsschaltung, und
7 mit Bezug auf 1 eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung,
8 eine Realisierung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Spulenhelm, und
9 eine Realisierung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Katheder.
1 zeigt eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung.
An einem Patienten P ist eine Lokalspule LS vorgesehen, die eine Vielzahl von empfangenden Einzelantennen EA aufweist. Diese sind beispielsweise als Spulen ausgebildet.
Zusätzlich ist eine Auslesespule AS vorgesehen, die wiederum eine Vielzahl von Einzelantennen BA aufweist. Die Einzelantennen BA dienen zur Übertragung von Signalen, die über die Einzelantennen EA der Lokalspule LS empfangen werden, zu einer Anzahl an Vorverstärkern VS.
Jeder Einzelantenne BA der Auslesespule AS ist beispielhaft jeweils ein Vorverstärker VS nachgeschaltet und so mit diesem verbunden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Einzelantennen EA der Lokalspule LS bzw. die Einzelantennen BA der Auslesespule AS in zueinander parallelen Ebenen E1 und E2 angeordnet. Die beiden Ebenen weisen zueinander einen Abstand d auf.
Die Einzelantennen BA der Auslesespule AS sind durch eine magnetische bzw. induktive Kopplung MK mit den Einzelantennen EA der Lokalspule LS drahtlos verbunden.
Durch die magnetische Kopplung zwischen den in Ebenen angeordeten Einzelantennen EA und BA wird ein lineares MIMO-Übertragungssystem ("Multiple Input Multiple Output, MIMO") gebildet. Jede von insgesamt N Einzelantennen EA koppelt mit jeder von insgesamt M Einzelantennen BA, so dass das lineare MIMO-Übertragungssystem durch eine NxM Übertragungsmatrix bestimmt ist.
Benachbarte mitschwingende Einzelantennen sind mit zunehmendem Abstand zwischen der Lokalspule LS und der Auslesespule AS immer schwerer unterscheidbar.
Die Magnetfelder zwischen den gekoppelten Einzelantennen EA und BA der periodisch gekoppelten Spulenarrays können in orthogonalen räumlichen Fouriermoden betrachtet werden.
Dabei zeigt sich, dass für höhere (räumlich kurzwelligere) Moden die Magnetfelder eine geringere Reichweite und damit einen vielfach kleineren Koppelfaktor m aufweisen, als dies für langwelligere Moden der Fall ist.
Die Feldstrukturen also räumlich "Tiefpass-gefiltert", wobei gilt: m ~ exp(–k d),mit m als magnetischen Koppelfaktor, mit k als Ortsfrequenz im Spulenarray, die direkt proportional zur Modennummer ist, und mit d als Abstand zwischen den Einzelantennen EA, BA der Lokalspule LS und der Auslesespule AS.
Dieser Zusammenhang führt mit den endlichen Güten Q der als Spulen ausgebildeten Einzelantennen zu einer Übertragungswirkungsgrad-Verringerung für räumlich höherfrequente Moden: eta = 1/(1 + 1/(m2Q1Q2))mit:
eta als Leistungswirkungsgrad der Übertragung,
Q1 als Güte der Einzelantennen EA und
Q2 als Güte der Einzelantennen BA.
Dadurch wird ein verfügbarer SNR-Gewinn nahe einer Patientenoberfläche reduziert und es ergibt sich ein erhöhtes Zusatzrauschen bei einer parallelen Magnetresonanz-Bildgebung.
Vor allem bei einem großem Abstand d zwischen den beiden Ebenen E1 und E2 neigen insbesondere niedrige Moden dazu, in einem gebildeten Empfangsbild bei der Helligkeit und auch beim Beitrag zum Gesamtrauschen zu dominieren.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden zur Verbesserung des Übertragungswirkungsgrads die Einzelantennen EA der Lokalspule LS in einem vergrößerten Abstand d1 von der Patientenoberfläche betrieben – beispielsweise bei einem Abstand d1 von ca. 3 cm, während übliche Abstände d derzeit bei ca. 1 cm liegen.
Damit wird zum einen der Abstand zwischen den Einzelantennen BA der Auslesespule AS und den Einzelantennen EA der Lokalspule LS verkleinert und dadurch der Koppelfaktor m vorteilhaft vergrößert. Zum zweiten wird auch die Belastung bzw. Beeinflussung der Einzelantennen EA der Lokalspule LS durch den Patienten P vorteilhaft verkleinert, so dass die Güte Q1 vergrößert wird.
Insgesamt kann ein Kompromiss eingestellt werden zwischen dem zunehmenden Auskoppelwirkungsgrad zur Auslesespule AS und dem abnehmenden Wirkungsgrad der Lokalspule LS.
Eine weitere Verbesserung wird durch eine Erhöhung der Güte Q2 der Auslesespule AS bzw. ihrer Einzelantennen BA erreicht. Beispielsweise wäre es möglich, die Einzelantennen BA der Auslesespule kryogenen Temperaturen (z. B. bei einer Temperatur von 80 K) zu betreiben. Damit würde sowohl der Widerstand als auch die Rauschtemperatur von verwendeten Antennenleitern vorteilhaft reduziert werden. Ein bei niedrigen Moden dominierender Widerstand des Patienten erscheint bei höheren Moden wegen der schwachen Koppelung ebenfalls verkleinert, so dass eine Reduktion des Eigenrauschens der Ausleseantenne voll wirksam wird.
Bezogen auf 1 ist die Lokalspule LS vorteilhafterweise beweglich und nahe am Patienten P angeordnet, während die Auslesespule AS fester Bestandteil des Magnetresonanzgeräts ist.
2 zeigt eine zu 1 alternative Anordnung der Einzelantennen EA der Lokalspule LS und der Einzelantennen BA der Auslesespule AS.
Dabei sind die Einzelantennen EA der Lokalspule LS bzw. die Einzelantennen BA der Auslesespule AS auf zueinander parallelen Zylinderwänden angeordnet.
Die Lokalspule LS ist beispielsweise als so genannte Birdcage-Antennenstruktur realisiert. Bevorzugt ist die Lokalspule als so genannter "degenerierter Birdcage" ausgestaltet, wie er beispielsweise in der Druckschrift WO 2006 090293 A1 beschrieben ist.
3 zeigt eine Dispersions-Darstellung von Moden-Resonanzfrequenzen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden gezielte Verkopplungen zwischen den Einzelantennen EA der Lokalspule LS vorgenommen, um eine Moden-Dispersion zu erreichen. Damit wird die Resonanzfrequenz niedriger Moden deutlich (typischerweise um 20%) erhöht, so dass sie oberhalb der Betriebsfrequenz des Magnetresonanzgeräts liegen.
Damit wird die Konzentration der Felder der niedrigen Moden typischerweise um einen Faktor 10 verringert. Zusätzlich werden primäre und sekundäre Felder vorteilhaft gleichphasig überlagert.
4 zeigt mit Bezug auf 3 insgesamt drei Ausgestaltungen, um eine geeignete Moden-Dispersion einzustellen.
4a zeigt eine bekannte Form einer zylindrischen Empfangsspule bzw. Lokalspule, die als so genannter "degenerate Bird cage" ausgestaltet ist. Ein derartiger Birdcage ist beispielsweise in der Druckschrift WO 2006090293 A beschrieben.
Normalerweise werden als "Stab-C" bezeichnete Stabkapazitäten so eingestellt, dass benachbarte Birdcage-Fenster gut entkoppelt sind. Daraus ergibt sich eine nur sehr geringe Abweichung der Resonanzfrequenzen aller benutzten Moden von der Magnetresonanz-Betriebsfrequenz eines MR-Gerätes.
Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Stabkapazitäten "Stab-C" so modifiziert, dass sich die gewünschte Dispersion einstellt. Dazu werden die Stabkapazitäten "Stab-C" geringfügig vergrößert und zugleich als "Endring-C" bezeichnete Endringkapazitäten geringfügig verkleinert, so dass man sich einem Hochpass-Birdcage-Betrieb annähert.
Die vorgenommene Änderungsrichtung der Kapazitätswerte sind in 4a als aufwärts bzw. abwärts gerichtete Pfeile angedeutet.
Beispielhaft wird zur Abstimmung der Kondensatoren in einem ersten Schritt ein Abgleich des "Degenerate Birdcage" auf eine minimale Dispersion vorgenommen. Die Eigenresonanzen aller Moden liegen dann nahe bei der Betriebsfrequenz der MR-Anlage.
In einem zweiten Schritt werden die Werte der Stabkapazitäten "Stab-C" um ca. 40% vergrößert. Alle Resonanzfrequenzen werden damit verringert, wobei die Frequenzen der höheren Moden stärker verringert werden als die der niedrigen Moden.
In einem dritten Schritt werden Endringkapazitäten "Endring-C" soweit verkleinern, bis ein vierter Mode auf der Betriebsfrequenz resonant ist. Die Grundmoderesonanz liegt dann etwa 20% über der Betriebsfrequenz.
4b zeigt ein an sich bekanntes "Loop-Array" als Empfangsantennenarray bzw. als Lokalspule. Dabei wird eine magneti sche Entkopplung benachbarter Einzelantennen üblicherweise durch eine gewählte Überlappung der benachbarten Spulen-Schleifen eingestellt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird nun diese Überlappung gezielt verkleinert, um für die Modendispersion die Verkopplung zu erhöhen.
In einem ersten Schritt werden Resonanzkondensatoren RC jeder einzelnen Loop EL auf die Betriebsfrequenz des MR-Geräts abgestimmt, und zwar in Abwesenheit von benachbarten Loops EL.
Die Einstellung der geometrischen Überlappung mit dem Ziel einer minimalen Kopplung zwischen den benachbarten Loop EL erfolgt entsprechend dem Dokument "The NMR phased array" von Roemer et al, Magnetic Resonance in Medicine, Volume 16, Issue 2, Pages 192-225.
In einem zweiten Schritt werden Überlappungsflächen um ca. 40% verkleinert. Damit steigt die Resonanzfrequenz des Grundmode an während die der höheren Moden absinkt.
In einem dritten Schritt werden die Resonanzkondensatoren RC soweit verkleinert, dass ein vierter Mode wieder auf die Betriebsfrequenz resonant ist. Die Grundmoderesonanz liegt dann etwa 20% über der Betriebsfrequenz.
4c zeigt eine Variante der in 4b beschriebenen Loop-Array, bei der zur Entkopplung einer Loop zu einer benachbarten Loop anstelle der Überlappung ein Entkopplungkondensator CB in einem gemeinsam Leiter verwendet wird.
Die Abstimmung der Loops mit gemeinsamen Kondensator CB erfolgt wie in 4a beschrieben. Der Kondensator CB im gemeinsamen Leiter entspricht dem Stabkapazität "Stab-C" während der Resonanzkondensator "Resonanz-C" der Endringkapazität entspricht.
5 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer zweistufigen ausgestalteten, induktiven bzw. magnetischen Koppelung.
Zwischen der Lokalspule LS und der Auslesespule AS ist eine weitere Spule als Übertragungsspule US angeordnet.
Die Übertragungsspule US weist wieder eine Anzahl an Einzelantennen UA auf, die als Spulen ausgestaltet sind.
Entsprechend sind die Einzelantennen EA der Lokalspule LS mit den Einzelantennen UA der Übertragungsspule US durch eine erste magnetische Kopplung MK1 verbunden, während die Einzelantennen UA der Übertragungsspule US mit den Einzelantennen BA der Auslesespule US durch eine zweite magnetische Kopplung MK2 verbunden sind.
Damit ist es möglich, die Abstände zwischen den jeweiligen Antennenflächen soweit zu verringern, dass eine verfügbare Empfangssignal-Energie auch für kurzwellige Moden effizient weitergereicht wird.
6 zeigt eine beispielhafte Anpassungs- und Entkopplungsschaltung zur Minimierung einer Rückwirkung auf verwendete Vorverstärker.
Wie eingangs geschildert, stellt eine Rückwirkung der Einzelantennen der Lokalspule auf die Vorverstärker ein weiteres Problem dar, das zu einem verstärkten Eigenrauschen der an sich rauscharmen Vorverstärker führt.
Eine erste Lösung dieses Problems ist, eine Anpassungs- und Entkopplungsschaltung EKS zu verwenden. Diese ist als Anpassungs- und Entkopplungsmatrix ausgebildet und zwischen den Einzelantennen BA der Auslesespule AS und den Vorverstärkern VS angeordnet.
Die Anpassungs- und Entkopplungsschaltung EKS weist Kapazitätsdioden auf und ist durch variable Recktanzen für verschiedene Lokalspulenanordnungen einstellbar.
Eine zweite Lösung (hier nicht dargestellt) des Problems besteht darin, das Eigenrauschen der Vorverstärker durch Kühlung auf kryogene Temperaturen (z. B. bei 80 K) zu verringern. Bei den vorstehend beschriebenen Einzelantennenarrays, die induktiv gekoppelt sind, ist dadurch eine signifikante Verbesserung zu erreichen.
7 zeigt mit Bezug auf 1 eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung.
Zwischen jeder Empfangsantenne BA der Auslesespule AS und dem jeweils zugeordneten Vorverstärker VS ist ein 90°-Phasenschieber zwischengeschaltet. Jeder Vorverstärker VS weist dabei eine hohe Eingangsimpedanz auf.
Durch die Phase (elektrische Länge) der Verbindung erscheint die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers als hohe Impedanz in Reihe zur Einzelantenne der Spule, so dass deren Resonanz möglichst stark bedämpft wird. Damit wird eine geringe Auswirkung von patientenabhängigen Belastungsänderungen und Verkopplungen der Einzelantennen der Lokalspule auf die empfangenen Signalpegel erreicht, ohne dabei das Signal-Rauschverhältnis (SNR) zu beeinträchtigen.
8 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung für einen Spulenhelm in einer prinzipiellen Darstellung.
Da sich Köpfe von zu untersuchenden Patienten unterscheiden werden bislang zwei Möglichkeiten zum Entwurf einer Kopfspule bzw. Spulenhelms verwendet.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, eine Spulenform zu wählen, die für Untersuchungszwecke groß genug für eine Vielzahl an möglichen Kopfformen und Kopfgrößen ist. Dabei nimmt man jedoch in Kauf, dass bei Patienten mit kleineren Köpfen (Kinder, Neugeborene, ...) aufgrund eines erhöhten Abstandes zwischen Kopf und Spule Untersuchungsergebnisse mit einem schlechten SNR gebildet werden.
Eine zweite Möglichkeit besteht in der Wahl einer Anzahl an unterschiedlichen Spulenformen, von denen jede einzelne aufgrund der jeweiligen Abmessungen für einen geringen Prozentsatz der zu untersuchenden Patienten geeignet ist und von denen jede Untersuchungsergebnisse mit einem optimalen SNR gewährleistet.
Der hier im Prinzip dargestellte Spulenhelm mit induktiver Koppelung ist für sämtliche Kopfformen und Kopfgrößen geeignet und weist eine Auslesespule AS und eine Lokalspule auf.
Die Auslesespule AS ist groß genug, um sämtliche Kopfformen und Kopfgrößen aufnehmen zu können. Mit Hilfe der Auslesespule AS werden gemäß der Erfindung durch magnetische Kopplung Signale der Lokalspule zur Auslesespule AS übertragen.
Weiterhin sind mehrere Kopfschalen KS vorgesehen, von denen jede einzelne vergleichbar einer Badehaube als flexible Haube realisiert ist.
Jede flexible Kopfschale KS wiederum trägt eine entsprechend flexible Lokalspule und ist jeweils für bestimmte Kopfformen und Kopfgrößen optimiert.
Eine derart gestaltete Kopfspule hat den Vorteil, auf Vorverstärker, Kabel oder Mantelwellensperren verzichten zu können, so dass die Lokalspule sehr flexibel realisierbar ist.
9 zeigt eine Realisierung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Katheder.
Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet für induktiv gekoppelte Spulen gemäß der Erfindung ist eine Lokalspule LS, die als "innerkörperliche Lokalspule" eingesetzt wird.
Bei konventionellen intrakorporalen bzw. innerkörperlichen Lokalspulen können aufgrund der benötigten kleinen Spulenabmessungen die Vorverstärker nicht direkt an den Spulenelementen angebracht werden, sondern müssen über eine längere Kabelstrecke angeschlossen werden. Von den angeschlossenen Kabeln wird zusätzliches Rauschen verursacht und somit das Signal-Rausch-verhältnis (SNR) verschlechtert.
Außerdem werden an den Kabeln angebrachte Mantelwellensperren benötigt, um während des Sendebetriebs entstehende Mantelwellen zu unterdrücken. Diese Mantelwellensperren belegen ein größeres Volumen, das bei intrakorporalen Lokalspulen nicht zur Verfügung steht.
Durch die vorliegende Erfindung hingegen wird ermöglicht, bei der Lokalspule sowohl auf die Vorverstärker als auch auf die kabelgebundene Übertragung des MR-Empfangssignals zu verzichten.
Dabei ist es möglich, die Auskopplung der Signale der Lokalspule über posterior oder anterior zum Patienten angebrachte Auslesespulenarrays durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3500456 A1 [0004]
- US 4680549 A1 [0004]
- DE 19751017 A1 [0004]
- WO 2006090293 A1 [0046]
- WO 2006090293 A [0051]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- "The NMR phased array" von Roemer et al, Magnetic Resonance in Medicine, Volume 16, Issue 2, Pages 192-225 [0061]

Claims

Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen, – mit einer Lokalspule (LS), die zum Empfang von hochfrequenten Signalen einer Magnetresonanzuntersuchung eine Anzahl an Einzelantennen (EA) aufweist, – mit Vorverstärkern (VS), die zur Verstärkung der hochfrequenten Signale vorgesehen sind, und – mit einer Übertragungseinrichtung, die zur Übertragung der hochfrequenten Signale von der Lokalspule (LS) zu den Vorverstärkern (VS) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Übertragungseinrichtung als Auslesespule (AS) ausgebildet ist, die eine Anzahl von Einzelantennen (BA) aufweist, – dass die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) magnetisch mit den Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) gekoppelt (MK) sind, wobei die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) und die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) ein durch eine Übertragungsmatrix beschreibbares, lineares MIMO-Übertragungssystem bilden.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) derart miteinander gekoppelt sind, dass eine modenabhängige Dispersion bewirkt wird, so dass räumlich niederfrequente Moden eine Eigenresonanz oberhalb der Betriebsfrequenz einer Magnetresonanzanlage haben.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (LS) als degenerierter Birdcage ausgestaltet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die modenabhängige Dispersion durch Variation der Stabkapazitäten einstellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (LS) in Form eines Loop-Array ausgestaltet ist, wobei das Array Einzelspulen aufweist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die modenabhängige Dispersion durch eine geometrische Überlappung der Einzelspulen eingestellt wird.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) in einer ersten Ebene (E1) und die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) in einer zweiten Ebene (E2), die zur ersten Ebene (E1) parallel ist, angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) und die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) auf zueinander parallelen Zylinderwänden angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die Lokalspule (LS) beweglich und patientennah angeordnet ist, und – dass die Auslesespule (AS) als ortsfester Teil eines Magnetresonanzgeräts ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) kryogen gekühlt sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass zwischen der Lokalspule (LS) und der Auslesespule (AS) eine Übertragungsspule (US) angeordnet ist, die eine Anzahl an Einzelantennen (UA) aufweist, – dass die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) und die Einzelantennen (UA) der Übertragungsspule (US) durch eine erste magnetische Kopplung (MK1) verbunden sind, und – dass die Einzelantennen (UA) der Übertragungsspule (US) mit den Einzelantennen (BA) der Auslesespule (US) durch eine zweite magnetische Kopplung (MK2) verbunden sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) mit jeweils zugeordneten Vorverstärkern (VS) verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungs- und Entkopplungsschaltung (EKS) zwischen den Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) und den Vorverstärkern (VS) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverstärker (VS) kryogen gekühlt sind.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Phasenschieber zwischen den Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) und den Vorverstärkern (VS) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass eine für Kopfuntersuchungen ausgestaltete Kopfschale die Einzelantennen (EA) der Lokalspule (LS) beinhaltet, – dass die Auslesespule (AS) zur Aufnahme einer Vielzahl an Kopfformen und Kopfgrößen ausgestaltet ist, und – dass die Einzelantennen (BA) der Auslesespule (AS) durch magnetische Kopplung mit den Einzelantennen (EA) der Lokalspule verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfschale als flexible Haube ausgestaltet ist, die sich an einen zu untersuchenden Kopf anformt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die Lokalspule (LS) für eine intrakorporale Anwendung ausgestaltet ist, und – dass die Auslesespule im Körper oder außerhalb eines Patientenkörpers angeordnet ist.
Anordnung nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (LS) als flexible Decke ausgestaltet ist, die über den Körper des Patienten gelegt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslesespule (AS) eine Vielfalt von Sendesignalen zugeführt werden, die von der Lokalspule (LS) konzentriert und zum Anregen der Magnetresonanz benutzt werden.