DE102008019862A1 - Magnetic resonance device i.e. magnetic resonance tomograph device, for e.g. imaging brain of patient, has receiving device arranged inside housing, where correlation of radar signals with radar impulse is checked in receiving device - Google Patents

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Abstract

The device has a housing (1) with an opening (2) for accommodating a part of a body of a patient (3). A radar transmitting and receiving device is arranged inside the housing and is provided for transmitting and receiving ultra broadband radar signals. Correlation of the radar signals reflected by the part of the body with transmitted radar impulse is checked in the receiving device to detect a time point for reflected radar impulse, so that detection of changing distance data of reflecting tissue transition into the part of the body is made during magnetic resonance imaging. An independent claim is also included for a method for operating a magnetic resonance device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät mit einem Gehäuse, das Magnetspulen zur Erzeugung der für eine Magnetresonanz-Bildgebung benötigten Magnetfelder und eine Öffnung zur Aufnahme wenigstens eines Teils des Körpers eines Patienten aufweist, und mit einer Detektions- und Auswertungseinrichtung zur bildgebenden Wiedergabe.The The invention relates to a magnetic resonance apparatus with a housing that Solenoids for generating the for Magnetic resonance imaging required magnetic fields and an opening to the Having received at least part of the body of a patient, and with a detection and evaluation device for imaging Reproduction.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, mit dem eine Magnetresonanz-Bilderfassung eines Teils des Körpers eines Patienten vorgenommen wird.The The invention further relates to a method for operating a magnetic resonance apparatus, with a magnetic resonance imaging of a part of the body of a Patient is made.

Magnetresonanzgeräte dieser Art werden seit längerer Zeit zur nichtinvasiven medizinischen Diagnostik mit nicht ionisierender Strahlung eingesetzt. Die Bildgebung mit Magnetresonanzgeräten, insbesondere Magnetresonanztomographen (Kernspintomographen), ermöglicht die Erkennung von Krankheitsherden, die mit anderen bildgebenden Verfahren, beispielsweise der Röntgendiagnostik, nicht erfassbar sind. Insbesondere ist es möglich, Diagnosen in Weichgeweben, beispielsweise im Gehirn oder in Drüsengeweben, krankhafte Veränderungen, insbesondere Tumore, festzustellen.Magnetic resonance devices of this Be kind for a long time Time for non-invasive medical diagnostics with non-ionizing Radiation used. Imaging with magnetic resonance devices, in particular Magnetic Resonance Imaging (MRI), enables the Disease detection using other imaging techniques, For example, the X-ray diagnostics, not are detectable. In particular, it is possible to make diagnoses in soft tissues, for example, in the brain or in glandular tissues, pathological changes, in particular Tumors, determine.

Die bildgebende Wiedergabe von Körperschnitten mittels der Magnetresonanztomographie erfordert üblicherweise eine Ruhestellung des Patienten während der Aufnahme.The Imaging of body sections by means of magnetic resonance imaging usually requires a rest position of the patient during the recording.

Grundsätzlich könnte erwogen werden, auch dynamische Vorgänge am menschlichen Körper abzubilden. Insbesondere wäre es wünschenswert, eine hochauflösende Magnetresonanz-Bildgebung des menschlichen Herzens zu ermöglichen. Eine hochauflösende Darstellung der Koronararterien mittels einer Magnetresonanz-Bildgebung könnte eine Reihe von Problemen der konventionellen kontrastmittelgestützten Röntgenbildgebung während einer Katheteruntersuchung (Koronarangiographie) vermeiden, insbesondere die Strahlenbelastung und das Mortalitätsrisiko während des Eingriffs. Darüber hinaus könnte die Magnetresonanz-Bildgebung als alternative Bildgebungsmethode bei der Applikation von Herzkathetern eingesetzt werden, um beispielsweise Biopsien aus dem Herzmuskel zu ermöglichen, Stents zu setzten oder andere minimalinvasive Eingriffe am Herzen durchzuführen.In principle, could be considered become, also dynamic processes on the human body map. In particular, would be it desirable one high-resolution To enable magnetic resonance imaging of the human heart. A high resolution Imaging of the coronary arteries using magnetic resonance imaging could be a series of problems of conventional contrast-enhanced X-ray imaging while avoid a catheter examination (coronary angiography), in particular the radiation exposure and mortality risk during the procedure. Furthermore could Magnetic resonance imaging as an alternative imaging method be used in the application of cardiac catheters, for example To allow biopsies from the heart muscle to set stents or perform other minimally invasive procedures on the heart.

Für eine Herzuntersuchung mittels der Magnetresonanz-Bildgebung besteht das grundsätzliche Problem, das sich einerseits das Herz aufgrund der Herztätigkeit bewegt und andererseits der Patient während der Untersuchung Atembewegungen durchführt. Insbesondere durch die Atembewegung kommt es zu Bewegungsartefakten, die die Auswertung des Magnetresonanzbildes stören bzw. unmöglich machen. Es ist daher üblich, die Aufnahmen für die Magnetresonanz-Bildgebung bei angehaltenem Atem des Patienten vorzunehmen, um die Atembewegung zu eliminieren. Für die Darstellung der Koronararterien ist dieses Verfahren jedoch nicht anwendbar, da die Bilddatenaufnahme mehrere Minuten dauern kann, während der Durchschnittspatient nur für Bruchteile von Minuten den Atem anhalten kann.For a heart examination Magnetic resonance imaging is the fundamental problem that, on the one hand, the heart moves because of the action of the heart and, on the other hand the patient during the examination carries out respiratory movements. In particular by the Breathing movement, it comes to motion artifacts, the evaluation disturb the magnetic resonance image or impossible do. It is therefore common the recordings for Magnetic resonance imaging with the patient's breath held to eliminate the breathing movement. For the presentation the coronary arteries, however, this method is not applicable, because the image data recording can take several minutes while the Average patient only for fractions can hold your breath for minutes.

Um die Bewegungsartefakte durch die Herztätigkeit selbst zu unterbinden, werden die Magnetresonanz-Bilddatenerfassungen durch EKG-Signale (Elektrokardiogramm-Signale) getriggert aufgenommen. Diese Navigationstechnik für die Magnet resonanz-Bildgebung des Herzens ist nicht sehr präzise und bringt darüber hinaus den Nachteil mit sich, dass die EKG-Elektroden in Verbindung mit den vom Magnetresonanzsystem applizierten Hochfrequenzimpulsen eine Verbrennungsgefahr und mit dem geschalteten Gradientenfeldern aufgrund einer Nervenstimulation ein Sicherheitsrisiko darstellen.Around to prevent the movement artifacts by the heart activity itself, Are the magnetic resonance image data acquisitions by ECG signals (electrocardiogram signals) triggered. This navigation technique for magnetic resonance imaging of the heart is not very precise and bring about it addition, the disadvantage that the ECG electrodes in conjunction with the RF pulses applied by the magnetic resonance system a risk of burns and with the switched gradient fields pose a safety risk due to nerve stimulation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetresonanzgerät so auszubilden und zu betreiben, dass Bewegungsartefakte vermieden oder korrigiert werden können.Of the The present invention has for its object to form a magnetic resonance apparatus and to operate that avoids or corrects motion artifacts can be.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Magnetresonanzgerät der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses wenigstens eine Radarsende- und -empfangseinrichtung angeordnet ist, die für das Aussenden und Empfangen von Ultrabreitband-Radarsignalen ausgelegt ist, dass von der Radarsende- und -empfangseinrichtung ausgesandte ultrabreitbandige Radarimpulse auf einem zu untersuchenden Teil des Körpers, der sich in der Öffnung des Gehäuses befindet, gerichtet ist und dass in der Radarsende- und -empfangseinrichtung eine Korrelation eines von dem Teil des Körpers reflektierten Radarsignals mit dem ausgesandten Radarimpuls überprüft wird, um wenigstens einen Zeitpunkt für wenigstens einen reflektierten Radarimpuls zu detektieren und so eine Erfassung von sich ändernden Abstandsdaten eines reflektierten Gewebeübergangs in dem Teil des Körpers während der Magnetresonanzbildgebung vorzunehmen.to solution This object is inventively a magnetic resonance apparatus of the beginning mentioned Art characterized in that within the housing at least a Radarsende- and -empfangseinrichtung is arranged, which is responsible for sending and receiving ultra wideband radar signals is designed that ultra-wideband radar pulses emitted by the radar transmitter and receiver on a part of the body to be examined, located in the opening of the body housing is located, and that in the Radarsend- and -empfangseinrichtung a correlation of a radar signal reflected from the part of the body is checked with the transmitted radar pulse to at least one Time for to detect at least one reflected radar pulse and so on a collection of changing ones Distance data of a reflected tissue transition in the part of the body during the Perform magnetic resonance imaging.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur und/oder Vermeidung von Bewegungsartefakten eine Bestimmung des sich ändernden Abstands eines mit der Bewegung des Körperteils korrelierten Gewebeübergangs durch Aussendung eines ultrabreitbandigen Radarimpulses auf den Körperteil und Detektion des von dem Gewebeübergang reflektierten Radarimpulses vorgenommen wird, wobei zur Bestimmung des reflektierten Radarimpulses der ausgesandte Radarimpuls mit dem von einer Empfangseinrichtung empfangenen Radarsignal korreliert wird.To solve the problem, a method of the type mentioned is characterized in that for correcting and / or avoiding motion artifacts, a determination of the changing distance correlated with the movement of the body part tissue transition by emitting an ultra-wideband radar pulse to the body part and detection of Radar pulse reflected from the tissue junction is performed, wherein for the determination of the reflected radar pulse of the emitted radar pulse with that of a receiving device received radar signal is correlated.

Die vorliegende Erfindung sieht somit vor, die Magnetresonanz-Bildgebung mit einer Abstandsmessung mit einem Ultrabreitbandradar (UWB-Radar) zu kombinieren, wobei mit dem Ultrabreitbandradar insbesondere Positionsänderungen durch die Atembewegung oder durch die Herzbewegung detektierbar sind. Da die Radarsende- und -empfangseinrichtung eine definierte Position innerhalb des Gehäuses des Magnetresonanzgeräts einnimmt, ermöglicht eine Messung des sich ändernden Abstandes eines Körperteils bzw. von Gewebe innerhalb eines Körperteils eine Positionsbestimmung. Diese Positionsbestimmung kann dazu ausgenutzt werden, die Magnetresonanz-Bildgebung immer nur in einer gleichen Position, beispielsweise des Herzens im Herzschlagzyklus, oder der Brustwand im Atemzyklus, vorzunehmen oder bei einer alternativen Magnetresonanz-Bilderfassungsmethode eine nachträgliche Korrektur der dabei gewonnenen Bilddaten vorzunehmen.The The present invention thus provides for magnetic resonance imaging with a distance measurement with an ultra-wideband radar (UWB radar) in particular, with the ultra-wideband radar position changes detectable by the respiratory movement or by the heart movement are. Since the Radarsende- and -empfangseinrichtung defined a Position inside the housing of the magnetic resonance device takes over a measurement of the changing Distance of a body part or of tissue within a body part, a position determination. This position determination can be exploited for magnetic resonance imaging always in the same position, for example, of the heart in the heartbeat cycle, or the chest wall in the respiratory cycle or in an alternative magnetic resonance imaging method an afterthought Correction of the image data obtained.

Die Radarsende- und -empfangseinrichtung kann mit einer kombinierten Sende- und -empfangsstufe aufgebaut sein und in diesem Fall eine einzige Antenne aufweisen. Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn alternativ eine von der Sendestufe separate Empfangsstufe mit jeweils einer eigenen Antenne vorgesehen sind. Ferner ist es möglich, mehrere Radarsende- und -empfangseinrichtungen zu verwenden, um eine verbesserte und ggf. erweiterte Positionsbestimmung durchführen zu können.The Radar transmitting and receiving device can be combined with a Transmitting and receiving stage be constructed and in this case a have only antenna. A simple structure arises when alternatively, a separate from the transmission stage receiving stage, respectively a separate antenna are provided. It is also possible to have several Radar transmit and receive devices to use an improved and possibly to be able to carry out extended position determination.

Die Radarsende- und -empfangseinrichtung kann in dem Gehäuse des Magnetresonanzgeräts so aufgebaut sein, dass es mit dem hohen statischen Magnetfeld und den geschalteten Gradientenfeldern des Magnetresonanzgeräts kompatibel ist. Ferner muss bei der Ausbildung des UWB-Radars darauf geachtet werden, dass der Empfängereingang des UWB-Geräts nicht durch die Hochfrequenz- und Gradientenfelder des Magnetresonanzgeräts zerstört werden. Die wenigstens eine Antenne des UWB-Radargeräts kann hierfür aus einem Material (z. B. Kupfer) aufgebaut und in an sich bekannter Weise so ausgebildet sein, dass nur minimale Induktionsspannungen aufgrund der geschalteten Gradientenfelder auftreten.The Radarsende- and -empfangseinrichtung can in the housing of the magnetic resonance apparatus be constructed so that it with the high static magnetic field and the switched gradient fields of the magnetic resonance device compatible is. In addition, attention must be given to the design of the UWB radar be that receiver input of the UWB device can not be destroyed by the radiofrequency and gradient fields of the magnetic resonance device. The at least one antenna of the UWB radar device can for this purpose from a Material (eg, copper) constructed and in a conventional manner be designed so that only minimal induction voltages due the switched gradient fields occur.

Um mit dem UWB-Radar Messdaten mit der benötigten Genauigkeit (Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit < 1 mm) zu erhalten, muss eine relativ hohe Abtastfrequenz gewählt werden. Der Frequenzbereich der UWB-Radarsignale ist zweck mäßigerweise auf 0 bis 11 GHz begrenzt. Die maximale Sendeleistung darf die zulässige Störstrahlung von Elektrogeräten (beispielsweise –41,3 dBm/MHz, wie durch FCC und ITU festgelegt) nicht überschreiten, um eine Störung schmalbandiger Systeme auszuschließen. Für einen schmalbandigen Empfänger erscheint ein derartiges UWB-Signal dann wie Rauschen, sodass das UWB-Signal keinen Frequenzbeschränkungen ausgesetzt ist. Eine Erhöhung der Bandbreite bzw. der Abtastfrequenz empfiehlt sich nicht, weil oberhalb von 10 GHz eine erhöhte Dämpfung der Signale im Gewebe auftritt.Around with the UWB radar measurement data with the required accuracy (position determination with an accuracy <1 mm), a relatively high sampling frequency must be selected. The frequency range of the UWB radar signals is expediently limited to 0 to 11 GHz. The maximum transmission power may be the permissible interference radiation of electrical appliances (for example, -41.3 dBm / MHz as determined by FCC and ITU) a disorder exclude narrowband systems. For a narrowband receiver appears such a UWB signal then as noise, so the UWB signal no frequency restrictions is exposed. An increase the bandwidth or the sampling frequency is not recommended, because increased above 10 GHz damping the signals occurs in the tissue.

Unter Zugrundelegung einer Abtastfrequenz von 9 GHz ergibt sich eine maximale Laufzeitauflösung der Reflektionssignale von etwa 111 ps. Dies entspricht einer Bewegungsauflösung von etwa 1,7 cm, wenn εr = 1 ist.Based on a sampling frequency of 9 GHz results in a maximum delay resolution of the reflection signals of about 111 ps. This corresponds to a motion resolution of about 1.7 cm, when ε r = 1.

Die Bewegungsauflösung einer im Körper liegenden wasserreichen Schicht (z. B. der Herzwand mit εr ≈ 50; εr Dielektrizitätszahl des Gewebes) hängt von den dielektrischen Eigenschaften der sie umgebenden Schichten ab. Im günstigen Fall sind das dielektrische Materialien mit einem kleinen εr (εr ≈ 1) (so z. B. für Fettschichten und die Herzbeutelschicht), weswegen mit einer Erhöhung der Bewegungsauflösung um maximal den Faktor √50 zu rechnen ist wenn die während der Propagation des Signals durch die verschiedenen Gewebeschichten auftretenden Dämpfungs- und Dispersionseffekte vernachlässigt werden können.The motion resolution of a water-rich layer lying in the body (for example, the heart wall with ε r ≈ 50, ε r dielectric constant of the tissue) depends on the dielectric properties of the surrounding layers. In a favorable case these are dielectric materials with a small ε r (ε r ≈ 1) (eg for fat layers and the pericardial layer), which is why an increase of the motion resolution by a maximum of √50 is to be expected if during the Propagation of the signal by the various layers of tissue occurring damping and dispersion effects can be neglected.

Für eine Auflösung < 1 mm wäre eine Abtastfrequenz von über 150 GHz vorzusehen. Erfindungsgemäß kann mit einer Abtastfrequenz von < 10 GHz (beispielsweise 8,95 GHz) gearbeitet und dennoch eine Auflösung im Sub-Millimeter-Bereich erzielt werden, wenn die Abstandsbestimmung auf einer Flanke des reflektierten Radarimpulses durch Ermittlung der Amplitude nach einer vorgegebenen Laufzeit, die auf der Flanke des reflektierten Radarimpulses liegt, vorgenommen wird. Auf diese Weise sind Bewegungen mit einer Amplitude von 1 mm sicher detektierbar.For a resolution <1 mm would be a Sampling frequency of over 150 GHz. According to the invention can with a sampling frequency <10 GHz (for example 8.95 GHz) and yet a resolution in the sub-millimeter range achieved when the distance determination on a flank of reflected radar pulse by determining the amplitude after a predetermined duration, which is reflected on the flank of the Radar pulse is, is made. In this way are movements with an amplitude of 1 mm safely detectable.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The Invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine stirnseitige Frontansicht eines Magnetresonanzgeräts mit einer Öffnung für die Aufnahme eines Patienten; 1 a frontal front view of a magnetic resonance device with an opening for receiving a patient;

2 einen Längsschnitt durch das Magnetresonanzgerät gemäß 1 mit einem darin liegenden Patienten; 2 a longitudinal section through the magnetic resonance apparatus according to 1 with a patient in it;

3 eine schematische Darstellung der Bewegungsamplitude einer Brustwand und eines Herzens, die mit einer Radarsende- und -empfangseinrichtung bestrahlt werden; 3 a schematic representation of the amplitude of movement of a chest wall and a heart, which are irradiated with a radar transmitting and receiving device;

4 eine schematische Darstellung der durch die Reflektion an der Brustwand bzw. an der Herzbeutelwand entstehenden reflektierten Radarimpulse, wie sie von einer Empfangsstufe der Radarsende- und -empfangseinrichtung empfangen und ausgewertet werden; 4 a schematic representation of the resulting from the reflection on the chest wall or on the pericardial wall reflected Radarim pulses as received and evaluated by a receiving stage of the radar transmitting and receiving device;

5 eine Messkurve für eine Bewegungsamplitude von 1 mm; 5 a measurement curve for a movement amplitude of 1 mm;

6 eine vergleichende Darstellung einer als Referenzsignal dargestellten Testbewegung und deren Erfassung mit einem Magnetresonanzgerät und einem UWB-Radar gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 a comparative representation of a test movement shown as a reference signal and their detection with a magnetic resonance apparatus and a UWB radar according to the present invention.

1 lässt einen üblichen Aufbau eines Magnetresonanzgeräts erkennen, dessen Gehäuse 1 in bekannter Weise eine stirnseitige Öffnung 2 aufweist, in die ein Patient 3 – je nach Untersuchungsaufgabe – ganz oder teilweise eingeschoben wird. Das Magnetresonanzgerät enthält in bekannter Weise hier nicht näher dargestellte Anregungs- und Detektionsspulen sowie eine Auswerteeinrichtung, die regelmäßig eine zweidimensionale Bilddarstellung eines entsprechend der Lage des Patienten 3 gebildeten Schnitts durch den Körper des Patienten 3 wiedergibt. 1 shows a conventional structure of a magnetic resonance device whose housing 1 in a known manner an end opening 2 in which a patient 3 - Depending on the task of investigation - completely or partially inserted. The magnetic resonance apparatus includes in a known manner not shown here excitation and detection coils and an evaluation that regularly a two-dimensional image representation of a corresponding to the position of the patient 3 formed section through the patient's body 3 reproduces.

Erfindungsgemäß ist in der Öffnung 2 des Gehäuses 1 eine Antennenhalterung 4 vorgesehen, an der eine Sendeantenne 5 einer Sendestufe und eine Empfangsantenne 6 einer Empfangsstufe einer Radarsende- und -empfangseinrichtung befestigt sind.According to the invention is in the opening 2 of the housing 1 an antenna mount 4 provided at the one transmitting antenna 5 a transmission stage and a receiving antenna 6 a receiving stage of a Radarsend- and -empfangseinrichtung are attached.

2 verdeutlicht die Lage der Sendeantenne und Empfangsantenne 5, 6, die für eine Herzuntersuchung des Patienten 3 angeordnet sind. 2 clarifies the position of the transmitting antenna and receiving antenna 5 . 6 necessary for a heart examination of the patient 3 are arranged.

2 verdeutlicht noch eine Besonderheit einer Magnetresonanz-Bildgebung, bei der eine Magnetresonanz-Sende- und -empfangsspule 7 zusätzlich verwendet wird, die auf den Brustkorb des Patienten gelegt ist. Auch bei dieser Anordnung ist die erfindungsgemäße Verwendung eines UWB-Radars möglich. 2 illustrates a special feature of a magnetic resonance imaging, in which a magnetic resonance transmitting and receiving coil 7 is additionally used, which is placed on the chest of the patient. Even with this arrangement, the inventive use of a UWB radar is possible.

3 zeigt schematisch, dass die Radarsignale einer Radarsendeantenne 5 auf eine Brustwand 8 und ein Pericard (Herzbeutel) 9 eines Herzens 10 eines Patienten 3 gelangen. Eine Mittelstellung der entsprechenden Gewebe, Brustwand 8 und Pericard 9 ist in 3 mit durchgezogenen Linien verdeutlicht. Gestrichelte Linien zeigen die Grenzamplituden für die Bewegung der Brustwand 8 beim Atmen und des Pericards 9 beim Herzschlag. 3 schematically shows that the radar signals of a Radarsendeantenne 5 on a chest wall 8th and a pericard (pericardium) 9 of a heart 10 a patient 3 reach. A middle position of the corresponding tissues, chest wall 8th and pericardium 9 is in 3 illustrated by solid lines. Dashed lines show the limit amplitudes for the movement of the chest wall 8th while breathing and the pericardium 9 at the heartbeat.

Entsprechend sind in 4 ein erster Impuls 11 als an der Brustwand 8 reflektiertes Signal und ein zweiter Impuls 12 als am Pericard 9 reflektierter Impuls mit durch die Bewegungsamplituden vorgegebenen Positionsverschiebungen in jeweils einer durchgezogenen Linie und zwei gestrichelten Linien dargestellt.Accordingly, in 4 a first impulse 11 as on the chest wall 8th reflected signal and a second pulse 12 as at the pericardium 9 reflected pulse with predetermined by the movement amplitudes position shifts in each case a solid line and two dashed lines.

Diese Impulse werden dadurch in der Auswertungseinrichtung generiert, dass der ausgesandte, sehr kurze Radarimpuls in die Empfangseinrichtung der Radarsende- und -empfangseinrichtung geleitet wird und dort mit dem durch die Empfangsantenne 6 empfangenen Radarsignalen durch eine Autokorrelationsfunktion bzw. Kreuzkorrelationsfunktion verglichen wird, wodurch der in 4 dargestellte Impuls 11, 12 als Peak der Autokorrelationsfunktion bzw. Kreuzkorrelationsfunktion entsteht. Als ultrabreitbandige Radarsignale können entsprechende Impulse, beispielsweise Gauß-Impulse, oder ein Pseudorauschen verwendet werden.These pulses are thereby generated in the evaluation device that the emitted, very short radar pulse is passed into the receiving device of the Radarsende- and -empfangseinrichtung and there with the through the receiving antenna 6 received radar signals is compared by an autocorrelation function or cross-correlation function, whereby the in 4 illustrated pulse 11 . 12 as a peak of the autocorrelation function or cross-correlation function arises. As ultrabreitbandige radar signals corresponding pulses, such as Gaussian pulses, or a pseudo noises can be used.

Die Auswertung des Abstandes geschieht nun in einer vorteilhaften Weise dadurch, dass die Kenntnis des Abstandes der Brustwand 8 von Sendeantenne 5 und der Empfangsantenne 6 – und damit die damit verbundene Laufzeit τ1 – bekannt ist, und dass eine Laufzeit τ1 eingestellt wird, für die der reflektierte Impuls 11 innerhalb seiner Positionsvariation immer auf einer Flanke des Impulses 11 liegt. Die Auswertungseinrichtung tastet somit den reflektierten Impuls zum Zeitpunkt τ1 ab und bestimmt dessen Amplitude A (τ1, tx). In 4 sind die möglichen Amplituden zum Zeitpunkt des Einatmens (maximale Nähe der Brustwand 8 zur Sendeantenne 5 und Empfangsantenne 6), in einer durch durchgezogene Linien charakterisierten mittleren Position, um zum Zeitpunkt des Ausatmens (maximaler Abstand der Brustwand 8 von der Sendeantenne 5 und Empfangsantenne 6) verdeutlicht.The evaluation of the distance is now done in an advantageous manner in that the knowledge of the distance of the chest wall 8th from transmitting antenna 5 and the receiving antenna 6 - And thus the associated transit time τ 1 - is known, and that a running time τ 1 is set, for which the reflected pulse 11 within its position variation always on one edge of the pulse 11 lies. The evaluation device thus samples the reflected pulse at time τ 1 and determines its amplitude A (τ 1 , t x ). In 4 are the possible amplitudes at the time of inhalation (maximum proximity of the chest wall 8th to the transmitting antenna 5 and receiving antenna 6 ), in a middle position characterized by solid lines, at the time of exhalation (maximum distance of the chest wall 8th from the transmitting antenna 5 and receiving antenna 6 ) illustrates.

Durch die entsprechende Amplitudenbestimmung zum Zeitpunkt τ1 kann die angestrebte Auflösungsvergrößerung erreicht werden.By the appropriate amplitude determination at the time τ 1 , the desired resolution increase can be achieved.

In entsprechender Weise findet die Auswertung für den vom Pericard 9 reflektierten Impuls 12 zum Zeitpunkt τ2 nach der gleichen Methode statt.In a similar way, the evaluation for the pericardium 9 reflected pulse 12 at time τ 2 according to the same method.

5 ist mit einem UWB-Radar in einem Abstand von 43 cm von einem Haut-Gewebe-Äquivalent ermittelt worden, das sich mit einer Sinusfunktion 13 mit einer Amplitude von 1 mm und einer Frequenz von 0,75 Hz bewegt hat. 5 has been detected with a UWB radar at a distance of 43 cm from a skin-tissue equivalent that deals with a sine function 13 with an amplitude of 1 mm and a frequency of 0.75 Hz.

Die dabei ermittelte Messkurve 14 lässt erkennen, dass die Bewegung von weniger als 1 mm mit dem UWB-Radar ermittelbar ist, wobei die Auswertungsmethode verwendet worden ist, wie sie anhand von 4 erläutert worden ist.The resulting measured curve 14 indicates that the movement of less than 1 mm can be detected with the UWB radar, using the evaluation method as described by 4 has been explained.

6 zeigt eine Vergleichsdarstellung einer Sollfunktion (Referenz), die mit einem Magnetresonanzgerät (MR) und mit einem UWB-Radar (UWB) aufgenommen worden ist. Die Messungen sind mit einem planaren, gewebeäquivalenten Phantom durchgeführt worden, das die passiven elektrischen Eigenschaften der Haut nachbildet. Das Phantom ist mit einem Schrittmotor in unterschiedlicher Weise bewegt worden. Zur Verdeutlichung sind die Kurven in ε-Richtung auseinandergezogen worden; da sie ohne diese Darstellung sehr stark übereinander verlaufen würden. Die Darstellung zeigt, dass die Bewegung eines Körperteils mit einer hinreichenden Auflösung mit einem UWB-Radar verfolgbar ist, sodass die vom UWB-Radar gemessenen Positionsdaten sowohl zum Triggern des Magnetresonanzgeräts als auch zur nachträglichen Korrektur der Bilddaten des Magnetresonanzgeräts verwendet werden können. 6 shows a comparison representation of a reference function (reference), which has been recorded with a magnetic resonance device (MR) and with a UWB radar (UWB). The measurements are with a planar, tissue-equivalent phantom that mimics the passive electrical properties of the skin. The phantom has been moved with a stepper motor in different ways. For clarity, the curves have been pulled apart in the ε-direction; because without this representation they would be very much on top of each other. The illustration shows that the movement of a body part with a sufficient resolution can be tracked with a UWB radar, so that the position data measured by the UWB radar can be used both for triggering the magnetic resonance device and for the subsequent correction of the image data of the magnetic resonance device.

Claims (9)

Magnetresonanzgerät mit einem Gehäuse (1), das Magnetspulen zur Erzeugung der für eine Magnetresonanzbildgebung benötigten Magnetfelder und eine Öffnung (2) zur Aufnahme wenigstens eines Teils des Körpers eines Patienten (3) aufweist, und mit einer Detektions- und Auswertungseinrichtung zur bildegebenden Wiedergabe, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (1) wenigstens eine Radarsende- und -empfangseinrichtung (5, 6) angeordnet ist, die für das Aussenden und Empfangen von Ultrabreitband-Radarsignalen ausgelegt ist, dass von der Radarsende- und -empfangseinrichtung (5, 6) ausgesandte ultrabreitbandige Radarimpulse auf einen zu untersuchenden Teil (8, 9) des Körpers (3), der sich in der Öffnung (2) des Gehäuses (1) befindet, gerichtet ist und dass in der Radarsende- und -empfangseinrichtung eine Korrelation eines von dem Teil (8, 9) des Körpers (3) reflektierten Radarsignals mit dem ausgesandten Radarimpuls überprüft wird, um wenigstens einen Zeitpunkt für wenigstens einen reflektierten Radarimpuls (11, 12) zu detektieren und so eine Erfassung von sich ändernden Ab standsdaten eines reflektierenden Gewebeübergangs in dem Teil (8, 9) des Körpers (3) während der Magnetresonanzbildgebung vorzunehmen.Magnetic resonance device with a housing ( 1 ), the magnetic coils for generating the magnetic fields required for a magnetic resonance imaging and an opening ( 2 ) for receiving at least part of the body of a patient ( 3 ), and having a detection and evaluation device for bilbildenden playback, characterized in that within the housing ( 1 ) at least one radar transmitting and receiving device ( 5 . 6 ) arranged for the transmission and reception of ultra-wideband radar signals that is transmitted by the radar transmitting and receiving device ( 5 . 6 ) radiated ultra-wideband radar pulses on a part to be examined ( 8th . 9 ) of the body ( 3 ) located in the opening ( 2 ) of the housing ( 1 ) and that in the radar transmitting and receiving device, a correlation of one of the part ( 8th . 9 ) of the body ( 3 ) radar pulse is checked to at least one time for at least one reflected radar pulse ( 11 . 12 ), thus detecting a detection of changing distance data of a reflecting tissue junction in the part (FIG. 8th . 9 ) of the body ( 3 ) during magnetic resonance imaging. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsende- und Empfangseinrichtung eine Sendestufe und eine davon separate Empfangsstufe aufweist.magnetic resonance apparatus according to claim 1, characterized in that the Radarsende- and receiving device a transmission stage and a separate reception stage has. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanz-Bilderfassung durch die gemessenen Abstandsdaten steuerbar ist.magnetic resonance apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic resonance imaging is controllable by the measured distance data. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Magnetresonanz-Bilderfassung gewonnenen Daten durch die gemessenen Abstandsdaten korrigierbar sind.magnetic resonance apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the Magnetic resonance imaging collected data through the measured Distance data can be corrected. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Abstandsdaten die Amplitude des reflektierten Radarimpulses (11, 12) nach einer dem Abstand etwa entsprechenden Laufzeit (τ1, τ2) verwendet wird, die einer Flanke des reflektierten Radarimpulses (11, 12) entspricht.Magnetic resonance apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that for determining the distance data, the amplitude of the reflected radar pulse ( 11 . 12 ) is used after a distance approximately corresponding transit time (τ 1 , τ 2 ), the one edge of the reflected radar pulse ( 11 . 12 ) corresponds. Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts, mit dem eine Magnetresonanz-Bilderfassung eines Teils (8, 9) des Körpers (3) eines Patienten vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur und/oder Vermeidung von Bewegungsartefakten eine Bestimmung des sich ändernden Abstand eines mit der Bewegung des Körperteils (8, 9) korrelierten Gewebeübergangs durch Aussendung eines ultrabreitbandigen Radarimpulses auf den Teil (8, 9) des Körpers (3) und Detektion des von dem Gewebeübergang reflektierten Radarimpulses (11, 12) vorgenommen wird, wobei zur Bestimmung des reflektierten Radarimpulses (11, 12) der ausgesandte Radarimpuls mit dem von einer Empfangsantenne (6) empfangenen Radarsignal) korreliert wird.Method for operating a magnetic resonance apparatus, with which a magnetic resonance image acquisition of a part ( 8th . 9 ) of the body ( 3 ) of a patient, characterized in that for the correction and / or avoidance of movement artifacts, a determination of the changing distance of one with the movement of the body part ( 8th . 9 ) correlated tissue transition by emitting an ultra-wideband radar pulse on the part ( 8th . 9 ) of the body ( 3 ) and detection of the radar pulse reflected from the tissue junction ( 11 . 12 ) is carried out, wherein for determining the reflected radar pulse ( 11 . 12 ) the emitted radar pulse with that of a receiving antenna ( 6 ) received radar signal) is correlated. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanz-Bilderfassung nur bei gleichen detektierten Abständen ausgelöst wird.Method according to Claim 6, characterized that the magnetic resonance image acquisition detected only at the same intervals is triggered. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetresonanz-Bilddaten mit Informationen über einen detektierten geänderten Abstand korrigiert werden.Method according to Claim 6, characterized that the magnetic resonance image data with information about a detected changed Distance to be corrected. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsabstand bestimmt und danach eine dem Ausgangsabstand entsprechende Laufzeit (τ1, τ2) so eingestellt wird, dass die Laufzeit (τ1, τ2) auf einer Flanke des reflektierten Radarimpulses (11, 12) liegt und das Änderungen des Abstands als Änderungen der Amplitude (A) auf der Flanke des reflektierten Radarimpulses (11, 12) ausgewertet werden.Method according to one of Claims 6 to 8, characterized in that an output distance is determined and then a delay corresponding to the output distance (τ 1 , τ 2 ) is set such that the transit time (τ 1 , τ 2 ) on an edge of the reflected radar pulse ( 11 . 12 ) and the changes in the distance as changes in the amplitude (A) on the edge of the reflected radar pulse ( 11 . 12 ) be evaluated.
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