DE102009036939A1

DE102009036939A1 - Kopfspule für ein Magnetresonanztomographiegerät mit wechselbaren Bedienelementen

Info

Publication number: DE102009036939A1
Application number: DE102009036939A
Authority: DE
Inventors: Daniel Driemel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2011-02-24
Also published as: US8638100B2; US20110040174A1

Abstract

Die Erfindung optimiert eine Montage und Demontage einer Oberflächenspule (41) für ein Magnetresonanztomographiegerät (31) dadurch, dass sie Folgendes umfasst: - ein Oberteil (1), - ein Unterteil (2) und - ein Verschlusselement (8) zum Festlegen des Oberteils (1) und des Unterteils (2) aneinander, - Kontaktelemente (3, 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2), wobei durch eine Bewegung des Verschlusselements (8) Kontaktelemente (4) am Oberteil (1) mit Kontaktelementen (3) am Unterteil (2) in eine elektrisch leitende Verbindung bringbar sind und das Oberteil (1) und das Unterteil (2) aneinander festlegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenspule für ein Magnetresonanztomographiegerät.
Magnetresonanzgeräte zur Untersuchung insbesondere von Patienten durch Magnetresonanztomographie sind generell beispielsweise aus der Patentschrift DE 10314215 B4 bekannt.
Moderne Magnetresonanzanlagen (auch MR oder MRT genannt) arbeiten in der Regel mit mehreren verschiedenen Antennen (im Folgenden auch Spulen genannt) zum Aussenden von Hochfrequenzpulsen zur Kernresonanzanregung und/oder zum Empfang induzierter Magnetresonanzsignale. Häufig besitzt eine Magnetresonanzanlage eine größere, in der Regel fest im Gerät eingebaute sogenannte Ganzkörperspule, auch Body Coil genannt, sowie mehrere kleine Oberflächenspulen, auch Lokalspulen oder Local Coil genannt. Oberflächenspulen dienen im Gegensatz zur Ganzkörperspule dazu, detaillierte Abbildungen von Körperteilen bzw. Organen eines Patienten aufzunehmen, die sich verhältnismäßig nahe an der Körperoberfläche befinden. Zu diesem Zweck werden Oberflächenspulen an der Stelle des Patienten appliziert, an der sich ein zu untersuchender Bereich befindet.
Oberflächenspulen für die Magnetresonanztomographie bestehen oft aus mehreren Spulenteilen. Zum Beispiel sind Kopfspulen oder Kniespulen zum erleichterten Einstieg für den Patienten typischerweise in ein Unterteil und ein Oberteil aufgeteilt. Diese Teile werden zur Fixierung ihrer Lage während einer MRT-Messung befestigt. Verschlusselemente sind zum Beispiel Rasthebel, die verschiebbar oder drehbar gelagert werden. Die Spulenteile können zusätzlich auch elektrische Verbindungen besitzen, zum Beispiel realisiert durch Steckkontakte. Um diese Steckkontakte beim Öffnen der Spule zu lösen, werden Auswurfmechanismen in die Spulen integriert. Die Bedienung dieser beweglichen Spulenteile erfolgt durch den Anwender des MRT.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Aufbau einer Oberflächenspule zu optimieren. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung umfasst eine Oberflächenspule für ein Magnetresonanztomographiegerät, die folgendes umfasst:

– ein Oberteil,
– ein Unterteil und
– ein Verschlusselement zum Festlegen des Oberteils und des Unterteils aneinander,
– Kontaktelemente am Oberteil und am Unterteil,

Kontaktelemente am Oberteil mit Kontaktelementen am Unterteil in eine elektrisch leitende Verbindung bringbar sind und das Oberteil und das Unterteil aneinander festlegbar sind.
Eine besonders einfache Verriegelung wird ermöglicht, wenn durch nur eine Bewegung des Verschlusselements die Kontaktelemente am Oberteil und am Unterteil miteinander in elektrisch leitende Verbindung bringbar sind
und auch das Oberteil und das Unterteil aneinander festlegbar sind.
Ebenso wird eine besonders einfache Entfernung des Oberteils und Unterteils voneinander ermöglicht, wenn durch eine Bewegung des Verschlusselements oder Hebels die Kontaktelemente am Oberteil und am Unterteil voneinander trennbar sind und das Oberteil und das Unterteil voneinander entriegelbar sind.
Als Kontaktelemente können zweckmäßig am Oberteil Kontaktbuchsen und am Unterteil Kontaktstifte vorgesehen sein oder umgekehrt.
Eine Montage oder Trennung des Oberteils und Unterteils ohne Werkzeug wird unterstützt, wenn das Verschlusselement ein Hebel mit einer Übersetzung an ihm angesetzter Kraft in eine das Oberteil vom Unterteil trennende und/oder die Kontaktelemente voneinander trennende Kraft ist,
insbesondere mit einer Übersetzung von etwa eins zu vier.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind ein Rastelement und das Verschlusselement nur außer Eingriff bringbar, wenn sich das Rastelement in einer gegen eine Kraft einer Feder verschobenen Position befindet.
Vorzugsweise verriegeln sich nach einer Ausgestaltung der Erfindung das Rastelement und das Verschlusselement wenn sie miteinander im Eingriff sind gegenseitig gegen eine ungewollte Außereingriffbringung.
Zweckmäßig sind Führungsstifte vorgesehen, um den Eingriff von Kontaktelementen am Oberteil und am Unterteil ineinander bei einem Ineingriffbringen des Oberteils und des Unterteils zu unterstützen. Zueinander asymmetrische Führungsstifte ermöglichen überdies eine Codierung von Oberteilen und Unterteilen um Verwechslungen von Oberteilen und Unterteilen die nicht zusammengehören zu vermeiden.
Weitere mögliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
1 als Übersichtsdarstellung schematisch ein MRT mit Spulen,
2 eine Kopfspule in Draufsicht,
3 die Kopfspule in einer seitlichen Ansicht mit einem Kopfspulenoberteil und Kopfspulenunterteil,
4 das Oberteil der Kopfspule in einer seitlichen Ansicht mit vom Kopfspulenoberteil abgenommenem Kopfspulenunterteil,
5 Details eines Rastmechanismus am Oberteil der Kopfspule,
6 ein Verschlusselement in Form eines Hebels,
7 den Hebel in von der Kopfspule abgenommener Position,
8 einen Austausch eines Hebels,
9 die Kopfspule ohne Verkleidung.
1 zeigt ein Magnetresonanzgerät MRT 31 mit einer Ganzkörperspule 32 mit einem Rohr- förmigen Raum 33, in welchen eine Patientenliege 34 mit z. B. einem Patienten 35 und einer Oberflächenspule 41 gefahren werden kann, um Aufnahmen des Patienten 35 zu generieren. Auf dem Kopf des Patienten ist hier eine Lokalspule 1 (in Form einer Kopfspule) angelegt, mit welcher in einem lokalen Bereich (hier im Kopfbereich) gute Aufnahmen ermöglicht werden. Die Lokalspule 1 kann mit Verbindungskabeln 38 z. B. mit Anschlüssen in der Patientenliege 34 oder anderswo am MRT 31 verbunden sein.
Im Folgenden wird anhand 2–9 als Ausführungsbeispiel für eine Oberflächenspule eine Kopfspule 41 beschrieben. Eine derartige Ausführung ist nicht nur bei Kopfspulen, sondern auch bei allen anderen MRT-Oberflächenspulen einsetzbar. Elemente der Kopfspule 41 können auch, ohne deren Spulengehäuse 1, 2 zu öffnen, bei einem Kunden vor Ort getauscht werden.
2 zeigt eine Kopfspule 41, die ein Kopfspulenoberteil 1 und Kopfspulenunterteil 2 umfasst, wobei durch ein Verschlusselement (hier in Form eines Hebels 8) zum das Oberteil 1 und das Unterteil 2 aneinander festlegbar (fixierbar/verriegelbar/sicherbar usw) sind.
Eine elektrische Kontaktierung (zwischen Bauelementen des Kopfspulenoberteils 1 und Kopfspulenunterteils 2) erfolgt über (in 3 sichtbare) Kontaktelemente, nämlich hier Kontaktbuchsen 3 im Unterteil 2 und (in 4 sichtbare) Kontaktstifte 4 im Oberteil 1 (oder umgekehrt Kontaktstifte 4 im Unterteil und Kontaktbuchsen 3 im Oberteil 1). Kontaktbuchsen 3 und Kontaktstifte 4 können wenn das Oberteil und Unterteil aneinander festgelegt (verriegelt/arretiert) sind ineinander eingreifen und eine elektrische leitende Verbindung (z. B. für Elemente im Oberteil und Unterteil oder Interfaces) herstellen.
Eine Besonderheit der Kopfspule 41 ist das Zusammenfassen von zwei Funktionen in eine Bedienbewegung beim Lösen des Oberteils 1 vom Unterteil 2 des Gehäuses der Kopfspule 41. Eine Drehbewegung „O” eines Hebels 8 in 2 entriegelt das Spulengehäuse-Oberteil 1 vom Spulengehäuse-Unterteil 2 und schiebt bei weiterer Bewegung „O” des Hebels 8 (horizontal in 2) elektrische Steckkontakte aus Kontaktbuchsen des Spulengehäuse-Unterteils. Ebenso ist ein effizientes Aufsetzen des Oberteils 1 auf das Unterteil 2 mit Kontaktierung der Kontaktelemente des Oberteils 1 und Unterteils 2 möglich. Trotz der einfachen Austauschbarkeit sind die hierfür vorgesehenen Elemente (wie z. B. 5–17) vollständig im Spulengehäuse 1, 2 integriert und benötigen keine zusätzlichen Halteteile oder Schraubverbindungen. Sie verhindern durch ihr Zusammenspiel ein ungewolltes Herauslösen aus dem Spulengehäuse 1, 2.
In der Draufsicht in 3 beidseitige Halteelemente 5 am Oberteil 1 gewährleisten ein zwangsgeführtes Aufsetzen (z. B. in Richtung des Pfeiles a) des Oberteils 1 hinter (also in 3 rechts davon) Steckkontakte (Kontaktbuchsen 3) im Unterteil 2. Durch Verschieben (z. B. „waagerecht” in Richtung des Pfeiles b) des Oberteils 1 entlang des Unterteils 2 durch einen Anwender werden Kontaktelemente (Kontaktbuchsen 3 und Kontaktstifte 4 im Unterteil 2 und im Oberteil 1) miteinander kontaktiert und Halteelemente 5 am Oberteil 1 schieben sich hinter eine vorstehende Gehäusekante 14 (in 3) des Unterteils.
Beim Aufsetzen des Oberteils 1 auf das Unterteil 2 mit einem waagerechten Schieben (entgegen Richtung des Pfeiles b in 3 und 8) des Oberteils 1 auf dem Unterteil 2 oder relativ zum Unterteil 2 gleitet das Rastelement 6 auf einer Schräge 9 (in 3) am Unterteil 2 nach oben (in Richtung des Pfeils „–a”) und taucht danach in die hinter der Schräge 9 liegende Nut 10. Jetzt ist das Oberteil 1 verriegelt (an dem Unterteil 2, es rutscht vom Unterteil 2 nicht entgegen der Richtung des Pfeils b herunter).
Den Kontaktelementen 4 im Oberteil 1 (beim Verschieben des Oberteiles 1 auf dem Unterteil 2 in Richtung des Pfeiles b) voreilende Führungsstifte 17 auf zwei Seiten (in 4 links und rechts) der Steckkontakte (der Kontaktelemente 4 des Oberteils 1) optimieren die Steckgenauigkeit (beim Einstecken von Steckelementen 3, 4 ineinander während des Schiebens b des Oberteils 1 über das Unterteil 2). Um ein Anheben (entgegen des Pfeiles a) des Kopfspulenoberteils 1 beim Steckvorgang (von Steckelementen 3 und 4 ineinander) zu verhindern, ist die Länge der Führungsstifte 17 so ausgelegt, dass sie bereits in Buchsen (in Steckelementen am Unterteil) eintauchen, ehe die Schräge 9 (in Form einer Verschiebung des Rastelements 6) wirksam wird.
Eine zueinander asymmetrische Formgebung der Führungsstifte 17 und/oder eine Drehbarkeit eines gesamten Steckermoduls 15 (umfassend Kontaktelemente 4 und falls vorhanden Führungsstifte) und eines gesamten Buchsenmoduls 16 (umfassend Kontaktelemente 4 und falls vorhanden Führungsbuchsen zur Aufnahme von Führungsstiften) schaffen die Möglichkeit einer Kodierung, in der Art, dass nur bestimmte Spulenoberteile auf bestimmte Spulenunterteile gesteckt werden können. Diese Kodierung kann z. B. genutzt werden als Frequenzkodierung und damit als Unterscheidung zwischen 1,5 T und 3 T Spulen (zum Beispiel derart, dass ein 3 T Spulenoberteil nur auf ein 3 T Spulenunterteil steckbar ist), um Fehler dahingehend zu vermeiden, dass ein Oberteil und ein Unterteil die nicht zusammengehören aufeinandergesteckt werden.
Zum Öffnen der Lokalspulenanordnung 41 (also zum Entfernen des Oberteils 1 vom Unterteil 2) wird der Hebel 8 in einer Drehbewegung „O” um ca. 60° bewegt (gedreht). Die Drehbewegung „O” des Hebels 8 bewirkt eine Schubbewegung (entgegen der Richtung des Pfeiles a) des Rastelementes 6 von ca. 20 mm. Die ersten 5 mm der Schubbewegung entriegeln die Spule 41 (ein Quersteg 18 des Rastelements 6 taucht aus der Nut 19 am Hebel 8). Weitere 15 mm der Schubbewegung schieben das Oberteil 1 durch Schrägen 11 am Rastelement 6 und Schrägen 12 am Spulenunterteil 2 entgegen der Richtung des Pfeils b und trennen somit die Kontaktelemente 3, 4 des Oberteils und Unterteils voneinander. Bei einer Übersetzung von ca. 4:1 (z. B. der Hebelarme H1, H2 des Hebels 8 für manuellen Kraft-Ansatz und am Quersteg 18 des Rastelements 6) erfordert der Mechanismus geringen Kraftaufwand. Somit können auch Spulenteile mit einer großen Anzahl von Steckkontakten (wie Hochkanalspulen) mit geringer Kraft bewegt oder entriegelt werden.
Ein Rastelement 6 ist im Oberteil 1 vertikal bewegbar. Es wird durch (in 5 sichtbare) Federn 7 in Richtung des Unterteils 2 gedrückt. Der vertikale Verschiebeweg des Rastelements 6 in und entgegen der Richtung des Unterteils 2 wird durch einen Hebel 8 (nach oben und unten in 7) begrenzt. Zum Einsetzen eines Hebels 8 in das Oberteil 1 gemäß 7 wird das Rastelement 6 soweit maximal möglich vom Unterteil weg oder in 7 nach oben geschoben (die Federn 7 können dabei maximal komprimiert werden). Bei geschlossenem Kopfspulengehäuse (1, 2) wird ein Bereich unter dem Quersteg 18 des Rastelements 6 freigegeben, in den der Hebel 8 horizontal eintauchen kann. Durch Entspannen der Federn 7 (und damit Freigeben des Rastelements 6) greift ein Quersteg 18 des Rastelementes in eine Nut 19 des Hebels 8 ein. Somit verriegeln sich beide Kopfspulengehäuse-Teile 1, 2 selbst und werden bei üblicher Bedienung der Spule voraussichtlich nicht versehentlich voneinander entriegelt.
Wie 8 zeigt wird zum Austausch eines defekten Rastelements 6 oder Hebels 8 das Rastelement 6 zum Beispiel mit Fingern (also ohne ein Werkzeug) maximal gegen eine Federkraft der Federn 7 in Richtung des Pfeils „–a” nach oben gedrückt und der Hebel 8, wie aus einem Schlüsselloch unter Drehung von ca. 15° in 8 waagerecht (in Richtung des Pfeiles „b”) herausgezogen. Die Drehung um 15° bringt die Sicherungskante 13 außer Eingriff (vom Oberteil 1). Die Sicherungskante 13 verhindert bei einem ungewollten Hochschieben des Rastelements 6 (in Richtung des Pfeils „–a”) ein Herausfallen des Hebels 8 aus dem Oberteil 1, dessen (8) Schwerpunkt sich auf dieser dargestellten Seite befindet. Durch Freigeben der Federkraft der Federn 7 wird das Rastelement 6 aus dem Gehäuseoberteil 1 geschoben und kann, je nach Abnutzungsgrad, ebenfalls getauscht werden.
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 10314215 B4 [0002]

Claims

Oberflächenspule (41) für ein Magnetresonanztomographiegerät (31), die folgendes umfasst: – ein Oberteil (1), – ein Unterteil (2) und – ein Verschlusselement (8) zum Festlegen des Oberteils (1) und des Unterteils (2) aneinander, – Kontaktelemente (3, 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2), wobei die Oberflächenspule (41) so ausgebildet (3, 4, 8, 6, 10, 5, 14) ist, dass durch eine Bewegung (V) des Verschlusselements (8) Kontaktelemente (4) am Oberteil (1) mit Kontaktelementen (3) am Unterteil (2) in eine elektrisch leitende Verbindung bringbar sind und das Oberteil (1) und das Unterteil (2) aneinander festlegbar sind.
Oberflächenspule nach Anspruch 1, wobei durch eine Dreh-Bewegung (V) des Verschlusselements (8) die Kontaktelemente (3, 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2) miteinander in elektrisch leitende Verbindung bringbar sind und das Oberteil (1) und das Unterteil (2) aneinander festlegbar sind.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch nur eine Bewegung (V) des Verschlusselements (8) zuerst die Kontaktelemente (3, 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2) miteinander in elektrisch leitende Verbindung bringbar sind und dann das Oberteil (1) und das Unterteil (2) aneinander festlegbar (6, 10) sind.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch eine Bewegung (O) des Verschlusselements (Hebel 8) die Kontaktelemente (Kontaktbuchsen 3, Kontaktstifte 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2) voneinander trennbar sind und das Oberteil (1) und das Unterteil (2) voneinander entriegelbar (6, 10) sind.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Oberteil (1) Halteelemente (5) aufweist, die ein zwangsgeführtes Aufsetzen des Oberteils (1) auf dem Unterteil in einer Position sichern, von der aus die Kontaktelemente (3, 4) durch Verschieben des Oberteils (1) relativ zum Unterteil (2) entlang diesem (2) miteinander (3, 4) in Eingriff bringbar sind.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Kontaktelemente (3, 4) am Oberteil (1) Kontaktbuchsen (3) und am Unterteil (2) Kontaktstifte (4) vorgesehen sind oder am Oberteil (1) Kontaktstifte (4) und am Unterteil (2) Kontaktbuchsen (3) vorgesehen sind.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (8) ein Hebel mit einer Übersetzung an ihm angesetzter Kraft in eine das Oberteil (1) vom Unterteil (2) trennende und/oder in die Kontaktelemente (3, 4) voneinander trennende Kraft ist, insbesondere ein Hebel mit einer Übersetzung an ihm manuell angesetzter Kraft in eine das Oberteil (1) vom Unterteil (2) trennende und/oder eine die Kontaktelemente (3, 4) voneinander trennende Kraft von etwa eins zu vier.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (8) am Oberteil (1) angeordnet ist.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Rastelement (6) mit dem Verschlusselement (8) in Eingriff (16, 18) bringbar ist.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Rastelement (6) mit dem Verschlusselement (8) gegen die Kraft einer Feder (7) in Eingriff (16, 18) bringbar ist.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Rastelement (6) und das Verschlusselement (8) nur außer Eingriff (18, 19) bringbar sind, wenn sich das Rastelement (6) in einer gegen eine Kraft einer Feder (7) verschobenen („–a”) Position (8) befindet.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rastelement (6) und das Verschlusselement (8) wenn sie im Eingriff (18, 19) miteinander sind einander gegenseitig gegen eine Außereingriffbringung verriegeln.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rastelement (6) am Oberteil (1) angeordnet ist.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Führungsstifte (17) vorgesehen, um den Eingriff von Kontaktelementen (3, 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2) ineinander bei einem Ineingriffbringen des Oberteils (1) und des Unterteils (2) zu unterstützen.
Oberflächenspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zueinander asymmetrische Führungsstifte (17) vorgesehen sind, um den Eingriff von Kontaktelementen (3, 4) am Oberteil (1) und am Unterteil (2) ineinander bei einem Ineingriffbringen des Oberteils (1) und des Unterteils (2) zu unterstützen.