DE102010024159A1

DE102010024159A1 - Magnetic resonance tomograph and nuclear magnetic resonance method

Info

Publication number: DE102010024159A1
Application number: DE201010024159
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-12-22
Also published as: WO2012016558A3; WO2012016558A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kernspintomograph sowie ein kernmagnetisches Resonanzverfahren. Erfindungsgemäß wird ein Kernspintomograph eingesetzt, welcher einen Magneten, eine Gradientenspule sowie eine Sendeeinheit für fortschreitende, elektromagnetische Wellen umfasst, mit der fortschreitende elektromagnetische Wellen eines E01-Mode in das Messvolumen eingekoppelt werden.The invention relates to a magnetic resonance tomograph and a nuclear magnetic resonance method. According to the invention, a magnetic resonance tomograph is used which comprises a magnet, a gradient coil and a transmission unit for advancing electromagnetic waves with which advancing electromagnetic waves of an E01 mode are coupled into the measurement volume.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kernspintomograph sowie ein kernmagnetisches Resonanzverfahren.The invention relates to a magnetic resonance tomograph and a nuclear magnetic resonance method.

Für die Bildgebung sind nach dem Stand der Technik verschiedene kernmagnetische Resonanzverfahren bekannt. Diese machen von Kernspintomographen Gebrauch. Ein nach dem Stand der Technik gebräuchlicher Kernspintomograph umfasst einen zylindrischen Magneten zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes, der im Allgemeinen als Magnet bezeichnet wird, eine weitere Gradientenspule zur Erzeugung eines Magnetgradientenfeldes, und eine Hochfrequenz-Sender-Empfängereinheit mit Antennenanordnung, die Radiostrahlung im H₁₁ -Mode sendet und registriert, sowie eine Datenverarbeitungsanlage zur Steuerung, Bearbeitung und Anzeige der Bilddaten. Die Sender-Empfängereinheit generiert dabei fortschreitende Wellen. In einer der Erfindung naheliegenden Ausführung handelt es sich bei dem ausgesendeten und empfangenen Feld um eine Hohlleitermode im runden Hohlleiter vom Typ H₁₁ Mit diesen Geräten werden die zu untersuchenden Proben bzw. in der Medizin Tiere und Menschen axial in den Magneten gelegt und einem Gradientenfeld ausgesetzt, wobei durch die Sende- und Empfängereinheit Radiostrahlung im H₁₁ Mode ausgestrahlt und registriert wird.For imaging, various nuclear magnetic resonance methods are known in the prior art. These make use of magnetic resonance tomographs. A nuclear spin tomograph commonly used in the prior art comprises a cylindrical magnet for generating a static magnetic field, which is generally referred to as a magnet, another gradient coil for generating a magnetic gradient field, and a radio frequency transmitter-receiver unit with antenna arrangement, the radio radiation in the H ₁₁ Mode sends and registers, as well as a data processing system for the control, processing and display of image data. The transmitter-receiver unit generates progressive waves. In an embodiment which is obvious to the invention, the field emitted and received is a waveguide mode in the circular waveguide of type H _11. With these devices, the samples to be examined or, in medicine, animals and humans are placed axially in the magnet and exposed to a gradient field in which radio radiation is emitted and registered in the H ₁₁ mode by the transceiver unit.

Mit diesen Geräten, welche H₁₁-Moden anregen, werden Bilder erzeugt, welche entlang der Achse des Magneten scharf und rauscharm sind, da sie nur entlang der Achse aus Ortsbereichen der Probe oder des Lebewesens kommen, in denen sie Sensitivität des Messgeräts sehr hoch ist. Für Ortsbereiche, die weiter von der Magnetachse entfernt sind bzw. durch leitende Materialien von direkter Feldeinstrahlung abgeschirmt werden, nehmen Rauschen und Unschärfe der erzeugten Bilder zu, da die Sensitivität des Messgerätes hier kleiner wird.With these devices, which excite H ₁₁ modes, images are generated which are sharp and low in noise along the axis of the magnet, since they only come along the axis from local areas of the sample or animal in which the sensitivity of the measuring device is very high , For locations further away from the magnetic axis or shielded from direct field radiation by conductive materials, noise and blurring of the images produced increase as the sensitivity of the instrument becomes smaller.

In den Randbereichen, also in größerer Entfernung zur Achse des Magnetes wird die Sensitivität des Messgeräts kleiner, so dass in diesen Bereichen weniger scharfe bzw. weniger rauschfreie Bilder entstehen.In the peripheral areas, ie at a greater distance from the axis of the magnet, the sensitivity of the measuring device becomes smaller, so that less sharp or less noise-free images occur in these areas.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Kernspintomograph und ein kernmagnetisches Resonanzaufnahmeverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen auch in den Randbereichen des Messvolumens sowie in einer langen Probe gute, scharfe bzw. rauscharme Bilder generiert werden können. Das Messvolumen wird dabei durch den homogenen Feldbereich des statischen Magnetfeldes definiert. Es soll ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, welche es ermöglichen, die Energie bei Anregung gezielt auf das zu untersuchende Objekt oder den Menschen bzw. das Tier einzustrahlen ohne die spezifische Absorptionsrate, beispielsweise an Kopf oder den Füßen eines tierischen oder menschlichen Untersuchungsobjektes, zu erhöhen bzw. ohne die gesetzlichen Grenzwerte der spezifischen Absorptionsrate auf der Antennen zugewandten Seite des menschlichen oder tierischen Untersuchungsobjekts, also dem Kopf oder den Füßen, zu überschreiten.It is therefore the object of the invention to provide a nuclear spin tomograph and a nuclear magnetic resonance recording method with which good, sharp or low-noise images can also be generated in the peripheral areas of the measuring volume and in a long sample. The measuring volume is defined by the homogeneous field range of the static magnetic field. A method and a device are to be provided which make it possible to irradiate the energy when excited specifically to the object to be examined or the human or the animal without the specific absorption rate, for example on the head or the feet of an animal or human examination object to increase or without exceeding the legal limits of the specific absorption rate on the antenna-facing side of the human or animal examination object, ie the head or feet.

Ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Verfahrensanspruchs.Starting from the preamble of claim 1, the object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1 and the independent method claim.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ist es nunmehr möglich, scharfe, rauscharme, bessere Bilder im Randbereich des durch den Magneten eingeschlossenen Messvolumens zu erzielen. Insbesondere die Messvolumina, welche in radialer Richtung von der Rotationsachse des Magneten entfernt sind, lassen sich besser und genauer und rauschärmer vermessen. Zudem besteht nicht mehr die Problematik, dass die Empfindlichkeit des Messgerätes entlang der Achse durch Absorption stark variiert. Es besteht nicht mehr die Problematik, dass die Empfindlichkeit der Sende-Empfängereinheit entlang der Achse des Magneten unterschiedlich ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, mehr Energie bei Anregung mit fortschreitenden Wellen einzustrahlen ohne die spezifische Absorptionsrate an Kopf oder an den Füßen eines tierischen oder menschlichen Untersuchungsobjektes zu erhöhen.With the method and the device according to the invention it is now possible to achieve sharp, low-noise, better images in the edge region of the measurement volume enclosed by the magnet. In particular, the measuring volumes, which are removed in the radial direction from the axis of rotation of the magnet, can be measured better and more accurately and less noise. In addition, there is no longer the problem that the sensitivity of the measuring device varies greatly along the axis due to absorption. There is no longer the problem that the sensitivity of the transceiver unit along the axis of the magnet is different. With the device according to the invention and the method according to the invention, it is possible to irradiate more energy upon excitation with advancing waves without increasing the specific absorption rate at the head or at the feet of an animal or human examination object.

Die Figuren zeigen einen Vergleich der Ergebnisse gemäß dem Stand der Technik und dem erfindungsgemäßen Verfahren.The figures show a comparison of the results according to the prior art and the inventive method.

Es zeigt:It shows:

1: Darstellung der Sensitivität in Abhängigkeit vom Abstand von der Achse des durch den Magneten eingeschlossenen Messvolumens nach dem Stand der Technik. 1 : Representation of the sensitivity as a function of the distance from the axis of the trapped by the magnet measuring volume according to the prior art.

2: Darstellung der Sensitivität in Abhängigkeit vom Abstand von der Achse des durch den Magneten eingeschlossenen Messvolumens gemäß der Erfindung. 2 : Representation of the sensitivity as a function of the distance from the axis of the measuring volume enclosed by the magnet according to the invention.

3: Verlauf der Sensitivität entlang der Rotationsachse des Magneten nach dem Stand der Technik. 3 : Course of the sensitivity along the axis of rotation of the magnet according to the prior art.

4: Verlauf der Sensitivität entlang der Rotationsachse des Magneten gemäß der Erfindung. 4 : Course of the sensitivity along the axis of rotation of the magnet according to the invention.

In den 1 und 2 bezeichnen die Abszissen jeweils den dimensionslosen Abstand von der Rotationsachse des Magneten, wobei R = 0 in der Mitte liegt und die Ordinaten bezeichnen jeweils die dimensionslose Sensitivität. In the 1 and 2 The abscisses respectively denote the dimensionless distance from the axis of rotation of the magnet with R = 0 in the middle and the ordinates respectively denote the dimensionless sensitivity.

In den 3 und 4 bezeichnen die Abszissen jeweils den dimensionslosen Abstand von dem Sender und die Ordinaten jeweils die dimensionslose Sensitivität.In the 3 and 4 The abscisses indicate the dimensionless distance from the transmitter and the ordinates respectively the dimensionless sensitivity.

Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung erläutert werden.In the following, the method and the device according to the invention will be explained.

Erfindungsgemäß wird ein Kernspintomograph zur Verfügung gestellt, welcher eine Spule zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes, sowie ein Mittel zur Erzeugung eines zeitvariablen magnetischen Feldgradienten aufweist, der weiterhin Mittel zur Einkopplung eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes eines E₀₁-Mode besitzt.According to the invention, a magnetic resonance tomograph is provided which has a coil for generating a static magnetic field and a means for generating a time-variable magnetic field gradient, which further comprises means for coupling in a propagating electromagnetic field of an E ₀₁ mode.

Die Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes bzw. einer fortschreitenden elektromagnetischen Welle eines E₀₁-Mode bewirken, dass insbesondere in den Randbereichen des Messvolumens, welche sich in größerer Entfernung von der Achse, welche den Magneten durchläuft befindet, Messungen mit hoher Sensitivität vorgenommen werden können. Damit werden vor allen Dingen bei der Vermessung von Menschen oder Tieren rauscharme, scharfe Bilder erhalten. Weiterhin besteht nicht mehr die Problematik, dass die Empfindlichkeit des Messgerätes entlang der Achse durch Absorption stark variiert. Unter dieser Achse im Sinne der Erfindung ist die Rotationsachse des Magneten zu verstehen, welche die Bohrung des Magneten durchläuft.The means for coupling in a propagating electromagnetic field or a propagating electromagnetic wave of an E ₀₁ mode, in particular in the edge regions of the measuring volume, which are located at a greater distance from the axis, which passes through the magnet, measurements are made with high sensitivity can. This is especially in the measurement of humans or animals receive low noise, sharp images. Furthermore, there is no longer the problem that the sensitivity of the measuring device along the axis varies greatly by absorption. Under this axis according to the invention, the axis of rotation of the magnet is to be understood, which passes through the bore of the magnet.

Bei dem Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes im E₀₁-Mode, kann es sich beispielsweise um eine Antenne oder um einen Wellentransformator handeln.The means for coupling in a propagating electromagnetic field in the E ₀₁ mode may be, for example, an antenna or a shaft transformer.

Das Mittel zum Einkoppeln des fortschreitenden elektromagnetischen Feldes befindet sich vorzugsweise außerhalb des Volumens, das durch den Magneten eingeschlossen wird, da somit bei der Untersuchung von lebenden Objekten klaustrophobische Effekte, die sich auch auf das Messergebnis auswirken können, vermindert oder sogar ausgeschlossen werden können. Das Messvolumen wird durch den homogenen Feldbereich des statischen Magnetfeldes gebildet. Somit können Proben von größeren Abmessungen untersucht werden sowie bei der Untersuchung von lebenden Objekten klaustrophobische Effekte reduziert oder ganz ausgeschlossen werden. Für die Verminderung von klaustrophobischen Effekten kann es auch ausreichend sein, wenn das Mittel zum Einkoppeln eines elektromagnetischen Feldes eines E₀₁-Mode, nicht tief in das durch den Magneten eingeschlossene Volumen hineinragt.The means for coupling the advancing electromagnetic field is preferably located outside the volume that is trapped by the magnet, since in the investigation of living objects claustrophobic effects, which can also affect the measurement result, can be reduced or even eliminated. The measuring volume is formed by the homogeneous field region of the static magnetic field. Thus, samples of larger dimensions can be examined as well as reduced in the investigation of living objects claustrophobic effects or completely excluded. For the reduction of claustrophobic effects, it may also be sufficient if the means for coupling in an electromagnetic field of an E ₀₁ mode does not protrude deep into the volume enclosed by the magnet.

Das Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes eines E₀₁-Modes kann sich an einem Ende des durch den Magneten begrenzten Untersuchungs- bzw. Messvolumens befinden und kann mit einem Deckel ausgestattet sein, welcher das Ende des Messvolumens nach außen abdeckt. Dadurch kann das elektromagnetische Feld besonders effizient eingekoppelt werden. Der Deckel muss das Messvolumen jedoch nicht komplett nach außen abschließen.The means for coupling a propagating electromagnetic field of an E ₀₁ -mode may be located at one end of the limited by the magnet investigation or measuring volume and may be equipped with a lid which covers the end of the measuring volume to the outside. As a result, the electromagnetic field can be coupled in particularly efficiently. However, the lid does not have to completely close the measuring volume to the outside.

Das Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes in einem E₀₁-Mode befindet sich vorzugsweise in einer Position, die sich auf der Rotationsachse des Magneten befindet, da in dieser Position eine optimale Einkopplung in das Messvolumen erfolgen kann.The means for coupling a progressive electromagnetic field in an E ₀₁ mode is preferably located in a position which is located on the axis of rotation of the magnet, since in this position an optimal coupling into the measuring volume can take place.

Das Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes eines E₀₁-Mode, kann auch als Empfänger für die Messsignale dienen.The means for coupling in a propagating electromagnetic field of an E ₀₁ mode can also serve as a receiver for the measurement signals.

Alternativ kann der Empfänger auch als gesonderte Einheit ausgeführt sein.Alternatively, the receiver may also be designed as a separate unit.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel zum Einkoppeln von fortschreitenden elektromagnetischen Wellen ein Frequenzgenerator, der über ein Koaxialkabel mit einem Wellentransformator mit dem Hohleiter, der durch die Bohrung des Magneten dargestellt wird, verbunden ist. Der Wellentransformator bildet einen Hohlleiter, der durch die Bohrung des Magneten fortgesetzt wird. Im Wellentransformator ragen die Innenleiter des Koaxialkabels als Stifte in den Hohlleiter hinein und bilden eine kapazitive Ankopplung der geführten Welle an den Hohlleitermode.In a preferred embodiment, the means for coupling advancing electromagnetic waves is a frequency generator, which is connected via a coaxial cable with a shaft transformer to the waveguide, which is represented by the bore of the magnet. The shaft transformer forms a waveguide, which is continued through the bore of the magnet. In the shaft transformer, the inner conductors of the coaxial cable protrude into the waveguide as pins and form a capacitive coupling of the guided wave to the waveguide mode.

Alternativ ist auch eine induktive Ankopplung der geführten Welle an den Hohlleitermode möglich. Dies geschieht durch eine Einkopplung mittels eines gebogenen Leiters. Mit dieser Anordnung können fortschreitende elektromagnetische Wellen der E₀₁-Mode in den Hohlleiter eingekoppelt werden.Alternatively, an inductive coupling of the guided wave to the waveguide mode is possible. This is done by a coupling by means of a curved conductor. With this arrangement, advancing electromagnetic waves of the E ₀₁ mode can be coupled into the waveguide.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die mit Mitteln zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes in einem E₀₁–Mode ausgestattet ist, ermöglicht eine rauscharme Vermessung von Messvolumenbereichen, die weiter von der Rotationsachse des Magneten entfernt sind.The device according to the invention, which is equipped with means for coupling in a propagating electromagnetic field in an E ₀₁ mode, enables a low-noise measurement of measuring volume regions, which are farther from the axis of rotation of the magnet.

Es können jedoch auch weitere Moden, wie H₁₁-, H₂₁-, H₀₁-, E₁₁-, H₃₁-, E₂₁-Moden eingekoppelt werden. Hierzu umfasst die Vorrichtung Mittel zum Einkoppeln von fortschreitenden elektromagnetischen Feldern weiterer Moden, beispielsweise der H₁₁-, H₂₁-, H₀₁-, E₁₁-, H₃₁-, oder E₂₁-Mode.However, other modes, such as H ₁₁ , H ₂₁ , H ₀₁ , E ₁₁ , H ₃₁ , E ₂₁ modes can also be coupled in. For this purpose, the device comprises means for coupling progressive electromagnetic fields of other modes, such as the H ₁₁ -, H ₂₁ -, H ₀₁ -, E ₁₁ -, H ₃₁ -, or E ₂₁ -mode.

Das hat den Vorteil, dass Bereiche des Messvolumens, welche durch fortschreitende elektromagnetische Wellen des E₀₁-Mode weniger gut vermessen werden können, ebenfalls einer sensitiven Messung zugeführt werden können.This has the advantage that areas of the measuring volume, which can be measured less well by advancing electromagnetic waves of the E ₀₁ mode, can likewise be fed to a sensitive measurement.

Das Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes der E₀₁-Mode kann auch als Empfänger für die aus der Messung resultierenden Signale fungieren. Alternativ kann jedoch auch ein anderer Empfänger vorhanden sein, der zu dem Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes im E₀₁-Mode eine gesonderte Einheit darstellt. Dabei kann es sich um einen Empfänger außerhalb der Bohrung der Magnetspule oder innerhalb des Magneten handeln. Befindet sich der Empfänger innerhalb des Magneten, so soll er erfindungsgemäß vorzugsweise wenig Platz einnehmen. Dies hat den Vorteil, dass klaustrophobische Effekte verhindert werden können. Selbiges gilt auch für Mittel zum Einkoppeln und Senden von fortschreitenden elektromagnetischen Wellen, eines anderen Mode, beispielsweise eines H₁₁-, H₂₁-, H₀₁-, E₁₁-, H₃₁-, oder E₂₁-Mode.The means for injecting a traveling electromagnetic field of the E ₀₁ mode may also act as a receiver for the signals resulting from the measurement. Alternatively, however, there may be another receiver which is a separate unit to the means for coupling a traveling electromagnetic field in the E ₀₁ mode. It may be a receiver outside the bore of the magnetic coil or inside the magnet. If the receiver is located inside the magnet, it should preferably occupy little space in accordance with the invention. This has the advantage that claustrophobic effects can be prevented. The same also applies to means for coupling and transmitting advancing electromagnetic waves, another mode, for example a H ₁₁ , H ₂₁ , H ₀₁ , E ₁₁ , H ₃₁ , or E ₂₁ mode.

Die Mittel zum Einkoppeln eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes verschiedener Modes, wie dem H₁₁-, H₂₁-, H₀₁-, E₁₁-, H₃₁-, oder E₂₁-Mode können sich ebenfalls an einem Ende der Bohrung des Magneten befinden, vorzugsweise in einer Position, insbesondere auf der Rotationsachse des Magneten, z. B. wenn ein E₀₁-Mode eingekoppelt wird, in der eine Direkteinstrahlung erfolgen kann. Vorzugsweise befindet sich das Mittel zum Einkoppeln von elektromagnetischen Wellen solcher Modes am gleichen Ende der Bohrung wie das Mittel zur Einkopplung von elektromagnetischen Wellen des E₀₁-Mode. Dies hat den Vorteil, dass die zweite Öffnung des Magneten frei zugänglich bleibt.The means for injecting a traveling electromagnetic field of various modes, such as the H ₁₁ , H ₂₁ , H ₀₁ , E ₁₁ , H ₃₁ , or E ₂₁ modes may also be located at one end of the bore of the magnet, preferably in a position, in particular on the axis of rotation of the magnet, for. B. when an E ₀₁ mode is coupled, in which a direct irradiation can take place. Preferably, the means for coupling electromagnetic waves of such modes is at the same end of the bore as the means for coupling electromagnetic waves of the E ₀₁ mode. This has the advantage that the second opening of the magnet remains freely accessible.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Mittel zum Einstrahlen von fortschreitenden elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Modes in einer Position, dass diese Mittel jeweils in einer Position angeordnet sind, die einem Nulldurchgang des jeweils anderen Modes entspricht. Dies hat den Vorteil, dass die Modes voneinander entkoppelt sind. Weiterhin können Mittel zum Einkoppeln fortschreitender elektromagnetischer Felder unterschiedlicher Moden in das Messvolumen gleichzeitig vorhanden sein.In a further preferred embodiment, the means for irradiating advancing electromagnetic waves of different modes are in a position such that these means are each arranged in a position which corresponds to a zero crossing of the respective other mode. This has the advantage that the modes are decoupled from each other. Furthermore, means for coupling progressive electromagnetic fields of different modes into the measuring volume can be present at the same time.

Weiterhin können mindestens zwei oder verschiedene Mittel zur Einkopplung fortschreitender elektromagnetische Felder unterschiedlicher Moden in das Messvolumen gleichzeitig vorhanden sein, was eine noch vollständigere Ausmessung des Messvolumens ermöglicht.Furthermore, at least two or different means for coupling propagating electromagnetic fields of different modes into the measurement volume may be present at the same time, which allows an even more complete measurement of the measurement volume.

Eine Vorrichtung, welche sowohl Mittel zur Einkopplung eines fortschreitenden elektromagnetischen Feldes eines E₀₁-Mode als auch eines anderen Mode umfasst, ermöglicht die Anwendung von Transmit-SENSE-Verfahren, bei dem die Sensitivitätsunterschiede in den Koordinaten des Messvolumens zur zusätzlichen Informationskodierung verwendet werden können. Hierzu werden mindestens zwei Moden benötigt, beispielsweise aus der Gruppe der Modes H₁₁-, H₂₁-, H₀₁-, E₁₁-, H₃₁-, oder E₂₁.A device which comprises both means for coupling a traveling electromagnetic field of an E ₀₁ mode and another mode allows the use of Transmit-SENSE methods in which the sensitivity differences in the coordinates of the measuring volume can be used for additional information coding. For this purpose, at least two modes are required, for example from the group of modes H ₁₁ -, H ₂₁ -, H ₀₁ -, E ₁₁ -, H ₃₁ -, or E ₂₁ .

Die Anwendbarkeit von fortschreitenden elektromagnetischen Feldern unterschiedlicher Moden ist nur von den baulichen Abmessungen des Magneten begrenzt. Die Bohrung soll die Ausbreitung von fortschreitenden elektromagnetischen Wellen ermöglichen. Beispielhaft, aber nicht beschränkend können Durchmesser für die Bohrung des Magneten bei einem 9.4 Tesla-System von 58 cm bis beispielsweise 63 cm angegeben werden. Der Durchmesser für die Bohrung ist nach oberen Werten grundsätzlich offen und nur durch die technische Realisierbarkeit beschränkt. Der minimale Durchmesser, ab dem Moden ausbreitungsfähig sind, hängt von der Betriebsfrequenz des kernmagnetischen Kernspintomographen und den Materialeigenschaften der Messprobe ab.The applicability of progressive electromagnetic fields of different modes is limited only by the physical dimensions of the magnet. The hole should allow the propagation of progressive electromagnetic waves. By way of example, but not limitation, diameters for the bore of the magnet in a 9.4 Tesla system may be given from 58 cm to, for example, 63 cm. The diameter for the hole is basically open according to upper values and limited only by the technical feasibility. The minimum diameter beyond which modes are capable of propagation depends on the operating frequency of the nuclear magnetic resonance tomograph and the material properties of the test sample.

Durch eine wenigstens teilweise Beladung des Magneten mit einem dielektrischen Material kann ein fortschreitendes elektromagnetisches Feld eines bestimmten Mode auch dann eingekoppelt und ausbreitungsfähig gemacht werden, wenn die Bohrung des Magneten im unbeladenen Fall unterhalb des minimalen Durchmessers zur Ausbreitung einer Welle des gewünschten Mode ist. Für einen solchen Aufbau wird die Grenzfrequenz der Mode herabgesetzt.By at least partially loading the magnet with a dielectric material, a propagating electromagnetic field of a particular mode can be coupled and propagated even if the bore of the magnet in the unloaded case is below the minimum diameter for propagating a wave of the desired mode. For such a construction, the cut-off frequency of the mode is lowered.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann wenigstens eine Mode, beispielsweise die H₁₁-Mode, in einem Winkel, vorzugsweise orthogonal polarisiert werden, was beispielhaft durch eine geometrische Rotation des entsprechenden Einkoppelstiftes auf dem Wellentransformator realisiert werden kann. Hierzu sind zwei Stifte in einem Winkel, vorzugsweise orthogonal zueinander angeordnet, die jeweils denselben Mode, beispielsweise den H₀₁-Mode, einkoppeln. Das hat den Vorteil, dass auch orthogonale Moden eines Typs zur Sensitivitätskodierung verwendet werden können, und dass das eingekoppelte fortschreitende elektromagnetische Feld der räumlichen Ausdehnung des zu untersuchenden Objekts optimal angepasst werden kann. Bei einem anderen Winkel als 90° werden ebenfalls günstige räumliche Erfassungen des zu vermessenden Objekts ermöglicht.In a further embodiment of the invention, at least one mode, for example the H ₁₁ mode, can be polarized at an angle, preferably orthogonally, which can be realized, for example, by a geometric rotation of the corresponding coupling pin on the shaft transformer. For this purpose, two pins are arranged at an angle, preferably orthogonal to each other, each of the same mode, for example, the H ₀₁ mode, couple. This has the advantage that it is also possible to use orthogonal modes of one type for sensitivity coding, and that the coupled-in progressive electromagnetic field can be optimally adapted to the spatial extent of the object to be examined. At an angle other than 90 ° favorable spatial detections of the object to be measured are also possible.

Der Empfänger befindet sich vorzugsweise außerhalb des durch den Magneten eingeschlossenen Messvolumens. Dies hat den Vorteil, dass klaustrophobische Effekte verhindert werden können. Selbiges gilt auch für Mittel zum Einkoppeln von fortschreitenden elektromagnetischen Wellen, eines anderen Mode, beispielsweise eines H₁₁-Mode. The receiver is preferably located outside the measuring volume enclosed by the magnet. This has the advantage that claustrophobic effects can be prevented. The same also applies to means for coupling propagating electromagnetic waves, another mode, for example a H ₁₁ mode.

Der Empfänger kann sowohl der Sender, als auch eine andere, davon unabhängige Einheit sein.The receiver may be both the transmitter and another unit independent of it.

Nach dem erfindungsgemäßen Bildgebenden Verfahren wird ein zu untersuchendes Objekt in einem Kernspintomograph untersucht, welcher über einen Magneten verfügt, der ein statisches Magnetfeld aufbaut. Es wird zusätzlich ein zeitvariables Magnetfeld erzeugt, welches eine Raumkodierung ermöglicht. Erfindungsgemäß wird in dem Bildgebenden Verfahren eine elektromagnetische fortschreitende Welle bzw. ein fortschreitendes elektromagnetisches Feld in die Bohrung des Magneten in einem E₀₁-Mode eingekoppelt.According to the imaging method of the invention, an object to be examined is examined in a magnetic resonance tomograph which has a magnet which builds up a static magnetic field. In addition, a time-variable magnetic field is generated, which enables a spatial coding. According to the invention, in the imaging method, an electromagnetic progressive wave or a propagating electromagnetic field is coupled into the bore of the magnet in an E ₀₁ mode.

Dies hat den Vorteil, dass insbesondere in den Randbereichen des Messvolumens, welche sich in größerer Entfernung von der Achse die den Magneten durchläuft, Messungen mit einer höheren Sensitivität durchgeführt werden können, als mit dem Stand der Technik. Damit können insbesondere in Bereichen des Messvolumens, die durch einen menschlichen oder tierischen Probanden ausgefüllt werden, besonders rauscharme Messergebnisse erhalten werden. Weiterhin variiert die Empfindlichkeit des Messgeräts entlang der Achse nicht mehr so stark.This has the advantage that measurements can be carried out with a higher sensitivity, in particular in the edge regions of the measuring volume, which runs at a greater distance from the axis through which the magnet passes, than with the prior art. In particular, in areas of the measuring volume that are filled in by a human or animal subject, particularly low-noise measurement results can be obtained. Furthermore, the sensitivity of the meter along the axis does not vary as much.

Zum Einkoppeln des erfindungsgemäßen fortschreitenden elektromagnetischen Feldes werden eine Antenne oder ein Wellentransformator eingesetzt.For coupling in the advancing electromagnetic field according to the invention, an antenna or a shaft transformer is used.

Das fortschreitende elektromagnetische Feld wird vorzugsweise von einer Position außerhalb des Magneten in das Messvolumen eingekoppelt, da somit bei der Untersuchung von lebenden Objekten klaustrophobische Effekte, die sich auch auf das Messergebnis auswirken können, vermindert oder sogar ausgeschlossen werden können.The advancing electromagnetic field is preferably coupled into the measurement volume from a position outside the magnet, since in the investigation of living objects, claustrophobic effects, which can also affect the measurement result, can be reduced or even eliminated.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Öffnung des Magneten an deren Ende sich das Mittel zum Einkoppeln des fortschreitenden elektromagnetischen Feldes einer E₀₁-Mode, durch einen Deckel abgeschirmt. Das hat den Vorteil, dass das fortschreitende elektromagnetische Feld besonders effektiv in das Messvolumen eingekoppelt werden kann.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the opening of the magnet at the end of which the means for coupling in the propagating electromagnetic field of an E ₀₁ mode is shielded by a cover. This has the advantage that the advancing electromagnetic field can be coupled particularly effectively into the measurement volume.

Vorzugsweise wird das fortschreitende elektromagnetische Feld von einem Punkt auf der Rotationsachse des Magneten in das Messvolumen eingekoppelt.The advancing electromagnetic field is preferably coupled into the measurement volume from a point on the axis of rotation of the magnet.

Mit dem erfindungsgemäßem Verfahren, nach dem in das Messvolumen ein fortschreitendes elektromagnetisches Feld in das Messvolumen eingekoppelt wird, lassen sich rauscharme Messung in Bereichen durchführen, die weiter von der Rotationsachse des Magneten entfernt sind.With the method according to the invention, according to which a progressing electromagnetic field is coupled into the measuring volume in the measuring volume, low-noise measurements can be carried out in areas which are farther from the axis of rotation of the magnet.

Zusätzlich können in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, fortschreitende elektromagnetische Wellen anderer Moden, wie der H₁₁-, H₂₁-, H₀₁-, E₁₁-, H₃₁-, oder E₂₁-Mode, in das Messvolumen eingekoppelt werden. Das hat den Vorteil, dass Bereiche des Messvolumens, welche durch fortschreitende elektromagnetische Wellen der E₀₁-Mode oder einer anderen Mode nicht ausreichend gut vermessen werden können, ebenfalls einer hohen Sensitivität durchgeführt werden können.In addition, in a further advantageous embodiment of the method according to the invention, progressive electromagnetic waves of other modes, such as the H ₁₁ , H ₂₁ , H ₀₁ , E ₁₁ , H ₃₁ , or E ₂₁ modes, can be coupled into the measurement volume , This has the advantage that areas of the measuring volume which can not be measured sufficiently well by advancing electromagnetic waves of the E ₀₁ mode or another mode can likewise be carried out with high sensitivity.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden fortschreitende elektromagnetische Felder unterschiedlicher Moden von Positionen in das Messvolumen eingekoppelt, die sich jeweils in der Position eines Nulldurchgangs der Felder anderer Moden befindet. Dies hat den Vorteil, dass die Moden voneinander entkoppelt werden können.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, progressing electromagnetic fields of different modes are coupled from positions into the measuring volume, which are each in the position of a zero crossing of the fields of other modes. This has the advantage that the modes can be decoupled from each other.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem fortschreitenden Wellen mindestens zweier verschiedener Moden eingekoppelt werden, ermöglicht die Anwendung von Transmit-SENSE-Verfahren im Sendebetrieb, bei dem die Sensitivitätsunterschiede in den Koordinaten des Messvolumens zur zusätzlichen Informationskodierung verwendet werden können. Hierzu werden mindestens zwei Moden benötigt. Werden die Mittel zum Senden oder andere Empfangsantennen mit einer Mannigfaltigkeit von mindestens zwei zum Empfangen eingesetzt, können ebenfalls SENSE-Methoden im Empfangsbetrieb eingesetzt werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, in which progressive waves of at least two different modes are coupled, it is possible to use transmit SENSE methods in transmission mode in which the sensitivity differences in the coordinates of the measurement volume can be used for additional information coding. This requires at least two modes. If the means for transmitting or other receiving antennas with a diversity of at least two are used for receiving, SENSE methods can also be used in receive mode.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann dieselbe Mode zweimal eingekoppelt werden, wobei die zweite Einkopplung zu der ersten in einem Winkel, vorzugsweise orthogonal zu der ersten polarisiert eingekoppelt wird. Grundsätzlich kann diese polarisierte Einkopplung mit jeder Mode erfolgen deren Feldlinien nicht rotationssymmetrisch sind, z. B. mit der H₁₁-Mode. Das hat den Vorteil, dass durch das resultierende elektromagnetische Feld, der räumlichen Ausdehnung des zu untersuchenden Objekts optimal angepasst werden kann. Weicht der Winkel der Polarisation der zweiten Einkopplung des Mode von 90° ab, so kann ebenfalls eine verbesserte räumliche Vermessung des Objekts erzielt werden. Insbesondere bei der Untersuchung von Menschen und Tieren ist eine Polarisation von Modes vorteilhaft.In a further embodiment of the invention, the same mode can be coupled in twice, wherein the second coupling is coupled to the first polarized at an angle, preferably orthogonal to the first. Basically, this polarized coupling can be done with any mode whose field lines are not rotationally symmetric, z. B. with the H ₁₁ mode. This has the advantage that due to the resulting electromagnetic field, the spatial extent of the object to be examined can be optimally adapted. If the angle of the polarization of the second coupling of the mode deviates from 90 °, an improved spatial measurement of the object can likewise be achieved. In particular, in the study of humans and animals, a polarization of Modes is advantageous.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Grenzfrequenz mindestens einer eingekoppelten Mode herabgesetzt. Dies kann dadurch erfolgen, dass dielektrische Materialien innerhalb der Bohrung des Magneten angebracht werden.In a further embodiment of the method according to the invention, the cutoff frequency of at least one coupled-in mode is reduced. This can be done by attaching dielectric materials within the bore of the magnet.

Der Empfänger wird vorzugsweise außerhalb des durch den Magneten eingeschlossenen Volumens positioniert. Dies hat den Vorteil, dass klaustrophobische Effekte verhindert werden können. Selbiges gilt auch für Mittel zum Einkoppeln von fortschreitenden elektromagnetischen Wellen, eines anderen Mode, beispielsweise eines H₁₁-Mode.The receiver is preferably positioned outside the volume enclosed by the magnet. This has the advantage that claustrophobic effects can be prevented. The same also applies to means for coupling propagating electromagnetic waves, another mode, for example a H ₁₁ mode.

Als Empfänger können sowohl die Mittel zum Senden, als auch davon unabhängige Einheiten eingesetzt werden.As a receiver, both the means for sending, as well as independent units can be used.

Beispiel:Example:

Der Erfindung liegen folgende Fragestellungen zugrunde:

1. Wie kann die Region hoher Sensitivität bei der Anregung und/oder Aufnahme von kernmagnetischer Resonanz mittels fortschreitender Wellen vergrößert werden?
2. Wie können die Methoden der parallelen Anregung („Transmit-SENSE”) und/oder Aufnahme („SENSE/GRAPPA”) der kernmagnetischen Resonanz auf Magnet Resonanz Tomographie (MRT) Systeme mit Aufnahme/Anregung mittels fortschreitender Wellen angewendet werden?
3. Wie kann mehr Energie bei Anregung mit fortschreitenden Wellen in die zu untersuchende Körperregion eingestrahlt werden, ohne die spezifische Absorptionsrate (SAR) an Kopf oder Füßen drastisch zu erhöhen?

The invention is based on the following questions:

1. How can the region of high sensitivity in the excitation and / or absorption of nuclear magnetic resonance be increased by means of progressive waves?
2. How can the methods of "Transmit-SENSE" and / or nuclear magnetic resonance ("SENSE / GRAPPA") magnetic resonance tomography (MRI) systems be used with progressive wave acquisition / excitation?
3. How can more energy be radiated into the region of the body to be examined when stimulated by advancing waves, without drastically increasing the specific absorption rate (SAR) of the head or feet?

Hochfeld MRT Systeme nutzen die Hochfrequenz (HF) Abschirmung des Gradientensystems als Wellenleiter. Die in der Abschirmung geführte Welle kann dann sowohl zur Anregung der kernmagnetischen Resonanz, als auch zum Empfang des Relaxationssignals verwendet werden. Damit sich eine fortschreitende Welle in einem Hohlleiter ausbreiten kann, muss die Grenzfrequenz („cut-off-frequency”) der entsprechenden Mode überschritten werden. Die Grenzfrequenz einer Methode wird durch die Querschnittsabmessung des Hohlleiters bestimmt. Für 7 Tesla (T) Systeme mit einer Protonen Resonanzfrequenz von 300 MHz und einem typischen Durchmesser der HF-Abschirmung von 58 cm liegt die Grenzfrequenz der Grundmode (Mode mit der niedrigsten Grenzfrequenz – dies ist die H₁₁-Mode in einem kreiszylindrischen Hohlleiter) bei knapp über 300 MHz. Durch die Beladung des Magneten mit einem dielektrischen Körper (Menschlicher Körper oder Phantom) kann die Grenzfrequenz auf knapp unter die Resonanzfrequenz gesenkt werden, so dass die Grundmode ausbreitungsfähig und MRT mittels einer fortschreitenden Welle möglich wird. Die H₁₁-Mode weist eine charakteristische Verteilung der magnetischen Feldstärke über dem Querschnitt des Hohlleiters auf. Sie ist in der Mitte am höchsten und nimmt radial zum Rand hin ab. Da die Effizienz/Sensitivität einer MRT Anregung/Aufnahme proportional zur magnetischen Feldstärke ist, können Volumina in der Mitte des Hohlleiters gut abgebildet werden. Zum Rand des Hohlleiters fallen Effizienz und Sensitivität stark ab und sind auf der Hohlleiteroberfläche identisch Null. Die Anregung/Aufnahme der fortschreitenden Welle erfolgt zumeist mit einer Antennenstruktur (Patch-Antenne, Dipolantenne) die konzentrisch zur HF-Abschirmung montiert wird. Für die SAR-Verteilung sind die elektrischen Felder ausschlaggebend. Auch hier weist die H₁₁-Mode Nachteile auf. Wie bei der magnetischen Feldstärke sind die elektrischen Felder in der Mitte des Hohlleiters konzentriert. Von der Service- oder Patientenseite des Magneten eingestrahlte Wellen führen deshalb zu hohen SAR-Werten im Kopf oder an den Füßen.High-field MRI systems use the high frequency (RF) shielding of the gradient system as a waveguide. The guided in the shield wave can then be used both to excite the nuclear magnetic resonance, as well as to receive the relaxation signal. For a progressive wave to propagate in a waveguide, the cut-off frequency of the corresponding mode must be exceeded. The cutoff frequency of a method is determined by the cross-sectional dimension of the waveguide. For 7 Tesla (T) systems with a proton resonance frequency of 300 MHz and a typical RF shielding diameter of 58 cm, the cutoff frequency of the fundamental mode (mode with the lowest cutoff frequency - this is the H ₁₁ mode in a circular cylindrical waveguide) is included just over 300 MHz. By loading the magnet with a dielectric body (human body or phantom), the cut-off frequency can be lowered to just below the resonant frequency so that the fundamental mode becomes propagatable and MRI by means of a progressive wave becomes possible. The H ₁₁ mode has a characteristic distribution of the magnetic field strength over the cross section of the waveguide. It is highest in the middle and decreases radially towards the edge. Since the efficiency / sensitivity of an MRI excitation / absorption is proportional to the magnetic field strength, volumes in the middle of the waveguide can be well imaged. To the edge of the waveguide efficiency and sensitivity fall off sharply and are on the waveguide surface identical zero. The excitation / recording of the progressive wave is usually done with an antenna structure (patch antenna, dipole antenna) which is mounted concentrically to the RF shield. For the SAR distribution, the electric fields are crucial. Again, the H ₁₁ mode has disadvantages. As with the magnetic field strength, the electric fields are concentrated in the middle of the waveguide. Shafts radiated by the service or patient side of the magnet therefore lead to high SAR values in the head or on the feet.

Zur Erhöhung der Sensitivität in den Randgebieten (z. B. für die Aufnahme von Körperteilen die Nahe an der HF-Abschirmung liegen) ist deshalb eine Verstärkung der magnetischen Feldstärke nahe der Abschirmung notwendig. Da sich die Feldverteilung einer Mode über dem Querschnitt nicht verändern lässt, müssen zusätzliche Moden zur Anregung/Aufnahme der MRT-Signale herangezogen werden. Komplementär zur Feldverteilung der H₁₁-Mode ist die Feldverteilung der E₀₁-Mode – sie hat eine hohe magnetische Feldstärke in den Randgebieten die zur Achse des Hohlleiters hin auf Null abfällt. Gleichzeitig weist die E₀₁-Mode eine elektrische Feldverteilung auf, die ebenfalls in den Randgebieten des Hohlleiters konzentriert ist. Bei MRT-Sequenzen mit SAR-Limitierung kann bei Anregung nur der E₀₁-Mode die SAR Belastung reduziert werden. Die E₀₁-Mode ist in einem 7T-System mit einem Durchmesser des HF-Schirms von 58 cm nicht ausbreitungsfähig, da die Grenzfrequenz deutlich höher als 300 MHz ist. Der Erfindung liegt deshalb eine MRT-System mit höherer Resonanzfrequenz (9.4 T das entspricht einer Resonanz der Wasserstoffkerne von 400 MHz) und größerem Durchmesser der HF-Abschirmung (63 cm), die durch eine größere Magnetbohrung ermöglicht wird, zugrunde. Bei 400 MHz und der genannten Abmessung der HF-Abschirmung sind sowohl die H₁₁-Mode als auch die E₀₁-Mode ausbreitungsfähig. Die oben aufgeführten Antennenstrukturen erzeugen zunächst primär eine H₁₁-Mode im Hohlleiter. Es ist deshalb eine Methode der Modeneinkopplung erforderlich, die ebenfalls die E_0l-Feldverteilung anregt. Damit der unter Punkt zwei aufgeführte Gesichtspunkt erfüllt wird, müssen die beiden Moden unabhängig voneinander angeregt werden können. Dies bedeutet, dass ein Sende-/Empfangskanal die H₁₁-Mode anregt bzw. für deren Feldverteilung als Empfänger sensitiv ist, während ein zweiter Sende-/Empfangskanal mit der E₀₁-Mode koppelt. Die Ankopplung weiterer Moden oder eine orthogonale Polarisation ist vorteilhaft. Wir haben die Aufgabe durch den Einsatz von Wellentransformatoren gelöst. Diese erlauben die Umwandlung einer TEM Mode, wie sie z. B. auf einem Koaxialkabel übertragen wird, in eine Hohlleiter Mode. So kann mittels einer kapazitiven Ankopplung am Rand des Hohlleiters eine H₁₁-Mode erzeugt werden. Ein zentral in der Mitte (auf der Achse) angeordneter Stift kann eine E₀₁ Mode anregen. Zu diesem Zweck kann die ursprünglich offene HF-Abschirmung (Zylinder ohne die Deckelseiten) vorteilhafter Weise auf einer Seite des Magneten mit einer Deckelplatte verschlossen werden. Dies ist in unserer Ausführung das so genannte „Service-Ende” des Magneten, da an der anderen Seite („Patienten-Ende”) die Patientenliege montiert ist. Um die Moden getrennt anregen zu können, wurde der H₁₁-Koppelstift eine viertel Hohlleiterwellenlänge von dem Deckel entfernt angebracht. Auf diese Weise wirkt der Deckel wie ein leerlaufendes Ende auf den Koppelstift und hat keinen Einfluss auf die Anregung der Mode. Die Entkopplung zwischen beiden Stiften findet durch die geometrische Anordnung statt. Die Stifte sind so angeordnet, dass sie in den Nullstellen der Felder der jeweiligen anderen Mode liegen. Alternativ kann eine Einkopplung der verschieden Moden auch mit speziellen Antennen erfolgen. Aufgrund der höheren technischen Komplexität wurde jedoch die Ankopplung mittels Wellentransformator gewählt.To increase the sensitivity in the peripheral areas (eg for the absorption of body parts which are close to the RF shielding), therefore, an intensification of the magnetic field strength near the shield is necessary. Since the field distribution of a mode over the cross section can not be changed, additional modes must be used to excite / record the MRI signals. Complementary to the field distribution of the H ₁₁ mode is the field distribution of the E ₀₁ mode - it has a high magnetic field strength in the peripheral regions which drops to zero towards the axis of the waveguide. At the same time, the E ₀₁ mode has an electric field distribution, which is also concentrated in the peripheral regions of the waveguide. For MRI sequences with SAR limitation, only the E ₀₁ mode can be used to reduce the SAR load when excited. The E ₀₁ mode can not propagate in a 7T system with a diameter of the 58 cm RF screen, as the cutoff frequency is significantly higher than 300 MHz. The invention is therefore based on an MR system with a higher resonance frequency (9.4 T corresponds to a resonance of the hydrogen nuclei of 400 MHz) and larger diameter of the RF shield (63 cm), which is made possible by a larger magnetic bore. At 400 MHz and the aforementioned dimension of the RF shield, both the H ₁₁ mode and the E ₀₁ mode are capable of propagation. The antenna structures listed above initially generate primarily a H ₁₁ mode in the waveguide. It is therefore a method of mode coupling required, which also stimulates the E _0l field distribution. In order to meet the point of view listed in point two, the two modes must be able to be excited independently of each other. This means that a transmit / receive channel excites the H ₁₁ mode or is sensitive to its field distribution as a receiver, while a second transmit / receive channel couples with the E ₀₁ mode. The coupling of other modes or an orthogonal polarization is advantageous. We have solved the problem by using shaft transformers. These allow the conversion of a TEM mode, as z. B. is transmitted on a coaxial cable, in a waveguide mode. Thus, by means of a capacitive coupling at the edge of the waveguide H ₁₁ mode can be generated. A centrally located pin (centered on the axis) can excite an E ₀₁ mode. For this purpose, the originally open RF shield (cylinder without the cover sides) can advantageously be closed on one side of the magnet with a cover plate. In our version, this is the so-called "service end" of the magnet, as the patient bed is mounted on the other side ("patient end"). To be able to excite the modes separately, the H ₁₁ coupling pin a quarter waveguide wavelength was removed from the cover. In this way, the lid acts like an open end on the coupling pin and has no influence on the excitation of the fashion. The decoupling between the two pins takes place through the geometric arrangement. The pins are arranged so that they lie in the zeros of the fields of the respective other mode. Alternatively, a coupling of the different modes can also be done with special antennas. Due to the higher technical complexity, however, the coupling was selected by means of shaft transformer.

Claims

Magnetic resonance tomograph comprising a magnet, a gradient coil, and means for coupling propagating electromagnetic waves, characterized in that the means for coupling advancing electromagnetic waves is a means which generates progressive electromagnetic waves in the E ₀₁ mode.

Magnetic resonance tomograph according to Claim 1, characterized in that the means for coupling propagating electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is an antenna or a shaft transformer.

Magnetic resonance tomograph according to claim 1 or 2, characterized in that the means for coupling of advancing electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is located outside the bore of the magnet or does not protrude deep into it.

Magnetic resonance tomograph according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the means for coupling propagating electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is at the end of the volume bounded by the magnet.

Magnetic resonance tomograph according to claim 4, characterized in that the means for coupling advancing electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is provided with a cover which covers the end of the volume to the outside.

Magnetic resonance tomograph according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the means for coupling advancing electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is at a position on the axis of rotation of the magnet.

Magnetic resonance tomograph according to one of claims 1 to 6, characterized in that the means for coupling advancing electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is a frequency generator which is connected via a coaxial cable with a shaft transformer which is continued through the bore of the magnet , wherein in the wave transformer, the inner conductor of the coaxial cable protrudes as a pin in the waveguide.

Magnetic resonance tomograph according to one of claims 1 to 6, characterized in that the means for coupling advancing electromagnetic waves in the E ₀₁ mode is a frequency generator which is connected via a coaxial cable with a shaft transformer which is continued through the bore of the magnet , wherein in the wave transformer, the inner conductor of the coaxial cable protrudes in curved geometry in the waveguide.

Magnetic resonance tomograph according to one of Claims 1 to 8, characterized in that it has means for coupling in at least one further progressive electromagnetic wave of another mode than the E ₀₁ mode.

Magnetic resonance tomograph according to claim 9, characterized in that the means for coupling at least one further advancing electromagnetic wave of a mode other than the E ₀₁ mode, a means for coupling a progressive electromagnetic wave of H ₁₁ -, H ₂₁ -, H ₀₁ -, E ₁₁ -, H ₃₁ -, or E ₂₁ -mode is.

Magnetic resonance tomograph according to one of claims 9 or 10, characterized in that the means for coupling different progressive electromagnetic waves of different modes are arranged in a position corresponding to a zero crossing of the other mode.

Magnetic resonance tomograph according to one of claims 1 to 11, characterized in that two Einkopplungsstifte for the coupling of the same mode are arranged at an angle to each other.

Nuclear magnetic resonance method in which an object to be examined is exposed in a static magnetic field to a time-varying magnetic field, which enables a spatial coding, and for measuring the object, a progressive, electromagnetic wave is coupled into the defined by the static magnetic measuring volume, characterized that a wave of the E ₀₁ mode is coupled in as a progressive, electromagnetic wave.

Nuclear magnetic resonance method according to claim 13, characterized in that the propagating electromagnetic wave is coupled to a shaft of the E ₀₁ mode from a position which is outside the bore of the magnet defined volume range or not deep into this.

Nuclear magnetic resonance method according to one of claims 13 or 14, characterized in that the opening of the magnet at the end at which the electromagnetic wave of the E ₀₁ -Modes is coupled, is shielded.

Nuclear magnetic resonance method according to one of claims 13 to 15, characterized in that at least one further advancing, electromagnetic wave is coupled into the measurement volume.

Nuclear magnetic resonance method according to one of claim 16, characterized in that at least one advancing electromagnetic wave of an H ₁₁ , H ₂₁ , H ₀₁ , E ₁₁ , H ₃₁ , or E ₂₁ -mode is coupled.

Nuclear magnetic resonance method according to one of claims 16 or 17, characterized in that two progressive electromagnetic waves of the same mode are coupled in an angle polarized to each other.

Nuclear magnetic resonance method according to one of claims 16 to 18, characterized in that progressive electromagnetic waves of different modes are coupled from positions into the measuring volume, which is in each case in the position of a zero crossing of the fields of the other mode.

Nuclear magnetic resonance method according to one of claims 16 to 19, characterized in that the sensitivity differences of different modes are used for a Transmit-SENSE method.