DE102010041202B4 - Magnetresonanzgerät, Reflektor-Array und Hochfrequenzschirmsystem für ein Magnetresonanzgerät - Google Patents

Abstract

Magnetresonanzgerät (1) mit
– einem Messraum (2),
– einer Antennenanordnung (5), die eine Mehrzahl von zumindest bereichsweise um den Messraum angeordneten Antennenelementen (6) aufweist,
– einem vom Messraum (2) aus gesehen außerhalb der Antennenanordnung (5) angeordneten Gradientenspulensystem,
– und einem zwischen der Antennenanordnung (5) und dem Gradientenspulensystem (7) angeordneten Hochfrequenzschirmsystem (10),
wobei
– das Hochfrequenzschirmsystem (10) ein Reflektor-Array (11, 11') mit einer Mehrzahl von passiven Reflektor-Resonanzkreisen (12, 12s, 12') umfasst, welche jeweils so ausgebildet sind, dass ihre Resonanzfrequenzen unterhalb einer Arbeits-Magnetresonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts (1) liegen und dass sie eine induktiv wirkende Gesamtimpedanz aufweisen, und
– die Antennenanordnung (5) und das Reflektor-Array (11, 11') in einem Kryostatbehälter (13) angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät mit einem Messraum, einer Antennenanordnung, die eine Mehrzahl von zumindest bereichsweise um den Messraum angeordneten Antennenelementen aufweist, einem vom Messraum aus gesehen außerhalb der Antennenanordnung angeordneten Gradientenspulensystem und einem zwischen der Antennenanordnung und dem Gradientenspulensystem angeordneten Hochfrequenzschirm. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Reflektor-Array für einen Hochfrequenzschirm eines Magnetresonanzgeräts sowie ein Hochfrequenzschirmsystem für ein Magnetresonanzgerät.
• In einem Magnetresonanzgerät wird üblicherweise der zu untersuchende Körper mit Hilfe eines Grundfeldmagnetsystems einem relativ hohen Grundfeldmagnetfeld, beispielsweise von 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich wird mit Hilfe eines Gradientensystems ein Magnetfeldgradient angelegt. Über ein Hochfrequenz-Sendesystem werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Anregungssignale (HF-Signale) ausgesendet, was dazu führen soll, dass die Kernspins bestimmter, durch dieses Hochfrequenzfeld resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Grundmagnetfelds verkippt werden. Diese Hochfrequenzanregung bzw. die resultierende Flipwinkelverteilung wird auch als Kernmagnetisierung bezeichnet. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenzsignale, so genannte Magnetresonanzsignale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Empfangsantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden. Die Aussendung der Hochfrequenzsignale zur Kernspin-Magnetisierung erfolgt meist mittels einer sogenannten „Ganzkörperspule” oder „Bodycoil”. Ein typischer Aufbau hierfür ist eine Käfigantenne (Birdcage-Antenne), welche aus mehreren Sendestäben besteht, die parallel zur Längsachse verlaufend um einen Patientenraum des Tomographen herum angeordnet sind, in dem sich ein Patient bei der Untersuchung befindet. Stirnseitig sind die Antennenstäbe jeweils ringförmig kapazitiv miteinander verbunden. Außer zum Senden kann diese Antenne auch zum Empfang von Magnetresonanzsignalen eingesetzt werden.
• Zum Empfang der Magnetresonanzsignale werden jedoch heutzutage meist sogenannte Lokalspulen eingesetzt, welche direkt an den Körper des Patienten angelegt werden. Meist bestehen solche Lokalspulen aus einer Gruppe von Leiterschleifen, d. h. einem Antennen-Array, wobei die Antennen-Leiterschleifen einzeln betreibbar sind. Diese Antennen sind bezüglich ihrer Antennenelemente so aufgebaut, dass sie besonders empfindlich auch geringe Signale empfangen können, welche dann verstärkt und als Rohdaten verwendet werden können. Ein derartiges Antennen-Array kann eine relativ große Oberflächenantenne auf dem Körper des Untersuchungsobjekts bzw. Patienten bilden.
• Durch die körpernahe Anbringung der Lokalspulen kann ein möglichst gutes Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) im Empfangssignal und damit in der diagnostischen Information gewonnen werden. Ein weiterer Vorteil eines solchen Antennen-Arrays mit mehreren einzeln betreibbaren Leiterschleifen besteht darin, dass hiermit im Rahmen sog. paralleler Bildgebungsverfahren die Bildakquisition erheblich beschleunigt und somit die Belastung für den Patienten reduziert werden kann. Zudem können durch die Verwendung räumlich begrenzter einzelner Antennenelemente zusätzliche Ortsinformationen gewonnen werden, die die von den Gradientenfeldern erreichte Ortsauflösung ergänzen. Prinzipiell kann, wenn die Lokalspulen entsprechend ausgebildet und beschaltet werden, mit diesen auch gesendet werden.
• Jedoch hat die Anbringung von körpernahen Lokalspulen auch einige praktische Nachteile. Zum einen entsteht gegenüber anderen bildgebenden Modalitäten wie z. B. Computertomographen ein erheblicher zusätzlicher Zeitaufwand beim Anbringen der Lokalspulen. Dadurch sind die Magnetresonanzgeräte länger belegt und stehen nicht für andere Untersuchungen zur Verfügung. Außerdem ist diese zusätzliche Wartezeit auch für den Patienten meist zumindest psychologisch belastend. Zum zweiten ist das Anbringen von Lokalspulen auf dem Körper für den Patienten unkomfortabel und beengend und kann im Extremfall Untersuchungen nicht nur langwieriger, sondern sogar unmöglich machen. Zum Dritten müssen die Lokalspulen im Patiententisch mit den Empfangsgeräten des Magnetresonanzgeräts verkabelt werden. Diese Verkabelung erzeugt erheblich höhere Kosten bei der Herstellung eines Magnetresonanzgeräts. Zudem sind die Stecker und Kabel an den Lokalspulen anfällig für Abnutzung. Aufgrund dieser Nachteile besteht seit längerem der Wunsch nach einer technischen Lösung für den Ersatz von Lokalspulen durch körperfernere Antennen, die nicht direkt am Patienten, sondern systemseitig im Magnetresonanz-Tomographiegerät angebracht werden können.
• Ein solches körperfernes Array von einzelnen Empfangsantennen, im Allgemeinen auch „Remote Body Array” (RBA) genannt, wird beispielsweise in der US 2010/0 213 939 A1 beschrieben. Es hat sich gezeigt, dass durch die relativ große Entfernung eines solchen RBA vom Patientenkörper sowohl das induzierte MR-Empfangssignal als auch das aus dem Patientenkörper empfangene Rauschen sehr klein ist. Daher wird das Gesamtrauschen in den körperfernen Empfangsspulen durch das thermische Eigenrauschen der Verlustwiderstände in den Lokalspulen dominiert. Um ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis erzielen zu können, ist es folglich notwendig, das Eigenrauschen der Empfangsantennen zu reduzieren, indem entweder ihre Verlustwiderstände selbst oder deren Temperatur reduziert werden. In der bereits erwähnten US 2010/0 213 939 A1 wird daher beispielsweise vorgeschlagen, ein RBA mit extrem niedrigem Eigenrauschen durch Kühlung (z. B. mit Helium oder Stickstoff) oder durch den Einsatz von (Hochtemperatur-)Supraleitern zu realisieren.
• Ein weiteres Problem sind die sogenannten Spiegelströme, die sich auf einem Hochfrequenzschirm ausbilden, der üblicherweise zwischen einer Sende- oder Empfangsantenne und der radial weiter außen angebrachten Gradientenspule angeordnet ist. Dieser Hochfrequenzschirm wird benötigt, um die Gradientenspule von den Hochfrequenzfeldern der Antennenanordnung abzuschirmen. Auch in den heute üblichen Magnetresonanzgeräten ohne RBA werden solche Hochfrequenzschirme zwischen der Bodycoil, also beispielsweise der Birdcage-Antenne, und dem Gradientenspulensystem eingesetzt. Diese Hochfrequenzschirme sind üblicherweise in Form von geschlitzten metallischen Schirmflächen aufgebaut, wobei sich zwei geschlitzte Schirmflächen jeweils auf verschiedenen Seiten einer flexiblen Leiterbahnfolie befinden und die Schlitze jeweils so angeordnet sind, dass sie gegeneinander versetzt sind. Das heißt, die Schlitze einer der beiden Schirmflächen werden durch die metallische Oberfläche der anderen Schirmfläche abgedeckt und umgekehrt. Die Schlitze sind in der Regel mit Kondensatoren überbrückt, die für Hochfrequenz leitend, für die Frequenzen des Gradientensystems jedoch weitgehend sperrend wirken. Dies sorgt dafür, dass die Hochfrequenzfelder der Antenne von der Gradientenspule wie gewünscht abgeschirmt werden, der Schirm aber transparent für die niederfrequenten Gradientenfelder ist. Allerdings haben diese Schirmflächen einen unvermeidlichen Oberflächenwiderstand, der teilweise für eine Rückkopplung der Spiegelströme auf dem HF-Schirm in die Antennenelemente sorgt und damit im Empfangsfall zu zusätzlichem thermischen Rauschen in den Antennenelementen beiträgt. Diese Problematik wird naturgemäß umso kritischer, wenn nun nicht nur eine Sendeantenne in der Nähe des Hochfrequenzschirms eingesetzt wird, sondern dort ein RBA mit mehreren Empfangsantennenelementen integriert werden soll und diese Antennenelemente extrem verlustarm sein sollen. Zudem stören hohe Spiegelströme die von der Antennenanordnung empfangenen Signale und führen zu einer unerwünschten Erwärmung des Schirmsystems. Für die Platzierung in einem Kryostatbehälter ist ein derartiger Schirm folglich nicht geeignet.
• Zwar könnte zur Reduzierung der Verluste im Hochfrequenzschirm auch der Abstand zwischen der Antennenanordnung und dem Hochfrequenzschirm erhöht werden. Wegen des sehr kritischen radialen Platzangebots innerhalb des verfügbaren Innenraums eines modernen Magnetresonanzscanners ist dieser Ansatz aber wenig hilfreich, da entweder dann der für den Patienten nutzbare Durchmesser des Messraums kleiner wird, was den Patientenkomfort drastisch reduziert, oder der Grundfeldmagnet größere Ausmaße haben müsste, was nicht nur zu erhöhten Kosten, sondern auch zu Problemen bei der Aufstellung der Geräte führt. In der DE 10 2007 014 135 A1 wird ein frequenzabhängiger Hochfrequenzschirm für eine Ganzkörperantenne beschrieben, der so ausgebildet ist, dass er in einem Schirmfrequenzbereich, der die Anregungsfrequenz umfasst, eine hohe Schirmwirkung aufweist und diese Schirmwirkung in beidseits an den Schirmfrequenzbereich angrenzenden Seitenbereichen auf eine erheblich niedrigere Schirmwirkung abfällt. Hierzu ist der Schirm aus einer Vielzahl untereinander kapazitiv gekoppelter Zellen aufgebaut, wobei benachbarte Zellen auf unterschiedlichen Schichten angeordnet sind die durch dünne Isolierschichten elektrisch voneinander getrennt sind. Durch den Aufbau in dünnen aufeinanderliegenden Schichten ist die Unterbringung in einem Kryostatbehälter bei tiefen Temperaturen erschwert.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetresonanzgerät mit einem geänderten Hochfrequenzschirmsystem zur Verfügung zu stellen, welches einerseits besonders verlustarm ist, aber dennoch sicher die Kopplung der Hochfrequenz-Antennenanordnung mit dem Gradientenspulensystem unterbindet und die Gradientenfelder durchlässt, und mit dem das Signal-Rausch-Verhältnis weiter verbessert werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch ein Magnetresonanzgerät gemäß Patentanspruch 1, ein Reflektor-Array gemäß Patentanspruch 12 sowie ein Hochfrequenzschirmsystem gemäß Patentanspruch 13 gelöst.
• Gemäß der Erfindung ist das Magnetresonanzgerät mit einem speziellen erfindungsgemäßen Hochfrequenzschirm ausgestattet, welcher ein Reflektor-Array mit einer Mehrzahl von passiven Reflektor-Resonanzkreisen (im Folgenden auch „Reflektorelemente” genannt) umfasst. Dabei ist unter dem Begriff „passiv” zu verstehen, dass die Reflektorelemente passiv mit den Antennenelementen mitschwingen, wenn in diesen beispielsweise bei Empfang der Magnetresonanzsignale ein Strom induziert wird oder wenn von den Antennenelementen ein Signal ausgesendet wird. Hierzu müssen die Reflektorelemente frei floatend, d. h. ohne Anbindung an ein festgelegtes Potenzial, aufgebaut sein. Erfindungsgemäß sind die Reflektorelemente jeweils so ausgebildet, dass ihre Resonanzfrequenzen unterhalb einer Arbeits-Magnetresonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts liegen und dass sie eine induktiv wirkende Gesamtimpedanz aufweisen. Das heißt, es wird dafür gesorgt, dass die Serienimpedanz aus Kapazität und Induktivität des jeweiligen Reflektor-Resonanzkreises insgesamt induktiv ist. Wären die Reflektorelemente genau in Resonanz, würde der in ihnen induzierte sekundäre Strom ein Vielfaches des Stromes in den primären Antennenelementen betragen. Durch die geringe Verstimmung der Reflektorelemente gegenüber der verwendeten Arbeits-Magnetresonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts wird der Strom in den Reflektor-Resonanzkreisen auf das für die Schirmung notwendige Maß reduziert. Da die Gesamtimpedanz induktiv wirkt, ist der Strom innerhalb des Reflektor-Arrays immer gegenläufig zum Strom im Antennenelement und sorgt so für eine ausgezeichnete Abschirmwirkung. Weiterhin sind die Antennenanordnung und das Reflektor-Array in einem Kryostatbehälter angeordnet, so dass insgesamt ein besonders geringes Eigenrauschen des RBA erreicht werden kann.
• Unter Arbeits-Magnetresonanzfrequenz ist dabei die Magnetresonanzfrequenz zu verstehen, mit der das jeweilige Magnetresonanzgerät arbeitet. Bei einem Magnetresonanzgerät mit 1,5 Tesla ist dies üblicherweise eine Frequenz von 63,6 MHz, bei 2.9 Tesla 123,2 MHz und bei 7 Tesla 300 MHz, sofern wie üblich eine Anregung der Wasserstoffkerne erfolgen soll.
• Da in solchen Reflektor-Arrays zur Abschirmung der Hochfrequenzsignale der Antennenelemente nur sehr geringe Kapazitäten von z. B. einigen 10 pF benötigt werden (im Gegensatz zu den für vollflächig geschlitzte Hochfrequenzschirme notwendigen Kapazitäten von einigen nF), werden durch die Gradientenpulse in den Reflektorelementen nur geringe Ströme induziert, die wiederum die Gradientenpulse nicht stören, so dass das Reflektor-Array für die Gradientenpulse nahezu durchsichtig ist. Dies hat weiterhin den Vorteil, dass neben der gradienteninduzierten Vibration im Hochfrequenzschirmsystem auch die dort eingetragene Wärme reduziert wird, was insbesondere für die Realisierbarkeit des kryogen gekühlten Hochfrequenzschirm-Systems ausschlaggebend sein kann.
• Die abhängigen Ansprüche und die weitere Beschreibung enthalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung, wobei die Ansprüche einer Kategorie auch analog den Ansprüchen einer der anderen Kategorien weitergebildet sein können.
• Die Reflektor-Resonanzkreise bestehen vorzugsweise zumindest aus einer Leiterschleife, welche eine Kapazität und eine Induktivität geeigneter Größe aufweist, so dass die oben beschriebenen Bedingungen bezüglich der (Eigen-)Resonanzfrequenz und der Gesamtimpedanz erfüllt sind. In der Regel weist die Leiterschleife als solche bereits eine ausreichende Impedanz auf, so dass zusätzliche Impedanzen nicht nötig sind. Es können dann beispielsweise an einer oder mehreren Stellen in die Leiterschleife geeignete kapazitive Elemente eingebracht werden. Prinzipiell ist es aber auch möglich und bei einigen Ausführungsbeispielen bevorzugt, wenn die Leiterschleifen nicht mit konzentrierten Kondensatoren beschaltet, sondern mit verteilten Kapazitäten betrieben werden, d. h. dass die Leiterschleifen bereits von ihrer Form und Anordnung her so ausgebildet sind, dass sie neben der gewünschten Induktivität auch die erforderliche Kapazität aufweisen.
• Bei einer bevorzugten Variante weist ein Reflektor-Resonanzkreis mehrere Windungen auf, insbesondere bevorzugt eine spiralförmig mehrfach umlaufende Leiterschleife, wie dies später noch genauer erläutert wird.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Reflektor-Array elektrisch voneinander separierte Reflektor-Resonanzkreise auf. Bei einem solchen Reflektor-Array, bestehend aus einzelnen Reflektorelementen, ist vorzugsweise einzelnen Antennenelementen der Antennenanordnung jeweils ein separates Reflektorelement zugeordnet. Dabei können besonders bevorzugt die einzelnen Reflektorelemente jeweils eine ähnliche Gestalt wie die ihnen zugeordneten Antennenelemente aufweisen. Das heißt, wenn die Antennenelemente beispielsweise als einzelne Leiterschleifen ausgebildet sind, kann das Reflektor-Array passend dazu eine Reflektorelement-Leiterschleife aufweisen, die in etwa entsprechend der Leiterschleife des Antennenelements geformt ist und zumindest näherungsweise parallel zu dieser verläuft.
• Zur Erzielung einer besonders guten Schirmwirkung kann man die Reflektorelemente dabei auch insbesondere so ausführen, dass ihre Stromdichteverteilung die räumliche Struktur der Flächenstromdichte einer gedachten durchgehenden Metallwand approximiert. Dazu ist es vorteilhaft, die Abmessungen der Schirmelemente, beispielsweise den Durchmesser und die wirksame Leiterbreite, etwas größer auszuführen als die jeweils zugeordneten Antennenelemente, wobei die idealen Abmessungen auch von dem Abstand zwischen Reflektorelement und Antennenelement abhängen. Eine solche größere effektive Leiterbreite kann insbesondere auch mit den bereits beschriebenen bevorzugten Reflektor-Resonanzkreisen mit mehrfachen Windungen, insbesondere spiralförmigen Leiterschleifen, realisiert werden. Durch die Unterteilung der Gesamtleiterbreite in schmale Einzelleiterbahnen werden Gradientenwirbelströme besonders gut unterdrückt.
• Bei einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Reflektor-Array ein Netz aus zusammenhängenden Reflektor-Resonanzkreisen. Dabei ist es bevorzugt auch möglich, dass benachbarte Reflektor-Resonanzkreise des Reflektor-Arrays an einer Grenzkante über eine gemeinsame Leiterbahn zusammenhängen, d. h. dass die Grenze zwischen zwei Reflektor-Resonanzkreisen durch eine Leiterbahn gebildet wird, die von beiden Reflektor-Resonanzkreisen genutzt wird. In diesen Leiterbahn-Grenzkanten, d. h. den Stegen des Netzes, müssen dann Serienkapazitäten angeordnet sein.
• Bei einem solchen Netz von zusammenhängenden Reflektorelementen quillt jeweils in der Mitte jeder Masche des Netzes, d. h. in der Mitte jedes Reflektor-Resonanzkreises, das Feld nach außen und an der Kantennähe wieder nach innen. Diese evaneszenten magnetischen Nahfelder verschwinden exponentiell mit zunehmendem Abstand vom Netz. Ein ausreichender Abstand, so dass diese Felder keine Rückwirkungen mehr auf die Antennenelemente haben, liegt beispielsweise bereits bei einem Abstand von 2 bis 3 Maschenweiten vor. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn bei einem solchen Aufbau dafür gesorgt wird, dass die Reflektor-Resonanzkreise kleinere Abmessungen, insbesondere kleinere Durchmesser, aufweisen als die Antennenelemente. Besonders bevorzugt ist dann auch die Anzahl der Reflektorelemente größer als die der Antennenelemente. Das heißt, es ist dann ein besonders kleinzelliger Aufbau des Reflektor-Arrays mit mehreren und kleineren Reflektorspulen als Empfangsspulen vorteilhaft. Ein solches zweidimensionales Netz von Maschen kann auch als eine nicht gespeiste Bandpass-Birdcage-Spule realisiert werden.
• Diese Ausführungsform mit einem zusammenhängenden Netz von Reflektorelementen, insbesondere als nicht gespeiste Bandpass-Birdcage, eignet sich vor allem dann, wenn die Antennenanordnung ebenfalls durch ein Multi-Mode-Bandpass-Birdcage (auch „Degenerate Birdcage” genannt) gebildet ist. In diesem Fall ist dann das Reflektor-Array analog zur Antennenanordnung aufgebaut, nur dass es eben nicht gespeist ist, in einem größeren Radius zwischen der Antennenanordnung und dem Gradientenspulensystem angeordnet ist und die erfindungsgemäßen Bedingungen bezüglich der Resonanzfrequenz und der Gesamtinduktivität erfüllt.
• Wie bereits mehrfach beschrieben, geht es in der Regel darum, dass die Antennenanordnung als Empfangs-Antennenanordnung dient, da es gerade dann besonders wichtig ist, dass die Antennenelemente ein besonders geringes Eigenrauschen aufweisen, und nicht durch Rauscheinkoppelung von im verlustbehafteten Hochfrequenzschirm induzierten Spiegelströmen gestört werden. Das heißt, die Antennenanordnung ist dementsprechend vorzugsweise auch bezüglich der anderen Komponenten als Empfangs-Antennenanordnung ausgebildet und weist elektronische Komponenten und Leiterbahnen auf, die für geringe Leistungen ausgelegt sind, so dass sie möglichst kleine Signale empfangen können. Ebenso weist die Antennenanordnung in der Regel geeignete Vorverstärker-Komponenten auf. Dies schließt aber nicht aus, dass die Antennenanordnung auch zum Senden von Magnetresonanzsignalen verwendet werden kann, wenn sie entsprechend beschaltet wird. Ebenso ist es möglich, dass die Antennenanordnung als reine Empfangs-Antennenanordnung in eine andere Antennenanordnung, beispielsweise eine Sende-Antennenanordnung, räumlich integriert ist.
• Eine Integration von Sende- und Empfangsantenne kann vorteilhaft sein, um der Empfangsantenne mehr Raum für den Feldrückfluss zur Verfügung stellen zu können und um zusätzliche Verluste durch HF-Wirbelströme und Kopplungen in die beim Empfang deaktivierte Sendeantenne zu vermeiden.
• Um das Eindringen der Reflektor-Nahfelder in die für Hochfrequenz sehr stark verlustbehafteten Gradientenspulen zu verhindern, kann zusätzlich zum resonanten Reflektor-Array noch ein konventioneller Metallschirm auf der Gradientenspulen-Oberfläche aufgebracht sein. Das heißt, das Hochfrequenzschirmsystem weist zumindest einen zweiten Hochfrequenzschirm zwischen dem Reflektor-Array und dem Gradientenspulensystem auf. Da die Nahfelder der Reflektorelemente nach außen viel steiler abfallen als es die Felder von ungeschirmten Antennenelementen täten, wird der Verlust- bzw. der Rauschbeitrag des Gradientenschirms auf die Antennenanordnung durch das Reflektor-Array erheblich reduziert, d. h. dass auch in einem solchen Fall mit einem üblichen Hochfrequenzschirm durch das erfindungsgemäße Reflektor-Array dafür gesorgt wird, dass das Rauschen in den Antennenelementen erheblich geringer wird. Außerdem kann so das Hochfrequenzschirmsystem die niederfrequent arbeitenden Gradientenspulen noch besser von den Hochfrequenzfeldern abschirmen.
• Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
• 1 einen Querschnitt durch das Scannergehäuse eines Magnetresonanz-Tomographiegeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Antennenelements mit einem zugehörigen Reflektorelement eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Reflektor-Arrays,
• 3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Reflektorelements mit einer spiralförmigen Leiterbahn,
• 4 oben a) eine Schnittdarstellung einer einzelnen Antennen-Leiterschleife in einem Abstand über einer Metallfläche und darunter b) die zugehörigen azimutalen Stromdichten in der Leiterschleife (oben) und der Metallfläche (unten),
• 5 oben a) eine Schnittdarstellung einer einzelnen Antennen-Leiterschleife in einem Abstand über einem Ausführungsbeispiel eines Reflektorelements gemäß 3 und darunter b) die zugehörigen azimutalen Stromdichten in der Leiterschleife (oben) und dem Reflektorelement (unten),
• 6 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Reflektor-Arrays in Form eines Maschennetzes,
• 7 einen schematischen Teilschnitt durch den Aufbau einer gekühlten Antennenanordnung mit einem zugehörigen Reflektor-Array und einem zusätzlichen Hochfrequenzschirm.
• 1 zeigt sehr grob schematisch einen Schnitt durch einen Scanner eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts 1. Innerhalb des Scannergehäuses 9 sind hier verschiedene Komponenten angeordnet, wobei zentral in der Mitte ein Messraum 2, der sogenannte Patiententunnel (häufig auch einfach „Bore” genannt) frei bleibt. In diesem Messraum ist auf einer Liege 4 das Untersuchungsobjekt, hier ein Patient P, angeordnet. Die Liege 4 ist innerhalb des Messraums 2 in Längsrichtung motorisch verfahrbar bzw. auch aus dem Messraum 2 zur Lagerung des Patienten P herausfahrbar. Der Messraum 2 wird von einer Innenwand 3 des Scannergehäuses 9 begrenzt, welche beispielsweise aus einem Kunststoffrohr, meist aus Fiberglas, besteht. Diese Innenwand 3 wird daher oft auch als „Tragrohr” 3 bezeichnet, da hierauf in der Regel auch die Antennenstruktur der Body-Coil aufgebracht ist.
• In einem kurzen radialen Abstand nach außen oder ebenfalls unmittelbar auf dem Tragrohr befindet sich eine Antennenanordnung 5, hier eine RBA 5 mit einer Vielzahl von einzelnen Antennenelementen 6. Diese RBA 5 wird in erster Linie zum Empfang von Magnetresonanzsignalen aus dem Körper des Patienten P eingesetzt. Zusätzlich kann daher im Scanner in unmittelbarer Nähe zu dieser Empfangs-Antennenanordnung 5 oder baulich sogar mit diesem integriert auf einem Träger (z. B. dem Tragrohr) eine übliche Sende-/Empfangsantenne, beispielsweise eine herkömmliche Birdcage-Antenne, angeordnet sein (in 1 nicht dargestellt). Radial außerhalb der Antennenanordnung 5 befindet sich dann ein erfindungsgemäßes Hochfrequenzschirmsystem 10 mit einem erfindungsgemäßen Reflektor-Array 11, welches später noch genauer erläutert wird. Dieses Hochfrequenzschirmsystem 10 dient dazu, um ein weiter außen liegendes Gradientenspulensystem 7 von den Hochfrequenzsignalen abzuschirmen. Vom Gradientenspulensystem 7 ist hier nur eine zirkular umlaufende Gradientenspule für die Gradientenbildung in z-Richtung (in Längsrichtung des Scanners bzw. des Patienten) dargestellt. Üblicherweise weist das Gradientenspulensystem noch weitere, in 1 nicht dargestellte Gradientenspulen auf, die ebenfalls im Scannergehäuse 9 angeordnet sind, um Magnetfeldgradienten auch in den anderen Raumrichtungen senkrecht zur z-Richtung anzulegen. Radial außerhalb des Gradientenspulensystems 7 befindet sich ein Grundfeldmagnet 8, welcher für das Grundmagnetfeld sorgt.
• Zu den weitere Komponenten eines solchen Magnetresonanzgeräts 1 zählen u. a. Steuereinrichtungen, um den Grundfeldmagneten und die Magnetfeldgradienten entsprechend ansteuern zu können, sowie Hochfrequenz-Sendeeinrichtungen zur Erzeugung und Verstärkung der Hochfrequenzpulse, um diese über die Antennenanordnung auszusenden, und entsprechende Empfangseinrichtungen, um über die Antennenanordnung(en) Magnetresonanzsignale aus dem Messraum bzw. dem Untersuchungsobjekt empfangen, verstärken und weiterverarbeiten zu können. Die Sende- und Empfangseinrichtungen weisen darüber hinaus meistens auch Anschlüsse auf, um externe Lokalspulen anschließen zu können, die auf, unter bzw. an das Untersuchungsobjekt gelegt werden und mit in den Messraum 2 des Magnetresonanzgeräts 1 hineingefahren werden können.
• All diese Komponenten und ihre Funktionsweise sind dem Fachmann aber bekannt und sind daher in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Es wird an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht nur bei Magnetresonanzgeräten eingesetzt werden kann, welche einen zylinderförmigen Patiententunnel aufweisen, sondern auch an anders aufgebauten Magnetresonanzgeräten, beispielsweise mit dreiseitig offenem Messraum. Dementsprechend müssen dann die Antennenanordnung und das Reflektor-Array angepasst sein.
• Ebenso ist es möglich, dass das RBA 5 nicht – wie in 1 dargestellt – vollständig um den Messraum 2 herum ausgebildet ist, sondern beispielsweise nur in einem oberen Teil, und dass in einem unteren Bereich, unterhalb der Liege 4, auf die Anordnung eines solchen RBA verzichtet wird und stattdessen entsprechende Lokalspulen innerhalb der Konstruktion der Liege 4 angeordnet sind, damit in diesem Bereich die Empfangsantennen näher am Patienten sind. Auch in diesem Fall sollte das Reflektor-Array 11 entsprechend angepasst sein.
• 2 zeigt als typisches Beispiel für ein Antennenelement 6 einer RBA eine einfache Antennen-Leiterschleife 6, die eine Induktivität L₁ aufweist. Die Leiterschleife 6 ist an einer Stelle geöffnet und wird dort durch eine Kapazität C₁ abgeschlossen. Über der Kapazität C₁ wird das von dem Antennenelement 6 empfangene Magnetresonanzsignal abgegriffen und in einem Vorverstärker 20 verstärkt, bevor es dann an eine weitere Empfangs- und Weiterverarbeitungseinrichtung des Magnetresonanzgeräts weitergeleitet wird. In 1 ist außerdem in einem Abstand unterhalb des Antennenelements 6 schematisch ein Teil des Gradientenspulensystems 7 dargestellt. Zwischen dem Antennenelement 6 und dem Gradientenspulensystem 7 ist hier ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektorelements 12 bzw. Reflektor-Resonanzkreises 12 eines Reflektor-Arrays 11 dargestellt. Dieses Reflektorelement 12 ist wie das Antennenelement 6 als einfache Leiterschleife aufgebaut, die an einer Stelle durch eine Kapazität C₂ unterbrochen ist. Anders als das Antennenelement 6 ist diese Leiterschleife jedoch nicht mit einem Empfänger oder anderen Komponenten verbunden, sondern liegt frei floatend auf einem nicht definierten Potenzial, so dass sie immer dann, wenn in der Leiterschleife des Antennenelements 6 ein Strom induziert wird, passiv mitschwingt.
• Wie in 2 dargestellt, ist die Leiterschleife hierbei so ausgebildet, dass sie eine ähnliche Gestalt wie die Leiterschleife des Antennenelements 6 aufweist. Die Induktivität L₂ und die Kapazität C₂ der Leiterschleife des Reflektor-Resonanzkreises 12 sind dabei so gewählt, dass die Bedingung

  

  erfüllt ist, wobei f_MR die Arbeits-Magnetresonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts ist, d. h. die Frequenz, welche die Antennenelemente 6 empfangen sollen und worauf die Antennenelemente 6 bezüglicher ihrer Induktivität L₁ und Kapazität C₁ genau abgestimmt sind. Dies kann erreicht werden, indem die Kapazität C₂ des Reflektorelements 12 etwas größer gewählt wird, als dies für eine resonante Abstimmung auf die Arbeits-Magnetresonanzfrequenz f_MR notwendig wäre. Dann ist auch die kapazitive Impedanz kleiner als die induktive Impedanz und somit die Serienimpedanz des Reflektorelements 12 insgesamt induktiv. Dies führt automatisch dazu, dass bei einem Mitschwingen des Reflektor-Resonanzkreises 12 mit dem Antennenelement 6 der Strom im Reflektor-Resonanzkreis 12 immer gegenläufig zu dem im Antennenelement 6 ist. Dadurch wird die Wirkung des Stroms im Antennenelement 6 auf die Gradientenspule 7 durch den Reflektor-Resonanzkreis 12 des Reflektor-Arrays 11 stark reduziert und im günstigsten Fall sogar aufgehoben.
• Beim Design der Reflektorelemente kann zunächst durch die Wahl der Länge der Leiterbahn dafür gesorgt werden, dass die Selbstresonanz des Reflektor-Resonanzkreises im Bereich der gewünschten Frequenz liegt. Hierzu sollte die Leiterbahnlänge ungefähr vergleichbar mit der halben Wellenlänge der gewünschten Frequenz sein. Die Abstimmung der Resonanzfrequenz kann dann durch die Auswahl der Kapazität C₂ je nach Induktivität der Leiterschleife so erfolgen, dass der Strom in der Leiterschleife des Reflektorelements in etwa dem Antennenstrom entspricht, um so, da ja der Strom im Reflektorelement gegenläufig zu dem im Antennenelement ist, die Wirkung des Stroms im Antennenelement auf das Gradientenspulensystem möglichst gut zu eliminieren.
• In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Antennenelement 6 des RBA genau ein entsprechendes Reflektorelement 12 des Reflektor-Arrays 11 zugeordnet. Das heißt, das Reflektor-Array 11 besteht jeweils aus Einzelelementen, die eine ähnliche Gestalt wie die eigentlichen Antennenelemente selbst haben. Um eine möglichst gute Schirmwirkung zu erreichen, sind dabei, wie in 2 dargestellt, die Reflektorelemente so ausgeführt, dass ihre Stromdichteverteilung die räumliche Struktur der Flächenstromdichte einer gedachten durchgehenden Metallwand approximiert.
• Dies ist möglich, indem – wie in 2 dargestellt – zum einen der Durchmesser der Leiterschleife des Reflektorelements 12 etwas größer ist als der Durchmesser des Antennenelements 6. Wenn beispielsweise der Durchmesser des Antennenelements 6 ca. 10 cm und der Abstand zwischen Antennenelement 6 und Reflektorelement 12 ca. 1 cm beträgt, könnte der Durchmesser des Reflektorelements 12 vorzugsweise bei ca. 11 cm liegen.
• Zum anderen ist die wirksame Leiterbreite des Reflektorelements 12 etwas größer als die des Antennenelements 6 ausgeführt. Dies lässt sich zum einen erreichen, indem die Breite der Leiterbahn einer einfachen Leiterschleife des Reflektorelements 12 einfach breiter ausgebildet ist.
• Eine solche größere effektive Leiterbreite kann aber besonders gut auch mit aus mehreren Windungen bestehenden Spulen realisiert werden, insbesondere mit einer Spiralspule 12s, wie sie in 3 dargestellt ist. Das äußere und innere Ende der spiralförmigen Leiterbahn dieser Spiralspule 12s können optional über einen Kondensator mit einer vorgegebenen Kapazität C₂ verbunden sein, so dass die Spiralspule 12s aufgrund der Induktivität L₂ der Leiterbahn und durch den Kondensator C₂ die gewünschte Eigenresonanzfrequenz aufweist.
• Anstelle solcher konzentrierter Kondensatoren C₂ ist es aber auch möglich, mit verteilten Kapazitäten zu arbeiten, d. h. dass die Spulenform so gewählt wird, dass die gewünschte Kapazität vorliegt. Gerade bei supraleitenden Resonatoren ist ein solcher eigenresonanter Betrieb vorteilhaft, da dann die ganze Resonatorstruktur supraleitend ausgebildet sein kann und keine verlustbehafteten Kapazitäten angeschlossen werden müssen. Hier kann es dazu kommen, dass im Vergleich zu konzentrierten Kondensatoren die elektrischen Felder etwas weiter ausgreifen. Dies ist aber nicht nachteilig, da sie von den Reflektorelementen aus kaum in den Patientenraum eindringen.
• Besonders gut kann bei spiralförmigen Reflektorelementen 12 wie in 3 die Leiterbahn der Spule so ausgebildet werden, dass sich zwischen den Leiterbahnkreisen geeignete Kapazitäten ausbilden, die ausreichen, so dass die Gesamtkapazität und die Gesamtinduktivität zu der gewünschten Resonanzfrequenz des Reflektorelements führen.
• Die Schirmwirkung eines spiralförmigen Reflektorelements 12s im Vergleich mit einem Hochfrequenzschirm mit einer durchgehenden Metallfläche M wird nachfolgend anhand der 4 und 5 dargestellt.
• 4 zeigt dabei oben a) einen Schnitt durch eine einfache Leiterschleife eines Antennenelements 6 in einem Abstand über einer Metallfläche M eines herkömmlichen Hochfrequenzschirms. Darunter b) sind jeweils die azimutale Stromdichte I_φ,A im Antennenelement 6 (oberes Diagramm) und die azimutale Stromdichte I_φ,M in der Metallfläche M (unteres Diagramm) dargestellt. Es zeigt sich hier die relativ hohe Stromdichte in der Leiterbahn des Antennenelements 6 und entsprechend dazu etwas abgeschwächter und verbreiterter ein Spiegelstrom in der Metallfläche M.
• 5 zeigt im Vergleich hierzu wieder im oberen Diagramm a) den Querschnitt durch das Antennenelement 6, aber diesmal in einem Abstand über einem Reflektorelement 12 gemäß 3 mit vier Windungen (entlang des Schnitts IV-IV in 3). Im unteren Teil b) von 5 sind wieder die azimutale Stromdichte I_φ,A im Antennenelement 6 (oberes Diagramm) und die azimutale Schirmstromdichte I_φ,R im Reflektorelement 12 (unteres Diagramm) dargestellt. Es zeigt sich, dass die Stromstärke von innen nach außen, d. h. von den in der Mitte liegenden Windungen zu den ganz innen oder ganz außen liegenden Windungen, relativ stark abnimmt. Die Stromdichte variiert folglich von 0 an den Kanten der Leiterbahngruppe des Reflektorelements bis zu einem Maximum in der Mitte der Leiterbahngruppe. Somit ist die gewünschte Schirmstromdichte möglichst gut der einer Metallfläche M (siehe 4) nachgebildet. Dies wird besonders gut dann erreicht, wenn die Spiralspulen nicht (wie in 3 nur optional dargestellt) mit konzentrierten Kondensatoren gestaltet werden, sondern mit verteilten Kapazitäten, also nahe der Selbstresonanz betrieben werden.
• 6 zeigt ein alternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektor-Arrays 11', wie es insbesondere dann eingesetzt werden kann, wenn auch die Antennenanordnung in anderer Form ausgebildet ist, als dies im Zusammenhang mit 2 beschrieben wurde.
• So kann beispielsweise ein Empfangsantennen-Array auch durch einen Multi-Mode-Bandpass-Birdcage gebildet werden, wie dies zuvor schon erwähnt wurde. In diesem Fall ist es sinnvoll, auch das Reflektor-Array in analoger Weise als einen nicht gespeisten Bandpass-Birdcage auszuführen. Das Reflektor-Array 11' bildet dann ein zweidimensionales Netz von Maschen mit in den Stegen eingeschalteten Serienkapazitäten C₂, wie dies in 6 gezeigt ist. Die einzelnen Reflektorelemente 12' grenzen hierbei also aneinander und weisen an den Kanten, an denen sie aneinandergrenzen, jeweils eine gemeinsame Leiterbahn auf, welche die Stege des Netzes bilden. Auch hier lassen sich die Induktivitäten L₂', welche durch die Leiterbahnen vorgegeben sind, und die Kapazitäten C₂' der in den Stegen angeordneten Kondensatoren so wählen, dass die oben im Zusammenhang mit Gleichung (1) genannten Bedingungen erfüllt sind.
• Da, wie bereits oben erwähnt, bei einer solchen Struktur noch evaneszente magnetische Nahfelder verbleiben, die aber mit zunehmendem Abstand exponentiell verschwinden, ist hier ein kleinzelliger Aufbau des Reflektor-Arrays bevorzugt.
• Um das Eindringen der Reflektor-Nahfelder in die für Hochfrequenz sehr stark verlustbehafteten Gradientenspulen soweit wie möglich zu verhindern, kann es sinnvoll sein, zusätzlich zu dem resonanten Reflektor-Array 11, 11' im Hochfrequenzschirmsystem 10 auch noch einen konventionellen Metallschirm auf der Gradientenspulenoberfläche zu belassen. Dies ist in 7 dargestellt. Außenseitig ist hier der Grundfeldmagnet 8 gezeigt und radial innen vom Grundfeldmagneten 8 eine Gradientenspule 7, auf der sich ein beispielsweise durch geschlitzte Leiterflächen gebildeter, konventioneller Hochfrequenzschirm 16 befindet. Dieser kann direkt auf der Innenseite der Gradientenspule 7 aufgebracht sein. Anders als bei einem konventionellen Aufbau befindet sich jedoch zwischen der Antennenanordnung 5, hier beispielsweise einer Multi-Mode-Bandpass-Birdcage, und dem konventionellen Hochfrequenzschirm 16 ein erfindungsgemäßes Reflektor-Array 11', wie z. B. in 6 dargestellt. Da die Nahfelder des erfindungsgemäßen Reflektor-Arrays nach außen viel steiler abfallen als die Felder von ungeschirmten Antennenanordnungen, wird hier der Verlust- bzw. Rauschbeitrag des konventionellen Hochfrequenzschirms auf der Gradientenspule durch das Reflektor-Array erheblich reduziert. Auch der unerwünschte Einfluss von montagebedingten Abstandstoleranzen zur Gradientenspule auf die Resonanzfrequenz der Antennenanordnung wird verringert.
• In 7 ist auch schematisch dargestellt, dass die Antennenanordnung 5 gemeinsam mit dem Reflektor-Array 11' erfindungsgemäß in einem Kryostaten gekühlt wird. Hierzu ist beispielsweise die Innenwand, welche die Antennenanordnung 5 vom Messraum 2 und dem Patienten P trennt, als Kryostatwand ausgeführt. Eine weitere Wand des Kryostaten 13 befindet sich zwischen dem Reflektor-Array 11 und dem konventionellen Hochfrequenzschirm 16, welcher ja unmittelbar auf der Gradientenspule 7 aufgebracht sein kann. Der gesamte Innenraum des Kryostaten 13 zwischen den beiden Wänden ist evakuiert und sowohl die Antennenanordnung 5 als auch das Reflektor-Array 11' sind so angebracht, dass sie nicht mit den Wänden des Kryostaten 13 in Berührung kommen, sondern zu diesen jeweils ein Vakuumspalt 15 verbleibt, um Wärmebrücken zwischen der Antennenstruktur 5 bzw. dem Reflektor-Array 11' und den Kryostatwänden soweit wie möglich zu vermeiden.
• Der Abstand d₁ zwischen der Antennenanordnung 5 und dem Reflektor-Array 11' ist vorzugsweise so gewählt, dass ein Kompromiss zwischen gegenläufigen Aspekten gefunden ist. Einerseits sollte nämlich dieser Abstand d₁ relativ groß sein, um den Feldrückflussraum 14 zwischen Antennenanordnung 5 und Reflektor-Array 11' zu vergrößern und somit eine höhere Effizienz der Antennenanordnung 5 zu erreichen. Andererseits wird dann – bei vorgegebener Gesamtdicke – der Abstand d₂ zwischen dem Reflektor-Array 11' und dem konventionellen Hochfrequenzschirm 16 an der Gradientenspule 7 kleiner, so dass der durch Nahfelder eingekoppelte Rauschbeitrag des konventionellen Gradientenschirms 16 ansteigen könnte. Tendenziell können und sollten aber die Antennenanordnung 5 und das Reflektor-Array 11' ohnehin dichter beieinander stehen, wenn beide, wie dies in 7 dargestellt ist, gekühlt werden oder auch supraleitend sind.
• Es wird an dieser Stelle noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem konkret in den Figuren dargestellten Aufbau lediglich um ein Ausführungsbeispiel handelt und dass das Grundprinzip des erfindungsgemäß ausgestalteten Antennen-Arrays auch variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Merkmale aus den verschiedenen obigen Ausführungsbeispielen zu kombinieren. Erfindungsgemäß wird beispielsweise auch ein aus diskreten einzelnen Reflektorelementen aufgebautes Reflektor-Array gemeinsam mit einer entsprechenden Antennenanordnung mit einzelnen Leiterschleifen als Antennenelemente innerhalb eines Kryostaten angeordnet. Weiterhin können auch sämtliche in der bereits eingangs erwähnten US 2010/0 213 939 A1 beschriebenen Technologien für die Antennenanordnung auch in den hier beschriebenen Strukturen zum Einsatz kommen. Insofern wird der Inhalt dieser Schrift hier inkorporiert, was bedeutet, dass die Antennenanordnung zum Beispiel aus normal leitenden Strukturen, aus gekühlten hochleitfähigen Materialien oder auch aus Supraleitern bestehen kann. Ebenso ist es möglich, die beschriebenen Reflektor-Arrays nicht nur mit reinen Empfangsantennen zu nutzen, sondern ebenso für sendende Antennen bzw. Antennen-Arrays vorteilhaft einzusetzen. In diesem Fall steht dann die hervorragende Transparenz für Gradientenfelder im Vordergrund.
• Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
• Bezugszeichenliste

1

Magnetresonanzgerät

2

Messraum

3

Innenwand

4

Liege

5

Antennenanordnung

6

Antennenelement

7

Gradientenspulensystem

8

Grundfeldmagnet

9

Scannergehäuse

10

Hochfrequenzschirmsystem

11, 11'

Reflektor-Array

12, 12s, 12'

Reflektor-Resonanzkreis/Reflektorelement

13

Kryostat

14

Feldrückflussraum

15

Vakuumspalt

16

Hochfrequenzschirm

20

Vorverstärker

M

Metallfläche

C₁, C₂, C₂'

Kapazität

L₁, L₂, L₂'

Induktivität

I_φ,A, I_φ,R, I_φ,M

Stromdichte

d₁, d₂

Abstand

P

Patient

Claims (13)

1. Magnetresonanzgerät (1) mit – einem Messraum (2), – einer Antennenanordnung (5), die eine Mehrzahl von zumindest bereichsweise um den Messraum angeordneten Antennenelementen (6) aufweist, – einem vom Messraum (2) aus gesehen außerhalb der Antennenanordnung (5) angeordneten Gradientenspulensystem, – und einem zwischen der Antennenanordnung (5) und dem Gradientenspulensystem (7) angeordneten Hochfrequenzschirmsystem (10), wobei – das Hochfrequenzschirmsystem (10) ein Reflektor-Array (11, 11') mit einer Mehrzahl von passiven Reflektor-Resonanzkreisen (12, 12s, 12') umfasst, welche jeweils so ausgebildet sind, dass ihre Resonanzfrequenzen unterhalb einer Arbeits-Magnetresonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts (1) liegen und dass sie eine induktiv wirkende Gesamtimpedanz aufweisen, und – die Antennenanordnung (5) und das Reflektor-Array (11, 11') in einem Kryostatbehälter (13) angeordnet sind.
2. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reflektor-Resonanzkreis (12s) mehrere Windungen aufweist.
3. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reflektor-Resonanzkreis (12s) eine spiralförmig mehrfach umlaufende Leiterschleife aufweist.
4. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektor-Array (11) voneinander separierte Reflektor-Resonanzkreise (12, 12s) aufweist.
5. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einzelnen Antennenelementen (6) der Antennenanordnung jeweils ein separater Reflektor-Resonanzkreis (12, 12s) zugeordnet ist.
6. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektor-Resonanzkreise (12, 12s) jeweils größere Abmessungen als die ihnen zugeordneten Antennenelemente (6) aufweisen.
7. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektor-Array (11') ein Netz aus zusammenhängenden Reflektor-Resonanzkreisen (12') umfasst.
8. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Reflektor-Resonanzkreise (12') des Reflektor-Arrays (11') an einer Grenzkante über eine gemeinsame Leiterbahn zusammenhängen, in die eine Kapazität eingeschaltet ist.
9. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektor-Resonanzkreise (12') kleinere Abmessungen als die Antennenelemente (6) aufweisen, und dass die Anzahl der Reflektorelemente größer als die der Antennenelemente ist.
10. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (5) als Empfangs-Antennenanordnung ausgebildet ist.
11. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzschirmsystem (10) zumindest einen zusätzlichen Hochfrequenzschirm (16) zwischen dem Reflektor-Array (11, 11') und dem Gradientenspulensystem (7) aufweist.
12. Reflektor-Array (11, 11') für ein Hochfrequenzschirmsystem eines Magnetresonanzgeräts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welches Reflektor-Array (11, 11') eine Mehrzahl von passiven Reflektor-Resonanzkreisen (12, 12s, 12') umfasst, welche jeweils so ausgebildet sind, dass ihre Resonanzfrequenzen unterhalb einer Arbeits-Magnetresonanzfrequenz des Magnetresonanzgeräts (1) liegen und dass sie eine induktiv wirkende Gesamtimpedanz aufweisen.
13. Hochfrequenzschirmsystem (10) für ein Magnetresonanzgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem Reflektor-Array (11, 11') nach Anspruch 13.

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