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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Empfangsspule für Magnetresonanzanwendungen,
- – wobei die Empfangsspule eine weiche, flexible Hüllstruktur aufweist, in der eine Antennenanordnung zum Empfangen eines Magnetresonanzsignals angeordnet ist,
- – wobei die Hüllstruktur flach auslegbar ist und sich in diesem Zustand in einer Längsrichtung über eine Länge und in einer Breitenrichtung über eine Breite erstreckt,
- – wobei die Hüllstruktur aus dem flach ausgelegten Zustand heraus zu einem Ring biegbar ist, der sich in Richtung einer Ringachse über die Breite erstreckt,
- – wobei im flach ausgelegten Zustand einander bezüglich der Hüllstruktur gegenüber liegende Endbereiche der Hüllstruktur im zum Ring gebogenen Zustand der Hüllstruktur mittels einer Verbindungsstruktur miteinander verbunden sind.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen,
- – wobei die Lokalspule ein starres Gehäuse aufweist, das ein im Wesentlichen zylindrisches Untersuchungsvolumen radial umgibt,
- – wobei in dem Gehäuse eine Sendespule angeordnet ist, mittels derer das Untersuchungsvolumen mit einem Anregungssignal beaufschlagbar ist, mittels dessen ein im Untersuchungsvolumen angeordnetes Untersuchungsobjekt zum Aussenden eines Magnetresonanzsignals anregbar ist.
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In der Magnetresonanztomographie werden Bilder mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR = signal noise ratio) in der Regel mit so genannten Lokalspulen aufgenommen. Lokalspulen sind Antennensysteme, die in unmittelbarer Nähe auf (anterior) oder unter (posterior) dem Patienten angebracht werden. Bei einer Magnetresonanzmessung induzieren die angeregten Atomkerne in den einzelnen Antennen der Lokalspule eine Spannung, die mit einem rauscharmen Vorverstärker (LNA = low noise amplifier) verstärkt und sodann – in der Regel über ein Kabel – an die Empfangselektronik weitergeleitet wird. Mit den Begriffen ”Lokalspule” und ”Empfangsspule” wird somit ein Antennensystem bezeichnet, das ein oder mehrere Antennenelemente (Spulenelemente) umfassen kann. Die einzelnen Antennenelemente sind meistens als Loopantennen, Butterflyspulen oder elemente sind meistens als Loopantennen, Butterflyspulen oder Sattelspulen ausgebildet. Eine Spule besteht aus den Antennenelementen, den Vorverstärkern, weiterer Elektronik und Verkabelung, dem Gehäuse und meistens einem Kabel mit Stecker, durch den die Spule an die Magnetresonanzanlage angeschlossen wird. Der anlagenseitig angeordnete Empfänger filtert und digitalisiert das von der Lokalspule empfangene Signal und übergibt die Daten an eine Auswertungseinrichtung, die aus der Messung meist ein Bild oder ein Spektrum ableitet und dem Nutzer zur Diagnose zur Verfügung stellt.
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Für die Bildgebung im Bereich der Extremitäten (Arme, Beine, Hände, Füße) werden im Stand der Technik meist spezielle Spulen eingesetzt. Insbesondere für die Anforderungen der orthopädischen Bildgebung ist es erforderlich, die Spulen als Sende- und Empfangsspulen auszulegen. Dies bedeutet, dass nicht die Ganzkörperspule, die den ganzen Körper umschließt, sondern die Lokalspule, welche nur Teile des Körpers überdeckt, zum Senden verwendet wird. Dieselbe Spule wird auch zum Empfangen genutzt.
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Aus der
DE 10 2004 005 120 A1 und der korrespondierenden
US 7 212 002 B2 ist eine Lokalspuleneinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät bekannt. Diese Einheit weist einen nicht verformbaren Abschnitt auf, bei dem an gegenüberliegenden Seiten jeweils ein verformbarer Abschnitt befestigt ist. Die verformbaren Abschnitte sind identisch ausgebildet. In jedem der beiden Abschnitte sind jeweils zwei Spulen angeordnet. Die verformbaren Abschnitte können mittels eines Biegemechanismus verbogen werden, so dass die Spulen nahe an ein Untersuchungsobjekt gebracht und an dessen Kontur angepasst werden können.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Empfangsspule für Magnetresonanzanlagen zu schaffen, die speziell für die Applikation an Gliedmaßen des menschlichen Körpers geeignet ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Empfangsspule für Magnetresonanzanwendungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Empfangsspule sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3.
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Erfindungsgemäß ist bei einer Empfangsspule für Magnetresonanzanwendungen der eingangs genannten Art vorgesehen, dass mindestens einer der Endbereiche in Breitenrichtung gesehen in Lappen aufgeteilt ist, die einzeln mit einem im flach ausgelegten Zustand in Längsrichtung gesehen jeweils gegenüber liegenden Abschnitt des anderen Endbereichs verbindbar sind, so dass für jeden Lappen individuell ein jeweiliger Ringumfang der Hüllstruktur einstellbar ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine Anpassung der Empfangsspule an die Dimensionen des von der Empfangsspule umschlossenen Körperteils auch dann erreicht, wenn sich der Umfang des betreffenden Körperteils im Bereich der Empfangsspule ändert. Beispielsweise können der Oberschenkel, das Knie und der Unterschenkel eines Patienten voneinander verschiedene Umfänge aufweisen.
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Die Empfangsspule kann als Knie- oder Ellenbogenspule ausgebildet sein. In diesem Fall weist die Hüllstruktur vorzugsweise eine Ausnehmung für die Kniescheibe oder den Ellenbogen auf. Alternativ kann die Empfangsspule als Knöchel- und/oder Fersenspule ausgebildet sein. In diesem Fall weist die Hüllstruktur vorzugsweise zwei Ausnehmungen für die Knöchel und/oder eine Ausnehmung für die Ferse auf. Die Empfangsspule weist, wie bereits erwähnt, eine mit der Antennenanordnung zusammenwirkende Elektronik auf. Die Elektronik kann in (mindestens) einer Elektronikbox angeordnet sein. In diesem Fall ist die Elektronikbox vorzugsweise in einem Bereich der Hüllstruktur angeordnet, der bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Empfangsspule nach radial außen und nach oben gewandt ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen zu schaffen, die eine gute Feldhomogenität im Anregungsfall mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis im Empfangsfall vereinigt.
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Die Aufgabe wird durch eine Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lokalspule sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 5 bis 14.
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Erfindungsgemäß ist bei einer Lokalspule für Magnetresonanzanwendungen der eingangs genannten Art vorgesehen,
- – dass die Lokalspule eine größenveränderbare Struktur aufweist, in der eine Antennenanordnung zum Empfangen des vom Untersuchungsobjekt ausgesendeten Magnetresonanzsignals angeordnet ist, und
- – dass die größenveränderbare Struktur im Untersuchungsvolumen angeordnet ist und mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Durch die Anordnung der Sendespule im starren Gehäuse wird eine gute Feldhomogenität sichergestellt. Durch die Anordnung der zum Empfangen verwendeten Antennenanordnung in der größenveränderlichen Struktur kann der Abstand der Antennenanordnung zum zu untersuchenden Körperteil minimiert und damit das Signal-Rausch-Verhältnis optimiert werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse einen Innenumfang aufweist, dass die größenveränderbare Struktur einen maximalen Außenumfang aufweist und dass der maximale Außenumfang kleiner als der Innenumfang ist, insbesondere mindestens 15 cm kleiner als der Innenumfang ist. Diese Dimensionierung hat sich in Versuchen als vorteilhaft erwiesen.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse mehrere Gehäuseteile auf, so dass das Gehäuse öffenbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist ein leichtes Einführen des zu untersuchenden Körperteils in das Gehäuse möglich.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung eines mehrteiligen Gehäuses ist vorzugsweise vorgesehen, dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Lokalspule eines der Gehäuseteile auf einer Patientenliege angeordnet ist und dass mindestens ein anderes der Gehäuseteile im auf der Patientenliege angeordneten Zustand des einen Gehäuseteils zum Öffnen und Schließen des Gehäuses relativ zu dem einen Gehäuseteil bewegbar ist. Dadurch ergibt sich insbesondere eine leichtere Handhabung der Lokalspule.
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Die größenveränderbare Struktur kann mit einem beliebigen der Gehäuseteile verbunden sein. Vorzugsweise ist sie mit dem einen Gehäuseteil verbunden, das bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Lokalspule auf der Patientenliege angeordnet ist.
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In der Regel ist an einem der Gehäuseteile ein Stecker zum Verbinden der Sendespule mit einer Ansteuereinrichtung angeordnet. In diesem Fall ist vorzugsweise die größenveränderbare Struktur mit diesem Gehäuseteil verbunden. Insbesondere kann in diesem Fall der Stecker zusätzlich zu Kontakten für die Ansteuerung der Sendespule Kontakte für die Übermittlung des mittels der Antennenanordnung empfangenen Magnetresonanzsignals an eine Auswertungseinrichtung aufweisen.
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Die Lokalspule kann nach Bedarf als Knie-, Ellenbogen-, Handgelenk-, Knöchel-, Fersen- oder Kopfspule ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist die größenveränderbare Struktur mit dem Gehäuse nur stellenweise verbunden, so dass zwischen die größenveränderbare Struktur und das Gehäuse eine Füllstruktur einbringbar ist.
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Die größenveränderbare Struktur kann eine gewisse Eigenstabilität aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die größenveränderbare Struktur als flexible, weiche Struktur ausgebildet ist. Insbesondere kann die größenveränderbare Struktur als Empfangsspule ausgebildet sein, wie sie oben stehend erläutert ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 schematisch eine Magnetresonanzanlage,
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2 schematisch eine Lokalspule,
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3 schematisch die Lokalspule von 2 im Querschnitt,
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4 schematisch die Lokalspule von 2 im Schnitt von der Seite,
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5 schematisch eine perspektivische Darstellung des Schnitts von 4,
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6 schematisch eine gegenüber 3 modifizierte Ausgestaltung der Lokalspule,
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7 eine Empfangsspule im ausgelegten Zustand in der Draufsicht,
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8 die Empfangsspule von 3 im zu einem Ring gebogenen Zustand in perspektivischer Darstellung und
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9 eine mögliche Modifikation der Empfangsspule von 7 in einer Draufsicht.
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Gemäß 1 soll mittels einer Magnetresonanzanlage 1 ein Untersuchungsobjekt 2 untersucht werden. Die Magnetresonanzanlage 1 weist einen Grundmagneten 3 auf, der in einem Ganzkörper-Untersuchungsvolumen 4 ein zeitlich statisches und örtlich im Wesentlichen homogenes Grundmagnetfeld B generiert. Die Stärke des Grundmagnetfeldes B kann nach Bedarf bestimmt sein. Üblicherweise beträgt sie 1,5 Tesla oder 3 Tesla. Es sind aber auch andere Werte möglich, teilweise sogar bis über 10 Tesla.
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Die Magnetresonanzanlage 1 weist weiterhin eine Ganzkörperspule 5 auf. Mittels der Ganzkörperspule 5 ist das Ganzkörper-Untersuchungsvolumen 4 mit Hochfrequenz-Anregungspulsen beaufschlagbar. Die Ganzkörperspule 5 ist relativ zum Grundmagneten 3 ortsfest angeordnet. Sie wird von einer Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 der Magnetresonanzanlage 1 gesteuert.
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Das Untersuchungsobjekt 2 – oftmals ein Mensch – liegt während der Untersuchung auf einer Patientenliege 7. Die Patientenliege 7 wird zur Untersuchung des Untersuchungsobjekts 2 in das Ganzkörper-Untersuchungsvolumen 4 eingefahren.
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Es ist möglich, zum Anregen von Magnetresonanzen und zum späteren Empfangen von im Untersuchungsobjekt 2 angeregten Magnetresonanzsignalen die Ganzkörperspule 5 zu verwenden. In vielen Fällen sind zum Empfang des Magnetresonanzsignals jedoch eine oder mehrere Lokalspulen 8 vorhanden. Eine derartige Lokalspule 8 ist in 1 gestrichelt dargestellt.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise die Lokalspule 8 sowohl zum Anregen des Untersuchungsobjekts 2 zum Aussenden des Magnetresonanzsignals als auch zum Empfangen des angeregten Magnetresonanzsignals verwendet. Die Lokalspule 8 ist – ebenso wie die Ganzkörperspule 5 – mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 verbunden.
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Lokalspulen 8 können, je nach Ausgestaltung, am Untersuchungsobjekt 2 oder an der Patientenliege 7 angeordnet sein. 1 zeigt eine Anordnung der Lokalspule 8 an der Patientenliege 7. Diese Ausgestaltung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Eine Anordnung am Untersuchungsobjekt 2 ist jedoch nicht ausgeschlossen. Weiterhin zeigt 1 eine Ausgestaltung der Lokalspule 8 als Kniespule. Die Lokalspule 8 könnte jedoch alternativ als Ellenbogenspule, als Handgelenkspule, als Knöchelspule, als Fersenspule oder als Kopfspule ausgebildet sein.
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Gemäß den 2 bis 6 weist die Lokalspule 8 ein starres Gehäuse 9 auf. Das Gehäuse 9 umgibt ein lokales Untersuchungsvolumen 10 radial außen. Im Gehäuse 9 ist eine Sendespule 11 angeordnet. Die Sendespule 11 kann beispielsweise als Sattelspule oder als Birdcage-Resonator ausgebildet sein. Mittels der Sendespule 11 ist das lokale Untersuchungsvolumen 10 mit einem Anregungssignal beaufschlagbar. Mittels des Anregungssignals ist das Untersuchungsobjekt 2 (soweit es sich im lokalen Untersuchungsvolumen 10 befindet) zum Aussenden eines Magnetresonanzsignals anregbar. Die Sendespule 11 hat somit in Bezug auf das lokale Untersuchungsvolumen 10 die gleiche Aufgabe, Wirkung und Funktion wie die Ganzkörperspule 5 in Bezug auf das Ganzkörper-Untersuchungsvolumen 4.
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Die Lokalspule 8 weist weiterhin eine größenveränderbare Struktur 12 auf. Die größenveränderbare Struktur 12 ist im lokalen Untersuchungsvolumen 10 angeordnet, also in dem vom Gehäuse 9 umschlossenen Volumen. Die größenveränderbare Struktur 12 ist mit dem Gehäuse 9 verbunden, bildet also mit diesem eine Einheit.
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In der größenveränderbaren Struktur 12 ist eine Antennenanordnung 13 angeordnet. Die Antennenanordnung 13 dient zum Empfangen des vom Untersuchungsobjekt 2 ausgesendeten Magnetresonanzsignals. Die Antennenanordnung 13 kann nach Bedarf ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie als Birdcage-Resonator ausgebildet sein. Vorzugsweise jedoch ist die Antennenanordnung 13 als ein- oder zweidimensionales Antennenarray ausgebildet. Das lokale Untersuchungsvolumen 10 weist eine Höhenerstreckung h und eine Breitenerstreckung b und somit auch einen Innenumfang U auf. Die Höhenerstreckung h und die Breitenerstreckung b können gleich groß sein. In diesem Fall weist das lokale Untersuchungsvolumen 10 einen zylindrischen Querschnitt auf. Der Querschnitt des lokalen Untersuchungsvolumens 10 kann jedoch alternativ von der exakten Kreisform abweichen, beispielsweise elliptisch oder oval sein. In der Regel gilt für das Verhältnis von Höhenerstreckung h und Breitenerstreckung b jedoch die Beziehung 0,8 ≤ h/b ≤ 1,25.
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Die Größenvariierbarkeit der größenveränderbaren Struktur 12 kann auf beliebige Weise realisiert sein. Beispielsweise kann die größenveränderbare Struktur 12 an ihren Endbereichen 14, 15 miteinander zusammenwirkende Bestandteile eines so genannten Klettverschlusses (englisch: velcro tape) aufweisen. Unabhängig davon, auf welche Weise die Größenvariierbarkeit der größenveränderbaren Struktur 12 realisiert ist, weist die größenveränderbare Struktur 12 jedoch einen maximalen Umfang U' auf. Der maximale Umfang U' der größenveränderbaren Struktur 12 ist in der Regel kleiner als der Umfang U des lokalen Untersuchungsvolumens 10 (bzw., was das Gleiche ist, des Innenumfangs des Gehäuses 9). Der maximale Umfang U' kann beispielsweise mindestens 15 cm kleiner als der Innenumfang U des Gehäuses 9 sein. Im Extremfall kann der maximale Umfang U' bis zu 60 cm kleiner als der Innenumfang U sein. In der Regel beträgt die Differenz zwischen 30 cm und 45 cm.
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Wie aus den unterschiedlichen Darstellungen in 4 und 5 ersichtlich ist, kann das Gehäuse 9 mehrere Gehäuseteile 16, 17 aufweisen, so dass es öffenbar ist. Beispielsweise kann das Gehäuse 9 ein Unterteil 16 und ein Oberteil 17 aufweisen. Auch kann – siehe 3 – an einer Seite des Gehäuses 9 eine mechanisch und elektrisch gelenkige Verbindung 18 und an der anderen Seite des Gehäuses 9 eine steckbare Verbindung angeordnet sein, so dass das Oberteil 17 wie der Deckel einer Truhe auf- und zuklappbar ist (man beachte in 3 den einen Pfeil auf der rechten Seite des Gehäuses 9). Alternativ kann – siehe 6 – auf beiden Seiten eine steckbare Verbindung angeordnet sein, so dass das Oberteil 17 vollständig vom Unterteil 16 abnehmbar ist (man beachte die beiden Pfeile auf beiden Seiten des Gehäuses 9).
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Es ist möglich, dass das Öffnen und Schließen des Gehäuses 9 vorab erfolgen muss. Insbesondere bei der Aufteilung des Gehäuses 9 in Unterteil 16 und Oberteil 17 ist es jedoch möglich, dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Lokalspule 8 eines der Gehäuseteile 16, 17 (nämlich das Unterteil 16) auf der Patientenliege 7 angeordnet ist und dass mindestens ein anderes der Gehäuseteile 16, 17 (nämlich das Oberteil 17) relativ zu dem erstgenannten Gehäuseteil 16 auch dann bewegbar ist, wenn dieses Gehäuseteil 16 auf der Patientenliege 7 angeordnet ist.
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Aufgrund des Umstands, dass die größenveränderbare Struktur 12 mit dem Gehäuse 9 verbunden ist, muss die größenveränderbare Struktur 12 im Falle eines mehrteiligen Gehäuses 9 mit einem der Gehäuseteile 16, 17 verbunden sein. Prinzipiell kann die größenveränderbare Struktur 12 mit einem beliebigen der Gehäuseteile 16, 17 verbunden sein. Vorzugsweise ist die größenveränderbare Struktur 12 mit demjenigen Gehäuseteil 16 verbunden, das bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Lokalspule 8 auf der Patientenliege 7 angeordnet ist. Der bestimmungsgemäße Gebrauch kann beispielsweise dadurch ersichtlich sein, dass das Unterteil 16 eine Aufstellfläche 20 zum Aufstellen auf der Patientenliege 7 aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der bestimmungsgemäße Gebrauch beispielsweise dadurch gegeben sein, dass das Unterteil 16 und die Patientenliege 7 die beiden Teile einer miteinander zusammenwirkenden Steckverbindung aufweisen, die beim Aufsetzen des Unterteils 16 auf die „richtige” Stelle der Patientenliege 7 automatisch hergestellt wird.
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Wie bereits erwähnt, ist die Lokalspule 8 mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 verbunden. Insbesondere müssen die Anregungssignale, welche die Sendespule 11 aussenden soll, zur Sendespule 11 übertragen werden. Am Gehäuse 9 bzw. im Falle eines mehrteiligen Gehäuses 9 an einem der Gehäuseteile 16, 17 ist daher ein Stecker 21 angeordnet, über den die Sendespule 11 mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 verbunden ist. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Lokalspule 8 ist die größenveränderbare Struktur 12 mit demjenigen Gehäuseteil 16 verbunden, an dem dieser Stecker 21 angeordnet ist. Falls der Stecker 21, wie in 3 dargestellt, am Unterteil 16 angeordnet ist, sind die beiden bevorzugten Anordnungen der größenveränderbaren Struktur 12 selbstverständlich miteinander identisch.
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Die zur Sendespule 11 übertragenen Signale sind Leistungssignale. Sie müssen daher über ein Kabel übertragen werden. Die von der Antennenanordnung 13 empfangenen Magnetresonanzsignale hingegen sind eher schwache Signale. Es ist daher prinzipiell möglich, die empfangenen Magnetresonanzsignale leitungslos an die Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 zu übermitteln. Aufgrund des Umstands, dass wegen der Sendespule 11 bereits eine Kabelverbindung besteht, bietet es sich jedoch an, auch die empfangenen Magnetresonanzsignale leitungsgebunden an die Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 zu übermitteln. Es ist möglich, dass zu diesem Zweck entsprechend der Darstellung in 3 ein eigener Stecker 22 vorhanden ist. Vorzugsweise jedoch weist der Stecker 21, der die Sendespule 11 mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 verbindet, gemäß 6 zusätzlich zu Kontakten 23 für die Ansteuerung der Sendespule 11 Kontakte 24 für die Übermittlung des mittels der Antennenanordnung 13 empfangenen Magnetresonanzsignals an die Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 auf.
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Es ist möglich, dass die größenveränderbare Struktur 12 (einschließlich der Antennenanordnung 13) fest mit dem Gehäuse 9 verbunden ist. Alternativ kann eine mehr oder minder lockere Verbindung bestehen. Beispielsweise kann an der dem lokalen Untersuchungsvolumen 10 zugewandten Seite des Gehäuses 9 eine Schlaufe angeordnet sein, durch die hindurch die größenveränderbare Struktur 12 gezogen wird. Die Schlaufe kann beispielsweise am vorderen und hinteren Ende des Gehäuses 9 mit dem Gehäuse 9 verbunden sein, beispielsweise unlösbar oder lösbar durch einen Klettverschluss, einen Schnappverschluss, einen Druckknopf usw.. Im Falle einer lösbaren Verbindung der größenveränderbaren Struktur 12 mit dem Gehäuse 9 sollten in der Regel verschiedene Stecker 21, 22 für die Verbindung der Sendespule 11 und der Antennenanordnung 13 mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 6 vorhanden sein.
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Alternativ kann die größenveränderbare Struktur 12 zwar fest mit dem Gehäuse 9 verbunden sein, die Verbindung aber nur stellenweise bestehen, insbesondere punktuell am vorderen und hinteren Ende 25, 26 des Gehäuses 9. In diesem Fall kann – siehe 4 – beispielsweise eine Füllstruktur 27 zwischen die größenveränderbare Struktur 12 und das Gehäuse 9 eingebracht werden. Die Füllstruktur 27 kann nach Bedarf ausgestaltet sein, beispielsweise muldenförmig, keilförmig oder dachförmig.
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Es ist möglich, dass die größenveränderbare Struktur 12 gemäß den 3 und 6 als mehr oder minder eigenstabile Struktur ausgebildet ist, so dass zum Verändern der Größe der größenveränderbaren Struktur 12 ein gewisser Kraftaufwand erforderlich ist. Alternativ kann die größenveränderbare Struktur 12 als weiche und flexible („biegeschlaffe”) Struktur ausgebildet sein. Insbesondere kann die größenveränderbare Struktur 12 als Empfangsspule ausgebildet sein, wie sie nachfolgend in Verbindung mit den 7 bis 9 näher erläutert wird.
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Wie erwähnt, weist die Empfangsspule eine weiche, flexible Hüllstruktur 12 auf (entsprechend der größenveränderbaren Struktur 12 der 1 bis 6). In der Hüllstruktur 12 ist die Antennenanordnung 13 angeordnet. Die Hüllstruktur 12 ist – ähnlich einer Manschette, wie sie zum Messen des Blutdrucks verwendet wird – flach auslegbar. Dieser Zustand ist in 7 dargestellt. In diesem Zustand erstreckt sich die Hüllstruktur 12 in einer Längsrichtung über eine Länge l' und in einer Breitenrichtung über eine Breite b'. Die Längenrichtung und die Breitenrichtung verlaufen orthogonal zueinander.
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Vorzugsweise ist die Länge l' über die Breite b' konstant oder im Wesentlichen konstant. Weiterhin ist vorzugsweise die Breite b' über die Länge l' gesehen ebenfalls konstant oder im Wesentlichen konstant. Vorzugsweise ist die Hüllstruktur 12 somit im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Alternativ könnte die Hüllstruktur 12 sich trapezartig verjüngen (in 7 gestrichelt angedeutet) oder in Stufen verjüngen (in 7 strichpunktiert angedeutet).
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Die Hüllstruktur 12 ist aus dem flach ausgelegten Zustand heraus zu einem Ring biegbar. Der Ring erstreckt sich in Breitenrichtung gesehen über die Breite b'. In diesem Zustand – also im zum Ring gebogenen Zustand – sind die Endbereiche 14, 15 der Hüllstruktur 12 mittels einer Verbindungsstruktur miteinander verbunden. Die Verbindungsstruktur kann, wie oben stehend in Verbindung mit den 1 bis 6 bereits erläutert, beispielsweise als Klettverschluss ausgebildet sein. Die Endbereiche 14, 15 liegen einander im flach ausgelegten Zustand der Hüllstruktur 12 bezüglich der Hüllstruktur 12 gegenüber. Ihre Endkanten 28, 29 sind also um die jeweilige (ggf. über die Breite b' ortsabhängige) Länge l' voneinander beabstandet.
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Mindestens einer der Endbereiche 14, 15 – gemäß 7 beide Endbereiche 14, 15 – sind in Breitenrichtung gesehen in Lappen 30 aufgeteilt. Die Lappen 30 sind einzeln – also unabhängig von den anderen Lappen 30 des jeweiligen Endbereichs 14, 15 – mit dem in Längsrichtung gesehen jeweils gegenüberliegenden Abschnitt/Lappen 30 des anderen Endbereichs 15, 14 verbindbar. Dadurch ist für jeden Lappen 30 individuell ein jeweiliger Ringumfang der Hüllstruktur 12 einstellbar. Dies ist besonders deutlich aus 8 ersichtlich, in der je einer der Lappen 30 im Bereich des Oberschenkels, des Knies und des Unterschenkels des Untersuchungsobjekts 2 angeordnet ist.
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Die Empfangsspule der 7 und 8 ist als Kniespule ausgebildet. Die Hüllstruktur 12 weist daher vorzugsweise eine Ausnehmung 31 für die Kniescheibe des Untersuchungsobjekts 2 auf. In analoger Weise könnte die Hüllstruktur 12 ebenfalls eine entsprechende Ausnehmung aufweisen, wenn sie als Ellenbogenspule ausgebildet wäre.
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Gemäß 9 ist die Empfangsspule als (Fuß-)Knöchel- und/oder Fersenspule ausgebildet. In diesem Fall kann die Hüllstruktur 12 zwei Ausnehmungen 32 für die Knöchel des Untersuchungsobjekts 2 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Empfangsspule in diesem Fall eine Ausnehmung 33 für die Ferse des Untersuchungsobjekts 2 aufweisen.
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Die Antennenanordnung 13 kann, wie bereits erwähnt, bezüglich ihrer elektrischen Ausgestaltung nach Bedarf ausgebildet sein. Vorzugsweise ist sie entsprechend der Darstellung von 7 als Antennenarray ausgebildet, insbesondere als zweidimensionales Antennenarray (in 9 nur schematisch als Einheit dargestellt).
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Die Empfangsspule weist gemäß den 7 bis 9 eine Elektronik 34 auf, die mit der Antennenanordnung 13 zusammenwirkt. Die Elektronik 34 kann beispielsweise Vorverstärker, Analog-Digital-Wandler, einen Frequenzumsetzer, Verstimmschaltungen usw. umfassen. Die Elektronik 34 kann in (mindestens) einer Elektronikbox 35 angeordnet sein. Gemäß den 7 bis 9 sind sogar zwei derartige Elektronikboxen 35 vorhanden. Die Elektronikboxen 35 weisen in der Regel nennenswerte Abmessungen auf. Typisch sind Abmessungen von ca. 5 cm × 5 cm × 2 cm. Die Elektronikboxen 35 sind gemäß 8 in einem Bereich der Hüllstruktur 12 angeordnet, der bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Hüllstruktur 12 nach radial außen und nach oben gewandt ist. Dadurch wird der Tragekomfort für das Untersuchungsobjekt 2 bei angelegter Empfangsspule optimiert. Die entsprechende Anordnung kann weitere Vorteile aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist eine qualitativ hochwertige Anregung zu Magnetresonanzen mit einem qualitativ hochwertigen Empfang angeregter Magnetresonanzen realisierbar. Weiterhin ergibt sich ein guter Sitz der Empfangsspule verbunden mit einem hohen Tragekomfort.
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Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Magnetresonanzanlage
- 2
- Untersuchungsobjekt
- 3
- Grundmagnet
- 4
- Ganzkörper-Untersuchungsvolumen
- 5
- Ganzkörperspule
- 6
- Steuer- und Auswertungseinrichtung
- 7
- Patientenliege
- 8
- Lokalspule
- 9
- Gehäuse
- 10
- lokales Untersuchungsvolumen
- 11
- Sendespule
- 12
- größenveränderbare Struktur/Hüllstruktur
- 13
- Antennenanordnung
- 14, 15
- Endbereiche
- 16
- Gehäuseteil, Unterteil
- 17
- Gehäuseteil, Oberteil
- 18
- gelenkige Verbindung
- 20
- Aufstellfläche
- 21, 22
- Stecker
- 23, 24
- Kontakte
- 25
- vorderes Ende
- 26
- hinteres Ende
- 27
- Füllstruktur
- 28, 29
- Endkanten
- 30
- Lappen
- 31 bis 33
- Ausnehmungen
- 34
- Elektronik
- 35
- Elektronikboxen
- B
- Grundmagnetfeld
- b
- Breitenerstreckung
- b'
- Breite
- h
- Höhenerstreckung
- l'
- Länge
- U, U'
- Umfänge
