DE102012212692A1

DE102012212692A1 - Steuerung und/oder Regelung des Drucks einer Lokalspule gegenüber einem Untersuchungsobjekt

Info

Publication number: DE102012212692A1
Application number: DE102012212692.9A
Authority: DE
Inventors: Björn Heismann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: CN103576110A; US20140021949A1; CN103576110B; DE102012212692B4; KR20140011974A; KR101620354B1; US9581664B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lokalspulensystem (10) für ein Magnetresonanzbildgebungssystem (1) und ein Magnetresonanzbildgebungssystem (1), mit einer Lokalspule (100), welche ein mit einem Fluid (FM) befüllbares Druckelement (150, 151) aufweist, und mit einer zumindest beim Anlegen der Lokalspule (100) an das Untersuchungsobjekt (O) und/oder im Betrieb der Lokalspule (100) mit dem Druckelement (150, 151, 152) gekoppelten steuerbaren Fluidversorgungseinrichtung (20), welche so ausgebildet ist, dass der mit Hilfe des Fluids (FM) erreichte Druck (P) des Druckelements (150, 151, 152) auf das Untersuchungsobjekt (O) zumindest bereichsweise veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lokalspule, ein Lokalspulensystem, ein Magnetresonanzbildgebungssystem, ein Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanzabbildungen und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks einer Lokalspule gegenüber einem Untersuchungsobjekt.
Bildgebende Systeme, die auf einem Verfahren der Magnetresonanzmessung, insbesondere von Kernspins basieren, sogenannte Magnetresonanztomographen, haben sich durch vielfältige Anwendungen erfolgreich etabliert und bewährt. Bei dieser Art der Bildakquisition wird ein starkes statisches Grundmagnetfeld B0 zur Anfangsausrichtung und Homogenisierung von zu untersuchenden magnetischen Dipolen verwendet. Zur Bestimmung von Materialeigenschaften eines abzubildenden Untersuchungsobjekts wird die Dephasierung bzw. Relaxationszeit nach einer Auslenkung der Magnetisierung aus der Anfangsausrichtung ermittelt, sodass verschiedene materialtypische Relaxationsmechanismen bzw. Relaxationszeiten identifiziert werden können. Die Auslenkung kann durch eine Anzahl von HF-Pulsen mittels einer HF-Sendevorrichtung des Magnetresonanzbildgebungssystems erreicht werden. Eine geeignete Messung der momentanen Magnetisierung des Untersuchungsobjekts zur Bestimmung der materialtypischen Relaxationszeiten bzw. materialtypischen Eigenschaften erfolgt mit Hilfe von Empfangsspulen, die auf die materialtypischen Eigenschaften abgestimmt sind. Um die Qualität der Magnetresonanzaufnahme zu verbessern, ist es vorteilhaft diese Empfangsspulen in der unmittelbaren Nähe des Untersuchungsobjekts bzw. eines Patienten oder Probanden anzubringen. Derartige Empfangsspulen bzw. auch Sendespulen, die in unmittelbarer Nähe zum Untersuchungsobjekt angeordnet sind, sind unter dem Begriff „Lokalspulen“ bekannt.
Um die Vorteile, wie beispielsweise ein günstiges Signal-zu-Rauschverhältnis der objektnahen Anbringung zur erreichen, ist es erforderlich, dass die relative Position der Lokalspule gegenüber dem Untersuchungsobjekt während einer Aufnahmesequenz in definierter Art und Weise festgelegt wird.
Beispielsweise sind verschiedene Fixierungsmechanismen wie Spannbänder o. Ä. bekannt, die eine Fixierung der Lokalspule in Relation zum Patienten oder Probanden (im Folgenden allgemein Probant genannt), also beispielsweise durch Fixierung einer Lokalspule an oder um ein Handgelenk, ein Knie oder Ähnliches, ermöglichen. Da die Lokalspule jedoch nur in einem gewissen Maß an das Untersuchungsobjekt angepasst werden kann, kommt es häufig vor, dass zusätzliche Keile bzw. Schaumstoffeinlagen verwendet werden, um die Lokalspule in einer festgelegten Position gegenüber dem Untersuchungsobjekt zu halten. Dies verzögert die Abfolge der Arbeitsschritte zur Erfassung von Magnetresonanzaufnahmen enorm und ist darüber hinaus häufig unangenehm für den Probanden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb, eine verbesserte Möglichkeit zur Festlegung der Position einer Lokalspule gegenüber einem Untersuchungsobjekt zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Lokalspulensystems nach Anspruch 1, einer Lokalspule nach Anspruch 8 einem Magnetresonanzbildgebungssystem nach Anspruch 10, einem Magnetresonanzbildgebungssystem nach Anspruch 11, einem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks einer Lokalspule gegenüber einem Untersuchungsobjekt nach Anspruch 14 und einem Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanzabbildungen nach Anspruch 15 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Lokalspulensystem für ein Magnetresonanzbildgebungssystem umfasst zumindest eine Lokalspule, d. h. insbesondere Körperspulen oder auch Gelenkspulen, wobei die Lokalspule ein mit einem Fluid befüllbares Druckelement insbesondere zur Ausübung von Druck auf das Untersuchungsobjekt aufweist. Das Druckelement kann beispielsweise als Kissen bzw. kissenähnliche Vorrichtung ausgebildet sein.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße Lokalspulensystem ebenfalls eine zumindest beim Anlegen der Lokalspule an das Untersuchungsobjekt oder im Betrieb der Lokalspule mit dem Druckelement gekoppelte steuerbare Fluidversorgungseinrichtung. Die Fluidversorgungseinrichtung ist so ausgebildet, dass der mit Hilfe des Fluids erreichte Druck des Druckelements auf das Untersuchungsobjekt zumindest bereichsweise veränderbar ist. Das heißt, der mit Hilfe des Fülldrucks des Druckelements erzeugte Druck auf das Untersuchungsobjekt kann über die dem Untersuchungsobjekt zugewandte Oberfläche der Lokalspule zumindest bereichs- oder abschnittsweise variiert werden, so dass z. B. Blutgefäße nicht zu stark gedrückt oder gequetscht werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit mit Hilfe der Erfindung einen gleichmäßigen Anpressdruck der Lokalspule auf das Untersuchungsobjekt auszuüben. Insbesondere können so auch Druckspitzen, also lokal ausgeprägte Druckmaxima, wie sie beispielsweise durch die Verwendung von Schaumstoffkeilen o. Ä. entstehen können, vermieden werden.
Die Erfindung ermöglicht es somit in besonders vorteilhafter Weise, die Position der Lokalspule in Relation zum Untersuchungsobjekt festzulegen und dabei gleichzeitig eine angenehme Wahrnehmung der Lokalspule beim Probanden auszulösen.
Eine Lokalspule für ein besagtes Lokalspulensystem weist dementsprechend zumindest ein mit einem Fluid befüllbares Druckelement auf, das so ausgebildet ist, dass der mit Hilfe des Fluids erreichte Druck auf das Untersuchungsobjekt zumindest bereichsweise veränderbar ist. Dabei wird der Druck auf das Untersuchungsobjekt insbesondere durch den veränderbaren Fülldruck des Druckelements festgelegt. Eine Fluidversorgungseinrichtung kann, wie später erläutert wird, interner Teil der Lokalspule aber auch extern an diese anschließbar sein.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zu Erzeugung von Magnetresonanzabbildungen ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, dass eine Lokalspule, welche ein mit einem Fluid befüllbares Druckelement aufweist, relativ zum Untersuchungsobjekt positioniert wird, indem zumindest bereichsweise der durch das Fluid erreichten Druck des Druckelements verändert wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Magnetresonanzbildgebungssystem, welches ein Lokalspulensystem bzw. eine Lokalspule, wie beschrieben, gemäß der Erfindung aufweist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ebenfalls ein Magnetresonanzbildgebungssystem, welches eine Fluidsteuerungseinrichtung aufweist. Die Fluidsteuerungseinrichtung ist zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks eines Fluids in einer Lokalspule ausgebildet. Insbesondere kann der Druck in einem oder mehreren Druckelementen der Lokalspule mit Hilfe der Fluidsteuerungseinrichtung variiert werden. Neben einer separaten Ausbildung der Fluidsteuerungseinrichtung kann diese auch in eine zentrale Steuerungseinrichtung eines Magnetresonanzbildgebungssystems integriert sein.
Dabei kann insbesondere die Fluidsteuerung mit der Steuerung einer Aufnahmesequenz zur Erfassung von Magnetresonanzaufnahmen synchronisiert sein. Das heißt, zu zeitlich festgelegten Punkten, die in Relation zur Aufnahmesequenz bestimmt werden, wird der Druck des Fluids auf vorbestimmte Werte eingestellt oder es können anderweitige Steuerungs- bzw. Regelungsschritte durch die Fluidsteuerungseinrichtung zu diesen Zeitpunkten vorgenommen werden. Wie später noch genauer beschrieben werden wird, kann es sich bei den Steuerungs- bzw. Regelungsschritten beispielsweise um die Regelung der Temperatur des Probanden handeln. Die Fluidversorgung der Lokalspule erfolgt somit vorzugsweise mit einer Fluidversorgungseinrichtung, die selbst regel- bzw. steuerbar, insbesondere fernsteuerbar ist.
Somit kann beispielsweise in einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks einer Lokalspule eines Magnetresonanzbildgebungssystems gegenüber einem Untersuchungsobjekt ein Druck auf das Untersuchungsobjekt mit Hilfe eines Fluids verändert werden, wobei der Druck des Fluids in einer Lokalspule mit einem mit dem Fluid gefüllten Druckelement verändert wird.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können.
Besonders bevorzugt ist die Fluidversorgungseinrichtung des Lokalspulensystems so ausgebildet, dass der Fülldruck des Druckelements während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Lokalspule veränderbar ist. Dies ermöglicht insbesondere die automatische Variation der Position des Untersuchungsobjekts mit Hilfe des Druckelements bzw. der Lokalspule.
Das erfindungsgemäße Fluid kann ein Gas, insbesondere Luft, oder ein, bevorzugt inkompressibles, fluides Medium sein. Handelt es sich dabei um Luft, so bietet dies den Vorteil, dass diese mit geringem Aufwand zur Verfügung gestellt werden kann, beispielsweise durch eine bereits vorhandene Pressluftversorgung.
Handelt es sich bei dem Fluid um ein weitgehend inkompressibles fluides Medium, so wird dadurch eine erhöhte Formstabilität des Druckelements erreicht, in Frage kommen beispielsweise Wasser oder Öle, die darüber hinaus eine hohe Wärmekapazität zur Verfügung stellen können. Dies bedeutet, dass die Wärmekapazität insbesondere größer sein kann als 75,3 J/Mol/°C. Bevorzugt kann somit eine Kühlung bzw. eine Temperaturregelung des Untersuchungsobjekts im Bereich der Lokalspule bzw. im Bereich der Oberfläche der Lokalspule erreicht werden, um dem Untersuchungsobjekt während der Magnetresonanzbildgebung optimale Umgebungsbedingungen zu bieten und zu halten oder in Abhängigkeit von dem zu untersuchenden Material und/oder der der Untersuchung zugrunde liegenden Fragestellung des Untersuchungsobjekts eine Temperatur vorzugeben, die mit Hilfe des Fluids eingehalten wird.
Besonders bevorzugt weist die Lokalspule mehrere Druckelemente auf, so dass eine hervorragende Anpassung an komplizierte Formen eines Untersuchungsobjekts erreicht werden kann. Die Fluidversorgung der Druckelemente kann hierbei beispielsweise über eine gemeinsame Fluidleitung erfolgen, wobei besonders bevorzugt die Druckelemente zu einem gemeinsamen Druckkörper kombiniert sind. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Anordnung von verbundenen Druckkissen handeln, deren Volumen jeweils deutlich größer ist, als das Volumen der Verbindungsleitungen zwischen den Kammern. Die Druckkammern können dabei in einer Kassetten- oder Matrixstruktur angeordnet sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Lokalspulensystem so ausgebildet sein, dass die Druckelemente wenigstens teilweise mit einem jeweils zueinander unterschiedlichen Fülldruck betrieben werden. Beispielsweise können separate Fluidleitungen für einzelne oder mehrere Druckelemente, insbesondere für jedes der Druckelemente separat, vorgesehen sein.
Darüber hinaus ist ebenfalls denkbar, dass Druckeinstellungseinrichtungen verwendet werden, wie z. B. Überdruckventile, Druckregler, Drosselventile oder Ähnliches, um den Fülldruck zweier Druckelemente oder zweier Gruppen von Druckelementen jeweils unterschiedlich zueinander einzustellen. Somit kann beispielsweise eine einzelne, gemeinsame Versorgungsleitung, in welche eine oder mehrere Druckeinstellungseinrichtungen integriert sein können, für mehrere Druckelemente verwendet werden und auch eine hervorragende Anpassbarkeit an die Form des Untersuchungsobjekts und eine hervorragende Fixierung der Lokalspule erreicht werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist im Wesentlichen die gesamte bei bestimmungsgemäßen Betrieb der Lokalspule dem Untersuchungsobjekt zugewandte Fläche der Lokalspule von dem Druckelement bzw. den Druckelementen abgedeckt. Das heißt, der Druck gegenüber dem Untersuchungsobjekt ist insbesondere im Wesentlichen auf der gesamten, dem Untersuchungsobjekt zugewandten Fläche der Lokalspule veränderbar. Im Wesentlichen kann dabei so aufgefasst werden, dass insbesondere mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70% oder besonders bevorzugt sogar mindestens 90 % der dem Untersuchungsobjekt zugewandten Fläche der Lokalspule in ihrem Anpressdruck gegenüber dem Untersuchungsobjekt variiert werden kann.
Darüber hinaus kann die dem Untersuchungsobjekt zugewandte Fläche der Lokalspule aber auch gezielt, einen oder mehrere definierte Bereiche aufweisen, die in ihrem Anpressdruck nicht mit Hilfe von Druckelementen verändert werden können. So können insbesondere Bereiche ausgespart werden, die beispielsweise in der Nähe von Gefäßen oder Adern liegen, welche z. B. aufgrund des Drucks des Druckelements dann abgeschnürt werden könnten. Die mit Hilfe der Druckelemente abgedeckten Bereiche der dem Untersuchungsobjekt zugewandten Oberfläche der Lokalspule ermöglichen wiederum eine weitgehend gleichmäßige Druckverteilung gegenüber dem Untersuchungsobjekt, so dass wiederum Druckspitzen vermieden werden können.
Besonders bevorzugt umfasst das Lokalspulensystem eine Fluidablasseinrichtung, welche insbesondere mit einem Schaltelement gekoppelt sein kann. Dabei kann mit der Fluidablasseinrichtung eine Schnellentleerung des Fluids aus dem bzw. den Druckelementen erfolgen. Schnellentleerung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Entleerung des bzw. der Druckelemente schneller erfolgen kann als deren Befüllung. Insbesondere bedeutet dies, dass der Fluidfluss in einer entsprechenden Ablassleitung bzw. durch die Ablasseinrichtung schneller ist als der Fluidfluss in einer Fluidzuführung bzw. Fluidzuführungsleitung bei gleichem Fluiddruck. Beispielsweise kann die Ablassleitung einen größeren Durchmesser aufweisen als die Fluidzuführungsleitung. Somit ist es möglich, einerseits den Betrieb der Lokalspule zu optimieren, so dass nach erfolgter Untersuchung die Lokalspule schnell vom Untersuchungsobjekt entfernt werden kann. Darüber hinaus ist jedoch auch möglich, in einer Notsituation eine quasi instantane Entfernung der Lokalspule vom Untersuchungsobjekt vorzunehmen, wenn eine Situation auftritt, die ein sofortiges Entfernen der Lokalspule vom Untersuchungsobjekt erfordert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Lokalspulensystem eine Druckmesseinrichtung zur Messung des Fülldrucks des Druckelements und/oder zur Messung des mit Hilfe des Druckelements auf das Untersuchungsobjekt ausgeübten Drucks auf. Somit kann sichergestellt werden, dass die Anpassung an eine komplizierte Form des Untersuchungsobjekts unter gleichmäßiger bzw. vorgegebener Druckverteilung erreicht werden kann. Darüber hinaus kann ebenfalls sichergestellt werden, dass der Druck auf das Untersuchungsobjekt nur innerhalb vorgegebener Druckgrenzen ausgeübt wird, so dass zuverlässig verhindert werden kann, dass das Untersuchungsobjekt durch die Druckelemente übermäßig beeinträchtigt wird.
Dies kann beispielsweise ebenfalls mit Hilfe von Druckregelungs- bzw. Steuerungseinrichtungen erreicht werden, wie z.B. Druckregelungsventilen oder Druckbegrenzungsventilen, die auch individuell einem von mehreren Druckelementen zugeordnet sein können.
Bevorzugt weist die Lokalspule neben dem Druckelement und den üblichen, zum Empfang eines Magnetresonanzsignals notwendigen Komponenten wie beispielsweise eine Magnetresonanzantenne, einen Spulenkörper auf. Das Druckelement kann dabei mittelbar bzw. direkt, bevorzugt reversibel lösbar, mit dem Spulenkörper verbunden sein. Der Spulenkörper kann insbesondere ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, besonders bevorzugt als mehrteilige Halbschalen bzw. Schalen, die ein Untersuchungsobjekt wenigstens teilweise, besonders bevorzugt in einer Umfangsrichtung vollständig, umgeben. Das heißt, der Spulenkörper folgt bevorzugt im Wesentlichen der Form des Untersuchungsobjekts. Somit sind nur noch geringe Anpassungen an die Form des Untersuchungsobjekts mit Hilfe der Druckelemente notwendig, um eine definierte Position der Lokalspule gegenüber dem Untersuchungsobjekt festzulegen. Die Lokalspule kann somit äußerst schnell an dem Untersuchungsobjekt befestigt bzw. wieder gelöst werden. Insbesondere kann dies automatisch erfolgen, beispielsweise dadurch, dass Druckregler vorhanden sind, die zur Regelung des Fülldrucks der Druckelemente bzw. zur Regelung des Drucks der Lokalspule gegenüber dem Untersuchungsobjekt ausgebildet sind. Somit kann quasi vollautomatisch sichergestellt werden, dass die Lokalspule schnell und einfach an bzw. in der Nähe des Untersuchungsobjekts fixiert werden kann bzw. auf ähnliche Art wieder vom Untersuchungsobjekt gelöst werden.
Um den Betrieb der Lokalspule weiter zu verbessern, kann die Lokalspule ein Entleerungsreservoir zur Entleerung des Fluids aus dem Druckelement aufweisen. Bevorzugt ist das Entleerungsreservoir im Bereich der dem Untersuchungsobjekt abgewandten Seite der Lokalspule angeordnet. Somit kann beispielsweise das beschleunigte Entleeren eines inkompressiblen Fluids erreicht werden, ohne dass hohe Drücke über weite Strecken übertragen werden müssten.
Die Lokalspule kann, wie erwähnt, darüber hinaus ebenfalls die steuerbare Fluidversorgungseinrichtung aufweisen. Steuerbar bedeutet in diesem Zusammenhang sowohl eine automatische Steuerung als auch eine Handsteuerung, beispielsweise in Form eines Blasebalgs. Die Fluidversorgungseinrichtung kann fest an bzw. im Bereich der Lokalspule angeordnet sein oder sogar bevorzugt in die Lokalspule integriert sein. Insbesondere könnten zumindest Ventile der Fluidversorgungseinrichtung in die Lokalspule integriert sein, während beispielsweise ein Handblasebalg reversibel lösbar mit dem integrierten Ventil verbunden sein kann.
Dabei ist hervorzuheben, dass somit die Lokalspule auch lediglich einen Anschluss für eine Fluidversorgungseinrichtung aufweisen kann, während die weiteren Geräte, insbesondere die Fluidversorgungseinrichtung extern zur Lokalspule angeordnet sind. In all diesen Fällen kann die steuerbare und/oder regelbare Fluidversorgungseinrichtung zur Versorgung der Lokalspule mit einem Fluid zur Veränderung der Temperatur des Fluids ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Fluidversorgungseinrichtung einen Kühler bzw. eine Heizung für das Fluid aufweisen. Darüber hinaus kann die Fluidversorgungseinrichtung auch eine Temperaturregelungsvorrichtung des Fluids wenigstens teilweise umfassen. Wie bereits erwähnt, kann somit sichergestellt werden, dass das Untersuchungsobjekt durch Temperatureinflüsse während der Magnetresonanzbildgebung nicht zu stark beeinträchtigt wird oder auch bestimmte Materialeigenschaften des Untersuchungsobjekts temperaturabhängig untersucht werden.
Bevorzugt können das Magnetresonanzbildgebungssystem und insbesondere die Fluidsteuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, dass der Betrieb der Lokalspule auf Basis mehrerer verschiedener Profile mit unterschiedlichen Regelungs- und/oder Steuerungscharakteristiken zur Steuerung und Regelung der Fluidversorgung der Lokalspule erfolgt. Beispielsweise kann eine Auswahl zwischen verschiedenen Profilen, bevorzugt in Abhängigkeit des jeweiligen Untersuchungsobjekts, des zu untersuchenden Materials, der Fragestellung der Untersuchung bzw. eines Untersuchungsprotokolls vorgenommen werden. Somit ist es möglich, die Lokalspule unterschiedlich mit Hilfe des bzw. der Druckelemente in der Nähe des Untersuchungsobjekts anzuordnen, so dass unterschiedliche Aufnahmen in Abhängigkeit von der jeweiligen Untersuchung gewählt werden können.
Besonders vorteilhaft ist dies insbesondere für ein Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanzabbildungen, bei denen die Position und/oder die Temperatur des Untersuchungsobjekts zwischen zwei Aufnahmesequenzen und/oder während einer Aufnahmesequenz mit Hilfe der Lokalspule variiert werden. Besonders bevorzugt kann es sich dabei beispielsweise um eine Gelenkspule handeln, die mit Hilfe unterschiedlicher Profile so angesteuert wird, dass ein Gelenk, beispielsweise ein Kniegelenk oder Handgelenk, zwischen zwei verschiedenen Winkelstellungen mit Hilfe der Lokalspule variiert wird. Damit kann insbesondere eine leichte Registrierung, d.h. örtliche Zuordnung zu einem Referenzpunkt, verschiedener Magnetresonanzbilder erreicht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzbildgebungssystems,
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lokalspulensystems mit einer vollautomatischen Fluidversorgungseinrichtung,
3 einen Detailausschnitt eines erfindungsgemäßen Lokalspulensystems mit einer manuell zu betreibenden Fluidversorgungseinrichtung,
4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lokalspulensystems im Querschnitt mit mehreren Druckelementen, mehreren Druckregelungseinrichtungen, Drucksensoren und Temperatursensoren,
5 ein Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Lokalspulensystems bzw. eines Magnetresonanzbildgebungssystems, und die
6 bis 16 Beispiele für Lokalspulen die erfindungsgemäß ausgebildet sein können.
In 1 wird schematisch ein Magnetresonanzbildgebungssystem 1 (im Folgenden MR-System) mit einer Rekonstruktionseinrichtung 8 dargestellt.
Das MR-System 1 weist einen üblichen MR-Scanner 2 auf, in welchem in einem Untersuchungstunnel 3 eine Patientenliege (nicht dargestellt) untergebracht ist, auf der ein Untersuchungsobjekt O, beispielsweise ein Patient oder Proband, positioniert werden kann.
Angesteuert werden der Scanner 2 sowie die Patientenliege durch eine Steuereinrichtung 4. Hierbei kann es sich um einen üblichen zentralen Steuerrechner 4 handeln. Dieser ist mit einer entsprechenden Steuerschnittstelle 90 sowie einer Messsteuereinheit 60 ausgestattet. Diese Messsteuereinheit 60 steuert den Scanner 2 gemäß einem vorgegebenen Messprotokoll zur Durchführung einer Messung an.
Die Steuerschnittstelle 90 ist hier nur als ein Block dargestellt. Es ist aber klar, dass bei einem medizintechnischen System diese Schnittstelle 90 i. d. R. aus einer Vielzahl von einzelnen Schnittstellen besteht. Hierzu gehören z.B. Schnittstellen zur Ansteuerung des Gradientensystems, eines Hochfrequenzsendesystem zur Aussendung der Hochfrequenzpulse etc. Weiterhin umfasst diese Steuerschnittstelle 90 auch eine Schnittstelle, um Steuersignale an die Patientenliege zu übergeben.
Die vom Scanner 2 akquirierten MR-Rohdaten werden über eine Empfangsschnittstelle 70 vom Steuerrechner 4 übernommen. Auch diese Schnittstelle 70 kann aus mehreren Teilschnittstellen bestehen. Die Rohdaten werden dann über eine Rohdaten-Schnittstelle 7 an eine Rekonstruktionseinrichtung 8 übergeben, welche daraus Bilddaten rekonstruiert, die dann beispielsweise auf einem Bildschirm eines Terminals 5 vor Ort angezeigt und/oder in einem Speicher hinterlegt und/oder über eine Netzwerkschnittstelle an einen Datenbus 6 übergeben werden, über welchen das bildgebende System 1 mit anderen Einrichtungen innerhalb eines Netzwerks verbunden ist, um beispielsweise Messdaten oder fertig rekonstruierte Bilddaten auf großen Massenspeichern zu hinterlegen oder an Befundungsstationen oder dergleichen zu übersenden.
Die Ansteuerung des gesamten MR-Systems 1 durch einen Bediener erfolgt über das Terminal 5, welches über eine Terminalschnittstelle 80 mit der zentraler Steuereinheit 4 verbunden ist. Mit Hilfe dieses Terminals 5 und einer dort realisierten Benutzerschnittstelle ist es beispielsweise möglich, dass der Bediener ein Messprotokoll aus einem Speicher (nicht dargestellt) auswählt, ggf. anpasst und dafür sorgt, dass die Messsteuereinheit 60 auf Basis dieses Protokolls entsprechende Steuersignale über die Steuerschnittstelle 90 an den Scanner 2 ausgibt, so dass die Messung durchgeführt werden kann.
Die zentrale Steuereinheit 4 muss nicht notwendigerweise, wie hier dargestellt, als eine integrale Einheit aufgebaut sein, sondern kann auch aus vielen separaten Einheiten gebildet sein, welche in geeigneter Weise untereinander vernetzt sind. Eine Vielzahl der Komponenten kann auch in Form von Software ggf. gemeinsam mit weiteren Komponenten auf einem oder mehreren Rechnereinheiten (z. B. Microcontrollern), die zur Steuereinheit 4 gehören, realisiert sein. Insbesondere kann die Rekonstruktionseinrichtung 8 auch außerhalb einer solchen zentralen Ansteuereinheit zur Ansteuerung des Scanners 2 existieren. In diesem Fall werden die Rohdaten beispielsweise direkt über ein Netzwerk an die Rekonstruktionseinrichtung 8 übergeben. Weiterhin kann die Bildrekonstruktionseinrichtung Teil des Terminals 5 sein, sofern dies eine geeignete Rechenkapazität aufweist.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass die zentrale Steuereinrichtung 4 sowie der Scanner 2 eine Vielzahl von weiteren Komponenten aufweisen kann, die üblicherweise ein Magnetresonanzsystem aufweisen. All diese Komponenten sowie die grundsätzliche Funktionsweise derartiger bildgebender Systeme sind dem Fachmann aber bekannt und brauchen daher hier nicht näher erläutert zu werden.
Zusätzlich zu diesen Komponenten eines Magnetresonanzbildgebungssystems 1 weist die Steuereinrichtung in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine Fluidversorgungseinrichtung 50 zur Versorgung der Lokalspule 100 mit einem Fluid auf. Die Fluidversorgungseinrichtung 20 wird durch eine Fluidsteuerungseinrichtung 50 angesteuert. Die Fluidsteuerungseinrichtung 50 kann dabei auf Basis eines oder mehrerer Profile P1, P2 durch Fernsteuerung der Fluidversorgungseinrichtung 20 die Fluidversorgung der Lokalspule steuern und/oder regeln.
Abweichend zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Steuerungseinrichtung 50 auch in die Fluidversorgungseinrichtung 20 integriert ausgebildet sein.
Das Lokalspulensystem 10 weist in der 1 lediglich eine schematisch angedeutete Lokalspule 100 zum Senden von HF-Pulsen bzw. zum Empfang von Magnetresonanzsignalen des Untersuchungsobjekts O auf. Über die Darstellung der 1 hinausgehend, wird ein Lokalspulensystem nachfolgend anhand der 2 bis 4 genauer beschrieben.
2 zeigt ein Lokalspulensystem 10 mit einer Lokalspule 100, die einen zweischaligen Spulenkörper 110 aufweist. Die Halbschalen des Spulenkörpers 110 sind dabei um eine Rotationsachse R zueinander drehbar gelagert, so dass die beiden sie gegeneinander so geöffnet werden können, dass ein Untersuchungsobjekt O zwischen die beiden Schalenhälften eingebracht werden kann. Das Untersuchungsobjekt O ist dann in einer Umlaufrichtung bezüglich einer durch das Untersuchungsobjekt O verlaufenden Schnittebene vollständig von dem Spulenkörper 110 umgeben.
Bei dem Untersuchungsobjekt O handelt es sich bei dem hier dargestellten Beispiel um einen Arm eines Probanden. Auf diesen Arm wird mit Hilfe eines Druckelements 150, das an der Innenwand des Spulenkörpers 110 mit dem Spulenkörper 110 verbunden ist, ein Druck P ausgeübt. Der Druck P ist dabei über einen Fluiddruck innerhalb des Druckelements 150 einstellbar. Das Druckelement 150 ist dabei über ein Ventil 165, welches in den Spulenkörper integriert ist, mit einer Fluidversorgungseinrichtung 20 verbunden. Bei dem Ventil 165, das ein Stellglied für die Fluidversorgung bildet, handelt es sich um ein sog. Zweiwegeventil 165. Alternativ können jedoch auch andere Stellglieder für die Fluidversorgung vorgesehen sein, wie z. B. ein Rückschlagventil, ein Sperrventil, ein Druckventil oder ein sog. Absperrventil.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zweiwegeventil 165 zum Teil Bestandteil einer Fluidablasseinrichtung 160, die dazu ausgebildet ist, mittels eines Schaltelements 161 das Fluid FM schnell aus dem Druckelement 150 zu entleeren. Dazu ist die Fluidablasseinrichtung 160, insbesondere das Zweiwegeventil 165, so ausgebildet, dass eine Ablassleitung einen größeren Durchmesser aufweist als eine Zuflussleitung für das Fluid FM, so dass ggf. das Fluid schneller aus dem Druckelement 150 abfließen kann als dieses zugeführt werden kann.
Wie bereits erwähnt, umgibt das Druckelement 150 das Untersuchungsobjekt O in einer Umlaufrichtung nahezu vollständig. Somit kann die Ausbildung von Druckspitzen weitgehend vermieden werden und ein gleichmäßiger Druck auf das Untersuchungsobjekt O ausgeübt werden. Dieser Druck bedingt eine sichere Fixierung der Lokalspule 100 auch bei komplizierten Formen des Untersuchungsobjekts O, so dass qualitativ hochwertige Magnetresonanzaufnahmen, mit einem optimalen Signal-zu-Rausch-Verhältnis erzeugt werden können.
Der Druck des Fluids FM in dem Druckelement 150 und damit der Druck P auf das Untersuchungsobjekt O wird wie erwähnt mit Hilfe einer Fluidversorgungseinrichtung 20 erzeugt. Diese weist dazu eine Pumpe 23 bzw. Pumpeinrichtung auf. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine Balgpumpe, eine Kolbenpumpe, insbesondere Rotationskolbenpumpe, eine Membranpumpe, eine Mikropumpe, insbesondere eine Mikromembranpumpe oder auch um ein Fluidreservoir bzw. einen Anschluss an ein Fluidsystem (nicht dargestellt, hierbei kann es sich z.B. um ein bereits vorhandenes Druckluftsystem handeln), welches unter einem Überdruck gegenüber der Umgebung und einem Maximaldruck steht, der für das Druckelement 150 zulässig ist. Das von der Pumpe 23 in Richtung der Lokalspule 100 bewegte Fluid FM kann mittels einer Heizung 22 aufgeheizt werden oder mit Hilfe eines Kühlers 21 abgekühlt werden. Diese beiden Einrichtungen 21, 22 können beispielsweise auch kombiniert ausgebildet sein. Durch diese Mittel zur Temperaturvariation ist es möglich, mit Hilfe des Fluids FM den Patienten bzw. das Untersuchungsobjekt O auf einer konstanten Temperatur zu halten oder auch eine vorbestimmte Temperaturvariation während einer Magnetresonanzaufnahmesequenz bzw. zwischen zwei Aufnahmesequenzen durchzuführen. Das Lokalspulensystem 10 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass das Fluid FM kontinuierlich zirkulierend zwischen der Fluidversorgungseinrichtung 20 und dem Druckelement 150 bewegt wird, wobei der Zirkulationsfluss wenigstens abschnittsweise durch das Druckelement 150 erfolgt, und bevorzugt ein geschlossener Fluidkreislauf vorliegt. Damit kann besonders vorteilhaft eine Temperaturregelung für das Untersuchungsobjekt realisiert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Fluidkreislauf auch so erfolgen, dass im Falle des Erreichens eines bestimmten Drucks in dem Druckelements 150 oder auf das Untersuchungsobjekt O, die Fluidkreislauf unterbrochen wird, und lediglich dann, wenn eine weitere Variation des Druck des Fluid FM in dem Druckelement 150 erforderlich ist, der Fluidkreislauf wieder hergestellt wird.
Ferner ist denkbar, dass das Druckelement 150 mit Fluid FM nicht in einem Fluidkreislauf versorgt wird. Beispielsweise kann das Fluid FM in einem anfänglichen Schritt in das Druckelement 150 mit Hilfe der Fluidversorgungseinrichtung 20 eingebracht werden. Nachfolgend kann die Fluidversorgungseinrichtung von der Lokalspule 100 und dem Druckelement 150 entkoppelt werden. Weiterhin kann dann nach Bedarf das Fluid FM aufgrund eines vorhandenen Überdrucks des Fluids FM gegenüber dem Umgebungsdruck aus dem Druckelement 150 abgelassen oder sogar vollständig entfernt werden, ohne dass ein geschlossener Fluidkreislauf vorliegt. D.h. das Fluid FM, beispielsweise Luft oder Wasser, wird unmittelbar an die Umgebung abgegeben. Optional kann zur Entfernung des Fluids FM aus dem Druckelement 150 auch ein zum Druckelement 150 zusätzliches Reservoir vorgesehen sein, das beispielsweise bei entfernter Fluidversorgungseinrichtung 20 aus dem Druckelement abgelassenes Fluid FM aufnimmt.
Dabei ist hervorzuheben, dass sowohl die Fluidversorgungseinrichtung 20, beispielsweise mit Pumpe 23, Kühler 22 und Heizer 23, als auch das erwähnte optionale Reservoir vollständig in die Lokalspule 100 integriert ausgebildet sein können, bevorzugt in Form der erwähnten Mikromembranpumpe.
Die Fluidversorgungseinrichtung 20 wird mit Hilfe einer Fluidsteuerungseinrichtung 50 so angesteuert, dass eine optimale Positionierung des Untersuchungsobjekts O in der Lokalspule erreicht werden kann. Dies kann automatisch erfolgen, beispielsweise auf Basis der vorher beschriebenen Profile. Darüber hinaus kann die Fluidsteuerungseinrichtung auch eine Vielzahl von Regelungsaufgaben übernehmen, die im Weiteren noch genauer beschrieben werden. Neben der automatischen Ansteuerung der Druckelemente 150 sind jedoch auch einfache Ausgestaltungen des Lokalspulensystems 10 denkbar, wie sie beispielsweise in 3 näher beschrieben sind.
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Lokalspulensystems 10 mit einer (nur zum Teil dargestellten) Lokalspule 100 und einer Fluidversorgungseinrichtung 20, die in diesem Fall durch einen Blasebalg 25 gebildet wird. Dieser Blasebalg 25 ist so ausgebildet, dass er mit einem Rückschlagventil 155 reversibel lösbar verbunden werden kann, welches zur Zuführung eines Fluids FM (hier Umgebungsluft) in ein Druckelement 150 zur Zuführung eines Fluids eingebaut ist bzw. mit dem Druckelement 150 verbunden ist. Das heißt insbesondere, dass das Stellglied zur Fluidversorgung – in diesem Fall ein Rückschlagventil 155 – Bestandteil des Druckelements 150 ist. Hier wird beim Zusammendrücken des Blasebalgs 25 durch das Rückschlagventil 155 Luft in das Druckelement 150 gedrückt. Beim Loslassen des Blasebalgs 25 dehnt sich dieser wieder aus und saugt dabei neue Luft über ein weiteres Rückschlagventil 26 des Blasebalgs 25 ein.
Abweichend zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann aber auch das Ventil 155 Bestandteil der Fluidversorgungseinrichtung 20, also in diesem Fall beispielsweise in den Blasebalg 25 integriert sein. Der Zugang zum Druckelement 150 zur Zuführung des Fluids FM kann dabei im Wesentlichen ohne angeschlossenen Blasebalg 25 offen ausgestaltet sein.
Das Rückschlagventil 155 kann beispielsweise eine Einstellmöglichkeit umfassen, welches eine Druckbegrenzung des Fluids FM innerhalb des Druckelements 150 ermöglicht, so dass der Druck P gegenüber dem Untersuchungsobjekt limitiert werden kann.
Das Druckelement 150 umfasst ebenfalls eine Fluidablasseinrichtung 160 bzw. ist zumindest teilweise mit dieser verbunden. Die Fluidablasseinrichtung 160 weist ein Schnellentleerungsventil 162 auf, welches mit einem Schaltelement 161 verbunden ist. Das Schaltelement 161 steuert das Schnellentleerungsventil 162. Wie dies durch ein bekanntes Schaltzeichen der Fluidtechnik angedeutet ist, handelt es sich bei dem Schnellentleerungsventil 162 um ein Ventil, welches so betrieben werden kann, dass durch Betätigung des Schaltelements 161 eine ausreichende, vorzugsweise maximale, Öffnung des Ventils eingeleitet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Schnellentleerungsventil 162 ebenfalls dazu ausgebildet, bei einem vorgegebenen Druck des Fluids FM in Durchflussrichtung eine größere Menge an Fluid FM passieren zu lassen als das Rückschlagventil 155.
4 zeigt eine Weiterbildung des Lokalspulensystems 10, wobei die Lokalspule 100 mehrere mit einem Fluid FM befüllbare Druckelemente 150, 151 aufweist. In dem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Lokalspule 100 um eine Spule für das Sprunggelenk, eine sog. „Foot-Ankle-Coil“. Die beiden Druckelemente 150, 151 sind in diesem Fall mit einer gemeinsamen Fluidversorgungseinrichtung 20 verbunden, wobei die Fluidversorgungsleitungen wenigstens teilweise in dem Spulenkörper 110 verlaufen. Die Lokalspule 100 ist dabei so ausgebildet, dass der Druck des Fluids in den Druckelementen 150, 151 unterschiedlich zueinander eingestellt werden kann.
Dazu ist das Druckelement 151 mit einem Druckbegrenzungsventil 171 verbunden, welches einstellbar ist, so dass extern ein Maximaldruck des Fluids in dem Druckelement 151 vorgegeben werden kann. Die Fluidversorgungseinrichtung 20 liefert einen im Wesentlichen konstanten Druck des Fluids. Um einen zu rapiden Anstieg des Fluiddrucks in den Druckelementen zu verhindern, ist ein optionales Drosselrückschlagventil 172 zwischen die Lokalspule 100 und die Fluidversorgungseinrichtung 20 eingebaut.
Darüber hinaus ist die Fluidversorgungseinrichtung 20, wie bereits bezüglich 2 beschrieben, dazu ausgebildet, die Temperatur des Fluids auf einem voreingestellten Wert zu halten. Diese Temperatur kann beispielsweise mit einer Temperaturmesseinrichtung 190, die mit dem Druckelement 151 verbunden ist, überwacht werden. Der Druck in dem Druckelement 151 kann beispielsweise ebenfalls überwacht werden. Dazu ist eine Druckmesseinrichtung 180 vorgesehen, die in diesem Fall mit einer Fluidversorgungsleitung verbunden ist, die in das Druckelement 151 mündet. Alternativ kann die Druckmesseinrichtung 180 bzw. die Temperaturmesseinrichtung 180 auch direkt mit dem Druckelement verbunden sein.
Die Druckmesseinrichtung 180 kann zur Überwachung einen Sensor aufweisen, beispielsweise einen Piezoelektrischen Drucksensor. Darüber hinaus kann eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Drucks des Fluids in dem Druckelement 151 ebenfalls Bestandteil der Druckmesseinrichtung 180 sein. Hervorzuheben ist, dass die Temperaturmesseinrichtung 190 in analoger Weise ausgebildet sein kann. Als Sensoren kommen hier beispielsweise Seebeck-Effekt-basierte Sensoren, oder beispielsweise auch widerstandsbasierte Sensoren, wie platinbasierte PT100, PT500 oder PT1000 Sensoren in Frage.
Das Druckelement 150 ist ebenfalls mit der Fluidversorgungseinrichtung 20 verbunden, wobei die Zuführung des Fluids über eine weitere Fluidversorgungsleitung erfolgt, die von der erwähnten Fluidversorgungsleitung abzweigt und wenigstens teilweise innerhalb des Spulenkörpers 110 der Lokalspule verläuft. In die Zuführungsleitung ist ein Druckregelventil 170 eingebaut, welches in diesem Fall mit der Fluidsteuerungseinrichtung 50 gekoppelt ist. Darüber hinaus ist die Fluidsteuerungseinrichtung 50 auch mit einer Druckmesseinrichtung 180 im Druckelement 150 verbunden, so dass die Regelung des Drucks im Druckelement 150 anhand einer Zielgröße mit Hilfe der Fluidsteuerungseinrichtung 50 möglich ist. Ferner ist die Fluidsteuerungseinrichtung 50 ebenfalls mit einer Temperaturmesseinrichtung 190 verbunden. Die Fluidsteuerungseinrichtung 50 kann dann beispielsweise so ausgebildet sein, dass ein konstanter Zu- und Abfluss des Fluids in dem Druckelement erfolgt, so dass beispielsweise auch eine Temperaturregelung mit Hilfe der Steuerung des Zu- und Abflusses möglich ist. Hierzu kann die Temperatur im Druckelement 150 ebenfalls mit einer Temperaturmesseinrichtung 190 überwacht werden. In der dargestellten Lokalspule 100 kann der Druck in den Druckelementen 150 bzw. 151 unabhängig voneinander eingestellt werden, wobei insbesondere der Druck in dem Druckelement 150 automatisch verändert werden kann. Somit ergibt sich auch, wie dies in 5 dargestellt ist, die Möglichkeit, die Position eines Untersuchungsobjekts während einer Magnetresonanzaufnahmesequenz zu verändern.
5 zeigt ein Lokalspulensystem 10 mit einer Lokalspule 100, einer Fluidversorgungseinrichtung 20 und einer Fluidsteuerungseinrichtung 50, welche auf Basis eines Profils P1 zu einem ersten Zeitpunkt während der Akquisition einer Magnetresonanzabbildung eine erste Stellung I mit Hilfe von Druckelementen 150, 151, 152 einstellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Untersuchungsobjekt O um eine Hand eines Probanden, wobei die Stellung des Handgelenks mit Hilfe der Druckelemente 150, 151, 152 in einem bestimmten Winkel zum Arm gehalten wird. In dieser ersten Stellung ist beispielsweise ein Druckelement 150, das auf einer ersten Seite des Untersuchungsobjekts O angeordnet ist, nicht oder nur wenig mit einem Fluid gefüllt, so dass sich das Druckelement 150 in der ersten Stellung I im Wesentlichen in einer Ausgangsposition befindet.
Im Gegensatz dazu befinden sich die auf einer dem Druckelement 150 gegenüberliegenden Seite des Untersuchungsobjekts O angeordnete Druckelemente 151, 152 in einer Endstellung. Das heißt, diese sind mit einem nahezu maximalen Druck des Fluids befüllt.
Diese Konfiguration der Druckelemente 150, 151, 152 legt die erste Stellung I fest, für die in einer Magnetresonanzaufnahmesequenz eine Magnetresonanzbilddaten erzeugt werden.
Darüber hinaus wird in einer zweiten Stellung II des Untersuchungsobjekts O weitere Magnetresonanzbilddaten des Untersuchungsobjekts O akquiriert. Der Wechsel in die zweite Stellung erfolgt dabei vollautomatisch mit Hilfe der Fluidsteuerungseinrichtung 50, welche auf Basis eines zweiten Profils P2 die Druckelemente 150, 151, 152 der Lokalspule 100 mittels der Fluidversorgungseinrichtung 20 ansteuert.
In dieser zweiten Stellung II ist das Druckelement 150, welches, wie erwähnt, auf einer ersten Seite des Untersuchungsobjekts O angeordnet ist, im Wesentlichen in einer Endstellung, d. h. es ist insbesondere mit einem Maximaldruck befüllt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Untersuchungsobjekts sind die Druckelemente 151 und 152 angeordnet, die unterschiedlich zum Druckelement 150 mit einem Fluid befüllt sind. Das Druckelement 151 befindet sich im Wesentlichen in einer Ausgangsstellung, d. h. das Fluid FM ist im Wesentlichen aus dem Druckelement 151 entfernt, während das Druckelement 152 in einer Stellung betrieben wird, bei der Druck weniger als der Maximaldruck in dem Druckelement 152 beträgt, also eine sog. Zwischenstellung eingenommen ist. In der beschriebenen zweiten Stellung II nimmt das Untersuchungsobjekt O eine zur ersten Stellung I abweichende Position in der Lokalspule ein, insbesondere steht die Hand unter einem anderen Winkel gegenüber dem Unterarm des Untersuchungsobjekts abgewinkelt als in der ersten Stellung I.
Dadurch, dass nunmehr mit Hilfe der Fluidsteuerungseinrichtung 50 definierte relative Positionen des Untersuchungsobjekts O gegenüber der Lokalspule 100 bzw. in einem Messraum des Magnetresonanzbildgebungssystems eingestellt werden können, ist es möglich, vorgegebene zwangsgeführte Bewegungsabläufe des Untersuchungsobjekts O während einer Magnetresonanzaufnahmesequenz vollautomatisch einzustellen. Die dabei erzeugten Magnetresonanzaufnahmen können beispielsweise verwendet werden, um diese mit einem Bewegungsmodell zu kombinieren, so dass daraus Aussagen zur Funktionalität des Untersuchungsobjekts O abgeleitet werden können.
Geeignete Lokalspulen 100, die mit einem Druckelement kombiniert werden können, sind beispielsweise in den 6 bis 16 dargestellt. Die möglichen Lokalspulen 100 umfassen sog. Sprunggelenksspulen, die auch als „Foot/Ankle-Coils“ bezeichnet werden (6 und 7). Darüber hinaus können die Druckelemente auch mit Lokalspulen 100 zur Aufnahme des Schulterbereichs gekoppelt sein (8 und 9), die als sog. „Shoulder Coils“ bezeichnet werden. Die Kombination einer Handgelenksspule, einer sog. „Wrist-Coil“, mit einem Druckelement gemäß der Erfindung ist ebenfalls möglich (Guguren 10 und 11). Ferner kann es sich bei der erfindungsgemäßen Lokalspule 100 ebenfalls um eine Kniespule, eine sog. „Knee-Coil“ handeln (12 und 13) oder auch um eine Lokalspule 100 zur Aufnahme von Extremitäten eines Probanden, wie beispielsweise eines Arms oder eines Beins (14 und 15). Diese Spulen werden als sog. „Extremity-Coils“ bezeichnet. Und darüber hinaus ist auch denkbar, dass Fingerspulen, sog. „Small-Field-of-View-Finger-Joint“-Lokalspulen mit einem oder mehreren Druckelementen zu einem Lokalspulensystem 10 kombiniert werden (16).
Weiterhin ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die erfindungsgemäße Lokalspule 100 zur parallelen Bilderfassung ausgebildet sein kann und insbesondere einen oder mehrere Übertragungskanäle aufweist, die bevorzugt auch parallel betrieben werden können.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale sämtlicher Ausführungsbeispiele oder in Figuren offenbarter Weiterbildungen in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es wird abschließend ebenfalls darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Magnetresonanzbildgebungssytemen bzw. Lokalspule lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ oder „Modul“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
Bezugszeichenliste

1: Magnetresonanzbildgebungssystem
2: Magnetresonanz-Scanner
3: Untersuchungstunnel
4: Steuereinrichtung/Steuerrechner
5: Terminal
6: Datenbus
7: Rohdaten-Schnittstelle
8: Rekonstruktionseinrichtung
10: Lokalspulensystem
20: Fluidversorgungseinrichtung
21: Kühler
22: Heizung
23: Pumpe
25: Blasebalg
60: Messsteuereinheit
50: Fluidsteuerungseinrichtung
70: Empfangsschnittstelle
80: Terminalschnittstelle
90: Steuerschnittstelle
100: Lokalspule
110: Spulenkörper
150: Druckelement
151: Druckelement
152: Druckelement
155: Rückschlagventil
160: Fluidablasseinrichtung
161: Schaltelement
162: Schnellentleerungsventil
165: Zweiwegeventil
170: einstellbares Druckregelventil
171: einstellbares Druckbegrenzungsventil
172: Drosselrückschlagventil
180: Druckmesseinrichtung
190: Temperaturmesseinrichtung
FM: Fluid
O: Untersuchungsobjekt
P: Druck
P1, P2: Profil

Claims

Lokalspulensystem (10) für ein Magnetresonanzbildgebungssystem (1), mit einer Lokalspule (100), welche ein mit einem Fluid (FM) befüllbares Druckelement (150, 151, 152) aufweist, und einer zumindest beim Anlegen der Lokalspule (100) an das Untersuchungsobjekt (O) und/oder im Betrieb der Lokalspule (100) mit dem Druckelement (150, 151, 152) gekoppelten steuerbaren Fluidversorgungseinrichtung (20), welche so ausgebildet ist, dass der mit Hilfe des Fluids (FM) erreichte Druck (P) des Druckelements (150, 151, 152) auf das Untersuchungsobjekt (O) zumindest bereichsweise veränderbar ist.
Lokalspulensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidversorgungseinrichtung (20) so ausgebildet ist, dass der Fülldruck des Druckelements (150, 151, 152) während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Lokalspule (100) veränderbar ist.
Lokalspulensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (FM) ein Gas, insbesondere Luft oder ein, bevorzugt inkompressibles, fluides Medium ist.
Lokalspulensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (100) mehrere Druckelemente (150, 151, 152) aufweist, wobei das Lokalspulensystem (10) bevorzugt dazu ausgebildet ist, die Druckelemente (150, 151, 152) mit einem jeweils zueinander unterschiedlichen Fülldruck zu betreiben.
Lokalspulensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen die gesamte bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Lokalspule (100) dem Untersuchungsobjekt (O) zugewandte Fläche der Lokalspule (100) von dem Druckelement (150) oder den Druckelementen (150, 151, 152) abgedeckt wird.
Lokalspulensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Fluidablasseinrichtung (160), mit welcher eine Schnellentleerung des Fluids (FM) aus dem Druckelement (150, 151, 152) erfolgen kann.
Lokalspulensystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Druckmesseinrichtung (180) zur Messung eines Fülldrucks des Druckelements (150, 151, 152) und/oder zur Messung eines mit Hilfe des Druckelements (150, 151, 152) ausgeübten Drucks (P) auf ein Untersuchungsobjekt (O).
Lokalspule (100) für ein Lokalspulensystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem mit einem Fluid (FM) befüllbaren Druckelement (150, 151, 152), welches so ausgebildet ist, dass der mit Hilfe des Fluids (FM) erreichte Druck auf das Untersuchungsobjekt (O) des Druckelements (150, 151, 152) zumindest bereichsweise veränderbar ist.
Lokalspule (100) nach Anspruch 8, mit einer steuerbaren Fluidversorgungseinrichtung (20).
Magnetresonanzbildgebungssystem (1) mit einem Lokalspulensystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder einer Lokalspule nach Anspruch 8.
Magnetresonanzbildgebungssystem (1), bevorzugt nach Anspruch 10, mit einer Fluidsteuerungseinrichtung (50) zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks eines Fluids (FM) in einer Lokalspule (100).
Magnetresonanzbildgebungssystem (1) nach Anspruch 11, mit einer steuerbaren und/oder regelbaren Fluidversorgungseinrichtung (20) zur Versorgung einer Lokalspule (100) mit einem Fluid (FM), wobei bevorzugt die Fluidversorgungseinrichtung (20) zur Veränderung der Temperatur des Fluids (FM) ausgebildet ist.
Magnetresonanzbildgebungssystem (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Steuerungseinrichtung (50) dazu ausgebildet ist, zwischen mehreren verschiedenen Profilen (P1, P2) mit unterschiedlichen Regelcharakteristiken und/oder Steuerungscharakteristiken zur Steuerung und/oder Regelung der Fluidversorgung der Lokalspule (100) auszuwählen.
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks (P) einer Lokalspule (100) eines Magnetresonanzbildgebungssystems (1) gegenüber einem Untersuchungsobjekt (O), wobei die Lokalspule (100) ein mit einem Fluid (FM) gefülltes Druckelement (150, 151, 152) aufweist, und wobei der mit Hilfe des Fluids (FM) erreichte Druck verändert wird.
Verfahren zu Erzeugung von Magnetresonanzabbildungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lokalspule (100), welche ein mit einem Fluid (FM) befüllbares Druckelement (150, 151, 152) aufweist, relativ zum Untersuchungsobjekt (O) positioniert wird, indem zumindest bereichsweise der durch das Fluid (FM) erreichten Druck (P) des Druckelements (150, 151, 152) verändert wird.