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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abschirmung für eine MRT(Magnetresonanztomographie)-Einrichtung, mit einer zylindermantelförmigen Gestalt, zur Anordnung radial zwischen einem radial äußeren Gradientenspulensystem zum Erzeugen eines Magnetfeldgradienten in einem Untersuchungsraum der MRT-Einrichtung und einem radial inneren HF-Spulensystem zum Senden und/oder Empfangen von HF-Signalen in den Untersuchungsraum bzw. aus dem Untersuchungsraum, wobei die Abschirmung auf einer Abschirmfläche angeordnete, elektrisch leitfähige, durch Schlitze voneinander getrennte Streifen aufweist.
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Eine derartige Abschirmung ist beispielsweise aus der
EP 1 746 432 B1 bekannt.
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Bei MRT-Einrichtungen können zum Senden von HF(Hochfrequenz)-Signalen, auf einer oder mehreren "MRT-Frequenzen", zur Anregung von Kernspins in einem im Untersuchungsraum angeordneten Objekt bzw. Patienten, insbesondere resonante bzw. resonant beschaltete Schleifenantennen mit relativ hoher Güte verwendet werden. Die MRT-Frequenzen liegen hierbei, insbesondere abhängig von der Stärke des bei der MRT eingesetzten statischen "Hauptmagnetfeldes", üblicherweise im MHz-Bereich (z. B. im Bereich von etwa 100 bis 600 MHz). Eine oder oftmals eine Vielzahl solcher HF-Antennen bilden ein HF-Spulensystem zum Senden der HF-Anregungssignale in den Untersuchungsraum. Oftmals wird dasselbe HF-Spulensystem auch zum Empfangen der im Verlauf der MRT-Untersuchung anfallenden HF-Antwortsignale aus dem Untersuchungsraum genutzt.
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Die hier in Rede stehende Abschirmung dient dazu, das HF-Spulensystem von den dahinter (radial weiter außen) liegenden Komponenten der MRT-Einrichtung abzuschirmen, welche ansonsten die elektrischen Eigenschaften der HF-Schleifenantennen, insbesondere deren Güte nachteilig beeinträchtigen können. Zu diesen Komponenten zählt insbesondere das üblicherweise aus einer Mehrzahl von Spulen gebildete Gradientenspulensystem zum Erzeugen des für eine Ortsauflösung bei der MRT-Untersuchung erforderlichen Magnetfeldgradienten im Untersuchungsraum.
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Beim Senden der HF-Signale vermindert die Abschirmung vorteilhaft Verluste im Bereich der dahinter liegenden Komponenten und Strukturen und bewirkt somit eine gewisse Fokussierung des Sendefeldes in den radial innen liegenden Untersuchungsraum.
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Die Abschirmung gemäß des vorstehend genannten Stands der Technik weist hierzu eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen, geradlinig und parallel zueinander verlaufenden, durch Schlitze voneinander getrennte Streifen auf, wobei durch kapazitive Überbrückungen der Schlitze eine tiefste Eigenresonanz der Streifenanordnung unterhalb der Eigenresonanz der angeregten Kerne bzw. MRT-Frequenzen und gleichzeitig eine gute Abschirmwirkung erzielt werden kann.
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Das Vorsehen von Schlitzen auf der Abschirmfläche bzw. eine nicht allzu große Breite der einzelnen Streifen ist hierbei insofern von Bedeutung, als damit eine zu große Wärmeentwicklung der Abschirmung durch von dem Gradientenspulensystem erzeugten Wirbelströmen in dem elektrisch leitfähigen Material verhindert wird. Das Gradientenpulensystem erzeugt Magnetfelder bzw. Magnetfeldgradienten, die sich typischerweise mit einer Frequenz im kHz-Bereich zeitlich ändern.
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Bei der Verwendung des bekannten Streifenschirmes sollten insbesondere hochgütige HF-Schleifenantennen in einem größeren Abstand zu dieser Abschirmung angebracht werden, damit die Güte der HF-Antennen durch die Abschirmung nicht so stark beeinflusst wird. Dies verringert jedoch nachteiligerweise den für das Untersuchungsobjekt bzw. den Patienten zur Verfügung stehenden Raum.
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Eine Möglichkeit eine hochgütige HF-Antenne näher an dem bekannten Streifenschirm zu platzieren, bestünde darin, die Schlitze auf der Abschirmfläche an geeigneten Stellen mit Kapazitäten derart zu überbrücken, dass die von den Schleifenantennen erzeugten Spiegelströme auf der Abschirmfläche mehr oder weniger ungehindert fließen können.
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Insbesondere bei größer dimensionierten Schleifenantennen ist diese Möglichkeit bei dem bekannten Streifenschirm jedoch wenig praktikabel, da hierfür sehr viele Kapazitäten bzw. Kondensatorelemente benötigt würden und durch die Serienschaltung dieser Kapazitäten die einzelnen Kapazitätswerte sehr groß sein müssten (um einen möglichst ungehinderten Spiegelstromfluss bei der betreffenden MRT-Frequenz zu gestatten). Außerdem können bei dieser Ausgestaltung auch unerwünschte Resonanzen ausgebildet werden, welche die Güte der Schleifenantenne ebenfalls nachteilig herabsetzen können.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Abschirmung der eingangs genannten Art gute Leistungseigenschaften bei gleichzeitig einfacher Ausgestaltung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei einer erfindungsgemäßen Abschirmung dadurch gelöst, dass die Streifen jeweils abgewinkelte und/oder abgerundete Verlaufsabschnitte zur Schaffung eines flächigen Musters von Abschirmringen auf der Abschirmfläche besitzen.
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Die erfindungsgemäße Abschirmung kann für das HF-Spulensystem, insbesondere für eine flächige Anordnung von resonanten Schleifenantennen, als Reflektor wirken, in welchem hierfür wirkende Spiegelströme induziert werden. Diese Spiegelströme können bei der Erfindung durch das Vorsehen des flächigen Musters von Abschirmringen relativ effizient bzw. ungehindert fließen, insbesondere wenn z. B. das flächige Anordnungsmuster der Abschirmringe demjenigen der Schleifenantennen entspricht ("1:1-Zuordnung").
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In einer bevorzugten Weiterbildung, bei welcher einzelne Schleifenantennen des HF-Spulensystems in einem flächigen Muster angeordnet sind, ist das flächige Muster von Abschirmringen auf der Abschirmfläche der Abschirmung derart korrespondierend vorgesehen, dass für einzelne Schleifenantennen ein jeweils zugeordneter Abschirmring der Abschirmung ausgebildet ist (um in diesem Ring den Spiegelstrom der betreffenden Schleifenantenne möglichst ungehindert fließen zu lassen).
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Die bei der Erfindung durch die abgewinkelten und/oder abgerundeten Verlaufsabschnitte zur Schaffung der Abschirmringe vorgesehenen Streifen aus dem elektrisch leitfähigen Material (z. B. aus Metall, insbesondere z. B. aus einer Kupferlegierung) können in vielfältiger Weise formgestaltet sein.
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Zur bereits erwähnten Unterdrückung einer zu großen Wärmeentwicklung in der Abschirmung sollten die Streifen möglichst an keiner Stelle eine allzu große Streifenbreite besitzen. In der Praxis kann dies durch Einhaltung einer bestimmten, von den Eigenschaften der übrigen Einrichtungskomponenten bzw. Betriebsfrequenzen abhängigen "maximalen Streifenbreite" gewährleistet werden. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Streifen eine wenigstens annähernd einheitliche Streifenbreite besitzen, die dann nämlich etwa dieser maximalen Streifenbreite entsprechend gewählt werden kann. Der Begriff "wenigstens annähernd einheitlich" soll hierbei insbesondere den Fall umfassen, dass eine vom Mittelpunkt eines Abschirmringes in einer Radialrichtung (bezogen auf den Abschirmring) gemessene, sich ergebende maximale Streifenbreite um höchstens 30 %, insbesondere höchstens 20 %, größer als eine in dieser Weise gemessene minimale Streifenbreite ist.
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Die so für die einzelnen Abschirmringe ermittelten minimalen und maximalen Streifenbreiten sind bevorzugt für alle Abschirmringe kleiner oder gleich einer vorab festgelegten maximal zulässigen Streifenbreite, die in vielen Fällen z. B. in der Größenordnung einiger cm liegen kann (z. B. zwischen 2 und 8 cm).
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Bei der Formgestaltung der abgewinkelt und/oder abgerundet zur Schaffung der Abschirmringe verlaufenden Streifen, insbesondere im Falle von deren Ausbildung aus ein und demselben Material (über den Ringverlauf betrachtet), ist ferner zu bedenken, dass das Gradientenspulensystem möglichst keine ungehindert in den einzelnen Abschirmringen fließende Wirbelströme hervorrufen sollte. Diesem Problem ist zweckmäßigerweise dadurch zu begegnen, dass die Abschirmringe in ihrem Verlauf jeweils an wenigstens einer Stelle unterbrochen sind, wobei jede solche Unterbrechung in einfacher Weise mit einer Kapazität überbrückt werden kann, um einen möglichst ungehinderten Spiegelstromfluss über den Ringverlauf weiterhin zuzulassen. Durch diese Überbrückung stellt der Ring einen Resonanzkreis dar, dessen Eigenresonanz möglichst so niedrig liegen sollte, dass damit die Güte des HF-Spulensystems bzw. der einzelnen HF-Antennen nicht übermäßig vermindert wird. Aus diesem Grund sollte der Kapazitätswert nicht allzu klein sein. In der Praxis lässt sich ein geeigneter Kapazitätswert insofern einfach auffinden, als die typischen MRT-Frequenzen (Größenordnung 100 MHz, oder mehr) wesentlich größer als die typischen Gradientenfrequenzen (Größenordnung etwa einige kHz bis einige 10 kHz) liegen, welche durch das Gradientenspulensystem hervorgerufen werden. Eine geeignet gewählte Kapazität kann für den 100 MHz-Bereich einen Kurzschluss darstellen, im kHz-Bereich jedoch sperrend wirken.
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Die zur Überbrückung von Schlitzen bzw. Unterbrechungen der Abschirmringe jeweils vorgesehenen Kapazitäten sind gemäß einer Ausführungsform als eine Anordnung von mehreren nebeneinander liegenden (über die Streifenbreite verteilt angeordneten) Kondensatoren ausgebildet. Damit wird vorteilhaft ein ansonsten, d. h. im Vergleich zur Anordnung eines einzigen Kondensators entstehender "Flaschenhals" im Ringverlauf vermieden.
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Als Überbrückungskondensatoren können z. B. SMD-Kondensatoren oder andere wenig Raum beanspruchende Kondensatoren verwendet werden, die z. B. an den entsprechenden Streifenenden angelötet sein können. Bei einer Nebeneinanderanordnung mehrerer Kondensatoren zur Überbrückung derselben Unterbrechung können z. B. mindestens drei, insbesondere mindestens fünf Kondensatoren verwendet werden.
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Als eine Alternative zur Nebeneinanderanordnung mehrerer Kondensatoren kann auch vorgesehen sein, die beiden betreffenden Streifenenden einander überlappend, jedoch unter Zwischenfügung einer dielektrischen Schicht, anzuordnen, um an dieser Unterbrechungsstelle eine inhärente Kapazität zu schaffen.
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Die Verlaufsunterbrechungen der Abschirmringe sind bevorzugt relativ klein bzw. kurz im Vergleich zur Streifenbreite und/oder im Vergleich zur (entlang des Ringverlaufes gemessenen) Länge des Abschirmringes. Insbesondere kann die Länge der Unterbrechung ("Spaltbreite") um einen Faktor von mehr als 10, insbesondere mehr als 50 kleiner als die Streifenbreite an der Stelle der Unterbrechung sein. Letztere Streifenbreite ist wiederum bevorzugt um wenigstens einen Faktor 5 kleiner als die Länge des betreffenden Ringverlaufes (gemessen entlang der Mittellinie des Ringes).
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abschirmringe zumindest abschnittsweise aneinander angrenzend zur Ausbildung gemeinsam genutzter Ringverlaufsabschnitte angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders dichte Besetzung der zur Verfügung stehenden Fläche mit vielen Abschirmringen. In einer Weiterbildung sind die Abschirmringe über ihre gesamte Länge betrachtet an benachbarte Abschirmringe angrenzend zur Ausbildung gemeinsam genutzter Ringverlaufsabschnitte angeordnet. Mit anderen Worten existieren dann keine Lücken mehr zwischen den Abschirmringen.
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In einer Ausführungsform sind die Abschirmringe auf einem (im mathematischen Sinne) zweidimensionalen Gitter (z. B. einem quadratischen, rechteckigen oder hexagonalen Gitter) auf der Abschirmfläche angeordnet. Da die Abschirmfläche strenggenommen zylindermantelförmig ist, bezeichnet der hier verwendete Begriff "Abschirmfläche" die in eine Ebene abgewickelte Form dieser Fläche.
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Der konkrete Ringverlauf der einzelnen Abschirmringe kann hierbei an das konkret verwendete zweidimensionale Gitter angepasst sein, um bei annähernd einheitlicher Streifenbreite der einzelnen Ringe eine besonders kompakte Besetzung der zur Verfügung stehenden Fläche mit den Abschirmringen, ohne Lücken zwischen den Abschirmringen vorzusehen, und/oder um die Anordnung der Abschirmringe identisch zu einer Anordnung einzelner HF-Schleifenantennen vorzusehen.
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Bei Verwendung eines hexagonalen Gitters können dementsprechend z. B. hexagonal verlaufende Abschirmringe vorgesehen sein. Bei einem rechteckigen Gitter dementsprechend rechteckige Ringverläufe etc.
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Insbesondere bei Anordnung der Abschirmringe auf einem zweidimensionalen Gitter können die einzelnen Abschirmringe eine identische Gestaltung besitzen. Dies ist insbesondere bei einer 1:1-Zuordnung der Abschirmringe zu entsprechenden Antennenschleifen des HF-Spulensystems (gleiches Anordnungsmuster) besonders zweckmäßig, wenn auch die einzelnen HF-Antennenelemente identisch ausgebildet sind. Im Rahmen der Erfindung soll jedoch keineswegs ausgeschlossen sein, dass das flächige Muster der Abschirmringe unterschiedlich gestaltete Abschirmringe aufweist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abschirmung ferner auf der Abschirmfläche jeweils innerhalb eines der Abschirmringe angeordnete elektrisch leitfähige Strukturen auf. Damit kann vorteilhaft die Abschirmwirkung weiter verbessert werden, indem damit gewissermaßen die ansonsten innerhalb jedes Abschirmringes befindliche Abschirmlücke geschlossen wird.
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Im einfachsten Fall ist innerhalb des betreffenden Abschirmringes ein elektrisch leitfähiger Flecken vorgesehen, d. h. eine zusammenhängende leitfähige Fläche, die eine wenigstens annähernd rundliche oder polygonale Form besitzt und/oder den Bereich innerhalb des Abschirmringes wenigstens annähernd vollständig besetzt (mit geringem Abstand zur Innenkontur des Abschirmringes hin).
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Falls ein relativ großflächiger derartiger Abschirmflecken innerhalb eines Abschirmringes angeordnet ist, so kann sich das Problem ergeben, dass das Gradientenspulensystem Wirbelströme in diesem Flecken erzeugt, welche zu einer nachteiligen Wärmentwicklung führen. Dies z. B. dann, wenn von dem Flecken ein (gedachter) Kreis mit einem Durchmesser von mehr als der oben bereits erläuterten "maximalen Streifenbreite" überdeckt wird. Zur Verminderung derartiger Wirbelströme können ein oder mehrere Aussparungen, insbesondere ein oder mehrere Schlitze in dem Flecken vorgesehen sein. Oftmals genügt hierfür ein in einer Radialrichtung (bezogen auf den Flecken) verlaufender Schlitz.
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In einer Ausführungsform weist die Abschirmung auf der Abschirmfläche jeweils innerhalb eines der Abschirmringe angeordnete elektrisch leitfähige Flecken auf, die bevorzugt einen Großteil, insbesondere im Wesentlichen vollständig den Bereich innerhalb des jeweiligen Abschirmringes besetzen und/oder mit wenigstens einer Aussparung, insbesondere wenigstens einem schmalen Schlitz, zur Wirbelstromreduzierung versehen sind.
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Die Abschirmfläche der Abschirmung kann z. B. an einer Innenumfangsfläche eines elektrisch isolierenden, zylindermantelförmigen Abschirmungsträger vorgesehen sein, der im eingebauten Zustand radial zwischen dem (radial äußeren) Gradientenspulensystem (und weiteren Komponenten der MRT-Einrichtung, wie z. B. elektronischen Komponenten und Komponenten zur Erzeugung eines statischen "Hauptmagnetfeldes") und dem (radial inneren) HF-Spulensystem angeordnet ist. Der Abschirmungsträger kann hierbei z. B. von einem für die Fertigung von Schaltungsplatten bzw. Leiterbahnplatten typischerweise verwendeten Material gebildet sein.
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In einer Ausführungsform weist die Abschirmung ferner eine weitere Abschirmfläche, bevorzugt in relativ kleinem Abstand (z. B. einige mm) zu der ohnehin vorhandenen Abschirmfläche auf, wobei auf der weiteren Abschirmfläche elektrisch leitfähige, durch Schlitze voneinander getrennte weitere Streifen und/oder weitere Flecken angeordnet sind. Eine solche weitere Abschirmfläche kann z. B. an der Außenumfangsfläche des vorstehend erwähnten Abschirmungsträgers vorgesehen sein, wobei der Schaltungsträger in diesem Fall zweckmäßigerweise eine Dicke von weniger als 10 mm besitzen sollte. Die Abschirmungsmuster aus Abschirmringen und gegebenenfalls Abschirmflecken beiderseits des Abschirmungsträgers können an einer oder mehreren Stellen elektrisch miteinander verbunden sein.
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Die weiteren Streifen können insbesondere ebenfalls jeweils abgewinkelte und/oder abgerundete Verlaufsabschnitte zur Schaffung eines flächigen Musters von weiteren Abschirmringen auf der weiteren Abschirmfläche besitzen. Ferner ist es auch bei dieser weiteren Abschirmfläche unter Umständen vorteilhaft, wenn die weiteren Streifen eine wenigstens annähernd einheitliche Streifenbreite besitzen und/oder die weiteren Abschirmringe in ihrem Verlauf jeweils an wenigstens einer Stelle unterbrochen sind und/oder die weiteren Abschirmringe auf einem zweidimensionalen Gitter angeordnet sind (insbesondere einem Gitter, dessen Art der Art eines Gitters entspricht, auf dem die Abschirmringe der erstgenannten Abschirmfläche angeordnet sind).
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Die auf der weiteren Abschirmfläche angeordneten weiteren Streifen bzw. weiteren Flecken sind bevorzugt nicht deckungsgleich zu den Streifen bzw. Flecken der ersten Abschirmfläche vorgesehen, sondern vielmehr so, dass mit den weiteren Streifen bzw. weiteren Flecken vornehmlich diejenigen Bereiche der ersten Abschirmlage überdeckt werden, an welchen sich keine Streifen bzw. Flecken (sondern z. B. Schlitze) befinden.
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Ein Beispiel einer derartigen Ausgestaltung bzw. Anordnung von weiteren Streifen und weiteren Schlitzen der zweiten Abschirmfläche besteht darin, dass die weiteren Streifen jeweils abgewinkelte und/oder abgerundete Verlaufsabschnitte zur Schaffung eines flächigen Musters von weiteren Abschirmringen auf der zweiten Abschirmfläche besitzen, wobei diese weiteren Abschirmringe derart angeordnet sind, dass damit Bereiche der ersten Abschirmfläche überdeckt werden, die sich ringartig zwischen jeweils einem Flecken und einem diesen Flecken umgebenden Abschirmring der ersten Abschirmfläche ergeben.
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Abweichend von der vorstehend erläuterten Ausführungsform, bei welcher eine weitere (zweite) Abschirmfläche an einer Rückseite des für die erste Abschirmfläche genutzten Abschirmungsträgers angeordnet ist, kann zur Ausbildung einer zweiten Abschirmlage auch ein separater Abschirmungsträger vorgesehen sein, oder die erfindungsgemäß gestaltete erste Abschirmlage mit einer bei der betreffenden MRT-Einrichtungskonstruktion ohnehin vorhandenen Abschirmungslage herkömmlicher Art kombiniert werden.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung ferner durch eine MRT-Einrichtung gelöst, welche mit einer Abschirmung der hier beschriebenen Art ausgestattet ist. Die erfindungsgemäße Abschirmung kann hierbei alternativ oder zusätzlich zu einer Abschirmung herkömmlicher Art der betreffenden MRT-Einrichtung eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen jeweils schematisch dar:
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1 eine MRT-Einrichtung,
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2 eine in der MRT-Einrichtung von 1 verwendete Abschirmung,
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3 ein auf einer ersten Abschirmfläche der Abschirmung von 2 vorgesehenes flächiges Muster von Abschirmringen und Abschirmflecken, und
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4 eine der 3 entsprechende Darstellung eines flächigen Musters, welches optional auf einer zweiten Abschirmfläche der Abschirmung von 2 vorgesehen ist.
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1 zeigt stark schematisiert eine MRT-Einrichtung 10, umfassend ein Gradientenspulensystem 12, eine Abschirmung 14 und ein HF-Spulensystem 16.
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Diese Einrichtungskomponenten 12, 14 und 16 sind in der Realität in einer MRT-Untersuchungsröhre 18 baulich zusammengefasst, die sich entlang einer MRT-Röhrenachse A erstreckt und einen MRT-Untersuchungsraum für einen zu untersuchenden Patienten umgibt.
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Im Betrieb der dargestellten MRT-Einrichtung 10 verläuft ein zur Kernspinausrichtung dienendes Hauptmagnetfeld parallel zur MRT-Röhrenachse A, bzw. gemäß des in 1 eingezeichneten Koordinatensystems in z-Richtung.
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Das Gradientenspulensystem 12 dient zum Erzeugen eines Magnetfeldgradienten im Untersuchungsraum 20 der Einrichtung 10, um damit in an sich bekannter Weise eine Ortsauflösung der bei der MRT-Untersuchung mittels des HF-Spulensystems 16 bemessenen MRT-Signale zu ermöglichen.
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Das HF-Spulensystem 16 umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Schleifenantennen hoher Güte und dient im dargestellten Ausführungsbeispiel zum Senden von HF-Anregungssignalen in den Untersuchungsraum 20 und zum Empfangen von daraus resultierenden HF-Kernspinantwortsignalen aus dem Untersuchungsraum 20.
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Die stark schematisierte Darstellung von 1, in welcher die Komponenten 12, 14 und 16 als konzentrische Zylinderschalen dargestellt sind, soll deren zum Verständnis der Erfindung wesentliche räumliche Anordnung zueinander und in Bezug auf den Untersuchungsraum 20 verdeutlichen.
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2 zeigt nochmals isoliert die auch in der Realität eine zylindermantelförmige Gestalt aufweisende Abschirmung 14 der MRT-Einrichtung 10 von 1.
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Die Abschirmung 14 ist von einem zylindermantelförmigen Abschirmungsträger gebildet, an dessen Innenseite und Außenseite jeweils elektrisch leitfähige Strukturen ausgebildet sind, die nachfolgend mit Bezug auf die 3 (Innenseite) und 4 (Außenseite) erläutert werden.
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3 zeigt in einer Abwicklungsdarstellung einen in 2 mit III gekennzeichneten Teilbereich der Abschirmung 14 bzw. die erwähnte Strukturierung von leitfähigen Bereichen (in 3 schraffiert dargestellt) auf der radial inneren Seite der Abschirmung 14.
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Die Abschirmung 14 weist auf dieser Seite auf einer Abschirmfläche angeordnete elektrisch leitfähige Streifen 30 auf, die jeweils wie dargestellt abgewinkelte Verlaufsabschnitte zur Schaffung eines flächigen Musters von Abschirmringen auf der Abschirmfläche besitzen.
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Im dargestellten Beispiel wird jeder Abschirmring (vgl. gestrichelte Kreise in 3) durch sechs aneinandergereihte 30 Grad-Abwinkelungen zusammengesetzt, so dass jeder Abschirmring eine insgesamt hexagonale Gestalt bzw. einen hexagonalen Ringverlauf besitzt.
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Die Breite der Streifen zwischen den Abwinkelungen ist in 3 mit b bezeichnet und beträgt im dargestellten Beispiel z. B. etwa 5 cm.
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Die hexagonalen Abschirmringe sind im dargestellten Beispiel wiederum auf einem zweidimensionalen hexagonalen Gitter auf der Abschirmfläche angeordnet. Die Abschirmringe in dieser Gitteranordnung sind über deren gesamten Umfang an benachbarte Abschirmringe angrenzend zur Ausbildung gemeinsam genutzter Ringverlaufsabschnitte angeordnet.
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Die genannte "Abschirmfläche" ist die für die Abwicklungsdarstellung von 3 verwendete Abwicklungsebene, entsprechend der Zeichenebene von 3. In der Realität ist das in 3 dargestellte flächige Abschirmungsmuster mehr oder weniger gekrümmt, entsprechend der Krümmung der zylindermantelförmigen Gestalt der Abschirmung 14 (vgl. 2).
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Außer den über die gemeinsam genutzten Ringverlaufsabschnitte teilweise miteinander zusammenhängenden Streifen 30 umfasst das flächige Muster der Abschirmung 14 ferner noch die in 3 ebenfalls schraffiert dargestellten elektrisch leitfähigen Flecken 32, die auf der Abschirmfläche jeweils innerhalb eines der von den Streifen 30 gebildeten Abschirmringe (im Zentrum der in 3 gestrichelten Kreise) angeordnet sind.
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Die Streifen 30 und die Flecken 32 sind aus dem gleichen, elektrisch gut leitfähigen Material, hier beispielsweise Kupfer ausgebildet.
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Die Flecken 32 besitzen eine hexagonale Gestalt, in Anpassung an den ebenfalls hexagonalen Innenumfang der einzelnen hexagonalen Abschirmringe, so dass jeweils nur ein relativ kleiner hexagonal-ringförmiger Schlitz zwischen den Flecken 32 und den Abschirmringen verbleibt.
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In 3 als rechteckige Kästchen dargestellt, sind Überbrückungskapazitäten zur kapazitiven Überbrückung jeweils eines relativ schmalen Schlitzes in Bereichen vorgesehen, in denen diese Schlitze eine Reduzierung unerwünschter Wirbelströme auf Grund der von dem Gradientenspulensystem erzeugten Magnetfelder bewirken. Wie aus 3 ersichtlich sind im Ringverlauf eines jeden Abschirmringes zwei derartige Schlitze und somit Unterbrechungen des Ringverlaufes vorgesehen und durch eine jeweilige Überbrückungskapazität 34 überbrückt (waagrecht langgestreckte Kästchen in 3). Unter Berücksichtigung der gemeinsam genutzten Ringverlaufsabschnitte bei den einzelnen Abschirmringen ergibt sich eine Anzahl von nur einer Ringunterbrechung pro Abschirmring bzw. einer Überbrückungskapazität pro Abschirmring.
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Die einzelnen Überbrückungskapazitäten 34 können jeweils als ein Kondensator, oder eine Nebeneinanderanordnung mehrerer Kondensatoren ausgebildet sein. Auch ist es möglich, derartige Überbrückungskapazitäten 34 durch eine Überlappung der beiden betreffenden Streifenenden mit zwischengefügtem Dielektrikum zu realisieren.
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Da im dargestellten Beispiel die Flecken 32 eine Größe besitzen, welche die zur Wirbelstromreduzierung bzw. Wirbelstrombegrenzung zweckmäßige "maximale Streifenbreite b" übersteigt, sind auch die Flecken 32 mit wirbelstromreduzierenden Schlitzen versehen, welche ebenfalls durch entsprechende Überbrückungskapazitäten 36 (vertikal langgestreckte Kästchen in 3) überbrückt sind, um den Spiegelstromfluss damit nicht zu unterbrechen.
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Messungen mit einem Testaufbau einer Abschirmung 14 der in 3 gezeigten Art zeigten eine beträchtliche Steigerung der Güte eines benachbart angeordneten HF-Spulensystems im Vergleich zur Verwendung eines herkömmlichen Schirmes, beispielsweise des eingangs erwähnten Streifenschirmes.
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Die erfindungsgemäße Abschirmung lässt sich in vielen Fällen vorteilhaft gut an ein HF-Spulensysten anpassen, welches aus einer Vielzahl von auf einem flächigen Muster nebeneinander und einander teilweise überlappend angeordneten Antennenschleifen ("Loops") gebildet ist. Dies ist beispielsweise auch für das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der Fall, wenn mit diesem hexagonalen Muster von Abschirmringen eine Anpassung an eine entsprechend hexagonale Anordnung einzelner Antennenelemente (vgl. gestrichelte Kreise in 3) erfolgt.
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Die gestrichelten Kreise in 3 stellen in diesem Fall nicht nur gedachte Außenkonturen der Abschirmringe dar, sondern darüber hinaus den Verlauf der benachbart zur Abschirmung 14 angeordneten einzelnen Schleifenantennen des HF-Spulensystems.
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Aus 3 ist auch ersichtlich, dass mit einer erfindungsgemäßen Abschirmung 14 eine derartige 1:1-Zuordnung zwischen ringförmigen Antennenelementen einerseits und ringförmigen Abschirmringen andererseits in einer Weise möglich ist, bei welcher die einzelnen Antennenschleifen wie bei bekannten Systemen üblich einander deutlich überlappen (vgl. Kreuzungsstellen zwischen den einzelnen Antennenverläufen), wohingegen die Abschirmringe insofern nicht merklich einander überlappen, als keine Kreuzungsstellen wie bei den Antennenschleifen ausgebildet werden. Wesentlich ist hierbei die für die Abschirmringe zur Verfügung stehende Streifenbreite in Verbindung mit der Besonderheit, dass die Abschirmringe zumindest abschnittweise aneinander angrenzend gemeinsam genutzte Ringverlaufsabschnitte ausbilden.
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Eine weitere Verbesserung der Abschirmwirkung lässt sich erzielen, wenn die Abschirmung 14 mit wenigstens einer weiteren Abschirmlage kombiniert eingesetzt wird. Ein Beispiel hierfür ist die optionale Musterung des betreffenden Abschirmungsträgers auf der entgegengesetzten Seite mit weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen. Das damit geschaffene zusätzliche flächige Muster von elektrisch leitfähigen Bereichen bzw. Streifen kann insbesondere in Anpassung an das flächige Muster der bereits beschriebenen Abschirmlage gewählt werden. Für das Muster gemäß 3 ist ein solches angepasstes weiteres Muster auf der anderen Seite des Abschirmungsträgers in 4 gezeigt.
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4 ist eine der 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Abschirmfläche der Abschirmung 14, auf der elektrisch leitfähige Streifen 40 sowie elektrisch leitfähige Flecken 42, und ebenfalls wieder diese leitfähigen Bereiche voneinander trennende Schlitze vorgesehen sind.
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Die aus den Streifen 40 wieder in einer hexagonalen Gitteranordnung ausgebildeten Abschirmringe sind hierbei so dimensioniert und bezüglich des in 3 dargestellten Musters angeordnet, dass damit die in 3 zwischen den Abschirmringen und den hexagonalen Abschirmflecken verbleibenden Spalte optimal überdeckt werden.
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Auch die bei den Ringverläufen von 3 sich ergebenden (jeweils kapazitiv überbrückten) Schlitze werden von den in 4 ersichtlichen Abschirmringen insofern optimal überdeckt, als bei den Abschirmringen von 4 zwar ebenfalls Schlitze (Unterbrechungen) des Ringverlaufes vorgesehen sind, diese jedoch an anderer Stelle (als die überbrückten Schlitze in 3).
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Auch die Ringe in 4 können ganz allgemein durch abgewinkelte und/oder abgerundete Verlaufsabschnitte von leitfähigen Streifen mit einer im Wesentlichen einheitlichen Streifenbreite b, entsprechend der Streifenbreite des Musters gemäß 3, ausgebildet sein.
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Zusammenfassend wird mit der Erfindung eine einfach gestaltete und dennoch qualitativ hochwertige Abschirmung zur Anordnung radial zwischen dem Gradientenspulensystem und dem HF-Spulensystem geschaffen. Die prinzipiell bei MRT-Einrichtungen eintretende Güteverminderung einer Schleifenantenne durch eine in der Nähe befindliche Abschirmung wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung dieser Abschirmung deutliche verringert. Die Abschirmung erfordert relativ wenige Überbrückungskapazitäten. Diese Vorteile können z. B. dafür genutzt werden, das HF-Spulensystem bzw. die einzelnen Schleifenantennen deutlich näher als bisher an der Abschirmung zu positionieren, um so den bei einer MRT-Untersuchung für den Patienten zur Verfügung stehenden Raum vorteilhaft zu vergrößern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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