DE102014202716B4

DE102014202716B4 - Verbesserung des lokalen SAR-Verhaltens von MRT-Sendespulen durch Verwendung orthogonaler Schleifenantennen

Info

Publication number: DE102014202716B4
Application number: DE102014202716.0A
Authority: DE
Inventors: Stephan Biber
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2018-11-29
Anticipated expiration: 2034-02-15
Also published as: DE102014202716A1; US20150234019A1; US10031193B2

Abstract

Lokalspule (106K; 106W) für ein bildgebendes Magnetresonanztomographie-System (101), die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) und mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K;A21W-A28W) aufweist,
wobei die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zur mindestens einen weiteren Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lokalspule (106K; 106W) dazu vorgesehen ist,
dass sie in einem Bore (103) eines Magnetresonanztomographie-Systems (101) so angeordnet ist,
dass mindestens eine genannte weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) der Lokalspule (106K; 106W) so angeordnet ist, dass ihre (A21K-A28K; A21W-A28W) Flächennormale (z, -z) parallel zur Richtung des Grundmagnetfelds (B0) im Bore (103) des Magnetresonanztomographie-Systems (101) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur SAR-Optimierung.
Magnetresonanzgeräte (MRTs) zur Untersuchung von Objekten oder Patienten durch Magnetresonanztomographie sind beispielsweise bekannt aus der DE 103 14 215 B4 und „[1] Use of“dark modes" in a loop + dipole array to reduce SAR in 7T C-spine imaging, Yigitcan Eryamanl.2, Elfar Adalsteinsson and Lawrence L. Wald ISMRM 2013".
Aus der Druckschrift DE 10 2004 029 574 A1 ist ein Magnetresonanzbildgebungssystem mit einer Phased-Array-Spulenanordnung bekannt, das in einer Signalverarbeitungsschaltung eine Anzahl von Magnetresonanzsignalen mehrere Spulen detektiert und wenigstens die in einem der angrenzenden Gebiete ihren Ursprung habenden mehreren Magnetresonanzsignale lokalisieren kann.
Die Druckschrift DE 43 22 352 C2 beschreibt ein Hochfrequenzsystem einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer Lokalspuleneinrichtung, wobei die Lokalspuleneinrichtung mindestens zwei Antennenschleifen enhält, die weitgehend orthogonal bezüglich der ursprünglichen B-Feld-Komponenten B1 orientiert sind.
Aus der Druckschrift US 5 500 596 A ist eine Lokalspule zur Bilderfassung der Beine mittels eines Magnetresonanztomographiesystems. Das Lokalspulensystem weist horizontal und vertikal zwischen den Beinen angeordnete Spulen auf.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine SAR-Optimierung. Diese Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Besonders vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung angegeben. Dabei zeigt:

1 im Schnitt in einer xy-Ebene eine erstere (Sende-) Antenne und dazu senkrecht angeordnete weitere (Sende-) Antenne einer Lokalspule für ein bildgebendes Magnetresonanztomographie-System,
2 im Schnitt in einer xz-Ebene eine erstere (Sende-) Antenne und dazu senkrecht angeordnete weitere (Sende-) Antenne einer Lokalspule für ein bildgebendes Magnetresonanztomographie-System,
3 eine erstere (Sende-) Antenne und dazu senkrecht angeordnete weitere (Sende-) Antenne einer Lokalspule, die jeweils von einem anderen (Verstärker eines) Senders angesteuert sind,
4 eine erstere (Sende-) Antenne und dazu senkrecht angeordnete weitere (Sende-) Antenne einer Lokalspule, die jeweils vom selben Verstärker desselben Senders angesteuert sind,
5 mehrere Arrays einer Lokalspule, die jeweils genau eine erstere Antenne und genau eine weitere Antenne aufweisen,
6 mehrere Arrays einer Lokalspule, die jeweils genau eine erstere Antenne und mehrere weitere Antennen aufweisen,
7 im Schnitt in einer xy-Ebene eine Lokalspule in Form einer Kopfspule mit ersteren Antennen und weiteren Antennen,
8 im Schnitt in einer xy-Ebene eine Lokalspule in Form einer Wirbelsäulenspule mit ersteren Antennen und weiteren Antennen,
9 schematisch ein MRT-System mit erfindungsgemäßen Lokalspulen.

9 zeigt ein (in einem geschirmten Raum oder Faraday-Käfig F befindliches) bildgebendes Magnetresonanzgerät MRT 101 mit einem Hohlzylinder 102 mit einem hier röhrenförmigen Raum 103 in welchen eine Patientenliege 104 mit einem Körper z.B. eines Untersuchungsobjektes (z.B. eines Patienten) 105 (mit oder ohne Lokalspulenanordnung 106K; 106W) in Richtung des Pfeils z gefahren werden kann, um durch ein bildgebendes Verfahren Aufnahmen des Patienten 105 zu generieren. Auf dem Patienten ist hier eine Lokalspulenanordnung 106K; 106W angeordnet, mit welcher in einem lokalen Bereich (auch Field of View oder FOV genannt) des MRT Aufnahmen von einem Teilbereich des Körpers 105 im FOV generiert werden können. Signale der Lokalspulenanordnung (z.B. 106K für eine Bildgebung des Kopfs K und/oder eines Knies und/oder von Extremitäten und/oder 106W für eine Bildgebung der Wirbelsäule) können von einer z.B. über Koaxialkabel oder per Funk (167) etc. an die Lokalspulenanordnung 106K; 106W anschließbaren Auswerteeinrichtung (168, 115, 117, 119, 120, 121 usw.) des MRT 101 ausgewertet (z.B. in Bilder umgesetzt, gespeichert oder angezeigt) werden.
Um mit einem Magnetresonanzgerät MRT 101 einen Körper 105 (ein Untersuchungsobjekt oder einen Patienten) mittels einer Magnet-Resonanz-Bildgebung zu untersuchen, werden verschiedene, in ihrer zeitlichen und räumlichen Charakteristik genauestens aufeinander abgestimmte Magnetfelder auf den Körper 105 eingestrahlt. Ein starker Magnet (oft ein Kryomagnet 107) in einer Messkabine mit einer hier tunnelförmigen Öffnung 103, erzeugt ein statisches starkes Hauptmagnetfeld B₀ , das z.B. 0,2 Tesla bis 3 Tesla oder auch mehr beträgt. Ein zu untersuchender Körper 105 wird auf einer Patientenliege 104 gelagert in einen im Betrachtungsbereich FoV (auch „Field of View“ oder „Field of View“ genannt) etwa homogenen Bereich des Hauptmagnetfeldes B0 gefahren. Eine Anregung der Kernspins von Atomkernen des Körpers 105 erfolgt über magnetische Hochfrequenz-Anregungspulse B1(x, y, z, t) die über eine hier als (z.B. mehrteilige = 108a, 108b, 108c) Körperspule 108 sehr vereinfacht dargestellte Hochfrequenzantenne (und/oder ggf. eine Lokalspulenanordnung) eingestrahlt werden. Hochfrequenz-Anregungspulse werden z.B. von einer Pulserzeugungseinheit 109 erzeugt, die von einer Pulssequenz-Steuerungseinheit 110 gesteuert wird. Nach einer Verstärkung durch einen Hochfrequenzverstärker 111 werden sie zur Hochfrequenzantenne 108 geleitet. Das hier gezeigte Hochfrequenzsystem ist lediglich schematisch angedeutet. Möglicherweise werden auch mehr als eine Pulserzeugungseinheit 109, mehr als ein Hochfrequenzverstärker 111 und mehrere Hochfrequenzantennen 108 a, b, c in einem Magnet-Resonanz-Gerät 101 eingesetzt.
Weiterhin verfügt das Magnet-Resonanz-Gerät 101 über Gradientenspulen 112x, 112y, 112z, mit denen bei einer Messung magnetische Gradientenfelder B_G (x, y, z, t) zur selektiven Schichtanregung und zur Ortskodierung des Messsignals eingestrahlt werden. Die Gradientenspulen 112x, 112y, 112z werden von einer Gradientenspulen-Steuerungseinheit 114 (und ggf. über Verstärker Vx, Vy, Vz) gesteuert, die ebenso wie die Pulserzeugungseinheit 109 mit der Pulssequenz-Steuerungseinheit 110 in Verbindung steht.
Von den angeregten Kernspins (der Atomkerne im Untersuchungsobjekt) ausgesendete Signale werden von der Körperspule 108 und/oder mindestens einer Lokalspulenanordnung 106K; 106W empfangen, durch zugeordnete Hochfrequenzvorverstärker 116 verstärkt und von einer Empfangseinheit 117 weiterverarbeitet und digitalisiert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
Für eine Spule, die sowohl im Sende- als auch im Empfangsmodus betrieben werden kann, wie z.B. die Körperspule 108 oder eine Lokalspule 106K; 106W, wird die korrekte Signalweiterleitung durch eine vorgeschaltete Sende-Empfangs-Weiche 118 geregelt.
Eine Bildverarbeitungseinheit 119 erzeugt aus den Messdaten ein Bild, das über eine Bedienkonsole 120 einem Anwender dargestellt und/oder in einer Speichereinheit 121 gespeichert wird. Eine zentrale Rechnereinheit 122 steuert die einzelnen Anlagekomponenten.
In der MR-Tomographie werden Bilder mit hohem Signal/Rauschverhältnis (SNR) heute in der Regel mit so genannten Lokalspulenanordnungen (Coils, Local Coils) aufgenommen. Dies sind Antennensysteme, die in unmittelbarer Nähe auf (anterior) oder unter (posterior) oder an oder in dem Körper 105 angebracht werden. Bei einer MR-Messung induzieren die angeregten Kerne in den einzelnen (Sende-) Antennen der Lokalspule eine Spannung, die dann mit einem rauscharmen Vorverstärker (z.B. LNA, Preamp) verstärkt und schließlich an die Empfangselektronik weitergeleitet wird. Zur Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses auch bei hochaufgelösten Bildern werden so genannte Hochfeldanlagen eingesetzt (1.5T-12T oder mehr). Wenn an ein MR Empfangssystem mehr Einzelantennen angeschlossen werden können, als Empfänger vorhanden sind, wird zwischen Empfangsantennen und Empfänger z.B. eine Schaltmatrix (teilweise auch RCCS genannt) eingebaut. Diese routet die momentan aktiven Empfangskanäle (meist die, die gerade im Field of View des Magneten liegen) auf die vorhandenen Empfänger. Dadurch ist es möglich, mehr Spulenelemente anzuschließen, als Empfänger vorhanden sind, da bei einer Ganzkörperabdeckung nur die Spulen ausgelesen werden müssen, die sich im FoV bzw. im Homogenitätsvolumen des Magneten befinden.
Als Lokalspulenanordnung 106K; 106W wird z.B. allgemein ein Antennensystem bezeichnet, das z.B. aus einem oder als Array-Spule aus mehreren Antennen (auch manchmal als Spulenelemente order Antennenelementen bezeichnet) bestehen kann. Diese einzelnen Antennenen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W sind z.B. jeweils als Loopantenne (auch als Loop, Schleifenantenne bezeichnet), Butterfly, Flexspule oder Sattelspule ausgeführt. Eine Lokalspulenanordnung umfasst z.B. Spulenelemente, einen Vorverstärker, weitere Elektronik (Mantelwellensperren etc.), ein Gehäuse, Auflagen und meistens ein Kabel mit Stecker, durch den sie an die MRT-Anlage angeschlossen wird. Ein anlagenseitig angebrachte Empfänger 168 filtert und digitalisiert ein von einer Lokalspule 106K; 106W z.B. per Funk etc. empfangenes Signal und übergibt die Daten einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung die aus den durch eine Messung gewonnenen Daten meist ein Bild oder ein Spektrum ableitet und dem Nutzer z.B. zur nachfolgenden Diagnose durch ihn und/ oder Speicherung zur Verfügung stellt.
Die Verwendung von Lokalspulen (LC = Local coil) als lokale Sendespulen in der Kernspintomographie kann diverse Vorteile haben. Es können höhere B1-Peak Werte und/oder höhere B1-average Werte erreicht werden. Insbesondere von höheren B1-Peak Werten können Applikationen, die sehr hohe B1-Werte in sehr kurzer Zeit benötigen (kurze Echozeiten, „Metallbildgebung“: Unterdrückung von Artefakten an Implantaten, Spektroskopie) profitieren. Außerdem können lokale Sendespulen Vorteile bei der SAR Begrenzung besitzen, wenn sie das Sendefeld nur auf einen dedizierten Teil des Körpers anwenden (z.B. linkes Knie) und nicht auf den ganzen Körper eines Untersuchungssubjekts, der in einer BodyCoil liegt. Darüber hinaus kann die Begrenzung des Sendefeldes und ein unterschiedlicher Feldverlauf Vorteile bei der Protokollgestaltung (Richtung der Phasenkodierung) ermöglichen, da Einfaltungen von anderen Körperteilen, die nicht untersucht werden sollen, stärker unterdrückt werden können, da auf diese kein Sendefeld einwirkt.
Beispielhaft könnte eine Phasenkodierrichtung in z-Richtung eines MRT mit weniger Phasen-Oversampling bei einer Knie- oder Kopf-Bildgebung auskommen, da in z-Richtung die Ausleuchtung einer lokalen Kniespule oder Kopfspule (106K) geringer sein kann.
Diese Vorteile gelten sowohl für einkanalig sendende als auch für mehrkanalig sendende Lokalspulen.
Vorteile von Lokalspulen als lokal sendende Spulen können sein:

- höheres B1 Peak
- niedrigeres globales SAR
- stärkere Lokalisierung der Feldprofile für günstigere Protokollwahl oder bessere Orthogonalität der TX-Profile (pTX) Bei der Verwendung von Lokalspulen als lokal sendende Spulen gibt es jedoch einen Nachteil: In Abhängigkeit von der Antennengeometrie, deren Ansteuerung (Speisung) und Gewebeeigenschaften des untersuchten Objekts (z.B. eines Patienten) können bei Lokalspulen als lokal sendenden Spulen, die nahe am Objekt bzw. Patienten angebracht sind, hohe lokale SAR-Werte auftreten.

Die IEC Norm (60601 3rd edition) unterscheidet heute zwei Typen von TX-Spulen (Sendespulen): Sogenannte Volumensendespulen, die ein relativ homogenes Feldprofil erzeugen und Oberflächensendespulen, die ein stark inhomogenes Feld erzeugen. Für erstgenannte ist nur das globale SAR Verhalten zu betrachten, für zweitgenannte auch das lokale SAR Verhalten.
Es werden heute nach zumindest intern bekanntem Stand der Technik bei klinischen Feldstärken bis 3T primär Volumensendespulen verwendet. Bei Feldstärken ab 7T werden (primär) zur B1-Homogenisierung auch Oberflächen-Sendespulen verwendet. Zum sicheren Betrieb dieser Lokalspulen können aufwändige SAR Simulationen durchgeführt werden und/oder Verifikationsmessungen mit Phantomen, Ex-Vivo-Gewebe oder mit In-Vivo-MR Thermometrie gemacht werden. Dennoch sind diese Spulen bzgl. ihres Einsatzes limitiert durch das lokale SAR, das sie im menschlichen Gewebe erzeugen.

1. Zur Reduktion des SARs gibt es Verfahren zur Ansteuerung mehrerer einzelner Sendekanäle (im Falle eines lokalen TX Arrays), die das E-Feld der einen Sendeantenne partiell durch das E-Feld der anderen Sendeantenne reduzieren und gleichzeitig das gewünschte B1-Profil erzeugen. Diese Berechnungen sind sehr komplex, da die Gewebeverteilung bekannt sein muss, die E-Feld Verteilung bekannt sein muss und mit diesen Informationen eine Multi-Parameter-Optimierung durchgeführt werden muss, welche (unter Berücksichtigung der Hardwarelimitierungen) mehrere Zielfunktionen gleichzeitig optimieren muss: Einerseits das gewünschte B1-Feld zu erzeugen (Homogenität) und andererseits das E-Feld und die daraus erzeugten SAR-Hotspots zu verringern.
2. Ein deutlich einfacheres - HW-basiertes - Verfahren wurde von [1] („[1] Use of „dark modes“ in a loop + dipole array to reduce SAR in 7T C-spine imaging, Yigitcan Eryamanl.2, Elfar Adalsteinsson and Lawrence L. Wald ISMRM 2013") beschrieben. Dort wird eine Loop-Antenne mit einer Dipolantenne kombiniert. Die Loopantenne erzeugt den Hauptanteil des zur MR-Bildgebung genutzten B1+-Feldes. Nachdem der Dipol in der verwendeten Orientierung kaum Beitrag zum MR-wirksamen B1+ Feld liefert, können die von ihm erzeugten E-Felder dazu genutzt werden, die lokalen SAR Maxima zu reduzieren. Dies wurde im zitierten Paper simulativ untersucht und nachgewiesen. Dieser Ansatz kann jedoch einen Nachteil haben: Die Anpassung (s11) von Dipolantennen kann sehr lastabhängig sein. Je nach Patient müsste also die Abstimmung/Anpasung des Dipols erneut durch ein patientenandaptives Anpasssystem justiert werden, da andernfalls zu viel Leistung durch Rückreflexion (Fehlanapassung) verloren geht und nicht zur Erzeugung der gewünschten E-Felder beiträgt.

1-9 verdeutlichen einige Details erfindungsgemäßer Ausgestaltungen:

Vorgeschlagen wird z.B. wie in 1 im Schnitt in einer xy-Ebene und in 2 im Schnitt in einer xz-Ebene dargestellt mindestens eine erstere (Sende-) Antenne A11W und mindestens eine dazu senkrecht angeordnete weitere (Sende-) Antenne A21W einer Lokalspule (106K, 106W) für ein bildgebendes Magnetresonanztomographie-System (101).

Eine Anordnung kann Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W in Form von insbesondere Schleifenantennen (auch „Loop-Spulen“ genannt) aufweisen, die gemäß 3, 4 an Verstärkern RFPA, RFPA1, RFPA2 von Sendeeinrichtung(en) und/oder Splitter SPL angeschlossen als Sendeantennen verwendet werden können, wobei die mindestens eine erstere Antenne A11K-A18K, A11W-A18W den größten Teil (B1+) des MR-wirksamen (B1(x, y, z, t) - ) Feldes liefern soll und die mindestens eine weitere Antenne A21K-A28K; A21W-A28W (im Idealfall) keinen oder sehr wenig (MR-wirksamen) B1+ Feldanteil erzeugt. (B1+ kann dabei ein Beitrag zum B1 Feld (in einem MRT 101) sein, den eine Antenne einer Lokalspule 106K, 106W liefert.)
Dadurch kann die mindestens eine erstere Antenne A11K-A18K, A11W-A18W zur MR-Bildgebung, und die mindestens eine weitere zur Verbesserung des lokalen SAR genutzt werden. Die mindestens erstere Antenne A11K-A18K, A11W-A18W hat daher hier eine Orientierung, die mindestens eine Feldkomponente des zirkularen Feldes des MR-Experiments aufnehmen kann und weitere Antenne A21K-A28K; A21W-A28W ist hier senkrecht zur Ebene der ersten Antenne A11K-A18K, A11W-A18W angeordnet.
Von besonderem Vorteil kann die Anordnung der weiteren Antenne A21K-A28K; A21W-A28W sein, insbesondere so dass Ihre Flächennormale (z) parallel zum B0-Feld des MRT 101 ausgerichtet ist, wie z.B. 1 zeigt.
Mögliche Ausrichtungen sind auch in den 1-9 dargestellt. Mögliche Anwendungsbeispiele beziehen sich z.B. auf lokale Arrays (Sendeantennenarrays) Arr1, Arr2, Arr3, Arr4, Arr5 für eine Wirbelsäulenspule 106W oder eine Kopfspule 106K oder andere Lokalspule.
Wie 5, 6 verdeutlichen, können in einem Array Arr1, Arr2, Arr3, Arr4, Arr5 (z.B. auch auf einer Platine und/oder als räumlich integrierte Anordnung etc.) mehrere Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W vorgesehen sein, bei denen zu jeder einen B1+-Feld-Anteil erzeugenden Antenne A11K-A18K, A11W-A18W eine oder mehrere nicht-MR-wirksame oder weniger-MR-wirksame Antennen A21K-A28K, A21W-A28W angeordnet sind, die primär zur SAR Reduktion beitragen.
Durch eine Anordnung von Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W senkrecht zueinander kann bereits rein geometrisch eine gute Entkopplung der B1-Antenne und der E-Feld-Antenne voneinander erreicht werden.
Entkopplung:
Es entstehen hier so z.B. zwei Gruppen von Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W in einem Array:
Eine Anzahl N von B1+ felderzeugenden Antennen (Typ 1) Antennen A11K-A18K, A11W-A18W werden einer Anzahl M (üblicherweise aber nicht notwendigerweise M>=N) E-Feld Cancellation (Cancellation = z.B. E-Feld-Aufhebungs- oder Kompensierungs-) Antennen (Typ 2) A21K-A28K; A21W-A28W zugeordnet.
Bei der Entkopplung können z.B. entweder (primär) die direkten oder die direkten und übernächsten Nachbarn der Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W von Gruppe 1 und 2 entkoppelt werden. Zur Reduktion der Komplexität von Arrays von Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W mit vielen Elementen empfiehlt sich die Unterteilung der Entkopplungsmatrizen auf Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W vom Typ 1 und Typ 2.
Die Speisung der Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W kann verschiedenen Architekturen wie z.B. den folgenden folgen (Zahl der einzeln steuerbaren Sender = X, N = Zahl der B1+ felderzeugenden Antennen (=Typ 1 Antennen) A11K-A18K, A11W-A18W, M = Zahl der E-Feld Cancellation Antennen (= Typ 2 Antennen A21K-A28K, A21W-A28W)):

1. Alle Antennen A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W (auch als Spulenelemente bezeichnet) können einzeln von einem individuell ansteuerbaren Sender angesteuert werden. (X=N+M)

3 zeigt beispielhaft zwei Antennen A11W, A21W an je einem Sender (hier in Form des Verstärkers RFPA1, RFPA2 des Senders dargestellt).
5 zeigt beispielhaft jeweils eine Antenne A11W und eine Antenne A21W vom Typ 2 gemeinsam auf einem Array (-Modul z.B. räumlich) Arr1 integriert. 2. Jeder Antenne A11K-A18K, A11W-A18W vom Typ 1 kann eine oder mehrere Antennen A21K-A28K, A21W-A28W vom Typ 2 zugeordnet sein.
4 zeigt beispielhaft zwei Antennen A11W, A21W an einem gemeinsamen Sender (hier in Form des Verstärkers RFPA des Senders dargestellt) mit einem Splitter.
6 zeigt beispielhaft (jeweils) eine Antenne A11W und zwei Antennen A21W, A22W vom Typ 2 gemeinsam auf einem Array (-Modul z.B. räumlich) Arr4 integriert.
Für jede dieser Antennengruppen (in Form von Arrays) existiert hier (mindestens) ein Sender RFPA, RFPA1, RFPA2. Die Aufteilung der Sendeleistung kann (z.B. in der Antenne oder anderswo) durch ein festes (bevorzugt) oder einstellbares Verteilernetzwerk erfolgen. (X=N)

3. Die N+M Antennen können aus X<N Sendern gespeist werden und die Aufteilung werden über feste oder einstellbare passive Netzwerke erfolgen mit 1 <X<N.
4. Die N+M Antennen können aus einem Sender gespeist werden. Die Verteilung erfolgt über ein Verteilernetzwerk. (X=1)

7 zeigt im Schnitt in einer xy-Ebene eine Lokalspule 106K zur MRT-Bildgebung an einem Kopf K mit ersteren Antennen A11K-A18K und weiteren Antennen A21K-A28K.
Die ersteren Antennen A11K-A18K sind hier (auf einem Radius) um den Raum für den Kopf K herum angeordnet und die weiteren Antennen A21K-A28K sind hier ebenfalls (auf einem kleineren Radius) um den Raum für den Kopf K herum angeordnet.
Die ersteren Antennen A11K-A18K sind so (hier als Schleifenspulen in einer Fläche ausgebildet) angeordnet, dass ihr Flächennormal und/oder das von ihnen erzeugte (B1) Feld parallel zur Richtung z des Grundfeld B0 des MRT 101 (und/oder zur Einfahrtsrichtung z einer Patientenliege 104 in das Bore 103) ist. Die weiteren Antennen A21K-A28K sind (hier als Schleifenspulen in einer Fläche ausgebildet) so angeordnet, dass das von ihnen erzeugte Feld zum von den ersteren Antennen A11K-A18K erzeugten Feld senkrecht ist.
8 zeigt eine Lokalspule 106W in Form einer Wirbelsäulenspule mit einer im Schnitt sichtbaren ersteren Antenne A11W und einer im Schnitt sichtbaren weiteren Antenne A21W, die in und/oder innerhalb dem Gehäuse G der Wirbelsäulenspule angeordnet sind.
Die erste Antenne A11W ist so (hier als Schleifenspulen in einer Fläche ausgebildet) angeordnet, dass ihr Flächennormal und/oder das von ihnen erzeugte (B1) Feld parallel zur Richtung z des Grundfeld B0 des MRT 101 (und/oder zur Einfahrtsrichtung z einer Patientenliege 104 in das Bore 103) ist. Die weitere Antenne A21W ist (hier als Schleifenspulen in einer Fläche ausgebildet) so angeordnet, dass das von ihnen erzeugte Feld zum von den ersteren Antenne A11W erzeugten Feld senkrecht ist.
In 9 sind die Lokalspule 106K und die Lokalspule 106W beide im Längsschnitt in einer Position in einem Bore 103 eines MRT 101 befindlich dargestellt.
Mögliche Vorteile erfindungsgemäßer Ausgestaltungen können z.B. folgende sein:
Ein Vorteil kann in der Verbesserung der lokalen SAR-Eigenschaften von (evtl. lokalen) Sendeantennen und Sendeantennenarrays durch Verwendung von weiteren Sendeantennen, die kein MR-wirksames B1 Feld erzeugen, sondern primär die E-Felder der ersten Antenne reduzieren sollen, liegen. Einige oder alle Antennen können als (evtl. resonante) Schleifenantenne ausgeführt werden, wodurch die Empfindlichkeit der Anpassung (s 11) auf variable Patientenlast und damit die Effizienz der Lokal-SAR-Reduktion gegenüber eingangs diskutierten Varianten verbessert werde könnte.

Claims

Lokalspule (106K; 106W) für ein bildgebendes Magnetresonanztomographie-System (101), die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) und mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K;A21W-A28W) aufweist, wobei die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zur mindestens einen weiteren Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) dazu vorgesehen ist, dass sie in einem Bore (103) eines Magnetresonanztomographie-Systems (101) so angeordnet ist, dass mindestens eine genannte weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) der Lokalspule (106K; 106W) so angeordnet ist, dass ihre (A21K-A28K; A21W-A28W) Flächennormale (z, -z) parallel zur Richtung des Grundmagnetfelds (B0) im Bore (103) des Magnetresonanztomographie-Systems (101) angeordnet ist.
Lokalspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere erstere Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W) und mehrere weitere Antennen (A21K-A28K; A21W-A28W) aufweist, wobei die mehreren ersteren Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zu den mehreren weiteren Antennen (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet sind.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zur mindestens einen weiteren Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist, um eine Optimierung eines lokalen SAR- Verhaltens der Lokalspule (106K; 106W) zu ermöglichen.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle der Antennen (A11K-A18K, A21K-A28K; A11W-A18W, A21W-A28W) Schleifenantennen sind, und dass die Fläche, in der die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) angeordnet ist, orthogonal ist zur Fläche in der die mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) in einer Ebene (xz) angeordnet ist, deren Flächennormale senkrecht (y) oder waagerecht (x) angeordnet ist, und senkrecht zur Längsrichtung (z) einer Patientenliege und/oder zur Längsrichtung (z) des Bore(z) eines Magnetresonanztomographiesystems (101), insbesondere während einer Bildgebung im Bore (103) eines Magnetresonanztomographiesystems (101).
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) einer Lokalspule (106K; 106W) in einer Ebene (xy) angeordnet ist, deren Flächennormale waagerecht (x) angeordnet ist, und in Längsrichtung (z) einer Patientenliege und/oder zur Längsrichtung (z) des Bore(z) eines Magnetresonanztomographiesystems (101), insbesondere während einer Bildgebung im Bore (103) eines Magnetresonanztomographiesystems.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle der Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W, A21K-A28K; A21W-A28W) auch Empfangs-Antennen sind und/oder dafür vorgesehen sind, an eine Empfangseinrichtung (118) eines Magnetresonanztomographie-Systems (101) angeschlossen zu werden.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) eine Kopfspule (106K) ist, die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K) und mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K) aufweist.
Lokalspule nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) eine Wirbelsäulenspule (106W) ist, die mindestens eine erstere Antenne (A11W-A18W) und mindestens eine weitere Antenne (A21W-A28W) aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) ein Array (Arr1-Arr5) aufweist, das mindestens eine (N) erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) und mindestens eine (M) weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) aufweist, wobei die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zur mindestens einen weiteren Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) mehrere Arrays (Arr1-Arr5) aufweist, die jeweils mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) und mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) aufweisen, wobei die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zur mindestens einen weiteren Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) mehrere Arrays (Arr1, Arr2, Arr3) aufweist, die jeweils genau eine erstere Antenne A11K-A18K; A11W-A18W) und genau eine weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) aufweisen, wobei die eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) orthogonal zur einen weiteren Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106K; 106W) mehrere Arrays (Arr4, Arr5) aufweist, die jeweils genau eine erstere Antenne (A11W-A12W) und mehrere weitere Antennen (A21W-A24W) aufweisen, wobei die eine erstere Antenne (A11W-A12W) orthogonal zu den weiteren Antennen (A21W-A24W) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die direkten oder die direkten und übernächsten Nachbarn der ersteren Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W) voneinander entkoppelt sind.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die direkten oder die direkten und übernächsten Nachbarn der weiteren Antennen (A21K-A28K; A21W-A28W) voneinander entkoppelt sind.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erstere Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W) und/oder die mindestens eine weitere Antenne (A21K-A28K; A21W-A28W) einer Lokalspule (106K; 106W) als Sendeantenne zum Senden vorgesehen ist, und/oder mit einer Sendeanordnung (109) des Magnetresonanztomographie-System (101) verbindbar ist, insbesondere mit einem Verstärker (RFPA1, RFPA2) und/oder einem Splitter (SPL) .
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle (N+M) ersteren (N) und weiteren (M) Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W, A21K-A28K; A21W-A28W) einzeln jeweils von einem (X) Sender (RFPA1, RFPA2) angesteuert sind. (X=N+M)
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine erstere (N) und mindestens eine weitere (M) Antenne (A11K-A18K; A11W-A18W, A21K-A28K; A21W-A28W) gemeinsam von einem (X) Sender (RFPA) angesteuert sind. (X=N)
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die (N+M) ersteren (N) und weiteren (M) Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W, A21K-A28K; A21W-A28W) von weniger (X) Sendern (RFPA1, RFPA2) angesteuert sind, als erstere (N) Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W) vorgesehen sind (X<N), und vorzugsweise die Aufteilung von Sendeenergie über feste oder einstellbare passive Netzwerke erfolgt.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle (N+M) ersteren (N) und weiteren (M) Antennen (A11K-A18K; A11W-A18W, A21K-A28K; A21W-A28W) zusammen von insgesamt nur einem (X) Sender (RFPA1, RFPA2) angesteuert sind, wobei vorzugsweise die Aufteilung von Sendeenergie über ein Verteilernetzwerk verfolgt. (X=1)
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender (RFPA1, RFPA2, RFPA) jeweils einen Verstärker (RFPA1, RFPA2, RFPA) aufweist, der an eine Einrichtung (110) zur Erzeugung von zu sendenden Signalen, insbesondere Hochfrequenz-Signalen angeschlossen ist.
Magnetresonanztomographie-System (101) mit einer Lokalspule (106K; 106W) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.