DE102015201023B4 - MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens - Google Patents

MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens Download PDF

Info

Publication number
DE102015201023B4
DE102015201023B4 DE102015201023.6A DE102015201023A DE102015201023B4 DE 102015201023 B4 DE102015201023 B4 DE 102015201023B4 DE 102015201023 A DE102015201023 A DE 102015201023A DE 102015201023 B4 DE102015201023 B4 DE 102015201023B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
field probe
coil
hfs
field
probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102015201023.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102015201023A1 (de
Inventor
Robert Rehner
Markus Vester
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthcare GmbH filed Critical Siemens Healthcare GmbH
Priority to DE102015201023.6A priority Critical patent/DE102015201023B4/de
Priority to US14/997,071 priority patent/US10168399B2/en
Publication of DE102015201023A1 publication Critical patent/DE102015201023A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102015201023B4 publication Critical patent/DE102015201023B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/24—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/42—Screening
    • G01R33/422—Screening of the radio frequency field
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
    • G01R33/34053—Solenoid coils; Toroidal coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56563—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the main magnetic field B0, e.g. temporal variation of the magnitude or spatial inhomogeneity of B0

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Feldsonden (FS) zur Vermessung eines statischen (B0) und/oder insbesondere eines dynamischen (B1; BG) Magnetfelds in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem (101), dadurch gekennzeichnet, dass die Feldsonde (FS) einen Körper (KP) aufweist, welcher von einer Spule (HFS) umgeben ist, die einen mittleren Windungsabschnitt (WM) aufweist, und die (HFS) mindestens einen oder zwei äußere Windungsabschnitte (WL, WR) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine MRT-Feldsonde, ein MRT mit mindestens einer Feldsonde, und ein Verfahren zur Verwendung mindestens einer Feldsonde zur Messung eines statischen und/oder eines dynamischen Magnetfelds in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem.
  • Magnetresonanzgeräte (MRTs) zur Untersuchung von Objekten oder Patienten durch Magnetresonanztomographie sind beispielsweise in DE 103 14 215 34 beschrieben.
  • Feldsonden sind beispielsweise in folgenden Schriften beschrieben:
    • – in „NMR-Probes for Measuring Magnetic Fields and Field Dynamics in MR Systems Nicola De Zanche, Christoph Barmet, Jurek A. Nordmeyer-Massner, and Klaas P. Pruessmann, Magnetic Resonance in Medicine 60: 176–186 (2008)”,
    • – in „A 64 channel receive-only field camera for eddy current and trajectory calibration, Veneta Tountcheva, Boris Keil, Thomas Witzel, Dylan Tisdall1, Philipp Hoecht, and Lawrence L. Wald, Martinos Center for Biomedical Imaging, MGH, Harvard Medical School, Radiology, Charlsetown, MA, United States, Siemens Medical Solutions USA Inc., Charlsetown, MA, United States, Harvard-MIT, Div. of Health Science and Technology, Cambridge, MA, United States, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 20 (2012)” und
    • – in ”C. Barmet „Spatiotemporal Magnetic Field Monitoring for Magnetic Resonance Systems, 2008, Diss. ETH no. 17910”.
    • Die Druckschrift von Chu, Y-H u. a. mit dem Titel „Dynamic field monitoring by 20 channel field probes integrated with 12 channel head coil” aus Proc. Intl. Mag. Reson. Med., 2013, Vol. 21, S. 668 ist eine Feldsonde mit einer wassergefüllten Kapillare, umgeben von einer Spule mit sieben Windungen, bekannt.
  • Die Veröffentlichung von Siplä, P u. a. mit dem Titel „2H Transmit-Receive NMR Probes for MagneticField Monitoring in MRI”, aus Mag. Reson. Med., 2011, Vol. 65, S. 1498–1506, ist eine Feldsonde mit einer mit schwerem Wasser gefüllten Kapillare, einer Spule mit fünf Windungen darum, vergossen in ein Epoxidharz bekannt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messung eines statischen und/oder eines dynamischen Magnetfelds in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem zu optimieren. Diese Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben. Ausgestaltungen der Erfindungen können eine effizient optimierte Messung eines statischen und/oder eines dynamischen Magnetfelds in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem ermöglichen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile von möglichen Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
  • Dabei zeigt:
  • 1 eine Feldsonde aus dem Stand der Technik,
  • 2 eine Feldsonde mit zwei äußeren Windungsabschnitten jeweils seitlich eines inneren Windungsabschnitts,
  • 3 schematisch ein MRT-System.
  • 3 zeigt (u. a. auch zum technischen Hintergrund) 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 106) in Richtung des Pfeils z gefahren werden kann, um durch ein bildgebendes Verfahren Aufnahmen des Patienten 105 zu generieren. Auf dem Patienten 105 ist hier eine Lokalspulenanordnung 106 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 106 können von einer z. B. über Koaxialkabel oder per Funk (167) etc. an die Lokalspulenanordnung 106 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 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 Körperspule 108a, b, c 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 108a, 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 BG(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 106 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 MRT-Spule, die sowohl im Sende- als auch im Empfangsmodus betrieben werden kann, wie z. B. die Körperspule 108 oder eine Lokalspule 106, 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 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 (1.5 T–12 T 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 106 wird z. B. allgemein ein Antennensystem bezeichnet, das z. B. aus einem oder als Array-Spule aus mehreren Antennenelementen (insb. Spulenelementen) bestehen kann. Diese einzelnen Antennenelemente sind z. B. als Loopantennen (Loops), Butterfly, Flexspulen oder Sattelspulen 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 106 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.
  • 1 zeigt eine Feldsonde FS aus dem Stand der Technik zur Vermessung eines statischen und/oder eines dynamischen Magnetfelds in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem (wie z. B. dem MRT 101 in 3), wobei die Feldsonde FS einen Körper KP aufweist, welcher von einer Spule SPU umgeben ist.
  • Zur Vermessung und Justierung eines statischen und/oder dynamischen Magnetfelds in einem MRT-System (wie z. B. dem MRT 101 in 3) können auf Kernresonanz basierende Feldsonden eingesetzt werden. Diese Feldsonden bestehen beispielsweise aus einem kleinen (z. B. näherungsweise punktförmigen) und mit einer signalgebenden Flüssigkeit (beispielsweise Wasser oder Benzol) als Probe gefüllten Volumen, welches von einer Spule SPU, HFS umgeben ist um die Kernresonanz anzuregen und auszulesen. Die Messgenauigkeit derartiger Sonden ist physikalisch nur durch das Signal-Rauschen-Verhältnis (SNR) und die Linienbreite der Kernresonanz-Probe (Kehrwert der Relaxationszeit T2 oder T2*) begrenzt. Unter günstigen Bedingungen könnte z. B. eine relative Messunsicherheit in der Größenordnung von 10–8erreicht werden. Bei derartigen Feldsonden kann das Problem bestehen, dass das zu messende Magnetfeld auch schon durch kleine Suszeptibilitäten von Materialien in der Nähe des Messvolumens beeinträchtigt werden kann. Ursachen können insbesondere die Flüssigkeit (in der Feldsonde) selbst (Wasser ist diamagnetisch mit μr 0.99999) oder das Gefäß (Röhrchen) welches diese beinhaltet (z. B. aus Glas) sein. Ein Problem konnte auch das Leitermaterial (z. B. Kupfer) der (HF-)Spulen darstellen, insoweit diese zur Erzielung eines guten SNR möglichst nah um die Probe (=Flüssigkeit) gewickelt sein sollen.
  • Nach einem zumindest intern bekanntem Stand der Technik wird für den Spulendraht eine Legierung aus einem diamagnetischen und einem paramagnetischen Metall eingesetzt, so dass die resultierende Suszeptibilität an Luft angepasst ist (μr 1.0). Diese Methode könnte jedoch nicht generell ohne weiteres auf Gläser oder das signalgebende Material der Probe in der Feldsonde selbst übertragbar sein.
  • Nach einem weiteren zumindest intern bekannten Stand der Technik ist aus der Magnetostatik bekannt, dass ein in ein homogenes äußeres Feld eingebrachter Kugel- oder Ellipsoidförmiger Körper KP auch in seinem Inneren ein homogenes Feld aufweist. Dies ist auch dann der Fall, wenn das Ellipsoid unterschiedliche Halbachsen hat, und auch wenn diese zum äußeren Feld in einem beliebigen Winkel geneigt sind. Der Betrag des inneren Feldes ist lediglich um einen kleinen, konstanten Offset verändert, welcher mit Hilfe von Entmagnetisierungsfaktoren berechnet oder mittels einer Kalibration beseitigt werden kann.
  • In einer Dissertation von C. Barmet „Spatiotemporal Magnetic Field Monitoring for Magnetic Resonance Systems, 2008, Diss. ETH no. 17910” wird beispielsweise beschrieben, wie die von der Suszeptibilität der Kupferdrahtwindungen verursachte Inhomogenität beseitigt werden kann durch Eingießen in ein Kunstharz-Ellipsoid, dessen Suszeptibilität der des Kupfers angepasst ist.
  • Auch ein langer Zylinder (als Grenzfall eines Ellipsoids) weist in seinem Inneren ein homogenes Magnetfeld auf. Es könnte also ein langes Röhrchen mit Wasser gefüllt werden und darum eine ebenso lange Drahtspule gewickelt werden. Allerdings hätte eine derartige Probe in einer Feldsonde eine große Ausdehnung in Längsrichtung, so dass eine Vermessung von nicht homogenen äußeren Feldern schwierig sein könnte.
  • Ein Messvolumen MVOL könnte in Längsrichtung begrenzt werden, indem ein kurzer, signalgebender Bolus (als Probe) zwischen zwei Stopfen aus einem nicht signalgebenden Material eingeschlossen wird. Dabei könnte ein Versuch, die Suszeptibilität der Stopfen an Wasser anzupassen zusammen mit anderen Anforderungen (nicht signalgebend, ins Röhrchen einbringbar, langzeitstabil gegen Diffusion) eventuell schwierig erfüllbar sein. Ferner kann das erzielbare SNR reduziert werden, wenn die Spule HFS viel länger als das Messvolumen gemacht werden muss.
  • Nach einer in 2 dargestellten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Feldsonde FS wird vorgeschlagen, eine lange solenoidartige Spule (hier eine HF-Spule) HFS in z. B. mindestens drei (hier axial zueinander versetzte, z. B. nichtüberlappende) Windungsabschnitte WL, WM, WR zu unterteilen. Signalgebend ist dabei hier nur ein kurzer aktiver Bereich (WM) in der Mitte, der hier mit einem Resonanzkondensator Res (mit z. B. 50 pF) verschaltet wird und an ein (in 2 und 3 vereinfachend angedeutetes) Spektrometer SPECT (zur Analyse eines B0- und/oder B1- und/oder BG-Magnet-Felds) angeschlossen ist. Die beiden äußeren Teile (=Windungsabschnitte WL, WR, also Windungen im äußeren Teil der Spule) setzen den inneren Teil (=Windungsabschnitt WM, also Windungen im inneren Teil der Spule) hier nahezu nahtlos fort, so dass eine ggf. Lücke (zwischen einem äußeren Windungsabschnitt WL, WR und dem mittleren Windungsabschnitt WM) nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Grundfeld (B0) haben könnte.
  • Für die Hochfrequenz bzw. die Messung eines Hochfrequenz-Felds (wie B1 und/oder BG) können die äußeren Windungsabschnitte (Windungsteile) WL, WR der Spule HFS kurzgeschlossen werden, so dass näherungsweise das HF-Magnetfeld als aus diesen herausgedrängt betrachtet werden könnte. Dadurch kann der Sensitivitätsbereich des aktiven Bereichs (also WM) der Spule HFS räumlich relativ scharf eingegrenzt werden. Dabei kann das Röhrchen KP auf einer großen Länge (z. B. etwa der Länge von MVOL) mit Wasser etc. gefüllt werden, so dass die Enden der Flüssigkeitssäule (z. B. Wassersäule) und damit ggf. die Verschluss-Stopfen ST1, ST2 relativ weit vom gemessenen Bereich (also z. B. dem Bereich innerhalb WM) des Messvolumens (im Körper KP) entfernt sein können.
  • Bei einer Messung zeitveränderlicher Felder (wie B1 und/oder BG) kann das Problem vorliegen, dass in den kurzgeschlossenen äußeren Windungsteilen WL, WR Ströme induziert werden können, welche das zu messende Feld (z. B. B1 und/oder BG) verfälschen könnten. Dies kann einfach vermieden werden, wenn ein (in 2 am freien Ende der Drähte Kab1a/Kab1b bzw. zwischen Kab2a, Kab2b gezeigter) HF-Kurzschluss über/durch (jeweils) einen Abblockkondensator ABK1, ABK2 (z. B. 5 nF) hergestellt wird.
  • 2 zeigt eine Feldsonde FS mit (als Zusatzwindungen) zwei äußeren Windungsabschnitten (links:) WL, (rechts:) WR seitlich eines inneren Windungsabschnitts WM, und mit einem Körper KP in Form eines Röhrchens mit länglicher Flüssigkeitssäule MVOL aus signalgebendem Material (Länge > 5× Durchmesser), bei der der Körper KP der Feldsonde FS mit einer dreiteiligen Zylinderspule umwickelt ist: Der mittlerer Teil (Windungsabschnitt WM) ist relativ kurz (Länge etwa gleich groß wie der Durchmesser) und ist hier (z. B. über elektrisch leitende Kabel Kabma, Kabmb) an ein Spektrometer SPEKT anschließbar oder angeschlossen, während die äußere Windungsabschnitte WL, WR vergleichsweise lang (Länge > 2× Durchmesser) sind und z. B. über elektrisch leitende Kabel (Kb1a, Kb1b bzw. Kb1a, Kb1b) durch Abblockkondensatoren ABK1, ABK2 kurzgeschlossen sind, wobei hier relativ nahtlose Übergänge (mit einer Lücke jeweils kleiner als 0.2* Durchmesser der Spule HFS) zwischen den drei Teilwicklungen WL, WM, WR vorliegen.
  • Die Windungsabschnitte WL, WR sind hier mit mehreren Drahtwindungen dargestellt, könnten aber theoretisch möglicherweise weniger oder nur eine (z. B. breite) Windung aufweisen.
  • Ein Vorteil von Ausgestaltungen der Erfindung kann z. B. sein, dass eine neue Möglichkeit zur Verbesserung der B0-Feldhomogenität innerhalb einer B0-Feldsonde geschaffen werden könnte.

Claims (24)

  1. Feldsonde (FS) zur Vermessung eines Magnetfelds (B0; B1; BG) in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem (101), wobei die Feldsonde (FS) einen Körper (KP) aufweist, welcher von einer Spule (HFS) umgeben ist, die Spule (HFS) einen mittleren Windungsabschnitt (WM) aufweist, und die Spule (HFS) neben dem mittleren Windungsabschnitt (WM) zwei äußere Windungsabschnitte (WL, WR) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nur der mittlere Windungsabschnitt (WM) zur Signalgebung (SPECT; 120) vorgesehen ist und wobei der mittlere Windungsabschnitt (WM) der Spule (HFS) elektrisch leitende Kabel (Kabma, Kabmb) aufweist und über die elektrisch leitenden Kabel (Kabma, Kabmb) an ein Spektrometer angeschlossen oder anschließbar ist.
  2. Feldsonde (FS) zur Vermessung eines Magnetfelds (B0; B1; BG) in einem bildgebenden Magnetresonanztomographiesystem (101), wobei die Feldsonde (FS) einen Körper (KP) aufweist, welcher von einer Spule (HFS) umgeben ist, die Spule (HFS) einen mittleren Windungsabschnitt (WM) aufweist, und die Spule (HFS) neben dem mittleren Windungsabschnitt (WM) zwei äußere Windungsabschnitte (WL, WR) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) der Spule (HFS) der Feldsonde (FS) von den beiden äußeren Windungsabschnitten (WL, WR) der Spule (HFS) der Feldsonde (FS) elektrisch isoliert ist.
  3. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) und die zwei äußere Windungsabschnitte (WL, WR) den Körper (KP) der Feldsonde (FS) umgeben.
  4. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldsonde (FS) einen mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Benzol, als Probe gefüllten Körper (KP) aufweist, welcher von einer Spule (HFS) umgeben ist, durch welche eine Kernresonanz in der Flüssigkeit anregbar und/oder auslesbar ist.
  5. Feldsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) der Spule (HFS) an ein Spektrometer (SPECT) angeschlossen oder anschließbar (Kabma, Kabmb) ist.
  6. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) der Spule (HFS) an einen Resonanzkondensator (Res) schaltbar oder angeschlossen (Kabma, Kabmb) ist.
  7. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) den inneren Windungsabschnitt (WM) so nahtlos fortsetzen, so dass eine Lücke zwischen ihnen einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Grundfeld (B0) eines Magnetresonanztomographiegeräts (101) hat.
  8. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) der Feldsonde (FS) für die Messung eines Hochfrequenz-Felds (B1; BG) kurzschließbar oder kurzgeschlossen sind.
  9. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Röhrchen (KP) in der Feldsonde (FS) auf zumindest einem Großteil oder 80% oder 90% seiner Länge mit einer Flüssigkeit füllbar oder gefüllt ist, so dass vorzugsweise die Enden der Flüssigkeitssäule der Flüssigkeit und die Verschluss-Stopfen (ST1, ST2) vom gemessenen Messvolumen (MVOL) der Flüssigkeit entfernt sind.
  10. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Röhrchen (KP) der Feldsonde (FS) eine längliche Flüssigkeitssäule aufweist, insbesondere eine längliche Flüssigkeitssäule mit einer Länge von mehr als dem fünffachen Durchmesser des Röhrchens (KP).
  11. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) und die zwei äußere Windungsabschnitte (WL, WR) alle (WM, WL, WR) den gleichen Durchmesser aufweisen.
  12. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) der Feldsonde (FS) zur und/oder bei einer Messung zeitveränderlicher Felder (B1; BG) mit einem HF-Kurzschluss über einen Kondensator (ABK1, ABK2) versehen sind.
  13. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) der Spule (HFS) der Feldsonde (FS) weniger als die doppelte, insbesondere etwa die gleiche Länge wie sein Durchmesser aufweist.
  14. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) der Spule (HFS) der Feldsonde (FS) länglich sind und/oder eine mindestens doppelt so große oder mehr als gleiche Länge wie ihr Durchmesser aufweisen.
  15. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mittleren Windungsabschnitt (WM) der Spule (HFS) der Feldsonde (FS) und jedem der äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) der Spule (HFS) der Feldsonde (FS) eine Lücke von weniger als 20% von deren Durchmessern vorliegt.
  16. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Spule (HFS) der Feldsonde (FS) eine Kernresonanz anregbar und/oder auszulesbar ist.
  17. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldsonde (FS) eine Spule (HFS) mit einem elektrischen Leiter aufweist, insbesondere mit einem Leitermaterial aus Kupfer.
  18. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (KP) und/oder die Spule (HFS) der Feldsonde (FS) Zylinder-förmig ist.
  19. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) und die äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) der Feldsonde (FS) dieselbe Achse umgeben.
  20. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldsonde (FS) einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Körper (KP) aufweist, welcher in Längsrichtung durch zwei Stopfen aus einem vorzugsweise nicht signalgebenden Material begrenzt ist.
  21. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Windungsabschnitt (WM) und die äußeren Windungsabschnitte (WL, WR) sich nicht überlappen oder nicht vollständig überlappen.
  22. Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (HFS) eine Hochfrequenz-Spule ist.
  23. Verfahren zum Messen eines Felds (B0; B1; BG) in einem Magnetresonanztomographiesystem (101), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Feldsonde (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.
  24. Magnetresonanztomographiesystem (101), mit einer oder mehreren Feldsonden (FS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102015201023.6A 2015-01-22 2015-01-22 MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens Active DE102015201023B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015201023.6A DE102015201023B4 (de) 2015-01-22 2015-01-22 MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens
US14/997,071 US10168399B2 (en) 2015-01-22 2016-01-15 MR field probes with additional windings for improving the homogeneity and localizing the measuring volume

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015201023.6A DE102015201023B4 (de) 2015-01-22 2015-01-22 MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015201023A1 DE102015201023A1 (de) 2016-07-28
DE102015201023B4 true DE102015201023B4 (de) 2016-09-15

Family

ID=56364448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015201023.6A Active DE102015201023B4 (de) 2015-01-22 2015-01-22 MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10168399B2 (de)
DE (1) DE102015201023B4 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6021652B2 (ja) * 2013-01-16 2016-11-09 東芝メディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置、及び、ｒｆコイル装置
DE102015201023B4 (de) * 2015-01-22 2016-09-15 Siemens Healthcare Gmbh MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795855A (en) * 1971-12-08 1974-03-05 Cyclotron Corp Magnetic resonance probe system
DE3537921A1 (de) * 1985-10-24 1987-04-30 Siemens Ag Magnetfeldsonde
US5539315A (en) * 1995-03-24 1996-07-23 Bruker Instruments, Inc. NMR probe for cross-polarization measurements
DE19651923C2 (de) * 1996-12-13 2001-03-29 Stn Atlas Elektronik Gmbh Sonde zur Erfassung von magnetischen Wechselfeldern
US6087832A (en) * 1997-05-06 2000-07-11 Doty Scientific, Inc. Edge-wound solenoids and strongly coupled ring resonators for NMR and MRI
AU3007300A (en) * 1999-02-26 2000-09-14 Purdue Research Foundation Nuclear magnetic resonance analysis of multiple samples
JP2003130937A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Hitachi Ltd 溶液用核磁気共鳴分析装置
JP2003255032A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Hitachi Ltd 核磁気共鳴装置用プローブ
US6788064B2 (en) * 2002-03-12 2004-09-07 The University Of Chicago Passively shimmed principal detector elements for toroid cavity detector NMR probes
DE10314215B4 (de) 2003-03-28 2006-11-16 Siemens Ag Magnetresonanzantenne und Verfahren zur Verstimmung deren Eigenresonanzfrequenz
US6924644B2 (en) * 2003-09-12 2005-08-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Radiofrequency surface detection coil
WO2007003218A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Commissariat A L'energie Atomique Apparatus for high-resolution nmr spectroscopy and/or imaging with an improved filling factor and rf field amplitude
EP1847845A1 (de) * 2006-04-19 2007-10-24 Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Suszeptibilitätsangepasste Magnetfeldsonde und Herstellungsverfahren dafür
US7446534B2 (en) * 2006-12-20 2008-11-04 Varian, Inc. Cold normal metal and HTS NMR probe coils with electric field shields
US9482728B2 (en) * 2006-12-29 2016-11-01 The Johns Hopkins University Methods, systems and devices for local magnetic resonance imaging
CN101688908B (zh) * 2007-04-04 2014-02-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 分离式梯度线圈及使用该梯度线圈的pet/mri混合系统
US7701217B2 (en) * 2008-08-07 2010-04-20 Varian, Inc. NMR spiral RF probe coil pair with low external electric field
CN102575998B (zh) * 2009-09-22 2016-03-30 Adem有限公司 用于测量固体和液体对象构成的阻抗传感系统及方法
JP5508081B2 (ja) * 2010-03-25 2014-05-28 株式会社神戸製鋼所 フロースルー型ｎｍｒ分析装置
DE102015201023B4 (de) * 2015-01-22 2016-09-15 Siemens Healthcare Gmbh MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BARMET, Christoph ; DE ZANCHE, Nicola ; PRUESSMANN, Klaas P.: Spatiotemporal magnetic field monitoring for MR. In: Magnetic Resonance in Medicine, Bd. 60, 2008, Nr. 1, S. 187-197. - ISSN 1522-2594 (E) *
CHU, Y.-H. [u.a.]: Dynamic field monitoring by 20 channel field probes integrated with 12 channel head coil. In: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med., Vol. 21, 2013, S. 668. *
DE ZANCHE, Nicola [u.a.]:: NMR probes for measuring magnetic fields and field dynamics in MR systems. In: Magnetic Resonance in Medicine, Bd. 60, 2008, H. 1, S.176-186. - ISSN 1522-2594 (E) *
SIPILÄ, P.[ u.a.]: 2H Transmit-Receive NMR Probes for Magnetic Field Monitoring in MRI. In: Mag. Reson. Med., Vol. 65, 2011, S. 1798-1506. *
TOUNTCHEVA, Veneta [u.a.]: A 64 channel receive-only field camera for eddy current and trajectory calibration. In: 20th Annual ISMRM scientific meeting and exhibition 2012, Melbourne, Australia, Bd. 1, 2012, S. 701. - ISSN 1557-3672 (E) *

Also Published As

Publication number Publication date
US10168399B2 (en) 2019-01-01
US20160216346A1 (en) 2016-07-28
DE102015201023A1 (de) 2016-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011079596B4 (de) Integrierte Mantelwellensperre in einer Lokalspule
DE102012207722B3 (de) MR- Antenne mit Kompensation für variablen Abstand zum Schirm
DE102010004515B4 (de) Wirbelsäulenspulenanordnung (spine coil array) für MRI Anwendungen mit verbesserten Bildgebungsmöglichkeiten für dedizierte Körperregionen
DE102006045399A1 (de) Detektionseinheit, enthaltend ein HF-Sende-Empfangssystem und einen PET-Detektor
DE102011079564B4 (de) MRT Lokalspule
EP0073399B1 (de) Gradientenspulen-System einer Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik
DE102010025919A1 (de) Spule; D-Form
DE102010022522B4 (de) MRT-Empfangsspule mit lokaler Datenspeicherung
DE102013217555B3 (de) Kombinierte Shim- und HF-Spulenelemente
EP3045929A1 (de) Sensor zur detektion von bewegungen eines patienten in einem bildgebenden system
DE102014213413B4 (de) Dynamische Felderfassung in einem MRT
DE102010027295B4 (de) Trommel-Mantelwellensperre
DE102012204527B4 (de) Mehrlagiges Kissen zur optimalen Anpassung an Anatomie und zur Suszeptibilitäts- Anpassung
DE102012215004A1 (de) Erkennung der statischen Position von Sende-/Empfangsspulen eines Magnetresonanztomographen mit Hilfe von elektronisch lesbaren Etiketten
DE102015201023B4 (de) MR-Feldsonden mit Zusatzwindungen zur Verbesserung der Homogenität und zur Eingrenzung des Mess-Volumens
DE102012208325A1 (de) Automatische Positionierung und Adaption in einem Justierungs-Verfahren für eine Shim- Feld- Karte basierend auf AutoAlign- und AutoCoverage
DE102013213377B3 (de) Erweiterte Verstimmung bei Lokalspulen
DE102012215006A1 (de) Erkennung von Sende-/Empfangsspulen eines Magnetresonanztomographen mit Hilfe von elektronisch lesbaren Etiketten
DE102010004664B4 (de) Flusssensor für Kühlwasser in einer Gradientenspule
DE102014213722B4 (de) Segmentiertes MR
DE102013217012B4 (de) Lokal-SAR-Reduzierung für z.B. Patienten mit metallischen Implantaten
DE102012216813B4 (de) Kombinierte HF-/Shim-/Gradienten- Signalführung
DE102010063724B4 (de) Lokalspule und Verfahren zum Verändern des Innendurchmessers einer Lokalspule
DE102014207843B4 (de) Knie-Spule
DE102013213907A1 (de) Automatische Lokalspulen-Isozentrierung

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01R0033020000

Ipc: G01R0033280000

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE