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Die Erfindung betrifft einen Magnetresonanztomographen sowie ein Verfahren zum Betrieb des Magnetresonanztomographen. Der Magnetresonanztomograph weist eine Steuereinheit, eine Sendeeinheit mit einer oder einer Mehrzahl an Sendeantennen sowie eine Hochfrequenzeinheit mit einem Signalausgang in Signalverbindung mit der Sendeeinheit auf.
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Magnetresonanztomographen sind bildgebende Vorrichtungen, die zur Abbildung eines Untersuchungsobjektes Kernspins des Untersuchungsobjektes mit einem starken äußeren Magnetfeld ausrichten und durch ein magnetisches Wechselfeld zur Präzession um diese Ausrichtung anregen. Die Präzession bzw. Rückkehr der Spins aus diesem angeregten in einen Zustand mit geringerer Energie wiederum erzeugt als Antwort ein magnetisches Wechselfeld, auch als Magnetresonanzsignal bezeichnet, das über Antennen empfangen wird.
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Mit Hilfe von magnetischen Gradientenfeldern wird den Signalen eine Ortskodierung aufgeprägt, die nachfolgend eine Zuordnung von dem empfangenen Signal zu einem Volumenelement ermöglicht. Das empfangene Signal wird dann ausgewertet und eine dreidimensionale bildgebende Darstellung des Untersuchungsobjektes bereitgestellt.
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Zur Anregung der Präzession der Spins sind magnetische Wechselfelder mit einer Frequenz, die der Larmorfrequenz bei der jeweiligen statischen Magnetfeldstärke entspricht, und sehr hohen Feldstärken bzw. Leistungen erforderlich. Zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses des von den Antennen empfangenen Magnetresonanzsignals werden häufig als Lokalspulen bezeichnete Antennen verwendet, die unmittelbar am Patienten angeordnet werden.
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Aus der offengelegten Patentanmeldung
DE 102014213722 ist ein Magnetresonanztomograph bekannt, der zur Anregung der Spins in mehreren Regionen eines Untersuchungsobjektes eine Sendeeinheit mit mehreren Segmenten aufweist, über die gleichzeitig jeweils unterschiedliche Hochfrequenzpulse mit unterschiedlicher Frequenz ausgesendet werden, um eine parallele Bilderfassung in mehreren Schichten zu ermöglichen.
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Die zur Anregung verwendeten Hochfrequenzpulse weisen zur Verbesserung eines Signal-zu-Rauschverhältnisses (signal-to-noise-ratio, SNR) eine Leistung im Bereich von einigen Hundert Watt bis zu Kilowatt auf. Um eine Schädigung des Patienten durch eine Wärmewirkung der Hochfrequenzpulse zu schützen, sind gesetzliche Grenzwerte festgelegt, die als SAR bezeichnet werden (specific absorption rate). Durch diese Grenzwerte, die die Energieaufnahme pro Zeit und damit die Hochfrequenzleistung begrenzen, wird auch die Geschwindigkeit einer Bildgebung mittels eines Magnetresonanztomographen begrenzt.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Magnetresonanztomographen bereitzustellen, der eine schnellere Bilderfassung unter Einhaltung der Grenzwerte ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen nach Anspruch 1 sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 6 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph weist eine Steuereinheit, eine Hochfrequenzeinheit, eine Sendeeinheit mit einer oder einer Mehrzahl an Sendeantennen und einen Selektor auf. Unter Selektor wird hier im Sinne der Erfindung eine Einheit verstanden, die eine Auswahl eines durch die Sendeeinheit anzuregenden Bereichs erlaubt. Unterschiedliche Ausführungsformen des Selektors sind nachfolgend in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus weist der Magnetresonanztomograph eine Hochfrequenzeinheit mit einem Signalausgang in Signalverbindung mit der Sendeeinheit auf.
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Der Magnetresonanztomograph ist ausgelegt, mittels der Hochfrequenzeinheit, des Selektors und der einen oder der Mehrzahl an Sendeantennen wahlweise in nur einen ersten, zusammenhängenden von einer Mehrzahl unterschiedlicher Bereiche in einem Patienten Hochfrequenzenergie einzustrahlen. Dabei wird als „einstrahlen“ bezeichnet, wenn die Hochfrequenzleistungsdichte einen Schwellwert überschreite, der beispielsweise mehr als 10, 20 oder 50 Prozent einer maximalen eingestrahlten Leistungsdichte überschreitet. Als unterschiedliche Bereiche sind hierbei Bereiche anzusehen, die nicht identisch sind, vielmehr sich in einem Großteil Ihres Volumens unterscheiden, sodass die Schnittmenge zweier Bereiche weniger als die Hälfte, 20 % oder 10% des Volumens eines Bereichs beträgt oder die beiden Bereiche sogar disjunkt sind.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht die Beschränkung auf einen begrenzten Bereich hier unter Umständen, das unter den SAR-Grenzwerten zulässige Leistungsbudget zu bündeln und auf diese Weise ein besseres SNR und kürzere Untersuchungszeiten zu erzielen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographen, der eine Steuereinheit, eine Sendeeinheit mit einer oder einer Mehrzahl an Sendeantennen und einen Selektor sowie eine Hochfrequenzeinheit mit einem Signalausgang in Signalverbindung mit der Sendeeinheit aufweist.
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In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst eine Steuereinheit eine Relativposition eines Patienten relativ zu der Sendeeinheit. Denkbar sind hierzu Positionsdetektoren wie eine Kamera, Scanner oder ähnliches, die die Lage eines Patienten auf einer Patientenliege erfassen können, und damit auch zu einer Sendeeinheit, die beispielsweise in der Patientenliege angeordnet ist. Auch eine schnelle bildgebende Magnetresonanzmessung wäre zum Erfassen denkbar. Es ist aber genauso möglich, dass die Steuereinheit die Lage durch eine Bedienereingabe an einer Benutzerschnittstelle erfasst.
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In einem anderen Schritt erfasst die Steuereinheit einen zu untersuchenden Bereich. Beispielsweise ist eine Eingabe durch einen Nutzer oder eine Datenübermittlung denkbar
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In einem anderen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt die Steuereinheit einer Einstellung des Selektors, die zur Anregung von Spins in dem zu untersuchenden Bereich durch eine oder mehrere Sendeeinheitn erforderlich ist. Beispielsweise kann die Steuereinheit durch die bekannte Lage des Patienten und die Kenntnis des zu untersuchenden Bereichs, beispielsweise eines Organs oder Körperabschnitts ermitteln, welche Einstellung des Selektors erforderlich ist, um Hochfrequenz bevorzugt in diesen Körperabschnitt einzustrahlen. Einzelne Ausführungsformen dazu sind in den nachfolgenden Unteransprüchen angegeben. Schließlich veranlasst die Steuereinheit einer entsprechenden Einstellung in dem Selektor.
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In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet die Hochfrequenzeinheit, beispielsweise indem die Steuereinheit einen Hochfrequenzgenerator in der Hochfrequenzeinheit zur Erzeugung eines Hochfrequenzpulses anweist und der Hochfrequenzpuls durch einen Hochfrequenzleistungsverstärker der Hochfrequenzeinheit verstärkt wird, einen Hochfrequenzpulses zur Anregung der Spins in dem zu untersuchenden Bereich über die Signalverbindung an eine Sendeeinheit. Die Einstellung des Selektors sorgt dafür, dass der Hochfrequenzpuls in den zu untersuchenden Bereich abgestrahlt wird.
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Das Verfahren teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen weist der Selektor der Sendeeinheit eine Positioniereinrichtung auf. Beispielsweise kann die Positioniereinrichtung eine einachsige Schiene oder eine Kreuzschiene sein. Die Positioniereinrichtung ist ausgelegt, das bzw. die Sendeelemente in vorbestimmten unterschiedlichen Relativpositionen in der Sendeeinheit zu positionieren. Denkbar ist zum Beispiel, dass die Kreuzschiene mittels eines Schrittmotors oder eines Spindelmotors mit Positionsgeber die Sendeantenne oder eine Mehrzahl an Sendeantennen auf einer vorbestimmbaren Position positioniert.
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Auf vorteilhafte Weise kann der Selektor mittels der Positioniereinrichtung eine oder mehrere Sendeantennen in ihrer Relativposition versetzen, sodass diese in unmittelbarer Nähe vorbestimmter Untersuchungsbereiche positioniert sind und selektiv die Hochfrequenz in diese Bereiche abstrahlen. Auf diese Weise kann die Zahl der Sendeantennen reduziert und die Ansteuerelektronik vereinfacht werden.
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In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomograph weist die Sendeeinheit eine Mehrzahl an Sendeantennen und der Selektor eine Schaltmatrix auf. Die Schaltmatrix ist ausgelegt, einen Signalausgang der Hochfrequenzeinheit mit einer nichtleeren Teilmenge der Mehrzahl an Sendeantennen in Signalverbindung zu bringen, sodass ein einzelner zusammenhängender Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjektes angeregt wird. Die Teilmenge ist dabei eine echte Teilmenge, d.h. die Anzahl der Sendeantennen in der Teilmenge ist kleiner als die Anzahl der Sendeantennen der Sendeeinheit.
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In anderen Worten, die Schaltmatrix ist dazu ausgelegt, ein Hochfrequenzsignal an einem Eingang auf einen oder einer Gruppe von Ausgängen zu verteilen, die vorzugsweise in Signalverbindung mit jeweils einer (oder mehreren) Sendeantennen stehen. Dabei kann die Steuereinheit die Schaltmatrix steuern bzw. in unterschiedliche Konfigurationen schalten, sodass das Hochfrequenzsignal an unterschiedlichen Ausgängen gesteuert ausgegeben werden kann Im einfachsten Fall kann die Schaltmatrix ein 1:n Hochfrequenzschalter sein. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Hochfrequenzeinheit zwei oder mehr Hochfrequenzverstärker aufweist, die an die Schaltmatrix angeschlossen sind, was beispielsweise eine 2:n Schaltmatrix darstellen würde. Auch möglich ist es, dass die Ausgänge in Gruppen geschaltet sind, sodass das Hochfrequenzsignal jeweils auf mehrere Sendeantennen gleichzeitig geschaltet wird, beispielsweise wenn Zeilen einer n × m Sendeantennenmatrix der Sendeeinheit ausgewählt werden soll, um einen Untersuchungsbereich anzuregen.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph mit der Schaltmatrix des Selektors eine schnelle und flexible Anregung eines auswählbaren Untersuchungsbereichs mit einem Minimum an Hochfrequenzleistungsverstärkern.
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In einer möglichen Ausführungsform es erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ist die Steuereinheit ausgelegt, die Schaltmatrix in Abhängigkeit von einem zu untersuchenden Bereich des Patienten derart einzustellen, dass der erste Bereich im Wesentlichen nur den zu untersuchenden Bereich umfasst. In anderen Worten, die Steuereinheit ist ausgelegt, eine Einstellung oder Konfiguration der Schaltmatrix zu bestimmen und einzustellen, durch die Hochfrequenzsignale der Hochfrequenzeinheit an eine oder mehrere ausgewählte Sendeantenne weitergeleitet werden, sodass im Wesentlichen nur der zu untersuchende Bereich angeregt wird. „im Wesentlichen“ ist dabei so zu verstehen, dass ein angeregter Bereich den zu untersuchenden Bereich und darüber hinaus nur ein Volumen umfasst, das höchstens 20%, 50% oder 100% des Volumens des zu untersuchenden Volumens aufweist.
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Auf vorteilhafte Weise ist die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen in der Lage, selbstständig die Einstellungen des Selektors an den zu untersuchwenden Bereich anzupassen.
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In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ist die Steuereinheit ausgelegt, eine Sendeleistung der Hochfrequenzeinheit in Abhängigkeit von dem ersten Bereich zu maximieren. Vorzugsweise ist dabei einer der Parameter bei der Bestimmung der Sendeleistung ein SAR-Grenzwert für den ersten Bereich. Beispielsweise kann die Steuereinheit die Sendeleistung derart ermitteln und einstellen, dass eine gemessene oder simulierte SAR-Belastung gerade den zulässigen Grenzwert erreicht.
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Indem die Anregung auf den ersten Bereich beschränkt ist, kann die Leistungsdichte in diesem Bereich bis zum zulässigen Grenzwert maximiert und so vorteilhafter Weise die Untersuchungsdauer verkürzt oder die Bildgebung durch das verbesserte SNR optimiert werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
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1 einen erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen;
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2 einen Teil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen;
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3 eine Lokalspule eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen;
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4 einen Teil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen;
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5 einen schematischen Ablaufplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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6 einen Teil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen mit einer Schaltmatrix.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1.
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Die Magneteinheit 10 weist einen Feldmagneten 11 auf, der ein statisches Magnetfeld B0 zur Ausrichtung von Kernspins von Proben bzw. in einem Körper eines Patienten 40 in einem Aufnahmebereich erzeugt. Der Aufnahmebereich ist in einem Patiententunnel 16 angeordnet, der sich in einer Längsrichtung 2 durch die Magneteinheit 10 erstreckt. Üblicherweise handelt es sich bei dem Feldmagneten 11 um einen supraleitenden Magneten, der magnetische Felder mit einer magnetischen Flussdichte von bis zu 3T, bei neuesten Geräten sogar darüber, bereitstellen kann. Für geringere Feldstärken können jedoch auch Permanentmagnete oder Elektromagnete mit normalleitenden Spulen Verwendung finden.
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Weiterhin weist die Magneteinheit 10 Gradientenspulen 12 auf, die dazu ausgelegt sind, zur räumlichen Differenzierung der erfassten Abbildungsbereiche in dem Untersuchungsvolumen dem Magnetfeld B0 variable Magnetfelder in drei Raumrichtungen zu überlagern. Die Gradientenspulen 12 sind üblicherweise Spulen aus normalleitenden Drähten, die zueinander orthogonale Felder in dem Untersuchungsvolumen erzeugen können.
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Die Magneteinheit 10 weist ebenfalls eine Körperspule 14 auf, die dazu ausgelegt ist, ein über eine Signalverbindung 70 zugeführtes Hochfrequenzsignal in das Untersuchungsvolumen abzustrahlen und je nach Ausführungsform auch von dem Patient 40 emittierte Resonanzsignale zu empfangen und über die Signalverbindung 70 abzugeben. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph 1 in Ausführungsformen eine oder mehrere Lokalspulen 50 auf, die in dem Patiententunnel 16 nahe am Patient 40 angeordnet sind.
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Eine Steuereinheit 20 versorgt die Magneteinheit 10 mit den verschiedenen Signalen für die Gradientenspulen 12 und die Körperspule 14 und wertet die empfangenen Signale aus.
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So weist die Steuereinheit 20 eine Gradientenansteuerung 21 auf, die dazu ausgelegt ist, die Gradientenspulen 12 über Zuleitungen mit variablen Strömen zu versorgen, welche zeitlich koordiniert die erwünschten Gradientenfelder in dem Untersuchungsvolumen bereitstellen.
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Weiterhin weist die Steuereinheit 20 eine Hochfrequenzeinheit 22 auf, die ausgelegt ist, einen Hochfrequenz-Puls mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf, Amplitude und spektraler Leistungsverteilung zur Anregung einer Magnetresonanz der Kernspins in dem Patienten 40 zu erzeugen. Dabei können Pulsleistungen im Bereich von Kilowatt erreicht werden. Die einzelnen Einheiten sind über einen Signalbus 25 untereinander verbunden.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform des Magnetresonanztomographen 1 weist die Hochfrequenzeinheit 22 einen Selektor 60 auf, der beispielsweise als Schaltmatrix ausgeführt sein kann, wie nachfolgend in 6 dargestellt. Ein Hochfrequenzleistungsverstärker der Hochfrequenzeinheit 22 liefert einem Eingang des Selektors 60 ein Hochfrequenzsignal zur Anregung der Spins, und der Selektor 60 kann von der Steuerung 23 über den Signalbus 25 gesteuert das Signal an einen von mehreren Signalausgängen ausgeben, die über die Signalverbindung 70 mit drei Sendeantennen der Sendeeinheit, im Beispiel den in Längsrichtung 2 hintereinander angeordneten Segmenten der Körperspule 14, in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann die Steuerung 23 über den Selektor 60 auswählen, welche Sendeantenne der Sendeeinheit, d.h. welches Segment der Körperspule 14 mit dem Hochfrequenzsignal angesteuert wird und damit, in welchem Bereich des Patienten 40 Spins für eine Bildgebung angeregt werden.
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Die Lokalspule 50 empfängt dann vorzugsweise ein Magnetresonanzsignal aus dem Körper des Patienten 40, denn aufgrund des geringen Abstandes ist das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) der Lokalspule 50 besser als bei einem Empfang durch die Körperspule 14. Das von der Lokalspule 50 empfangene MR-Signal wird in der Lokalspule 50 aufbereitet und an die Hochfrequenzeinheit 22 des Magnetresonanztomographen 1 zur Auswertung und Bilderfassung weitergeleitet. Vorzugsweise wird dazu die Signalverbindung 71 genutzt, es sind aber auch separate Signalverbindungen oder eine drahtlose Übertragung denkbar.
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Es ist in einer Ausführungsform ebenso denkbar, dass die Lokalspule 50 als Lokalspulenarray mit einer Mehrzahl an Spulen versehen ist, die auch oder nur zum Senden von Hochfrequenzpulsen zur Anregung von Spins vorgesehen sind. In diesem Fall dient die Lokalspule 50 als Sendeeinheit. Dies ist besonders bei Magnetresonanztomographen üblich, die im Hochfeldbereich oberhalb von 3 Tesla Anwendung finden. Der Selektor 60 ist dann über die Signalverbindung 70 mit der Lokalspulen 50 verbunden und kann das Hochfrequenzsignal an einzelne oder ausgewählte Gruppen von Sendespulen ausgeben. Auf diese Weise kann die Hochfrequenzbelastung auf ein noch kleineres Volumen konzentriert und für den gesamten Körper des Patienten 40 reduziert werden.
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In einer Ausführungsform des Magnetresonanztomographen 1 kann dieser auch einen Positionsdetektor aufweisen, beispielsweise eine Kamera 80, die in Signalverbindung 81 mit der Steuerung 23 steht. Die Steuerung 23 ist dabei ausgelegt, eine Relativposition des Patienten 40 zu der Sendeeinheit, in 1 der Körperspule 14 zu erfassen, sodass die Steuerung in der Lage ist, in Abhängigkeit von der Relativposition des Patienten 40 und dem gewünschten Untersuchungsbereich den Selektor 60 so einzustellen, dass bevorzugt Spins in dem gewünschten Untersuchungsbereich angeregt werden und die SAR-Belastung für den gesamten Körper reduziert wird. Im Gegenzug kann die Steuerung 23 dann auch ausgelegt sein, die Sendeleistung lokal zu erhöhen, ohne einen Gesamtkörpergrenzwert zu überschreiten. 2 zeigt eine andere denkbare Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1, wobei hier nur die Patientenliege 30 dargestellt ist, die wesentliche Elemente dieser Ausführungsform aufweist.
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In der Patientenliege 30 ist eine Sendeantenne 51 dargestellt, die gleichzeitig die Sendeeinheit 50 ist. Die Sendeantenne 51 ist durch den Selektor 60, der in 2 eine Verfahreinheit mit einem Antrieb 61 aufweist, entlang der Längsrichtung 2 in der Patientenliege 30 verfahrbar, sodass über die angesteuerte Position in der Patientenliege 30 die Sendeantenne 51 in einen von einer Mehrzahl unterschiedlicher Bereiche des Patienten einen Hochfrequenzpuls abstrahlen kann. Die Steuereinheit 20 ist dabei in der Lage, über die Steuerverbindung 61 die Position einzustellen.
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Denkbar ist es beispielsweise, dass der Antrieb 61 ein Schrittmotor oder ein Elektromotor mit Positionsgeber ist, der über eine Spindel 63 die Sendeantenne 51 bewegt. Dabei kann beispielsweise die Spindel 63 aus einem nichtleitenden und unmagnetischem Kunststoff sein und der Antrieb 62 außerhalb des Untersuchungsbereiches des Magnetresonanztomographen 1 angeordnet sein, sodass die Bildgebung möglichst nicht durch Magnetfelder oder elektrische Leitungen beeinflusst wird. Möglich ist es aus diesem Grund in einer Ausführungsform auch, dass die Sendeantenne 51 durch Druckluft direkt oder über einen Druckluftmotor als Antrieb 62 der Spindel 63 bewegt wird.
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3 stellt eine weitere mögliche Ausführungsform mit dem gleichen Grundprinzip wie in 2 dar. Gleiche Gegenstände sind mit gleichen Referenzzeichen versehen. Dabei ist eine bewegliche Sendeantenne 51 in einer Lokalspule 50 angeordnet, beipielsweise in einer Spine-Spule. Der Antrieb 62 kann dann die Sendeantenne innerhalb der Lokalspule 50 relativ zu einem gewünschten Untersuchungsbereich des Patienten 40 positionieren. Die Matrix aus Empfangsantennen 52 verbleibt dabei in ihrer Position. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform. Gleiche Gegenstände sind mit gleichen Referenzzeichen wie in 1 versehen, aber nicht alle Gegenstände aus der 1 sind dargestellt. Es ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Körperspule 14 nicht mehrerer Segmente aufweist, sondern dass ein einzelnes Segment der Körperspule 14 als Sendeantenne 51 von einem Antrieb 62 als Selektor 60 verfahrbar ist, der in der Magneteinheit 10 vorgesehen ist und die Sendeantenne 51 entlang des Patiententunnels 16 verfährt.
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5 zeigt einen schematischen Ablaufplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1.
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In einem Schritt S10 des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die Steuereinheit 20 eine Relativposition eines Patienten 40 relativ zu der Sendeeinheit 50 mittels eines Positionsdetektors 80. Beispielsweise kann eine Kamera in oder an der Magneteinheit 10 als Positionsdetektor 80 dienen. Ein erfasstes Bild des Patienten 40 in dem Patiententunnel 16 kann durch eine Bilderkennungssoftware in der Steuerung 23 ausgewertet werden und so die Position des Patienten 40 relativ zu der Sendeeinheit 50 bestimmt werden, beispielsweise wenn die Sendeeinheit 50 in der Patientenliege 30 oder der Magneteinheit 10 vorgesehen ist. Denkbar ist es jedoch auch, den Magnetresonanztomographen 1 selbst als Positionsdetektor 80 zu nutzen, indem beispielsweise ein Übersichts-Scan durchgeführt wird. Auch andere Sensoren, wie beispielsweise Ultraschall oder Radar, sind zur Positionserkennung denkbar.
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In einem Schritt S20 erfasst die Steuereinheit 20 einen zu untersuchenden Bereich. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Steuereinheit 20 über eine Bedienoberfläche eine Eingabe einer Bedienperson mit einer Angabe zu dem zu untersuchenden Bereich erhält. Denkbar ist aber auch, dass die Steuereinheit 20 einen Datensatz mit den Angaben zu dem Untersuchungsbereich über eine Netzverbindung von einer anderen Einheit erhält. Schließlich ist es auch denkbar, dass der zu untersuchende Bereich mittels eines Übersichtsscans von der Steuereinheit 20 ermittelt wird.
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In einem Schritt S30 bestimmt die Steuereinheit 20 eine Einstellung des Selektors 60, die zu einer Anregung von Spins in dem zu untersuchenden Bereich erforderlich ist und bewirkt eine entsprechende Einstellung des Selektors 60.
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Beispielsweise kann bei einem Magnetresonanztomographen 1 der 1 eine Aufnahme im unteren Bereich des Abdomen gewünscht sein. Dann ist es nicht erforderlich, dass Spins im Brustkorb angeregt werden. Anhand der erkannten Position des Patienten 40 ermittelt dann die Steuereinheit 20, dass nur das in 1 links liegende Segment der Körperspule 14 zur Anregung erforderlich ist und bewirkt über den Signalbus 25 in dem Selektor 60 der Hochfrequenzeinheit 22 eine Einstellung, die den Ausgang des Hochfrequenzverstärkers der Hochfrequenzeinheit 22 nur mit dem linken Segment der Körperspule 14 verbindet.
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In der Ausführungsformen der 2 und 4 hingegen ist es denkbar, dass die Steuereinheit 22 über die Steuerverbindung 61 den Selektor 60 anweist, mittels des Antriebs 62 und der Spindel 63 die Sendeantenne 51 nach links zu verfahren.
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In einem Schritt S50 weist die Steuerung 23 über den Signalbus 25 die Hochfrequenzeinheit 22 an, den Anregungspuls für die Spins in dem gewünschten Untersuchungsbereich auszugeben.
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In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren weist dieses weiterhin den Schritt S40 auf, eine maximalen Leistung in Abhängigkeit von dem zu untersuchenden Bereich und vorbestimmten SAR-Grenzwerten zu bestimmen. Indem der zu untersuchende Bereich der Steuereinheit 22 bekannt ist und die Einstellung des Selektors 60 als auch die auszusendende Hochfrequenzleistung von der Steuereinheit eingestellt werden kann, kann die Steuereinheit beispielsweise die Hochfrequenzleistung auf ein gutes SNR oder eine kurze Untersuchungszeit optimieren. Dabei wird genutzt, dass die gesamte in einen Körper eingestrahlte Hochfrequenzleistung nach Richtlinien begrenzt ist, wobei bei nur teilweiser Bestrahlung eine höhere Leistungsdichte verwendet werden kann, da die erzeugte Wärme durch den Blutkreislauf verteilt und abgeführt wird. Die Steuereinheit 20 kann daher im Rahmen der Grenzwerte die für den zu untersuchenden Bereich maximal zulässige Leistung bestimmen und die Hochfrequenzeinheit 22 über den Signalbus 25 anweisen entsprechende Anregungspulse zu erzeugen. Durch die geeignete Einstellung des Selektors 60 wird dabei sichergestellt, dass die Leistung lediglich in den zu untersuchenden Bereich eingestrahlt wird.
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6 stellt einen Ausschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1 dar, bei dem eine Schaltmatrix als Selektor 60 eingesetzt ist.
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In der Hochfrequenzeinheit 22 sind in der 6 beispielsweise zwei Hochfrequenzleistungsverstärker vorgesehen, die jeweils ein Hochfrequenzsignal ausgeben. Das Hochfrequenzsignal wird dem Selektor 60 zugeführt, in dem zwei Hochfrequenzschalter 65 vorgesehen sind. In dieser dargestellten Ausführungsform sind durch die zwei Schalter 25 die Signalausgänge der zwei Hochfrequenzleistungsverstärker flexibel mit den drei dargestellten Sendeantennen 51 der Sendeeinheit 50 verbindbar. Je nach Stellung der Schalter 65 ist es dabei denkbar, dass die Signale der beiden Hochfrequenzleistungsverstärker auf zwei Sendeantennen 51 verteilt sind. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Sendeleistung beider Hochfrequenzleistungsverstärker auf eine einzelne Sendeantenne 51 konzentriert ist. Vorzugsweise sind dabei die Hochfrequenzsignale beider Hochfrequenzleistungsverstärker in Phase und Impedanz entsprechend angepasst, sodass sich die Signale addieren.
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Die Schalter 65 können beispielsweise als Koaxialrelais ausgeführt sein, es sind jedoch auch Schaltmatrizen mit aktiven Halbleiterbauelementen denkbar, beispielsweise mit PIN-Dioden und zugehörigen Phasenschieberelementen, vergleichbar einer Butler-Matrix.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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