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Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung für einen Magnetresonanztomographen, ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung und ein Magnetresonanzbildgebungssystem.
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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 Zustand 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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Die einzelnen Patienten unterscheiden sich jedoch in ihrer Physiognomie erheblich, sodass mit einer starren Lokalspule entweder nur bei wenigen Patienten ein optimales Signal erhalten wird oder viele in den Abmessungen unterschiedliche Lokalspulen bereitgehalten werden müssen.
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Ein generelles Ziel bei der Bildgebung besteht darin, die Spulenelemente so nah wie möglich an den Patienten, d.h. die zu untersuchende Körperregion zu bringen, um dadurch ein möglichst gutes Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu erhalten. Herkömmlich werden dazu starre, auf eine jeweilige Körperregion angepasste und flexible Spulentypen unterschieden.
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Starre Spulen werden zum Beispiel für Kopfuntersuchungen verwendet und sind optimal an die spezielle Anatomie des Kopfes angepasst. Allerdings kann bei Patienten mit kleinem Kopf eine verschlechterte Bildqualität auftreten, da die RX-Antennenstrukturen nicht optimal nahe an der Anatomie anliegen.
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Mit flexiblen Spulenstrukturen kann eine fehlende Anpassung ausgeglichen werden, allerdings besteht herkömmlich das Problem, dass auch solche Anordnungen dreidimensionale Umformungen nur eingeschränkt nachvollziehen können. Infolgedessen kommt es zu Auswölbungen und einem Abstehen von Teilbereichen der Spulenanordnung. Beispielswiese stellt sich bei zylindrischen Körperformen, wie etwa beim Knie oder dem Ellbogen je nach Durchmesser ein anderer Überlapp bzw. eine Lücke zwischen zwei Spulenenden ein. Mithin wird keine optimale Bildqualität erreicht.
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In
DE 10 2011 007 065 A1 wird eine Kniespule gezeigt, deren RX-Teil aus einer starren und flexiblen Kombination besteht
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In
JP2008 - 154 933 A wird eine in sechseckige Segmente aufgeteilte MR-Spulenanordnung beschrieben. Einzelne Segmente weisen jeweils eine Aussparung auf, durch die jeweils ein Bolzen geführt ist. Auf diese Weise werden jeweils zwei benachbarte Segmente miteinander verbunden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Spulenanordnung bereitzustellen, mit der bessere Bildergebnisse bei unterschiedlichen Patienten bzw. unterschiedlichen Anwendungsbereichen des Körpers des Patienten erzielt werden können.
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Die Aufgabe wird durch eine Spulenanordnung nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung nach Anspruch 12 und ein Magnetresonanzbildgebungssystem nach Anspruch 15 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Spulenanordnung für einen Magnetresonanztomographen weist mindestens eine Spulenabstandsschicht auf. Als Spulenabstandsschicht soll eine Schicht zwischen einer Spulenanordnung, vorzugsweise einer Lokalspulenanordnung, und einem Untersuchungsobjekt oder der Umgebung der Lokalspulenanordnung verstanden werden, mit der ein vorbestimmter Sicherheitsabstand zwischen den Spulen und dem Untersuchungsobjekt oder zwischen den Spulen und der Umgebung aufrechterhalten werden soll.
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Die mindestens eine Spulenabstandsschicht umfasst eine perforierte, einstückige, flächige Matrix, die in Vertikalrichtung zur Matrixfläche kompressionsresistent ist, aber durch Biegen an eine gekrümmte Oberfläche anpassbar ist. Als kompressionsresistent soll in diesem Zusammenhang eine Schicht verstanden werden, deren Dicke durch gebrauchsübliche Krafteinwirkung nicht oder nur um einen vorbestimmten, vergleichsweise geringen Prozentsatz geändert werden kann. Vorteilhaft ermöglichen die Perforierungen eine erhöhte Biegsamkeit der Spulenabstandsschicht, wodurch die Spulen der Spulenanordnung an einer Gestalt eines Untersuchungsobjekts besser angeformt werden können. Die Kompressionsresistenz der Spulenabstandsschicht gewährleistet den notwendigen Mindestabstand der Spulenanordnung zum Untersuchungsobjekt. Mithin kann der Abstand zwischen den Spulen und dem Untersuchungsobjekt großflächig konstant gehalten werden, was zu einem verbesserten Signal/Rauschverhältnis und mithin zu einer verbesserten Bildqualität der Magnetresonanzbildgebung mit einer solchen Spulenanordnung beiträgt.
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Bei der erfindungsgemäßen Verwendung wird eine erfindungsgemäße Spulenanordnung zum Herstellen einer Lokalspule für ein Magnetresonanzbildgebungssystem eingesetzt. Die Lokalspule zeigt die vorstehend genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Spulenanordnung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung wird eine Spulenabstandsschicht erzeugt, welche eine perforierte, einstückige, flächige Matrix umfasst, die in Vertikalrichtung zur Matrixfläche kompressionsresistent ist, aber durch Biegen an eine gekrümmte Oberfläche anpassbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erfindungsgemäße Spulenanordnung hergestellt, welche die bereits beschriebenen Vorteile zeigt.
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Das erfindungsgemäße Magnetresonanzbildgebungssystem umfasst die erfindungsgemäße Spulenanordnung. Das erfindungsgemäße Magnetresonanzbildgebungssystem teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Spulenanordnung.
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Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
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In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung umfasst die Spulenabstandsschicht eine Mehrzahl von perforierten Teilbereichen, welche gleichartig ausgebildet sind. Eine regelmäßige Ausbildung der Perforationen ermöglicht gleichverteilte Biegeeigenschaften und Verformungseigenschaften über die gesamte Fläche der Spulenabstandsschicht.
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In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung umfasst die Spulenanordnung eine Lokalspule. Vorteilhaft kann die Lokalspule an die Form des Untersuchungsobjekts angeschmiegt werden, so dass die induzierten Magnetresonanzsignale ungedämpft erfasst werden können.
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In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung weisen die perforierten Teilbereiche Aussparungen auf, welche eine der folgenden Flächenformen zeigen:
- - Sechseckform,
- - eine runde Form,
- - eine dreieckige Form,
- - eine viereckige Form,
- - eine fünfeckige Form,
- - eine siebeneckige Form,
- - eine Sternform,
- - eine Y-Form.
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In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung umfassen die Aussparungen eine der folgenden Typen:
- - Schnitte,
- - flächige Aussparungen.
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Als Schnitte sollen schmale Vertiefungen in der Abstandsschicht verstanden werden, die nur einen Teil der Dicke der Schicht durchdringen oder vollständig durch die gesamte Schichtdicke hindurchgehen. Mit Hilfe der Schnitte wird die Flexibilität und Biegsamkeit der Abstandsschicht erhöht.
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Als Aussparungen sollen flächige Vertiefungen oder durch die gesamte Dicke der Abstandsschicht hindurchgehende flächige Perforierungen verstanden werden, die ebenfalls zu einer besseren Verformbarkeit der Abstandsschicht beitragen und gleichzeitig eine Dehnbarkeit und Stauchbarkeit in Richtung der Flächenebene der Spulenabstandsschicht erlauben.
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In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung sind ein Teil der Aussparungen der perforierten Teilbereiche derart ausgebildet, dass sich vertikale Steckverbindungselemente in den Aussparungen in einem definierten Raster fixieren lassen.
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In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung sind die vertikalen Steckverbindungselemente dazu eingerichtet, die Spulenabstandsschicht mit einer Außenschicht und/oder einer zweiten Spulenabstandsschicht zu verbinden. Vorteilhaft kann die Außenschicht an der Spulenabstandsschicht fixiert werden, so dass ein Verrutschen der beiden Schichten gegeneinander oder eine unerwünschte Ablösung der Außenschicht von der Spulenabstandsschicht vermieden werden kann. Ähnlich kann auch eine zweite Spulenabstandsschicht relativ zu der ersten Spulenabstandschicht fixiert werden, so dass eine Verschiebung dieser beiden Schichten gegeneinander verhindert wird. Zwischen den beiden Spulenabstandsschichten befinden sich dann die Lokalspulen der Spulenanordnung. Mit Hilfe dieser Sandwich-Anordnung kann ein definierter Sicherheitsabstand sowohl zwischen den Spulen und dem Untersuchungsobjekt als auch zwischen den Spulen und dem Betreuungspersonal bei einer Bildgebung eingehalten werden.
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In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung sind die Steckverbindungselemente dazu eingerichtet, in Lateralrichtung verlaufende Elektronikleitungen, Spulenleitungen und/oder elektronische Bauelemente aufzunehmen. Beispielsweise können die Steckverbindungselemente Durchgänge bzw. durchgehende Aussparungen aufweisen, durch die die genannten Elemente verlaufen können und gleichzeitig dort zugleich fixiert werden können.
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In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung sind eine Mehrzahl von Spulenleitungen in einer Spulenschicht ausgebildet. Zwei Spulenabstandsschichten sind oberhalb und unterhalb der Spulenschicht ausgebildet und zwei Außenschichten sind an den beiden Außenseiten der Spulenabstandsschichten ausgebildet. Die Mehrzahl der Spulenleitungen können vorteilhat mit Hilfe der bereits genannten vertikalen Steckverbindungselemente fixiert werden, so dass auch bei einem Verbiegen der Spulenanordnung die Abstände zwischen den Spulen bzw. die Spulenüberlappbereiche gleich bleiben. Vorteilhaft wird dadurch eine gute Entkopplung zwischen den einzelnen Spulen bzw. Spulenschleifen erreicht.
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In einer anderen denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spulenanordnung weist die Spulenanordnung mindestens eine, vorzugsweise zwei Zwischenschichten auf, welche jeweils zwischen einer Spulenabstandsschicht und einer Außenschicht ausgebildet ist und dazu ausgebildet ist, eine Längsverschiebung der Außenschicht zu der Abstandsschicht zu ermöglichen. Vorteilhaft können Kräfte, die die Außenschicht in Längsrichtung verschieben, von der Abstandsschicht abgeschirmt werden, so dass die Abstandsschicht auch bei einer solchen Einwirkung oder Störung von außen an der gewünschten Position verbleibt.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Spulenanordnung wird die perforierte Matrixstruktur durch ein additives Fertigungsverfahren erzeugt. Additive Fertigungsverfahren umfassen Verfahren, bei denen Material an einer gewünschten Stelle oder in einer gewünschten Form aufgetragen wird. Als Additivverfahren kann zum Beispiel ein 3D-Druckverfahren angewandt werden.
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Alternativ kann die perforierte Matrixstruktur auch durch ein subtraktives Fertigungsverfahren erzeugt werden. Bei subtraktiven Verfahren wird Material aus einem Rohling entfernt, um zu der gewünschten Struktur zu gelangen. Bei einem Subtraktivverfahren können zum Beispiel Ätz- oder Frästechniken eingesetzt 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:
- 1 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Spulenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 schematisch eine Abstandsschicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 3 eine schematische Darstellung von unterschiedlichen Steckverbindungselementen,
- 4 schematisch eine alternative Ausführungsform einer Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 5 schematisch eine weitere alternative Ausführungsform einer Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 6 eine Draufsicht auf eine Abstandsschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 7 einen schematischen Querschnitt durch eine Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 8 einen schematischen Querschnitt durch eine Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 9 einen schematischen Querschnitt durch eine Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 10 einen schematischen Querschnitt durch eine Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 11 einen schematischen Querschnitt durch eine Abstandsschicht einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung,
- 12 eine Querschnittsansicht einer schichtweise aufgebauten Spulenanordnung,
- 13 eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform einer schichtweise aufgebauten Spulenanordnung,
- 14 eine Draufsicht auf eine als Meterware hergestellte, schichtweise aufgebaute Spulenanordnung,
- 15 eine Draufsicht auf eine als Puzzle hergestellte, schichtweise aufgebaute Spulenanordnung,
- 16 eine Draufsicht auf eine an eine spezielle Anwendung angepasste, schichtweise aufgebaute Spulenanordnung,
- 17 eine Querschnittsansicht einer schichtweise aufgebaute Spulenanordnung mit einer Zwischensicht,
- 18 eine Querschnittsansicht einer schichtweise aufgebauten Spulenanordnung mit einem Rahmen und einem Materialzusatz,
- 19 schematisch ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzbildgebungssystem.
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1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts 100 einer Lokalspulenanordnung, welche zur Detektion von Magnetresonanzsignalen eingesetzt wird. Der Abschnitt 100 ist sandwichartig aufgebaut und weist im Inneren eine Spulenschicht 6 auf, welche eine Mehrzahl von planar angeordneten Spulenschlaufen (nicht gezeigt) umfasst. Die Spulenschicht 10 ist auf beiden Seiten von einer Abstandsschicht 2 umgeben, die jeweils etwa 5 mm dick sind und einen Sicherheitsabstand zwischen einem Untersuchungsobjekt, beispielsweise einem Patienten, und der Spulenschicht 6 garantieren sollen. Auf den beiden nach außen gewandten Seiten der Abstandsschichten 10 sind jeweils Außenschichten 5 als Schutzschicht aufgebracht.
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2 zeigt schematisch eine Abstandsschicht 20 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lokalspulenanordnung. Die Abstandsschicht 20 umfasst wabenförmige Aussparungen 21, welche durchgehend durch die Abstandsschicht 20 hindurch in vertikaler Richtung verlaufen. Die Abstandsschicht 20 weist auch kreisförmige durchgehende Aussparungen 3 auf, in die in 3 gezeigte vertikale Steckverbindungselemente 9, 10, 11 eingesteckt werden können. In einem linken Teilbereich der 3 ist eine pilzförmige Steckverbindung 10 gezeigt, welche einen geschlitzten röhrenförmigen Klemmzylinder 13 umfasst, der in eine der in 2 gezeigten kreisförmigen Aussparungen 3 gesteckt werden kann. Die pilzförmige Steckverbindung 10 umfasst außerdem einen scheibenförmigen Kopf 12, mit dem weitere Bauelemente, beispielsweise eine Außenschicht 5, kraftschlüssig bzw. formschlüssig an der Abstandsschicht 20 fixiert werden können. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein auf der rechten Seite der 3 gezeigtes Steckverbindungselement 11 mit zwei einander gegenüberliegenden geschlitzten röhrenförmigen Klemmzylindern 13 in eine der kreisförmigen durchgehenden Aussparungen 3 gesteckt werden. Das Steckverbindungselement 11 mit zwei einander gegenüberliegenden geschlitzten röhrenförmigen Klemmzylindern 13 umfasst zwischen den beiden Klemmzylindern 13 liegend einen Durchgang 14 für elektrische Leitungen, z.B. von Spulenschlaufen, bzw. elektronische Bauelemente, welche durch diese hindurchgeführt werden können. Vorzugsweise liegt der Durchgang 14 in der Lokalspulenanordnung gemäß 1 in der Spulenschicht 6.
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Wie im mittleren Teil von 3 gezeigt, kann auch ein kombiniertes Steckverbindungselement 9 aus zwei pilzförmigen Steckverbindungselementen 10 und einem Steckverbindungselement 11 mit zwei einander gegenüberliegenden geschlitzten röhrenförmigen Klemmzylindern 13 gebildet werden.
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In 4 ist eine Abstandsschicht 30 mit in ein regelmäßiges Sechseck 21 einbeschriebenen sternförmigen Aussparungen 31, welche auch als „Sternwaben“ bezeichnet werden, gezeigt. Die Sternwaben 31 sind eine Weiterentwicklung der in 2 gezeigten Ausführungsform und bilden die Wabenstruktur in 2 nur teilweise nach. Durch die verbleibenden Dreiecks-/Rauten-Strukturen bekommt die Anordnung in 4 bei Zugbeanspruchung sowie bei Stauch- bzw. Druckbeanspruchung einen darüber einstellbaren Endanschlag. Auf diese Weise kann eine Überbeanspruchung der Abstandsschicht 30 vermieden werden.
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5 zeigt eine Abstandsschicht 40 mit Aussparungen 41 mit einer Y-Struktur. Bei dieser Anordnung erfolgt eine Anpassung an eine gekrümmte Struktur anders als bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen nicht über eine Dehnung, sondern über eine Biegung der verbleibenden Strukturen des Materials der Abstandsschicht 40. Aus Sicherheitsgründen müssen die beschriebenen Aussparungen 41 bzw. deren Breite kleiner sein, als dass ein Finger im gedehnten Zustand hindurchkommen könnte.
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Wie in 6 bei einer Draufsicht auf eine Abstandsschicht 40a zu erkennen ist, können die Aussparungen 41 anstatt als Löcher als Schnitte ausgebildet sein. Die Schnitte würden sich beim Dehnen bzw. dreidimensionalen Umformen der Abstandsschicht 40a aufweiten und es der Lokalspulenanordnung ermöglichen, sich relativ kraftarm von der flächigen Form in eine ausgebeulten Form bringen zu lassen. Wie in 6 zu erkennen ist, können in der Abstandsschicht 40a einzelne kreisförmige Aussparungen 3 ausgebildet sein, in denen wiederum Steckverbindungselemente 9, 10, 11 fixiert werden können, die zum Beispiel die Abstandsschicht mit einer Außenschicht verbinden können.
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In 7 ist eine Querschnittsansicht einer Anordnung 15 aus einer Abstandsschicht 2 und einer Außenschicht 5 veranschaulicht. Die beiden Schichten 2, 5 werden mit einer pilzförmigen Steckverbindung 10 zusammengehalten.
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In 8 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts 17 einer Lokalspulenanordnung aus einer Abstandsschicht 2 und einer Außenschicht 5 veranschaulicht. Die beiden Schichten 2, 5 werden durch Haftstoffe 22 zusammengehalten.
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In 9 ist eine Querschnittsansicht einer Anordnung 19 aus einer Abstandsschicht 2 und einer Außenschicht 5 veranschaulicht. Die beiden Schichten 2, 5 sind einstückig ausgebildet und können zum Beispiel mit Hilfe eines Prägeprozesses, eines Konturschnittprozesses oder eines Gießprozesses hergestellt sein. In diesem Fall weist die Außenschicht 5 dieselbe Materialeigenschaft wie die Abstandsschicht 2 auf.
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In 10 ist eine Querschnittsansicht einer Lokalspulenanordnung 16 gezeigt. Die Anordnung 16 umfasst eine innere Spulenschicht 6, welche Lokalspulen und elektronische Bauelemente umfasst. Unterhalb und oberhalb der Spulenschicht 6 sind jeweils Spulenabstandsschichten 2, auch Abstandsschichten 2 genannt, ausgebildet, die einen Abstand zu der Spulenschicht 6 garantieren. Die Abstandsschichten 2 werden jeweils nach außen hin von einer Außenschicht 5 abgeschirmt. Die Schichtanordnung 16 wird durch kombinierte Steckverbindungen 9 zusammengehalten, wie sie bereits in 3 veranschaulicht sind.
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In 11 ist eine Querschnittsansicht einer Lokalspulenanordnung 18 gezeigt. Die Anordnung 18 umfasst eine innere Spulensicht 6, welche Lokalspulen und elektronische Bauelement umfasst. Unterhalb und oberhalb der Spulenschicht 6 sind jeweils Abstandsschichten 2 ausgebildet, die einen Abstand zu der Spulenschicht 6 garantieren. Die Abstandsschichten 2 werden jeweils nach außen hin von einer Außenschicht 5 abgeschirmt. Die Schichtanordnung 16 wird durch eine thermische Verschweißung 8 von Außenschicht 5 und Abstandsschicht 2 zusammengehalten. Die Verschweißung 8 fixiert zusätzlich auch die Elektronik der Spulenschicht 6.
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In 12 ist eine Querschnittsansicht einer Lokalspulenanordnung 120 gezeigt. Die Lokalspulenanordnung 120 umfasst eine Lokalspulenschicht 6, eine Abstandsschicht 2 und eine Außenschicht 5 (nicht gezeigt). Die Lokalspulensicht 6, auch Antennenschicht genannt, wird mit einem Rahmen 121 zum Rand hin geschützt. Auf der Außenschicht 5 ist am Rand, d.h. im Bild auf der rechten Seite ein Materialzusatz MZ aufgebracht, mit dem eine Dichtfunktion erzielt wird.
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In 13 ist eine Querschnittsansicht einer Lokalspulenanordnung 130 gezeigt. Die Lokalspulenanordnung 130 umfasst eine Lokalspulenschicht 6, eine Abstandsschicht 2 und eine Außenschicht 5. Die Antennenschicht 6 wird mit einem Rahmen 121 zum Rand hin geschützt. Auf der Außenschicht 5 (nicht gezeigt) ist am Rand, d.h. im Bild auf der linken Seite ein Materialzusatz MZ aufgebracht, der in vertikaler Richtung bis zu dem Rahmen 121 verläuft und mit dem eine Dichtfunktion erzielt wird.
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In 14 ist eine Draufsicht auf eine als Meterware ausgebildete Lokalspulenanordnung 120 gezeigt. In Y-Form ausgebildete Aussparungen 41 sind über die gesamte Fläche der Anordnung 120 verteilt. In der Mitte der Anordnung 120 befindet sich eine kreisförmige Aussparung 141, die zum Beispiel als Öffnung für eine Durchführung eines Körperteils genutzt werden kann. Als Berandung dieser Aussparung 141 kann zum Beispiel der bereits in 12 und 13 gezeigte Rahmen in Kombination mit dem Materialzusatz dienen. Diese Elemente dienen dazu, eine Abdichtung der Schichtfolge der Lokalspulenanordnung auch dann zu erreichen, wenn, wie in 14 gezeigt, einzelne y-förmige Aussparungen 41 durch das Stanzen der kreisförmigen Aussparung 141 angeschnitten bzw. beschädigt werden. Für eine spezielle Anwendung kann die Meterware entsprechend zugeschnitten werden. Die Ränder werden dann bei der Endmontage zur Abdichtung mit Hilfe des beschriebenen Rahmens 121 und des bereits veranschaulichten Materialzusatzes MZ abgedichtet.
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In 15 ist eine Draufsicht auf eine Lokalspulenanordnung 150 als Puzzleteil gezeigt. In Y-Form ausgebildete Aussparungen 41 sind über die gesamte Fläche der Anordnung 150 verteilt. In der Mitte der Anordnung 150 befindet sich eine kreisförmige Aussparung 141, die zum Beispiel als Öffnung für eine Durchführung eines Körperteils genutzt werden kann. Bei dieser Variante muss nicht nachträglich eine abdichtende Berandung erzeugt werden, da bei einer speziellen Anwendung die Puzzleteile nicht geändert, sondern nur passende Puzzleteile zu einer größeren Anordnung zusammengesteckt werden.
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In 16 ist eine Draufsicht auf eine Lokalspulenanordnung 160 gezeigt, welche als individuelle produktspezifische Ausführungsform ausgebildet ist. In Y-Form ausgebildete Aussparungen 41 sind über die gesamte Fläche der Anordnung 160 verteilt. In der Mitte der Anordnung 160 befindet sich eine kreisförmige Aussparung 141, die zum Beispiel als Öffnung für eine Durchführung eines Körperteils genutzt werden kann. Weiterhin ist auf der rechten Seite der Lokalspulenanordnung 160 eine rechteckige Aussparung 161 veranschaulicht. Die Aussparungen 141, 161 sind produktspezifisch festgelegt. Bei dieser Ausführungsform ist eine nachträgliche Anpassung an eine spezifische Geometrie nicht vorgesehen. Mithin müssen auch keine zusätzlichen Rahmen 121 oder Materialzusätze MZ nachträglich angebracht werden.
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In 17 ist eine Querschnittsansicht einer Lokalspulenanordnung 170 mit einer Zwischenschicht 7 gezeigt. Zwischen der Abstandsschicht 2 und der Außenschicht 5 befindet sich bei dieser Ausführungsform eine Zwischenschicht 7, die dazu dient, eine Längsverschiebung von Abstandsschicht 2 und Außenschicht 5 gegeneinander zu ermöglichen.
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Der Einfachheit halber ist in 17 nur auf einer Seite der Spulenschicht 6 eine Abstandsschicht 2 gezeigt. Vorteilhafterweise befindet sich aber in der Regel auch auf der anderen Seite der Spulenschicht 6 eine Abstandsschicht sowie eine eitere Zwischenschicht und eine Außenschicht, um die Spulenschicht 6 nach beiden Seiten hin zu schützen.
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In 18 ist eine Querschnittsansicht einer Lokalspulenanordnung 180, welche ähnlich wie die in 17 gezeigte Lokalspulenanordnung 170 eine Zwischenschicht 7 zwischen der Außenschicht 5 und der Abstandsschicht 2 aufweist. Eine von der Abstandsschicht 2 abgeschirmte Spulenschicht 6 wird bei dieser Variante am Rand mit einem Rahmen 121 versehen. Die Abstandsschicht 2 ist mit Hilfe eines Materialzusatzes MZ gegen den Rand hin abgedichtet.
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19 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 301 mit einer erfindungsgemäßen Lokalspulenanordnung 100.
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Die Magneteinheit 310 weist einen Feldmagneten 311 auf, der ein statisches Magnetfeld B0 zur Ausrichtung von Kernspins von Proben bzw. in einem Körper eines Patienten 340 in einem Aufnahmebereich erzeugt. Der Aufnahmebereich ist in einem Patiententunnel 316 angeordnet, der sich in einer Längsrichtung 302 durch die Magneteinheit 310 erstreckt. Üblicherweise handelt es sich bei dem Feldmagneten 311 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 310 Gradientenspulen 312 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 312 sind üblicherweise Spulen aus normalleitenden Drähten, die zueinander orthogonale Felder in dem Untersuchungsvolumen erzeugen können.
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Die Magneteinheit 310 weist ebenfalls eine Körperspule 314 auf, die dazu ausgelegt ist, ein über eine Signalleitung zugeführtes Hochfrequenzsignal in das Untersuchungsvolumen abzustrahlen und von dem Patient 340 emittierte Resonanzsignale zu empfangen und über eine Signalleitung abzugeben. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph eine oder mehrere Lokalspulenanordnungen 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf, die in dem Patiententunnel 316 nahe am Patient 340 angeordnet sind.
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Eine Steuereinheit 320 versorgt die Magneteinheit 310 mit den verschiedenen Signalen für die Gradientenspulen 312 und die Körperspule 314 und wertet die empfangenen Signale aus.
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So weist die Steuereinheit 320 eine Gradientenansteuerung 321 auf, die dazu ausgelegt ist, die Gradientenspulen 312 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 320 eine Hochfrequenzeinheit 322 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 340 zu erzeugen. Dabei können Pulsleistungen im Bereich von Kilowatt erreicht werden. Die einzelnen Einheiten sind über einen Signalbus 325 untereinander verbunden.
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Das von der Hochfrequenzeinheit 322 erzeugte Hochfrequenzsignal wird über eine Signalverbindung 331 der Patientenliege 330 zugeführt und an eine oder mehrere Lokalspulen verteilt und in den Körper des Patienten 340 ausgesendet, um dort die Kernspins anzuregen.
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Die Lokalspule der Lokalspulenanordnung 100 empfängt dann vorzugsweise ein Magnetresonanzsignal aus dem Körper des Patienten 340, denn aufgrund des geringen Abstandes ist das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) der Lokalspule besser als bei einem Empfang durch die Körperspule 314. Das von der Lokalspule empfangene MR-Signal wird in der Lokalspule aufbereitet und an die Hochfrequenzeinheit 322 des Magnetresonanztomographen 301 zur Auswertung und Bilderfassung weitergeleitet. Vorzugsweise wird dazu ebenfalls die Signalverbindung 331 genutzt, es sind aber auch separate Signalverbindungen oder eine drahtlose Übertragung denkbar. Es ist ebenso denkbar, dass für das Empfangen eigene Lokalspulen oder andere Antennen vorgesehen sind.
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Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Vorrichtungen und Verfahren lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
