DE102018106515A1 - HF-Spulenarray und Sendearray für die MR-Bildgebung - Google Patents

Abstract

Es ist ein HF-Spulenarray zur Verwendung in der MR-Bildgebung offenbart, das mehrere Sendespulenelemente und mehrere HF-Leistungsverstärker enthält. Jeder HF-Leistungsverstärker ist mit wenigstens einem Sendespulenelement zum Antreiben des wenigstens einen Sendespulenelementes integriert. Es ist ferner ein Sendearray zur MR-Bildgebung offenbart, das mehrere HF-Sender zur Erzeugung mehrerer HF-Signale, das vorstehend erwähnte HF-Spulenarray und eine Gleichspannungsquelle zur Bereitstellung einer Gleichspannung an die mehreren Sendespulenelemente enthält. Das HF-Spulenarray enthält ferner eine HF-Abschirmung zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente gegen eine Wechselwirkung mit einem Magnetkryostat und mit Gradientenspulenelementen. Die mehreren HF-Leistungsverstärker sind mit jeweiligen HF-Sendern verbunden und zur Leistungsverstärkung der HF-Signale von den jeweiligen HF-Sendern eingerichtet, und die mehreren Sendespulenelemente sind zur Übertragung jeweiliger verstärkter HF-Signale eingerichtet.

Description

• HINTERGRUND
• Diese Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Magnetresonanz-Bildgebung (MR-Bildgebung) und insbesondere ein Hochfrequenz(HF)-Spulenarray zur Verwendung in der MR-Bildgebung und ein Sendearray zur MR-Bildgebung, das das HF-Spulenarray aufweist.
• MR-Bildgebungsverfahren, die die Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und Kernspins nutzen, um zweidimensionale (2D-) oder dreidimensionale (3D-) Bilder zu erzeugen, werden insbesondere auf dem Gebiet der medizinischen Diagnostik in großem Umfang verwendet, was auf den besseren Weichgewebe-Bildkontrast und eine große Bandbreite an Fähigkeiten, verschiedene physiologische Eigenschaften zu visualisieren, die anderen Bildgebungsverfahren in vielerlei Hinsicht überlegen sind, zurückzuführen ist, und zusätzlich weil sie keine Ionisationsstrahlung erfordern und vor allem nicht-invasiv sind.
• Generell wird in einem MR-Bildgebungssystem ein Untersuchungsobjekt, gewöhnlich ein Patient oder ein menschliches Gewebe, einem starken gleichförmigen Hauptmagnetfeld (dem Polarisationsfeld, B₀) ausgesetzt, wobei die einzelnen magnetischen Momente der Spins in dem Gewebe versuchen, sich mit diesem Polarisationsfeld auszurichten, jedoch in einer zufälligen Reihenfolge bei ihrer charakteristischen Larmor-Frequenz präzedieren. Wenn die Substanz oder das Gewebe einem zeitveränderlichen Magnetfeld (Anregungsfeld, B₁) ausgesetzt wird, das entlang einer Richtung in der x-y-Ebene angelegt wird und das bei oder in der Nähe der Larmor-Präzessionsfrequenz liegt, kann das ausgerichtete Nettomoment oder die „Längsmagnetisierung“, M_z, in die x-y-Ebene gedreht oder „gekippt“ werden, um ein transversales magnetisches Nettomoment M_xy zu erzeugen. Nachdem das Anregungssignal (B₁-Feld) beendet ist, wird ein Signal durch die angeregten Spins emittiert, und dieses Signal kann empfangen und verarbeitet werden, um ein Bild zu bilden.
• Wenn diese Signale verwendet werden, um Bilder zu erzeugen, werden magnetische Feldgradienten (G_x, G_y und G_z) eingesetzt. Gewöhnlich wird der abzubildende Bereich durch eine Folge von Messzyklen gescannt, in denen diese Gradienten gemäß dem speziellen Lokalisierungsverfahren, das verwendet wird, variieren. Der resultierende Satz empfangener MR-Signale wird digitalisiert und verarbeitet, um das Bild unter Verwendung einer von vielen allgemein bekannten Rekonstruktionstechniken zu rekonstruieren.
• Der Flipwinkel während der Anwendung des zeitvariierenden Feldes (des Anregungsfeldes B₁) ist der Winkel des ausgerichteten Nettomomentes oder der „Längsmagnetisierung“, M_z, um den dieser bzw. diese in die x-y-Ebene gedreht oder „gekippt“ wird, um ein transversales magnetisches Nettomoment M_xy zu erzeugen, so dass die resultierende transversale Magnetisierung eine Funktion des Flipwinkels, θ, ist: $$M_{xy}=M_{z}sin\theta$$

  
• Die Größe des Flipwinkels hängt von der Stärke und der Dauer eines angelegten HF-Anregungsimpulses ab. In dem Fall eines sogenannten 90°-Impulses werden die Spins von der z-Achse in eine transversale Ebene abgelenkt (Flipwinkel 90°).
• In der MR-Bildgebung weist das angelegte zeitveränderliche HF-Anregungsfeld eine spezielle zirkulare Polarisation auf und wird als das $B_1^{+}-\text{Feld}$

  

  bezeichnet. In ähnlicher Weise erzeugt die HF-Spule, die verwendet wird, um Signale von der transversalen Präzessionsmagnetisierung zu detektieren, ein B₁-Feld, das als das $B_1^{-}-\text{Feld}$

  

  bezeichnet wird, was darauf zurückzuführen ist, dass es eine zu dem Anregungsfeld entgegengesetzte zirkulare Polarisierung aufweist. Für die Zwecke der Vereinfachung in dieser Anmeldung bedeuten Bezugnahmen auf das B₁-Feld, wenn auf den MR-Anregungsprozess Bezug genommen wird, das $B_1^{+}-\text{Anregungsfeld}\text{.}$

  
• Es ist allgemein bekannt, dass eine HF-Spule sowohl die HF-Anregung beeinflussen als auch die Signale von der transversalen Präzessionsmagnetisierung detektieren kann (Signalempfang). Die Komponente des B₁-Feldes der HF-Spule, die zur Beeinflussung der HF-Anregung verwendet wird, ist die $B_1^{+}-\text{Feldkomponente},$

  

  während die Komponente der HF-Spule, die zur Detektion von Signalen von der transversalen Präzessionsmagnetisierung verwendet wird, die $B_1^{-}-\text{Feldkomponente}$

  

  ist.
• Ausgehend von dem obigen MR-Prinzip ist die räumliche Gleichförmigkeit des zeitveränderlichen B₁-Feldes in dem Untersuchungsobjekt für die Bildqualität sehr wichtig. In einem System hoher Feldstärke wird die Verteilung des B₁-Feldes durch die dielektrischen und leitenden Eigenschaften des Untersuchungsobjektes verzerrt, wie dies durch die Maxwellschen Gleichungen bestimmt ist. Unter Bezugnahme auf eine herkömmliche HF-Spule, z.B. eine mehrteilige Vogelkäfigspule, in der die Verteilung des B₁-Feldes durch die Anlegung eines gleichmäßigen Stroms durch alle Elemente oder Sprossen der Vogelkäfigspule bestimmt ist, so dass das resultierende B₁-Feld die Form aufweist: $$R_1\left(x,y,z\right)-A_x{\displaystyle {\sum }_{i-1}^n{e}^{j{\varphi }_i}{b}_i\left(x,y,z\right)}$$

  

  worin A_x ein gleichförmiger Strom ist, der an alle Sprossen der Vogelkäfigspule angelegt wird, n die Anzahl der Sprossen der Vogelkäfigspule ist, ϕ_i die relative Phase der i-ten Sprosse zu den benachbarten Sprossen ist und b_i(x,y,z) das B₁-Feld ist, das durch die i-te Sprosse generiert wird. Die Gleichung (2) beschreibt eine Einzelkanalanregung. In einer herkömmlichen Vogelkäfigspule ist die relative Phasenbeziehung zwischen den Sprossen ${\varphi }_i=\left(i-1\right)\left(\frac{2\pi }{n}\right).$

  

  Für eine Zweikanalanregung kann das resultierende B₁-Feld beschrieben werden als $$B_1\left(x,y,z\right)=A_x{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{e}^{j{\varphi }_i}{b}_1\left(x,y,z\right)}+A_y{\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{e}^{j\left({\varphi }_i+\frac{\pi }{2}\right)}{b}_1\left(x,y,z\right)}$$

  

  worin A_x und A_y die unterschiedliche Stromamplitude oder Gewichtung der orthogonalen Anregungsmodi der HF-Vogelkäfigspule ist.
• Wie in der Gleichung (3) gesehen werden kann, wird das B₁-Feld durch lediglich zwei Quellen mit sehr begrenzter Flexibilität manipuliert. Eine derartige herkömmliche Zweikanalspule kann kein hohes Maß an Flexibilität bei der Manipulation des B₁-Feldes bieten. Somit würde es bei hohen B₀-Feldstärken sehr wünschenswert sein, eine erhöhte Anzahl von HF-Sendespulenkanälen zu haben, die ein Array von mehreren Sendeelementen antreiben, wobei jedes HF-Sendespulenelement oder jeder Kanal mit einer unabhängigen Amplitude (A_i) und Phase (ϕ_i) angetrieben werden kann.
• Außerdem kann es bei einer erhöhten Anzahl von Sendespulenelementen oder Kanälen in einer herkömmlichen Mehrkanal-HF-Sendespule eine starke Kopplung oder starke Wechselwirkungen zwischen den Sendespulenelementen aufgrund der Gegeninduktivität geben. Diese Kopplung kann eine Verstimmung von Resonanzspulen zur Folgen haben, was die Spulenverstärkung und folglich die Amplitude und Phase des an das HF-Spulenelement angelegten HF-Impulses (und das durch das Spulenelement erzeugte B₁-Feld) beeinflusst. Daher erfordert eine Erhöhung der Anzahl von Spulenelementen oder Kanälen einen komplizierten iterativen Prozess, um all die Spulenelemente auf eine korrekte Resonanzfrequenz abzustimmen. Die Komplexität der Spulenabstimmung steigt drastisch mit der Erhöhung der Anzahl der Spulenelemente oder Kanäle.
• Darüber hinaus muss, weil die herkömmliche HF-Spule mit einem HF-Leistungsverstärker typischerweise mit einer 50-Ohm-Ausgangsimpedanz verbunden ist, die Impedanz der HF-Spule an die Ausgangsimpedanz des HF-Leistungsverstärkers angepasst werden. Wenn der HF-Leistungsverstärker und die HF-Spule verbunden werden, muss die Impedanz über eine Anpassungsschaltung an 50 Ohm angepasst werden. Wenn die Ausgangsimpedanz des HF-Leistungsverstärkers bereits an 50 Ohm angepasst ist, muss auch die HF-Spule unter Verwendung einer Anpassungsschaltung an 50 Ohm angepasst werden. Die Komplexität dieser Struktur steigt drastisch mit der Erhöhung der Anzahl von Spulen, da Schwankungen der Gegeninduktivität in der HF-Spule die Spulenimpedanz und die Impedanzanpassungsschaltung beeinflussen.
• Folglich wäre es wünschenswert, Verbesserungen an der HF-Spule und dem Sendearray für die MR-Bildgebung zu erzielen, um wenigstens eines der vorstehend erwähnten Probleme zu lösen.
• KURZBESCHREIBUNG
• In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein HF-Spulenarray zur Verwendung in der MR-Bildgebung geschaffen. Das HF-Spulenarray weist mehrere Sendespulenelemente und mehrere HF-Leistungsverstärker auf. Jeder HF-Leistungsverstärker ist mit wenigstens einem Sendespulenelement integriert, um das wenigstens eine Sendespulenelement anzutreiben bzw. anzusteuern.
• In dem zuvor erwähnten HF-Spulenarray können die mehreren Sendespulenelemente nicht-resonant sein.
• Zusätzlich oder als eine Alternative kann jeder der mehreren HF-Leistungsverstärker das Verhalten einer Spannungsquelle oder einer Stromquelle haben.
• In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten HF-Spulenarrays kann das Sendespulenelement ein Abschnitt eines Strahlungsleiters oder eine kleine Spule sein.
• In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten HF-Spulenarrays kann jeder HF-Leistungsverstärker einen MOSFET aufweisen.
• Insbesondere kann jeder HF-Leistungsverstärker einen verpackten diskreten MOSFET oder einen MOSFET-Halbleiterchip aufweisen, der direkt an einem Sendespulenelement angebracht ist.
• Zusätzlich oder als eine Alternative kann jeder HF-Leistungsverstärker ferner einen variablen Kondensator aufweisen, der parallel zu dem MOSFET geschaltet ist.
• In bevorzugten Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten HF-Spulenarrays können die mehreren Sendespulenelemente in Matrixspulenanordnungen in der x-, y- und/oder z-Achse angeordnet sein.
• Zusätzlich können die mehreren Sendespulenelemente zu einer Volumenkörperspule oder einer lokalen Oberflächenspule konfiguriert sein.
• Das HF-Spulenarray einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann ferner eine HF-Abschirmung zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente aufweisen, wobei die mehreren Sendespulenelemente, die mit jeweiligen HF-Leistungsverstärkern integriet sind, an der HF-Abschirmung montiert sein können.
• In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sendearray zur MR-Bildgebung geschaffen. Das Sendearray zur MR-Bildgebung weist mehrere HF-Sender zur Erzeugung mehrerer HF-Signale, das vorstehend erwähnte HF-Spulenarray und eine Gleichspannungsquelle zur Bereitstellung einer Gleichspannung an den mehreren Sendespulenelementen auf. Das HF-Spulenarray weist ferner eine HF-Abschirmung zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente gegen eine Wechselwirkung mit einem Magnetkryostat und mit Gradientenspulenelementen auf. Die mehreren HF-Leistungsverstärker sind mit jeweiligen HF-Sendern verbunden und zur Leistungsverstärkung der HF-Signale von den jeweiligen HF-Sendern eingerichtet. Die mehreren Sendespulenelemente sind zur Übertragung jeweiliger verstärkter HF-Signale eingerichtet, um so eine Mehrkanalparallelübertragung zu ermöglichen.
• In dem zuvor erwähnten Sendearray zur MR-Bildgebung können jeweils zwei benachbarte Sendespulenelemente über eine HF-Drossel verbunden sein, wobei die mehreren Sendespulenelemente mit der HF-Abschirmung über die Gleichspannungsquelle verbunden sein können und jedes Sendespulenelement mit der HF-Abschirmung über einen Kondensator elektrisch verbunden sein kann.
• Zusätzlich oder als eine Alternative kann jedes Sendespulenelement mit der Gleichspannungsquelle über eine HF-Drossel verbunden sein, und jedes Sendespulenelement kann mit der HF-Abschirmung elektrisch verbunden sein.
• In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Sendearrays zur MR-Bildgebung kann wenigstens ein Teil der mehreren Sendespulenelemente durch jeweilige HF-Sender wahlweise angeregt sein.
• Das Sendearray zur MR-Bildgebung einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann ferner mehrere drahtlose Empfänger zum Empfang mehrerer drahtloser digitaler Signale von einem übergeordneten Computer und zur Übertragung der mehreren drahtlosen digitalen Signale zu den jeweiligen HF-Sendern aufweisen.
• Figurenliste
• Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile überall in den Zeichnungen darstellen, worin zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines HF-Spulenarrays gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• 2 eine vergrößerte Ansicht eines kreisförmigen Abschnitts in 1;
• 3-5 verschiedene geometrische Strukturen eines HF-Spulenarrays gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
• 6 eine schematische Darstellung eines HF-Spulenarrays gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• 7 ein Blockdiagramm eines Sendearrays zur MR-Bildgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• 8 einen Gleichspannungsanschluss von Sendespulenelementen in dem Sendearray zur MR-Bildgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• 9 eine Ersatzschaltung einer Gleichspannungs-Vorspannungskonfiguration für die Sendespulenelemente nach 8; und
• 10 einen Gleichspannungsanschluss von Sendespulenelementen in dem Sendearray zur MR-Bildgebung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hier nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind allgemein bekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht in Einzelheiten beschrieben, um die Erfindung nicht in unnötigen Details zu verschleiern.
• Sofern nicht anders definiert, weisen technische und wissenschaftliche Begriffe, die hierin verwendet werden, die gleiche Bedeutung auf, wie sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, verstanden wird. Die Begriffe „erste“, „zweite“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bezeichnen keine Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit, sondern werden vielmehr dazu verwendet, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Ferner bezeichnen die Begriffe „ein“ und „eine“ keine Mengenbeschränkung, sondern bezeichnen vielmehr die Gegenwart wenigstens eines der in Bezug genommenen Elemente. Der Begriff „oder“ ist im einschließlichen Sinne gemeint und bedeutet eines oder alle von den aufgeführten Elementen. Die Verwendung von „enthalten“, „aufweisen“ und „haben“ und deren Variationen sind hierin dazu gedacht, die danach aufgeführten Elemente und deren Äquivalente sowie weitere Elemente zu umfassen.
• 1 und 2 veranschaulichen eine schematische Darstellung eines HF-Spulenarray 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, kann die HF-Spulenanordnung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der MR-Bildgebung verwendet werden und kann mehrere Sendespulenelemente (oder Kanäle) 101 und mehrere HF-Leistungsverstärker 102 enthalten. Jeder HF-Leistungsverstärker 102 kann mit wenigstens einem Sendespulenelement 101 zur Ansteuerung bzw. zum Antrieb des wenigstens einen Sendespulenelementes 101 integriert sein.
• Jedes Sendespulenelement 101 kann ein Abschnitt eines Strahlungsleiters oder eine kleine Spule sein. Jeder HF-Leistungsverstärker 102 kann direkt an einem einzelnen Abschnitt des Strahlungsleiters oder an einer einzelnen kleinen Spule montiert sein. Oder jeder HF-Leistungsverstärker 102 kann an einem Abschnitt des Strahlungsleiters oder an einer einzelnen kleinen Spule ohne Kabel direkt angeschlossen sein.
• Als ein Beispiel kann jeder HF-Leistungsverstärker 102 einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) 102 enthalten. Jedoch sollte der HF-Leistungsverstärker 102 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf den MOSFET beschränkt sein, und er kann auch andere Arten von Leistungsverstärkern enthalten. Bezugnehmend auf 2 kann jeder MOSFET 102 ein verpackter diskreter MOSFET oder ein MOSFET-Halbleiterchip sein, der an einem einzelnen Sendespulenelement 101 direkt angebracht ist.
• Das HF-Spulenarray 100 kann ferner eine HF-Abschirmung 103 zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente 101 vor einer Wechselwirkung mit einem (nicht veranschaulichten) Magnetkryostat und mit (nicht veranschaulichten) Gradientenspulenelementen enthalten. Die mehreren Sendespulenelemente 101, die mit jeweiligen HF-Leistungsverstärkern 102 integriert sind, können auf der HF-Abschirmung 103 montiert sein.
• In dem HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung werden die mehreren Sendespulenelemente 101 unabhängig voneinander gesteuert, und jedes Sendespulenelement 101 kann durch einen einzelnen integrierten aktiven HF-Leistungsverstärker 102 angetrieben und gesteuert werden. Somit kann jedes Sendespulenelement 101 selbst in dem HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht-resonant sein. Folglich kann das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung eine aktive Spule und nicht ein passives resonantes Bauteil sein.
• Zusätzlich kann jedes der mehreren Sendespulenelemente 101 in dem HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung das Verhalten einer Spannungsquelle haben. Somit kann das Anregungsfeld (B₁-Feld), das durch jedes Sendespulenelement 101 erzeugt wird, auf einem konstanten und gut gesteuerten Niveau gehalten werden und kann von der Spulenbelastung (d.h. Spulenkopplung) unabhängig sein. Jedoch ist das Verhalten jedes Sendespulenelementes 101 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Spannungsquelle beschränkt. In einer weiteren Ausführungsform kann jedes Sendespulenelement 101 gemäß der vorliegenden Erfindung auch das Verhalten einer Stromquelle aufweisen.
• Weil das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung die aktive Spule ist, ist eine komplizierte Neuabstimmung der Spule für das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Es gibt keine Notwendigkeit, die Spuleneffizienz gegen den Abstimmungsprozess abzuwägen oder Spulenüberlappungen zu implementieren, um die Gegeninduktivität zu reduzieren. Somit können die gesamten HF-Leistungsanforderungen für das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung drastisch reduziert werden.
• Außerdem kann, weil die HF-Leistungsverstärker 102 mit jeweiligen Sendespulenelementen 101 integriert sind, die HF-Leistungserzeugung in das HF-Spulenarray 100 integriert werden, was eine einfachere Systemkonstruktion und effiziente Raumnutzung unterstützen kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen passiven Spulen benötigen die HF-Leistungsverstärker 102 und die Sendespulenelemente 101 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise Anpassungsschaltungen, und das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung kann Kabel zur Verbindung mit HF-Leistungsverstärkern 102 einsparen.
• Die mehreren Sendespulenelemente 101 gemäß der vorliegenden Erfindung können resonante oder nicht-resonante Leiter oder kleine Spulen sein, und sie sind aktive Spulenelemente kleiner Größe. Die Sendespulenelemente 101 gemäß der vorliegenden Erfindung können eine flexible Struktur aufweisen und können verwendet werden, um Spulenstrukturen mit verschiedenen Geometrien zu bilden. Die mehreren Sendespulenelemente 101 gemäß der vorliegenden Erfindung können in beliebigen Matrixspulenanordnungen in der x-, y- und/oder z-Achse angeordnet werden.
• In einer Ausführungsform des HF-Spulenarrays 100 können die mehreren Sendespulenelemente 101 zu einer Volumenkörperspule konfiguriert sein. Wie in 3 veranschaulicht, können die mehreren Sendespulenelemente 101 als eine Streifenleitungsspule konfiguriert sein. Wie in 4 veranschaulicht, können die mehreren Sendespulenelemente 101 als eine Vogelkäfigspule konfiguriert sein. Wie in 5 veranschaulicht, können die mehreren Sendespulenelemente 101 als eine neue Gitterspule konfiguriert sein. Natürlich stellen die in den 3-5 veranschaulichten Spulenstrukturen nur einige veranschaulichende Beispiele der vorliegenden Erfindung dar, sind jedoch nicht dazu bestimmt, die vorliegende Erfindung zu beschränken. In der Tat können die mehreren Sendespulenelemente 101 gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer beliebigen sonstigen nützlichen Struktur konfiguriert werden.
• In einer weiteren Ausführungsform des HF-Spulenarrays 100 können die mehreren Sendespulenelemente 101 zu einer lokalen Oberflächenspule konfiguriert werden. Eine derartige lokale Oberflächenspule kann näher an einem Patienten platziert werden. Somit kann sie eine höhere HF-Effizienz bei geringerer benötigter HF-Leistung haben, und sie kann das System vereinfachen. Außerdem kann die lokale Oberflächenspule durch Beseitigung der Notwendigkeit für eine große zylindrische Sende/Empfangs-Volumenspule den Öffnungsraum zur Aufnahme des Patienten vergrößern und den Komfort für einen Patienten vergrößern.
• Die mehreren Sendespulenelemente 101 können in der x-, y- und/oder z-Achse flexibel angeordnet sein, und viele HF-Leistungsverstärker 102 mit geringer Leistung sind mit jeweiligen Sendespulenelementen 101 integriert, was eine neue Mehrkanal-Spulenarchitektur eröffnet. Die Amplituden und Phasen der HF-Leistungsverstärker 102 geringer Leistung können in einer derartigen neuen mehrkanaligen Spulenarchitektur unabhängig gesteuert werden, um höhere Freiheitsgrade zur Manipulation des B₁-Anregungsmagnetfeldes zu bieten. In einigen Ausführungsformen kann die hohe Sendekanalanzahl ferner bei der räumlichen Lokalisierung von MR-Signalen in Verbindung mit einem geeignet gestalteten Spulenarray unterstützen. Der integrierte HF-Leistungsverstärker mit der Mehrkanal-Spulenarchitektur kann ferner Kabelverluste und den Platzbedarf für die HF-Sendeinfrastruktur deutlich reduzieren. Die Fähigkeit, die hohe Sendekanalanzahl zu nutzen, und unabhängige Sendespulenelemente ermöglichen unterschiedliche Anwendungen und Systemkonzepte im Vergleich zu einer traditionellen großvolumigen Anregungssendespule zur MR-Bildgebung. Durch Verwendung eines großen Arrays von kleinen unabhängigen Sendespulenelementen 101 kann die räumlich selektive Anregung besser gesteuert und besser auf einen Bereich eines Patientenkörpers eingegrenzt werden. Für eine räumlich selektive Anregung werden nur Sendespulenelemente 101 erregt, die dazu beitragen, das B₁-Anregungsfeld in Regionen des interessierenden Bereiches (ROI) des Patientenkörpers zu generieren, was die SAR (spezifische Absorptionsrate)-Belastung für andere Teile des Patientenkörpers begrenzen und die mittlere SAR-Belastung des gesamten Körpers während der MR-Bildgebung reduzieren kann. Die erhöhten Freiheitsgrade, die die Sendespulenelemente 101 bieten, ermöglichen ferner eine größere Kontrolle der B₁-Homogenität, und die B₁-Homogenität kann in Verbindung mit geeigneten SAR-Randbedingungen optimiert werden. Mit jedem präzise gesteuerten Sendespulenelement 101 kann die lokale Leistungsdissipation in dem Patienten präziser geschätzt werden, wodurch die Leistung und Verwendung des gesamten Systems verbessert werden.
• Als ein Beispiel weist das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung N Sendespulenelemente 101 auf, so dass N Kanäle in dem HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet sind. Ein gesamtes B₁-Feld, das durch das HF-Spulenarray 100 erzeugt wird, kann durch eine komplexe gewichtete Summe des von jedem Sendespulenelement oder Kanal erzeugten B₁-Feldes gebildet werden, wie in der folgenden Gleichung veranschaulicht: $$B_1^{arr}\left(x,y,z\right)-{\displaystyle {\sum }_{i-1}^N{A}_i{e}^{-2\pi j{z}_i}{b}_i\left(x,y,z\right)}$$

  

  worin $j=\sqrt{-1}.$

  

  In der vorstehenden Gleichung (4) repräsentiert $B_1^{arr}\left(x,y,x\right)$

  

  das gesamte B₁-Feld, das durch das HF-Spulenarray 100 generiert wird, N repräsentiert die Anzahl von Sendespulenelementen oder Kanälen, b_i(x,y,z) beschreibt das räumlich variierende B₁-Feld-Empfindlichkeitsprofil, das durch das i-te Sendespulenelement generiert wird, A_i und ϕ_i sind die reellwertigen Amplituden- und Phasengewichtungen, die jeweils auf das i-te Sendespulenelement angewandt werden. Die Gleichung (4) repräsentiert einen speziellen Fall, in dem die Amplituden- und Phasengewichtungen zeitunabhängig sind. Dies bedeutet, dass die auf jedes Sendespulenelement angewandte zeitveränderliche HF-Wellenform identisch ist. Dieser spezielle Fall wird auch als HF-Shimming (HF-Feldausgleich) bezeichnet. Die Amplituden- und Phasenterme können einfach als ein Satz komplexwertiger Gewichtungen dargestellt werden, so dass $$B_1^{arr}\left(x,y,z\right)={\displaystyle {\sum }_{i=1}^N{w}_i{b}_i\left(x,y,z\right)}$$

  

  worin w_I=A_Ic^2πiϕ.
• Somit kann für ein gewünschtes Sollsende-(Anregungs-) B₁-Feld, $B_1^{tar}\left(x,y,z\right)$

  

  die Amplitude und Phase, die auf jedes Sendespulenelement angelegt wird, oder der Satz komplexwertiger Gewichtungen {w_i}, durch Minimierung der Matrixvektorform einer Kostenfunktion bestimmt werden, um das Folgende zu erhalten: $$\widehat{w}=\underset{w}{\text{arg min}}{\left|{\text{B}}_{\text{1}}^{\text{tar}}-{\text{B}}_{\text{1}}^{\text{arr}}\right|}^2+R\left(w\right)$$

  

  so dass ŵ eine kombinierte B₁-Karte ergibt, die die Kostenfunktion in der Gleichung (6) minimiert. ${\text{B}}_{\text{1}}^{\text{tar}}={\stackrel{⌢}{\text{B}}}_{\text{1}}^{\text{tar}}\left(x,y,z\right)={\displaystyle {\sum }_{i=1}^N{\widehat{w}}_i{b}_i\left(x,y,z\right)}$

  

  repräsentiert dann die nächste Näherung des gewünschten Sollfeldes, die durch die Lösung, {w_i}, zu der Gleichung (6) erreicht wird. R(w) ist ein verallgemeinerter Regularisierungsausdruck, der eine Funktion der komplexwertigen Gewichtungen, w = {w_i}, ist, das wir zu bestimmen und zu optimieren hoffen. Dies ist ein Lösungsansatz, der häufig verwendet wird, wenn eine Lösung zu einem schlecht gestellten Problem durch Anpassung gesucht wird. Ein Beispiel für einen Regularisierungsausdruck ist, wenn $$R\left(w\right)=a{\Vert w\Vert }^2$$

  

  worin α ein Skalar ist und ||w|| die L₂-Norm des Satzes komplexwertiger Gewichtungen, {w_i}, der einzelnen Sendespulenelemente oder Kanäle ist. Die Gleichung (7) ist eine gängige Form der Regularisierung, die als die Tikhonov-Regularisierung bekannt ist. Die Auswahl des Wertes von α ist durch das Maß der schlechten Kondition der Systemmatrix in der Gleichung (6) bestimmt. ${\left|{\text{B}}_{\text{1}}^{\text{tar}}\left(\text{x},\text{y},\text{z}\right)-{\text{B}}_{\text{1}}^{\text{arr}}\left(\text{x},\text{y},\text{z}\right)\right|}^2$

  

  ist der Datenkonsistenzausdruck und ist einfach ein Maß dafür, wie gut der Satz Koeffizienten oder komplexwertiger Gewichtungen, {w_i}, in der Gleichung (4) das Zielfeld reproduziert.
• Ein verallgemeinerter Fall zur Steuerung der HF-Anregung oder des B₁-Feldes umfasst nicht nur eine Variation der Amplitude und Phase, A_i und ϕ_i, für jedes Sendespulenelement oder jeden Kanal, sondern auch die zeitvariierende HF-Wellenform, f_i(t), für jedes Sendespulenelement. Dieser Lösungsansatz ist als parallele Übertragung (oder parallele Anregung) mit HF-Impulsentwurf bekannt und in Grissom et al. (Magn Med Med 2006; 56: 620-9), Verfahren im Raumbereich für die Entwicklung von HF-Impulsen bei der parallelen Anregung mit mehreren Spulen) erläutert. Anstatt nur die Form der HF-Anregung des B₁-Feldes zu steuern, kann diese Methode ferner die räumliche Ausdehnung der HF-Anregung steuern, was zusätzlich zu der komplexwertigen Gewichtung jedes Sendespulenelementes oder Kanals komplexere Muster der HF-Anregung durch Verwendung räumlich selektiver HF-Impulse, die für jedes Sendespulenelement oder jeden Kanal individualisiert sind, ermöglicht.
• Indem man in der Lage ist, verschiedene zeitveränderliche HF-Wellenformen in die Optimierung aufzunehmen, ist das relevante Maß für die parallele Übertragung oder Anregung die räumlich angepasste transversale Magnetisierung, m(x,y,z), die sich aus der Anwendung der HF-Anregung oder des B₁-Feldes und des begleitenden und parallelen Gradientenfeldes ergibt. Es ist zu beachten, dass durch die Anwendung der HF-Anregungswellenform parallel zu einem Gradientenfeld die HF-Anregung für das i-te Sendespulenelement oder den i-ten Kanal räumlich selektiv sein kann. Folglich kann ein gesamtes angepasstes Anregungsmuster durch die Überlagerung der Anregungsmuster aus jedem Sendespulenelement oder jedem Kanal wie in

  

  generiert werden, was aus einer HF-Impuls-Entwicklungsmethode abgeleitet wird. Die Gleichung (8) umfasst die Effekte des Phasenzuwachses aufgrund der Inhomogenität des statischen Hauptmagnetfeldes

  

  der k-Raum-Trajektorie der angewandten Gradientenwellenform $\left(\overrightarrow{k}\left(t\right)=k_x\left(t\right)î+k_y\left(t\right)j+k_2\left(t\right)\widehat{k}\right)$

  

  und der Gleichgewichtsmagnetisierung bei $\overrightarrow{r}\left(t\right)-xî+yj+z\widehat{k},$

  

  (m₀(x,y,z)). $\overrightarrow{k}\left(t\right)$

  

  ist als die Zeitintegration der angewandten Gradientenwellenformen, $\overrightarrow{k}\left(t\right)=-\gamma {\displaystyle {\int }_t^T\overrightarrow{G}\left(\tau \right)d\tau ,}$

  

  worin T die Impulslänge der HF-Wellenformen, f_i(t), ist, $\overrightarrow{G}\left(\tau \right)$

  

  die angelegte Gradientenwellenform während der HF-Anregung ist und ΔR₀(x,y,z) die statische Feldhomogenitätskarte ist. Die Gleichung (8) kann durch Verwendung von $$D_i\left(x,y,z,t_j\right)=j\gamma m_0\left(x,y,z\right)b_i\left(x,y,z\right)e^{j\gamma \mathrm{\Delta }{\mathrm{{\rm B}}}_0\left(x,y,z\right)\left(t-T\right)}{e}^{j\overrightarrow{r}\cdot \overrightarrow{k}\left(t\right)}$$

  

  vereinfacht werden, so dass das gesamte Anregungsmuster der Gleichung (8) als $$m^{arr}\left(x,y,z\right)={\displaystyle {\sum }_{i=1}^N{\displaystyle \underset{0}{\overset{T}{\int }}{D}_i\left(x,y,z\right)f_i\left(t\right)dt}}$$

  

  geschrieben werden kann.
• Falls somit das gewünschte Sollanregungsprofil durch die Magnetisierungsverteilung von m^tar(x,y,z) beschrieben ist, können die gewünschten komplexen HF-Wellenformen, die an jedes Sendespulenelement oder jeden Kanal angelegt werden, durch Minimierung der Matrix-Vektor-Form der Kostenfunktion bestimmt werden, um $$\widehat{f}=\underset{f}{\text{arg min}}\left\{{\left|{\text{m}}^{\text{tar}}-{\text{m}}^{\text{arr}}\right|}^2+R\left(f\right)\right\}$$

  

  zu erhalten, worin der verallgemeinerte Regularisierungsausdruck eine Funktion der zeitveränderlichen HF-Impulswellenformen, f̂ ={f̂_i}, ausgedrückt in Vektorform, ist. Das resultierende Anregungsprofil, ${\widehat{m}}^{arr}\left(x,y,z\right)={\displaystyle {\sum }_{t=1}^N{\displaystyle \underset{0}{\overset{T}{\int }}{D}_i\left(x,y,z\right){\widehat{f}}_i\left(t\right)}}dt,$

  

  reproduziert die nächste Näherung des Sollfeldes, die durch den Lösungssatz, f̂ = {f̂_i}, erreicht werden kann, wenn die HF-Wellenform des i-ten Kanals in dem Satz auf das jeweilige i-te Sendespulenelement oder den jeweiligen i-ten Kanal angewandt wird. Wie in der Gleichung (7) ist ein Beispiel eines verallgemeinerten Regularisierungsausdrucks, der dann in der Gleichung (11) verwendet werden kann, die Tikhonov-Regularisierung $$\left(f\right)=\alpha {\Vert f\Vert }^2$$

  

  worin ||f|| die L₂-Norm der zeitveränderlichen HF-Wellenformen der einzelnen Sendespulenelemente ist.
• Die Gleichungen (6) und (11) können numerisch gelöst werden, um die Lösungssätze der Gewichtungen und HF-Wellenformen jedes Sendespulenelementes zu berechnen, die die gewünschte B₁-Feld-Verteilung oder das angepasste Anregungsprofil begeben.
• In einer optionalen Ausführungsform kann, bezugnehmend auf 6, jeder HF-Leistungsverstärker 102 gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen variablen Kondensator C_p enthalten. Der variable Kondensator C_p kann parallel zu dem MOSFET 102 geschaltet sein. Der variable Kondensator C_p kann unter Verwendung einer Varicap-Diode oder parasitärer Kapazitäten in dem MOSFET 102 implementiert sein. Ein Kapazitätswert des variablen Kondensators C_p kann von einer Länge des Abschnitts des Strahlungsleiters 101, mit dem der MOSFET 102 integriert ist, oder der Kopplung von anderen Sendespulenelementen 101 oder der Last abhängen. Der variable Kondensator C_p wird verwendet, um eine höhere Effizienz für die MOSFETs 102, die mit den jeweiligen Sendespulenelementen 101 verbunden sind, zu erreichen.
• 7 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Sendearrays 200 zur MR-Bildgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 7 kann das Sendearray 200 zur MR-Bildgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere HF-Sender 201, das vorstehend erwähnte HF-Spulenarray 100, einschließlich mehrerer Sendespulenelemente 101 und mehrerer HF-Leistungsverstärker 102, die mit jeweiligen Sendespulenelementen 101 integriert sind, um die jeweiligen Sendespulenelemente 101 anzusteuern, und eine Gleichspannungsquelle (DC-Spannungsquelle) 202 zur Bereitstellung einer Gleichspannung DC_IN an den mehreren Sendespulenelementen 101 enthalten.
• Die mehreren HF-Sender 201 können mehrere HF-Signale S_RF1-S_RFn generieren. Die mehreren HF-Leistungsverstärker 102 können mit jeweiligen HF-Sendern 201 verbunden sein und können die HF-Signale S_RF1-S_RFn von den jeweiligen HF-Sendern 201 in der Leistung verstärken. Die mehreren Sendespulenelemente 101 können die jeweiligen verstärkten HF-Signale senden. Das Sendearray 200 zur MR-Bildgebung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrkanalparallelübertragung ermöglichen.
• In einigen Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil der mehreren Sendespulenelemente 101 durch jeweilige HF-Sender 201 wahlweise angeregt werden, um eine räumlich selektive Anregung und räumliche Lokalisierung von HF-Signalen zu erreichen.
• 8 veranschaulicht einen Gleichspannungsanschluss der Sendespulenelemente 101 in dem Sendearray 200 zur MR-Bildgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 8 veranschaulicht, können jeweils zwei benachbarte Sendespulenelemente 101 über eine HF-Drossel L miteinander verbunden sein. Die HF-Drossel L kann z.B. eine Drosselspule L sein. Die mehreren Sendespulenelemente 101 sind mit der HF-Abschirmung 103 über die Gleichspannungsquelle 202 verbunden, und somit kann die Gleichspannungsquelle 202 die Gleichspannung DC_IN an die mehreren Sendespulenelemente 101 liefern. Die HF-Drossel L kann einen Gleichstrom (DC) passieren lassen und einen Wechselstrom (AC) blockieren.
• 9 veranschaulicht eine Ersatzschaltung einer Gleichspannungs-Vorspannungskonfiguration für die Sendespulenelemente 101 nach 8. Wie in 9 in Kombination mit 8 veranschaulicht, kann jedes Sendespulenelement 101 mit der HF-Abschirmung 103 über einen Kondensator C elektrisch verbunden sein. In der Ausführungsform, in der der HF-Leistungsverstärker 102 der MOSFET ist, kann eine Source-Elektrode s jedes MOSFETs 102 an einem ersten Ende eines einzelnen Sendespulenelementes 101 direkt angeschlossen sein, und eine Drain-Elektrode d des MOSFETs kann an die HF-Abschirmung 103 angeschlossen sein. Ein zweites Ende des Sendespulenelementes 101 kann über den Kondensator C mit der HF-Abschirmung 103 verbunden sein.
• In den 8 und 9 kann die durch die Gleichspannungsquelle 202 gelieferte Gleichspannung DC_IN zu all den Sendespulenelementen 101 verbreitet werden, während die zeitveränderlichen HF-Signale zwischen den Sendespulenelementen 101 durch die HF-Drosseln L blockiert und durch die Kondensatoren C an dem zweiten Ende jedes Sendespulenelementes 101 zur Masse abgeleitet werden können.
• Die mehreren Sendespulenelemente 101 und die HF-Abschirmung 103 können als Wärmesenken zum Wärmemanagement und als elektrische Pfade dienen, um die MOSFET 102 vorzuspannen und anzusteuern. Das Sendearray 200 zur MR-Bildgebung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein gewisses Maß an B₀-Shimming höherer Ordnung ermöglichen, um die B₀-Magnetfeldhomogenität zu verbessern.
• 10 veranschaulicht einen Gleichspannungsanschluss der Sendespulenelemente 101 in dem Sendearray 200 zur MR-Bildgebung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 10 veranschaulicht, kann jedes Sendespulenelement 101 mit der Gleichspannungsquelle 202 über eine HF-Drossel L, z.B. eine Drosselspule, verbunden sein, und somit kann die Gleichspannungsquelle 202 die Gleichspannung DC_IN an die mehreren Sendespulenelemente 101 liefern. Jedes Sendespulenelement 101 kann mit der HF-Abschirmung 103 direkt und elektrisch verbunden sein. In der Ausführungsform, in der der HF-Leistungsverstärker 102 der MOSFET ist, kann eine Source-Elektrode s jedes MOSFETs 102 an einem ersten Ende eines einzelnen Sendespulenelementes 101 direkt angeschlossen sein, und eine Drain-Elektrode d des MOSFETs 102 kann an der HF-Abschirmung 103 angeschlossen sein.
• In 10 kann in ähnlicher Weise die Gleichspannung DC_IN, die durch die Gleichspannungsquelle 202 geliefert wird, an all die Sendespulenelemente 101 verbreitet werden, während die zeitveränderlichen HF-Signale zwischen den Sendespulenelementen 101 durch die HF-Drosseln L blockiert und an einem zweiten Ende jedes Sendespulenelementes 101 direkt zur Masse kurzgeschlossen werden können.
• Zurückkehrend zu 7 kann das Sendearray 200 zur MR-Bildgebung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner mehrere drahtlose Empfänge 203 enthalten. Die mehreren drahtlosen Empfänger 203 können mehrere drahtlose digitale Signale S_d1-S_dn von einem (nicht veranschaulichten) übergeordneten Computer empfangen und die mehreren drahtlosen Signale S_d1-S_dn zu den jeweiligen HF-Sendern 201 übertragen. Somit könnte eine Übertragung und Steuerung von drahtlosen digitalen Signalen realisiert werden, was die Gelegenheit zur weiteren Systemvereinfachung und zur Verbesserung des SNR (Signal-Rausch-Verhältnisses) der Eingangssignale bieten kann. Jeder integrierte HF-Leistungsverstärker 102 sowie jeder drahtlose Empfänger 203 können als ein einziges Bauteil zusammengepackt sein.
• Die Übernahme des HF-Spulenarrays 100 gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fähigkeit zur Manipulation der HF-Übertragung (des B₁-Feldes) und der SAR-Verteilungen vergrößern, so dass Bilder von höherer Qualität bei besserer Handhabung des lokalen und mittleren SARs eines Patienten erhalten werden können. Das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist leistungseffizienter bei geringen Graden von Kabelverlusten, kann den Platzbedarf für die Ausrüstung des HF-Leistungsverstärkers 102 reduzieren und kann somit die Produktionskosten reduzieren.
• Zusätzlich kann das HF-Spulenarray 100 gemäß der vorliegenden Erfindung die räumliche Lokalisierung von MR-Signalen verbessern, indem es eine effizientere B₁-Feldformung ermöglicht.
• Darüber hinaus erhöht die Vergrößerung der Sendespulenelement-Kanalanzahl nicht die Komplexität bei den mit den jeweiligen Sendespulenelementen 101 integrierten HF-Leistungsverstärkern 102.
• Während die Erfindung in typischen Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden ist, soll sie nicht auf die veranschaulichten Details beschränkt sein, da verschiedene Modifikationen und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne dass in irgendeiner Weise von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. An sich können weitere Modifikationen und Äquivalente der hierin offenbarten Erfindung Fachleuten auf dem Gebiet unter Verwendung von nicht mehr als routinemäßigen Experimenten einfallen, und all derartige Modifikationen und Äquivalente werden als innerhalb des Rahmens und Umfangs der Erfindung, wie durch die folgenden Ansprüche definiert, liegend betrachtet.
• Es ist ein HF-Spulenarray zur Verwendung in der MR-Bildgebung offenbart, das mehrere Sendespulenelemente und mehrere HF-Leistungsverstärker enthält. Jeder HF-Leistungsverstärker ist mit wenigstens einem Sendespulenelement zum Antreiben des wenigstens einen Sendespulenelementes integriert. Es ist ferner ein Sendearray zur MR-Bildgebung offenbart, das mehrere HF-Sender zur Erzeugung mehrerer HF-Signale, das vorstehend erwähnte HF-Spulenarray und eine Gleichspannungsquelle zur Bereitstellung einer Gleichspannung an die mehreren Sendespulenelemente enthält. Das HF-Spulenarray enthält ferner eine HF-Abschirmung zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente gegen eine Wechselwirkung mit einem Magnetkryostat und mit Gradientenspulenelementen. Die mehreren HF-Leistungsverstärker sind mit jeweiligen HF-Sendern verbunden und zur Leistungsverstärkung der HF-Signale von den jeweiligen HF-Sendern eingerichtet, und die mehreren Sendespulenelemente sind zur Übertragung jeweiliger verstärkter HF-Signale eingerichtet.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• Grissom et al. (Magn Med Med 2006; 56: 620-9) [0046]

Claims (10)

1. HF-Spulenarray zur Verwendung in der MR-Bildgebung, das aufweist: mehrere Sendespulenelemente; und mehrere HF-Leistungsverstärker, wobei jeder HF-Leistungsverstärker mit wenigstens einem Sendespulenelement integriert ist, um das wenigstens eine Sendespulenelement anzutreiben.
2. HF-Spulenarray nach Anspruch 1, wobei die mehreren Sendespulenelemente nicht-resonant sind; und/oder wobei das Sendespulenelement ein Abschnitt eines Strahlungsleiters oder eine kleine Spule ist.
3. HF-Spulenarray nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder der mehreren HF-Leistungsverstärker das Verhalten einer Spannungsquelle oder einer Stromquelle aufweist.
4. HF-Spulenarray nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder HF-Leistungsverstärker einen MOSFET aufweist; wobei jeder HF-Leistungsverstärker vorzugsweise einen verpackten diskreten MOSFET oder einen MOSFET-Halbleiterchip aufweist, der an einem einzelnen Sendespulenelement direkt angebracht ist; und/oder wobei jeder HF-Leistungsverstärker vorzugsweise ferner einen variablen Kondensator aufweist, der parallel zu dem MOSFET geschaltet ist.
5. HF-Spulenarray nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mehreren Sendespulenelemente in Matrixspulenanordnungen in der x-, y- und/oder z-Achse angeordnet sind; wobei die mehreren Sendespulenelemente vorzugsweise zu einer Volumenkörperspule oder einer lokalen Oberflächenspule konfiguriert sind.
6. HF-Spulenarray nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, das ferner aufweist: eine HF-Abschirmung zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente, wobei die mehreren Sendespulenelemente, die mit jeweiligen HF-Leistungsverstärkern integriet sind, auf der HF-Abschirmung montiert sind.
7. Sendearray zur MR-Bildgebung, das aufweist: mehrere HF-Sender zur Erzeugung mehrerer HF-Signale; das HF-Spulenarray, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht ist und das ferner eine HF-Abschirmung zur Abschirmung der mehreren Sendespulenelemente gegen eine Wechselwirkung mit einem Magnetkryostat und mit Gradientenspulenelementen aufweist, wobei die mehreren HF-Leistungsverstärker mit jeweiligen HF-Sendern verbunden und zur Leistungsverstärkung der HF-Signale von den jeweiligen HF-Sendern eingerichtet sind und die mehreren Sendespulenelemente zur Übertragung jeweiliger verstärkter HF-Signale eingerichtet sind, um eine Mehrkanalparallelübertragung zu ermöglichen; und eine Gleichspannungsquelle zur Bereitstellung einer Gleichspannung an den mehreren Sendespulenelementen.
8. Sendearray zur MR-Bildgebung nach Anspruch 7, wobei jeweils zwei benachbarte Sendespulenelemente über eine HF-Drossel verbunden sind, wobei die mehreren Sendespulenelemente mit der HF-Abschirmung über die Gleichspannungsquelle verbunden sind und jedes Sendespulenelement mit der HF-Abschirmung über einen Kondensator elektrisch verbunden ist; und/oder wobei jedes Sendespulenelement mit der Gleichspannungsquelle über eine HF-Drossel verbunden ist und jedes Sendespulenelement mit der HF-Abschirmung elektrisch verbunden ist.
9. Sendearray zur MR-Bildgebung nach Anspruch 7 oder 8, wobei wenigstens ein Teil der mehreren Sendespulenelemente durch jeweilige HF-Sender wahlweise angeregt wird.
10. Sendearray zur MR-Bildgebung nach einem beliebigen der Ansprüche 7-9, das ferner aufweist: mehrere drahtlose Empfänger zum Empfang mehrerer drahtloser digitaler Signale von einem übergeordneten Computer und zur Übertragung der mehreren drahtlosen digitalen Signale zu den jeweiligen HF-Sendern.

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